CN113368545B - 一种多浓度磁性液体制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种多浓度磁性液体制备装置，包括容器顶盖、容器组件、隔板、小孔盖、磁铁；所述容器组件一侧设有阀门旋塞和输液管，所述小孔盖包括小孔顶盖和倒T型限位杆。使用该装置包括以下步骤：a.组装：将安装好小孔盖的隔板依次装入容器组件内；b.加液：打开最底层阀门旋塞，注入磁性液体；c.准备：关闭阀门旋塞，盖上容器顶盖；d.开盖：将磁铁置于容器组件底部，小孔盖悬浮在磁性液体中；e.沉降：保持磁铁不动静置二至三天；f.闭盖：移开磁铁，小孔盖重新紧扣在隔板上；g.静置：静置一天左右；h.外输：从下至上依次打开阀门旋塞，获取浓度由高到低的多种磁性液体。本发明具有结构简单、操作便捷等优点，有效缩短不同浓度磁性液体制备时间。

Description

一种多浓度磁性液体制备装置
技术领域
本发明涉及一种多浓度磁性液体制备装置，适用于磁性液体制备领域。
背景技术
磁性液体又称铁磁流体或磁液，是一种新型功能材料，不仅具有液体材料的流动性也具有固体磁性材料的磁性，能够在外加磁场的作用下呈现许多特有的性质，磁性液体一阶浮力特性就是其中最主要的特性之一，即在外部磁场的作用下，磁性液体能够将浸没于其中的非磁性物体悬浮起来，因此磁性液体一阶浮力特性在磁性液体应用领域起着至关重要的作用。
现有的磁性液体在制备完成后，往往只能保存同一浓度的溶液，在使用前，需按照使用需求进行稀释等操作以获得不同浓度的磁性液体；一种多浓度磁性液体制备装置打破传统制备装置只能获得同一浓度溶液的局限，突破性得采用多层结构，利用磁性液体一阶浮力特性，可以同时获取多种不同浓度的磁性液体，装置结构简单，使用方便。
发明内容
本发明目的是提供一种可靠性高、操作灵活的多浓度磁性液体制备装置。
本发明所采用的技术方案是：一种多浓度磁性液体制备装置，构成该装置包括：容器顶盖、容器组件、隔板2～5个、小孔盖若干、磁铁。所述容器组件一侧设有3～6组阀门旋塞和输液管，底部带底座；所述小孔盖包括小孔顶盖和倒T型限位杆。
构成该装置各部分之间连接方式：所述容器顶盖底板外围设有若干凸部，所述容器组件的容器壁上端设有若干相配合的限位槽，通过所述凸部和限位槽的配合设置保证容器顶盖与容器组件的紧密连接；所述容器组件内壁设有2～5层凸台，每层凸台加工两个螺纹孔，两个螺纹孔呈180°均匀布置，所述隔板上均匀打有若干小孔，隔板外围加工两个螺纹孔，两个螺纹孔呈180°均匀布置，所述容器组件和隔板采用螺钉紧密连接；所述小孔顶盖下方中间位置打孔加工内螺纹，倒T型限位杆顶端加工外螺纹，将倒T型限位杆穿过隔板上小孔与小孔顶盖通过螺纹紧密连接。
一种多浓度磁性液体制备装置，操作过程包括以下步骤：a.组装：将小孔盖安装在隔板上，而后将安装有小孔盖的隔板按从小到大的顺序从下至上依次安装到容器组件内；b.加液：打开容器组件最底层阀门旋塞，注入已知浓度磁性液体；c.准备：关闭容器组件最底层阀门旋塞，盖上容器顶盖；d.开盖：将磁铁置于容器组件底部，基于一阶浮力原理，小孔盖会悬浮在磁性液体中；e.沉降：保持磁铁置于容器组件底部，静置二至三天，由于磁铁周围磁吸引力的影响，磁性液体中磁性颗粒通过隔板上小孔向下方移动；f.闭盖：移开磁铁，受自身重力影响，小孔盖重新紧扣在隔板小孔上，形成多层密闭结构；g.静置：装置静置一天左右，使磁性颗粒分散均匀；h.外输：按从下至上的顺序依次打开容器组件的阀门旋塞，磁性液体通过输液管进行外输，获取浓度由高到低的多种磁性液体。
所述容器顶盖、容器组件及隔板为非导磁构件，采用非导磁材料制作，如陶瓷，塑料，玻璃等；
所述容器组件采用倒置圆台式结构，外壁面相对于竖直方向具有一定的倾斜角度，一般为10°～60°，内壁面设有2～5层凸台，凸台内圆面直径从下至上依次增大，且上一层凸台内圆面直径略大于下一层凸台外圆面直径，所述3～6组阀门旋塞和输液管分别设在两层凸台或凸台与底板之间，且靠近下层凸台或底板；
所述隔板共2～5个，直径大小分别与所述容器组件内部凸台外圆面直径大小相同；
所述小孔盖采用非导磁金属材料制作，如铝，其中所述小孔顶盖直径略大于隔板小孔直径，所述倒T型限位杆纵向长度为三倍隔板厚度，横向长度略大于隔板小孔直径；
所述磁性液体的种类根据实际需求选择不同基载液的磁性液体，如氟醚油基磁性液体；
所述磁铁形状为圆形，其N极和S极的连线为竖直方向，可选用永久磁铁或电磁铁；
所述装置中充满磁性液体；所述磁铁工作状态时置于容器组件底部；所述小孔盖未处于工作状态时紧密覆盖于隔板小孔之上，当容器组件底部放入磁铁时，小孔盖受到磁性液体一阶浮力影响悬浮于隔板小孔之上。
所述装置工作环境温度处于-40℃～80℃。
本发明一种多浓度磁性液体制备装置不仅具有结构简单、便于控制、操作便捷、可靠性高等优点，而且具有可调节磁性液体浓度功能，有效缩短不同浓度磁性液体的制备所需时间。
附图说明
图1是一种多浓度磁性液体制备装置的立体结构图；
图2是步骤b时的装置立体剖视图；
图3是步骤c时的装置立体剖视图；
图4是图3中的A处的结构放大图；
图5是图3中的B处的结构放大图；
图6是步骤d时的装置立体剖视图；
图7是步骤h时的装置立体剖视图。
附图标记：1、容器顶盖；2、容器组件；2-1、阀门旋塞；2-2、输液管；3、隔板；4、小孔盖；4-1、小孔顶盖；4-2、倒T型限位杆；5、磁铁。
具体实施方式
参照图1至图7对本发明一种多浓度磁性液体制备装置做进一步说明：
一种多浓度磁性液体制备装置，构成该装置包括：容器顶盖1、容器组件2、隔板3、小孔盖4、磁铁5。其中，所述容器组件2一侧设有阀门旋塞2-1和输液管2-2；所述小孔盖4包括小孔顶盖4-1和倒T型限位杆4-2。
该多浓度磁性液体制备装置，其放置方式为竖直放置；所述容器顶盖1底板外围设有若干凸部，所述容器组件2的容器壁上端设有若干相配合的限位槽，通过所述凸部和限位槽的配合设置保证容器顶盖1与容器组件2的紧密连接；所述容器组件2外壁面相对于竖直方向具有一定的倾斜角度，一般为10°～60°，内壁面设有2～5层凸台，凸台内圆面直径从下至上依次增大，且上一层凸台内圆面直径略大于下一层凸台外圆面直径，每层凸台加工两个螺纹孔，两个螺纹孔呈180°均匀布置，所述3～6组阀门旋塞2-1和输液管2-2分别设在两层凸台或凸台与底板之间，且靠近下层凸台或底板；所述隔板3共2～5个，其上均匀打有若干小孔，隔板3直径大小分别与所述容器组件2内部凸台外圆面直径大小相同，隔板3外围加工两个螺纹孔，两个螺纹孔呈180°均匀布置；所述容器组件2和隔板3采用螺钉紧密连接，便于对隔板3和小孔盖4进行拆卸和更换，从而调节磁性液体制备浓度，操作简单便捷；所述小孔顶盖4-1下方中间位置打孔加工内螺纹，倒T型限位杆4-2顶端加工外螺纹，将倒T型限位杆4-2穿过隔板3上小孔与小孔顶盖4-1通过螺纹紧密连接，为限制小孔盖4移动空间，小孔顶盖4-1直径略大于小孔直径，倒T型限位杆4-2纵向长度为三倍的隔板3底板厚度，倒T型限位杆4-2横向长度略大于小孔直径，在重力作用下，小孔盖4紧扣在隔板3小孔上，即为小孔盖4初始位置。
一种多浓度磁性液体制备装置，操作过程包括以下步骤：a.组装：将小孔盖4安装在隔板3上，而后将安装有小孔盖的隔板按从小到大的顺序从下至上依次安装到容器组件2内；b.加液：打开容器组件2最底层阀门旋塞2-1，注入已知浓度磁性液体；c.准备：关闭容器组件2最底层阀门旋塞2-1，盖上容器顶盖1；d.开盖：将磁铁5置于容器组件2底部，基于一阶浮力原理，小孔盖4会悬浮在磁性液体中；e.沉降：保持磁铁5置于容器组件2底部，静置二至三天，由于磁铁5周围磁吸引力的影响，磁性液体中磁性颗粒通过隔板3上小孔向下方移动；f.闭盖：移开磁铁5，受自身重力影响，小孔盖4重新紧扣在隔板3小孔上，形成多层密闭结构；g.静置：装置静置一天左右，使磁性颗粒分散均匀；h.外输：按从下至上的顺序依次打开容器组件2的阀门旋塞2-1，磁性液体通过输液管2-2进行外输，获取浓度由高到低的多种磁性液体。
在所述步骤a中，由于重力作用小孔盖4紧扣在隔板3小孔上，处于初始位置，隔板3将容器组件2内部分成多层结构；
在所述步骤b中，打开容器组件2最底层阀门旋塞2-1，向内注入已知浓度磁性液体，由于容器组件2内外气压不同，小孔盖4被顶起，装置中充满磁性液体，由于磁性液体在-40℃～80℃的性能较好，故整个多浓度磁性液体制备装置工作环境温度处于-40℃～80℃；
在所述步骤c中，关闭容器组件2最底层阀门旋塞2-1，盖上容器顶盖1，装置变成密闭结构，由于重力作用小孔盖4重新扣在隔板3小孔上，回到初始位置，容器组件2内部变成多层密闭结构；
在所述步骤d中，磁铁5置于容器组件2底部，其N极和S极的连线为竖直方向，磁铁5周围产生磁场，基于一阶浮力原理，密度较大的小孔盖4在磁性液体一阶浮力的作用下会悬浮在密度较小的磁性液体中，由于倒T型限位杆4-2的存在，小孔盖4悬浮在隔板3小孔上方位置；
在所述步骤e中，隔板3上小孔成为联通容器组件2内部各层之间的通道，在磁铁5周围磁吸引力的作用下，磁性液体中磁性颗粒通过隔板3上小孔向下层移动，容器组件2最底层空间内磁性颗粒浓度逐渐增大，容器组件2上层空间内磁性颗粒浓度逐渐减小；
在所述步骤f中，移开磁铁5后，密度大于磁性液体的小孔盖4受到自身重力的影响会回到初始位置，重新紧扣在隔板3底板小孔上，容器组件2内部再次形成多层密闭空间；
在所述步骤g中，装置静置一天左右，使容器组件2内部多层密闭空间中的磁性颗粒分散均匀；
在所述步骤h中，按从下至上的顺序依次打开容器组件2的阀门旋塞2-1，浓度由高到低的磁性液体分别从输液管2-2流出，同时在外输过程中，由于压力作用，小孔盖4会更加紧密贴合在隔板3小孔上，保证多层结构的密闭性。

Claims (8)

1.一种多浓度磁性液体制备装置，构成该装置包括：容器顶盖（1）、容器组件（2）、隔板（3）、小孔盖（4）、磁铁（5）；所述容器组件（2）采用倒置圆台式结构，外壁面相对于竖直方向具有一定的倾斜角度，为10°~60°，内壁面设有2~5层凸台，凸台内圆面直径从下至上依次增大，且上一层凸台内圆面直径略大于下一层凸台外圆面直径；所述容器组件（2）一侧设有3~6组阀门旋塞（2-1）和输液管（2-2），阀门旋塞（2-1）和输液管（2-2）分别设在两层凸台或凸台与底板之间，且靠近下层凸台或底板；所述小孔盖（4）包括小孔顶盖（4-1）和倒T型限位杆（4-2）；
构成该装置各部分之间连接方式：所述容器顶盖（1）底板外围设有若干凸部，所述容器组件（2）的容器壁上端设有若干相配合的限位槽，通过所述凸部和限位槽的配合保证其紧密连接；所述容器组件（2）内壁设有凸台，每层凸台加工两个螺纹孔，两个螺纹孔呈180°均匀布置，所述隔板（3）外围加工两个螺纹孔，两个螺纹孔呈180°均匀布置，所述容器组件（2）和隔板（3）采用螺钉紧密连接；所述小孔顶盖（4-1）下方中间位置打孔加工内螺纹，倒T型限位杆（4-2）顶端加工外螺纹，将倒T型限位杆（4-2）穿过隔板（3）上小孔与小孔顶盖（4-1）通过螺纹紧密连接；
装置使用包括以下步骤：
a.组装：将小孔盖（4）安装在隔板（3）上，而后将安装有小孔盖的隔板按从小到大的顺序从下至上依次安装到容器组件（2）内；
b.加液：打开容器组件（2）最底层阀门旋塞（2-1），注入已知浓度磁性液体；
c.准备：关闭容器组件（2）最底层阀门旋塞（2-1），盖上容器顶盖（1）；
d.开盖：将磁铁（5）置于容器组件（2）底部，小孔盖（4）悬浮在磁性液体中；
e.沉降：保持磁铁（5）置于容器组件（2）底部，静置二至三天；
f.闭盖：移开磁铁（5），小孔盖（4）重新紧扣在隔板（3）小孔上；
g.静置：将装置放置在指定地方，静置一天左右；
h.外输：按从下至上的顺序依次打开阀门旋塞（2-1），磁性液体通过输液管（2-2）进行外输，获取浓度由高到低的多种磁性液体。
2.根据权利要求1所述的一种多浓度磁性液体制备装置，其特征在于：
所述容器顶盖（1）、容器组件（2）及隔板（3）为非导磁构件，采用非导磁材料制作，所述隔板（3）共2~5个，直径大小分别与所述容器组件（2）内部凸台外圆面直径大小相同。
3.根据权利要求1所述的一种多浓度磁性液体制备装置，其特征在于：
所述小孔盖（4）采用非导磁金属材料制作，所述小孔顶盖（4-1）直径略大于隔板（3）小孔直径，所述倒T型限位杆（4-2）纵向长度为三倍隔板（3）厚度，横向长度略大于隔板（3）小孔直径。
4.根据权利要求1所述的一种多浓度磁性液体制备装置，其特征在于：
所述磁铁（5）的N极和S极的连线为竖直方向，选用永久磁铁或电磁铁。
5.根据权利要求1所述的一种多浓度磁性液体制备装置，其特征在于：
在所述步骤d中，磁铁（5）置于容器组件（2）底部，周围产生磁场，基于一阶浮力原理，密度较大的小孔盖（4）在磁性液体一阶浮力的作用下会悬浮在密度较小的磁性液体中，由于倒T型限位杆（4-2）的存在，小孔盖（4）悬浮在隔板（3）小孔上方位置。
6.根据权利要求1所述的一种多浓度磁性液体制备装置，其特征在于：
在所述步骤e中，隔板（3）上小孔成为联通容器组件（2）内部各层之间的通道，在磁铁（5）周围磁吸引力的作用下，磁性液体中磁性颗粒通过隔板（3）上小孔向下层移动，容器组件（2）最底层空间内磁性颗粒浓度逐渐增大，容器组件（2）上层空间内磁性颗粒浓度逐渐减小。
7.根据权利要求1所述的一种多浓度磁性液体制备装置，其特征在于：
在所述步骤h中，按从下至上的顺序依次打开容器组件（2）的阀门旋塞（2-1），浓度由高到低的磁性液体分别从输液管（2-2）流出。
8.根据权利要求1所述的一种多浓度磁性液体制备装置，其特征在于：
所述一种多浓度磁性液体制备装置工作环境温度处于-40℃~80℃。
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