CN1748856A - 一种液体能量激发装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及对流动性液态或胶态物质进行改性处理的领域。本发明提供的液体能量激发装置,包括能量处理腔1、磁极阵3和液体分子能量共振发生器2;所述外壳5由金属材料或附带金属网的成型材料制成,所述磁极阵3沿腔体内液体通道按等间距排布,排布特征为每对NS磁极沿液体通道规律性反转交替;所述能量共振发生器2由常规线圈、磁芯、石英振荡器等元器件及控制电子电路实现,采用特定频率和按一定强度分布的高频电磁波,其频率大小和强度分布由待处理液态物质的分子团簇的固有特性决定。本发明的优点是:能够强迫受处理液体在谐振状态下充分接受能量,自组织形成更高能级的能量结构,同时使得团簇变小,从而使该液体的活性大大提高。
Description
发明领域
本发明涉及对流动性液态或胶态物质进行改性处理的领域,特别涉及到一种通过外激特征能量改变液体内部结构及内能的装置。
背景技术
近代化学理论偏重于对分子元素结构的研究。以H2O为例,我们通过实验得知电解一定量的水总可以获得两体积份H和一体积份O,根据气体分子实验的运动特性,我们推论水的基础结构为H-O-H,再根据H2O的折光率和旋光度等分析,我们进一步了解到宏观水的许多特性,从而形成我们对H2O的一整套物理与化学特性描述。这类建立在唯象实验与逻辑集合的理论上百年来也存在疑点。例如,我们所作的电解分析,对象都是大量的水分子集合,是一种实验统计平均结果,在“足够小”的水分子微观体系中是否等价,存在逻辑等价漏洞。
在21世纪,由于电子显微成像技术特别是数据处理技术的巨大进步,使各国的基础研究实验室均可重复地观察到0.1-10nm级的物质基础结构。新的实验手段和结论明确表明:即使是水这样的简单结构物质,在纳米尺度仍呈现出明显的团簇倾向。例如我们通过测量成像处理已知道:在北极冰层下两公里处取得的水样为6分子团簇结构,工业纯水通常为13-18个分子团簇结构,而存在杂质的水则达到20多个甚至数十个分子形成团簇结构。与其理解宏观水的结构为H2O,远不如理解为nH2O更接近真实。通过新的测量技术和比较研究分析,科学界已逐步认同新观点:严格而言,宏观意义上的水,是由水分子团簇形成的,团簇的大小直接关联到水的物理化学特性。水的分子团簇越小,越具有活性。
在这一新世纪理论研究背景中,围绕水结构处理的市场已出现的磁化水、矿物滤水机等等,这些产品之所以盛行,首先是由于在实用中的确有某些效果,开始触及到与我们生活息息相关的水处理问题。但从产品的设计原理方法看,大都手段单一,没有真正的涉足到改变水团簇基础结构这一层面,外激能量也远远未达到可改变水团簇结构的能级。最重要的是,在产品中没有根据水团簇的自场能量、激发势、激发背景能量场等新的理论概念进行设计,没有真正运用磁激谐振能量场对水进行团簇结构进行活化处理,导致应用效果还不理想。
发明内容
本发明的目的在于,克服现有技术的不足,运用磁激谐振能量场对流体物质进行活化处理,改变流体物质的团簇基础结构,提升其团簇结构的能级,从而达到改变流体物质物理化学特性的效果。
为实现上述目的,本发明提供的液体能量激发装置,其特征在于:包括能量处理腔1、磁极阵3和液体分子能量共振发生器2;所述磁极阵3包括至少2对磁极并沿着被处理液体流经的路径排布。
所述磁极阵3的排布特征为NS磁极沿液体通道规律性反转交替,其相邻磁极的间距至少为0.2mm。
所述能量处理腔1包括一外壳5与在该外壳5内设置的一管道4,或包括一外壳5与在该外壳5内设置的一实心柱6;所述外壳5由金属材料或附带金属网的成型材料制成,所述管道4内或外壳5与实心柱6之间的通道为液体通道。
所述能量共振发生器2由常规线圈、磁芯、石英振荡器等元器件及控制电子电路实现;所述能量共振发生器2包括一辐射器,该辐射器安装于能量处理腔1内。
所述能量共振发生器2采用特定频率并按一定强度分布的高频电磁波,其频率大小和强度分布由待处理液态物质的分子团簇的固有特性决定。
所述磁极阵3中的永磁体的磁场强度至少为6000高斯。
所述能量共振发生器2的谐振电磁波频率根据待处理液态物质的分子团簇的辐射基本线系设定,该基本线系特指红外及远红外区电磁辐射能量涨落的若干组谱线中频率最高的一组谱线,所述对应基本线系的谐振电磁波频率至少为3×109Hz,至少设置有1个谐振频点;所述能量共振发生器2的电磁辐射设置有最低能级,该最低能级在红外和远红外波段为0.025eV。
所述能量处理腔1的外壳5可以是单层或两层或两层以上结构。
所述的能量处理腔1的液体通道上设有进液口和出液口,该进液口和出液口的横截面积为0.1mm2~80cm2。
所述能量共振激发处理的液体,其处理对象为水、有机溶剂、无机溶剂或基础结构尺度在0.01-1000nm的其它物质。
所述能量共振激发处理的液体,其处理对象为水、有机溶剂、无机溶剂或基础结构尺度在0.01-1000nm的其它物质。
本发明提供的液体能量激发装置与现有技术相比,其优点是:以众多交替磁场组成的能量腔作为液体处理背景,在腔内交替产生若干不同特定谐振频率的高频电磁辐射,形成腔内磁激振荡,强迫受处理液体在谐振状态下充分接受能量,自组织形成更高能级的能量结构,同时使得团簇变小,从而使该液体的活性大大提高。经本发明提供的能量激发装置处理后的液体,其物理化学特性如溶解度,含氧量、渗透性、反应速率等等都会发生较大改观,可以满足工业技术生产和日常生活的很多领域应用。
附图说明
图1为本发明提供的液体能量激发装置实施例1的示意图;
图2为本发明中的磁极阵的一种排布方式示意图;
图3为本发明提供的液体能量激发装置实施例2的示意图;
图4为用本发明提供的装置对自来水激发处理后,以铁锅作为模拟锅炉的观察积垢实验结果示意图;
图5为用本发明提供装置处理后的激发能量水进行锅炉除垢的实验结果示意图。
具体实施方式
本发明提供的液体能量激发装置的原理叙述如下:
申请人在《物理学观察》一书中(国防工业出版社,1998)提出过一种原子团簇观点,认为:根据H原子辐射光谱线的巴尔末、帕邢、布拉开、普丰德系的频率结构分析,可计算莱曼系与得出形成上述各线系的频率迭加关系,申请人理解莱曼系频率分布对应于核场中的电子运动分布,是明确的周期运动,其运动概率轨道分布取决于核场与电子自场的稳态组合(量子化轨道起源),其态分布与背景能量涨落相关。由于单原子系统的空间能量结构异向分布不平衡,必然存在两个、三个、若干个原子组成团簇系统的趋势,最终在团簇外场能量与空间背景能量涨落的平衡态取得相对稳定结构。
本发明装置的关键技术是NS磁极交替排布磁区及其间隙选择以及谐振能量的若干频率与强度选择。在申请人“一种磁激谐振或旋转电机”中国专利申报文件中,对磁极的交替排布和气隙(磁极间的间隙)作过较详细描述(2001年3月13日申报No.01109624.1)。申请人研究认为:由于原子系统运动分布的空间异向本性,宏观物质的微观基础结构必然存在团簇化的倾向,是导致物质接受能量产生频率特性的本源,NS密集交替排布引发的电机磁激谐振,与液体分子团簇吸收能量的特征频率在基础原理是一脉相通的,本发明装置的应用试验效果也证明了这一方法基础。
关于物质原子(包括分子团簇和微观基础结构在1-1000nm尺度的胶体)微观系统内电子运动与电磁光谱特征频率的关系,申请人在《物理学观察》一书提出新研究观点:在微观系统可明确测量的若干组辐射谱线系中,与若干谐波系关联的频率分布最高的谱线系有着特别重要的意义,该线谱频率与电子在该微观系统中的运动周期相对应,称之为电子周期运动特征线系亦称之基本线系。以H原子为例,光测量的莱曼线系对应于原子内的电子运动周期频率,其余巴尔末、帕邢、布拉开、普丰德各谱线系只是莱曼线系产生的二次及若干次迭加谐波系,与电子运动的周期对应无关。这种观念及频率分析方法对理解分子团簇的能量激发特征有重要类比意义。对于水(及很多液体)和微观基础结构尺度在1-1000nm的胶体物质来说,在近年的红外及远红外电磁辐射精细测量中,已发现电磁辐射并非在该频率范围平均分布,存在明显与频率相关的强度分布涨落。通过测量数据整理,可得出液态及胶体物质在红外及远红外区的涨落线谱,众多相邻的线谱形成电磁谱线系。申请人认为:红外及远红外电磁辐射随频率呈现的能量强度涨落,本性反映了分子团簇系统内的电子运动状态,相邻若干组电磁谱线系中存在频率迭加(包括二次及若干次多重迭加)关系,频率较高的一组线系各线对应该分子团簇的电子运动状态,称之为该物质分子团簇的基本线系。分子团簇的谐振激发频率只要与基本线系频率对应,就可以用较小的能量达到与原子团簇电子能级的共振,迫使原子团簇接受共振能量,使较大的团簇分裂成两个甚至若干个小团簇。本发明装置的核心技术,是明确标定对液体分子辐射的激发谐振频率,该辐射激发频率与液体若干组可测量电磁谱线系中频率较高的线系——即基本线系相对应。实用中运用对应两线以上的谐振频率辐射激发,可获得对液体分子团簇更好的处理效果。
一般液体(包括基础结构在1-1000nm尺度的胶体)分子团簇在>109KHz范围存在很多组电磁辐射涨落谱线,只有频率最高且与相邻电磁谱线系存在谐波关系的一组线系对分子团簇存在共振激发意义,该线系在理论上反映了该液体分子团簇的电子运动状态。在本装置设计中,原则受处理液体(包括胶体)电磁辐射基本线系存在多少条谱线,就采用多少种频率的谐振电磁波对液体辐射处理,对应基本线系谱线频率激发的电磁波频点越多,谐振能量越大,对液体分子团簇的处理效果越好。在实用中,共振激发分子团簇的电磁波至少要采用对应基本线系中的一条谱线,否则将无法使液体分子团簇结构发生改变。要使受处理液体产生激发改性效果,一般要求谐振能级大于或等于0.025eV。
如上所述,本发明装置的电磁共振激发不仅有能级要求,而且需与受处理液体(包括胶体)分子团簇辐射基本线系的电磁谱线频率相对应。对于不同的液体(胶体),由于基础结构尺度不同会表现出不同的电磁辐射基本线系,需要用与之对应的谐振频率激发才能获得较好处理效果。即使是相对同一的水而言,由于真实的宏观水体系总是存在很多杂质,构成不同水体系的不同杂质分散度(这种以颗粒分散状态存在的不连续相称之为分散相),水团簇辐射基本线系的精细结构与分散相关联。要取得较好的液体处理效果,最可行的方法是首先测量受处理液体(胶体)的辐射基本线系,然后根据基本线系的谱线频率设置若干电磁谐振波,电磁波与基本线系中谱线的频率复合程度越高,谐振越强,处理效果越好。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述:
实施例1
如图1所示,本实施例的液体能量激发装置,包括能量处理腔1、磁极阵3和液体分子能量共振发生器2。其中,能量处理腔1由一外壳5与在该外壳5内设置的一管道4组成;外壳5由金属材料或附带金属网的成型材料制成,管道4内的通道为液体通道,工作时被处理液体从这一通道流过。同时能量处理腔1还起到波导管的作用,可以传播、反射电磁波。磁极阵3沿腔体内液体通道排布,相邻磁极间距至少为0.2mm,排布特征为每对NS磁极沿液体通道规律性反转交替,该磁极阵3的磁极至少为2对。磁极阵3中,把位于同一与液体通道轴线垂直的平面上的永磁体归为一组,则图1中的磁极阵分为上下9组永磁体。图2是一组永磁体的一种排布方式,它由四个弧形磁体(即4对NS磁极)NS极交替排布而成。一组永磁体可含有n对磁极,n为大于1的正整数,永磁体的形状可以为弧形、半环形、条形、梯形,不论形状如何,其关键是NS极必须交替排布。同样,不同组的磁体也设计成NS极交替排布。这样,就在能量处理腔中形成了交替磁场组成的液体处理背景。磁极阵3中的永磁体的磁场强度至少为6000高斯。能量共振发生器2由常规线圈、磁芯、石英振荡器等元器件及控制电子电路实现,可设置在能量处理腔1内亦可分体并将一部分元件配置于能量处理腔1外,但后者须把辐射器设置在能量处理腔1内,能量共振发生器2的制做为现有技术,因此不进行详细描述。能量共振发生器2采用特定频率和按一定强度分布的高频电磁波,其频率大小和强度分布由待处理液态物质的分子团簇的固有特性决定。这一固有特性是指待处理液态物质的分子团簇的辐射基本线系,该基本线系特指红外及远红外区电磁辐射能量涨落的多组谱线中频率最高的一组谱线,所述对应基本线系的谐振电磁波频率至少为3×109Hz,至少设置有1个谐振频点。能量共振发生器2的电磁辐射设置有最低能级,该最低能级在红外和远红外波段为0.025eV。
本实施例中,能量处理腔1的外壳5不仅可以是单层结构,也可以是两层或两层以上结构。能量处理腔1还可以在液体通道设置进液口和出液口,该进液口和出液口的横截面积为0.1mm2~80cm2,采用不同横截面积的进液口和出液口可以对被处理液体的流量进行控制。
另外,还需指出一点,本实施例中的管道4还可以变形为旋转液体通道结构,磁极阵3仍沿液体通道按等间距NS极交替排布。这是本专业领域技术人员容易理解的。
下面介绍几个利用本实施例提供的装置进行液体处理的处理实例:
(a)在一条直径65mm,长300mm圆桶形不锈钢管中,沿空腔内壁排布有8对NS交替排布的半环型磁极,磁场强度15000高斯,每对NS磁极宽30mm,相邻磁极间隙6mm,空腔(波导腔)内设置有频率5.78×109Hz,功率1.0eV的电磁波发生器,电磁波发生器采用外接220伏电源获得持续激发能量。将某溶剂流经该能量腔后,测定与未进行能量激发的溶剂比较,以食盐(NaCl)饱和溶液作为测试对象,可提高溶解度8-10%,大大提高了该溶剂的溶解活性。
(b)将上述装置的电磁波频率调整至2.66×1010Hz,共振激发强度提高1倍,对某浓香型白酒进行能量激发处理。用两台同样装置串联连接对白酒处理四遍后,封样测定白酒成分,发现含酯量提高3%强,含酸量降低2%强,均向较好的指标转变,口感舌刺激式降低,留香时间延长。
(c)以(a)中的装置为基础改造,能量处理腔直径加大至180mm,电磁波发生器采用5.23×109Hz、3.15×1010Hz两种频率组合,功率全部加大至10eV量级,腔内通道设计为涡流旋转延长过流时间。将普通自来水进行激发处理成能量水后,与普通自来水分两组分别搅拌水泥混凝土,使用同一包水泥在室温18℃用常规机械伴和及捣实方法,经标准方法养护后,测定用能量水处理水泥混凝土的渗水高度和抗渗等级与普通自来水搅拌水泥混凝土有极大改善,前者渗水高度为40mm(抗渗等级P≥14)后者渗水高度为135mm(抗渗等级P8)。
(d)使用与(c)相同的装置,将同类试验应用于水泥砂浆测定得到表1的效果。试验数据表明能量激发水不仅搅拌水泥混凝土可提高数倍抗渗能力,用于搅拌水泥砂浆同样存在惊人的抗渗处理效果,展示出水能量激发原理技术在抗渗建筑领域的广阔应用前景。
水泥砂浆抗渗性能比较
水样名称 | 水灰比 | 不透水性系数(Mpa.h) |
激发能量水 | 0.5 | 21.1 |
0.6 | 3.50 | |
普通自来水 | 0.5 | 3.70 |
0.6 | 0.71 |
表1
(e)采用(c)中的装置,将(c)中装置的3.15×1010Hz电磁波辐射功率加大至20eV,增加频率3.54×1012功率30eV的电磁辐射。用该装置对自来水激发后,以铁锅作为模拟锅炉的观察积垢对象。如图4所示,实验28次(将水从常温加热至98℃出现沸泡后停止加热,称重测定积垢),发现经激发能量的水在铁锅中的积垢程度远低于普通自来水积垢。
(f)使用(e)中的装置,对已成垢多天初始质量为266g的铁锅,使用激发能量水加热30次(在常温加热至98℃作为一次加热循环),如图5所示,出现了垢量仅为16.5g的惊人结果,展示出能量激发水在锅炉除垢方面的巨大应用前景。
实施例2
如图3所示,本实施例的液体能量激发装置,包括能量处理腔1、磁极阵3和液体分子能量共振发生器2。其中,能量处理腔1由一外壳5与在该外壳5内设置的一实心柱6组成;外壳5由金属材料或附带金属网的成型材料制成,实心柱6与外壳5之间的通道为液体通道,工作时被处理液体从这一通道流过。本实施例中,外壳5上设置进液口和出液口,其横截面积与实施例相同。本实施例中,磁极阵3同样沿液体通道NS极交替排布,磁极阵可以设置在实心柱6的外壁上,也可以设置在外壳5的内壁上,还可以同时设置在实心柱6的外壁和外壳5的内壁上,其具体排布原则和磁体的磁场强度均与实施例1相同。本实施例中的液体分子能量共振发生器2及其频率设置、电磁辐射能量设置也与实施例1相同,因此不再复述。
Claims (10)
1、一种液体能量激发装置,其特征在于:包括能量处理腔(1)、磁极阵(3)和液体分子能量共振发生器(2);所述磁极阵(3)包括至少2对磁极并沿着被处理液体流经的路径排布。
2、按权利要求1所述的液体能量激发装置,其特征在于:所述磁极阵(3)的排布特征为NS磁极沿液体通道规律性反转交替,其相邻磁极的间距至少为0.2mm。
3、按权利要求2所述的液体能量激发装置,其特征在于:所述能量处理腔(1)包括一外壳(5)与在该外壳(5)内设置的一管道(4),或包括一外壳(5)与在该外壳(5)内设置的一实心柱(6);所述外壳(5)由金属材料或附带金属网的成型材料制成,所述管道(4)内或外壳(5)与实心柱(6)之间的通道为液体通道。
4、按权利要求3所述的液体能量激发装置,其特征在于:所述能量共振发生器(2)由常规线圈、磁芯、石英振荡器等元器件及控制电子电路实现;所述能量共振发生器(2)包括一辐射器,该辐射器安装于能量处理腔(1)内。
5、按权利要求4所述的液体能量激发装置,其特征在于:所述能量共振发生器(2)采用特定频率并按一定强度分布的高频电磁波,其频率大小和强度分布由待处理液态物质的分子团簇的固有特性决定。
6、按权利要求5所述的液体能量激发装置,其特征在于:所述磁极阵3中的永磁体的磁场强度至少为6000高斯。
7、按权利要求5或6所述的液体能量激发装置,其特征在于:所述能量共振发生器(2)的谐振电磁波频率根据待处理液态物质的分子团簇的辐射基本线系设定,该基本线系特指红外及远红外区电磁辐射能量涨落的若干组谱线中频率最高的一组谱线,所述对应基本线系的谐振电磁波频率至少为3×109Hz,至少设置有1个谐振频点;所述能量共振发生器(2)的电磁辐射设置有最低能级,该最低能级在红外和远红外波段为Q.025eV。
8、按权利要求7所述的液体能量激发装置,所述能量处理腔(1)的外壳(5)可以是单层或两层或两层以上结构。
9、按权利要求8所述的液体能量激发装置,其特征在于:所述的能量处理腔(1)的液体通道上设有进液口和出液口,该进液口和出液口的横截面积为0.1mm2~80cm2。
10、按权利要求9所述的液体能量激发装置,其特征在于:所述能量共振激发处理的液体,其处理对象为水、有机溶剂、无机溶剂或基础结构尺度在0.01-1000nm的其它物质。
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