CN101244861A - 富氧磁化生活用水的制备装置与方法 - Google Patents

Abstract

一种富氧磁化生活用水的制备装置与方法，在壳体的左侧壁上部设置有与壳体内相联通的进风管和进水阀，进风管内设置有空气杀菌净化器，壳体的右侧壁上部设置有与壳体内相联通的排风管、下部设置有放水阀，排风管内设置有排风扇，在壳体外的前侧壁上设置有调速电机，在壳体前后侧壁上设置上部位于净化后的空气环境中、下部位于壳体内水中且与调速电机相联的聚氧磁化轮，在壳体内的下部水体中设置有紫外灯和朝向聚氧磁化轮的超声换能器。富氧磁化生活用水的制备方法，包括从空气中分离聚氧、水体的富氧磁化步骤。本发明具有设计合理、结构简单、产品成本低、充氧效率高、使用维护方便等优点，可用于制备生活用的富氧磁化水。

Description

富氧磁化生活用水的制备装置与方法

技术领域

本发明属于生活用水处理领域，具体涉及一种从空气中分离出氧气并充入水体的装置及其方法。

技术背景

富氧水与磁化水作为活性水，其“生物化学效能”已为人们所认识。富氧水和磁化水作为饮用水，对人体产生的有益作用，已使其在欧美等地成为热销饮用水。富氧磁化水的杀菌、净化污染物和无污染特性，也使其在人们日常生活中用于洗涤、清洁用水，有着更大的潜在市场。因此，如何高效、廉价的制备富氧水和磁化水，已引起该专业技术领域人员的极大兴趣。中国发明专利ZL03127637.7、发明名称为《高压氧其态水生产工艺》，公开了一种高压氧生态水生产工艺，其主要技术方案是经过滤的水源水、医用氧气在气液接触装置内进行气液混合，使氧气溶于水中，同时用臭氧消毒，用低温设备保证臭氧量。这种工艺虽然能生产一定富氧量的水，但需专用氧源、低温设备、水增压装置，工序复杂，且用射流溶氧技术方案，其溶氧量很难提高，不易在一般场合使用。中国发明专利ZL97125836.8、发明名称为《富氧水的制备方法及装置》，公开了一种采用自来水制备磁化高氧水的方法及装置。其主要技术方案是将通过膜分离法从空气中获得的氧气，采用文氏射流抽吸原理，使氧气与水混合，得到磁化高氧水，但膜分离法制氧效率较低，且自来水压力较低，使得文氏射流气液混合形成的溶氧水中，氧气溶解不充分，水中富氧度很难提高。中国发明专利ZL97116438.X、发明名称为《水中高溶氧的制备装置及方法》公开了一种水中高溶氧的装置及方法，其主要技术方案是将经过净化处理的水进行加压，注入臭氧，在低温环境下超声振动，使臭氧分子与水混合，成为含氧量较高的饮用水，该装置与现有的富氧水的制备装置相比，增加了低温环境下的超声振动，促使臭氧与水的溶合，虽然这种方法较传统方法溶氧量提高，但系统结构复杂，耗能大，只适于工业化应用，在居民生活中不易推广。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题在于克服上述富氧水制备装置的缺点，提供一种设计合理、结构简单的富氧磁化生活用水的制备装置。

本发明所要解决的另一个技术问题在于克服上述富氧水制备方法的缺点，提供一种设计合理、水中含氧量高的富氧磁化生活用水的制备方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在壳体的左侧壁上部设置有与壳体内相联通的进风管和进水阀，进风管内设置有空气杀菌净化器，壳体的右侧壁上部设置有与壳体内相联通的排风管、下部设置有放水阀，排风管内设置有排风扇，在壳体外的前侧壁上设置有调速电机，在壳体前后侧壁上设置上部位于净化后的空气环境中、下部位于壳体内水中且与调速电机相联的聚氧磁化轮，在壳体内的下部水体中设置有紫外灯和朝向聚氧磁化轮的超声换能器。

本发明的聚氧磁化轮为：套装在轮轴外的轴套上至少设置有2个骨架盘，轮轴用联接件与调速电机相联，每个骨架盘上设置有相同数量、且至少2个骨架，在相邻骨架盘上相对应的骨架之间设置有1个聚氧磁化单元，聚氧磁化单元的外围设置有非导磁固定网。

本发明的聚氧磁化单元为：在相邻骨架盘的相对应骨架上两块极性相异永久磁体之间、非导磁固定网内设置有磁性介质。

本发明的相邻两个聚氧磁化单元的相邻永久磁体相邻端面的极性相异。

本发明的磁性介质为不锈导磁钢毛或不锈导磁泡沫金属。

本发明的永久磁体为稀土永久磁体。

使用上述的富氧磁化生活用水装置制备富氧磁化生活用水的方法包括下述步骤：

1、从空气中分离聚氧

将水体充氧磁化处理装置的聚氧磁化轮的下半部分浸于水体中、上半部分暴露在净化后的空气环境中，超声换能器放置于水体中并朝向聚氧磁化轮，在聚氧磁化单元的磁性介质表面梯度磁场的作用下，将氧气从空气中分离出来并吸附聚集到磁性介质表面。

2、水体的富氧磁化

超声换能器向转入水体中的聚氧磁化轮的聚氧磁化单元辐射超声波，吸附在聚氧磁化单元的磁性介质表面上的氧气被超声波解吸并溶于水体中，旋转的聚氧磁化轮连续将氧气带到水体中，同时相对于水体运动的聚氧磁化单元使水体磁化，实现对水体的富氧磁化。

本发明所述装置与方法具有如下特点：

1、以大气为取氧源，用置于永磁场中的大比表面积磁性介质从空气中分离聚氧，氧气取之不尽、耗能极低，无环境污染问题。

2、在常温常压下制备富氧磁化水，便于在一般生活环境中推广使用。

3、本发明中的聚氧磁化轮将对水体的充氧与磁化相结合，并且同步连续反复对水体充氧磁化，由于磁化水的溶氧能力明显高于普通水，可使水体的富氧度显著提高。

4、本发明中用超声解吸技术能使磁性介质表面吸附聚集的氧气快速解吸并充分溶于水中，氧气不易从水体中逸出，因此能制备高含氧量的水。

5、本发明装置运行中，水体在超声波、氧气、磁场和紫外线的共同作用下杀菌消毒，较之传统的臭氧杀菌具有广谱性，能制备出洁净的富氧磁化生活用水。

6、本发明既可用于定量静态水的富氧磁化，也可用于流动水的富氧与磁化。可制备水量大、制备成本低，可满足一般生活环境的饮用、洗涤、洗浴、清洁和浇花需要。

附图说明

图1本发明一个实施例的主视图。

图2是图1的剖视图。

图3是图2中聚氧磁化轮3的主视图。

图4是图3的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

在图1、2中，本实施例的富氧磁化生活用水的制备装置由壳体1、调速电机2、聚氧磁化轮3、排风扇4、排风管5、放水阀6、超声换能器7、紫外灯8、进水阀9、空气杀菌净化器10、进风管11联接构成。

在壳体1的左侧壁上部通过螺纹联接安装有进风管11，进风管11与壳体1内相联通，进风管11内安装有空气杀菌净化器10，外界空气从进风管11进入经空气杀菌净化器10杀菌消毒净化后进入到壳体1内。在壳体1的左侧壁上部通过螺纹联接安装有进水阀9，进水阀9与壳体1内相联通，进水阀9与自来水管联通后，打开进水阀9，自来水可流到壳体1内，本发明运转时，壳体1内的下部装水。在壳体1上的右侧壁上部通过螺纹联接安装有排风管5，排风管5与壳体1内相联通，排风管5内安装有排风扇4，排风扇4运转时，将壳体1内分离氧气后的气体排到壳体1外，使得外界空气不断由进风管11补充到壳体1内。在壳体1的右侧壁下部通过螺纹联接安装有放水阀6，放水阀6与壳体1内相联通，打开放水阀6，壳体1内经过充氧磁化的水可经放水阀6流出作为生活用水。在壳体1内的下部水体中设置有紫外灯8，紫外灯8与电源接通后对壳体1内的水进行杀菌消毒。在壳体1外的前侧面上用螺纹紧固联接件固定联接安装有调速电机2，在壳体1前后侧壁上安装有聚氧磁化轮3，聚氧磁化轮3位于壳体1内，调速电机2的输出轴用联接件与聚氧磁化轮3相联接，调速电机2与电源接通后带动聚氧磁化轮3在壳体1内旋转，聚氧磁化轮3旋转时，聚氧磁化轮3的上半部分处在净化后的空气环境中、下半部分浸没在水中。壳体1内壁上用螺纹紧固联接件固定联接安装有超声换能器7，超声换能器7浸没在水中，朝向聚氧磁化轮3，超声换能器7用于产生辐射水中聚氧磁化轮3的超声波，超声换能器7可采用脉冲工作，每工作1～5秒，停止1～5秒，超声换能器7也可采用连续工作，超声换能器7的工作频率为20～200KHz，超声波的声强为1～50W/cm²，超声换能器7的具体脉冲工作时间、超声换能器7的工作频率设计、超声波的声强设计，按照待充氧磁化水的多少和聚氧磁化轮3的具体结构来确定。壳体1内下部的水在聚氧磁化轮3转动中得到磁化，由于磁化水的溶氧能力明显高于普通水，可使水体的富氧度显著提高，从而制得富氧量高、磁化充分的生活用水。

图3、4给出了聚氧磁化轮3一个实施例的结构示意图，在图3、4中，本实施例的聚氧磁化轮3由轮轴3-1、骨架3-3、永久磁体3-4、磁性介质3-5、非导磁固定网3-6、轴套3-2联接构成。

本实施例采用6个径向均布的骨架3-3连为一体构成骨架盘，骨架盘为导磁的不锈钢骨架盘，也可为非导磁材料骨架盘，在轴套3-2上均布安装有4个骨架盘，轮轴3-1套装在轴套3-2内，轮轴3-1用联接件与调速电机2相联，轮轴3-1的两端安装在壳体1上。左端骨架3-3的内侧面粘附有永久磁体3-4，永久磁体3-4的形状为长方体，永久磁体3-4的外端面为S极、内端面为N极。右端骨架3-3的内侧面粘附有永久磁体3-4，永磁体的外端面为N极、内端面为S极。中间左侧一个骨架3-3的左右侧面上各粘附有永久磁体3-4，左侧永久磁体3-4的左端面为S极、右端面为N极，右侧永久磁体3-4的左端面为S极、右端面为N极。中间右侧一个骨架3-3的左右侧面上各粘附有永久磁体3-4，左侧永久磁体3-4的左端面为S极、右端面为N极，右侧永久磁体3-4的左端面为S极、右端面为N极。上述的永久磁体3-4为钕铁硼稀土永磁体，永久磁体3-4的磁感应强度不小于2500高斯，永久磁体3-4的具体磁感应强度应按照被处理水量的大小、设置永久磁体3-4的具体数目以及相邻骨架盘相对应骨架3-3上相对的永久磁体3-4的间距进行设计。左端骨架3-3上的永久磁体3-4与中间左侧骨架3-3上左侧的永久磁体3-4之间填充有不锈导磁钢毛，不锈导磁钢毛是磁性介质3-5的一个实施例，右端骨架3-3上的永久磁体3-4与中间右侧骨架3-3上右侧的永久磁体3-4之间填充有不锈导磁钢毛，中间左侧骨架3-3上右侧的永久磁体3-4与中间右侧骨架3-3上左侧的永久磁体3-4之间填充有不锈导磁钢毛，不锈导磁钢毛与两侧极性相反的永久磁体3-4构成一个聚氧磁化单元，在相邻骨架盘上相对应的两个骨架3-3上用螺纹紧固联接件安装有非导磁固定网3-6，非导磁固定网3-6用于将不锈导磁钢毛包裹固定在两侧的永久磁体3-4之间。大比表面积的不锈导磁钢毛填充在永久磁体3-4之间，在表面产生高梯度磁场，将空气中的氧气充分分离并吸附在其表面，实现从空气中分离和聚集氧气。移入水体中的不锈导磁钢毛在超声波换能器所产生的超声波作用下，其吸附的氧气快速解吸并充分溶于水中，连续转动的聚氧磁化轮3对水体反复充氧，同时相对于水体运动的聚氧磁化轮3使水体充分磁化，从而使得本发明能制备出含氧量高的富氧磁化水。

四个骨架盘上的其它骨架3-3上所安装的聚氧磁化单元的结构与上述的聚氧磁化单元的结构完全相同。本实施例四个骨架盘上的骨架3-3上共安装有18个聚氧磁化单元。

使用上述的富氧磁化生活用水装置制备富氧磁化生活用水的方法包括下述步骤：

1、从空气中分离聚氧

将水体充氧磁化处理装置的聚氧磁化轮3的下半部分浸于水体中、上半部分暴露在净化后的空气环境中，超声换能器7放置于水体中并朝向聚氧磁化轮3，在聚氧磁化单元的磁性介质3-5表面梯度磁场的作用下，将氧气从空气中分离出来并吸附聚集到磁性介质3-5表面。

2、水体的富氧磁化

超声换能器7向转入水体中的聚氧磁化轮3的聚氧磁化单元辐射超声波，吸附在聚氧磁化单元的磁性介质3-5表面上的氧气被超声波快速解吸并溶于水体中，旋转的聚氧磁化轮3连续将氧气带到水体中，同时相对于水体运动的聚氧磁化单元使水体磁化，实现对水体的富氧磁化。

实施例2

本实施例的轴套3-2上安装有2个骨架盘，骨架盘由径向均布的12个骨架3-3连为一体构成，2个骨架盘上共安装有12个聚氧磁化单元，聚氧磁化单元的结构与实施例1的聚氧磁化单元相同。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

采用本实施例富氧磁化生活用水装置制备富氧磁化生活用水的方法与实施例1相同。

实施例3

本实施例的轴套3-2上均布安装有12个骨架盘，骨架盘由径向均布的2个骨架3-3连为一体构成，12个骨架盘上共安装有22个聚氧磁化单元，聚氧磁化单元的结构与实施例1的聚氧磁化单元相同。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

采用本实施例富氧磁化生活用水装置制备富氧磁化生活用水的方法与实施例1相同。

实施例4

本实施例的轴套3-2上均布安装有5个骨架盘，骨架盘由径向均布的9个骨架3-3连为一体构成，5个骨架盘上共安装有36个聚氧磁化单元，聚氧磁化单元的结构与实施例1的聚氧磁化单元相同。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

采用本实施例富氧磁化生活用水装置制备富氧磁化生活用水的方法与实施例1相同。

实施例5

在以上的实施例1～4中，聚氧磁化单元的两块极性相异永久磁体3-4之间安装的磁性介质3-5为不锈导磁泡沫金属。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。

采用本实施例富氧磁化生活用水装置制备富氧磁化生活用水的方法与实施例1相同。

实施例6

在以上的实施例1～5中，永久磁体3-4为钐钴稀土永磁体，也可采用其它的稀土永磁体。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。

本发明的工作原理如下：

本发明在运行时，空气从进气管进入，经空气杀菌净化器10进行杀菌净化，设置在壳体1内的聚氧磁化轮3由调速电机2带动旋转，聚氧磁化轮3的上半部处在经过净化的空气环境中，聚氧磁化轮3的下半部浸于壳体1内的水中。聚氧磁化轮3上聚氧磁化单元的永久磁体3-4之间设置的大比表面积磁性介质3-5表面形成的高梯度磁场，将空气中的氧气分离并充分吸附在其表面，实现从空气中高效分离和聚集氧气，排风扇4将分离出氧气后的气体从排风管5排出壳体1外，使外界空气不断地补充到壳体1内。同时，聚氧磁化轮3在调速电机2驱动下转动，将吸附氧气的磁性介质3-5连续不断地移入水中，设置在壳体1内水中的超声换能器7辐射的超声波作用在磁性介质3-5上，使吸附在其上的氧气快速解吸并充分溶于水中。聚氧磁化轮3在水中转动的过程中，聚氧磁化轮3连续与水体产生相对运动，水体切割磁力线，使水充分磁化，形成富氧量高、磁化充分的富氧磁化水，富氧磁化水同时经过紫外灯8、超声波及磁场连续辐照杀菌消毒，保证了制备出洁净安全的富氧磁化生活用水。

根据上述原理，还可以设计出另外一种具体结构的水体充氧磁化处理装置，聚氧磁化轮3上所设计的聚氧磁化单元的个数应根据被处理水体的量来具体确定，但无论采用在任何形式的骨架盘上设置聚氧磁化单元构成聚氧磁化轮3，所制备的水体充氧磁化处理装置均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1、一种富氧磁化生活用水的制备装置，其特征在于：在壳体(1)的左侧壁上部设置有与壳体(1内相联通的进风管(11)和进水阀(9)，进风管(11)内设置有空气杀菌净化器(10)，壳体(1)的右侧壁上部设置有与壳体(1)内相联通的排风管(5)、下部设置有放水阀(6)，排风管(5)内设置有排风扇(4)，在壳体(1)外的前侧壁上设置有调速电机(2)，在壳体(1)前后侧壁上设置上部位于净化后的空气环境中、下部位于壳体(1)内水中且与调速电机(2)相联的聚氧磁化轮(3)，在壳体(1)内的下部水体中设置有紫外灯(8)和朝向聚氧磁化轮(3)的超声换能器(7)。

2、按照权利要求1所述的富氧磁化生活用水的制备装置，其特征在于所说的聚氧磁化轮(3)为：套装在轮轴(3-1)外的轴套(3-2)上至少设置有2个骨架盘，轮轴(3-1)用联接件与调速电机(2)相联，每个骨架盘上设置有相同数量、且至少2个骨架(3-3)，在相邻骨架盘上相对应的骨架(3-3)之间设置有1个聚氧磁化单元，聚氧磁化单元的外围设置有非导磁固定网(3-6)。

3、按照权利要求2所述的富氧磁化生活用水的制备装置，其特征在于所说的聚氧磁化单元为：在相邻骨架盘的相对应骨架(3-3)上两块极性相异永久磁体(3-4)之间、非导磁固定网(3-6)内设置有磁性介质(3-5)。

4、按照权利要求3所述的富氧磁化生活用水的制备装置，其特征在于：所说的相邻两个聚氧磁化单元的相邻永久磁体(3-4)相邻端面的极性相异。

5、按照权利要求3所述的富氧磁化生活用水的制备装置，其特征在于：所说的磁性介质(3-5)为不锈导磁钢毛或不锈导磁泡沫金属。

6、按照权利要求3或4所述的富氧磁化生活用水的制备装置，其特征在于：所说的永久磁体(3-4)为稀土永久磁体(3-4)。

7、一种使用权利要求1所述的富氧磁化生活用水的制备装置制备富氧磁化生活用水的方法，其特征在于它包括下述步骤：

(1)从空气中分离聚氧

将水体充氧磁化处理装置的聚氧磁化轮(3)的下半部分浸于水体中、上半部分暴露在净化后的空气环境中，超声换能器(7)放置于水体中并朝向聚氧磁化轮(3)，在聚氧磁化单元的磁性介质(3-5)表面梯度磁场的作用下，将氧气从空气中分离出来并吸附聚集到磁性介质(3-5)表面；

(2)水体的富氧磁化

超声换能器(7)向转入水体中的聚氧磁化轮(3)的聚氧磁化单元辐射超声波，吸附在聚氧磁化单元的磁性介质(3-5)表面上的氧气被超声波解吸并溶于水体中，旋转的聚氧磁化轮(3)连续将氧气带到水体中，同时相对于水体运动的聚氧磁化单元使水体磁化，实现对水体的富氧磁化。

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