[發(fā)明專利]利用高頻行波磁場驅(qū)動和輸運低電導(dǎo)率液體的方法和裝置

在審

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• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN111151182A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李勇;王曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大學(xué)
• 主分類號: B01F13/08
• 分類號: B01F13/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種高頻行波磁場驅(qū)動和輸運低電導(dǎo)率液體的方法和裝置，其特征在于，所述裝置包括:目的是針對現(xiàn)有機械攪拌技術(shù)直接接觸的不足，提供一種非接觸式攪拌低電導(dǎo)率液體的裝置和方法，驅(qū)動低電導(dǎo)率液體的是洛倫茲力，它是一種體積力，來源于高頻行波磁場與其在低電導(dǎo)率液體中感生的渦流的相互作用。高頻行波磁場來源于，一個驅(qū)動電感線圈中通以的高頻電流和兩個感應(yīng)電感線圈中感生的高頻電流。高頻行波磁場，頻率為100kHz～400kHz，在低電導(dǎo)率液體中，其趨膚深度可達(dá)分米級，相速度可達(dá)100km/s級，磁場運動速度顯著。

2.按權(quán)利要求1所述的高頻行波磁場攪拌低電導(dǎo)率液體的裝置，其特征在于，容器中無攪拌槳等機械傳動部分，能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸式攪拌，適合真空度高、高溫、高壓的應(yīng)用場合。

3.按權(quán)利要求1所述的高頻行波磁場攪拌低電導(dǎo)率液體的裝置，其特征在于包含三個特定順序繞制、特定位置結(jié)構(gòu)的電感線圈裝置。每個電感線圈包括繞制方向相反的上下兩個部分，每個部分包含1-3匝線圈。三個電感線圈交錯放置，環(huán)繞于容器外側(cè)。裝置整體電路示意圖如圖2所示，電感線圈的繞制方法示意圖如圖3所示，放置方法示意圖如圖4所示，所述裝置包括：

S1、電感線圈L1,與電阻R1、電容C1串聯(lián)，高頻電源并聯(lián)在電容兩端；

S2、電感線圈L2,與電阻R2、電容C2串聯(lián)，組成無源回路；

S3、電感線圈L3,與電阻R3、電容C3串聯(lián)，組成無源回路；

S4、虛線圈1、虛線圈2、虛線圈3分別為驅(qū)動相、感應(yīng)相1、感應(yīng)相2在低電導(dǎo)率液體中的感生渦流，感生渦流的電阻值為Rc,自感值為Lc；

S5、K1為驅(qū)動相與感應(yīng)相1相互交鏈產(chǎn)生的互感，6個線圈兩兩交鏈，總共產(chǎn)生15個互感。

4.按權(quán)利要求1所述的高頻行波磁場攪拌低電導(dǎo)率液體的裝置，其特征在于，所述電源為高頻電源，頻率為100kHz～400kHz,具體工作頻點可根據(jù)外接電路等效阻抗值而改變。

5.按權(quán)利要求l所述的高頻行波磁場攪拌低電導(dǎo)率液體的裝置，其特征在于，三個電感線圈中心位置上下可調(diào)。調(diào)整電感線圈位置將影響感應(yīng)相和驅(qū)動相之間的互感值，進(jìn)而影響感應(yīng)相中電流的幅度和相位，感應(yīng)相和驅(qū)動相相位相差范圍為45°～90°，幅度范圍為0.5～2。

6.本發(fā)明裝置中的線圈由銅管繞制而成，中間通水冷卻，直徑為1.5cm，也可擴充為1-3cm。線圈中空，壁厚2mm，也可根據(jù)實際情況調(diào)整壁厚。三個電感線圈繞制方法一致，自感值也大致相同。電容值可根據(jù)電感值靈活調(diào)整，電容值范圍為0.20μF～0.24μF。

7.按權(quán)利要求1所述的高頻行波磁場攪拌低電導(dǎo)率液體的裝置，其特征在于，所攪拌的低電導(dǎo)率液體可以是鹽水溶液、離子液體等。對于不導(dǎo)電的溶液，可以摻入導(dǎo)電液體，電導(dǎo)率范圍為0.1～100S/m。

8.按權(quán)利要求1所述的高頻行波磁場攪拌低電導(dǎo)率液體的裝置，其特征在于，可實現(xiàn)cm/s級甚至更強的流動。

9.本發(fā)明裝置不僅可以用于攪拌，而且可以用于輸運和驅(qū)動。本發(fā)明裝置可以集成為一個輸運單元，對于長管段運輸場合，可以將本輸運單元間隔一段距離均勻分布于管道上。