CN217615277U - 一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，包括用于引导磁流体运动装置的梯度磁场生成器；本实用新型提供了一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，该系统对纳米磁流体施加电磁控制，能够实现在其流动过程中使纳米颗粒形成特定方向的磁链，并且在流速较小可能发生沉淀的区域施加磁场使磁性纳米颗粒能够更好地移动。
Description
技术领域
本实用新型涉及磁场生成领域，具体是一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统。
背景技术
磁流体是用表面活性剂将直径为10nm左右的单磁畴纳米颗粒包覆并高度弥散于载液中形成的一种“固-液”两相胶体溶液。在磁场作用下，磁流体不仅具有液体的流动性还有固体材料的磁性，是一种新型的纳米液体功能材料。当外加磁场时其中的纳米颗粒分布会发生变化，进而导致它的一些物性参数会发生相应的变化，从而变成一种可控的智能流变体，可应用于艺术展示。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，包括用于引导磁流体运动装置的梯度磁场生成器。
所述引导磁流体运动装置包括上部件、下部件和连接部件。
所述上部件通过连接部件与下部件连接。
所述上部件位于下部件的上方，且与下部件存在间隙。
所述上部件与下部件的间隙中设有磁流体盛放装置。
所述梯度磁场生成器包括第一梯度磁场生成器。
所述第一磁场生成器位于上部件内，诱导磁体形成上强下弱的磁场回路。
进一步，所述下部件和/或连接部件内部放置磁体，构成导磁回路。。
进一步，所述上部件内部放置的磁体包括导磁横梁和导磁柱。
进一步，所述导磁柱位于上部件内，且底部延伸出上部件。所述导磁柱的底部具有凸台。
进一步，所述第一梯度磁场生成器包括绕制在上部件内部磁体上的电磁线圈。
进一步，所述梯度磁场生成器还包括位于下部件内的第二磁场生成器，所述第二磁场生成器为绕制在下部件内部磁体上的电磁线圈；
所述第一磁场生成器产生的磁场强于第二磁场生成器产生的磁场。
进一步，所述下部件内的磁体或磁场生成器的铁芯在靠近所述磁流体盛放装置的底部具有凸台。
进一步，所述连接部件的内部具有磁场生成器，优选的，所述磁场生成器位于所述连接部件的上半部分。
进一步，所述连接部件包括若干对称分布的连接件。
进一步，上部件与下部件之间距离、导磁柱与连接部件之间距离、导磁柱的底部凸台与下部件顶部凸台之间距离、导磁柱的底部凸台与连接部件之间距离的关系包括以下一种或者两种：
I)上部件与下部件之间距离大于或等于导磁柱与连接部件之间距离；
II)导磁柱的底部凸台与下部件顶部凸台之间距离大于或等于导磁柱的底部凸台与连接部件之间距离。
本实用新型的技术效果是毋庸置疑的，本实用新型提供了一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，该系统对纳米磁流体施加电磁控制，能够实现在其流动过程中使纳米颗粒形成特定方向的磁链，并且在流速较小可能发生沉淀的区域施加磁场使磁性纳米颗粒能够更好地移动。
附图说明
图1为系统结构示意图；
图2为系统结构示意图II；
图3为系统结构示意图III；
图中：导磁柱1、上部件2、下部件3、连接部件4、凸台11。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。
实施例1：
参见图1和图3，一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，包括用于引导磁流体运动装置的梯度磁场生成器；
所述引导磁流体运动装置包括上部件2、下部件3和连接部件4；
所述上部件2通过连接部件4与下部件3连接；
所述上部件2位于下部件3的上方，且与下部件3存在间隙；
所述上部件2与下部件3的间隙中设有磁流体盛放装置。所述梯度磁场生成器包括第一梯度磁场生成器；
所述第一梯度磁场生成器位于上部件2内，诱导磁体形成上强下弱的磁场回路。
所述下部件3和/或连接部件4内部放置磁体，构成导磁回路。具体而言，包括下列方式：
I)所述下部件3和连接部件4内部放置磁体，构成导磁回路
II)所述下部件3内部放置磁体，构成导磁回路
III)所述连接部件4内部放置磁体，构成导磁回路
所述上部件2内部放置的磁体包括导磁横梁和导磁柱1；
所述导磁柱1位于上部件2内，且底部延伸出上部件2；所述导磁柱1的底部具有凸台11。
所述第一梯度磁场生成器包括绕制在上部件2内部磁体上的电磁线圈。
所述梯度磁场生成器还包括位于下部件3内的第二磁场生成器，所述第二磁场生成器为绕制在下部件3内部磁体上的电磁线圈；
所述第一磁场生成器产生的磁场强于第二磁场生成器产生的磁场。
所述下部件3内的磁体或磁场生成器的铁芯在靠近所述磁流体盛放装置的底部具有凸台。
所述连接部件4的内部具有磁场生成器，优选的，所述磁场生成器位于所述连接部件4的上半部分。
所述连接部件4包括若干对称分布的连接件。
上部件2与下部件3之间距离、导磁柱1与连接部件4之间距离、导磁柱1的底部凸台11与下部件3顶部凸台之间距离、导磁柱1的底部凸台11与连接部件4之间距离的关系包括以下一种或者两种：
I)上部件2与下部件3之间距离大于或等于导磁柱1与连接部件4之间距离；
II)导磁柱1的底部凸台11与下部件3顶部凸台之间距离大于或等于导磁柱1的底部凸台11与连接部件4之间距离。
实施例2：
一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，包括用于引导磁流体运动装置的梯度磁场生成器；
所述引导磁流体运动装置包括上部件2、下部件3和连接部件4；
所述上部件2通过连接部件4与下部件3连接；
所述上部件2位于下部件3的上方，且与下部件3存在间隙；
所述下部件3的上表面设有磁流体盛放装置；
所述梯度磁场生成器包括第一磁场生成器；
所述第一磁场生成器位于上部件2内，诱导磁体形成上强下弱的磁场回路。
实施例3：
一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，主要结构见实施例2，其中，所述下部件3和连接部件4的一个或两个的内部放置磁体，构成导磁回路。
实施例4：
一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，主要结构见实施例2，其中，所述上部件2内部放置的磁体包括导磁横梁和导磁柱1；
实施例5：
一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，主要结构见实施例2，其中，所述导磁柱1位于上部件2内，且底部延伸出上部件2；所述导磁柱1的底部具有凸台11。
实施例6：
一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，主要结构见实施例2，其中，所述第一梯度磁场生成器包括绕制在上部件2内部磁体上的电磁线圈。
实施例7：
一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，主要结构见实施例2，其中，所述梯度磁场生成器还包括位于下部件3内的第二磁场生成器，所述第二磁场生成器为绕制在下部件3内部磁体上的电磁线圈；
所述第一磁场生成器产生的磁场强于第二磁场生成器产生的磁场。
实施例8：
一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，主要结构见实施例2，其中，上部件2与下部件3之间距离、导磁柱1与连接部件4之间距离、导磁柱1的底部凸台11与下部件3顶部凸台之间距离、导磁柱1的底部凸台11与连接部件4之间距离的关系包括以下一种或者两种：
I)上部件2与下部件3之间距离大于或等于导磁柱1与连接部件4之间距离；
II)导磁柱1的底部凸台11与下部件3顶部凸台之间距离大于或等于导磁柱1的底部凸台11与连接部件4之间距离。
实施例9：
一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，主要结构见实施例2，其中，所述下部件3内的磁体或磁场生成器的铁芯在靠近所述磁流体盛放装置的底部具有凸台。
实施例10：
一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，主要结构见实施例2，其中，所述连接部件4的内部具有磁场生成器，优选的，所述磁场生成器位于所述连接部件4的上半部分。
实施例11：
一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，主要结构见实施例2，其中，所述连接部件4包括若干对称分布的连接件。
实施例12：
一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统的原理为：磁流体起伏效果好，体现在起伏高度高、磁丘饱满、响应快(实时响应)，从磁场强度角度，需要满足2个条件：一是上大下小的梯度磁场；二是磁流体在间隙底部，此处的磁场强度应该足够大(假设是0，磁流体不会被磁化而呈现磁丘)，使磁流体受到向上的磁力>重力；简单讲，就是梯度磁场在间隙中是从上部的最大值往下衰减到一最小值，这个最小值应该也足够大。从而：磁场梯度越大越好(保证被上方吸引)，且间隙底部磁场足以让磁流体磁化而提供被上方磁场捕获上升的效果。
从下面公式可知，磁力与磁场强度H和磁场梯度gradH都有关：
F磁力＝kmHgradH
m——质量。
H——磁场强度。
gradH——磁场梯度。
还有一个关键：上部件、连接部件、下部件内的磁体(软磁性)构成一个导磁回路(C形)，目的是增强间隙底部的磁场(尽管可能适当削弱磁场梯度)。
磁流体本身是朝着磁场大的方向运动(且跟极性无关)。
Claims (10)
1.一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，其特征在于，包括用于引导磁流体运动装置的梯度磁场生成器；
所述引导磁流体运动装置包括上部件(2)、下部件(3)和连接部件(4)；
所述上部件(2)通过连接部件(4)与下部件(3)连接；
所述上部件(2)位于下部件(3)的上方，且与下部件(3)存在间隙；
所述上部件(2)与下部件(3)的间隙中设有磁流体盛放装置；
所述梯度磁场生成器包括第一梯度磁场生成器；
所述第一梯度磁场生成器位于上部件(2)内，诱导磁体形成上强下弱的磁场回路。
2.根据权利要求1所述的一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，其特征在于：所述下部件(3)和/或连接部件(4)内部放置磁体，构成导磁回路。
3.根据权利要求2所述的一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，其特征在于：所述上部件(2)内部放置的磁体包括导磁横梁和导磁柱(1)。
4.根据权利要求3所述的一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，其特征在于：所述导磁柱(1)位于上部件(2)内，且底部延伸出上部件(2)；所述导磁柱(1)的底部具有凸台(11)。
5.根据权利要求1所述的一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，其特征在于：所述第一梯度磁场生成器包括绕制在上部件(2)内部磁体上的电磁线圈。
6.根据权利要求1所述的一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，其特征在于：所述梯度磁场生成器还包括位于下部件(3)内的第二磁场生成器，所述第二磁场生成器为绕制在下部件(3)内部磁体上的电磁线圈；
所述第一梯度磁场生成器产生的磁场强于第二磁场生成器产生的磁场。
7.根据权利要求2所述的一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，其特征在于：所述下部件(3)内的磁体或磁场生成器的铁芯在靠近所述磁流体盛放装置的底部具有凸台。
8.根据权利要求1所述的一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，其特征在于：所述连接部件(4)的内部具有磁场生成器，所述磁场生成器位于所述连接部件(4)的上半部分。
9.根据权利要求8所述的一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，其特征在于：所述连接部件(4)包括若干对称分布的连接件。
10.根据权利要求3-9任一项所述的一种用于引导磁流体运动的梯度磁场生成系统，其特征在于：上部件(2)与下部件(3)之间距离、导磁柱(1)与连接部件(4)之间距离、导磁柱(1)的底部凸台(11)与下部件(3)顶部凸台之间距离、导磁柱(1)的底部凸台(11)与连接部件(4)之间距离的关系包括以下一种或者两种：
I)上部件(2)与下部件(3)之间距离大于或等于导磁柱(1)与连接部件(4)之间距离；
II)导磁柱(1)的底部凸台(11)与下部件(3)顶部凸台之间距离大于或等于导磁柱(1)的底部凸台(11)与连接部件(4)之间距离。
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