[发明专利]一种外嵌式磁场强化搅拌絮凝器及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及搅拌絮凝器，特指一种外嵌式磁场强化搅拌絮凝器及其使用方法，它适合各种搅拌絮凝场合，尤其适合无法在内部放置旋转搅拌子的搅拌絮凝情况，有着发热低、无振动、无噪音及寿命长等诸多优点。

背景技术

作为近些年新研制的磁分离污水净化技术，可用于造纸、化工、医药工业废水以及城市生活污水的净化分离。其物理作用原理就是通过外加磁场产生磁力，把污水中的磁絮凝体吸出，使之与污水分离。随着磁分离设备的发展，特别是高梯度设备的开发和应用，以及由于磁分离法本身的独特分离原理和投资小、运行成本低、反应时间较短及占地面积小等诸多优点，使其成为最有发展前途的新型污水处理技术之一。该项工艺在城镇供水和废水处理的研究以及应用，在国内外都有较大的发展。

在磁分离工艺过程中，污水中的金属离子、金属杂质以及磁性杂质，也通过强磁场直接进行分离。但是污水中除了少量的金属离子、金属杂质和磁性杂质，绝大部分为无磁性的有机物，且有毒、有害物质大多为酸、碱离子、有机物等，污染物本身并没有磁性，因此采用磁分离无法将这些有害物质有效分离。因此，必须首先在污水中加入改性的磁种子颗粒材料，使本身无磁性的有害物质通过氢键、范德瓦尔斯力与经表面官能团修饰的磁种絮接，形成絮凝体，再通过强磁场将其从水中吸出，从而实现超导磁分离净化污水，达到净化的目的。

通常，实现搅拌的一种方式是利用机械式搅拌器搅拌，即将电机装于容器底部，在容器中心处打孔，搅拌器的中心轴伸出此孔并由下面的电机带动从而进行搅拌。这种搅拌在很大程度上会出现漏水现象，同时与电机直接的旋转搅拌子及容器不便于清洁。

实现搅拌的另一种磁力搅拌器，例如专利CN200920008095.6公开了一种磁力搅拌器，它是将磁力搅拌棒或磁力搅拌旋转子定位在容器内，并且磁耦合到容器下方的基础磁体上。使用电机带动基础磁体旋转，则带动了磁力搅拌棒或磁力旋转搅拌子在容器内旋转搅拌。但在实际应用中，搅拌效果并不理想，尤其是当碰到粘度较大、量较多的混合液时，需要更强的基础磁体，而传统的基础磁体通常不能够满足这些状况，因此在许多情况下，基础磁体于搅拌棒或者旋转搅拌子之间会发生耦合失效。另一种不足是由于旋转搅拌子结构的原因，它在混合液中旋转时，液体只是跟着搅拌子在容器底部做圆周运动，并不能实现上下翻滚，因此搅拌效果有限。

实现搅拌的第三种方式是直接将铜线绕于容器周围的线圈电磁搅拌，这种搅拌实现了混合液中磁粉上下翻滚的运动，但由于线圈通交流电，又无芯体，导致发热量大，又必须外加冷却工艺。

本发明设计了一种新型磁场强化絮凝器，由阵列线圈产生磁场，线圈以硅钢片为芯体，且通直流电，发热量低，无需外加冷却工艺；采用单片机和三极管对磁场的方向加以控制，实现了完全无振动、无噪声搅拌；同时，由于矩形线圈产生的磁场，其磁力线非直线，这在一定程度上可以实现磁粉的上下翻滚运动；另外，整个装置的线圈采用完全外嵌式的安装方法，无需在容器内部安装磁力搅拌棒或旋转搅拌子，则便于容器的清洁工作，结构简单，安装拆卸方便，适合目前各种絮凝容器混合液的搅拌，有较大的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型外嵌式磁场强化搅拌絮凝器，实现无泄漏、低发热、无振动、无噪声的不同于传统旋转搅拌的直线轨迹搅拌，同时在一定程度上解决了传统搅拌无法实现磁粉在混合液中翻滚的问题。

本发明的磁场强化搅拌絮凝器如图1所示，由执行部分的绕组和控制部分的单片机及三极管组成，其特征在于：对若干奇数组绕组在不同时刻通直流电，产生方向不断变化的磁场吸引絮凝容器中的磁粉颗粒按照一定轨迹运动，从而实现与污水中的油滴、颗粒物及胶体等污染物碰撞结合形成絮体；轨迹越复杂，则磁粉在絮凝容器中与污水中的油滴、颗粒物及胶体等污染物碰撞结合形成絮体的几率就越高，絮凝效果越显著。

本发明选用奇数组以硅钢片为芯体的绕组列于絮凝容器周围，为最大限度地利用绕组产生的磁场，绕组应紧贴絮凝容器外壁；利用三极管导通和截止的原理，将单片机信号输出接三极管基极B，单片机按照预先植入的程序发出信号，则控制了三极管以一定次序导通和截止，从而实现按照一定规律对绕组循环轮流通电，所以绕组可产生方向不断变化的磁场；这种搅拌方式不同于传统的旋转搅拌方式，其方向不断变化的磁场带动磁粉在絮凝容器中的按照一定轨迹运动，从而实现磁粉与污水中的油滴、颗粒物及胶体等污染物碰撞结合形成絮体，且采用的绕组组数越多，则磁粉在絮凝容器中运动轨迹越复杂。