專利名稱：分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)，屬于氣體分離技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
空氣中氧氣的含量為20. 93%，當(dāng)空氣中氧氣含量超過21%時稱為富氧空氣；隨著科技的發(fā)展和社會的進(jìn)步，富氧空氣的應(yīng)用也越來越廣，包括富氧助燃節(jié)能環(huán)保、醫(yī)療保健衛(wèi)生、化學(xué)化工反應(yīng)以及農(nóng)業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖等等，特別是人類面臨的環(huán)境污染和能源短缺，使得改善家庭環(huán)境的氧含量以抵御大氣的污染和應(yīng)用富氧助燃節(jié)能環(huán)保成為勢在必行；但用于富氧助燃節(jié)能環(huán)保的膜法富氧盡管生產(chǎn)成本偏高、運(yùn)行費(fèi)用偏大，而用于家庭的室內(nèi)供氧卻一直因為制氧成本太高而無法大面積推廣。目前制取富氧氣體的方法有深冷法、變壓吸附法、電解水法、化學(xué)法、膜分離法等，這些方法制氧成本都很高。人類認(rèn)識并研究利用氧氣的順磁性和氮?dú)獾目勾判蕴攸c(diǎn)及體積磁化率相差251倍的差異，設(shè)計制作過多種多樣的裝置，并申請了多個相關(guān)專利，但都因順磁分離氣體中氧含量增量不大，沒有實(shí)用價值而至今沒有能夠工業(yè)化或產(chǎn)業(yè)化。魏伯卿的兩個發(fā)明專利200910152415. X多級隧道式順磁分離富氧裝置和 201010157885. 8多級隧道式強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)，通過多次的實(shí)驗證明有其不足之處氣體在強(qiáng)磁隧道中不斷因順磁力的作用，富氧氣體通過間隙進(jìn)入另一隧道后，會形成一定的壓力變化，即普通空氣流通的隧道不斷間隙分離流出富氧氣體，其氣壓和流量不斷變小，而最后收集富氧氣體的隧道被不斷間隙分離流入富氧氣體，其氣壓和流量不斷變大，中間各級分離富氧氣體的隧道，其富氧氣體因間隙分離進(jìn)入的富氧氣體和間隙分離流出的更高濃度的富氧氣體而壓力和流量變化相對較小，但這些壓力的變化在一定程度上影響氣體的分離效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、產(chǎn)氧量可大可中可小、產(chǎn)氧濃度可高可中可低、系統(tǒng)成本較低、運(yùn)行成本更低、并且可以消除因氣體分離帶來的各級隧道氣體壓力變化而提高富氧氣體分離效率的一種分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)。氧氣為順磁性介質(zhì)，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下其體積磁化率為146 X 10_6，氮?dú)鉃榭勾判越橘|(zhì)，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下其體積磁化率為-0. 58X10_6，根據(jù)這一特性，氧氣和氮?dú)庠谔荻却艌?dB/dx>0) 中會受到不同強(qiáng)度方向相反的磁場力作用
氧分子受力為=F1=P idB/dx=!!!^=^ 32X KT24B dB/dx， μ ！為氧分子磁矩，Hi1為氧分子質(zhì)量，B1為氧分子加速度，B為磁場強(qiáng)度； 氮分子受力為F2=-y2dB/dx=m2￡i2=-l· 72Χ1(Γ26Β dB/dx, μ 2為氮分子磁矩，m2為氮分子質(zhì)量，a2為氮分子加速度，B為磁場強(qiáng)度； F1 /F2= (4. 32 X IO^24B dB/dx) / (1. 72 X IO^26B dB/dx) =251. 16 倍氧氣所受磁場力指向磁場強(qiáng)度增大的方向，而氮?dú)馐艿降拇艌隽χ赶虼艌鰪?qiáng)度減小的方向；
根據(jù)朱重光教授的計算(淮北煤師院學(xué)報1997年第18卷第1期)氧分子和氮分子的分離行程為1.8mm，但實(shí)際分離過程中由于分子的熱運(yùn)動、喘流和碰撞等多重作用，與理論計算有相當(dāng)?shù)牟罹?；本發(fā)明每條隧道的空間能使氮氧分子產(chǎn)生多次逐級分離；另外，根據(jù)蔡軍博士等的實(shí)驗結(jié)果(北京科技大學(xué)學(xué)報2006年5月):當(dāng)混合氣體中氧氣的初始體積分?jǐn)?shù)由20%增加到30%時，其順磁分離氣中氧的體積分?jǐn)?shù)增量由0. 1 增加到0. 59%，這說明氮氧混合氣體中氧氣含量越高，其順磁分離氣中氧氣濃度的增量比例也就越大。因此本發(fā)明采用多級隧道分離，即第一級隧道分離出的富氧空氣進(jìn)入第二級隧道進(jìn)行順磁分離，第二級順磁隧道分離出的富氧空氣再進(jìn)入第三級隧道分離，然后進(jìn)行第四級分離、第五級分
離........，這樣上一級分離出的富氧空氣在下一級中可以分離富集出更高濃度
的富氧空氣，這樣一級一級的連續(xù)不斷分離富集的富氧氣體的氧濃度也越來越高。
本發(fā)明提供的一種分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)，包括一頭小一頭大的多個截面為三角形或梯形(或一面大一面小且有類似梯形磁場分布的)長條形高強(qiáng)磁力的永久性磁鐵分層分級依次按大小頭順序堆積(即小頭與小頭并肩，大頭與大頭并肩堆積)，并由長六邊支承框架支承固定；一頭小一頭大的長條形磁鐵的兩側(cè)分別為N極和S極， 一頭小一頭大的三角形或梯形長條形磁鐵大小不一樣，最大形一組一頭小一頭大的三角形長條磁鐵的底邊或最大形一組一頭小一頭大的梯形長條磁鐵的長底邊間隙地小頭挨小頭大頭挨大頭地異極相對地排成一條直線(或者一條折線)，而且其尖角間隙寬度由間隙調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)其間隙寬度可改變分離富集的富氧氣濃度和富氧量(富氧濃度和富氧量與上一級的氧濃度和流量有關(guān))；次大的一組一頭小一頭大的三角形長條磁鐵或次大的一組一頭小一頭大的梯形長條磁鐵按最大形長條磁鐵方向一致異極相對地小頭挨小頭大頭挨大頭地間隔間隙地放置在最大形長條磁鐵之間，組成由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變大的三角形順磁隧道，次大的一組一頭小一頭大的三角形長條磁鐵的三角形底邊或次大的一組一頭小一頭大的梯形長條磁鐵的梯形長底邊基本在同一平面(這個平面可能不是水平的)，其底邊與最大組長條磁鐵腰間的尖角間隙寬度由間隙調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)其間隙寬度可改變分離富集的富氧氣濃度和富氧量(富氧濃度和富氧量與上一級的氧濃度和流量有關(guān))； 同樣，第三大的一組一頭小一頭大的三角形長條磁鐵或第三大的一組一頭小一頭大的梯形長條磁鐵按最大形長條磁鐵方向一致異極相對地小頭挨小頭大頭挨大頭地間隔間隙地放置在次大形長條磁鐵與最大形長條磁鐵之間，組成由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變大的三角形順磁隧道，且第三大的一組一頭小一頭大的三角形長條磁鐵的三角形底邊或第三大的一組一頭小一頭大的梯形長條磁鐵的梯形長底邊基本在同一平面(這個平面可能不是水平的)，其底邊與次大組長條磁鐵和最大組長條磁鐵腰間的尖角間隙寬度由間隙調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)其間隙寬度可改變分離富集的富氧氣濃度和富氧量(富氧濃度和富氧量與上一級的氧濃度和流量有關(guān))；以此類排可以根據(jù)需要組裝更多級的由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變大的多級三角形隧道組(三角形長條形磁鐵或梯形長條形磁鐵的排列也可以不按上述的大小順序排列，只要能組成更大化梯度磁場的三角形或尖角隧道分離即可)， 其最后一級收集富氧濃度最高的最高濃度富氧氣通道，由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變大；同樣組裝另一組排列相同數(shù)量一樣的多級三角形隧道組，兩組相同的三角形隧道
5組以三角形尖角相對或梯形短邊相對并對稱放置，組成鱷魚嘴式的空氣入口處的磁鐵小頭之間間隙比磁鐵大頭之間間隙更大的對稱分流式多級隧道順磁間隙分離富氧系統(tǒng)。每兩相鄰磁鐵間均有一個三角形(或三角尖角)的與長條磁鐵一樣長的由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變大的三角形隧道(鱷魚嘴中間的為由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變小的多個尖角形隧道)，每個三角形隧道或尖角形隧道都是一級梯度磁場分離隧道?？諝鈴膬山M對稱放置的鱷魚嘴送入，前進(jìn)中經(jīng)過并列的多個隧道尖角，氧氣分子在前進(jìn)中不斷在梯度磁場順磁力的作用下，向磁場梯度增強(qiáng)的隧道尖角間隙移動富集，同時氮?dú)夥肿釉谇斑M(jìn)中受抗磁力的作用不斷遠(yuǎn)離隧道尖角，因此，隧道尖角的氧濃度不斷增高，并在前進(jìn)中的送風(fēng)力作用下不斷穿過尖角間隙進(jìn)入下一個三角形隧道，形成第一級分離富集的富氧空氣，其富氧濃度高于進(jìn)入鱷魚嘴的初始空氣的氧濃度；在三角形隧道中不斷前進(jìn)的第一級分離富集的富氧空氣，連續(xù)受到第二級三角形隧道中的梯度磁場順磁力的作用，高濃度氧分子不斷移向第二級三角形隧道的尖角間隙，不斷穿過尖角間隙進(jìn)入第三級三角形隧道，形成第二級分離富集的富氧空氣，其富氧濃度高于第一級分離富集的富氧空氣；在三角形隧道中前進(jìn)的第二級分離富集的富氧空氣，連續(xù)受到第三級三角形隧道中的梯度磁場順磁力的作用，更高濃度氧分子不斷移向第三級三角形隧道的尖角間隙，并不斷穿過尖角間隙進(jìn)入最高濃度富氧氣通道，形成第三級分離富集的富氧空氣，其富氧濃度又高于第二級分離富集的富氧空氣。最后從長條三角形隧道出來的各級濃度富氧空氣和最高濃度富氧氣通道出來的富氧氣體，可以分別引至使用地；在同一級別的三角形隧道出來的富氧氣濃度是一樣的，但不同級別的三角形隧道出來的富氧氣濃度不一樣，從最高濃度富氧氣通道依次往鱷魚嘴其氧濃度逐級遞減。改變截面為三角形或梯形(或一面大一面小且有類似梯形磁場分布的)且一頭小一頭大的長條形磁鐵的長度即由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變大的順磁隧道長度、 各三角形順磁隧道(鱷魚嘴間為尖角形順磁隧道)尖角間隙寬度、順磁隧道的數(shù)量和級數(shù)， 可以改變各級順磁隧道分離富集的富氧氣體的氧濃度和富氧氣體量。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
1.將長條形磁鐵做成一頭小一頭大的三角形或梯形(或一面大一面小且有類似梯形磁場分布的形狀)，且小頭挨小頭大頭挨大頭地異極相對地間隙并行排列，能使相同截面積的磁鐵間隙間磁場梯度更大化，因為兩磁鐵中間的磁場強(qiáng)度隨著間距增大，磁場強(qiáng)度減小，而磁鐵越厚其磁場強(qiáng)度越大；因此隨著磁鐵從三角形的尖角或梯形的短邊到三角形磁鐵的底邊或梯形的長邊，其磁鐵厚度增加、磁鐵間距減小，磁場強(qiáng)度增強(qiáng)的梯度加大，從而增強(qiáng)氧分子在梯度磁場中的受力而促進(jìn)氮氧分子的分離。2.空氣入口處鱷魚嘴式的多角隧道由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變?。皇占谎鯘舛茸罡叩淖詈笠患壸罡邼舛雀谎鯕馔ǖ?，由磁鐵小頭到磁鐵大頭其隧道截面逐漸變大；其余各三角形隧道由磁鐵小頭到磁鐵大頭其隧道截面逐漸變大，從而消除因氣體分離帶來的各級隧道氣體壓力變化和流量變化而提高富氧氣體分離效率。3.截面為一頭小一頭大三角形或梯形磁鐵小頭挨小頭大頭挨大頭地異極相對地間隙排列的間隙可調(diào)，間隙越小其分離富集氣中提高的氧濃度比例就越高。4.隧道長度可長可短，隧道越長其連續(xù)不斷分離的次數(shù)就越多，其分離富集的富氧氣濃度提高就越大。
5.采用多隧道式多級分離，充分利用初始氧濃度越高，分離富集氧濃度提高的比例就越大的原理，提高隧道順磁分離的效率，并能通過改變分離隧道級數(shù)和隧道數(shù)量滿足用戶需求。6.分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)中，同一級別隧道出來的富氧濃度是一樣的，而不同分離級別出來的富氧氣其濃度不一樣，用戶可以在使用最高濃度級別的富氧氣的同時，再利用次高濃度級別的富氧氣和更次高富氧濃度級別的富氧氣等，如富氧助燃中將最高濃度級別的富氧氣送入燃燒中心的同時，也可以將其它濃度的富氧氣送入燃燒中心外圈，充分利用有限的富氧氣體。7.分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用極低，只需送風(fēng)機(jī)送風(fēng)使空氣以極小的壓力在順磁隧道中以一定速度流動即可，通常只有運(yùn)行費(fèi)用最低的膜法富氧運(yùn)行費(fèi)用的幾分之一到十幾分之一，而且系統(tǒng)不需使用水，也減少了許多水閥及相應(yīng)的控制電器。8.分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)中只需將空氣送入鱷魚嘴中的第
一級順磁分離隧道，然后自動順次進(jìn)入第二級、第三級、第四級........直到最后
一級，除第一級有送風(fēng)動力外，其它級別的順磁隧道分離不再需要動力。9.分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)維修費(fèi)用極低，只要被送入鱷魚嘴的空氣中直徑在0.5 μ以上的微粒除去率達(dá)到99. 99%以上，磁鐵間隙尖角的污染率大大降低，需要清理清潔的次數(shù)也就大大減少。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例三角形截面長條形磁鐵的結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明實(shí)施例梯形截面長條形磁鐵的結(jié)構(gòu)示意圖
圖3是本發(fā)明實(shí)施例長六邊支承框架示意圖。圖中1、三角形截面長條磁鐵2、梯形截面長條磁鐵3、三角形截面三角形底邊 4、梯形截面長底邊 5、三角形截面三角腰線 6、梯形截面梯形腰線 7、三角形截面頂尖角8、梯形截面短邊9、三角形順磁隧道10、兩相鄰三角形長條磁鐵或梯形長條磁鐵組成的尖角間隙11、三角形截面長條磁鐵12、梯形截面長條磁鐵13、三角形截面三角形底邊 14、梯形截面長底邊 15、三角形截面三角腰線 16、梯形截面梯形腰線 17、三角形截面頂尖角18、梯形截面短邊19、三角形順磁隧道20、兩相鄰三角形長條磁鐵或梯形長條磁鐵組成的尖角間隙21、三角形截面長條磁鐵22、梯形截面長條磁鐵23、三角形截面三角形底邊24、梯形截面長底邊25、三角形截面三角腰線26、梯形截面梯形腰線 27、三角形截面頂尖角 28、梯形截面短邊 29、最高濃度富氧氣通道 30、兩相鄰三角形長條磁鐵或梯形長條磁鐵組成的尖角間隙31、鱷魚嘴32、長六邊支承框架33、間隙調(diào)節(jié)器。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明更進(jìn)一步的說明。如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明包括一頭小一頭大的多個截面為三角形或梯形(或一面大一面小且有類似梯形磁場分布的)長條形高強(qiáng)磁力的永久性磁鐵分層分級依次按大小頭順序堆積(即小頭與小頭并肩，大頭與大頭并肩堆積)，并由長六邊支承框架32支承固定；一頭小一頭大的長條形磁鐵的兩側(cè)分別為N極和S極，一頭小一頭大的三角形或梯形長條形磁鐵大小不一樣，最大形一組一頭小一頭大的三角形長條磁鐵1的底邊3或最大形一組一頭小一頭大的梯形長條磁鐵2的長底邊4間隙地小頭挨小頭大頭挨大頭地異極相對地排成一條直線(或者一條折線)，而且其尖角間隙30寬度由間隙調(diào)節(jié)器33調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)其間隙寬度可改變分離富集的富氧氣濃度和富氧量；次大的一組一頭小一頭大的三角形長條磁鐵 11或次大的一組一頭小一頭大的梯形長條磁鐵12按最大形長條磁鐵方向一致異極相對地小頭挨小頭大頭挨大頭地間隔間隙地放置在最大形長條磁鐵之間，組成由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變大的三角形順磁隧道9，次大的一組一頭小一頭大的三角形長條磁鐵 11的三角形底邊13或次大的一組一頭小一頭大的梯形長條磁鐵12的梯形長底邊14基本在同一平面(這個平面可能不是水平的)，其底邊與最大組長條磁鐵腰間的尖角間隙10寬度由間隙調(diào)節(jié)器33調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)其間隙寬度可改變分離富集的富氧氣濃度和富氧量；同樣，第三大的一組一頭小一頭大的三角形長條磁鐵21或第三大的一組一頭小一頭大的梯形長條磁鐵22按最大形長條磁鐵方向一致異極相對地小頭挨小頭大頭挨大頭地間隔間隙地放置在次大形長條磁鐵與最大形長條磁鐵之間，組成由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變大的三角形順磁隧道19，且第三大的一組一頭小一頭大的三角形長條磁鐵21的三角形底邊 23或第三大的一組一頭小一頭大的梯形長條磁鐵22的梯形長底邊M基本在同一平面(這個平面可能不是水平的)，其底邊與次大組長條磁鐵和最大組長條磁鐵腰間的尖角間隙20 寬度由間隙調(diào)節(jié)器33調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)其間隙寬度可改變分離富集的富氧氣濃度和富氧量；以此類排可以根據(jù)需要組裝更多級的由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變大的多級三角形隧道組A，其最后一級收集富氧濃度最高的最高濃度富氧氣通道29，由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變大；同樣組裝另一組排列相同數(shù)量一樣的多級三角形隧道組B，兩組相同的三角形隧道組A和B以三角形尖角相對或梯形短邊相對并對稱放置，組成鱷魚嘴31式的空氣入口處的磁鐵小頭之間間隙比磁鐵大頭之間間隙更大的對稱分流式多級隧道順磁間隙分離富氧系統(tǒng)。每兩相鄰磁鐵間均有一個三角形(或三角尖角)的與長條磁鐵一樣長的由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變大的三角形隧道(鱷魚嘴31中間的為由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變小的多個尖角形隧道)，每個三角形隧道或尖角形隧道都是一級梯度磁場分離隧道。 空氣從兩組對稱放置的鱷魚嘴31送入，前進(jìn)中經(jīng)過并列的多個隧道尖角20，氧氣分子在前進(jìn)中不斷在梯度磁場順磁力的作用下，向磁場梯度增強(qiáng)的隧道尖角間隙20移動富集，同時氮?dú)夥肿釉谇斑M(jìn)中受抗磁力的作用不斷遠(yuǎn)離隧道尖角20，因此，隧道尖角20的氧濃度不斷增高，并在前進(jìn)中的送風(fēng)力作用下不斷穿過尖角間隙20進(jìn)入下一個三角形隧道19，形成第一級分離富集的富氧空氣，其富氧濃度高于進(jìn)入鱷魚嘴31的初始空氣的氧濃度；在三角形隧道19中不斷前進(jìn)的第一級分離富集的富氧空氣，連續(xù)受到第二級三角形隧道19中的梯度磁場順磁力的作用，高濃度氧分子不斷移向第二級三角形隧道19的尖角間隙10，不斷穿過尖角間隙10進(jìn)入第三級三角形隧道9，形成第二級分離富集的富氧空氣， 其富氧濃度高于第一級分離富集的富氧空氣；在三角形隧道9中前進(jìn)的第二級分離富集的富氧空氣，連續(xù)受到第三級三角形隧道9中的梯度磁場順磁力的作用，更高濃度氧分子不斷移向第三級三角形隧道9的尖角間隙30，并不斷穿過尖角間隙30進(jìn)入最高濃度富氧氣通道四，形成第三級分離富集的富氧空氣，其富氧濃度又高于第二級分離富集的富氧空氣。 最后從長條三角形隧道出來的各級濃度富氧空氣和最高濃度富氧氣通道四出來的富氧氣體，可以分別引至使用地；在同一級別的三角形隧道出來的富氧氣濃度是一樣的，但不同級別的三角形隧道出來的富氧氣濃度不一樣，從最高濃度富氧氣通道四依次往鱷魚嘴31其氧濃度逐級遞減。 改變截面為三角形或梯形(或一面大一面小且有類似梯形磁場分布的)且一頭小一頭大的長條形磁鐵的長度即由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變大的順磁隧道長度、 各三角形順磁隧道(鱷魚嘴間為尖角形順磁隧道)尖角間隙寬度、順磁隧道的數(shù)量和級數(shù)， 可以改變各級順磁隧道分離富集的富氧氣體的氧濃度和富氧氣體量。
權(quán)利要求
1.分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)，包括一頭小一頭大的多個截面為三角形或梯形(或一面大一面小且有類似梯形磁場分布)的長條形永久性磁鐵分層分級依次按大小頭順序堆積(即小頭與小頭并肩，大頭與大頭并肩堆積)，并由支承框架(32)支承固定； 一頭小一頭大的長條形永久性磁鐵的兩側(cè)分別為N極和S極，一頭小一頭大的長條形磁鐵中最大形一組三角形長條磁鐵(1)的底邊(3)或梯形長條磁鐵(2)的長底邊(4)間隙地異極相對地小頭挨小頭大頭挨大頭地排成一條直線或者一條折線，而且其尖角間隙(30)寬度由間隙調(diào)節(jié)器(33)調(diào)節(jié)；次大的一組一頭小一頭大的三角形長條磁鐵(11)或次大的一組一頭小一頭大的梯形長條磁鐵(12)按最大形長條磁鐵方向一致異極相對地小頭挨小頭大頭挨大頭地間隔間隙地放置在最大形長條磁鐵之間，組成由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變大的三角形順磁隧道(9)，次大的一組一頭小一頭大的三角形長條磁鐵(11)的三角形底邊(13)或次大的一組一頭小一頭大的梯形長條磁鐵(12)的梯形長底邊(14)基本在同一平面(這個平面可能不是水平的)，其底邊與最大組長條磁鐵腰間的尖角間隙(10)寬度由間隙調(diào)節(jié)器(33)調(diào)節(jié)；同樣，第三大的一組一頭小一頭大的三角形長條磁鐵(21)或第三大的一組一頭小一頭大的梯形長條磁鐵(22)按最大形長條磁鐵方向一致異極相對地小頭挨小頭大頭挨大頭地間隔間隙地放置在次大形長條磁鐵與最大形長條磁鐵之間，組成由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變大的三角形順磁隧道(19)，且第三大的一組一頭小一頭大的三角形長條磁鐵(21)的三角形底邊(23)或第三大的一組一頭小一頭大的梯形長條磁鐵 (22)的梯形長底邊(24)基本在同一平面(這個平面可能不是水平的)，其底邊與次大形長條磁鐵和最大形長條磁鐵腰間的尖角間隙(20)寬度由間隙調(diào)節(jié)器(33)調(diào)節(jié)；以此類排可以根據(jù)需要組裝更多級的由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變大的多級三角形隧道組A ； 同樣組裝另一組排列相同、數(shù)量一樣的多級三角形隧道組B，兩組相同的三角形隧道組A和 B以三角形尖角相對或梯形短邊相對并對稱放置，組成鱷魚嘴(31)式的空氣入口處磁鐵小頭之間間隙比磁鐵大頭之間間隙更大的對稱分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)，其特征在于將長條形磁鐵做成一頭小一頭大的三角形或梯形(或一面大一面小且有類似梯形磁場分布的形狀)，且小頭挨小頭大頭挨大頭地異極相對地間隙并行排列，能使相同截面積的磁鐵間隙間磁場梯度更大化，因為兩磁鐵中間的磁場強(qiáng)度隨著間距增大，磁場強(qiáng)度減小，而磁鐵越厚其磁場強(qiáng)度越大；因此隨著磁鐵從三角形的尖角或梯形的短邊到三角形磁鐵的底邊或梯形的長邊，其磁鐵厚度增加、磁鐵間距減小，磁場強(qiáng)度增強(qiáng)的梯度加大，從而增強(qiáng)氧分子在梯度磁場中的受力而促進(jìn)氮氧分子的分離。
3.如權(quán)利要求1所述的分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)，其特征在于空氣入口處的鱷魚嘴(31)式的多角隧道由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變小；收集富氧濃度最高的最后一級最高濃度富氧氣通道(29)，由磁鐵小頭到磁鐵大頭其隧道截面逐漸變大；其余各三角形隧道由磁鐵小頭到磁鐵大頭其隧道截面逐漸變大，從而消除因氣體分離帶來的各級隧道氣體壓力變化而提高富氧氣體分離效率。
4.如權(quán)利要求1所述的分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)，其特征在于改變截面為三角形或梯形(或一面大一面小且有類似梯形磁場分布的)長條形磁鐵的長度即強(qiáng)磁梯度順磁隧道長度、各三角形順磁隧道(鱷魚嘴(31)間為尖角形順磁隧道)尖角間隙寬度、順磁隧道的數(shù)量和級數(shù)，可以改變各級順磁隧道分離富集的富氧氣體的氧濃度和富氧氣體量。
5.如權(quán)利要求1、3所述的分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)，其特征在于 采用多隧道式多級分離，充分利用初始氧濃度越高，分離富集氧濃度提高的比例就越大的原理，提高隧道順磁分離的效率，并能通過改變分離隧道級數(shù)和隧道數(shù)量滿足用戶需求。
6.如權(quán)利要求1所述的分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)，其特征在于只需將空氣送入鱷魚嘴中的第一級順磁分離隧道，然后自動順次進(jìn)入第二級、第三級、第四級........直到最后一級，除第一級有送風(fēng)動力外，其它級別的順磁隧道分離不再需要動力。
7.如權(quán)利要求1、2所述的分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)，其特征在于 所有一頭小一頭大的三角形長條形磁鐵或梯形長條形磁鐵(或一面大一面小且有類似梯形磁場分布的)大小頭相差為零時，即所有三角形長條形磁鐵或梯形長條形磁鐵整條粗細(xì)一樣時，在空氣入口處鱷魚嘴(31)式的多角隧道由空氣進(jìn)入口到出口隧道截面逐漸變小和收集富氧濃度最高的最后一級最高濃度富氧氣通道(29)由空氣進(jìn)入口到出口其隧道截面逐漸變大的條件下，也可以通過間隙調(diào)節(jié)器(33)調(diào)節(jié)尖角間隙寬度來消除因氣體分離帶來的各級隧道氣體壓力變化而提高富氧氣體分離效率。
8.如權(quán)利要求1所述的分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)，其特征在于三角形長條形磁鐵或梯形長條形磁鐵的排列也可以不按磁鐵截面的大小順序排列，只要能組成更大化梯度磁場的三角形或尖角隧道分離即可。
9.如權(quán)利要求1所述的分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)，其特征在于只要被送入鱷魚嘴(31)的空氣中直徑在0.5 μ以上的微粒除去率達(dá)到99%以上，磁鐵間隙尖角的污染率大大降低，需要清理清潔的次數(shù)也就大大減少；而且隧道系統(tǒng)清潔和拆裝都比較簡單。
10.如權(quán)利要求1所述的分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)，其特征在于 空氣進(jìn)入鱷魚嘴(31)中的第一級順磁分離隧道，然后自動順次進(jìn)入第二級、第三級、第四級......直到最后一級，隨著隧道級數(shù)增加，同級隧道數(shù)量減少，同級隧道總截面積減小，同時富氧空氣氧濃度增加，富氧空氣流量減小。
全文摘要
分流式多級隧道強(qiáng)磁梯度間隙分離富氧系統(tǒng)，包括一頭小一頭大的多個截面為三角形或梯形(或一面大一面小且有類似梯形磁場分布)的長條形永久性磁鐵分層分級依次按大小頭順序堆積，并由支承框架支承固定，組成多級三角形隧道組，兩組相同的三角形隧道組以三角形尖角相對或梯形短邊相對并對稱放置，組成鱷魚嘴式的對稱多級隧道式順磁富氧裝置?？諝馊肟邝{魚嘴式的多角隧道由磁鐵小頭到磁鐵大頭隧道截面逐漸變??；最后一級最高濃度富氧氣通道由磁鐵小頭到磁鐵大頭其隧道截面逐漸變大；其余三角形隧道由磁鐵小頭到磁鐵大頭其隧道截面逐漸變大。
文檔編號C01B13/02GK102258924SQ20101051509
公開日2011年11月30日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者魏伯卿 申請人:魏伯卿