一種Halbach永磁陣列水處理器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種Halbach永磁陣列水處理器，其結構包括外殼、永磁裝置、輸水管和布水器。所述永磁裝置由3～9組環型永磁陣列及其夾套構成，每組環型永磁陣列由4n(n＝1，2，3，……)個梯形、方形或者是方形加三角形永磁元件按Halbach陣列排布而成，各磁環間的徑向充磁元件相互錯開呈螺旋形排列。輸水管選用非鐵薄壁材料，外壁與永磁裝置緊貼，內壁與布水器形成環形通道。布水器系中空柱狀結構，其中填充遠紅外活化球、特制礦化球和純天然托瑪琳，通過滲透孔與水流溝通。本實用新型專利技術在凸顯單極化效應和自屏蔽效應的同時，消除并利用了管道中央的磁化死角，不僅有強大的磁化能力，還兼具活化、礦化及弱堿化作用。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

—種Halbach永磁陣列水處理器
本技術涉及ー種Halbach永磁陣列水處理設備。背景技木現有的水磁化技術大致可分為兩類ー是讓水流體通過異名磁極相対的腔隙。基于這類技術的磁水器通常是兩塊正負極磁鐵相合而成，技術簡單、成本低廉，易于制造，但磁作用因雙極相向而相互抵消，磁化效果不好。實例如圖I所示。ニ是讓水流通過同名磁極合圍的管道。基于這類技術的磁水器通常是將所有磁塊的正極朝向輸水管道而所有的負極被ー根金屬導磁環連通，雖然磁化效果較好，但是磁能利用率較低，而且在管道中央存在很大的磁化死角。實例如圖2所示。近幾年，有人試圖將Halbach永磁陣列應用于液體磁化。CN201704112U公開了“一種用于液體磁化的磁環”(圖3是其摘要附圖)，CN201704111U公布的“水磁化器”描述了同樣的磁環。事實上，這種“由若干個環狀排列的磁塊組成，其中磁塊的磁通方向是徑向和切線方向交替排列，磁通徑向排列的磁塊的磁通方向內外交替排列，磁通切線排列的磁塊的磁通方向左旋右旋交替排列”的磁環就是典型的Halbach永磁陣列。其拓撲結構如圖4所示。Halbach永磁陣列最初由美國的Klous Halbach教授于1979年提出，這種永磁陣列能使一側的磁場顯著加強而另一側磁場顯著削弱，具有強烈的單極化效應和自屏蔽效應，而且容易得到在空間呈正弦分布的磁場。早在20世紀90年代就被成功應用于新一代離子加速器、自由電子激光裝置、同步輻射裝置等高能物理領域。近十幾年，又被應運于永磁無芯電機、磁懸浮列車、磁軸承、永磁血泵等高新
圖5給出了經典文獻所介紹的幾種環型永磁陣列。其中，(a)為傳統的徑向陣列，(b)、(C)、(d)均為Halbach環型永磁陣列。其實，用作液體磁化尤其是水磁化的永磁裝置不一定要求很高的磁場均勻度和正弦分布，也不一定要使弱側磁場降至很低程度，將典型的典型的Halbach永磁陣列搬用到磁水器中是很不經濟的，原因、是扇形磁塊材料利用率低、加工成本高、安裝非常困難，這樣的液體磁化器不但會加重用戶不必要的經濟負擔，而且會造成稀土資源的浪費。CN201732647U公開了如圖6所示的“一種改進的Halbach陣列永磁體裝置”，同一組申請人之前還專利技術過ー種橫截面為新月形的類似裝置，但這兩種陣列的磁場環周只有一對波峰，根本不適合用作液體磁化。
技術實現思路
(一 )要解決的技術問題針對現有技術存在的不足，本技術主要解決下列問題一是在永磁元件的體積和性能相同的前提下，尋求能產生最佳磁化效果的排列方式；ニ是根據永磁元件充磁方向和排布規律探索構筑陣列的最優方案；三是克服磁能分布波峰與波谷之間的非均衡性；四是防止水流通過磁環中心的低能區域(或稱“磁化死角”)；五是盡量減小磁能穿過輸水管管壁時因厚度(距離)和材質造成的衰減；六是設法加快水流經過磁路的速度。( 二)所采用的技術方案—種Halbach永磁陣列水處理器,包括外殼I、永磁裝置2、輸水管3和布水器4 ;其特征在于，所述的外殼I由筒體1-1和2個帶有外接鏍紋1-4的端蓋1-2組成；所述的永磁裝置2由3 9組環型永磁陣列2-1、非金屬夾套2-2和金屬合箍2-3組成；所述的輸水管3兩端通過聯接裝置1-3與外殼I密封連接；環型永磁陣列(2-1)及夾套2-2束縛于輸水管3之外；所述的布水器4通過支架4-2固定于輸水管3的內壁。進一步，所述的環型永磁陣列2-1由4η (η = 1，2，3，……)個梯形或方形或方形加三角形永磁元件按Halbach陣列排布而成，當η為偶數時徑向永磁元件都是同名磁極相對；當η為奇數徑向永磁元件都是異名磁極相對。更進一步，所述的環型永磁陣列2-1采用方形和三角形元件相間排列的方式，方形元件徑向充磁，三角形元件切向充磁。更進一步，所述的環型永磁陣列2-1之間的徑向充磁元件相互錯開呈螺旋形排列。進一步，所述的輸水管3選用非鐵薄壁材料，外壁與嵌套在其上的永磁裝置2緊密貼切，內壁與布水器4的外周形成環形縫隙通道。進一步，所述的布水器4系中空柱狀結構，其中填充遠紅外活化球、特制礦化球和純天然托瑪琳，通過圓柱側面的無數滲透孔4-1與水流溝通。永磁陣列的構建方法可以是先拼裝后充磁，也可以是先充磁后拼裝，但必須優先保證徑向充磁元件與輸水管緊密貼切。整機組裝程序是先將永磁元件2-1及其夾套2-2束縛于輸水管3之外，再將輸水管3兩端通過聯接裝置1-3與外殼I的密封在一起，最后將布水器4通過支架4-2固定于輸水管3的內壁。(三)能產生的有益效果本技術與現有技術相比，具有一些顯著而可靠的有益效果第一，能在永磁元件的體積、性能、數量相同的前提下，產生最佳磁化效果；第二，能有效克服永磁元件之強烈吸引和排斥帶來的裝配麻煩，便于批量生產；第三，能彌補環型陣列磁能分布在波峰與波谷之間的非均衡性，使流經磁路的水分子都得到有效磁化；第四，能去除磁環中心的磁化死角，使水流在得到有效磁化的同時，還能得到活化、礦化和弱堿化。附圖說明圖I為雙極磁化器范例。圖2為單極性磁化器范例。圖3為CN201704112U專利所述磁環。圖4為典型的Halbach永磁陣列的拓撲結構。圖5為經典文獻所載的環型永磁陣列。圖6為CN201732647U專利所述永磁體裝置。圖7為梯形元件構成的Halbach永磁陣列。圖8為本技術所述的永磁陣列水處理器的結構示意圖。圖9為永磁裝置的的軸向橫截面之一(內含方形和三角形元件交替構成的Halbach永磁陣列)。圖10為永磁裝置的的軸向橫截面之ニ(內含方形元件構成的Halbach永磁陣列)。圖11為實施例I的安裝細節示意。圖12為實施例2的安裝細節示意。圖中1、外殼；1-1、筒體；1-2、端蓋；1_3、聯結裝置；1_4、外接鏍紋；2、永磁裝置；2-1、環形永磁陣列；2-2、非金屬夾套；2-3、金屬合箍；3、輸水管；4、布水器；4_1、滲透孔；4-2、固定支架。具體實施方式接下來參照說明書附圖8至圖12對本技術作以下詳細地說明。實施例一—種由5X8個永磁元件構成的Halbach陣列水處理器,其結構包括外殼I、永磁裝置2、輸水管3和布水器4。所述外殼I由筒體1-1和2個帶有外接鏍紋1-4的端蓋1_2組成，全部由304不銹鋼精制而成。永磁裝置2由5組環型永磁陣列2-1、PPR成型夾具2_2和不銹鋼合箍2-3組成，每組環型永磁陣列2-1由8個方形永磁元件按Halbach陣列排布而成，各環型永磁陣列2-1間的徑向充磁元件相互錯開呈螺旋形排列。輸水管3選用22X0. 8的304不銹鋼薄壁無縫管，外壁與嵌套在其上的永磁裝置2緊密貼切，內壁與布水器4外周形成環形縫隙通道。布水器4系由304不銹鋼超薄焊接管制成，其中填充遠紅外活化球、特制礦化球和純天然托瑪琳，通過圓柱側面的無數滲透孔4-1與水流溝通。整機組裝程序是先將永磁元件2-1及其夾套2-2束縛于輸水管3之外，再將輸水管3兩端與外殼I的進出水口焊接在一起，最后將布水器4通過支架4-2固定于輸水管3的內壁。組裝細節參見圖11。實施例ニ ー種由9X (8+8)個永磁元件構成的Halbach陣列水處理器，其結構包括外殼I、永磁裝置2、輸水管3和布水器4。所述外殼I由筒體1-1和2個帶有外接鏍紋1-4的端蓋1-2組成，本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅子凌，
申請(專利權)人：羅子凌，
類型：實用新型
國別省市：