CN110114316A - 用于处理水的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磁性的水处理系统，用于处理农业和其他用途的水。以穿孔剪切管为中心的磁室提供了许多由钢棒增强的磁铁，通过施加磁场来处理水，从而输送具有较小水团簇的水。垂直于水的流动和其他方向的磁场提供了对水的有效处理。

Description

用于处理水的装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年10月31日提交的名称为“用于处理水以减少水团簇尺寸、增加溶解氧化水平、产生自由的氢原子、制备水的新的装置”的美国第62415400号临时申请的权益，在此通过引用并入于此。
技术领域
本申请涉及水处理领域。
背景技术
目前的EMOH系统被设想为提供用于农业灌溉的处理过的水，但是也可以用于许多其他应用中。前提是通过施加磁场来处理水，从而输送具有较小水团簇的水。
水的磁处理不是新技术，并且已由许多其他从业者使用，包括当前申请人的原始股东之一。所有这些现有技术装置都使用线性设计将磁场施加到水中，如图1所示。不同的装置使用许多磁系统，包括但不限于永久钕磁铁、铁棒磁铁和电磁系统。这些系统已在该行业中存在了40多年，但成效有限。许多系统，包括来自美国、加拿大和澳大利亚的系统，只有在应用于灌溉实践时才能对某些水类型有效。
当EMOH系统的发明人评估每个设计时，我们发现每个程序使用类似的线性磁场设计，并且依赖磁场处理通过系统的100％的水流。
发明内容
首先检查现有水处理单元中的磁场，重点放在那些具有较高成功水平的磁场中。很明显，无论体积和压力如何，磁场的线性构造都不足以对水流产生影响。发明人重新审视了水和磁场的基本原理，并从头开始设计了一种新的磁场构造，这将显著增加充分处理水流所需的力线数。经过两年的实验室试验后，评估结果得出的现有系统与以往的系统有很大的不同。本系统不使用线性磁力线；相反，它采用独特的专有设计的磁铁，以产生发生在多个平面上的力场。发明人已指定该磁性位置以提供非线性磁力线作为复合(polyphonic)设计。
利用多个磁铁和钢棒，由于磁铁和钢棒的放置，磁力线在多个方向上形成，每个磁铁和钢棒本身作为磁力线的创造者。
因此，本发明优选的一个实施方案的主要目的在于提供一种具有较小水团簇的水处理系统。
本发明的另一个目的在于提供一种水处理系统，其使用磁场来提供较小的水团簇以用于灌溉和其他系统。
本发明的再一个目的在于通过提供具有多个磁铁的金属杆来提供多向磁场。
本发明的又一个目的是提供一种水处理系统，其使用文丘里系统或泵将气体添加到水流中。
本发明的一个目的是在用于所述目的的装置中提供改进的元件及其构造，该装置是便宜的、可靠且完全有效地实现其预期目的。
通过下面对于说明书和附图的详细描述，本发明的这些和其他目的将变得显而易见。本发明的这些目的不是穷举的，不应解释为限制要求保护的发明的范围。此外，必须理解的是，本发明的任何一个实施例都不需要包括本发明的所有上述目的。相反地，一个给定的实施方案可以包括前述对象中的一个或不包括上述对象。因此，这些目的不应被用于限制本发明权利要求的范围。
附图说明
图1是现有技术磁性的水处理系统的示意图。
图2是用于磁性的水系统的电流系统磁室的示意图。
图3是图2的磁室的若干部件的分解示意图。
图4～9是通过结合有磁室的磁性的水处理系统的水流的示意图。
图10是图4～9的磁性的水处理系统的若干组件的示出的部件分解。
在整个附图中，类似的附图标记始终表示相应的特征。
具体实施方式
如图2～9所示的本发明提出了一种磁性的水处理系统。腔室中的磁性构造是现有技术系统和当前磁性的水处理系统之间的一个主要差异。该设计提供了一个磁力线的复合(polyphonic)阵列，以确保水在移动通过柱时得到均匀地处理。将钕磁铁10放置在腔室12内并使用钢杆14来增强力线，例如A、B、C和D，以产生复合效果。钢杆14线性地穿过柱12，而磁铁14垂直于杆放置。这使每个磁铁在整个腔室中发射其自己的力线阵列，例如(A、B、C、D)，并且当它们穿过腔室时最大程度地将水分子暴露于不同的电子力线。
在许多实施方案中，附图在总体上代表了总的力线，并且应该仅仅作为磁场的简化描述。实际上，磁铁的排列产生了无数不同的力线，而不仅仅是四个。人们早就知道，如果将磁力垂直于团簇的流动应用，则作用于水团簇上的磁力达到最高效率。在旧的线性模型中，磁铁在流体外部的单个平面中的放置没有考虑到任何液体通过管道会产生明显的湍流，导致许多水团簇不垂直于线性磁力线移动。EMOH设计的天才之处在于，使用多个磁铁，每个磁铁都有自己的力场，这些力场相互交叉，并通过将磁铁固定在适当位置的钢棒增强磁力，我们创造了几乎无限数量的力场来作用于水团簇。此外，通过使用剪切管在压缩相(图6)或湍流室(图8)中物理地转移水，可以将几乎每个水团簇暴露于垂直磁铁。
根据装置的直径，每个腔室12优选地具有64～128个单独的磁铁10和多达6～20个钢杆14。每个单独的磁铁产生自己的一系列力线，从而使阵列乘以单个磁铁加上钢棒的数量。目的是确保水在穿过腔室时穿过垂直力线。对已发表的文献进行深入审查，加上对Nicholas Tesla未发表的笔记的私人评论表明，水应该通过垂直线，以最大限度地提高影响并充分处理水。该反应使电离过程最大化以打破水团簇，这使得水更容易接受溶解的氧。正是这种复合暴露过程确保了水处理的一致结果，并减少了对各种水条件的处理变化。除了磁铁阵列之外，腔室的核心还包含一个穿孔的不锈钢剪切管20(图2)，其设计成用于机械地摩擦水团簇，帮助它们打碎成更小的团簇。发明人已经进行了四年的实验室测试，以确保磁铁构造适用于多种水源，包括井水、天然湖泊和河水以及来自废水池和处理池的污染水。
EMOH流动设计
EMOH(“Electron Magnetics Oxygen and Hydrogen”，电子磁性氧和氢)装置100(图4)设计用于通过三个阀门将流过一条主要分配线的一部分水流R从一条主干线转移通过EMOH装置来处理，所述阀门控制转移的水量和EMOH本身的压力。当水流过装置时，水在三个独立的腔室(“阶段”)中处理，并最终返回到主要分配管线。
阶段1-压缩室：如图5～6所示，转向流S首先进入阶段1处理室110，其可以如上面的腔室20中那样布置。在这种状态下，通过入口阀和包括阶段2的文丘里系统114之间的压差来压缩水流。所述压缩使水分子最大程度地暴露于磁力线(图2～3)，其中开始将水团簇打破成较小的单元的过程。当水通过磁场时，产生电流并且电解过程开始破坏氢和氧键。水也绕过并穿过穿孔的铜管20，进一步打破团簇。
阶段2-文丘里室：在处理过程中EMOH系统使用简单的文丘里注入系统114(图7)将任意气体混合物(未示出)添加到水流T中。对于大多数应用，使用大气空气可以将气体和氧气的最好的混合物提供到水中。该系统可以适用于引入纯的气体，例如氧气、氮气或应用所需的任何其他气体，例如，纯氧处理垃圾填埋场渗滤液的效果好于使用大气氧气处理。该系统可配备有市售的文丘里管以自然引入空气，或者在一些优选实施方案中可配备有与强制空气泵一起工作以快速输注氧气的注射器。文丘里管本身不被认为是本发明关键部分的一部分，因为它已经可以通过商业供应商获得。
文丘里管中气液比的范围取决于EMOH的应用范围。例如，在反渗透情况下提高效率和降低成本的应用中，文丘里管可以完全关闭而不允许气体进入系统。另一方面，在水中有大量固体的水净化情况下，我们可以添加压缩机以将引入的气体的体积增加到超过任何尺寸的文丘里管可以容纳的量。这可以在例如奶场废水池中起作用，其在液体中具有大量的粪肥。在农业应用中，可以使用文丘里管将大气气体引入水流中，不仅增加溶解氧，而且还用增强植物生长所必需的额外气体来补充水流。文丘里管的大小取决于EMOH的大小和通过的水量。可以监测流出物的物理和化学特性以优化不同的变量。
阶段3-湍流室：在离开文丘里管之后，水流U进入湍流室120，其包括若干设计特征以促进水团簇的打破和氧的吸收。一个设计特征是位于腔室上游侧的专门设计的喷嘴122，其将水流均匀地分布在腔室的表面区域周围。该喷嘴迫使水在不锈钢剪切管20的内侧和外侧之间分开。另一个设计特征，剪切管位于腔室的中心，使水在喷嘴的压力下在剪切管的两侧流动。剪切管的目的是与磁场的影响一起机械地打碎水分子。结果是额外的氢分子从H2O键中脱离，导致产生游离氢。然后，游离氢可与H2O分子结合形成过氧化氢H2O2，这有助于清洁热交换器和冷却塔的内管系统的结垢。来自阶段2的注入氧气、复合磁场以及剪切管的组合导致纳米气泡的产生，在此诱捕阶段2期间引入的气体。纳米气泡由于包含相对较小量的气体而比正常气泡的浮力小，因此它是重要的。纳米气泡具有接近其浮力的摩擦系数，导致气体保留在水中的时间比没有气泡的情况要长得多。正是这种现象导致由EMOH装置处理的水能够将更多的氧气运送到其目的地，并且在相当长的时间内保持溶解氧的水平。
在离开阶段3时，将处理过的水S重新引入到主要分配管线中，通过该主要分配管线将其流动到其预期的应用。
尽管已经将本发明描述为具有优选设计，但应理解，可以根据本发明的一般原理进一步对本发明进行修改、使用和/或改动，并且包括对本发明的偏离，所述偏离在本发明所属领域的已知或惯常实践范围内，并且可应用于上文所述的中心特征，并且落入本发明的范围和权利要求的限定。因此，应理解的是，本发明不限于上述唯一的实施方案，而是包含落入权利要求范围内的任何和所有实施方案。

Claims (13)

1.一种磁性的水处理系统，包括：
进水口和出水口；
位于所述进水口和出水口之间的腔室，用于处理从入口流到出口的水；
其中所述腔室是由复合磁力线阵列构造的。
2.一种磁性的水处理系统，包括：
进水口和出水口；
位于所述进水口和出水口之间的腔室，用于处理从入口流到出口的水；
其中所述腔室由多个金属杆包围，其中在每个所述金属杆上安装有一个或多个磁铁，用于将磁力线从磁铁施加到所述腔室内的水。
3.如权利要求2所述的磁性的水处理系统，其特征在于，在所述腔室周围有6～20个金属杆。
4.如权利要求2所述的磁性的水处理系统，其特征在于，在围绕所述腔室的多个金属杆上有64～128个磁铁。
5.如权利要求2所述的磁性的水处理系统，其特征在于，在所述腔室周围有6～20个金属杆，在所述金属杆上总共有64～128个磁铁，并且所述金属杆由钢制成。
6.如权利要求5所述的磁性的水处理系统，其特征在于，每个所述磁铁的磁力线与任何其他磁铁的磁力线不一致。
7.如权利要求2所述的磁性的水处理系统，其特征在于，所述磁铁设置成提供磁力线的复合阵列。
8.如权利要求7所述的磁性的水处理系统，其特征在于，所述磁力线打破水团簇，使水更容易接受溶解的氧。
9.如权利要求2所述的磁性的水处理系统，其特征在于，所述磁力线打破水团簇，使水更容易接受溶解的氧。
10.如权利要求2所述的磁性的水处理系统，还包括文丘里室，用于在所述进水口和所述出水口之间向所述水中添加气体。
11.如权利要求2所述的磁性的水处理系统，还包括文丘里室，用于在所述腔室和所述出水口之间向所述水中添加气体。
12.如权利要求2所述的磁性的水处理系统，还包括压缩机，用于在所述进水口和所述出水口之间向所述水中添加气体。
13.如权利要求2所述的磁性的水处理系统，还包括在所述腔室中的不锈钢剪切管，用于与磁场的影响一起机械地打碎所述腔室中的水分子。
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