] 2、所有线圈组2与电源相连，且任意相邻线圈组2的电流方向相反。
[0040] 3、所有线圈组2沿中空管道1的轴向依次分为两个W上子磁系；至少一个子磁系 包含有两组W上线圈组2,且该子磁系中的两组W上线圈组2与电源相连，任意相邻线圈组 2的电流方向相反。
[0041] 本实施例中，所有线圈组依次串联连接至同一电源。所有线圈组2均按同一方向 绕中空管道1旋绕，且线圈组2旋绕的起始端位于靠近中空管道1外壁的底层，线圈组2旋 绕的终止端位于远离中空管道1外壁的顶层。在其他实施例中，也可将所有线圈组2分为 若干个子磁系，每个子磁系包含有一组W上线圈组2,各子磁系的线圈组2分别连接一个独 立的电源。
[0042] 产生梯度弱磁场的线圈磁系设计、组合基本原则如下：根据毕奥-萨伐尔定律，载 流线圈组2在轴线（通过圆屯、并与线圈组2平面垂直的直线）上某点的磁感应强度为：
[0043] 广1)
[0044] 式中，μ。为真空磁导率；R为线圈平均半径；X为轴上某点到圆屯、的距离；N为线圈 应数；I为线圈载电电流。W公式（1)确定单组线圈组2中屯、磁场强度和磁场梯度范围。
[0045] W中空管道2的直径为10cm设计、组合、绕制和连线而成的一种产生梯度弱磁场 的线圈磁系为例。
[0046] 运用有限元法分析时用到的线圈电流密度公式为：
t2)[0048] S=化 做[0049] S=Ncf (4)
[0047]
[0050] 线圈宽度为 C5) 阳05U 将似代入（1)中可知：、，二-去 / U. (6)
[0052] 式中，J为电流密度，N为线圈应数，S为线圈截面积，h为线圈绕制在管道上的高 度，b为线圈厚度，I为电流密度，d为线圈直径。
[0053] 在其他条件不变的情况下，在运用有限元法分析时线圈组2电流密度只跟激磁电 流和线圈组2尺寸有关。鉴于线圈磁系所需条件，本实例选择1. 2mm的漆包线作为线圈材 料，最高载流9A。根据耐磨管道尺寸，通过上述基本原则，经磁参数测量发现如下绕制线圈 能够满足条件。
[0054] 如图1和图2所示，本实例采用Ξ组线圈组2,由上至下依次分为线圈A、线圈B和 线圈C，其中，线圈A共计250应9层，线圈B共计500应17层，线圈C共计1000应34层， 线圈组2之间间隙均为18mm。 阳化5] 连线方式采用所有线圈组2依次串联连接电源的方法，且所有线圈组2的电流方 向相同，外连1. 5A激磁电流，在中空管道2内在轴向上产生了如图3所示的磁场分布，图3 中，线1表示分选腔（中空管道1的内腔）轴中屯、线仿真磁场力；线2表示分选腔轴中屯、 线实测磁场强度；线3表示分选腔轴中屯、线仿真磁场强度；线4表示分选腔轴中屯、线实测 磁场力；径向上产生了如图4所示的磁场分布，图4中，线1~5分别表示磁系段从上至下 0. 045m、0. 085m、0. 125m、0. 165m、0. 205m处不同距离的径向上磁场强度分布。
[0056] W上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施 例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变 换也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种产生梯度弱磁场的线圈磁系，其特征在于：包括中空管道（1)和绕设于所述中 空管道（1)上的若干组线圈组（2)，若干组线圈组（2)沿中空管道（1)的轴向依次间隔布 置，各线圈组（2)在中空管道（1)的径向方向上均绕设有多层，且沿中空管道（1) 一端到另 一端的方向线圈组（2)的匝数和层数均逐组增多。2. 根据权利要求1所述的线圈磁系，其特征在于：所述线圈磁系施加励磁电流后在中 空管道（1)内产生的磁场强度小于等于30KA/m。3. 根据权利要求1所述的线圈磁系，其特征在于：任意相邻线圈组（2)的匝数比例相 同，且所述的匝数比例范围为0. 1~1。4. 根据权利要求1所述的线圈磁系，其特征在于：相邻线圈组（2)之间的间距为 0. 01~lm;各线圈组⑵在中空管道⑴轴向方向上的宽度为0. 01~lm。5. 根据权利要求1所述的线圈磁系，其特征在于：所述中空管道（1)为由导电材料制 成的耐磨管道，所述耐磨管道的表面浸涂形成有均匀的绝缘漆层。6. 根据权利要求1所述的线圈磁系，其特征在于：相邻线圈组（2)之间采用非导磁材 料固定；各线圈组（2)采用自粘性漆包线绕成。7. 根据权利要求1至6中任一项所述的线圈磁系，其特征在于：所有线圈组（2)与电 源相连且电流方向一致。8. 根据权利要求1至6中任一项所述的线圈磁系，其特征在于：所有线圈组（2)与电 源相连，且任意相邻线圈组（2)的电流方向相反。9. 根据权利要求1至6中任一项所述的线圈磁系，其特征在于：所有线圈组（2)沿中 空管道（1)的轴向依次分为两个以上子磁系；至少一个子磁系包含有两组以上线圈组（2)， 且该子磁系中的两组以上线圈组（2)与电源相连，任意相邻线圈组（2)的电流方向相反。10. 根据权利要求1至6中任一项所述的线圈磁系，其特征在于：所有线圈组（2)依次 串联连接至同一电源，或者所有线圈组（2)分为若干个子磁系，每个子磁系包含有一组以 上线圈组（2)，各子磁系的线圈组（2)分别连接一个独立的电源；所有线圈组（2)均按同一 方向绕中空管道（1)旋绕，且线圈组（2)旋绕的起始端位于靠近中空管道（1)外壁的底层， 线圈组（2)旋绕的终止端位于远离中空管道（1)外壁的顶层。
【专利摘要】本发明公开了一种产生梯度弱磁场的线圈磁系，包括中空管道和绕设于所述中空管道上的若干组线圈组，若干组线圈组沿中空管道的轴向依次间隔布置，各线圈组在中空管道的径向方向上均绕设有多层，且沿中空管道一端到另一端的方向线圈组的匝数和层数均逐组增多。该线圈磁系在施加励磁电流后，在中空管道的空心腔和线圈组周围会产生一个倒立陀螺型背景磁场，在中空管道的空心腔轴向产生的磁场梯度变化小，磁场强度分布均匀，并且径向磁场梯度大小先增大后减小为零，最后反向急剧增大到最大值，再急剧减小，反复多次，形成“波澜起伏”状态。该特征的磁场能够提高微细粒磁性矿物的回收率，减少磁性颗粒与脉石颗粒因磁夹杂导致磁性颗粒的损失。
【IPC分类】B03C1/033, H01F41/04
【公开号】CN105381876
【申请号】CN201510904182
【发明人】黄光耀, 顾翔宇, 曹玉川, 刘思为, 杨柳毅, 邓庆湘, 曾志飞, 谢建国, 李小静
【申请人】长沙矿冶研究院有限责任公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月9日