[发明专利]一种提高机载中空纤维膜分离效率的系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种提高机载中空纤维膜分离效率的系统与方法，属于航空系统技术领域，该系统利用发动机引气作为主动流来引射中空纤维膜废气出口的富氧气体，使得富氧气体出口压力降低，增加了中空纤维膜内外压差，从而提高了机载中空纤维膜的分离效率。本发明所提出的技术方案与现有技术相比，不仅弥补了中空纤维膜惰化技术实际应用中存在的由于飞机发动机引气压力不足所产生的分离效率低下等问题，有效地扩展了惰化技术应用范围，而且不需要增设其它增压装置，系统可靠性有充分保障，且系统运行方便，便于实现。

技术领域

本发明属于航空系统技术领域，涉及一种飞行器燃油箱惰化系统，特别涉及一种提高机载中空纤维膜分离效率的系统及其工作方法。

背景技术

飞机燃油系统起火或爆炸是引起飞机失事的主要原因之一。飞机燃油系统的防火防爆能力，直接关系到飞机生存力和易损性，也关系到飞机的利用率、成本以及人员安全。针对燃油箱防火抑爆技术国内外已开展了大量的理论和实验研究工作，且取得了丰硕的成果。采用中空纤维膜制取富氮气体的机载制氮惰化技术是目前最经济和实用的飞机油箱燃爆抑制技术。

其中，机载中空纤维膜分离效率直接影响着燃油箱机载制氮惰化系统的运行成本，就运行参数而言，增加了中空纤维膜内外压差可提高该装置分离效率，具体的途径为提高膜入口压力和降低富氧气体出口压力。由于膜入口压力取决于发动机工作状态，重新设置增压装置会使得系统可靠性降低。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，公开了一种提高机载中空纤维膜分离效率的系统及其工作方法，本发明的系统利用发动机引气作为主动流来引射中空纤维膜废气出口的富氧气体，使得富氧气体出口压力降低，增加了中空纤维膜内外压差，从而提高了机载中空纤维膜的分离效率。

本发明是这样实现的：

一种提高机载中空纤维膜分离效率的系统，该系统包括过滤器，所述的过滤器进口端连接发动机引气，所述的过滤器出口端依次连接第一压缩机，第一电动调节阀，第一换热器，第二换热器，水分离器；所述的第二换热器上方设置有风扇；所述的水分离器分别设置两个出口以及液体水出口，液体水出口将液态水排至机外，所述的水分离器的两个出口分别连接过滤器、第四电动调节阀；所述的第四电动调节阀后端连接引射器；所述的过滤器出口端依次连接油雾分离器，中空纤维膜分离器，第三换热器，第一温度传感器，第二电动调节阀，第一阻火器，油箱，第二阻火器；所述的油箱上方设置氧浓度传感器；所述的中空纤维膜分离器包含混合气体入口、富氧气体出口和富氮气体出口，所述的混合气体入口连接于油雾分离器，所述的富氮气体出口连接于第三换热器，所述的富氧气体出口通过压力传感器连接于引射器。

进一步，所述的系统通过自动控制器控制；所述的自动控制器分别设置电流输入端、电流输出端；所述的自动控制器的电流输入端分别与氧浓度传感器、第一温度传感器、压力传感器电气相连；自动控制器的电流输出端分别与第二电动调节阀、第三电动调节阀、第四电动调节阀、风扇、第一电动调节阀、第一压缩机电气相连。

进一步，所述的第一换热器、第二换热器均包含热侧通道和冷侧通道；所述的第一换热器的冷侧通道的入口接外界空气、第一换热器的冷侧通道的出口和第二换热器的冷侧通道的入口通过管道相连；所述的第二换热器的冷侧通道的出口和外界空气管道相连；所述的风扇设置在第二换热器的冷侧通道和外界空气相连的管道中，用于将外部空气抽入，第一换热器的冷侧通道后经第二换热器的冷侧通道排出；第一电动调节阀、第一换热器的热侧通道、第二换热器的热侧通道、水分离器的入口通过管道依次相连。

进一步，所述的第三换热器包含热侧通道和冷侧通道；所述的第三换热器的冷侧通道的入口通过第三电动调节阀接外界空气，第三换热器的冷侧通道的出口和外界空气管道相连；所述的第三换热器的热侧通道两端分别连接中空纤维膜分离器、第一温度传感器。