專利名稱：新型組合式磁力富氧裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種富氧裝置，特別是一種新型組合式磁力富氧裝置。
背景技術(shù)：
氧氣與人類生存與發(fā)展息息相關(guān)，有效地富集氧氣在促進(jìn)燃燒、幫助呼 吸及控制對流傳熱等方面有著廣闊的用途。日常生活中，空氣主要由氧氣和氮氣組成，其中氧氣占21%，如果用23%富氧空 氣給燃爐供氣，能節(jié)省燃料8 10%，并可以提高爐溫50°C，提高成品率5%，提高產(chǎn)量 10%，特別是能有效地使CO2排放減少12%。由此可見，富氧技術(shù)在節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境方 面能取得明顯效益。隨著社會的飛速發(fā)展和人口的驟增，能源貯備日趨枯衰，全球氣候加速變暖，人類 賴以生存的環(huán)境日漸惡化，如不迅速改變這一現(xiàn)狀，地球上滅絕人類最危險的殺手將是我 們自己。雖然，廣泛地采用富氧技術(shù)是解決資源與氣候問題的最佳策略，但是、極其遺憾的 是至今人類尚不能廣泛使用富氧技術(shù)。目前世界上廣為采用的富氧方法有三種低溫精鎦 法，變壓吸附法和薄膜滲透法。這些方法雖然頗有實用性，但由于自身存在著許多難以克服 的缺陷，使其在大規(guī)模使用時深受限制。要想解決上述兩個相連貫的世界性難題，就必須迅 速開發(fā)一種簡單可行、適用性強(qiáng)的新型富氧方法?，F(xiàn)代新興科學(xué)——磁空氣動力學(xué)指出氣體運動具有磁效應(yīng)，順磁性氣體(如氧 氣)和抗磁性氣體(如氮氣)在梯度磁場中流動時會發(fā)生磁致行為而改變其流動方向，由 于氧氣具有較高的磁化率(μ =+146)，能向磁場中強(qiáng)磁區(qū)流動并富集在其周圍形成富氧 氣體。相反，氮氣的磁化率極低(μ =-0.083)，因受磁極排斥而向弱磁區(qū)流動。因而為磁 致富氧解決上述問題提供了可靠的理論依據(jù)、開辟了有效地研發(fā)途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明由三級(I、II、III)磁力富氧單元串聯(lián)而成(實際可制成五種 磁力富氧單元)，每個單元亦可獨立使用。空氣在裝置中逐級沿A方向流動，在各個單元磁 力作用下進(jìn)行氧、氮分離，逐級使氧氣提純最后即能獲得合適純度、流量和氣壓的富氧氣體 以供使用。本發(fā)明的磁力富氧裝置能在常溫常壓下充分利用磁場梯度，直接從空氣中富集 氧氣，是一種新型的可供就地隨產(chǎn)隨用的制氧設(shè)備，是一種結(jié)構(gòu)緊湊，投資少、自身能耗少、 易維護(hù)、收效好、能連續(xù)供氣、供氣流量大、純度高、具有多種型號規(guī)格、易與各類需使用富 氧的設(shè)施配套的新型環(huán)保制氧設(shè)備。本發(fā)明可以廣泛地用于家庭、空調(diào)、汽車、內(nèi)燃機(jī)、工業(yè)及民用窯爐和種養(yǎng)殖業(yè)等 諸多領(lǐng)域。廣泛地實施本發(fā)明能在充分體現(xiàn)科學(xué)發(fā)展觀基礎(chǔ)上獲取巨大的經(jīng)濟(jì)效益的同時 還能取得豐碩的社會效益即能改變千家萬戶的生活環(huán)境、節(jié)省能源、減少CO2排放，改善空 氣質(zhì)量，減少大氣溫室效應(yīng)，能有效地阻止全球氣候變暖，減緩地球南北極冰層融化速度， 即能為構(gòu)造和諧社會、資源節(jié)約型社會和環(huán)境友好型社會以及實施人工改造氣候工程，維 護(hù)我國乃至全球生態(tài)安全，造福子孫后代發(fā)揮至關(guān)重要的作用！


附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，附圖所示技術(shù)僅為本發(fā)明的一個實施例，圖中I——第I級富氧單元_滾筒型傳輸磁力富氧單元。II—第II級富氧單元-雙磁型傳輸磁力富氧單元。
III—第III級富氧單元-風(fēng)箱型多重組合磁力富氧單元。1-過濾器，2-調(diào)節(jié)器，3、11、13、17、18-風(fēng)管，3A、11D-排放管，3B、11E-導(dǎo)流器， 3CU1F-出氣管，3G、IlH-磁鐵，4、9、16-鋼毛(材料高導(dǎo)磁率不銹鋼，直徑=I-IOOym), 5、10-傳輸帶，6、7_磁鐵滾筒，8、15-電磁鐵(組合)，12-供風(fēng)機(jī)(或其他能提供氣源的設(shè) 備)，14-風(fēng)箱(活頁結(jié)構(gòu)，能根據(jù)工作程序要求由自身的控制機(jī)構(gòu)伸縮自如)，19-富氧貯 存罐，20-富氮廢氣貯存罐，21、22、23、24、25、26、27、28、29_閥門，其中21、22、23_進(jìn)氣閥， 24,25,26-富氧氣體排氣閥，27、28、29_富氮廢氣排氣閥，30-反應(yīng)倉，31-連結(jié)管(孔)， 32-排氣管。A-空氣流動方向，B-廢氣排放方向，C-傳輸帶及滾筒的運動方向，D、E、F-磁 力分離器(并列組成第III級富氧單元)。
具體實施例方式據(jù)附圖分析在供風(fēng)機(jī)12的負(fù)壓作用下(在過濾器1的前端亦可 按需配置供風(fēng)設(shè)施)，空氣沿A方向進(jìn)入過濾器1凈化，經(jīng)調(diào)節(jié)器2調(diào)節(jié)風(fēng)壓，風(fēng)量后進(jìn)入 風(fēng)管3——第I級富氧單元，在此單元內(nèi)，裝有鋼毛4的傳輸帶5和磁鐵滾筒6 ( —起)沿C 方向旋轉(zhuǎn)運動，任何一部份鋼毛4在接近磁鐵3G時亦會被磁化而產(chǎn)生磁力，隨行的空氣在 此雙重磁力作用下實現(xiàn)氧、氮分離，氧分子被吸附在鋼毛4和傳輸帶5的表面(一起)向前 運行。而氮氣則被排斥而遠(yuǎn)離磁場后從廢氣排放管3A沿B方向排出，當(dāng)此部分傳輸帶5離 開磁鐵3G時，磁場消失。被吸附的氧分子與鋼毛4脫離后與氣流混合形成第I級富氧氣體 并一起沿A方向進(jìn)入風(fēng)管11-第II級富氧單元，風(fēng)管3內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流器3B，能引導(dǎo)氣流沿 傳輸帶5上層流動，以增加富氧效果。本單元還可以取消傳輸帶5、將鋼毛4直接安裝在磁 鐵滾筒6的表面并使其沿C方向旋轉(zhuǎn)、當(dāng)鋼毛4接近磁鐵3G時亦會磁化、當(dāng)它離開磁鐵3G 時亦會失去磁力、并與氧分子脫離。在第II級富氧單元內(nèi)，裝有若干電磁鐵(組合)8和鋼毛7的傳輸帶10和磁鐵滾 筒7( —起)沿C方向旋轉(zhuǎn)運動，任一組電磁電鐵(組合)8接近磁鐵IlH時亦會通電并產(chǎn) 生磁場，該區(qū)域的鋼毛9同時被磁化，在此三重磁力作用下，進(jìn)入風(fēng)管11的第I級富氧氣體 中的氧分子即被吸附在鋼毛9和傳輸帶10的表面一起隨氣流向前運行。而被三重磁場排 斥的富氮廢氣則從排放管IlD沿B方向排出。當(dāng)此部分傳輸帶10、電磁鐵(組合)8和鋼 毛9離開磁鐵IlH時，電磁鐵(組合)8斷電，磁場消失，被吸附的氧分子與鋼毛9脫離后與 氣流混合形成第II級富氧空氣，并一起沿A方向經(jīng)供風(fēng)機(jī)12進(jìn)入第III級富氧單元，風(fēng)管 11內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流器11E，能引導(dǎo)氣流沿傳輸帶10上層流動，以增加富氧效果。本單元還可以 取消傳輸帶10，將電磁鐵(組合)8和鋼毛9直接依次安裝在磁鐵滾筒7的表面，當(dāng)電磁鐵 (組合)8接近磁鐵IlH時，此部分電磁鐵(組合)8亦會通電產(chǎn)生磁場、當(dāng)它離開磁鐵IlH 時即會斷電磁場消失、同樣會產(chǎn)生富氧氣體。在第III級富氧單元內(nèi)，閥門22、23、24、25、26、27、28、29關(guān)、閥門21開、氣流沿風(fēng) 管13進(jìn)入磁力分離器D、進(jìn)入反應(yīng)倉30、電磁鐵15通電形成磁場，反應(yīng)倉30內(nèi)的鋼毛16 被磁化后吸附氣流中的氧分子、待其飽和后，氮氣被排斥并與氣流一起形成廢氣，經(jīng)連結(jié)管 (孔)31進(jìn)入風(fēng)箱14，風(fēng)箱14受氣壓和自身控制機(jī)構(gòu)作用而膨脹后不斷吸納廢氣，從而能 增加磁力分離器D反應(yīng)倉30內(nèi)的空氣源，即可提高富氧效果。待風(fēng)箱14膨脹到位后閥門 21關(guān)，閥門27開，風(fēng)箱14收縮、富氮廢氣則從排氣管32進(jìn)入風(fēng)管17，進(jìn)入富氮廢氣貯存罐 20、待風(fēng)箱14收縮到位后，閥門27關(guān)、閥門24開，電磁鐵15斷電，鋼毛16失去磁力，氧分 子與其脫離，閥門21開(開很短時間后立即關(guān)閥)，反應(yīng)倉30內(nèi)形成的第III級富氧氣體隨氣流經(jīng)風(fēng)管17 —起進(jìn)入富氧貯存罐19或直接供用，(此時風(fēng)箱14受壓，暫不能擴(kuò)張，而 在每個磁力分離器吸附氧分子時，才開始擴(kuò)張)。磁力分離器D完成富氧程序后閥門21、24關(guān)，閥門22開，第II級富氧空氣依次進(jìn) 入磁力分離器E、F、D……后輪流實施富氧程序則可使富氧氣體源源不斷地進(jìn)入富氧貯存罐 19，以備使用。除上述富氧實施方式外，尚可以根據(jù)實踐需求或不同型號、規(guī)格要求選擇如下三 種實施方式(1)增加富氧單元或磁力分離器數(shù)、將多個富氧單元或磁力分離器進(jìn)行串聯(lián)則可 逐次提高富氧氣體中氧氣的純度。(2)增加富氧單元或磁力分離器數(shù)、將多個富氧單元或磁力分離器進(jìn)行并聯(lián)則可 獲取更大流量的富氧氣體。(3)減少富氧單元或磁力分離器數(shù)、從I、II、III級單元或D、E、F等分離器中任意 選擇一種單元或兩種單元組合(或一種分離器或兩種分離器組合)形成獨立的磁力富氧裝 置。采取特殊技術(shù)措施以后、本裝置中的電磁鐵和電磁鐵(組合)亦可全部或部分采用永 磁鐵或永磁鐵(組合)代替。以降低富氧能耗、節(jié)省富氧成本。
權(quán)利要求
一種新型組合式磁力富氧裝置其特征在于將I、II、III級富氧單元進(jìn)行串聯(lián)，第I級富氧單元由過濾器1、調(diào)節(jié)器2、風(fēng)管3、鋼毛4、傳輸帶5、磁鐵滾筒6、磁鐵3G、導(dǎo)流器3B組成。當(dāng)傳輸帶5和鋼毛4沿C方向旋轉(zhuǎn)運動至磁鐵3G時鋼毛4會被磁化而使該區(qū)域產(chǎn)生磁場、當(dāng)鋼毛4離開磁鐵3G時該磁場消失。本單元還可以在取消傳輸帶5后將鋼毛4直接安裝在磁鐵滾筒6的表面。第II級富氧單元由磁鐵滾筒7、電磁鐵(組合)8、鋼毛9、傳輸帶10、風(fēng)管11、導(dǎo)流器11E磁鐵11H組成。當(dāng)傳輸帶10、電磁鐵(組合)8和鋼毛9一起沿C方向旋轉(zhuǎn)運動、任何一組電磁鐵(組合8)接近磁鐵11H時即會通電產(chǎn)生磁力、鋼毛9受雙重磁場作用亦會被磁化、當(dāng)該組電磁鐵(組合)8離開磁鐵11H時電磁鐵(組合)8斷電、該磁場消失。本單元還可以在取消傳輸帶10后將電磁鐵(組合)8和鋼毛4依次安裝在磁鐵滾筒7的表面。第III級富氧單元由供風(fēng)機(jī)12、風(fēng)管13、17、18……，風(fēng)箱14、電磁鐵15、鋼毛16、富氧貯存罐19和富氮廢氣罐20、閥門21、22、23、24、25、26、27、28、29，反應(yīng)倉30、連結(jié)管(孔)31、排氣管32組成。將D、E、F等分離器內(nèi)的電磁鐵(組合)輪流通電使其產(chǎn)生磁場可使上部的鋼毛輪流被磁化即可輪流吸附氧分子。其工作程序為進(jìn)氣閥開、氣流進(jìn)入分離器反應(yīng)倉時，電磁鐵通電、風(fēng)箱膨脹、鋼毛吸附氧分子、風(fēng)箱膨脹到位后關(guān)閉進(jìn)氣閥。富氮廢氣排氣閥開、風(fēng)箱收縮排除富氮廢氣、風(fēng)箱收縮到位后富氮廢氣排氣閥關(guān)、進(jìn)氣閥開(開的時間很短后立即關(guān)閉)，富氧氣體排氣閥開、電磁鐵斷電、氧分子與鋼毛脫離后與氣流一起排出分離器，富氧氣體排氣閥關(guān)，分離器待機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型組合式磁力富氧裝置尚有以下三種實施方式，其特征在于(1)增加富氧單元或分離器的數(shù)量并將其進(jìn)行串聯(lián)(2)增加富氧單元或分離器的數(shù)量并將其進(jìn)行并聯(lián)(3)減少富氧單元的數(shù)量、從圖示I、II、III等單元中任選一種單元或兩種單元組合進(jìn) 行獨立使用或從D、E、F等分離器中任選一種分離器或兩種分離器組合進(jìn)行獨立使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富氧裝置其結(jié)構(gòu)中風(fēng)管3、風(fēng)管11、導(dǎo)流器3B、11D的形狀應(yīng) 根據(jù)使用情況作適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。風(fēng)箱14可以布置在反應(yīng)倉30的上、下、左、右或四周等多個 位置、并能根據(jù)工作程序要求由自身的控制機(jī)構(gòu)伸縮自如，風(fēng)箱亦可被其他能改變?nèi)莘e的 容器所代替，如配有能伸縮活塞的氣缸。反應(yīng)倉30可分隔成若干小反應(yīng)倉。采取特殊技術(shù) 措施以后、本裝置中的電磁鐵和電磁鐵(組合)亦可全部或部分采用永磁鐵或永磁鐵(組 合)代替。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種新型組合式磁力富氧裝置，其結(jié)構(gòu)由I、II、III級富氧單元串聯(lián)構(gòu)成。它充分利用氧氣是一種順磁性氣體，具有較高的磁化率，能在磁場中向強(qiáng)磁區(qū)流動這一物理特性，使空氣經(jīng)過過濾器1調(diào)節(jié)器12依次進(jìn)入第I、II、III級富氧單元，在磁力作用下實現(xiàn)氧、氮分離而逐級使其純度不斷提高而獲得合適純度、流量和壓力的富氧空氣。本發(fā)明能在常溫、常壓下利用磁力直接從空氣中富集氧氣，是一種結(jié)構(gòu)緊湊、投資少，自身能耗少、易維護(hù)、收效好、能連續(xù)供氣、供氣流量大、能隨產(chǎn)隨用并具有多種型號、規(guī)格的新型環(huán)保制氧設(shè)備。本裝置可以廣泛地用于家庭、空調(diào)、汽車、內(nèi)燃機(jī)、工業(yè)及民用窯爐和種養(yǎng)殖等諸多領(lǐng)域，能為節(jié)能減排、改善人類生存條件發(fā)揮重要作用。
文檔編號B01D53/00GK101940865SQ200910063070
公開日2011年1月12日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者何昌勝 申請人:何昌勝