Halbach磁性阻垢除垢器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于磁性水處理的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種Halbach磁性阻垢除垢器，解決了現(xiàn)有Halbach永磁陣列水處理器加工和磁化工藝復(fù)雜，安裝困難的問題。其包括若干永磁體、進(jìn)水法蘭和出水法蘭以及進(jìn)、出水快速接頭，各永磁體采用內(nèi)置式結(jié)構(gòu)安裝在進(jìn)水法蘭和出水法蘭上，并沿永磁體的磁化方向按Halbach陣列依次旋轉(zhuǎn)90°進(jìn)行矩形布置，布置于進(jìn)水法蘭和出水法蘭中間的永磁體形成窄矩形的過水通道。本發(fā)明克服了永磁體磁化方向難以準(zhǔn)確定位，排列安裝困難的難題，在永磁體結(jié)構(gòu)布置上更合理緊湊，充分提高了永磁體的利用率，而且安裝簡單方便、實用可靠，具有良好的阻垢效果。
【專利說明】Ha I bach磁性阻垢除垢器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于磁性水處理的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種Halbach磁性阻垢除垢器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著環(huán)保要求越來越高，水資源日趨緊張，節(jié)約用水對工業(yè)生產(chǎn)已非常重要。目前有的生產(chǎn)單位從節(jié)約用水考慮，冷卻水系統(tǒng)基本不排污，使循環(huán)水很多參數(shù)嚴(yán)重超標(biāo)，導(dǎo)致系統(tǒng)短期結(jié)垢，不得不停產(chǎn)處理，造成停產(chǎn)損失，大大縮短了設(shè)備的使用壽命。安裝高性能磁性水處理阻垢除垢器既能確保工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備長期高負(fù)荷穩(wěn)定運行，又能節(jié)約水資源，降低生產(chǎn)成本?？梢娍茖W(xué)有效的磁性水處理阻垢除垢器對工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效益的提高具有很重要的現(xiàn)實意義。
[0003]對于磁性阻垢技術(shù)，要想起到較好的阻垢效果，需具備以下幾個條件:①較高的磁場強度；②水流速度足夠大；③水流的速度方向與磁力線垂直；④水流在磁場中停留的時間越長越好。后兩個條件取決于阻垢器設(shè)計的幾何條件，第①條是比較難于解決的。
[0004]要想提高其過水通道的磁場強度，達(dá)到阻垢除垢的目的，只能采取兩種辦法。一種是采用磁感應(yīng)強度較高的永磁材料，另一種就是在永磁體的結(jié)構(gòu)和排列方式上想辦法。近十多年來，由于Halbach永磁陣列優(yōu)異的磁場特性使得它在很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，諸如永磁電機、核磁共振和磁懸浮等領(lǐng)域。而所謂Halbach永磁陣列其實是一種新型的永磁體排列方式，它可以將不同磁化方向的永磁體按照一定的順序排列，最終使得陣列一邊的磁場強度增加而另一邊的磁場強度減弱，具有優(yōu)異的單邊磁場效應(yīng)，如果做成封閉環(huán)形陣列，就可以在環(huán)形的中心形成高強度的勻強磁場，而環(huán)形陣列的外部磁場很小。
[0005]中國專利 CN202358950U公開了 “一種Halbach永磁陣列水處理器”，該專利中的永磁水處理裝置由3~9組環(huán)形永磁陣列組成，每組環(huán)形永磁陣列中的永磁鐵按Halbach陣列排布而成，但是其永磁鐵采用非矩形結(jié)構(gòu)，磁化方向與磁體邊緣不平行，加工和磁化工藝復(fù)雜，安裝困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有Halbach永磁陣列水處理器加工和磁化工藝復(fù)雜，安裝困難的問題，提供了一種Halbach磁性阻垢除垢器。
[0007]本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn):
一種Halbach磁性阻垢除垢器，包括若干永磁體、面對面設(shè)置并連接的進(jìn)水法蘭和出水法蘭以及進(jìn)、出水法蘭外端連接的進(jìn)、出水快速接頭，其特征在于各永磁體采用內(nèi)置式結(jié)構(gòu)安裝在進(jìn)水法蘭和出水法蘭上，并沿永磁體的磁化方向按Halbach陣列依次旋轉(zhuǎn)90°進(jìn)行矩形布置，布置于進(jìn)水法蘭和出水法蘭中間的永磁體形成窄矩形的過水通道，進(jìn)、出水法蘭以及進(jìn)出水快速接頭采用非導(dǎo)磁材料制成。
[0008]各永磁體為方形結(jié)構(gòu)，包括八塊，永磁體1、永磁體I1、永磁體II1、永磁體IV、永磁體V以及永磁體VI安裝在出水法蘭上，永磁體νπ和永磁體珊安裝在進(jìn)水法蘭上，上側(cè)兩個角的永磁體I和永磁體IV通過螺釘固定在出水法蘭的上板，永磁體V設(shè)置于永磁體I和永磁體IV之間且通過螺釘固定在出水法蘭上，下側(cè)兩個角的永磁體II和永磁體III分別通過螺釘固定在出水法蘭的下板，永磁體VI設(shè)置于永磁體II和永磁體III之間且通過螺釘固定在出水法蘭上；
左側(cè)居中的永磁體Vn通過螺釘固定在進(jìn)水法蘭的左板上，右側(cè)居中的永磁體VDI通過螺釘固定在進(jìn)水法蘭的右板上；
中間的永磁體V、永磁體V1、永磁體νπ以及永磁體珊組成窄矩形縫隙，形成過水通道。
[0009]進(jìn)水法蘭和出水法蘭十字交叉面對面安裝，進(jìn)水法蘭和出水法蘭外圍通過罩筒連接，罩筒也采用非導(dǎo)磁材料制成。
[0010]各永磁體采用高性能釹鐵硼材料。
[0011]本發(fā)明將Halbach永磁陣列應(yīng)用到磁性水處理阻垢器中，通過將釹鐵硼永磁體內(nèi)置在除垢器中并按Halbach陣列進(jìn)行矩形排列，得到高強度的勻強磁場，通過設(shè)計窄的過流縫隙，提高水的流速，將阻垢器安裝在循環(huán)回路中，延長水流經(jīng)過磁場的時間，從而使流過的水被有效的磁化，最終達(dá)到阻垢除垢的效果。
[0012]本發(fā)明主要技術(shù)特征及其效果: 1.本發(fā)明將永磁體采用內(nèi)置的Halbach陣列進(jìn)行布置，并將永磁體在過水通道四周沿永磁體的磁化方向依次旋轉(zhuǎn)90°進(jìn)行矩形排列，形成矩形的過水端面，過水端面的長寬比很大，寬度很窄，這樣可以充分增加過水流速和磁場強度，通過充分發(fā)揮單邊磁場的效應(yīng)，能夠有效地增加阻垢除垢器內(nèi)部過水通道的磁場強度，達(dá)到良好的阻垢除垢效果。
[0013]2.本發(fā)明進(jìn)出水接頭采用快速接頭的形式連接，也可根據(jù)現(xiàn)場供水系統(tǒng)的管路連接形式進(jìn)行配套，方便實用。
[0014]3.本發(fā)明進(jìn)水法蘭和出水法蘭采用十字交叉的方式配合,為永磁體按Halbach陣列進(jìn)行矩形排列提供了合理緊湊的安裝空間，并且安裝簡單、方便。
[0015]4.本發(fā)明永磁體采用高性能的釹鐵硼材料，呈方形結(jié)構(gòu)，具有體積小、磁能積高、性能均衡穩(wěn)定的特點，最終形成的高強度勻強磁場可以達(dá)到2特斯拉以上。
[0016]總之，本發(fā)明采用了 Halbach永磁陣列優(yōu)異的磁場特性，克服了永磁體磁化方向難以準(zhǔn)確定位，排列安裝困難的難題，在永磁體結(jié)構(gòu)布置上更合理緊湊，充分提高了永磁體的利用率，而且安裝簡單方便、實用可靠，具有良好的阻垢效果。再加上該裝置在對水進(jìn)行磁化時不需要額外增加過多的能耗，是一種極少消耗能源的節(jié)能產(chǎn)品。安裝高性能磁性水處理阻垢除垢器既能確保工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備長期高負(fù)荷穩(wěn)定運行，又能節(jié)約水資源，降低生產(chǎn)成本與其它物理水處理的方法如電子靜電類水處理儀相比較，也更經(jīng)濟實用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的主剖視圖 圖2為本發(fā)明的側(cè)剖視圖
圖中:1_永磁體I ,2-永磁體II，3-永磁體III，4-永磁體IV，5-永磁體V，6-永磁體VI，
7-永磁體VL 8-永磁體珊，9-進(jìn)水法蘭，10-出水法蘭，11-進(jìn)、出水快速接頭，12-螺釘I，
13-螺釘II，14-螺釘III，15-罩筒?！揪唧w實施方式】
[0018]結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步說明。
[0019]1.Halbach磁性阻垢除垢器主要由進(jìn)、出水快速接頭11，進(jìn)水法蘭9、出水法蘭10、罩筒15和永磁體I~8等組成，進(jìn)、出水快速接頭11分別與進(jìn)水法蘭9和出水法蘭10連接，其中進(jìn)出水快速接頭可以根據(jù)供水系統(tǒng)管路連接形式的需要進(jìn)行調(diào)整。
[0020]2.Halbach磁性阻垢除垢器共有8塊，永磁體1、永磁體I1、永磁體II1、永磁體IV、永磁體V、永磁體V1、永磁體νπ和永磁體珊，每塊永磁體呈方形結(jié)構(gòu),采用內(nèi)置式結(jié)構(gòu)安裝在進(jìn)水法蘭和出水法蘭上。其中永磁體在過水通道四周沿永磁體的磁化方向按Halbach陣列依次旋轉(zhuǎn)90 °進(jìn)行矩形布置，中間四塊(永磁體V、永磁體V1、永磁體VII和永磁體VID組成窄矩形縫隙，用以增加過水流速，利用陣列單邊磁場的效應(yīng)，能夠有效地增加永磁體過水側(cè)磁場強度，達(dá)到良好的阻垢效果；其中永磁體1、永磁體I1、永磁體II1、永磁體IV、永磁體V、永磁體VI安裝在出水法蘭10上，永磁體Vn和永磁體珊安裝在進(jìn)水法蘭9上，安裝好后，出水法蘭10和進(jìn)水法蘭9十字交叉面對面安裝。
[0021]如圖1所示，可以看出內(nèi)置永磁體的分布情況，所有永磁體在過水通道四周沿永磁體的磁化方向按Halbach陣列依次旋轉(zhuǎn)90°進(jìn)行矩形排列。其中上側(cè)兩個角的永磁體I和永磁體IV通過螺釘固定在出水法蘭10的上板，下側(cè)兩個角的2塊永磁體II和永磁體III分別通過螺釘固定在出水法蘭10的下板。左側(cè)居中的永磁體νπ通過螺釘固定在進(jìn)水法蘭9的左板上，右側(cè)居中的永磁體VDI通過螺釘固定在進(jìn)水法蘭9的右板上。
[0022]圖2可以看出中間位置永磁體的布置情況，其中上下2塊永磁體，永磁體V 5和永磁體IV 6固定在出水法蘭10上,永磁體V 5設(shè)置于永磁體I I和永磁體IV 4之間且通過螺釘固定在出水法蘭10上，永磁體VI 6設(shè)置于永磁體II 2和永磁體III 3之間且通過螺釘固定在出水法蘭10上?？傊ㄟ^對永磁體進(jìn)行Halbach陣列布置，可以最大程度地將8塊永磁體產(chǎn)生的磁場能集中在內(nèi)部過水通道位置，有效地發(fā)揮阻垢除垢的效果。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，①`安裝方便；②矩形端面的水流流道可以有效減少漏磁，增加水流流速。在結(jié)構(gòu)上更緊湊合理，也能提高永磁體的利用率，同時氣隙磁感應(yīng)強度的波形得到很大改觀，磁體加工、磁化、安裝更方便，也能更好地發(fā)揮單邊磁場的效應(yīng)，最大程度地發(fā)揮所布置永磁體的磁場強度，提高了永磁體的利用率，顯著增加了阻垢器內(nèi)部過水通道的磁場強度，達(dá)到了良好的阻垢除垢效果。
【權(quán)利要求】
1.一種Halbach磁性阻垢除垢器，包括若干永磁體、面對面設(shè)置并連接的進(jìn)水法蘭和出水法蘭以及進(jìn)、出水法蘭外端連接的進(jìn)、出水快速接頭，其特征在于各永磁體采用內(nèi)置式結(jié)構(gòu)安裝在進(jìn)水法蘭和出水法蘭上，并沿永磁體的磁化方向按Halbach陣列依次旋轉(zhuǎn)90°進(jìn)行矩形布置，布置于進(jìn)水法蘭和出水法蘭中間的永磁體形成窄矩形的過水通道，進(jìn)、出水法蘭以及進(jìn)出水快速接頭采用非導(dǎo)磁材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Halbach磁性阻垢除垢器，其特征在于各永磁體為方形結(jié)構(gòu)，包括八塊，永磁體I (I)、永磁體II (2)、永磁體III(3)、永磁體IV(4)、永磁體V (5)以及永磁體VI (6 )安裝在出水法蘭(10 )上，永磁體VII (7 )和永磁體VDI (8 )安裝在進(jìn)水法蘭(9 )上，上側(cè)兩個角的永磁體I (I)和永磁體IV(4)通過螺釘固定在出水法蘭(10)的上板，永磁體V(5)設(shè)置于永磁體I(I)和永磁體IV (4)之間且通過螺釘固定在出水法蘭(10)上，下側(cè)兩個角的永磁體II (2)和永磁體111(3)分別通過螺釘固定在出水法蘭(10)的下板，永磁體VI(6)設(shè)置于永磁體II(2)和永磁體111(3)之間且通過螺釘固定在出水法蘭(10)上； 左側(cè)居中的永磁體VII (7)通過螺釘固定在進(jìn)水法蘭(9)的左板上，右側(cè)居中的永磁體VDI(S)通過螺釘固定在進(jìn)水法蘭(9)的右板上； 中間的永磁體V (5)、永磁體VI(6)、永磁體VIK7)以及永磁體VDK8)組成窄矩形縫隙，形成過水通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的Halbach磁性阻垢除垢器，其特征在于進(jìn)水法蘭(9)和出水法蘭(10)十字交叉面對面安裝，進(jìn)水法蘭(9)和出水法蘭(10)外圍通過罩筒(15)連接，罩筒也采用非導(dǎo) 磁材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的Halbach磁性阻垢除垢器，其特征在于各永磁體采用釹鐵硼材料。
【文檔編號】C02F5/00GK103755044SQ201310686186
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】王騰, 王步康, 宋德軍, 張庚云, 劉偉, 樊運平, 王巧梅, 王赟, 張志珍, 焦宏章, 徐志剛 申請人:中國煤炭科工集團太原研究院有限公司, 山西天地煤機裝備有限公司