[发明专利]一种天然气中提取氦气的装置及工艺

权利要求书

1.一种天然气中提取氦气的装置，其特征在于：包括机架、燃烧模块、碱液喷淋模块、分子筛干燥模块、过滤模块、换热模块、制冷分离模块和磁悬浮高速离心分离模块，燃烧模块、碱液喷淋模块、分子筛干燥模块和过滤模块由下至上依次设置机架的左侧，换热模块和制冷分离模块设置在机架的中部，磁悬浮高速离心分离模块设置在机架的右侧，燃烧模块与碱液喷淋模块连接，碱液喷淋模块与分子筛干燥模块连接，分子筛干燥模块与过滤模块连接，过滤模块与换热模块连接，换热模块与制冷分离模块连接，制冷分离模块与磁悬浮高速离心分离模块连接；

磁悬浮高速离心分离模块包括外壳体、上端盖、下端盖、定子铁芯、第一定子绕组、第一转子、第二定子绕组、第二转子、导电滑环、第一抽气管、第二抽气管、外部三相电源和第二控制器，外壳体为上下通透的圆筒体，上端盖和下端盖分别固定安装在外壳体的顶部和底部，定子铁芯同中心安装在外壳体内部，定子铁芯的上端固定连接在上端盖的下表面中心，定子铁芯的下端固定连接在下端盖的上表面中心，第一定子绕组嵌套固定在定子铁芯的外周，第一转子同中心套设在定子铁芯的外部，第二定子绕组嵌套固定在第一转子的外周，第一转子的内侧壁和第二转子的内侧壁上均圆周阵列固定连接有若干块呈长方体结构的铷铁硼永磁体，铷铁硼永磁体的长度方向与第一转子的中心线平行，第二转子同中心套设在第一转子的外部，第一转子的内圆和定子铁芯的外圆之间形成第一环腔，第二转子的内圆和第二转子的外圆之间形成第二环腔，第一转子的外圆周上侧部和下侧部均一体成型有第一圆环盘，第二转子的外圆周上侧部和下侧部均一体成型有第二圆环盘，上端盖的下表面和下端盖的上表面分别固定设置有第一径向磁轴承、第一轴向磁轴承、第二径向磁轴承和第二轴向磁轴承，两个第一径向磁轴承上下对应，两个第一轴向磁轴承上下对应，两个第二径向磁轴承上下对应，两个第二轴向磁轴承上下对应，第一转子的顶部和底部分别转动设置在两个第一径向磁轴承中，两个第一圆环盘分别转动设置在两个第一轴向磁轴承中，第二转子的顶部和底部分别转动设置在两个第二径向磁轴承中，两个第二圆环盘分别转动设置在两个第二轴向磁轴承中，第六排气管连接在上端盖上并与第一环腔连通，第一转子的侧壁上均匀开设有若干个渗气孔，导电滑环安装在下端盖的上表面上，第二电子绕组与导电滑环的旋转结构电连接，第一抽气管和第二抽气管分别固定安装在下端盖上，第一抽气管的上端穿过下端盖与第一环腔连通，第二抽气管的上端穿过下端盖与第二环腔连通，第一抽气管的下端连接有氢气储罐，第二抽气管的下端连接有氦气储罐，第一抽气管和第二抽气管上均设置有抽气泵，两个第一径向磁轴承和两个第二径向磁轴承上均设置有轴向位移传感器，两个第一轴向磁轴承和两个第二轴向磁轴承上均设置有径向位移传感器，第二转子的外圆周和外壳体的内圆周之间缠绕有第三换热管，第三换热管沿第二转子的中心线螺旋布置，第三换热管与外壳体之间固定连接，第三换热管的进口端穿过外壳体并连接在第二换热管的右侧下部，第三换热管的出口端穿过外壳体并与外界大气连接，外壳体的内壁设有用于监测第二转子转速的转速传感器，第一环腔和第二环腔的底部均设置有温度传感器和气压传感器，第二控制器固定安装在外壳体的外侧壁下侧部，外部三相电源分别与第二控制器、第一定子绕组、导电滑环的静止结构、两个抽气泵、轴向位移传感器、径向位移传感器、转速传感器、温度传感器和气压传感器电连接，第二控制器分别与外部三相电源、两个抽气泵、轴向位移传感器、径向位移传感器、转速传感器、温度传感器和气压传感器信号连接。