CN106268570B - 一种对管内输送流体进行磁化深处理的可调扭变磁场装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的一种对管内输送流体进行磁化深处理的可调扭变磁场装置；由流体管道(2)和设置在流体管道管体外周上的若干块状工作磁体(1)组合构成，其特征在于：所述的块状工作磁体(1)以相同方位、随流体管道(2)径向方向排列呈N列，各相邻的两列错位、显现成螺旋列阵分布式围绕在流体管道(2)的外周上，并且所述块状工作磁体(1)的S/N两磁极依一致向内或一致向外形态设置；同时,在所述的螺旋列阵分布式分布的块状工作磁体(1)选择性地增设有附加的磁体调整单元Ⅰ(14)或者磁体调整单元Ⅱ(15)，由此构成能对流经该段流体管道(2)内的各种流体物质进行可调扭变的深度磁化处理的高密度磁场装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种流体磁化技术，尤其是一种对管内输送流体进行磁化深处理的可调扭变磁场装置；适用于从分子层面解决气体、固体、液体及其混合物形成的流体混合物在微观状态下的分子结或络合问题，能有效促进化学反应的深度进行。
背景技术
人类对磁体及磁力的应用具有悠久的历史，在完善理论尚未建立之时已进入了某些工业领域，上世纪六十年代之后出现了大量工业应用和民用。截至目前，基于电磁体、永磁体而成就的磁化流体物资的技术和产品主要有如下几类：
(a)应用人造磁体或天然磁体，直接将其置于流体中，形成磁化流体的初级应用。
(b)应用电磁转换原理，将通电线圈缠绕在流体管道或容器上，形成电磁场作用于流体。
(c)应用磁体固定在流道内壁，形成磁场对流经通道流体的作用。
(d)应用磁体在流体管道外部形成环状的一环或多环顺序分布，同环磁体的磁极一致向内或向外，形成局部磁场增强效果，进而对流经磁场的流体作用。
(e)应用磁体在流体管道外部形成环状的一环或多环分布，同环磁体的磁极一致向内或向外，多环的NS磁极内外交错排布，形成复杂磁场对流体作用。
(f)应用磁体同极性或异极性衔接，串联或串联与并联组合后置于流体管道内；或者应用环状磁体同极性或异极性衔接，串联后置于流体管道外，藉此方式作用于流体。
由于磁场是可以感知而无法肉眼看见的能量场，在流体领域应用电磁技术的同时，也出现了基于电磁理论、生物生命科学、物理极化理论、原子核电子相关理论、量子理论等的学术性认知。
实践中，磁场应用机理各自侧重不同，设计的磁场形态各异，虽然实践效果已经大部分得到证实，但也存在着一些不足，主要表现在：
(1)将通电线圈缠绕于流体管道或容器上形成电磁场，因导磁性管道会引起磁场的衰减，甚至会屏蔽磁场。
(2)流体管道外部形成环状或对称分布的一环或多环磁体，磁场在管道内部受向心磁极的互相挤压，在中心区域会形成一个比较规整的轴向中性通道，多环磁场还存在径向中性面，中性轴与流体流向一致就会形成流体处理不完全。
(3)由于所有应用永磁体处理流体的设备或系统，均为预装的确定磁体，磁场强度和形态无法在使用中随流体应用条件而调整，且磁体也会在使用中因受热或外部机械冲击力而逐渐衰减，整体使用效果从投用之初就会呈逐步下降趋势。
因此，在流体工业应用上如何更精准、更科学地利用磁力技术，就成为一个新课题。
发明内容
本发明的目的旨在：提出一种具有更精准、更科学地利用磁力技术的对管内输送流体进行磁化深处理的高密度磁场结构；提出了一种更合理、更精准、更长效的可调扭变高密磁场处理流体，有效将与流体平行的磁场中性轴，以及流体方向垂直的中性面，变化成空间结构的扭曲中性面，且磁体强度可在线调整，具有更有利于实际需求的特点。
这种对管内输送流体进行磁化深处理的可调扭变磁场装置；由流体管道2和设置在流体管道管体外周上的若干块状工作磁体1组合构成，其特征在于：所述的块状工作磁体1以相同方位、随流体管道2径向方向排列呈N列，各相邻的两列错位、显现成螺旋列阵分布式围绕在流体管道2的外周上，并且所述块状工作磁体1的S/N两磁极依一致向内或一致向外形态设置；同时,在所述的螺旋列阵分布式分布的块状工作磁体1上选择性地增设有附加的磁体调整单元Ⅰ或者磁体调整单元Ⅱ，由此构成能对流经该段流体管道2内的各种流体物质进行可调扭变的深度磁化处理的高密度磁场装置。
所述的磁体调整单元Ⅰ由设置在某一块状工作磁体1外表面的增强工作磁体块1.1构成，所述的增强工作磁体块1.1通过由导磁屏蔽罩11、定位支架10以及设置在定位支架10之上的支撑板9、C型垫片组件8、固定垫片7、调节螺母6和调节螺杆5、连接螺钉12构成增强工作磁体块1.1的定位调节机构；由此构成叠加式可调扭变高密磁场调控结构。
所述磁体调整单元Ⅰ的定位调节机构中的导磁屏蔽罩11为一门型构架，其下部套置在块状工作磁体1上，上部空间则设置一块增强工作磁体块1.1，并通过穿置在增强工作磁体块1.1中心位置的一连接螺钉12与位于导磁屏蔽罩11上部的调节螺杆5螺接构成增强工作磁体块1.1的上下位移结构；同时，在所述导磁屏蔽罩11设有定位支架10和外部支撑构件13，通过外部支撑构件13与流体管道2固定；此外，在所述定位支架10和外部支撑构件13的上部自下而上依次设有穿套在调节螺杆5上的支撑板9、C型垫片组件8和固定垫片7；所述的固定垫片7上部同样设有穿置在调节螺杆5上的调节螺母6，由此构成了增强工作磁体块1.1的位移定位结构。
所述的磁体调整单元Ⅱ由设置在某一块状工作磁体1外表面上的导磁屏蔽罩11、定位支架10以及设置在定位支架10之上的支撑板9、C型垫片组件8、固定垫片7、调节螺母6和调节螺杆5、连接螺钉12构成的定位调节机构。
所述磁体调整单元Ⅱ的定位调节机构中的导磁屏蔽罩11为一门型构架，其下部套置在块状工作磁体1上，并在通过导磁屏蔽罩11中心位置的一连接螺钉12与位于导磁屏蔽罩11上部的调节螺杆5螺接构成块状工作磁体1的上下位移结构；同时，在所述导磁屏蔽罩11设有定位支架10和外部支撑构件13，通过外部支撑构件13与流体管道2固定；此外，在所述定位支架10和外部支撑构件13的上部自下而上依次设有穿套在调节螺杆5上的支撑板9、C型垫片组件8和固定垫片7；所述的固定垫片7上部同样设有穿置在调节螺杆5上的调节螺母6，由此构成了块状工作磁体1的位移定位结构。
所述的增强工作磁体块1.1与块状工作磁体1以S、N；或者N、S相反磁极配对设置。
根据以上技术方案提出的这种对管内输送流体进行磁化深处理的可调扭变磁场装置，与目前普遍采用的同类对管道内流体进行磁化处理的装置而言，具有以下优点：
1.由于设置在流体管道外表面的块状工作磁体采取螺旋状阵列排布，因此使整个管腔内磁力线的密度得到相应的增强，使相邻两组块状工作磁体之间出现的磁场中性面的间距大大减小；有利于减小流体磁化横断面上的弱区。
2.通过在阵列排布的块状工作磁体上增设磁体调整单元Ⅰ或者磁体调整单元Ⅱ，不仅能使整个布有磁体段的流体管道段的磁场强度得到增强、进一步缩小流体磁化横断面上的弱区范围，而且也使该段磁场的强度分布发生扭曲，从而导致弱区中心位置发生偏移，从而使流经流体管道内的液体接受到的磁化效果可以根据流体的物性、以及所要达到的磁化效果进行恰当的调整；从而得到更为有效的磁场强度。
附图说明
图1为本发明设计的管道表面磁块分布端面展示图(以周向六块磁体为例)；
图2为输送流体管道外表面磁块及形成磁场分布展示图(以周向六块磁体为例)；
图3为未增设磁场叠加机构的管体磁场C-C向分布示意图(以周向六块磁体为例)；
图4为增设磁场叠加机构的管体磁场B-B向分布展示图(以周向六块磁体为例)；
图5为增设磁场叠加机构的管体磁场A-A向分布展示图(以周向六块磁体为例)；
图6为本发明的采取两种磁体调整单元后的管道外侧安装示意图(以周向六块磁体为例)；
图7为磁体调整单元Ⅰ的结构示意图；
图8为磁体调整单元Ⅱ的结构示意图；
图9为磁体调整单元Ⅰ/磁体调整单元Ⅱ组成构架示意图。
图中：1-块状磁体 1.1-增强工作磁体块 2-流体过流管 3-过流通道 4-磁力线中性面 5-调节螺杆 6-调节螺母 7-固定垫片 8-C形垫片组件 9-支撑板 10-定位支架 11-导磁屏蔽罩 12-螺钉 13-外部支撑架 14-磁体调整单元Ⅱ 15-磁体调整单元Ⅰ。
具体实施方式
本发明提出的这种对管内输送流体进行磁化深处理的可调扭变磁场装置，其发明的要点有三:
其一，是将块状工作磁体呈螺旋形列状安置在流体管道的外周面1上；突破传统的块状工作磁体的普通环状布置。
其二，在块状工作磁体的外部有选择性地安置磁体调整单元Ⅰ和磁体调整单元Ⅱ，形成对流体管道内的扭变磁场。
其三，构建磁体调整单元Ⅰ/磁体调整单元Ⅱ进行适度调整的外部结构，实现对流体管道内的磁场调控。
通过上述三种技术措施，使采用这种装置的流体管道内需要磁化处理的流体物质的磁化率在单位时间或者单位距离内得到充分的提高，并且还能根据各种物料的需要进行调整。
以下结合说明书附图进一步阐述本发明，并给出本发明的实施例。
附图1-2给出的是本发明提出的这种对管内输送流体进行磁化深处理的可调扭变磁场装置的基本结构示意图。
这种对管内输送流体进行磁化深处理的可调扭变磁场装置；由流体管道2和设置在流体管道管体外周上的若干块状工作磁体1组合构成(见图1的截面示意图)。
图2给出的是一以周向六块块状工作磁体(其中编号①…⑥的编号表示的是均布在流体管道2外表面的6列块状工作磁体1)为例、沿流体管道纵向剖切开后，某一截输送流体管道外表面上6列块状工作磁体的分布示意图，以及在增设了磁体调整单元Ⅰ和磁体调整单元Ⅱ后形成磁场分布展示图。
在图2中，所述的块状工作磁体1以相同方位、随流体管道2径向方向排列呈N列，各相邻的两列等距离错位、显现成螺旋列阵分布式围绕在流体管道2的外周上，并且所述块状工作磁体1的S/N两磁极依一致向内或一致向外形态设置。
由于采取相邻列的块状工作磁体1等距离错位设置，因此能够保证沿图中箭头指示方向流动的流体感受到的磁体的磁力线的作用，相对于呈环状设置在流体管道上的块状工作磁体而言，不仅具有连贯性，而且具有很好的紧密性。显然，采取这种设计对于充分提高块状工作磁体的磁化作用是有利的。这也是本发明的第一个发明点所具有的一个积极作用。
图3表示的沿图2中C-C方向的六块磁体形成的磁力线端面示意图，正确显示了在这种状态下的磁力线横截面分布示意图。图中的AA块状工作磁体代表了相邻两组块状工作磁体之间形成的磁场中性面，多根AA磁场中性面相交的中心就成为流体管道内的磁化弱区。从该磁化弱区的分布位置可以认为：这个中心区位置也是感受磁化作用的弱区，也是流经流体管道中心位置的流体物质的磁化弱区。
为了克服上述技术方案的不足，本发明人提出的技术方案中：在采用上述螺旋列阵分布式分布的块状工作磁体1的同时，同时在流体管道的块状工作磁体上选择性地增设附加的磁体调整单元Ⅰ、或者磁体调整单元Ⅱ。由此构成能对流经该段流体管道2内的各种流体物质进行可调扭变的深度磁化处理的高密度磁场装置。这种增设在流体管道2的块状工作磁体1外的磁体调整单元Ⅰ、或者磁体调整单元Ⅱ的实际组成结构见说明书附图6。
图6所示为本发明采取两种磁体调整单元后的管道外侧安装示意图(以周向六块磁体为例)。虽然图中表示的仅仅是在沿流体管道2管体延伸方向的第②列和第④列的各某一块块状工作磁体1中分别设置了磁体调整单元Ⅰ或者磁体调整单元Ⅱ。但在实际应用中完全不必拘泥于这种结构形式，可以依据流体管道2内实际输送流体的介质特性、以及所系要达到的磁化效果的要求增设调整单元Ⅰ或者磁体调整单元Ⅱ。
附图4出了在块状工作磁体外增设磁体调单元Ⅰ后的流体管道横截面磁场磁力线的分布状态示意图，它也可以视作是图2B-B向的横截面筒状图。
从图4以看出，在流体管道2的块状工作磁体1外表面增设一增强工作磁块1.1后，以图中给出的周向六块块状工作磁体1为例，在流体管道2的这一B-B向端面的磁力线分布产生了巨大的变化。由于在原块状工作磁体1的外面叠加了一块增强工作磁块1.1，因此在这一位置的磁场强度得到大大的增强，同时也能使这一位置及邻近位置的磁力线密度得到增强。同时不仅表现在相邻两组块状工作磁体之间形成的磁场中性面之间的间距大大缩小，而且还使原先处于多根AA磁场中性面相交的中心形成的体管道内的磁化弱区得以缩小，而且其中心位置也产生偏移——向正对着叠加了一块增强工作磁块1.1的正前方移动，偏离了流体管道2的中心位置。
我们将这种在外加磁体单元Ⅰ或者磁体调整单元Ⅱ所导致的流体管道内感应磁场的位移称作磁场的可调扭变。正是由于这种的扭变、可调，不仅使流经流体管道内的被磁化流体感受到的磁化强度得以大大提高。这种磁化强度提高的原因有两方面：其一，是叠加的强工作磁块1.1带来的；其二是由磁化弱区位移扭变造成磁力强度等高扭曲带来的。
图7、图8给出的是应用于本发明的两种外加磁体调整单元Ⅰ和磁体调整单元Ⅱ的结构示意图。
图7中所示的外加磁体调整单元Ⅰ由设置在某一块状工作磁体1外表面的增强工作磁体块1.1构成，所述的增强工作磁体块1.1通过由导磁屏蔽罩11、定位支架10以及设置在定位支架10之上的支撑板9、C型垫片组件8、固定垫片7、调节螺母6和调节螺杆5、连接螺钉12构成增强工作磁体块1.1的定位调节机构；由此构成叠加式可调扭变高密磁场产生结构。
所述的增强工作磁体块1.1与块状工作磁体1以S、N；或者N、S相反磁极配对设置。
所述磁体调整单元Ⅰ的定位调节机构中的导磁屏蔽罩11为一门型构架，其下部套置在块状工作磁体1上，上部空间则设置一块增强工作磁体块1.1，并通过穿置在增强工作磁体块1.1中心位置的一连接螺钉12与位于导磁屏蔽罩11上部的调节螺杆5螺接构成增强工作磁体块1.1的上下位移结构；同时，在所述导磁屏蔽罩11设有定位支架10和外部支撑构件13，通过外部支撑构件13与流体管道2固定；此外，在所述定位支架10和外部支撑构件13的上部自下而上依次设有穿套在调节螺杆5上的支撑板9、C型垫片组件8和固定垫片7；所述的固定垫片7上部同样设有穿置在调节螺杆5上的调节螺母6，由此构成了增强工作磁体块1.1的上下位移定位结构。
在实际使用中：磁体调整单元Ⅰ的定位调节机构中的导磁屏蔽罩11为一门型构架，其下部套置在块状工作磁体1上，上部空间则设置一块增强工作磁体块1.1，并通过穿置在增强工作磁体块1.1中心位置的一连接螺钉12与位于导磁屏蔽罩11上部的调节螺杆5螺接构成增强工作磁体块1.1的上下位移结构。由于叠加在原有的块状工作磁体1上，从附图4(即附图2中B—B向的磁力线剖面图)中可以看到，由于增强工作磁体块1.1和块状工作磁体1上的共同作用，不仅使两者朝向流体管道2中心方向的磁力线的强度(磁力线的密度)得到加强，同时也使它与相邻块状工作磁体1上之间的间距缩小，而且也还将所有块状工作磁体1中心表示磁化弱区的位置推向靠近增强工作磁体块1.1正对面的块状工作磁体1(靠近流体管道)；显然这就表示出整个磁力场在这一流体管道界面上产生了扭变。
图8给出的磁体调整单元Ⅱ由设置在某一块状工作磁体1外表面上的导磁屏蔽罩11、定位支架10以及设置在定位支架10之上的支撑板9、C型垫片组件8、固定垫片7、调节螺母6和调节螺杆5、连接螺钉12构成的定位调节机构。
所述磁体调整单元Ⅱ的定位调节机构中的导磁屏蔽罩11为一门型构架，其下部套置在块状工作磁体1上，并在通过导磁屏蔽罩11中心位置的一连接螺钉12与位于导磁屏蔽罩11上部的调节螺杆5螺接构成块状工作磁体1的上下位移结构；同时，在所述导磁屏蔽罩11设有定位支架10和外部支撑构件13，通过外部支撑构件13与流体管道2固定；此外，在所述定位支架10和外部支撑构件13的上部自下而上依次设有穿套在调节螺杆5上的支撑板9、C型垫片组件8和固定垫片7；所述的固定垫片7上部同样设有穿置在调节螺杆5上的调节螺母6，由此构成了块状工作磁体1的位移定位结构。
在实际使用中：磁体调整单元Ⅰ的定位调节机构中的导磁屏蔽罩11为一门型构架，其下部套置在块状工作磁体1上，并通过穿置在导磁屏蔽罩11中心位置的一连接螺钉12与位于导磁屏蔽罩11上部的调节螺杆5螺接构成块状工作磁体1的上下位移结构，通过增加或者减少。从附图4(即附图2中A—A向的磁力线剖面图)中可以看到，不仅使两者朝向流体管道2中心方向的磁力线的强度(磁力线的密度)得到加强，同时也使它与块状工作磁体1上之间的间距缩小，而且也还将所有块状工作磁体1中心表示磁化弱区的位置推向靠近增强工作磁体块1.1正对面的块状工作磁体1(靠近流体管道)；显然这就表示出整个磁力场在这一流体管道界截面上产生了扭变。
在图9给出的磁体调整单元Ⅰ/磁体调整单元Ⅱ组成构架示意图中，两者结构件基本一样，仅仅是两者采用的导磁屏蔽罩11规格上略有差异。
综上所述表明：本发明提出的这种通过在已设有磁化装置的流体管道外，增设外加磁体调整单元Ⅰ和磁体调整单元Ⅱ的结构，不仅可以有效增强整个流体管道内流体物质感应到的磁化强度，而且能通过外加磁体调整单元使感应磁场发生扭变；从而使整个流体管道内的流体在单位时间和单位距离内的感受到的磁化作用得到增强。显然这对于任何利用磁化作用提高管内流体磁化效果是极为有效的。
以上，仅是本发明依据发明创意提出的基本实施方式，在实际应用中可以依据流体管道内需要磁化处理物质的理化性能，以及所要达到的磁化效果进行优化设计。
Claims (5)
1.一种对管内输送流体进行磁化深处理的可调扭变磁场装置；由流体管道(2)和设置在流体管道管体外周上的若干块状工作磁体(1)组合构成，其特征在于：所述的块状工作磁体(1)以相同方位、随流体管道(2)径向方向排列呈N列，各相邻的两列错位、显现成螺旋列阵分布式围绕在流体管道(2)的外周上，并且所述块状工作磁体(1)的S/N两磁极依一致向内或一致向外形态设置；同时,在所述的螺旋列阵分布式分布的块状工作磁体(1)选择性地增设有附加的磁体调整单元Ⅰ(14)或者磁体调整单元Ⅱ(15)，由此构成能对流经该段流体管道(2)内的各种流体物质进行可调扭变的深度磁化处理的高密度磁场装置；所述的磁体调整单元Ⅰ(14)由设置在某一块状工作磁体(1)外表面的增强工作磁体块(1.1)构成，所述的增强工作磁体块(1.1)通过由导磁屏蔽罩(11)、定位支架(10)以及设置在定位支架(10)之上的支撑板(9)、C型垫片组件(8)、固定垫片(7)、调节螺母(6)和调节螺杆(5)、连接螺钉(12)构成增强工作磁体块(1.1)的定位调节机构；由此构成叠加式可调扭变高密磁场产生结构。
2.如权利要求1所述的一种对管内输送流体进行磁化深处理的可调扭变磁场装置，其特征在于：所述磁体调整单元Ⅰ(14)的定位调节机构中的导磁屏蔽罩(11)为一门型构架，其下部套置在块状工作磁体(1)上，上部空间则设置一块增强工作磁体块(1.1)，并通过穿置在增强工作磁体块(1.1)中心位置的一连接螺钉(12)与位于导磁屏蔽罩(11)上部的调节螺杆(5)螺接构成增强工作磁体块(1.1)的上下位移结构；同时，在所述导磁屏蔽罩(11)设有定位支架(10)和外部支撑构件(13)，通过外部支撑构件(13)与流体管道(2)固定；此外，在所述定位支架(10)和外部支撑构件(13)的上部自下而上依次设有穿套在调节螺杆(5)上的支撑板(9)、C型垫片组件(8)和固定垫片(7)；所述的固定垫片(7)上部同样设有穿置在调节螺杆(5)上的调节螺母(6)，由此构成了增强工作磁体块(1.1)的位移定位结构。
3.如权利要求1所述的一种对管内输送流体进行磁化深处理的可调扭变磁场装置；其特征在于：所述的磁体调整单元Ⅱ(15)由设置在某一块状工作磁体(1)外表面上的导磁屏蔽罩(11)、定位支架(10)以及设置在定位支架(10)之上的支撑板(9)、C型垫片组件(8)、固定垫片(7)、调节螺母(6)和调节螺杆(5)、连接螺钉(12)构成的定位调节机构。
4.如权利要求2所述的一种对管内输送流体进行磁化深处理的可调扭变磁场装置；其特征在于：所述磁体调整单元Ⅱ(15)的定位调节机构中的导磁屏蔽罩(11)为一门型构架，其下部套置在块状工作磁体(1)上，并在通过导磁屏蔽罩(11)中心位置的一连接螺钉(12)与位于导磁屏蔽罩(11)上部的调节螺杆(5)螺接构成块状工作磁体(1)的上下位移结构；同时，在所述导磁屏蔽罩(11)设有定位支架(10)和外部支撑构件(13)，通过外部支撑构件(13)与流体管道(2)固定；此外，在所述定位支架(10)和外部支撑构件(13)的上部自下而上依次设有穿套在调节螺杆(5)上的支撑板(9)、C型垫片组件(8)和固定垫片(7)；所述的固定垫片(7)上部同样设有穿置在调节螺杆(5)上的调节螺母(6)，由此构成了块状工作磁体(1)的位移定位结构。
5.如权利要求1所述的一种对管内输送流体进行磁化深处理的可调扭变磁场装置；其特征在于：所述的增强工作磁体块(1.1)与块状工作磁体(1)以S、N；或者N、S相反磁极配对设置。
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