CN106887298A - 一种流体磁处理器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流体磁处理器，由本体(2)及连接在本体(2)上的入口接头(1)和出口接头(3)组成，本体(2)由盖板(21)、壳体(23)及磁钢组合(27)构成，磁钢组合(27)为数个永磁源以磁性方向N、S首尾相连围成永磁串，相邻永磁源之间均存在气隙，永磁源与磁性方向垂直的剖面面积不相等，永磁源中间面积最大，靠近气隙处面积逐渐变小。与现有技术相比，本发明可以实现工作气隙中的高磁场强度和高磁场梯度。

Description

一种流体磁处理器

技术领域

本发明涉及一种磁化装置，尤其是涉及一种流体磁处理器。

背景技术

现有的实用装置要求磁体的边楞不能有倒角，或尽量小，其要求不符合磁体电镀的通用工艺，不但加工困难，难以保证，磁体损坏、缺陷难以避免，电镀质量也难以保证。

中国专利CN103821639A公开了燃油活化装置。壳体一端的第一端盖上有进油接头，另一端第二端盖上有出油接头；壳体内的永磁筒体上端设置密封环，下端设置密封板；连接在第一端盖的射流管位于油流区内，射流管内端部有若干射流孔；永磁筒体的外壁面与壳体的内壁面之间为油流通道；永磁筒体的筒壁上设有若干V形槽；第二端盖内壁面设有与密封板配合的第一凹槽，壁体内有与油流通道相通的径向油通道；永磁筒体的磁场强度为沿筒体轴线成梯度变化的梯度磁场。但是该装置使用的永磁筒体尚存在磁化场及磁场梯度偏低问题，导致产品在室温条件下功能明显，一旦环境温度升高，功能逐渐下降，甚至消失，严重地影响了使用效果，因此需要重新设计磁路。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现工作气隙中的高磁场强度和高磁场梯度的流体磁处理器。选用不同形状和不同的尺寸，气隙中的磁场强度最高可达到2.5T。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种流体磁处理器，由本体及连接在本体上的入口接头和出口接头组成，本体由盖板、壳体及磁钢组合构成，入口接头和出口接头的位置根据实际情况的需求可以调整，例如可以设置在本体的上下两端、也可以设置在同一端面上、还可以设置在本体的侧面上，以及一个设置在端面上，一个设置在侧面上。

所述的磁钢组合由至少3个永磁源以磁性方向N、S首尾相连围成永磁串，中心为空腔结构，相邻永磁源之间均存在气隙，永磁源与磁性方向垂直的剖面面积不相等，永磁源中间面积最大，靠近气隙处面积逐渐变小，磁性方向呈顺时针或逆时针形成闭环。

除此之外，磁钢组合可以为一层结构，也可以是多层结构。

作为进一步的优选方案，磁钢组合还包括导磁板，该导磁板与永磁源围成永磁串。永磁源的与磁性方向垂直的剖面为方形、圆形、钻石形、多边形或异形。

采用的永磁源为单一的永磁材料或多种性能的永磁材料组成，还可以是由永磁材料和软磁材料复合组成。

盖板上带有与入口接头连接的入口和固定磁钢组合的入口端永磁源限位结构。壳体上带有与出口接头连接的出口和固定磁钢组合的出口端永磁源限位结构。

作为进一步的优选方案，为了提高磁钢组合的密封性能，壳体内还设有永磁源密封结构，套设在磁钢组合的外侧，例如可以套设在永磁源的外侧，也可以套设在导磁板的两端。

流体通过入口接头，进入磁钢组合外侧，流经永磁源间的气隙，根据永磁源截面积的变化，气隙呈喇叭口形状，这样流体在气隙中会受到高梯度场的作用，磁场强度在最狭处达到最高值，进入内侧磁场强度逐渐降低，在磁钢组合的中轴线上磁场强度回归为零。流体沿中轴线，经出口进入出口接头流出本装置。流体流经本装置的过程中，在气隙的区域内受髙梯度高强度磁场的切割，其分子链变短，流体的物理化学性能随之发生改变，从而实现流体的高场强磁化。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)多个磁体连成一串，其磁性方向N、S首尾相连，永磁源的工作点高，容易提高磁场强度。用永磁提供磁场强度，比之用电来励磁，不但节能，而且小型化、安全、使用方便。

(2)磁体截面形状如果选择为圆的，其尺寸容易控制、精度提高，产品装配工艺性好了，合格率提高，性能的一致性也相应提高，有较高的性价比。其它形状的磁体，可以进一步提高产品性能，但会提高材料价格、工艺成本或装配工时。如果选择的磁体截面是方的，同样的尺寸公差对气隙尺寸的影响减少，有利于质量控制。在永磁源重量相同、气隙大小相同的情况下，选择圆形截面和方形截面(对角线充磁方案)比原来的方形截面(平行边充磁方案)气隙磁场强度分别提高10％、20％。

(3)磁体与磁性方向垂直的剖面的面积是不相等的，磁体的中间面积最大，在邻近气隙处面积最小，在气隙处造成一个极高的磁场强度和极高的磁场梯度。

(4)改变了磁体设计和布局。气隙尺寸容易控制，产品合格率提高、质量的一致性改善。

(5)产品对磁体没有特别的倒角要求，电镀工艺成本降低，缺陷减少，镀层质量有了保证。

附图说明

图1为实施例1中本发明的结构示意图；

图2为实施例1中磁钢组合的剖视结构示意图；

图3为实施例2中磁钢组合的剖视结构示意图；

图4为实施例3中本发明的结构示意图；

图5为实施例3中磁钢组合的剖视结构示意图；

图6为实施例5中磁钢组合的剖视结构示意图；

图7为本发明在应用时的安装示意图。

图中，1-入口接头，2-本体，20-入口，21-盖板，22-入口端永磁源限位结构，23-壳体，24-出口端永磁源限位结构，25-出口，26-永磁源密封结构，27-磁钢组合，271-导磁板，28-气隙，29-空腔，3-出口接头，4-流体磁处理器，5-接头，6-流体开关。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种流体磁处理器，其结构如图1所示，由本体2，及连接在本体2上下端的入口接头1和出口接头3组成。本体2由盖板21、壳体23及磁钢组合27构成，盖板21上带有与入口接头1连接的入口20和固定磁钢组合27的入口端永磁源限位结构22。壳体23上带有与出口接头3连接的出口25和固定磁钢组合27的出口端永磁源限位结构24，磁钢组合27设在壳体23内，并且在壳体23内还设有永磁源密封结构26，套设在永磁源的外侧。

磁钢组合由至少5个永磁源以磁性方向N、S首尾相连围成永磁串，中心为空腔29，相邻永磁源之间均存在气隙28，永磁源与磁性方向垂直的剖面面积不相等，永磁源中间面积最大，靠近气隙处面积逐渐变小，磁性方向呈逆时针形成闭环。永磁源的与磁性方向垂直的剖面为方形、圆形、钻石形、多边形或异形。在本实施例中，采用8个截面为圆形的永磁源(圆柱体永磁源)构成磁钢组合27，如图2所示，这样比现有的方形截面(平行边充磁方案)永磁源的体积减小了13.5％，气隙磁场强度提高了10％，现有的平行边充磁方案所能够达到的磁场强度为1.3T，本实施例中，磁场强度可以达到1.45T。

采用的永磁源为单一的永磁材料或多种性能的永磁材料组成，还可以是由永磁材料和软磁材料复合组成。本发明在使用时，流体通过入口接头1，进入磁钢组合27的外侧，再流经永磁源间的气隙28，根据永磁源截面积的变化，气隙28呈喇叭口形状，这样流体在气隙28中会受到高梯度场的作用，磁场强度在最狭处达到最高值，进入内侧磁场强度逐渐降低，在磁钢组合27的中轴线上磁场强度回归为零。流体沿中轴线，经出口25进入出口接头3流出本装置，在本实施例中，入口接头1和出口接头3位于磁钢组合的中轴线上，从而方便流体的流出。通过上述方案，流体流经本装置的过程中，在气隙28的区域内受髙梯度高强度磁场的切割，其分子链变短，流体的物理化学性能随之发生改变，从而实现流体的高场强磁化。

实施例2

一种流体磁处理器，其结构与实施例1大致相同，不同之处在于，本实施例采用截面为方形的永磁源(对角线充磁方案)，磁性方向呈顺时针形成闭环，如图3所示。这样比现有的方形截面永磁源(平行边充磁方案)的体积减小了20％、气隙磁场强度提高了25％，本实施例中，磁场强度可以达到1.63T。

由于永磁串中永磁源的磁性方向N、S首尾相连，所以其本身有强大的凝聚力，在入口端永磁源限位结构22和出口端永磁源限位结构24的支撑下，永磁串有足够的强度自身固定。永磁串外侧的流体本来就是同一个口中进入的待处理流体，也不必互相隔离、密封，所以本实施例中不需要采用永磁源密封结构26，简化了工艺、降低了成本。

实施例3

一种流体磁处理器，其结构如图4所示，由本体2，及连接在本体2上的入口接头1和出口接头3组成。入口接头1和出口接头3复合在一个与本体2直径相同的筒体内，并与本体2联接在一起，成为一个整体，在本实施例中，入口接头1和出口接头3位于流体磁处理器的同一端。

本体2由盖板21、壳体23及磁钢组合27构成，盖板21上带有与入口接头1连接的入口20和与出口接头3连接的出口25，以及固定磁钢组合27的入口端永磁源限位结构、出口端永磁源限位结构24，磁钢组合27设在壳体23内。

磁钢组合27的结构如图5所示，由两组各4个永磁源以磁性方向N、S首尾相连，并借两块导磁板271连成1个永磁串，中心为空腔29，为提高密封性能，在导磁板271的两端套设有永磁源密封结构26。相邻永磁源之间均存在气隙28，永磁源与磁性方向垂直的剖面面积不相等，永磁源中间面积最大，靠近气隙处面积逐渐变小，磁性方向呈逆时针形成闭环。永磁源的与磁性方向垂直的剖面为方形、圆形、钻石形、多边形或异形。在本实施例中，采用8个截面为圆形的永磁源(圆柱体永磁源)构成磁钢组合27，采用的永磁源为单一的钕铁硼永磁材料。

本发明在使用时，流体通过入口接头1，流入磁钢组合27的右侧，再流经永磁源间的气隙28，进入空腔29，根据永磁源截面积的变化，气隙28呈喇叭口形状，这样流体在气隙28中会受到高梯度场的作用，磁场强度在最狭处达到最高值，进入空腔侧磁场强度逐渐降低，在磁钢组合27的中性面上磁场强度为零。流体流过中性面继续往左，通过磁钢组合27的喇叭口气隙28，流入出口空腔中。这个过程中，流体又一次受到高磁场强度和高梯度场的作用，而这次的磁性方向相反。流体从出口25进入出口接头3流出本装置，完成流体磁化的整个过程。通过上述方案，流体流经本装置的过程中，在气隙28的区域内受髙梯度高强度磁场的2次切割，其分子链变短，流体的物理化学性能随之发生改变，从而实现流体的2次高场强磁化。

实施例4

一种流体磁处理器，其结构与实施例1大致相同，不同之处在于，本实施例采用的磁钢组合中，永磁源的与磁性方向垂直的剖面为钻石形结构，这样磁场强度在最狭处达到的最高值会得到进一步加强，本实施例中利用了3个永磁源构成了磁钢组合。另外，入口接头和出口接头设置在本体的侧面上。

实施例5

一种流体磁处理器，其结构如图6所示，与实施例1大致相同，不同之处在于，本实施例采用的磁钢组合中，永磁源的与磁性方向垂直的剖面为异形结构，永磁源与磁性方向垂直的剖面面积不相等，永磁源中间面积最大，靠近气隙处面积逐渐变小，这样磁场强度会达到2.4T。由于应用场合较大，本实施例中利用了40个永磁源构成了双层磁钢组合。另外，入口接头和出口接头根据实际安装需要，分别设置在本体的端面以及侧面上。

本发明在使用时，流体进入磁钢组合27的外侧，再流经永磁源间的气隙28，根据永磁源截面积的变化，气隙28呈喇叭口形状，这样流体在气隙28中会受到高梯度场的作用，磁场强度在最狭处达到最高值，由于磁钢组合为两层结构，因此流体经过两次磁场作用，效果更好。流体进入空腔29，在磁钢组合27的中轴线上磁场强度回归为零。流体沿中轴线，经出口流出本装置，通过上述方案，流体流经本装置的过程中，在气隙28的区域内受髙梯度高强度磁场的切割，其分子链变短，流体的物理化学性能随之发生改变，从而实现流体的高场强磁化，为了提高气密性，在磁钢组合27的外侧面还设置了永磁源密封结构26。

实施例6

利用本发明可以研究磁场强度对流体性能影响，如图7所示，利用五个本发明所制作得到流体磁处理器4，通过接头5依次连接，然后向其中通入流体，每个接头5的下方都连接有流体开关6，这样就可以随时将经流体磁处理器不同次数磁化后的流体导出并进行测试。根据实际需要的磁场强度来选择流体磁处理器4，例如可以采用2.4T的磁化器，也可以选择2.5T以下其它强度等级的流体磁处理器。

Claims (10)

1.一种流体磁处理器，由本体(2)及连接在本体(2)上的入口接头(1)和出口接头(3)组成，所述的本体(2)由盖板(21)、壳体(23)及磁钢组合(27)构成，

其特征在于，所述的磁钢组合(27)为数个永磁源以磁性方向N、S首尾相连围成永磁串，相邻永磁源之间均存在气隙，永磁源与磁性方向垂直的剖面面积不相等，永磁源中间面积最大，靠近气隙处面积逐渐变小。

2.根据权利要求1所述的一种流体磁处理器，其特征在于，磁性方向呈顺时针或逆时针形成闭环。

3.根据权利要求1所述的一种流体磁处理器，其特征在于，所述的磁钢组合(27)中心为空腔结构。

4.根据权利要求1所述的一种流体磁处理器，其特征在于，所述的磁钢组合(27)由至少3个永磁源围成。

5.根据权利要求4所述的一种流体磁处理器，其特征在于，所述的磁钢组合(27)还包括导磁板(271)，该导磁板(271)与永磁源围成永磁串。

6.根据权利要求4或5所述的一种流体磁处理器，其特征在于，所述的磁钢组合(27)为一层或多层结构。

7.根据权利要求1或4所述的一种流体磁处理器，其特征在于，所述的永磁源为单一的永磁材料或多种性能的永磁材料组成。

8.根据权利要求1或4所述的一种流体磁处理器，其特征在于，所述的永磁源由永磁材料和软磁材料复合组成。

9.根据权利要求1所述的一种流体磁处理器，其特征在于，

所述的盖板(21)上带有与入口接头(1)连接的入口(20)和固定磁钢组合(27)的入口端永磁源限位结构(22)，

所述的壳体(23)上带有与出口接头(3)连接的出口(25)和固定磁钢组合(27)的出口端永磁源限位结构(24)。

10.根据权利要求9所述的一种流体磁处理器，其特征在于，所述的壳体(23)内还设有永磁源密封结构(26)，该永磁源密封结构(26)套设在磁钢组合(27)的外侧。