CN1128023C - 从流体中分离磁性颗粒的连续式高梯度磁分离方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种从流体中分离磁性颗粒的连续式高梯度磁分离方法及装置，为由m(n-2)个轭铁滑动式双永磁体框型闭合磁路和2m个轭铁滑动式单永磁体框型闭合磁路组合而成的、具有m行n列的矩阵式永磁磁路组合体，磁介质分离室置于每个磁路的工作气隙中，周期性地滑动软磁轭铁，磁场在两组相邻的磁介质分离室之间互相切换，磁性颗粒捕获和洗除交替进行，磁分离基本上处于连续工作状态。本方法及装置适用于生物工程领域，也可用于化工、冶金、环保及有类似分离需要的场合。

Description

从流体中分离磁性颗粒的连续式高梯度磁分离方法及装置

发明领域

本发明涉及一种连续式高梯度磁分离方法及装置，特别是涉及一种从流体中分离磁性颗粒的连续式高梯度磁分离方法及装置，适用于生物、化工、冶金、环保及有类似分离需要的领域。

背景技术

近年来，从流体中分离超细弱磁性颗粒的高梯度磁分离技术在诸多领域展现出重要的应用前景，尤其在生物化学和生物医学工程领域，需要把有磁性标记的生物分子或负载有生物分子的磁性颗粒从生物流体中分离出来，因而这一技术的发展愈来愈受到人们的关注。

高梯度磁分离是一种强磁力分离技术，它是在均匀的背景磁场中填充钢球、钢网、钢毛等磁介质。磁介质的聚磁作用使其表面产生很高的磁场强度与磁场梯度，形成对磁性颗粒的强大吸引能力。一般高梯度磁分离过程由两个周期式交替的基本操作步骤构成：

①磁性颗粒的捕获，施加背景磁场于装有磁介质的磁介质分离室中，让含有磁性颗粒的流体从中流过，磁性颗粒被捕获在磁介质表面；

②磁性颗粒的洗除，卸除作用在磁介质分离室中的背景磁场，让洗液流过其中，将磁介质表面上的磁性颗粒洗除下来，并被洗液带走，而达到将其分离的目的。

提供背景磁场的磁体是高梯度磁分离系统的核心部件。可供选择的磁体主要是电磁磁体和永磁磁体。永磁磁体相对电磁磁体具有许多显著优点，目前有从电磁磁体向永磁磁体发展的趋势。

在高梯度磁分离的捕获和洗除两个交替操作步骤中，要求作用在磁介质分离室中的背景磁场能很方便地进行施加与卸除切换。因此，如何建立一种行之有效的磁场切换方式是设计高梯度磁分离系统的关键。

申请号为88106597.8、公开号为CN 1041117A的中国发明专利申请公开了一种“流动介质中铁磁性物质的分离装置”，它是一种电磁磁体往复移动式磁分离装置，以主电流线圈磁体为背景磁场源，通过改变两端辅助电流线圈磁体的磁场方向，驱动主电流线圈磁体在相邻两个磁介质分离室之间往复移动，从而实现磁分离的磁场切换操作。众所周知，采用电流线圈磁体耗电量巨大，即使在配备冷却系统的情况下，电热效应也难以使主电流线圈磁体连续持久工作，而且整个装置需要的附属设备较多且非常复杂，运行维护费用高。

以永磁磁体为背景磁场的磁分离装置有节约电能、工作可靠、价格较低、不需附属设备、运行维护方便等优点，越来越得到重视和发展。

申请号为92201292.X、公开号为CN 2109879U的中国发明专利申请公开了一种“管道磁性过滤器”，它是一种永磁磁体错位移动式磁分离装置，采用永磁磁体为背景磁场源，由主磁体组件、辅助磁体组件和磁极组件构成，调节三者之间的相对位置可以改变其外侧环形管道空间的磁场强度，以进行磁性颗粒捕获和洗除操作。该装置中的永磁磁体只能对磁性颗粒进行间歇式捕获操作，在磁性颗粒洗除期间，永磁磁体的磁能未被利用，磁能利用率较低。在磁性颗粒捕获过程中，环形管道空间中背景磁场强度内高外低，容易使流经外侧的部分磁性颗粒未被捕获而流失。

美国专利US 4664796(WO 87/01608)公开了一种“从流体中分离磁性颗粒的磁通转向式高梯度磁分离装置”，它采用永磁磁体为背景磁场源，其永磁磁路系统由永磁磁铁、软磁极头和磁场导向软磁极头组成，装有磁介质的磁介质分离室放置在磁路的工作气隙中。当磁场导向软磁极头与磁介质分离室一起进行90°旋转操作时，磁场导向软磁极头能将磁力线引入或引出磁介质分离室，使其中的磁场强度增加或减少，以完成磁性颗粒捕获和洗除操作。此种磁分离装置所采用的磁场切换方式将存在着以下几个方面的缺陷和不足：①永磁磁体的磁能利用率低，永磁磁体只能对磁性颗粒进行间歇式捕获操作，在磁性颗粒洗除期间，永磁磁体的磁能未被利用；②磁场切换不完全，在磁性颗粒捕获阶段，磁介质分离室中的背景磁场强度为9500高斯，在磁性颗粒洗除阶段，磁场导向软磁极头只能将一部分磁通引向磁介质分离室两侧，磁介质分离室中仍有高达4200高斯的背景磁场强度，洗除磁介质捕获的磁性颗粒需要冲洗液高速流动；③进行磁场切换的90°旋转操作需要克服较大的磁场力矩。

上述三个磁分离装置在实现磁场切换操作时，都要求主体部件磁体或磁介质分离室进行移动操作或旋转操作，这会给磁分离装置的设计、制造、运行和操作带来诸多不便。

发明内容

本发明的目的在于针对现有磁分离方法及装置存在的诸多缺陷，提供一种从流体中分离磁性颗粒的连续式高梯度磁分离方法及装置，该方法和装置可充分利用永磁磁体的磁能，并且在磁性颗粒捕获和洗除操作阶段能简单有效地进行磁场切换，解决流体中超细弱磁性颗粒的磁分离。

本发明的实施方案如下：

本发明提供的从流体中分离磁性颗粒的连续式高梯度磁分离方法，以永磁磁体作背景磁场源，包括两个基本操作步骤：

磁性颗粒的捕获，施加背景磁场于磁介质分离室中，让含有磁性颗粒的流体从磁介质分离室中流过，流体中的磁性颗粒被捕获在磁介质分离室中的磁介质表面上；

磁性颗粒的洗除，卸除作用在磁介质分离室中的背景磁场，让洗液流过磁介质分离室，将磁介质表面上的磁性颗粒洗除下来，而被洗液带走；

其特征在于：所述磁分离方法产生背景磁场的永磁磁路系统是由轭铁滑动式框型闭合永磁磁路组成的矩阵式永磁磁路组合体；装有磁介质的磁介质分离室固定在每个永磁磁路的工作气隙中；当永磁磁路中的软磁轭铁在相邻两组永磁磁路之间进行周期式往复滑动时，位于所述的每个永磁磁路工作气隙中的磁介质分离室发生背景磁场的施加与卸除切换，使流经磁介质分离室的流体中磁性颗粒的捕获和洗除工作交替进行，流体中磁性颗粒被分离，其磁分离过程除在背景磁场发生磁场切换时均处于连续工作状态。

一种为实现上述方法而专门设计的从流体中分离磁性颗粒的连续式高梯度磁分离装置，包括永磁磁路系统、磁介质分离室、原液和洗液流动输送系统四个部分；永磁磁路系统是由永磁磁铁和导磁软铁组成的背景磁场源；磁介质分离室置于永磁磁路的工作气隙中，磁介质分离室上、下端各有原液和洗液出、入口管道；由管路、流体泵及出、入口室组成的原液和洗液流动输送系统与磁介质分离室连通，并负责向所述磁介质分离室输送流体；其特征在于：永磁磁路系统是一种由m(n-2)个轭铁滑动式双永磁体框型闭合磁路和2m个轭铁滑动式单永磁体框型闭合磁路组合而成的、具有m行n列的矩阵式永磁磁路组合体，所述轭铁滑动式双永磁体框型闭合磁路及单永磁体框型闭合磁路由永磁磁铁、软磁极板、软磁轭铁、滑动界面和工作气隙组成，软磁轭铁和软磁极板的端面相接触形成滑动界面，其中m＝1、2、3....100，n＝4、6、8....200；单永磁体框型闭合磁路位于矩阵式永磁磁路组合体的第一列和最后一列；在同一行内，各永磁磁路的磁场取向相同，并且与矩阵式永磁磁路组合体中行的方向一致，相邻两列的两个永磁磁路共用同一个两边带软磁极板的永磁磁铁，双永磁体框型闭合磁路间隔使用一对软磁轭铁；固定在可滑动的非导磁框架上的软磁轭铁在矩阵式永磁磁路组合体中依次隔列排布，并且相对于固定在非导磁支撑架上的软磁极板和永磁磁铁可以沿矩阵式永磁磁路组合体中行的方向上往复接触滑动；

上述矩阵式永磁磁路组合体内各永磁磁路工作气隙中的磁场强度在同一操作状态时大小相同；

上述磁介质分离室的顶部和底部各固定有一块由非导磁材料构成的多孔状流体分布板。

同现有永磁磁体高梯度磁分离技术相比，由于本发明采用了一种行之有效的磁场切换方式，用此方法设计的从流体中分离磁性颗粒的连续式高梯度磁分离方法及装置具有以下显著优点：①永磁磁体的磁能利用率高，即在磁分离装置的整个运行过程中，除了极短的磁场切换操作时间外，永磁磁体一直处于对磁性颗粒捕获的连续工作状态；②磁场切换效果显著，一方面，框型闭合永磁磁路的磁导作用使磁铁产生的磁通集中在中心处于磁性颗粒捕获阶段的磁介质分离室，另一方面，框型闭合永磁磁路的磁屏蔽作用避免了磁通向其外部两侧处于磁性颗粒洗除阶段的磁介质分离室泄露，使其基本处于无磁状态，洗除磁介质捕获的磁性颗粒无需冲洗液高速流动；③磁场切换操作简单省力，磁场切换操作不要求主体部件磁体或磁介质分离室进行移动操作或旋转操作，使磁分离装置的设计、制造、运行和操作比较容易，而且由于所有框型闭合永磁磁路的轭铁成对的固定为一个框型整体，其在垂直磁场方向上受到的净磁力为零，同时由于软磁轭铁处在磁路工作气隙之外的低磁通密度区，其在平行磁场方向上受到的磁力不大，因此，通过软磁轭铁滑动进行磁场切换操作无需很大的动力；④连续式磁分离操作，由于相邻两组磁介质分离室随着磁场切换进行磁性颗粒捕获和洗除的周期式交替操作，除了极短的磁场切换操作时间外，均处于对磁性颗粒捕获的连续工作状态；⑤工业放大容易，根据需要，增加框型闭合永磁磁路和磁介质分离室的数目，便可以方便地将从流体中分离磁性颗粒的连续式高梯度磁分离装置从实验室规模放大到工业规模。

附图说明

附图1为本发明磁分离装置中的轭铁滑动式双永磁体框型闭合磁路水平剖面结构示意图。

附图2为本发明磁分离装置中的轭铁滑动式单永磁体框型闭合磁路水平剖面结构示意图。

附图3为本发明磁分离装置中的磁介质分离室垂直剖面结构示意图。

附图4、5为本发明磁分离装置处于两种不同磁场切换操作状态时的水平剖面结构示意图。

附图6为本发明磁分离装置横向(图4中x-x′方向)垂直剖面结构示意图。

附图7为本发明磁分离装置纵向(图4中y-y′方向)垂直剖面结构示意图。

其中：永磁磁铁11、软磁极板12、软磁轭铁13、滑动界面14、工作气隙15、非导磁框架16、磁介质分离室21、奇数列磁介质分离室21a、偶数列磁介质分离室21b、磁介质22、多孔状流体分布板23、原液入口管道24、奇数列磁介质分离室中的原液入口管道24a、偶数列磁介质分离室中的原液入口管道24b、洗液入口管道25、奇数列磁介质分离室中的洗液入口管道25a、偶数列磁介质分离室中的洗液入口管道25b、、原液出口管道26、奇数列磁介质分离室中的原液出口管道26a、偶数列磁介质分离室中的原液出口管道26b、洗液出口管道27、奇数列磁介质分离室中的洗液出口管道27a、偶数列磁介质分离室中的洗液出口管道27b、三通阀28、奇数列磁介质分离室中的三通阀28a、偶数列磁介质分离室中的三通阀28b、、原液入口31、原液入口室32、原液出口室33、原液出口阀34、原液输送真空泵35、空气入口阀36、洗液入口41、三通阀42、洗液循环泵43、洗液入口室44、洗液出口室45、平衡缓冲罐46、空气排放口47、壳体51、壳体分隔板52、非导磁支撑隔板架53、滑轨54、螺旋操纵杆55、三通阀操纵杆56。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步描述本发明：

由图可知，本发明提供的从流体中分离磁性颗粒的连续式高梯度磁分离方法，以永磁磁体作背景磁场源，包括两个基本操作步骤：

磁性颗粒的捕获，施加背景磁场于磁介质分离室21中，让含有磁性颗粒的流体从磁介质分离室21中流过，流体中的磁性颗粒被捕获在磁介质分离室21中的磁介质22表面上；

磁性颗粒的洗除，卸除作用在磁介质分离室21中的背景磁场，让洗液流过磁介质分离室21，将磁介质22表面上的磁性颗粒洗除下来，而被洗液带走；

本方法的特点是：产生背景磁场的永磁磁路系统是由轭铁滑动式框型闭合永磁磁路组成的矩阵式永磁磁路组合体；轭铁滑动式框型闭合永磁磁路包括轭铁滑动式双永磁体框型闭合磁路和单永磁体框型闭合磁路，由永磁磁铁11、软磁极板12、软磁轭铁13、滑动界面14和工作气隙15组成，软磁轭铁13和软磁极板12的端面相接触形成滑动界面14，磁介质分离室21固定在每个永磁磁路的工作气隙15中；当永磁磁路中的软磁轭铁13在相邻两组永磁磁路之间进行周期式往复滑动时，位于每个永磁磁路工作气隙15中的磁介质分离室21发生背景磁场的施加与卸除切换，使流经磁介质分离室21的流体中磁性颗粒的捕获和洗除工作交替进行，流体中磁性颗粒被分离，其磁分离过程除背景磁场发生磁场切换时均处于连续工作状态。

由图可知，本发明提供的从流体中分离磁性颗粒的连续式高梯度磁分离装置，包括永磁磁路系统、磁介质分离室、原液和洗液流动输送系统四个部分；永磁磁路系统是由永磁磁铁和导磁软铁组成的背景磁场源；磁介质分离室置于永磁磁路的工作气隙中，磁介质分离室上、下各有原液和洗液出、入口管道；由管路、流体泵及出、入口室组成的原液和洗液流动输送系统与磁介质分离室连通并负责向其输送流体；其特征在于：永磁磁路系统是一种由m(n-2)个轭铁滑动式双永磁体框型闭合磁路和2m个轭铁滑动式单永磁体框型闭合磁路组合而成的、具有m行n列的矩阵式永磁磁路组合体，其轭铁滑动式双永磁体框型闭合磁路及单永磁体框型闭合磁路由永磁磁铁11、软磁极板12、软磁轭铁13、滑动界面14和工作气隙15组成，软磁轭铁13和软磁极板12的端面相接触形成滑动界面14，其m＝1、2、3....100，n＝4、6、8....200；单永磁体框型闭合磁路位于矩阵式永磁磁路组合体的第一列和最后一列；在同一行内，各永磁磁路的磁场取向相同，并且与矩阵式永磁磁路组合体行的方向一致，相邻两列的两个永磁磁路共用同一个两边带软磁极板12的永磁磁铁11，双永磁体框型闭合磁路间隔使用一对软磁轭铁13；固定在一个可滑动的非导磁框架16上的软磁轭铁13在矩阵式永磁磁路组合体中依次隔列排布，并且相对于固定在非导磁支撑隔板架53上的软磁极板12和永磁磁铁11可以沿矩阵永磁磁体组合体行的方向上往复接触滑动；

上述矩阵式永磁磁路组合体内各永磁磁路工作气隙中的磁场强度在同一操作状态时大小相同；

上述磁介质分离室的顶部和底部各固定有一块由非导磁材料构成的多孔状流体分布板23。

图1和图2分别是本发明在磁分离装置中采用的轭铁滑动式双永磁体和单永磁体框型闭合磁路水平剖面结构示意图。永磁磁路由永磁磁铁11、软磁极板12、软磁轭铁13、滑动界面14和工作气隙15组成，与普通框型闭合永磁磁路不同的是软磁极板12和软磁轭铁13相接处有一个滑动界面14，软磁轭铁13沿此滑动界面14左右接触滑动。

图3是本发明的磁分离装置中磁介质分离室21垂直剖面结构示意图。图中由非导磁材料制做的长方柱体磁介质分离室21的尺寸大小与框型闭合磁路的工作气隙15相同，内部充填有高磁导率的铁磁介质22，如钢球、钢网、钢毛或泡沫镍等，磁介质分离室22的顶端和底端各固定有一块由非导磁材料构成的多孔状流体分布板23，磁介质分离室21上、下端各有两个出入口管道，一个是原液入口管道[24]和原液出口管道26，另一个是洗液入口管道25和洗液出口管道27，上、下两个三通阀[28]分别对原液和洗液在磁介质分离室21中的流动起控制作用。

图4和图5分别是本发明的磁分离装置处于两种不同磁场切换操作状态时的水平剖面结构示意图。该装置中的永磁磁路系统是一种由m(n-2)个轭铁滑动式双永磁体框型闭合磁路和2m个轭铁滑动式单永磁体框型闭合磁路构造而成的、具有m行n列的矩阵式永磁磁路组合体(m＝3、n＝4)；2×3个单永磁体框型闭合磁路位于矩阵式永磁磁路组合体的第一列和最后一列；在同一行内，各磁路的磁场取向相同，并且与矩阵式永磁磁路组合体行的方向一致，相邻两列的两个永磁磁路共用一个两边带软磁极板12的永磁磁铁11，双永磁体框型闭合磁路间隔使用一对软磁轭铁13；软磁轭铁13在矩阵式永磁磁路组合体中依次隔列排布，所有软磁轭铁13都固定在一个可滑动的非导磁材料框架16上形成一个整体，旋转与其连接的螺旋操纵杆55可以将软磁轭铁13与固定框架16一起沿矩阵式永磁磁路组合体行的方向来回接触滑动一定距离，以实现奇数列和偶数列磁路工作气隙中的磁场施加与卸除切换操作；矩阵式永磁磁路组合体内各永磁磁路的结构尺寸根据其在同一操作状态时工作气隙中磁场强度大小相同来确定；磁介质分离室21安装在每个永磁磁路的工作气隙中，并且与两边带软磁极板12的永磁磁铁11一起固定在磁分离装置壳体51的非导磁支撑隔板架53上。图中21a和21b分别为奇数和偶数列磁介质分离室。

图6是本发明的磁分离装置横向(图4x-X′方向)垂直剖面结构示意图。图中示出的磁分离装置主要由永磁磁路系统、磁介质分离室、原液和洗液流动输送系统四个部分组成，永磁磁路系统的永磁磁铁11、软磁极板12和磁介质分离室21均固定在壳体51的非导磁支撑隔板架53上，软磁轭铁13安装在一个可滑动的非导磁材料框架16上，并且可以借助螺旋操纵杆55的旋转左右接触滑动，三通阀操纵杆56与磁介质分离室21的上、下端两个三通阀28连接，用来控制原液或洗液出入磁介质分离室21，并且可以与控制磁场切换的螺旋操纵杆55同步操作。

原液流动输送系统包括原液入口31、壳体分隔板52将壳体51分出的原液入口室32和出口室33以及与原液出口室33连通的原液出口阀34、原液输送真空泵35和空气入口阀36，其中磁介质分离室21的原液入口管道24与原液入口室32连通，磁介质分离室21的原液出口管道26耸立在原液出口室33内部一定高度。

洗液流动输送系统由洗液入口41、控制洗液进入或循环的三通阀42、洗液循环泵43、壳体分隔板52将壳体51分出的洗液入口室44和出口室45、循环洗液平衡缓冲罐46及其上的空气排放口47和与洗液入口室44连接的洗液出口阀48组成，其中磁介质分离室21的洗液入口管道25与洗液入口室44连通，磁介质分离室21的洗液出口管道27与洗液出口45连通，洗液循环泵43、洗液入口室44、磁介质分离室21、洗液出口室45和循环洗液平衡缓冲罐46连接成一个洗液循环通道。

附图中示出的磁分离装置的工作过程是在永磁磁路系统两种周期式交替的磁场切换状态下，奇数和偶数列磁介质分离室轮换进行磁性颗粒的捕获和洗除操作：

当旋转螺旋操纵杆55使永磁磁路系统处于如附图4所示的磁场切换状态时，由于软磁轭铁13的磁导作用，偶数列磁介质分离室21b中施加了磁场，与此同时，由于软磁轭铁13的磁屏蔽作用，奇数列磁介质分离室21a卸除了磁场，调节三通阀操纵杆56使偶数列磁介质分离室21b的原液入口管道24b和原液出口管道26b打开，洗液入口管道25b和洗液出口管道27b关闭，偶数列磁介质分离室21b处于磁性颗粒捕获操作状态，并且使奇数列磁介质分离室21a的洗液入口管道25a和洗液出口管道27a打开，原液入口管道24a和原液出口管道26a关闭，奇数列磁介质分离室21a处于磁性颗粒洗除操作状态，在此种操作状态下，下述两个操作过程同时进行：

偶数列磁介质分离室21b的磁性颗粒捕获操作，关闭原液出口阀34和空气入口阀36，开启原液输送真空泵35，在负压作用下，含磁性颗粒的原液经原液入口31、原液入口室32和原液入口管道24b进入磁介质分离室21b，流体中的磁性颗粒被感应磁介质捕获后，不含磁性颗粒的原液从原液出口管道26b溢出并暂时贮存在原液出口室33中，待磁介质捕获磁性颗粒饱和后，打开空气入口阀36和原液出口阀34，磁介质分离室21b中的原液按原路返回，贮存在原液出口室33中的不含磁性颗粒的流体从原液出口阀34流出。

奇数列磁介质分离室21a的磁性颗粒洗除操作，关闭洗液出口阀48，切换三通阀42使洗液入口41与洗液循环泵43打开、与循环洗液平衡缓冲罐46关闭，开启洗液循环泵43使洗液沿洗液入口室44、洗液入口管道25a、磁介质分离室21a、洗液出口管道27a和洗液出口室45进入循环洗液平衡缓冲罐46，待循环洗液平衡缓冲罐46半满时，切换三通阀42使洗液循环泵43与洗液入口41关闭、与循环洗液平衡缓冲罐46打开，洗液继续沿环路循环直到进入磁介质分离室21b的洗液将捕获在磁介质上的磁性颗粒洗除为止，打开洗液出口阀48放出含磁性颗粒的洗液。

当旋转螺旋操纵杆55使永磁磁路系统处于如附图5所示的磁场切换状态时，奇数列磁介质分离室21a中施加了磁场，处于磁性颗粒捕获操作状态，偶数列磁介质分离室21b中卸除了磁场，处于磁性颗粒洗除操作状态，调节三通阀操纵杆56使奇数列磁介质分离室21a的原液出入口管道打开，洗液出、入口管道关闭，并且使偶数列磁介质分离室21b的原液出、入口管道关闭，洗液出、入口管道打开，在此种操作状态下，奇数列磁介质分离室21a的磁性颗粒捕获操作和偶数列磁介质分离室21b的磁性颗粒洗除操作同时进行，具体操作过程与前述相同。

磁分离装置的上述工作过程使磁性颗粒的捕获和洗除操作都能够连续进行。

附图7是本发明设计的磁分离装置纵向(附图4y-y′方向)垂直剖面结构示意图。从图中可以看出，磁路系统中的永磁磁铁11固定在磁分离装置壳体51的非导磁支撑隔板架53上，非导磁支撑隔板架53上安装了上下各四条滑轨54，所有软磁轭铁13都固定在一个可滑动的非导磁材料框架16上形成一个整体，软磁轭铁13与固定框架16安置在非导磁支撑隔板架53的滑轨54上，通过操作螺旋操纵杆55可以将其沿垂直纸面的方向前后接触滑动一定距离，以实现磁场切换操作。

本实施方案所述的永磁磁铁可选用钕铁硼、钐钴永磁材料或永磁铁氧体、永磁合金等，软磁材料可选用电工纯铁或低碳钢等，非导磁材料可选用不导磁不锈钢、有色金属、玻璃钢或塑料等材料。

Claims (4)

1.一种从流体中分离磁性颗粒的连续式高梯度磁分离方法，以永磁磁体作背景磁场源，包括两个基本操作步骤：

磁性颗粒的捕获，施加背景磁场于磁介质分离室中，让含有磁性颗粒的流体从磁介质分离室中流过，流体中的磁性颗粒被捕获在磁介质分离室中的磁介质表面上；

磁性颗粒的洗除，卸除作用在磁介质分离室中的背景磁场，让洗液流过磁介质分离室，将磁介质表面上的磁性颗粒洗除下来，而被洗液带走；

其特征在于：所述磁分离方法产生背景磁场的永磁磁路是由轭铁滑动式框型闭合永磁磁路组成的矩阵式永磁磁路组合体，装有磁介质的磁介质分离室固定在每个永磁磁路的工作气隙中，当永磁磁路中的软磁轭铁在相邻两组永磁磁路之间进行周期式往复滑动时，位于所述每个永磁磁路的工作气隙中的磁介质分离室发生背景磁场的施加与卸除切换，使流经磁介质分离室的流体中磁性颗粒的捕获和洗除工作交替进行，流体中磁性颗粒被分离，其磁分离过程除在背景磁场发生磁场切换时均处于连续工作状态。

2.一种从流体中分离磁性颗粒的连续式高梯度磁分离装置，包括永磁磁路系统、磁介质分离室、原液和洗液流动输送系统四个部分，永磁磁路系统是由永磁磁铁和导磁软铁构成的背景磁场源，装有铁磁介质的磁介质分离室置于磁路工作气隙中，磁介质分离室上、下端各有原液和洗液出、入口管道，由管路、流体泵及出、入口室组成的原液和洗液流动输送系统与磁介质分离室连通，并负责向所述磁介质分离室输送流体，其特征在于：永磁磁路系统是一种由m(n-2)个轭铁滑动式双永磁体框型闭合磁路和2m个轭铁滑动式单永磁体框型闭合磁路组合而成的、具有m行n列的矩阵式永磁磁路组合体，所述轭铁滑动式双永磁体框型闭合磁路及单永磁体框型闭合磁路由永磁磁铁、软磁极板、软磁轭铁、滑动界面和工作气隙组成，软磁轭铁和软磁极板的端面相接触形成滑动界面，其中m＝1、2、3....100，n＝4、6、8....200；单永磁体框型闭合磁路位于矩阵式永磁磁路组合体的第一列和最后一列；在同一行内，各永磁磁路的磁场取向相同，并且与矩阵式永磁磁路组合体中行的方向一致，相邻两列的两个永磁磁路共用同一个两边带软磁极板的永磁磁铁，双永磁体框型闭合磁路间隔使用一对软磁轭铁；固定在可滑动的非导磁框架上的软磁轭铁在矩阵式永磁磁路组合体中依次隔列排布，并且相对于固定在非导磁支撑架上的软磁极板和永磁磁铁可以沿矩阵式永磁磁路组合体中行的方向上往复接触滑动。

3.按权利要求2所述的从流体中分离  磁性颗粒的连续式高梯度磁分离装置，其特征在于：矩阵式永磁磁路组合体中各永磁磁路工作气隙中的磁场强度在同一操作状态下相同。

4.按权利要求2所述的从流体中分离  磁性颗粒的连续式高梯度磁分离装置，其特征在于：磁介质分离室的顶部和底部各固定有一块由非导磁材料构成的多孔状流体分布板。

Images