[發明專利]一種螺旋加速磁切割水體磁力活化裝置

在審

• 申請號: 202211003950.0
• 申請日: 2022-08-22
• 公開（公告）號: CN115196728A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 陳建;龔凱;郭立穩;程衛民;王剛;周旭;楊赫
• 申請（專利權）人: 華北理工大學
• 主分類號: C02F1/48
• 分類號: C02F1/48;C02F1/30
• 代理公司: 唐山科軒專利代理事務所(特殊普通合伙) 13146
• 代理人: 王永紅

一種螺旋加速磁切割水體磁力活化裝置，驅動裝置通過支架架設于螺旋磁切割活化機構的側面；螺旋磁切割活化機構中保護罩設置于底座上面，導磁體置于保護罩里面，保護罩內壁有輸水管道；導線纏繞在導磁體外表面上；保護罩的兩端分別與輸水管道連通；遠紅外活化機構設置在螺旋磁切割活化機構上游的輸水管道上；電氣石陶粒矩陣設置在固定槽內部，固定槽的兩側面分別設置入口和出口。本發明電氣石的遠紅外場和復變電磁場共同活化水體，破壞水體氫鍵平衡狀態，降低水體表面張力，該變水體所受洛倫茲力的大小，以至于改變水體氫鍵平衡狀態，改變水體表面張力。

技術領域

本發明涉及一種降低水體表面張力的水體活化裝置，具體的說是一種螺旋加速磁切割水體磁力活化裝置。

背景技術

目前，煤層注水是解決礦井火災、煤塵、瓦斯爆炸等災害的重要手段，隨著采礦深度的不斷增加，煤層越來越呈現低滲透性的特征，從而限制了煤層注水的效果。注水過程中，水體的表面張力可以表征水體注入的性質，當水以氫鍵的形式結合大量水分子形成大分子團時，水體表面張力差，注水效果也差。當水以水分子或者小分子團的形式出現時，水體的表面張力小，這類水體注入到煤體孔裂隙內部的效果好。因此，需要對水體進行活化，破壞水體氫鍵平衡狀態，使水體呈現小表面張力狀態。

電氣石的遠紅外、電流形成的磁場均可使水體的氫鍵平衡狀態發生改變。但目前水體進入磁場時，單純通過改變電流電壓實現磁場強度變化，從而改變水合離子所受洛倫茲力的大小來改變氫鍵平衡狀態。由洛倫茲力的計算公式F=Bqvsinθ(θ是v速度和B磁場強度的夾角)，發現改變水合離子在磁場中的速度也會改變洛倫茲力。但是，又因為水體在磁場中的時間長度與活化效果的時間也相關，因此，就需要設計一種不改變水體在磁場中的流過時間而增加水合離子在磁場中相對流動速度的水活化裝置。

發明內容

本發明為克服背景技術中的問題，提供了一套電氣石陶粒矩陣預處理配合螺旋切割水體增大水體在磁場內相對運動速度的水體活化裝置。該裝置通過螺旋磁場切割被電氣石活化的水體，增大水合離子所受洛倫茲力，破壞水體氫鍵平衡狀態，從而降低水體的表面張力，降低煤層注水阻力。

為實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案：一種螺旋加速磁切割水體磁力活化裝置，包括驅動機構、遠紅外活化機構、螺旋磁切割活化機構、輸水機構；

驅動機構包括功率調節器、變頻電機、動力傳輸齒輪；驅動裝置通過支架架設于螺旋磁切割活化機構的側面；

螺旋磁切割活化機構包括保護罩、導磁體、底座、導線、電信號調節器、電刷；保護罩設置于底座上面，導磁體置于保護罩里面，保護罩內壁有輸水管道；導線纏繞在導磁體外表面上；保護罩的兩端分別與輸水管道連通；

遠紅外活化機構設置在螺旋磁切割活化機構上游的輸水管道上，包括電氣石陶粒矩陣和固定槽；電氣石陶粒矩陣設置在固定槽內部，固定槽的兩側面分別設置入口和出口。

作為優選的技術方案：輸水機構包括輸水管道，輸水管道的前段安裝有水流速調節閥。

作為優選的技術方案：輸水管道，其一端與水源連接，其中部盤旋于保護罩內壁上，其另一端與用水設備連接。

作為優選的技術方案：變頻電機輸出端和導磁體端部分別安裝有一動力傳輸齒輪，驅動機構通過動力傳輸齒輪與導磁體連接，并傳輸動力；所述變頻電機的接線電路與功率調節器相連，實現電機轉速調節。

作為優選的技術方案：螺旋磁切割活化機構中，導線電流輸入和輸出位置與電刷相連，實現選擇過程中電路的連通；導線在導磁體中纏繞方向一致，實現導線圈形成一致的磁場。

作為優選的技術方案：導線在導磁體兩端纏繞，電流方向相同；配合導磁體在布置最少導線線圈的前提下，形成最強磁場分布。

作為優選的技術方案：輸水機構中的輸水管道螺旋嵌入到保護罩內壁上，水體傳輸方向與磁導體旋轉方向相反。