[發(fā)明專利]一種磁法多重徑向分離空氣制取富氧的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810107814.3
• 申請(qǐng)日: 2018-02-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108059129B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫銳;邢春禮;閆永宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B13/02
• 分類號(hào): C01B13/02;B03C1/30
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳昕

一種磁法多重徑向分離空氣制取富氧的裝置，涉及制備富氧領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有磁法富氧裝置占地面積大，且制備富氧效率低的問(wèn)題。它包括空氣鼓風(fēng)機(jī)、空氣過(guò)濾器和多層磁分離機(jī)構(gòu)；空氣鼓風(fēng)機(jī)將空氣泵入到空氣過(guò)濾器，經(jīng)空氣過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾后，進(jìn)入多層磁分離機(jī)構(gòu)中的多層磁分離區(qū)，多層磁分離區(qū)使空氣中的氧氣在電磁場(chǎng)和永磁體產(chǎn)生的梯度磁場(chǎng)的共同作用下，由最外層磁分離區(qū)依次進(jìn)入最內(nèi)層磁分離區(qū)，且氧氣濃度逐層升高，實(shí)現(xiàn)氧氣的分離，完成富氧的制備。本發(fā)明可廣泛用于燃燒、冶金、軍事、化工、醫(yī)療、家用等制取富氧領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制備富氧領(lǐng)域。

背景技術(shù)

富氧空氣在工業(yè)和日常生活中被廣泛使用。在發(fā)電、水泥、冶金等工業(yè)生產(chǎn)中用富氧空氣取代普通空氣能明顯降低生產(chǎn)過(guò)程中的能源消耗，節(jié)約成本，同時(shí)也能提高產(chǎn)品品質(zhì)。發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)在一些階段通入富氧空氣能顯著提高其性能。在醫(yī)療中通過(guò)直接分離空氣作為富氧來(lái)源相比采用高壓氣瓶更加安全。

目前已有的制備富氧的裝置和方法中，磁法吸附分離方法前景廣闊。其基本原理是根據(jù)空氣中的氧氣具有順磁性，氮?dú)饩哂心娲判裕叶叩拇呕氏嗖顜讉€(gè)數(shù)量級(jí)，當(dāng)空氣在梯度磁場(chǎng)中流動(dòng)時(shí)，氧氣和氮?dú)馐艿降拇呕Ψ较蛳喾床⑶掖笮∠嗖詈艽螅@使得磁法分離空氣獲得富氧空氣成為可能。但是現(xiàn)有的磁法制備富氧的裝置和方法存在富氧濃度低、效率低、制氧成本高、占地面積大、噪音大、設(shè)備運(yùn)行成本高等問(wèn)題，因此如何改進(jìn)和提高現(xiàn)有磁法富氧技術(shù)是亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有磁法富氧裝置占地面積大，且制備富氧效率低的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種磁法多層徑向分離空氣制取富氧裝置和方法。

一種磁法多重徑向分離空氣制取富氧的裝置，它包括空氣鼓風(fēng)機(jī)、空氣過(guò)濾器和多層磁分離機(jī)構(gòu)；

空氣鼓風(fēng)機(jī)將空氣泵入到空氣過(guò)濾器，經(jīng)空氣過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾后，進(jìn)入多層磁分離機(jī)構(gòu)中的多層磁分離區(qū)，多層磁分離區(qū)使空氣中的氧氣在電磁場(chǎng)和永磁體產(chǎn)生的梯度磁場(chǎng)的共同作用下，由最外層磁分離區(qū)依次進(jìn)入最內(nèi)層磁分離區(qū)，且氧氣濃度逐層升高，實(shí)現(xiàn)氧氣的分離，完成富氧的制備。

優(yōu)選的是，多層磁分離機(jī)構(gòu)包括緩沖罩、密封蓋、套筒單元和線圈；

套筒單元由同軸的多個(gè)相互嵌套的套筒構(gòu)成，且任意相鄰的兩個(gè)套筒間形成一層環(huán)形腔體，該層環(huán)形腔體為一層磁分離區(qū)，所有層的環(huán)形腔體和最內(nèi)層套筒形成的圓柱形腔體構(gòu)成多層磁分離區(qū)，其中，最外層的環(huán)形腔體為氮?dú)夥蛛x區(qū)，剩余的環(huán)形腔體和圓柱形腔體構(gòu)成富氧分離區(qū)；

密封蓋用于密封富氧分離區(qū)的首端，緩沖罩蓋合在套筒單元的首端，空氣過(guò)濾器通過(guò)緩沖罩與多層磁分離機(jī)構(gòu)內(nèi)部的氮?dú)夥蛛x區(qū)連通；

每層磁分離區(qū)中的套筒的內(nèi)壁上周向均有設(shè)有多個(gè)永磁鐵磁組；

線圈纏繞在套筒單元的最外層套筒上。

優(yōu)選的是，每層磁分離區(qū)中的套筒的內(nèi)壁上設(shè)有鋼毛，鋼毛、永磁鐵磁組和線圈共同作用改變磁分離區(qū)中磁場(chǎng)梯度。

優(yōu)選的是，每個(gè)永磁鐵磁組由多塊永磁鐵構(gòu)成，且相鄰的兩塊永磁鐵間存在間隙，該間隙中設(shè)有鋼毛。

優(yōu)選的是，氮?dú)夥蛛x區(qū)和富氧分離區(qū)的氣體輸出管路上均設(shè)有電磁閥。

優(yōu)選的是，還包括真空泵、混氣罐和富氧鼓風(fēng)機(jī)；

真空泵用于將富氧分離區(qū)的圓柱形腔體輸出的富養(yǎng)泵入到混氣罐內(nèi)，富氧分離區(qū)的環(huán)形腔體輸出富氧分別輸送至混氣罐，混氣罐用于對(duì)不同濃度的富養(yǎng)進(jìn)行混合。

優(yōu)選的是，永磁鐵磁組采用釹鐵硼磁鐵實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選的是，鋼毛的布置方向與套筒中氣流流動(dòng)方向的夾角在0°～180°范圍內(nèi)可調(diào)。

優(yōu)選的是，永磁鐵磁組的分布密度沿氧氣流動(dòng)的方向上逐漸減小。