[发明专利]一种结合空气冲洗与膜分离的机载制氮装置及其应用方法

权利要求书

1.一种结合空气冲洗与膜分离的机载制氮装置，其特征在于，包括：冲洗空气通气管(5)、膜丝(6)、四通中柱(7)、三通中柱(11)、通气管固定板(13)；四通中柱(7)的下端与三通中柱(11)的上端连接，四通中柱(7)内柱面上端连接第一膜丝固定板(9)，四通中柱(7)内柱面下端连接第二膜丝固定板(10)；三通中柱(11)的内柱面下端连接通气管固定板(13)，冲洗空气通气管(5)穿过第二膜丝固定板(10)位于四通中柱和三通中柱(11)内，冲洗空气通气管(5)下端固定在通气管固定板(13)上的管孔内，冲洗空气通气管(5)在三通中柱(11)内的管壁无开孔，在四通中柱(7)内的管壁有多个开孔，冲洗空气通气管(5)底端开口、顶端封闭；膜丝(6)填充在四通中柱(7)的内柱面和冲洗空气通气管(5)的外柱面之间，且膜丝(6)顶端和底端分别由第一膜丝固定板(9)和第二膜丝固定板(10)固定；第一封头(2)的底端端面与四通中柱(7)的顶端端面连接，第二封头(14)的顶端端面与三通中柱(11)的底端端面连接。

2.根据权利要求1所述的结合空气冲洗与膜分离的机载制氮装置，其特征在于，第一膜丝固定板(9)的顶端与四通中柱(7)的顶端处于同一平面上；第二膜丝固定板(10)的底端与四通中柱(7)的底端处于同一平面上，冲洗空气通气管(5)的底端与通气管固定板(13)的底端处于同一平面上。

3.根据权利要求1所述的结合空气冲洗与膜分离的机载制氮装置，其特征在于，第一封头(2)顶端设置引气出口接头(1)；第二封头(14)底端设置冲洗空气入口接头(15)。

4.根据权利要求1所述的结合空气冲洗与膜分离的机载制氮装置，其特征在于，四通中柱(7)上部的一侧设置第一冲洗空气出口接头(4)，下部另一侧设置第二冲洗空气出口接头(8)。

5.根据权利要求1所述的结合空气冲洗与膜分离的机载制氮装置，其特征在于，三通中柱(11)侧面设置引气入口接头(12)。

6.根据权利要求1所述的结合空气冲洗与膜分离的机载制氮装置，其特征在于，第一封头(2)与四通中柱(7)通过螺栓a(3)紧固连接；第二封头(14)与三通中柱(11)通过螺栓b(16)紧固连接。

7.根据权利要求1所述的结合空气冲洗与膜分离的机载制氮装置，其特征在于，第一封头(2)、螺栓a(3)、螺栓b(16)、冲洗空气通气管(5)、四通中柱(7)、三通中柱(11)、通气管固定板(13)、第二封头(14)采用的材料包含金属、塑料和有机玻璃。

8.根据权利要求1所述的结合空气冲洗与膜分离的机载制氮装置，其特征在于，膜丝(6)采用的材料包含聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰亚胺、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚乙醚。

9.权利要求1-8任一项所述结合空气冲洗与膜分离的机载制氮装置的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先，引气从三通中柱(11)的引气入口接头(12)流到三通中柱(11)的内部，再由三通中柱(11)、冲洗空气通气管(5)、通气管固定板(13)和第二膜丝固定板(10)所围成的空间内聚集；

再从第二膜丝固定板(10)下部的膜丝(6)的下端口流进膜丝(6)内部；

然后，由于膜丝(6)内外氧气分压不同，存在分压差，膜丝(6)内气体中的氧气不断向膜丝(6)外渗透；

同时，冲洗空气经第二封头(14)上的冲洗空气入口接头(15)进入通气管固定板(13)、第二封头(14)之间的空间，并在通气管固定板(13)下部不断累积之后从冲洗空气通气管(5)下部进气孔流入；

然后，冲洗空气从冲洗空气通气管(5)位于四通中柱(7)内的多个出气孔流出，在与膜丝(6)外部渗透出来的氧气混合之后，再从四通中柱(7)上的第一冲洗空气出口接头(4)和第二冲洗空气出口接头(8)流出；

接着，由于氧气通过膜丝(6)不断渗出，膜丝(6)内部氮气浓度不断增加，富氮的惰性气体从膜丝(6)上端口流出，流至第一膜丝固定板(9)上部和第一封头(2)之间的空间；

最后，富氮惰性气体从第一封头(2)的引气出口接头(1)流出。