[发明专利]一种磁法多重径向分离空气制取富氧的装置

说明书

一种磁法多重径向分离空气制取富氧的装置，涉及制备富氧领域。解决了现有磁法富氧装置占地面积大，且制备富氧效率低的问题。它包括空气鼓风机、空气过滤器和多层磁分离机构；空气鼓风机将空气泵入到空气过滤器，经空气过滤器进行过滤后，进入多层磁分离机构中的多层磁分离区，多层磁分离区使空气中的氧气在电磁场和永磁体产生的梯度磁场的共同作用下，由最外层磁分离区依次进入最内层磁分离区，且氧气浓度逐层升高，实现氧气的分离，完成富氧的制备。本发明可广泛用于燃烧、冶金、军事、化工、医疗、家用等制取富氧领域。

技术领域

本发明涉及制备富氧领域。

背景技术

富氧空气在工业和日常生活中被广泛使用。在发电、水泥、冶金等工业生产中用富氧空气取代普通空气能明显降低生产过程中的能源消耗，节约成本，同时也能提高产品品质。发动机室内在一些阶段通入富氧空气能显著提高其性能。在医疗中通过直接分离空气作为富氧来源相比采用高压气瓶更加安全。

目前已有的制备富氧的装置和方法中，磁法吸附分离方法前景广阔。其基本原理是根据空气中的氧气具有顺磁性，氮气具有逆磁性，而且二者的磁化率相差几个数量级，当空气在梯度磁场中流动时，氧气和氮气受到的磁化力方向相反并且大小相差很大，这使得磁法分离空气获得富氧空气成为可能。但是现有的磁法制备富氧的装置和方法存在富氧浓度低、效率低、制氧成本高、占地面积大、噪音大、设备运行成本高等问题，因此如何改进和提高现有磁法富氧技术是亟待解决的问题。

发明内容

本发明是为了解决现有磁法富氧装置占地面积大，且制备富氧效率低的问题，本发明提供了一种磁法多层径向分离空气制取富氧装置和方法。

一种磁法多重径向分离空气制取富氧的装置，它包括空气鼓风机、空气过滤器和多层磁分离机构；

空气鼓风机将空气泵入到空气过滤器，经空气过滤器进行过滤后，进入多层磁分离机构中的多层磁分离区，多层磁分离区使空气中的氧气在电磁场和永磁体产生的梯度磁场的共同作用下，由最外层磁分离区依次进入最内层磁分离区，且氧气浓度逐层升高，实现氧气的分离，完成富氧的制备。

优选的是，多层磁分离机构包括缓冲罩、密封盖、套筒单元和线圈；

套筒单元由同轴的多个相互嵌套的套筒构成，且任意相邻的两个套筒间形成一层环形腔体，该层环形腔体为一层磁分离区，所有层的环形腔体和最内层套筒形成的圆柱形腔体构成多层磁分离区，其中，最外层的环形腔体为氮气分离区，剩余的环形腔体和圆柱形腔体构成富氧分离区；

密封盖用于密封富氧分离区的首端，缓冲罩盖合在套筒单元的首端，空气过滤器通过缓冲罩与多层磁分离机构内部的氮气分离区连通；

每层磁分离区中的套筒的内壁上周向均有设有多个永磁铁磁组；

线圈缠绕在套筒单元的最外层套筒上。

优选的是，每层磁分离区中的套筒的内壁上设有钢毛，钢毛、永磁铁磁组和线圈共同作用改变磁分离区中磁场梯度。

优选的是，每个永磁铁磁组由多块永磁铁构成，且相邻的两块永磁铁间存在间隙，该间隙中设有钢毛。

优选的是，氮气分离区和富氧分离区的气体输出管路上均设有电磁阀。

优选的是，还包括真空泵、混气罐和富氧鼓风机；

真空泵用于将富氧分离区的圆柱形腔体输出的富养泵入到混气罐内，富氧分离区的环形腔体输出富氧分别输送至混气罐，混气罐用于对不同浓度的富养进行混合。

优选的是，永磁铁磁组采用钕铁硼磁铁实现。

优选的是，钢毛的布置方向与套筒中气流流动方向的夹角在0°～180°范围内可调。

优选的是，永磁铁磁组的分布密度沿氧气流动的方向上逐渐减小。