本實用新型涉及一種增氧裝置,尤其涉及一種利用磁分離法增加氧氣濃度的裝置,屬于增氧技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,氧氣、氮氣的用途日益廣泛,目前國內(nèi)外主要采用以下幾種方法制氧氣:化學(xué)反應(yīng)法、水電解法、低溫精餾法、分子篩法?;瘜W(xué)反應(yīng)法制氧成本高,且為一次性使用;水電解法制氧耗能大;低溫精餾法是利用氧氣和氮氣的沸點不同,通過反復(fù)精餾達到氧氮分離,此法工業(yè)化程度高,是目前工業(yè)制氧的主要方法,但需要大型制氧設(shè)備,耗能大,只適用于工業(yè)的定點制氧;分子篩價格昂貴。以上制氧方法均需要較大投資,難以普及至普通家庭??諝獾闹饕煞志褪堑獨夂脱鯕猓绾螐目諝庵蟹蛛x氧氣、氮氣或者提高氧氣濃度備受關(guān)注。近些年,關(guān)于新型分離方法的研究日漸活躍,氧氣和氮氣分子磁性的巨大差異已為實驗所證實,磁場對磁性粒子的吸力可表示為:
氧氣為順磁性物質(zhì),磁化率為100×10-6電磁單位,在不均勻磁場中向磁場最強的區(qū)域集中:氮氣為抗磁性物質(zhì),磁化率為-0.4×10-6電磁單位,在不均勻磁場中向磁場最弱的區(qū)域集中,見圖1。
目前,材料磁性能逐漸提高,所能提供的磁場也越來越強。尤其是隨著高性能稀土永磁材料釹鐵硼的誕生,全球范圍內(nèi)掀起了釹鐵硼永磁材料理論和應(yīng)用研究的熱潮。高溫超導(dǎo)材料鑭鋇銅氧的發(fā)現(xiàn)則更是將高溫超導(dǎo)的研究推向了一個新的發(fā)展階段。高梯度強磁場性能的不斷提高客觀上為磁空氣動力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。近些年來,越來越多的磁空氣動力學(xué)文獻開始逐漸出現(xiàn),其理論和應(yīng)用研究不斷發(fā)展和成熟,并作為一門獨立的學(xué)科漸漸被越來越多的學(xué)者所接受和認可。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型根據(jù)氧氣的順磁性,利用了高強度磁場來提高空氣中的氧氣濃度,本裝置結(jié)構(gòu)巧妙,成本低廉,安靜無污染,可以放置在起居空間、辦公室和人口密集的公共場合。
為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型采用的技術(shù)方案是:
本實用新型包括氧氣抽氣泵、廢氣抽氣泵、過濾網(wǎng)、增氧箱、制氧板、單向閥、廢氣腔。增氧箱兩側(cè)不密封,一側(cè)連接大氣,該側(cè)的進口處安裝過濾網(wǎng);另一側(cè)連接氧氣抽氣泵;增氧箱另兩側(cè)設(shè)置有廢氣腔,用來暫時儲存氮氣含量較高的空氣,多塊制氧板安裝在兩廢氣腔之間,兩廢氣腔靠近制氧板的一側(cè)裝有單向閥,兩廢氣腔還連接有廢氣抽氣泵;當抽氣泵工作時,空氣通過增氧箱提高氧氣濃度,氧氣抽氣泵輸出的是氧氣濃度較高的空氣,兩側(cè)廢氣抽氣泵輸出的是氮氣濃度較高的空氣。
進一步說,所述制氧板為鏤空結(jié)構(gòu)且具有一定厚度;鏤空部分用于空氣流通,制氧板上有鑲嵌槽,磁鐵固定在鑲嵌槽內(nèi)。
進一步說,所述磁鐵形狀為四棱臺,截面積小的一側(cè)朝向進氣口,同一制氧板上兩相鄰磁鐵之間的磁感線密度沿著空氣流動方向增加,氧氣的順磁性使得氧氣更容易通過磁鐵之間的間隙,空氣逐層通過增氧箱內(nèi)的制氧板,空氣中的氧氣濃度逐漸提高。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有的有益效果是:
1.本實用新型是一種新型的增氧裝置,根據(jù)氧的順磁性達到增氧的目的,安全無污染,其結(jié)構(gòu)簡單,易于布置,使用壽命長。
2.采用多層增氧結(jié)構(gòu),空氣通過一層增氧板后,氧氣的順磁性會是含氧量較高的空氣進入下一層增氧板,而含氮量高的空氣則暫時滯留在增氧板之間,在上下兩側(cè)的抽氣泵作用下,含氮量較高的空氣進入廢氣腔,通過廢氣抽氣孔排除??諝饷客ㄟ^一層增氧板,氧氣濃度增加一次,多層結(jié)構(gòu)有利于氧氣濃度的進一步提高,提升增氧效率。
3.使用四棱臺狀的磁鐵,使同塊制氧板上相鄰兩個磁鐵之間的磁場梯度變化更大,加強了增氧效果,但是制造成本與加工難度低。
4.可以改變制氧板的層數(shù)和大小,以滿足各種場合的需求。
5.在增氧箱內(nèi)設(shè)置了過濾網(wǎng),可有效阻滯空氣中的固體顆粒,以保證最終輸出的空氣為清潔富氧的空氣。
附圖說明
下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明:
圖1為本實用新型原理圖;
圖2為整體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為增氧箱內(nèi)部平面圖;
圖4為增氧箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型中的技術(shù)方案,下面將結(jié)合本實用新型中的附圖,對實用新型中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述,顯然所描述的僅僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例?;趯嵱眯滦偷膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都應(yīng)當屬于實用新型保護的范圍。
如圖2、圖3和圖4所示,本實施例所述的是一種利用磁分離法增加氧氣濃度的裝置,包括增氧箱1,氧氣抽氣泵2,過濾網(wǎng)3,制氧板4,單向閥5,氧氣抽氣孔6,廢氣抽氣孔7,廢氣腔8,廢氣抽氣泵9。
所述增氧箱1進口連通大氣,空氣經(jīng)過過濾網(wǎng)3后再進行增氧,用于阻滯固體顆粒物的進入,出口側(cè)通過氧氣抽氣孔6連接氧氣抽氣泵2,增氧箱1內(nèi)的氣體流速通過氧氣抽氣泵2和廢氣抽氣泵9協(xié)同控制,為充分提高氧氣濃度,抽氣泵的抽氣速度應(yīng)適當。增氧箱1內(nèi)置有廢氣腔8,廢氣腔8與內(nèi)部空間通過單向閥5相連,單向閥5分布在靠近前一層制氧板的位置,此處的空氣含氮量較高。空氣只能從內(nèi)部空間進入廢氣腔,而不能從廢氣腔進入內(nèi)部空間,廢氣腔內(nèi)的空氣由廢氣抽氣泵9從廢氣抽氣孔7抽出。
所述制氧板4固定在增氧箱1內(nèi),制氧板為鏤空結(jié)構(gòu)且具有一定厚度,其材料不具鐵磁性。鏤空部分用于空氣流通,制氧板上有鑲嵌槽,磁鐵可通過螺栓、卡扣、粘接等方式固定在鑲嵌槽內(nèi),制氧板大小和層數(shù)可調(diào),制氧板上分布的磁鐵具有磁性強、成本低、易于加工制造等優(yōu)點。
本實施例中磁鐵形狀為四棱臺狀,截面積小的一側(cè)朝向進氣口,同一制氧板上兩相鄰磁鐵之間的磁感線密度沿著空氣流動方向增加,氧氣的順磁性使得氧氣更容易通過磁鐵之間的間隙,空氣逐層通過增氧箱內(nèi)的制氧板,空氣中的氧氣濃度逐漸提高,根據(jù)磁場對磁性粒子的作用力公式,相比兩塊平板磁鐵,這種四棱臺狀的磁鐵磁場梯度變化更大,磁場對氧氣的吸引力更強,氧氣更容易通過。充分考慮流過空氣的流量和含氧量,同塊制氧板上的兩相鄰磁鐵之間需要保證合適的間隙。空氣每經(jīng)過一層制氧板,氧氣濃度便得到一定程度的提高,多層結(jié)構(gòu)利于氧氣濃度的提高。
綜上,該制氧裝置結(jié)構(gòu)較簡單,裝置也可以小型化,因此是個人、家庭、山區(qū)、海島及農(nóng)村等需要富氧的單位較理想的供氧設(shè)備。磁分離富氧與其它制氧方式相比可節(jié)約大量能源,其投資小,維護量少,而且機動性強,不受地區(qū)限制,并且此方法基本對大氣無污染。所以采用磁分離制氧法來提高空氣中的氧氣濃度得到越來越多的重視,具有廣闊的市場前景。
以上所述,僅是本實用新型的較佳實施例,并非對本實用新型作任何限制,凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化,均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。