[实用新型]磁氧分离器

说明书

本实用新型涉及一种利用磁力从空气中分离出氧气的磁氧分离装置。

氧气的可助燃性，使它在能源、动力等工业领域具有不可估量的使用价值。目前产氧的方法有化学法、电解法、吸附法及深冷法等，但是这些方法均存在着设备庞大、能耗过高的缺点，这就使得某些工业应用领域，比如电厂的锅炉、机车的发动机等的给氧，不得不采用简便易得的空气作为氧源。而我们知道，空气中含氧只占21％，那末就意味着有约占4／5的对燃烧无益的氮气等进入燃烧炉或气缸，因此而造成的后果便是浪费能量、增大设备体积和增加环境污染。

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的，乃是提供一种利用磁力从空气中分离出氧气的能耗较低而又设备体积较小的磁氧分离器。

本实用新型的解决方案如下。它具有一个封闭的磁腔，在磁腔的前、后两侧分别装有伸进到磁腔内的内部磁场方向相同的磁体，在磁腔上、下侧分别装有与磁腔内部相连通的空气进口管和氮气出口管，在磁腔的左、右两侧外方分别对称地装有数量相同的呈水平布置的外套管，外套管均为两端开口且内端与磁腔内部相连通，所有外套管的外端侧面上均装有与外套管内部相连通的出氧管，且出氧管均与一具有氧气出口的氧气收集管相连通；在磁腔内部具有数量与磁腔一侧的外套管数量相等且两头可滑伸进磁腔两侧外套管内部作往复运动的多根穿孔内套管，两端封闭的穿孔内套管的侧面布满了通气孔且内部均装有不锈钢毛基体，所有穿孔内套管两端均装有将外套管内腔横截面密封起来而又可在外套管内腔中滑动的密封环；在磁腔内还具有与所有穿孔内套管相固连的内套管连接板，一根与穿孔内套管相平行的连杆，从磁腔外部穿过磁腔而与内套管连接板相固连。

下面结合附图和实施例对本实用新型加以进一步说明。

图1为本实用新型的一种具体结构图；

图2为图1的A－A剖视图；

图3为图1的B－B剖视放大图；

图4为图1的本实用新型的外套管与穿孔内套管的端部剖视放大结构图。

本实用新型在工作时，可由气泵、贮气罐、水冷却器等组成的外配设备来提供空气气源，同时还可由动力活塞等传动机构提供动力源，以带动本实用新型的连杆作往复运动，从而带动磁腔中的穿孔内套管向左、右两侧的外套管中作往复运动。参见图1，空气从空气进口管3进入密闭的磁腔1内部，作定向流动并维持一定的内压力，在流动中，由于不锈钢毛基体9外部存在着一个由磁体2作磁力源而引起的与直径为D的不锈钢毛基体9的长度方向相垂直的外磁场（同时参见图2），所以在其直径D的周围可以得到一个梯度很大且梯度与D的大小成反比的磁场，即在不锈钢毛基体9周围存在着很大的磁引力，可作为氧气的捕集点，将空气中具有强感磁特性的氧气吸引至其周围，并且氧气经过穿孔内套管8上的通气孔81进入穿孔内套管8内与内装的不锈钢毛基体9相接近。而由于空气中的氮气等其它气体不象氧气那样具有感磁性，则氮气等在磁腔1内部内压力的作用下，从氮气出口管4排出磁腔1外。进入磁腔1内穿孔内套管8中的氧气与不锈钢毛基体9接触并被吸附一定时间后，作往复运动的连杆12通过与之相连的内套管连接板11带动所有穿孔内套管8向磁腔1左侧运动，穿孔内套管8左端的密封环10将磁腔1左侧外套管5中的空气推出，直至密封环10越过外套管5端侧的出氧管6时才停止运动（同时参看图4）。此时位于磁腔1左侧外套管5中的穿孔内套管8左段的不锈钢毛基体9上吸附的氧气，由于已不处在磁腔1内的梯度磁场中而解吸，在腔内空气压力的作用下，这部分氧气从不锈钢毛基体9经通气孔81流出穿孔内套管8，再经外套管5端侧的出氧管6进入氧气收集管7。与此同时，穿孔内套管8的右段进入磁腔1，处于吸附氧气状态，待到吸附一定时间后，穿孔内套管8又在连杆12的带动下向磁腔1右侧的外套管5内滑动，进行与前述向磁腔1左侧的外套管5内滑动后同样的放氧和吸氧动作。就这样，在连杆12的带动下，穿孔内套管8不断地进行着向左和向右的往复运动，交替地进行放氧和吸氧动作，以达到分离出空气中氧气的目的。最后，从氧气收集管7的氧气出口71流出的氧气可供用户使用，图1中的双点划线表示氧气收集管7。本实用新型除可由气泵、贮气罐、水冷却器提供空气气源外，还可串接在前级磁氧分离器后部，以进一步从前级输出的氮气等尾气中分离过滤出氧气来。

参见图2，磁体2可采用永磁体或是电磁体。

综上所述，本实用新型利用氧气具有极高的磁化率，即氧气在磁场中可被磁化并可被梯度磁场所吸引的特性，设计出由磁体与磁腔产生的外磁场和布置在磁腔内可滑动的穿孔内套管，并由管内装设不锈钢毛聚磁基体作为氧气捕集点，将现有磁分离技术拓展应用到气体分离，达到了生产氧气的目的。该装置具有体积小和显著节能的优点，其造价不高，因而可降低制氧生产成本。它可广泛应用于制氧业及污水曝气、锅炉燃烧、发动机进气等。