[发明专利]一种通电线圈辅助膜分离的机载制氮装置及其应用方法

权利要求书

1.一种通电线圈辅助膜分离的机载制氮装置的应用方法，其特征在于，所述装置包括：第一封头(2)、第一膜丝固定板(4)、线圈(5)、膜丝(6)、中柱(7)、三通中柱(9)、第二膜丝固定板(10)、第二封头(11)；中柱(7)底端面与三通中柱(9)顶端面连接；第一膜丝固定板(4)安装在中柱(7)内侧上端，第一膜丝固定板(4)的顶端面与中柱(7)的顶端面处于同一平面上；第二膜丝固定板(10)安装于三通中柱(9)内侧下端，第二膜丝固定板(10)的底端面与三通中柱(9)的底端面处于同一平面上；膜丝(6)填充在中柱(7)和三通中柱(9)内，且膜丝(6)顶端由第一膜丝固定板(4)固定，底端由第二膜丝固定板(10)固定，膜丝(6)的进气孔位于顶端，膜丝(6)的出气孔位于底端；线圈(5)从中柱(7)的最上端开始缠绕，缠绕多层，再沿着中柱的外柱面向下缠绕，缠绕层数不断递减，缠绕至中柱的最下端；第一封头(2)的底端面与中柱(7)的顶端面连接；第二封头(11)的顶端面与三通中柱(9)的底端面连接；具体方法包括以下步骤：

首先，引气从引气入口接头(1)流到第一封头(2)的内部，在第一封头(2)和第一膜丝固定板(4)所围成的空间内聚集，再从膜丝(6)顶端进气孔流进膜丝(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外渗透；

同时，将线圈(5)通电，线圈(5)由于上下层数的不同会产生一个磁场强度呈梯度分布的磁场，膜丝(6)内空气中的氧气会向线圈(5)层数多、磁场强度大的膜丝(6)上端附近聚集，而氮气则会向线圈层数少、磁场强度小的膜丝(6)下端附近聚集；

然后，膜丝(6)渗透出来的氧气在中柱(7)和三通中柱(9)内部不断富集，最终富氧气体会从三通中柱(9)外侧的第一引气出口接头(8)流出；

接着，膜丝(6)中的氮气由于氧气通过膜丝(6)不断渗出和线圈产生的梯度磁场中氮气不断向膜丝(6)的下端附近聚集，在膜分离和磁致分离的双重作用下，流至第二膜丝固定板(10)和第二封头(11)形成的空间富集；

最后，富氮惰性气体从第二封头(11)的第二引气出口接头(12)流出。

2.根据权利要求1所述的通电线圈辅助膜分离的机载制氮装置的应用方法，其特征在于，第一封头(2)的顶端设置引气入口接头(1)。

3.根据权利要求1所述的通电线圈辅助膜分离的机载制氮装置的应用方法，其特征在于，第二封头(11)的底端设置第二引起出口接头(12)。

4.根据权利要求1所述的通电线圈辅助膜分离的机载制氮装置的应用方法，其特征在于，三通中柱(9)的外侧面设置第一引气出口接头(8)。

5.根据权利要求1所述的通电线圈辅助膜分离的机载制氮装置的应用方法，其特征在于，中柱(7)与三通中柱(9)通过螺栓b(13)固定连接。

6.根据权利要求1所述的通电线圈辅助膜分离的机载制氮装置的应用方法，其特征在于，第一封头(2)通过螺栓a(3)与中柱(7)紧固连接；第二封头(11)通过螺栓c(14)与三通中柱(9)紧固连接。

7.根据权利要求1或6所述的通电线圈辅助膜分离的机载制氮装置的应用方法，其特征在于，第一封头(2)、螺栓a(3)、螺栓b(13)、螺栓c(14)、中柱(7)、三通中柱(9)和第二封头(11)采用的材料包括航空铝合金、不锈钢。

8.根据权利要求1所述的通电线圈辅助膜分离的机载制氮装置的应用方法，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。