专利名称：一种磁空分富氧装置的制作方法
技术领域：
本发明属于空气分离设备，特别涉及磁空分富氧装置。
背景技术：
地球海平面上的空气中氧气占体积的20.95％，氮气占78.09％，氩气占0.93％，其它气体占0.03％；其中只有氧气助燃。氧气是生命体呼吸所必需的物质。工业上为了获取单质氧气，一般采用空气分离设备(简称空分机)。现有空分机根据不同工作原理，分为筛分法和压缩法。
筛分法是利用空气中不同元素的原子共价半径不同来进行分离的，如氧元素的原子共价半径为66pm，氮为70pm，氩气为174pm，利用此差异制作出孔径不同的分子筛和膜，从空气中可筛分出不同的气体而获得单质气体。此类空分设备为庞然大物，价格高、有噪声。
压缩法则利用高压空压机将空气压缩冷却后呈液状，并分层，从不同层次抽取液态气体就获得不同的气体。此类空分设备体太笨重、耗能高、价格高、噪声大。
目前也有利用空气中元素磁性上的差异来分离单质气体的研究。氧元素磁的磁化率为+106.2*10-6，氮为-0.8*10-6，氩为-0.48*10-6；氧为顺磁性物质，氮氩为抗磁性物质。它们在磁场中的表现截然不同氧被磁场磁化，被磁体所吸引，而氮氩却与之相反，如果通过一个磁性设备可将不同磁化率的气体元素予以分离。这种利用气体元素磁性特点来实现空气成分分离的方法称之为磁空分法。如朱重光发表过《磁分制氧原理》(淮北师范学院学报，1997年第18期)，蔡军等人发表过《梯度磁场的拦截作用富集氧气的研究》(北京科技大学学报，2006年5月)的文章，都探索过磁集氧的原理，但都未将之设计成能实施磁空分富氧的装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁空分富氧装置，该装置是一种新类型的空气分离设备，具有能耗低的优点。
本发明的另一个目的是提供一种采用磁空分富氧装置的磁空富氧臭氧装置和磁空富氧氧负离子装置，或者是同时包括臭氧装置和氧负离子装置的磁空富氧多功能装置。
本发明的磁空分富氧装置，包括一腔体状磁室，磁室设有进气通道和出气通道，在磁室进气通道或出气通道上设置空气动力设备，磁室的周边设置电磁体，在磁室的后段设置空气排气口，在磁室空腔内填充疏松状顺磁性物质，电磁体与磁控部件电连接，磁控部件的按断开关设在空气动力设备的行程上。其中空气动力设备的作用是形成空气流提供动力；疏松状顺磁性物质可以是丝状体、网状体、海绵体、蜂窝体等多孔状物体，它们的作用是在磁场中被磁化，又能让空气流通过。
进一步的技术方案是在磁室进气通道的前段设置永久磁体，可以对空气流中的氧起预磁化作用，中段再设置电磁体；将空气动力设备设在磁室的前端，并设置空气过滤罩。
工作原理启动空气动力设备，空气经空气过滤罩进入磁室中，同时磁室上电磁体通电产生磁场，使磁室内的顺磁性物质在磁场中被磁化，当空气流过磁室时只有氧被磁场所磁化，又被磁化后的顺磁性物质所吸附；而空气流中的氮氩气体依旧按原来的流向和流速穿过磁场区从磁室的空气出口排入大气中。控磁件将电磁铁的电流切断使之失去磁性，磁室内腔中顺磁性物质所吸附的氧被解吸而释放出来，将富氧空气收集后送到所需场合。
本发明的磁空分富氧装置利用了空气中氧、氮、氩气体元素磁性特点的不同，在磁室电磁铁的磁极间填充顺磁性物质使其磁化，当空气通过顺磁性物质时只有氧元素被吸附在其表面；当电磁铁断电时顺磁性物质表面所吸附的大量氧被解吸而释放出来，收集该气体来获得富氧空气。若要获得含氧量更高的富氧空气，可用此空分装置多级串联使用。此空分装置与现有空分装置相比，可以使用额定功率小得多的动力设备，具有能耗低、成本低、无噪声、可小型化、可规模化发展等优势。
本发明的磁空分富氧臭氧装置，是在上述磁空分富氧装置的基础上增加一臭氧发生器而组成。具体做法是，磁室的出气口用管道与臭氧发生器相接。臭氧发生器可采用现有技术。用本装置可以生产燃烧所需要的助燃剂臭氧。
本发明的磁空分富氧氧负离子装置，是在上述磁空分富氧装置的基础上增加一氧负离子发生器而组成。具体做法是，磁室的出气口用管道与氧负离子发生器相接。氧负离子发生器可采用现有技术。本氧负离子装置可用于清除室内空气中的烟尘、微生物和正离子，起到净化空气和人体保健等作用。与其它氧负离子装置相比，不仅产生的氧负离子浓度高，而且能避免氮氧化物的产生。
本发明的磁空分富氧多功能装置，是在上述磁空分富氧装置的基础上同时增加臭氧发生器和氧负离子发生器。具体做法是，在气泵的出气口接一配气头，由配气头一路接氧发生器，另一路接氧负离子发生器。
图1是本发明磁空分富氧多功能装置结构示意图。
图2是本发明的原理电路图。
具体实施例方式
见图1，磁空分富氧装置，包括一腔体状磁室26，磁室26设有进气通道28和出气通道20，在磁室26进气通道上设置风扇15和空气过滤罩14，在出气通道20上用管道与活塞式气泵5相接，磁室26的周边设置电磁体27，在磁室的后段设置空气排气口18，在磁室26空腔内填充不锈钢丝17，电磁体27与磁控部件6电连接，磁控部件6的按断开关设在活塞式气泵活塞7的行程上。
图1所示的装置为采用本发明磁空分富氧装置的磁空分富氧多功能装置。它是在上述磁空分富氧装置的气泵出气口接一配气头，由配气头一路接臭氧发生器，另一路接氧负离子发生器。本装置中，进气通道28上的空气过滤罩14由金属支架和布罩构成。轴向风扇15选用AC220伏特的15瓦仪表风扇。磁室26设计为前段进气道狭窄与后段展宽的形式，磁室前段安置永久磁体16(如铝铁硼磁体)、中段安置电磁铁27；磁室26后段为氧气富集空腔设计成裤叉式，排气口18在裤裆中。磁室16和两裤腿内填充有易被磁化的直径0.1mm左右的不锈钢丝束17。电磁铁采用12伏或24伏直流供电。控磁件6上的按断开关可采用行程按断电源开关，由设在气泵活塞杆上的突出档块4控制，进而控制电磁铁线圈的通电与断电，用以实现在电磁铁断电后磁室中的不锈钢丝17吸附的氧被释放出来。气泵的活塞7从磁室26内腔中吸取富氧空气。选用220伏的交流电动机1，额定功率15瓦，通过蜗轮蜗杆2齿条3减速装置和离合装置驱动活塞式气泵5的活塞7上下运动，完成抽吸气体和压缩气体的动作。当气泵活塞杆上的档块4往下运动到按下控磁件6的按断开关时，电磁铁27的线圈断电，电磁铁27磁极间填充的不锈钢丝17退磁，不锈钢丝17所吸附的氧气释放出来；此后活塞泵内的弹簧8被压缩过后就会回推活塞7向上运动，使活塞泵内弹簧8的空间出现负气压，自动开启进气单向活阀9使富氧空气被吸入活塞腔中。活塞杆上的档块4离开控磁件6的按断开关后，接通电磁铁27的电源产生磁场。磁室26中的不锈钢丝17被磁化能吸附空气中的氧气，去氧空气流从排气口18处排入大气中。从富氧空气出口19经出气通道20、富氧空气经单向阀9进入活塞式气泵中，由活塞泵加压后的富氧空气从富氧空气单向阀10、输气管11、配气头12分别流进DC放电室13和AC放电室22中，AC放电室22接高压电源23，DC放电室13接高压电源25，被AC放电室22臭氧化的富氧空气经防回火件21流进燃烧室。流进DC放电室13后的富氧空气产生氧负离子，通过O-2导出口24排放在需要O-2的场所。在图2原理电路图中，高压电源由TB1、TB2组成，为陶瓷升压变压器，220伏50赫兹的电力输入来激励陶瓷块，使其输出的高压达数千伏、数万伏。本发明选用15KV一块、8KV一块。AC/DC变换件ZQ1、ZQ2可选用10KV的全桥堆或改用四只10KV的二极管制作成整流全桥电路。防回火件21用金属制作单向阀，并在其出口腔体中填充用不锈钢丝网包裹好的石英砂，防止回火倒流。图2中的其它元件为K电源开关、RD熔断器、C电容器、FS风扇、QP气泵电动机、D二极管、B变压器、DT电磁铁、ANKG按断开关6。
权利要求
1.一种磁空分富氧装置，其特征在于包括一腔体状磁室，磁室设有进气通道和出气通道，在磁室进气通道或出气通道上设置空气动力设备，磁室的周边设置电磁体，在磁室的后段设置空气排气口，在磁室空腔内填充疏松状顺磁性物质，电磁体与磁控部件电连接，磁控部件的按断开关设在空气动力设备的行程上。
2.根据权利要求1的磁空分富氧装置，其特征在于在所述磁室的前段设置永久磁体，中段设置电磁体；磁室后段为氧气富集空腔设计成裤叉式，空气排气口设在裤裆中；所述空气动力设备为风扇及活塞式气泵，风扇设在在磁室的进气口上，风扇上设置空气过滤罩，活塞式气泵的进气口通过管道与磁室的出气口相接。
3.一种磁空分富氧臭氧装置，其特征在于包括一腔体状磁室，磁室设有进气通道和出气通道，在磁室进气通道或出气通道上设置空气动力设备，磁室的周边设置电磁体，在磁室的后段设置空气排气口，在磁室空腔内填充疏松状顺磁性物质，电磁体与磁控部件电连接，磁控部件的按断开关设在空气动力设备的行程上，在气泵的出气口用管道与臭氧发生器相接。
4.根据权利要求3的磁空分富氧臭氧装置，其特征在于在所述磁室的前段设置永久磁体，中段设置电磁体；磁室后段为氧气富集空腔设计成裤叉式，空气排气口设在裤裆中；所述空气动力设备为风扇及活塞式气泵，风扇设在在磁室的进气口上，风扇上设置空气过滤罩，活塞式气泵的进气口通过管道与磁室的出气口相接。
5.一种磁空分富氧氧负离子装置，其特征在于包括一腔体状磁室，磁室设有进气通道和出气通道，在磁室进气通道或出气通道上设置空气动力设备，磁室的周边设置电磁体，在磁室的后段设置空气排气口，在磁室空腔内填充疏松状顺磁性物质，电磁体与磁控部件电连接，磁控部件的按断开关设在空气动力设备的行程上，在气泵的出气口用管道与氧负离子发生器相接。
6.根据权利要求5的磁空分富氧氧负离子装置，其特征在于在所述磁室的前段设置永久磁体，中段设置电磁体；磁室后段为氧气富集空腔设计成裤叉式，空气排气口设在裤裆中；所述空气动力设备为风扇及活塞式气泵，风扇设在在磁室的进气口上，风扇上设置空气过滤罩，活塞式气泵的进气口通过管道与磁室的出气口相接。
7.一种磁空分富氧多功能装置，其特征在于包括一腔体状磁室，磁室设有进气通道和出气通道，在磁室进气通道或出气通道上设置空气动力设备，磁室的周边设置电磁体，在磁室的后段设置空气排气口，在磁室空腔内填充疏松状顺磁性物质，电磁体与磁控部件电连接，磁控部件的按断开关设在空气动力设备的行程上，在气泵的出气口接一配气头，由配气头一路接氧发生器，另一路接氧负离子发生器。
8.根据权利要求7的磁空分富氧多功能装置，其特征在于在所述磁室的前段设置永久磁体，中段设置电磁体；磁室后段为氧气富集空腔设计成裤叉式，空气排气口设在裤裆中；所述空气动力设备为风扇及活塞式气泵，风扇设在在磁室的进气口上，风扇上设置空气过滤罩，活塞式气泵的进气口通过管道与磁室的出气口相接。
全文摘要
本发明提供了一种磁空分富氧装置，包括一腔体状磁室，磁室设有进气通道和出气通道，在磁室进气通道或出气通道上设置空气动力设备，磁室的周边设置电磁体，在磁室的后段设置空气排气口，在磁室空腔内填充疏松状顺磁性物质，电磁体与磁控部件电连接，磁控部件的按断开关设在空气动力设备的行程上。本发明的磁空分富氧装置利用了空气中氧、氮、氩气体元素磁性特点的不同来获得富氧空气。此空分装置具有能耗低、成本低、无噪声、可小型化、可规模化发展等优势。
文档编号B01D53/00GK101024137SQ20071003422
公开日2007年8月29日 申请日期2007年1月8日 优先权日2007年1月8日
发明者曹赟, 曹樱, 曹国斌 申请人:曹国斌