專利名稱：永磁過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液相過濾裝置，具體講是通過高梯度磁場對(duì)液體中的雜質(zhì)進(jìn)行過濾凈化的新型過濾器。
對(duì)液體(如水、油等)的處理工藝，一般采用澄清、凈化、純化等手段。過濾是通過多孔性過濾材料從液相中去除雜質(zhì)的一種機(jī)械性單元操作，一般采用各種過濾器進(jìn)行。高梯度磁場過濾器是采用高梯度磁場磁性分離原理，在磁場中設(shè)置金屬過濾填充材料做成的基體。由于金屬過濾材料的邊線上有強(qiáng)大的磁場梯度，所以對(duì)流體中非常小的粒子和磁感性很弱的顆粒有強(qiáng)大的捕捉力。用這種方法不但可以去除液體中的磁性粒子(如除去水中所含三價(jià)鐵等)，還可以降低濁度、色度，去除溶解的磷酸鹽和某些細(xì)菌、藻類等。
目前，公知的電磁高梯度過濾器主要由整流設(shè)備、直流勵(lì)磁線圈、外部導(dǎo)磁軛鐵、內(nèi)部通流容器及不銹鋼纖維濾層等構(gòu)成。它利用線圈通電后產(chǎn)生磁場，使在有效導(dǎo)磁空間內(nèi)填充的不銹鋼纖維產(chǎn)生高梯度磁場。一般液體中鐵磁性物質(zhì)的磁化率較高，有機(jī)物及細(xì)菌等為弱磁性物質(zhì)，均可被充磁的不銹鋼纖維濾層捕捉。當(dāng)濾層捕捉的雜質(zhì)飽和后，采用斷電消除磁場，不銹鋼纖維具有低磁滯損耗特性，所以其高梯度磁場也消失，利用沖洗就可以將濾層捕捉的雜質(zhì)清除。這種技術(shù)方案的缺點(diǎn)是①必須在有電源的條件下才能使用；②不論過濾液體的流量大小，為了達(dá)到高的磁場強(qiáng)度，都需要很大容量的直流勵(lì)磁線圈，所以能耗較大；③需要配備良好的空冷或水冷設(shè)備和相應(yīng)的保護(hù)裝置(如線圈冷卻水中斷保護(hù))，這就導(dǎo)致了電磁過濾器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)技術(shù)要求高。
本實(shí)用新型的目的，是提供一種無需電能消耗，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)使用方便的用于液體的永磁過濾器。
本實(shí)用新型的目的是這樣達(dá)到的在永磁過濾器兩端分別裝有進(jìn)水室和出水室，選擇一定數(shù)目(外軛鐵2～20塊，內(nèi)軛鐵2～20塊)的外軛鐵，按一定間距通過定位裝置(如不導(dǎo)磁的定位銷、定位套、定位板等)固定成整體組。在相鄰的外軛鐵之間放置永磁體以產(chǎn)生磁場，各相鄰層的永磁體按反極性安裝，永磁體厚度應(yīng)小于外軛鐵厚度。在外軛鐵的中心孔內(nèi)裝有內(nèi)軛鐵，內(nèi)軛鐵上布有單個(gè)或數(shù)個(gè)通水孔，內(nèi)軛鐵按一定間距組裝成整體組，例如裝在中心軸上或相互之間緊固，內(nèi)軛鐵厚度及軸向中分面間距與外軛鐵最好相同。在相鄰的內(nèi)軛鐵之間放置金屬過濾填充物，金屬過濾填充物最好選用高磁導(dǎo)率、低磁滯損耗的材料(如不銹鋼纖維、小鋼球等)，制成過濾層。為達(dá)到外軛鐵組與內(nèi)軛鐵組可相對(duì)軸向位移，可使外軛鐵組或者內(nèi)軛鐵組的一端或兩端連接位移控制裝置，固定內(nèi)軛鐵組，可使位移控制裝置(如頂絲、液壓等位移控制裝置)帶動(dòng)外軛鐵組作軸向移動(dòng)；固定外軛鐵組，可使位移控制裝置帶動(dòng)內(nèi)軛鐵組整體作軸向移動(dòng)。當(dāng)內(nèi)軛鐵軸向中分面移動(dòng)到與外軛鐵軸向中分面重合或接近時(shí)，永磁體的磁力線可穿過金屬過濾填充物濾層等，使濾層產(chǎn)生高梯度磁場，可以捕捉液體中的雜質(zhì)；當(dāng)內(nèi)軛鐵軸向中分面移動(dòng)到與永磁體軸向中分面重合或接近時(shí)，金屬過濾填充物濾層被屏蔽，濾層處于退磁狀態(tài)，這時(shí)就可以利用沖洗系統(tǒng)清除濾層截留下來的雜質(zhì)了。
在過濾器的相鄰?fù)廛楄F之間可設(shè)置不導(dǎo)磁的定距裝置(如定距柱、定距塊等)和擋板，將永磁體放置在外軛鐵和擋板圍成的空間里，以保持其位置不移動(dòng)；在相鄰內(nèi)軛鐵之間可設(shè)有不導(dǎo)磁材料的擋水圈，擋水圈可兼起定距作用；金屬過濾填充物置于內(nèi)軛鐵與擋水圈圍成的空間里(采用內(nèi)動(dòng)式時(shí)，為了防止液體泄漏，可在靠近過濾器兩端的內(nèi)軛鐵或外軛鐵上設(shè)置密封裝置，如設(shè)置密封槽并鑲嵌橡膠密封圈)。為了優(yōu)化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)用戶不同需要在相鄰內(nèi)軛鐵之間加裝隔板，當(dāng)進(jìn)水室與出水室在過濾器同一側(cè)端時(shí)，封閉另一端則可使過濾液體在過濾器中流程增加一倍；當(dāng)進(jìn)水室和出水室分別置于過濾器兩端時(shí)，相應(yīng)在進(jìn)水室、出水室兩端也加裝隔板，可使液體多回路過濾。為增強(qiáng)退磁效果，在退磁反沖洗時(shí)可在外軛鐵外周加裝磁短路裝置(如導(dǎo)磁板、導(dǎo)磁套筒等)。為減輕整體重量，內(nèi)軛鐵可以制成空腔結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型由于采用了上述方案，因此具有無需電能消耗，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)使用方便等特點(diǎn)。以該磁濾器處理的原水為例，實(shí)驗(yàn)證明它不但對(duì)原水中的三價(jià)鐵去除有特效，還對(duì)水的濁度、色度、細(xì)菌、重金屬及磷酸鹽都有較好的去除率，并能去除大部分有機(jī)物，降低了水的致突變作用，出水水質(zhì)優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步加以說明。


圖1是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)圖；圖2是
圖1的A-A’斷面圖；圖3是外軛鐵外型圖；圖4是內(nèi)軛鐵外型圖；圖5是內(nèi)擋板形狀示意圖；圖6是擋水圈外型圖；圖7是進(jìn)水室(出水室)外型圖；圖8是手柄頂絲外型示意圖；其中1是永磁體，2是外軛鐵，3是定位桿，4是定距柱，5是內(nèi)擋板，6是外擋板，7是內(nèi)軛鐵，8是擋水圈，9是中心軸，10是定距套筒，11是進(jìn)出水管，12是進(jìn)水室，13是出水室，14是手柄頂絲，15是手柄，16是不銹鋼纖維濾層，17是通水孔，18是密封槽，19是橡膠密封圈，20是支架。
實(shí)施例1本實(shí)施例采用內(nèi)動(dòng)式，即固定外軛鐵整體組，通過位移控制裝置使內(nèi)軛鐵組產(chǎn)生軸向移動(dòng)。它是一種用于液體的永磁過濾器(如
圖1所示)，其兩端分別裝有進(jìn)出水管(11)、進(jìn)水室(12)、出水室(13)等。外軛鐵(2)的厚度為60毫米，其中心有一個(gè)邊長185毫米的方孔(如圖3所示)；數(shù)目為11個(gè)，選用低碳鋼制成?？拷M(jìn)水室(12)和出水室(13)的外軛鐵(2)的厚度為100毫米。在每塊外軛鐵的外側(cè)有2個(gè)定位銷孔，用將不銹鋼定位桿(3)與每塊外軛鐵(2)緊密連接起來，并保持聯(lián)接成組后的各個(gè)外軛鐵之間的平行度和同心度。上下相鄰的外軛鐵間設(shè)有4個(gè)不導(dǎo)磁的不銹鋼定距柱(4)，以保持相鄰?fù)廛楄F(2)之間的軸向精確距離為40毫米，保證使磨削加工后的永磁體(1)能夠滑動(dòng)配合裝入其間(如圖2所示)。永磁體(1)固定在由不導(dǎo)磁的內(nèi)擋板(5)(如圖5所示)和外擋板(6)圍成的空間里，各相鄰層之間的永磁體按反極性安裝，以保證形成各獨(dú)立磁路。內(nèi)擋板(5)還可防止雜質(zhì)掉入滑動(dòng)間隙中，避免內(nèi)外軛鐵之間卡澀。本實(shí)施例外擋板(6)為不銹鋼板條，起到防止永磁鐵滑出外軛鐵的作用。
內(nèi)軛鐵為邊長185毫米、厚60毫米的正方體，采用低碳鋼制造，外表面電鍍防止生銹。靠近進(jìn)水室(12)、出水室(13)的內(nèi)軛鐵厚度為100毫米。內(nèi)軛鐵(7)其平面上布有8個(gè)通水孔(17)(如圖4所示)，中心設(shè)有軸孔。內(nèi)軛鐵數(shù)目11塊，與定距套筒(10)相間地套穿在中心軸(9)上，其中定距套筒(10)保證了上下相鄰的內(nèi)軛鐵(7)之間精確距離為40毫米，并將擋水圈(8)嵌裝在相鄰內(nèi)軛鐵(7)之間。本實(shí)用新型選用不銹鋼纖維作為金屬過濾填充物，厚度為40毫米，裝在由內(nèi)軛鐵(7)和擋水圈(8)圍成的空間內(nèi)，制成不銹鋼纖維濾層(16)。為防止?jié)B漏，擋水圈(8)兩端通過橡膠密封圈與相鄰內(nèi)軛鐵(7)相壓接。不銹鋼纖維濾層亦可選在20-40毫米之間。中心軸(9)兩端的緊固螺母將內(nèi)軛鐵(7)、定距套筒(10)、擋水圈(8)、不銹鋼纖維濾層(16)等緊固組成能保持嚴(yán)格同心度的一個(gè)整體組，該整體以滑動(dòng)配合裝入外軛鐵(2)的中心方孔內(nèi)。
內(nèi)軛鐵組兩端的內(nèi)軛鐵(7)分別靠近進(jìn)水室(12)和出水室(13)，與之相對(duì)應(yīng)的外軛鐵上分別有2道密封槽(18)，封有橡膠密封圈(19)以防漏水(如
圖1所示)。進(jìn)水室(12)、出水室(13)形狀相同(如圖7所示)均用不導(dǎo)磁材料制造，分別焊接在外軛鐵(2)上，出水室(13)與支架(20)相連接。進(jìn)水室(12)、出水室(13)分別連接進(jìn)出水管(11)。進(jìn)水室(12)和出水室(13)的蓋上均有螺孔，手柄頂絲(14)(如圖8所示)穿過進(jìn)水室(12)和出水室(13)蓋上的螺孔與手柄(15)相連接。旋動(dòng)手柄(15)可使中心軸(9)帶動(dòng)內(nèi)軛鐵組整體作軸向移動(dòng)。
本實(shí)施例的進(jìn)水室(12)、出水室(13)、定位桿(3)、定距柱(4)、內(nèi)擋板(5)、外擋板(6)、擋水圈(8)、定距套筒(10)均采用不導(dǎo)磁不銹鋼制造(也可選用工程塑料)；永磁體可選用鐵氧體、釹鐵硼、磁鋼等。安裝不銹鋼纖維的空隙率為95％。
本實(shí)用新型針對(duì)含有鐵、錳離子的液體水而設(shè)計(jì)，水流速為650m/h。正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄(15)使內(nèi)軛鐵(7)軸向中分面與外軛鐵(2)的軸向中分面相齊，這時(shí)永磁體(1)N極磁力線通過上層外軛鐵(2)穿過滑動(dòng)間隙進(jìn)入上層內(nèi)軛鐵(7)，再穿過不銹鋼纖維濾層(16)進(jìn)入下層內(nèi)軛鐵(7)；再穿越滑動(dòng)間隙進(jìn)入下層外軛鐵(2)，最后回到永磁體(1)的S極，形成閉合回路。這樣，在不銹鋼纖維濾層(16)中便產(chǎn)生了高梯度磁場。流體水從進(jìn)出水管(11)進(jìn)入進(jìn)水室(12)，通過內(nèi)軛鐵的8個(gè)通水孔進(jìn)入不銹鋼濾層(16)，然后依次進(jìn)入下一個(gè)內(nèi)軛鐵(7)的通水孔。流體水中的磁性粒子及弱磁性雜質(zhì)均可被濾層(16)捕捉。為了提高過濾效果，可通過管路添加磁鐵粉。由于磁鐵粉一般小于10μ，為細(xì)菌、藻類和其他致色成分提供了很有效的吸附表面，并成為絮凝體凝聚的晶核，所以當(dāng)絮凝物通過濾層(16)時(shí)被截留濾除。不過，實(shí)驗(yàn)證明不投加磁鐵粉時(shí)流體水直接通過高梯度磁場的濾層(16)，同樣可以把水中的細(xì)菌等雜質(zhì)去除。但效果較投放磁粉時(shí)為差。
在不銹鋼纖維濾層(16)基本清潔時(shí)，流體水通過磁濾器的壓降為0.03MPa，當(dāng)捕捉雜質(zhì)到一定程度時(shí)，壓降增加，到約0.1MPa時(shí)便需要退磁反沖。此時(shí)先關(guān)閉進(jìn)出水門，然后旋轉(zhuǎn)下方手柄(15)，使內(nèi)軛鐵組軸向移動(dòng)，直到內(nèi)軛鐵(7)軸向中分面與永磁體(1)軸向中分面相齊。由于內(nèi)軛鐵(7)與外軛鐵(2)均厚于永磁體(1)20毫米，所以每塊內(nèi)軛鐵(7)的兩端與對(duì)應(yīng)的上下外軛鐵(2)之間均有10毫米的重合，永磁體(1)N極磁力線進(jìn)入上層外軛鐵(2)后，再穿過此10毫米的重合滑動(dòng)間隙進(jìn)入與永磁體(1)相對(duì)應(yīng)的內(nèi)軛鐵(7)，然后從該內(nèi)軛鐵(7)與下層外軛鐵(2)之間10毫米的重合滑動(dòng)間隙進(jìn)入下層外軛鐵，回到該永磁體(1)的S極，形成閉合回路。這時(shí)不銹鋼纖維濾層(16)基本沒有磁力線通過，相當(dāng)于被屏蔽，由于其具有低磁滯損耗特性，所以基本處于退磁狀態(tài)，這時(shí)可啟動(dòng)清洗系統(tǒng)，使反沖水和壓縮空氣以脈沖方式交替從進(jìn)出水室(13)逐層沖洗濾層(16)，反沖水和壓縮空氣最后從進(jìn)水室(12)連接的進(jìn)出水管(11)排出。清洗干凈后，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄(15)，切換回工作狀態(tài)。
根據(jù)各用戶的不同要求，依內(nèi)軛鐵(7)上通水孔數(shù)量和分布，可分別在進(jìn)水室、出水室及相鄰內(nèi)軛鐵之間加裝隔板，使液體多回路過濾；也可增加進(jìn)出水管，使不同質(zhì)的液體分路過濾。
本實(shí)施例的外軛鐵與內(nèi)軛鐵亦可制成圓形，為減輕整體重量，內(nèi)軛鐵(7)可以制成空腔結(jié)構(gòu)，不影響性能和使用。
實(shí)施例2本實(shí)施例采用外動(dòng)式，即固定內(nèi)軛鐵組，利用位移控制裝置使外軛鐵組作軸向移動(dòng)。其工作原理及性能與實(shí)施例1是相同的，但結(jié)構(gòu)方式有以下改變將外軛鐵、內(nèi)軛鐵改為圓型(方形也可以，但本實(shí)施例選用圓型)，相應(yīng)可將永磁體改為扇形以便于排列，同樣注意各相鄰層的永磁體按反極性安裝，永磁體厚度應(yīng)小于內(nèi)軛鐵、外軛鐵厚度。由于采用外動(dòng)式，所以靠近進(jìn)水室、出水室的外軛鐵、內(nèi)軛鐵的厚度可與其他軛鐵厚度相一致。內(nèi)軛鐵上布有通水孔，且有軸孔。每塊內(nèi)軛鐵分別穿在中心軸上，可以取消中心軸上的定距套筒，而由相鄰在內(nèi)軛鐵之間的圓型擋水圈兼起定距作用。不銹鋼纖維濾層仍置于擋水圈與內(nèi)軛鐵圍成的空間里，填充量如實(shí)施例1。為了更有效地減少滲漏，擋水圈的一端可與一側(cè)內(nèi)軛鐵相焊接，另一端可通過橡膠O型圈與另一塊內(nèi)軛鐵壓接。中心軸兩端攻有螺紋，用緊固螺母將內(nèi)軛鐵、擋水圈、不銹鋼纖維濾層等固定成整體組。進(jìn)水室、出水室可采用不銹鋼筒管制造，與內(nèi)軛鐵整體組的兩端相焊接，由于采用這樣的結(jié)構(gòu)，實(shí)施例中的密封槽(18)、密封圈(19)可去除不要。進(jìn)水室、出水室的端蓋上不再設(shè)螺孔，仍接進(jìn)出水管。支架與出水室相連接，起支撐作用。
外軛鐵整體組的安裝工藝與實(shí)施例1相同，內(nèi)擋板、外擋板可相應(yīng)改為圓型，永磁體可選用扇形便于組合。外軛鐵整體組與內(nèi)軛鐵整體組呈滑動(dòng)配合。外軛鐵組的一端連接位移控制裝置，本實(shí)施例2選用液壓傳動(dòng)頂絲控制裝置，手柄采用公知技術(shù)使三組頂絲聯(lián)動(dòng)，可安裝在支架上，手柄控制頂絲帶動(dòng)外軛鐵組軸向位移。
本實(shí)施例2的工作原理和磁路與實(shí)施例1基本相同，不再復(fù)述。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，特別適合在高層建筑、自來水廠等生活飲用水以及電廠、造紙廠各種對(duì)水質(zhì)要求較嚴(yán)的工業(yè)等使用，適于水、油等多種液體的過濾，市場前景極為廣闊。
權(quán)利要求1.一種永磁過濾器，包括進(jìn)水室、出水室、金屬過濾填充物等，其特征是設(shè)有多對(duì)內(nèi)外軛鐵；在相鄰?fù)廛楄F之間裝有永磁體，并組裝成整體；在外軛鐵的中心孔內(nèi)裝有布著通水孔的內(nèi)軛鐵；內(nèi)軛鐵按一定間距組裝成整體；在相鄰內(nèi)軛鐵的空間內(nèi)放置一定厚度的金屬過濾填充物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁過濾器，其特征是在外軛鐵整體組或者內(nèi)軛鐵整體組的一端或兩端連接有位移控制裝置，可使外軛鐵整體組與內(nèi)軛鐵整體組之間產(chǎn)生相對(duì)軸向位移。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的永磁過濾器，其特征是相鄰?fù)廛楄F之間可設(shè)置定距裝置和擋板，永磁體放置在外軛鐵和擋板圍成的空間里。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的永磁過濾器，其特征是相鄰內(nèi)軛鐵之間設(shè)有擋水圈；金屬過濾填充物置于內(nèi)軛鐵與擋水圈圍成的空間里。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的永磁過濾器，其特征是在相鄰內(nèi)軛鐵之間設(shè)有擋水圈；金屬過濾填充物置于內(nèi)軛鐵與擋水圈圍成的空間里。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的永磁過濾器，其特征是在兩端的內(nèi)軛鐵與外軛鐵之間可設(shè)有密封裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述永磁過濾器，其特征是可在相鄰可動(dòng)軛鐵之間可加隔板，相應(yīng)在進(jìn)水室和出水室也加裝隔板，可使液體進(jìn)行多回路過濾。
專利摘要一種永磁過濾器,包括進(jìn)水室、出水室等,設(shè)有多對(duì)外軛鐵、內(nèi)軛鐵,相鄰?fù)廛楄F之間裝有永磁體,布著通水孔的內(nèi)軛鐵裝在外軛鐵內(nèi),在相鄰內(nèi)軛鐵之間放置金屬過濾填充物;通過位移控制裝置可使外軛鐵組與內(nèi)軛鐵組之間產(chǎn)生相對(duì)軸向移動(dòng);本實(shí)用新型采用高梯度磁場磁性分離原理,可有效去除液體中磁性粒子,降低濁度、色度,去除溶解的磷酸鹽等;其優(yōu)點(diǎn)是無需電能消耗,結(jié)構(gòu)簡單,維護(hù)使用方便。
文檔編號(hào)B01D35/06GK2316019SQ9722810
公開日1999年4月28日 申請(qǐng)日期1997年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月7日
發(fā)明者馬克文, 王凌凡, 邵林 申請(qǐng)人:天津市電力科學(xué)研究院