[發明專利]全自動多級永磁空氣分離制氧裝置

在審

• 申請號: 202110972210.7
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113713555A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 汪宗海;徐浩然;李孟陽;李鵬;張瑛;徐瑩
• 申請（專利權）人: 西安宗燁能源科技有限公司
• 主分類號: B01D53/00
• 分類號: B01D53/00;B01D53/30;B01J19/08;C01B13/02
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 郝燕燕

一種全自動多級永磁空氣分離制氧裝置，空氣鼓風機的空氣輸出管連接空氣凈化器，空氣凈化器的空氣輸出管上串聯有至少1個多級永磁空氣分離器，多級永磁空氣分離器設置有含氧量檢測儀和自動控制器，多級永磁空氣分離器的高氮空氣輸出管上連接有高氮空氣引風機、富氧空氣輸出管上設置有富氧空氣引風機，自動控制器與含氧量檢測儀和高氮空氣引風機相連，所述自動控制器根據含氧量檢測儀測得的氧含量數據對高氮空氣引風機轉數進行控制。本發明可廣泛應用于鍋爐和內燃機等燃燒領域、冶金制造、石油化工、食品醫療、農林牧漁、軍事、采礦等多個行業及領域，具有制造成本低、自動化運行、制氧效率高的優點，對社會效益與節能經濟效益的提升均有較大幫助。

技術領域

本發明屬于氧的制備裝置技術領域，具體涉及到一種全自動多級永磁空氣分離制氧裝置。

背景技術

眾所周知空氣主要是氧氣和氮氣兩種組成的，利用分離空氣制取富氧空氣無疑是最便捷的方式。從空氣中制取富氧空氣的裝置和方法很多，而利用磁法磁化、吸附分離的方法前景廣闊。富氧空氣在生產和生活中被廣泛使用。用富氧空氣代替普通空氣能夠顯著降低電力熱力、冶金制造、石油化工等生產過程中的能源消耗，并能提高產品品質，節能增效。鍋爐、內燃機等裝置在燃燒階段采用富氧空氣能顯著提高其熱效率并能明顯降低其氮氧化物排放量，農林、畜牧、漁業生產中采用富氧空氣能顯著提高其產量，醫療過程中采用富氧空氣比高壓氣瓶更加安全，寫字樓等集中辦公區采用富氧空氣做新風系統可以提高工作效率。

利用磁化、吸附分離制取富氧空氣的基本原理是根據空氣中的氧氣分子具有順磁性，氮氣分子具有反磁性，并且兩者的磁化率相差幾個數量級。當空氣流經梯度磁場時，氧氣分子受到磁化作用向磁體方向聚集，氮氣分子受磁化作用向磁體反方向逃離，氧氣分子與氮氣分子流動方向相反，并且兩者的動能相差極大，從而形成氧氣富集區和氮氣集聚區，進而實現分離空氣制取富氧空氣。但現有磁法制備富氧裝置和方法中，分離效率低、氧氣濃度低、制氧成本高、耗電量大、阻力大、噪音大、占地面積大、運行成本高、維護困難等諸多問題，因此亟需改進并提高現有磁法制氧裝置。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有磁法制氧裝置的缺點，提供一種設計合理、制氧效率高、體積小、操作簡單的全自動多級永磁空氣分離制氧裝置。

解決上述技術問題所采用的技術方案是：空氣鼓風機的空氣輸出管連接空氣凈化器，空氣凈化器的空氣輸出管上串聯有至少1個多級永磁空氣分離器，多級永磁空氣分離器為殼體內設置有至少2層套疊的圓臺形旋流磁化分離網，相鄰兩層旋流磁化分離網軸向有一定間距，相鄰兩旋流磁化分離網之間形成圓臺環腔體為磁化分離區，旋流磁化分離網上纏繞有呈螺旋狀分布的由一定數量的高強永磁鐵單元串聯構成高強永磁鐵單元條，最外層旋流磁化分離網的頂部連接有高氮空氣輸出管，殼體上設置有含氧量檢測儀、自動控制器、富氧空氣輸出管，高氮空氣輸出管上連接有高氮空氣引風機，自動控制器與含氧量檢測儀和高氮空氣引風機相連，所述自動控制器根據含氧量檢測儀測得的氧含量數據對高氮空氣引風機轉數進行控制。

作為一種優選的技術方案，所述的多級永磁空氣分離器的富氧空氣輸出管上設置有富氧空氣引風機。

作為一種優選的技術方案，所述的多級永磁空氣分離器中最外層旋流磁化分離網上套設有圓臺筒形永磁填料柵，永磁填料柵的小端直徑大于旋流磁化分離網小端直徑、大端直徑大于旋流磁化分離網大端直徑，永磁填料柵與旋流磁化分離網之間填充有多孔永磁體。

作為一種優選的技術方案，所述的高強永磁鐵單元為：鋼管套中心設置有連接柱，連接柱的兩端伸出鋼管套外，連接柱與鋼管套之間設置有高強永磁鐵，鋼管套外側壁上設置有均勻分布的鋼刺，鋼刺的中心線垂直鋼管套的中心線。

作為一種優選的技術方案，所述的旋流磁化分離網的大端直徑為50～5000mm、小端直徑為25～4950mm，高度為60～3500mm。

作為一種優選的技術方案，所述的永磁填料柵的大端直徑為51～5001mm、小端直徑為26～4999mm，高度為50～3000mm。