[发明专利]离心力场下渐进式约束的热驱动溶液分离方法及装置

权利要求书

1.离心力场下渐进式约束的热驱动溶液分离方法，其特征是，所述方法构建渐进式约束分离单元，利用压力随半径增加而升高的原理进行渐进式约束，在离心力场环境下使水分子逐渐沿离心力方向迁移并被排出，从而实现溶液的分离和提纯，所述溶液分离方法具体包括以下步骤：

(1)建立离心力场下的分离环境；

(2)在分离环境中布置沿离心力方向的渐进式约束分离单元；

(3)向分离环境中通入待分离溶液，待分离溶液中的溶质分子和水分子在渐进式约束单元的作用下发生分离，其中水分子能够沿离心力方向进入渐进式约束分离单元；

(4)渐进式约束分离单元对水分子进行逐级约束和传递；

(5)被约束的水分子在离心力场的作用下在渐进式约束分离单元中沿离心力方向迁移直至以纯水的形式被排出渐进式约束分离单元。

2.根据权利要求1所述的离心力场下渐进式约束的热驱动溶液分离方法，其特征是，所述渐进式分离约束单元中设有能够对水分子进行约束的渐进式约束分离结构。

3.根据权利要求2所述的离心力场下渐进式约束的热驱动溶液分离方法，其特征是，所述结构包括能够被固定在所述渐进式约束分离单元中且能够吸附或固定水分子的材料，如同强吸水性树脂。

4.根据权利要求3所述的根据权利要求2所述的离心力场下渐进式约束的热驱动溶液分离方法，其特征是，所述结构包括柔性多孔材料，所述柔性多孔材料中可以固定能够吸附水分子的溶质分子、离子或者其他吸水基团。

5.根据权利要求2所述的离心力场下渐进式约束的热驱动溶液分离方法，其特征是，所述渐进式分离约束单元的起始端设置半透膜结构并刚性支撑，能够阻挡溶液中的溶质分子但允许水分子通过。

6.根据权利要求1所述的离心力场下渐进式约束的热驱动溶液分离方法，其特征是，所述渐进式分离约束结构的起始位置随溶液浓度的增加而逐渐向离心力的质心靠近。

7.根据权利要求5所述的离心力场下渐进式约束的热驱动溶液分离方法，其特征是，所述渐进式分离约束结构的排出位置沿离心力场的某个周向均布。

8.离心力场下渐进式约束的热驱动溶液分离装置，其特征是，所述装置以实现如权利要求1-6中任一项所述的离心力场下渐进式约束的热驱动溶液分离方法为目的，所述装置包括主轴，所述主轴能够被驱动而转动，所述主轴的外侧设有能够随之转动的转筒；

所述转筒内沿周向均布设置设有渐进式约束单元，所述转筒包括溶液入口和溶液出口，所述溶液从溶液入口进入转筒后被所述渐进式约束单元进行分离或提纯，再从所述溶液出口被排出；所述转筒上设有排水口，所述排水口与所述渐进式约束单元连通，用于排出所述渐进式约束单元分离出的纯水；

所述渐进式约束单元包括约束单元主体和导热外壳，所述导热外壳包裹在所述约束单元主体外部，所述约束单元主体设有水分子进口和水分子出口，所述导热外壳在所述水分子进口和所述水分子出口所在的侧面留空。

9.根据权利要求7所述的离心力场下渐进式约束的热驱动溶液分离装置，其特征是，所述渐进式约束单元在所述水分子进口处设有刚性支撑半透膜结构，所述刚性支撑半透膜结构能够允许所述水分子通过并阻挡所述溶液中的溶质分子。

10.根据权利要求8所述的离心力场下渐进式约束的热驱动溶液分离装置，其特征是，所述约束单元主体采用柔性多孔材料制成，所述约束单元主体内设有多个能够用于约束水分子的约束结构，多个所述约束结构沿离心力方向依次设置，且下一个约束结构能够约束上一个约束结构释放出来的水分子。

11.根据权利要求7所述的离心力场下渐进式约束的热驱动溶液分离装置，其特征是，所述渐进式约束单元分层布置，且沿溶液的流向依次向轴心方向增加尺寸。