一种集成臭氧转换的空气分离组件的制作方法

本技术属于飞机燃油箱防火抑爆，具体涉及一种集成臭氧转换的空气分离组件。

背景技术：

1、大量的研究表明，通过向燃油箱充填惰性气体以降低油箱内部气相空间氧浓度，可有效抑制燃油箱爆炸。根据充填惰性气体的来源，可分为携带惰性气体和机载实时制氮，携带惰性气体包含气氮、液氮、halon1301等惰性气体；机载实时制氮主要包括中空纤维膜式惰化系统和分子筛式机载惰化系统。在这些惰化方式中，中空纤维膜式惰化系统因其技术成熟度高、安全可靠、惰气供给流量稳定、经济高效等优点，成为目前应用最为广泛的飞机燃油箱惰化系统。其基本原理是将发动机引气经冷却降温、过滤杂质至一定压力温度下后送入空气分离组件，在中空纤维膜丝内外气体分压差作用下，利用中空纤维膜对空气中的氮气和氧气的选择透过性或渗透速率的不同，把空气中的氮气氧气分离，形成富氮气体和富氧气体，其中富氧气体排空，富氮气体按一定流量送入燃油箱，降低燃油箱气相空间氧浓度，从而抑制燃油箱爆炸。

2、由于中空纤维膜式惰化系统的核心部件空气分离组件对杂质、臭氧非常敏感，因此会在空气分离组件上游设置过滤器去除微小颗粒物和水蒸气，同时设置臭氧转换器去除引气中的臭氧。但实际工作中发现，经过臭氧转换器后的气体中仍存在少量臭氧，这严重影响空气分离组件内膜丝的寿命。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种集成臭氧转换的空气分离组件，用于进一步降低空气分离组件入口处臭氧含量，延长空气分离组件的寿命。

2、为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种集成臭氧转换的空气分离组件，包括壳体、入口端盖、空气入口、臭氧转换床层、中空纤维膜丝束、出口端盖、富氮出口以及富氧出口，其中：

4、所述空气入口设置在入口端盖上，入口端盖安装在壳体的一端；富氮出口设置在出口端盖上，出口端盖安装在壳体的另一端；所述的中空纤维膜丝束设置于壳体内部；所述的富氧出口设置于壳体上，臭氧转换床层设置于入口端盖内部，用于催化分解臭氧。

5、进一步地，所述中空纤维膜丝束为通过环氧树脂浇铸的方式将中空纤维膜丝固定形成。

6、进一步地，密封圈安装在壳体前后端的槽道内，用于在入口端盖、出口端盖与壳体连接时起到密封作用。

7、进一步地，所述臭氧转换床层表面涂覆有过渡金属催化剂层或金属修饰的氧化锰催化剂层。

8、进一步地，所述的臭氧转换床层中形成有正三角形通道、正方形通道、蜂窝状结构通道或多孔介质结构通道。

9、进一步地，所述空气入口的前端、富氮出口的后端、富氧出口上均设置有卡箍接口。

10、与现有技术相比，本实用新型具有以下技术特点：

11、本实用新型的集成臭氧转换的空气分离组件空气入口接收上游提供的一定温度压力的气体后，首先经过臭氧转换床层将气体中含有的微量臭氧催化分解，消除臭氧后进入中空纤维膜丝内，在中空纤维膜丝内外气体分压差作用下，利用中空纤维膜对氮气、氧气的渗透速率的差异，把气体中的氮气、氧气分离，形成富氮气体和富氧气体，其中富氧气体经过富氧出口排空到外界环境，富氮气体经过富氮出口按一定流量送入燃油箱，降低燃油箱气相空间氧浓度，从而抑制燃油箱爆炸。本实用新型的集成臭氧转换的空气分离组件，相比现有的空气分离组件，可以进一步降低空气分离组件入口处臭氧含量，延长空气分离组件的寿命。

技术特征：

1.一种集成臭氧转换的空气分离组件，其特征在于，包括壳体(1)、入口端盖(2)、空气入口(3)、臭氧转换床层(4)、中空纤维膜丝束(5)、出口端盖(6)、富氮出口(7)以及富氧出口(8)，其中：

2.根据权利要求1所述的集成臭氧转换的空气分离组件，其特征在于，所述中空纤维膜丝束(5)为通过环氧树脂(9)浇铸的方式将中空纤维膜丝固定形成。

3.根据权利要求1所述的集成臭氧转换的空气分离组件，其特征在于，密封圈(10)安装在壳体(1)前后端的槽道内，用于在入口端盖(2)、出口端盖(6)与壳体(1)连接时起到密封作用。

4.根据权利要求1所述的集成臭氧转换的空气分离组件，其特征在于，所述臭氧转换床层(4)表面涂覆有过渡金属催化剂层或金属修饰的氧化锰催化剂层。

5.根据权利要求1所述的集成臭氧转换的空气分离组件，其特征在于，所述的臭氧转换床层(4)中形成有正三角形通道、正方形通道、蜂窝状结构通道或多孔介质结构通道。

6.根据权利要求1所述的集成臭氧转换的空气分离组件，其特征在于，所述空气入口(3)的前端、富氮出口(7)的后端、富氧出口(8)上均设置有卡箍接口。

技术总结
本技术属于飞机燃油箱防火抑爆技术领域，公开一种集成臭氧转换的空气分离组件；该组件包括壳体、入口端盖、空气入口、臭氧转换床层、中空纤维膜丝束、出口端盖、富氮出口以及富氧出口；上游系统提供的一定温度压力的气体首先经过臭氧转换床层将气体中含有的臭氧催化分解，消除臭氧后进入中空纤维膜丝内，在中空纤维膜丝内外气体分压差作用下，利用中空纤维膜对氮气、氧气的渗透速率的差异，把气体中的氮气、氧气分离，形成富氮气体和富氧气体，其中富氧气体经过富氧出口排空到外界环境，富氮气体经过富氮出口按一定流量送入燃油箱，降低燃油箱气相空间氧浓度，从而抑制燃油箱爆炸。

技术研发人员：王晨臣,白文涛,黄松
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心
技术研发日：20221229
技术公布日：2024/1/12