[發明專利]利用磁力作用實現空氣中氧氣富集的層疊磁體陣列結構裝置及方法

有效

• 申請號: 200710063685.4
• 申請日: 2007-02-07
• 公開（公告）號: CN101054164A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 王立;吳平
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C01B13/02
• 分類號: C01B13/02;B01D53/00
• 代理公司: 北京科大華誼專利代理事務所
• 代理人: 劉月娥

1、一種利用磁力作用實現空氣中氧氣富集的層疊磁體陣列結構裝置，包括：層疊磁體陣列、流動阻尼層、空氣源、緩沖器、空氣輸送管、入口過渡段、磁場空間、出口過渡段、富氧空氣輸送管、閥門、富氮空氣輸送管、容器外殼、電加熱器；其特征在于，由磁體組成層疊磁體陣列(1)，各磁體之間的間距為0.1mm～1000mm，磁體的厚度為0.3mm～1500mm；層疊磁體陣列(1)各磁體之間異極相對形成磁場空間(7)，在磁場空間的邊界處形成磁場梯度；入口過渡段(6)的一端連接空氣輸送管(5)，另一端與磁場空間入口相連，使空氣均勻流入磁場空間(7)；磁場空間(7)的出口通過出口過渡段(8)與富氧空氣輸送管(9)相連，磁場空間(7)的開放邊界上設置流動阻尼層(2)，在磁場空間(7)的富氧空氣出口處設置電加熱器(15)；富氮空氣輸送管(12)與容器(14)相連；兩個閥門(10，11)分別安裝在富氧空氣輸送管(9)和富氮空氣輸送管(12)上，通過配合調節這兩個閥門，控制從富氧空氣輸送管(9)以及富氮空氣輸送管(12)流出氣體的流量和壓力；空氣經過緩沖器(4)被送入磁場空間(7)，當空氣進入磁場空間(7)后，由于通過富氧空氣輸送管(9)流出的富氧空氣流量小于通過空氣輸送管(5)進入磁場空間的流量，將有部分空氣向流動方向的兩側從磁場空間(7)的邊界經過流動阻尼層(2)流出，富氧空氣經出口電加熱器(15)加熱后，經出口過渡段(8)和富氧空氣輸送管(9)輸送到裝置外；富氮空氣流入容器(14)中，并最終會聚在一起，通過富氮空氣輸送管道(12)排出裝置之外。

2、按照權利要求1所述的裝置，其特征在于：層疊磁體陣列由3～12000塊磁體構成，形成2～11999個磁場空間。

3、一種采用權利要求1所述裝置實現空氣中氧氣富集的方法，其特征在于，使空氣流經一個由層疊磁體陣列(1)所形成的磁場空間(7)，在每一個由相鄰兩塊磁體所形成的磁場空間的邊界處會形成梯度方向指向磁場空間內部的梯度磁場，當空氣從空氣入口進入磁場空間后，有部分氣體將從磁場空間兩側開放邊界上流出，利用梯度磁場對氧氣分子產生的作用力將流出磁場空間的空氣中的氧氣分子束縛在磁場空間內，在磁場空間內遠離空氣入口的地方形成氧的富集區，把該區域內的氣體引出，得到富氧空氣；由于層疊磁體陣列(1)中各磁體所產生的磁場在空間的相互疊加作用，使得每一磁場空間(7)中的磁場強度得到增強，磁場空間開放邊界處的磁場梯度也相應得到增強；由于梯度磁場攔截氧分子的能力正比于磁場強度與磁場梯度的乘積，層疊磁體陣列中的每一個磁場空間(7)邊界處的梯度磁場攔截氧分子的能力都大大高于由相同尺寸兩塊磁體所構成的單一磁場空間邊界處梯度磁場攔截氧分子的能力。