申请日2013.03.27
公开(公告)日2014.10.01
IPC分类号C02F1/48
摘要
一种水处理设备中的电磁分离部件;“C”形b磁铁的磁极成整圈环绕在“口”形a磁铁的磁轭a或线圈a或磁芯a周围,在b磁铁两磁极间放上一导构,导构是一接有上套、浓套和淡套的中空柱体,上套、浓套和淡套底上软管分别接进水管、流富集盐水的浓管和流脱盐水的淡管,原水从上套进入并流经导构,分离成富集盐水和脱盐水后,从流出富集盐水的浓套和流出脱盐水的淡套流出,分别流入浓淡管内。
权利要求书
1.一种水处理设备中的电磁分离部件;导构上套底上软管接水处理设备进水管,两下套底上软管分别接水处理设备流富集盐水的浓管和流脱盐水的淡管,原水从上套进入并流经导构,分离成富集盐水和脱盐水后,从流出富集盐水的浓套和流出脱盐水的淡套流出,分别流入浓淡管内;其特征在于用a磁铁、b磁铁和导构构成电磁分离部件;a磁铁由线圈a、磁轭a和磁芯a构成,磁轭a和磁芯a首尾相接构成完整封闭“口”形磁体磁路;极贴是磁芯a、或线圈a、或磁芯a线圈a、或磁轭a的直柱体段;b磁铁由线圈b、磁轭b、磁芯b和磁极构成,磁轭b、磁芯b和磁极构成“C”形磁体磁路,两磁极端面相同、平行和正对,两磁极间是一环柱体,环柱体截面为完整环形;在电磁分离部件中,环柱体内侧在极贴外侧、成整圈环绕极贴,磁极端面垂直于极贴中轴线、或环柱体内磁极磁场Cb的磁感线与极贴中轴线平行、或环柱体中轴线与极贴中轴线重合或平行;电磁分离部件有四种结构: 由一支a磁铁和一支b磁铁构成,磁极端面是完整环形,在电磁分离部件中,两磁极套在极贴上,磁极端面内侧在极贴外侧、磁极端面垂直于极贴中轴线;由一支中a磁铁和多支b磁铁构成,不同b磁铁的磁极端面是中磁极端面的一部分,依磁极端面同轴向不同横向,把全部b磁铁组合在一起,组合的磁极端面正好是一完整中磁极端面,两组合磁极端面相同且平行正对,在电磁分离部件中,两支组合磁极套在极贴上,组合磁极端面内侧在极贴外侧、组合磁极端面垂直于极贴中轴线,每一支b磁铁Bb=中Bb,Bb为Cb磁感强度,全部b磁铁以相同设置接同一电源、全部b磁铁绕组同向Ib同相,Ib是线圈b电流;由一支a磁铁和多支中b磁铁构成,在电磁分离部件中,多支中b磁铁成上下串联排列,每一b磁铁的两磁极依b磁铁顺序套在极贴上,Ia=∑每一b磁铁在㈠中的Ia,Ia是线圈a电流,Bb=中Bb,由多支a磁铁和一支或多支b磁铁构成,b磁铁是或中b磁铁,多支a磁铁极贴在同一轴向位置横向排拼在一起,排拼的极贴正好是一完整或中a磁铁极贴,在电磁分离部件中,或中的b磁铁磁极按或中的设置要求套在排拼极贴上,磁极端面内侧在排拼极贴外侧、排拼极贴的中轴线垂直于磁极端面,每一a磁铁Ba=或中Ba,Ba为极贴内a磁铁磁场磁感强度,全部a磁铁以相同设置接同一电源、全部a磁铁绕组同向Ia同相;中的b磁铁可用中b磁铁替代;Ij是a磁铁磁场作用在环柱体内形成的涡旋电流;在假定㈠中线圈b移到磁极时,电磁分离部件中的Ij与Ib的相位关系是:Ij和Ib是同频率正弦波,甲设置是Ib与Ij反相,乙设置是Ib与Ij同相;㈠甲用下列两方法之一实现:{1}测定线圈b的电感值,依据线圈b电感值,算出能与线圈b串联后成为纯阻性负载电容的电容值,依据电容的理论电容值,选择确定若干固定电容和一可变电容,固定电容电容值的和+1/2×可变电容最大可调电容值=理论电容值,把全部电容进行并联连接,把并联的电容与线圈b串联连接,再把串联的线圈b电容与线圈a并联,把并联的串联线圈b电容与线圈a接交变电源;{2}先在磁芯a或磁轭a上加线圈c,再把{1}中的串联的并联电容、线圈b与线圈c反接;㈠乙用下列两方法之一实现:<1>测定线圈a的电感值,依据线圈a电感值,算出能与线圈a串联后成为纯阻性负载电容的电容值,依据电容的理论电容值,选择确定若干固定电容和一可变电容,固定电容电容值的和+1/2×可变电容最大可调电容值=理论电容值,把全部电容进行并联连接,把并联的电容与线圈a串联连接,再把串联的线圈a电容与线圈b并联,把并联的串联线圈a电容与线圈b接交变电源;<2>先在磁芯a或磁轭a上加线圈c,再把{1}中的串联的并联电容、线圈b与线圈c正接;上述设置中的可变电容可用半可变电容替代;㈡㈢㈣的甲乙实现方法:除把㈡中每一b磁铁当成一支㈠b磁铁、把㈢中a磁铁和每一b磁铁当成㈠、把㈣中每一a磁铁当成一支㈠或㈢a磁铁外,其余与㈠甲乙实现方法完全相同;原水从垂直于环柱体内a磁铁磁场感生电场Ea电场线流入、流经环柱体,水流流向与极贴或环柱体中轴线走向相同;导构是一上有进水夹层、下有出水夹层、中间是内外直柱体或台体相套的环状中空结构;导构的中间部分与进出水夹层水路相通、套在极贴上、放置在电磁分离部件中的两磁极之间。
2.根据权利要求1所述的电磁分离部件;其特征在于用环套、环板、端板和套柱构成导构;上套和下套称为环套,上套分为上内和上外,下套分为下内和下外,上内和下内称为内套,上外和下外称为外套;内套在磁极与极贴之间、其外壁紧贴磁极端面内圈,外套在磁极外侧、其内壁紧贴磁极端面外圈;环套是由一内壁、一外壁和一底构成、内外壁相套、底在内外壁之间的一夹层结构,内外壁都是矩形底面的中空直柱体,上套底在上端、下套底在下端;内套外长宽=磁极端面内长宽,内长宽=极贴截面长宽、或=外长宽-0.2~15cm,外套内长宽=磁极端面外长宽、外长宽=内长宽+0.2~15cm,环套高=2~30cm;套柱是由一内柱和一外柱构成、内外柱相套的一夹壁结构,内外柱都是矩形底面的中空直台体或柱体;内柱端口外长宽=磁极端面内长宽、或=内套内壁外长宽、或=内套内壁外长宽+0.2~15cm,外柱端口内长宽=磁极端面外长宽、或=外套外壁内长宽、或=外套外壁内长宽-0.2~15cm;导构中没有环板时,内柱或外柱高=两磁极端面间距-2×端板厚度,导构中有一环板时,内柱或外柱高=两磁极端面间距+环板厚度-2×端板厚度-内外壁高度差,导构中有二环板时,内柱或外柱高=两磁极端面间距+2×环板厚度-2×端板厚度-内外壁高度差和;环板是环宽相等的矩形环面板,环板分为外板和内板,内板外长宽=内柱内长宽、内长宽=内套内壁外长宽,外板内长宽=外柱外长宽、外长宽=外套外壁内长宽;端板是矩形环面板,端板分为上板和下板、内外长宽=磁极端面内外长宽,上下板分别紧贴上下磁极端面;套柱上端与上套下端、环板、上板主要有F1F2F3G1G2H1H2七种接法;F1是:不用外板,上内内壁接内板内圈、外壁接上板内圈,内柱接内板外圈,上外外壁接外柱、内壁接上板外圈,此时上内内壁比外壁下端低0.2~1cm;F2是:不用内板,上内内壁接内柱、外壁接上板内圈,上外外壁接外板外圈、内壁接上板外圈,外柱接外板内圈,此时上外外壁比内壁下端低0.2~1cm;F3是:不用环板,上内内壁接内柱、外壁接上板内圈,上外外壁接外柱、内壁接上板外圈;G1是:不用上外和外板,上内内壁接内板内圈、外壁接上板内圈,内柱接内板外圈,外柱接上板外圈,此时内壁比外壁下端低0.2~1cm;G2是:不用上外和环板,上内内壁接内柱、外壁接上板内圈,外柱接上板外圈;H1是:不用上内和内板,上外外壁接外板外圈、内壁接上板外圈,外柱接外板内圈,内柱接上板内圈,此时外壁比内壁下端低0.2~1cm;H2是:不用上内和环板,上外外壁接外柱、内壁接上板外圈,内柱接上板内圈;套柱下端与下套上端、环板、下板主要有XYZ三种接法;X是:不用外板,下内内壁接内板内圈、外壁接下板内圈,内柱接内板外圈,下外内壁接下板外圈、外壁接外柱,此时下内内壁比外壁上端高0.2~1cm;Y是:不用内板,下内内壁接内柱、外壁接下板内圈,下外外壁接外板外圈、内壁接下板外圈,外柱接外板内圈,此时下外外壁比内壁上端高0.2~1cm;Z是:不用环板,下内内壁接内柱、外壁接下板内圈,下外内壁接下板外圈、外壁接外柱;在上述接法中,内外柱与内外壁用端口接端口、端口对齐相接、相接端口的形状尺寸厚度相同,内外柱、内外壁与环板、端板用柱壁端口侧面接板圈边、柱壁上端或下端与板面齐平相接、相接面边形状尺寸相同;导构由F1F2F3G1G2H1H2与XYZ相配构成,导构厚1~3mm;有F1F2F3的导构多设置上套内外壁间距=下套内外壁间距,有G1G2H1H2的导构一般设置上套内外壁间距=(1.5~2.4)×下套内外壁间距;有X的导构多用乙,有Y的导构多用甲,有Z的导构甲乙都用;用甲时,下内是浓套、下外是淡套;用乙时,下外是浓套、下内是淡套;在内外壁间,在环柱体与内柱、或外柱、或内壁、或外壁间,有若干轴径向侧面直面挡板,挡板与相邻的底壁柱相接,挡板宽=内外壁间距,或=环柱体与内柱、或外柱、或内壁、或外壁间距,高=挡板横向位置处导构内空轴向高;上板内侧可设若干横板、下板内侧可设一折环和若干横板;横板是直条板、长=端板环宽、侧面与端板环中间线和面垂直、上或下端与端板相接、两端与端板内外圈齐平、均匀分布在端板上、有相邻挡板时与相邻挡板轴向相接;折环由二长内、二宽内、二长外和二宽外构成,长宽内和长宽外都是梯形直面板,下端分别与下板内圈长、内圈宽、外圈长、外圈宽相接,两底边长分别是中间线长和内圈长、中间线宽和内圈宽、中间线长和外圈长、中间线宽和外圈宽,宽内外、长内外均是上端相接,宽长内、宽长外均是侧边相接;下板上的横板穿过折板、两侧面与折板相接;折环高和横板高=内外壁高度差、或=0.2~1cm,厚1~3mm;部分或全部环套可变形为:“╗”形结构,或底面在轴向、内外壁在横向的结构;在实际运用、或当极贴截面和磁极端面为非矩形和非矩形环、或导构上下端外侧使用与端板内侧齐平结构时,上述导构部件的矩形和矩形设置、或其它设置作相应改变;导构使用非导电非导磁材料制作;在进水管上、或在上套与进水管的连接管路上接一进阀,在浓淡管上、或在下套与浓淡管的连接管路上分别接一浓阀和淡阀,进阀、浓阀和淡阀是一调节阀、或控制阀、或节制阀、或闸阀;在使用微洞磁极时,导构只留一下套、两端板和一套柱,端板设置有与磁极微洞相应微孔,上磁极上端和下磁极下端分别与进水管和淡管水路相通,下套底上软管与浓管水路相通;在以及使用结构的㈣中,可用并串联两种水路接法,并联接法是:所有导构上套底上软管都与进水管水路相通、两下套底上软管分别与浓淡管水路相通;串联接法是:所有导构浓套底上软管都与浓管水路相通,第一支导构上套底上软管与进水管水路相通,下一支导构上套底上软管接上一支导构淡套底上软管,最后一支导构淡套底上软管与淡管水路相通。
3.根据权利要求1所述的电磁分离部件,其特征在于在a磁铁中,极贴横截面为矩形、或圆形、或多边形、或中间矩形两头半圆形、或椭圆形,线圈a缠绕在磁芯a上、与磁芯a共中线;在b磁铁中,磁轭b和磁芯b连接两支磁极,磁轭b的两端分别与磁芯b和磁极相接;线圈b缠绕在磁芯b上、与磁芯b共中线;㈠或㈢中的磁极端面内圈多为与极贴横截面轮廓线成相似形的图形,磁极端面内圈尺寸=极贴尺寸、或=极贴尺寸+0.4~30cm,两磁极端面完全相同、端面环宽相等、环宽=0.1~15cm、端面间距≤20cm;㈠或㈢中的b磁铁除常用制作方法制作外,还可用下述方法制作:把软磁材料薄片剪成矩形片、再把矩形片叠制成一矩形块,矩形块的厚度=磁极端面环宽、宽=磁极端面环外圈长+0.5~10cm,弯曲矩形块宽边,使同一宽边两角正对重叠、长边中部仍为直面,使正对重叠两角过两角顶点截面环的周长=磁极端面环外圈长、桥接重叠的两角,使截面环变成与磁极端面相同图形,再沿长边弯曲矩形块,使长边两端截面环正好相对、两截面环距离=两磁极间距离,沿的截面环剪切矩形块、剪切面垂直于矩形块长边、两处剪切面平行,把线圈b缠绕在长边中间区域上;㈡中的b磁铁除常用制作方法制作外,也可用上述方法制作,此时把桥接重叠的两角变成相离、或不弯曲宽边;a磁铁的一磁轭a与a磁铁的其它部分、b磁铁的一磁轭b与b磁铁的其它部分多用组装时再固定连接,在a、b磁铁或a磁铁或b磁铁可避免采用这种结构时,就不能采用这种结构;磁芯a、磁轭a、磁芯b、磁轭b和磁极用高电阻率或表面有绝缘防腐漆的软磁材料粉压制、或条片叠制而成,㈠磁极中的条片横向不能成整圈;a、b磁铁分别用防腐绝缘漆或环氧树脂等浸沥烘干;磁极分为轴向有微洞和没有微洞两种,有微洞磁极可用四种方法实现:[1]制作时直接用钻具钻微洞或预留微洞,[2]使用开孔泡沫软磁材料,[3]使用瓦楞形薄片叠制;电源电压V(v)任意选定,线圈a的匝数Na可由Ij=VS/(NaμL)确定,Ij一般在100~100000,式中的S(m2)=磁极端面环宽×两磁极端面有效距离、L(m)是两磁极端面环中间线长、μ是原水电阻率;线圈b匝数Nb依Bb≥0.4T确定,在使用线圈c电压Vc(v)=V(v)时,线圈c匝数Nc可依Nc=Na确定;㈠可用下述方法确定可变电容的调节值:在淡套内、或淡套环板下方环柱体一侧、或折环淡套一侧,放置两侧面在轴径向、侧面平行正对的金属片,金属片的高×宽=0.2~1cm×0.2~1cm,使金属片与导构外侧插座相接;检测用的电源是一有输出电流和功率显示值、频率≥1500Hz的电源;把电导计表笔或检测电源输出插头插入插座,开启电磁分离部件,打开电导计或电源,缓慢微调可变电容,观察电导计电导或检测电源输出电流功率显示值变化,在稳定显示值最小时,就不再微调,此时的可变电容值即为确定的调节值;金属片可装在挡板或横板内或侧面,也可独立安装;当显示值没有达到最小而可变电容可调值已用完时,可增加或减少并联的固定电容个数或把已有固定电容换成不同数值固定电容,再重新开始进行微调,每次增加或减少的固定电容值应等于或接近于1/2×可变电容最大可调电容值;在㈡中或㈢㈣中有多支可变电容时,金属板在每一与并联电容串联的a或b电磁铁所在区域的横向中间位置,两金属板相距0.2~0.8cm,微调单个可变电容时,是所有电导计或检测电源显示值稳定在最小时,才停止微调,微调所有可变电容时,要依序、逐个、循环和反复进行,直到每一可变电容再调显示值就不是最小值时为止,上述的其它设置和操作与㈠相同;㈠可用下列方法最终确定进水量、富集盐水和脱盐水的流量及流量比:当上述确定可变电容调节值过程完成后,在电导或输出电流功率显示值不为零时,就缓慢往大调浓阀、往小调淡阀,直到显示值稳定在零值;在显示值为零时,就缓慢往小调浓阀、往大调淡阀,到显示值开始有变化后,再让进浓淡阀同时缓慢后退一点点,让显示值恢复稳定在零值,再缓慢往大调进阀,同时按淡浓管上显示的流量比同时往大调淡浓阀,到显示值开始有变化后,再让进浓淡阀同时缓慢后退一点点,让显示值恢复稳定在零值,然后试着缓慢往大调淡阀、往小调浓阀的流量,直到显示值开始有变化,再让进浓淡阀同时缓慢后退一点点,让显示值恢复稳定在零值;上述过程要反复多次,直到确定最佳比例出现再停止;㈡㈢㈣进水量、富集盐水和脱盐水的流量及流量比的最终确定:除把㈢中a磁铁和每一b磁铁导构当成㈠,其余的与㈠的确定方法完全相同。
说明书
一种水处理设备中的电磁分离部件
技术领域:
本发明涉及水处理设备,具体是水处理设备中的电磁分离部件。
背景技术:
现今用于水处理设备中的分离部件有:蒸馏、电渗析和反渗透。蒸馏设备可细分为多级闪化(MSF)、多级蒸馏(MED)和蒸汽压缩(VC),其中技术最成熟的多级闪化中的分离部件主要有两个系统:一个是加热区,一般用蒸气做热源,蒸气冷凝后回到锅炉。另一个为闪化区,一般为一个多级闪化与热回收区。电渗析设备中的分离部件由膜堆、极区和夹紧装置组成。膜堆包括若干个膜对,一张阳膜、一张浓(或淡)室隔板、一张阴膜、一张淡(或浓)室隔板组成一个膜对,隔板放在阳、阴膜之间。极区包括电极、极水框和保护室,极区设在膜堆两端。盖板和螺杆把极区和膜堆连成整体。反渗透设备中的分离部件有:板框式、管式、螺旋卷式及中空纤维式。板框式由若干块圆形多孔透水板重叠组成。透水板两面都贴有反渗透膜,膜四周用胶粘剂和透水板外环密封。透水板外环有密封团支撑。管式是把膜和支撑物制成管状,将两者装在一起,再将一定数量的管,以一定方式联成一体。螺旋卷式是把几个膜元件串联起来,装入圆筒形耐压容器中。膜元件是在两层膜中间夹一层多孔的柔性格网,将它们的三边粘合密封起来,在下面铺一层供废液体通过的多孔透水格网,将另一开放边与一根多孔集水管密封联接,以集水管为轴,将膜叶螺旋卷紧而成。中空纤维式是将成束的外径为50~100μm、内径为25~42μm的中空纤维膜弯成U字形装入耐压圆筒容器中,将纤维膜开口端固定在环氧树脂管板上。蒸馏、电渗析和反渗透中的分离部件的脱盐能耗都很高,在这三种当中,反渗透能耗最低,仅为电渗析的二分之一、蒸馏的四十分之一,但目前世界上有准确报道的反渗透水处理设备脱盐能耗最低耗电量也达6kwh/T。
发明内容:
发明目的:
本发明需要解决的技术问题是克服背景技术的不足,提供一种低能耗的水处理设备中的电磁分离部件。
技术方案:
主要构想:用a磁铁、b磁铁和导构构成电磁分离部件;a磁铁由线圈a、磁轭a和磁芯a构成,磁轭a和磁芯a首尾相接构成完整封闭“口”形磁体磁路;极贴是磁芯a、或线圈a、或磁芯a线圈a、或磁轭a的直柱体段;b磁铁由线圈b、磁轭b、磁芯b和磁极构成,磁轭b、磁芯b和磁极构成“C”形磁体磁路,两磁极端面相同、平行和正对,两磁极间是一环柱体,环柱体截面为完整环形;在电磁分离部件中,环柱体内侧在极贴外侧、成整圈环绕极贴,磁极端面垂直于极贴中轴线、或环柱体内磁极磁场Cb的磁感线与极贴中轴线平行、或环柱体中轴线与极贴中轴线重合或平行;电磁分离部件有四种结构:由一支a磁铁和一支b磁铁构成,磁极端面是完整环形,在电磁分离部件中,两磁极套在极贴上,磁极端面内侧在极贴外侧、磁极端面垂直于极贴中轴线;由一支中a磁铁和多支b磁铁构成,不同b磁铁的磁极端面是中磁极端面的一部分,依磁极端面同轴向不同横向,把全部b磁铁组合在一起,组合的磁极端面正好是一完整中磁极端面,两组合磁极端面相同且平行正对,在电磁分离部件中,两支组合磁极套在极贴上,组合磁极端面内侧在极贴外侧、组合磁极端面垂直于极贴中轴线,每一支b磁铁Bb=中Bb,Bb为Cb磁感强度,全部b磁铁以相同设置接同一电源、全部b磁铁绕组同向Ib同相,Ib是线圈b电流;由一支a磁铁和多支中b磁铁构成,在电磁分离部件中,多支中b磁铁成上下串联排列,每一b磁铁的两磁极依b磁铁顺序套在极贴上,Ia=∑每一b磁铁在㈠中的Ia,Ia是线圈a电流,Bb=中Bb,由多支a磁铁和一支或多支b磁铁构成,b磁铁是或中b磁铁,多支a磁铁极贴在同一轴向位置横向排拼在一起,排拼的极贴正好是一完整或中a磁铁极贴,在电磁分离部件中,或中的b磁铁磁极按或中的设置要求套在排拼极贴上,磁极端面内侧在排拼极贴外侧、排拼极贴的中轴线垂直于磁极端面,每一a磁铁Ba=或中Ba,Ba为极贴内a磁铁磁场磁感强度,全部a磁铁以相同设置接同一电源、全部a磁铁绕组同向Ia同相;中的b磁铁可用中b磁铁替代;Ij是a磁铁磁场作用在环柱体内形成的涡旋电流;在假定㈠中线圈b移到磁极时,电磁分离部件中的Ij与Ib的相位关系是:Ij和Ib是同频率正弦波,甲设置是Ib与Ij反相,乙设置是Ib与Ij同相;㈠甲用下列两方法之一实现:{1}测定线圈b的电感值,依据线圈b电感值,算出能与线圈b串联后成为纯阻性负载电容的电容值,依据电容的理论电容值,选择确定若干固定电容和一可变电容,固定电容电容值的和+1/2×可变电容最大可调电容值=理论电容值,把全部电容进行并联连接,把并联的电容与线圈b串联连接,再把串联的线圈b电容与线圈a并联,把并联的串联线圈b电容与线圈a接交变电源;{2}先在磁芯a或磁轭a上加线圈c,再把{1}中的串联的并联电容、线圈b与线圈c反接;㈠乙用下列两方法之一实现:<1>测定线圈a的电感值,依据线圈a电感值,算出能与线圈a串联后成为纯阻性负载电容的电容值,依据电容的理论电容值,选择确定若干固定电容和一可变电容,固定电容电容值的和+1/2×可变电容最大可调电容值=理论电容值,把全部电容进行并联连接,把并联的电容与线圈a串联连接,再把串联的线圈a电容与线圈b并联,把并联的串联线圈a电容与线圈b接交变电源;<2>先在磁芯a或磁轭a上加线圈c,再把{1}中的串联的并联电容、线圈b与线圈c正接;上述设置中的可变电容可用半可变电容替代;㈡㈢㈣的甲乙实现方法:除把㈡中每一b磁铁当成一支㈠b磁铁、把㈢中a磁铁和每一b磁铁当成㈠、把㈣中每一a磁铁当成一支㈠或㈢a磁铁外,其余与㈠甲乙实现方法完全相同;原水从垂直于环柱体内a磁铁磁场感生电场Ea电场线流入、流经环柱体,水流流向与极贴或环柱体中轴线走向相同;导构是一上有进水夹层、下有出水夹层、中间是内外直柱体或台体相套的环状中空结构;导构的中间部分与进出水夹层水路相通、套在极贴上、放置在电磁分离部件中的两磁极之间。
具体技术方案:导构上套底上软管接水处理设备进水管,两下套底上软管分别接水处理设备流富集盐水的浓管和流脱盐水的淡管,原水从上套进入并流经导构,分离成富集盐水和脱盐水后,从流出富集盐水的浓套和流出脱盐水的淡套流出,分别流入浓淡管内;其特征是:用环套、环板、端板和套柱构成导构;上套和下套称为环套,上套分为上内和上外,下套分为下内和下外,上内和下内称为内套,上外和下外称为外套;内套在磁极与极贴之间、其外壁紧贴磁极端面内圈,外套在磁极外侧、其内壁紧贴磁极端面外圈;环套是由一内壁、一外壁和一底构成、内外壁相套、底在内外壁之间的一夹层结构,内外壁都是矩形底面的中空直柱体,上套底在上端、下套底在下端;内套外长宽=磁极端面内长宽,内长宽=极贴截面长宽、或=外长宽-0.2~15cm,外套内长宽=磁极端面外长宽、外长宽=内长宽+0.2~15cm,环套高=2~30cm;套柱是由一内柱和一外柱构成、内外柱相套的一夹壁结构,内外柱都是矩形底面的中空直台体或柱体;内柱端口外长宽=磁极端面内长宽、或=内套内壁外长宽、或=内套内壁外长宽+0.2~15cm,外柱端口内长宽=磁极端面外长宽、或=外套外壁内长宽、或=外套外壁内长宽-0.2~15cm;导构中没有环板时,内柱或外柱高=两磁极端面间距-2×端板厚度,导构中有一环板时,内柱或外柱高=两磁极端面间距+环板厚度-2×端板厚度-内外壁高度差,导构中有二环板时,内柱或外柱高=两磁极端面间距+2×环板厚度-2×端板厚度-内外壁高度差和;环板是环宽相等的矩形环面板,环板分为外板和内板,内板外长宽=内柱内长宽、内长宽=内套内壁外长宽,外板内长宽=外柱外长宽、外长宽=外套外壁内长宽;端板是矩形环面板,端板分为上板和下板、内外长宽=磁极端面内外长宽,上下板分别紧贴上下磁极端面;套柱上端与上套下端、环板、上板主要有F1F2F3G1G2H1H2七种接法;F1是:不用外板,上内内壁接内板内圈、外壁接上板内圈,内柱接内板外圈,上外外壁接外柱、内壁接上板外圈,此时上内内壁比外壁下端低0.2~1cm;F2是:不用内板,上内内壁接内柱、外壁接上板内圈,上外外壁接外板外圈、内壁接上板外圈,外柱接外板内圈,此时上外外壁比内壁下端低0.2~1cm;F3是:不用环板,上内内壁接内柱、外壁接上板内圈,上外外壁接外柱、内壁接上板外圈;G1是:不用上外和外板,上内内壁接内板内圈、外壁接上板内圈,内柱接内板外圈,外柱接上板外圈,此时内壁比外壁下端低0.2~1cm;G2是:不用上外和环板,上内内壁接内柱、外壁接上板内圈,外柱接上板外圈;H1是:不用上内和内板,上外外壁接外板外圈、内壁接上板外圈,外柱接外板内圈,内柱接上板内圈,此时外壁比内壁下端低0.2~1cm;H2是:不用上内和环板,上外外壁接外柱、内壁接上板外圈,内柱接上板内圈;套柱下端与下套上端、环板、下板主要有XYZ三种接法;X是:不用外板,下内内壁接内板内圈、外壁接下板内圈,内柱接内板外圈,下外内壁接下板外圈、外壁接外柱,此时下内内壁比外壁上端高0.2~1cm;Y是:不用内板,下内内壁接内柱、外壁接下板内圈,下外外壁接外板外圈、内壁接下板外圈,外柱接外板内圈,此时下外外壁比内壁上端高0.2~1cm;Z是:不用环板,下内内壁接内柱、外壁接下板内圈,下外内壁接下板外圈、外壁接外柱;在上述接法中,内外柱与内外壁用端口接端口、端口对齐相接、相接端口的形状尺寸厚度相同,内外柱、内外壁与环板、端板用柱壁端口侧面接板圈边、柱壁上端或下端与板面齐平相接、相接面边形状尺寸相同;导构由F1F2F3G1G2H1H2与XYZ相配构成,导构厚1~3mm;有F1F2F3的导构多设置上套内外壁间距=下套内外壁间距,有G1G2H1H2的导构一般设置上套内外壁间距=(1.5~2.4)×下套内外壁间距;有X的导构多用乙,有Y的导构多用甲,有Z的导构甲乙都用;用甲时,下内是浓套、下外是淡套;用乙时,下外是浓套、下内是淡套;在内外壁间,在环柱体与内柱、或外柱、或内壁、或外壁间,有若干轴径向侧面直面挡板,挡板与相邻的底壁柱相接,挡板宽=内外壁间距,或=环柱体与内柱、或外柱、或内壁、或外壁间距,高=挡板横向位置处导构内空轴向高;上板内侧可设若干横板、下板内侧可设一折环和若干横板;横板是直条板、长=端板环宽、侧面与端板环中间线和面垂直、上或下端与端板相接、两端与端板内外圈齐平、均匀分布在端板上、有相邻挡板时与相邻挡板轴向相接;折环由二长内、二宽内、二长外和二宽外构成,长宽内和长宽外都是梯形直面板,下端分别与下板内圈长、内圈宽、外圈长、外圈宽相接,两底边长分别是中间线长和内圈长、中间线宽和内圈宽、中间线长和外圈长、中间线宽和外圈宽,宽内外、长内外均是上端相接,宽长内、宽长外均是侧边相接;下板上的横板穿过折板、两侧面与折板相接;折环高和横板高=内外壁高度差、或=0.2~1cm,厚1~3mm;部分或全部环套可变形为:“╗”形结构,或底面在轴向、内外壁在横向的结构;在实际运用、或当极贴截面和磁极端面为非矩形和非矩形环、或导构上下端外侧使用与端板内侧齐平结构时,上述导构部件的矩形和矩形设置、或其它设置作相应改变;导构使用非导电非导磁材料制作;在进水管上、或在上套与进水管的连接管路上接一进阀,在浓淡管上、或在下套与浓淡管的连接管路上分别接一浓阀和淡阀,进阀、浓阀和淡阀是一调节阀、或控制阀、或节制阀、或闸阀;在使用微洞磁极时,导构只留一下套、两端板和一套柱,端板设置有与磁极微洞相应微孔,上磁极上端和下磁极下端分别与进水管和淡管水路相通,下套底上软管与浓管水路相通;在以及使用结构的㈣中,可用并串联两种水路接法,并联接法是:所有导构上套底上软管都与进水管水路相通、两下套底上软管分别与浓淡管水路相通;串联接法是:所有导构浓套底上软管都与浓管水路相通,第一支导构上套底上软管与进水管水路相通,下一支导构上套底上软管接上一支导构淡套底上软管,最后一支导构淡套底上软管与淡管水路相通。
a、b磁铁的具体技术方案:在a磁铁中,极贴横截面为矩形、或圆形、或多边形、或中间矩形两头半圆形、或椭圆形,线圈a缠绕在磁芯a上、与磁芯a共中线;在b磁铁中,磁轭b和磁芯b连接两支磁极,磁轭b的两端分别与磁芯b和磁极相接;线圈b缠绕在磁芯b上、与磁芯b共中线;㈠或㈢中的磁极端面内圈多为与极贴横截面轮廓线成相似形的图形,磁极端面内圈尺寸=极贴尺寸、或=极贴尺寸+0.4~30cm,两磁极端面完全相同、端面环宽相等、环宽=0.1~15cm、端面间距≤20cm;㈠或㈢中的b磁铁除常用制作方法制作外,还可用下述方法制作:把软磁材料薄片剪成矩形片、再把矩形片叠制成一矩形块,矩形块的厚度=磁极端面环宽、宽=磁极端面环外圈长+0.5~10cm,弯曲矩形块宽边,使同一宽边两角正对重叠、长边中部仍为直面,使正对重叠两角过两角顶点截面环的周长=磁极端面环外圈长、桥接重叠的两角,使截面环变成与磁极端面相同图形,再沿长边弯曲矩形块,使长边两端截面环正好相对、两截面环距离=两磁极间距离,沿的截面环剪切矩形块、剪切面垂直于矩形块长边、两处剪切面平行,把线圈b缠绕在长边中间区域上;㈡中的b磁铁除常用制作方法制作外,也可用上述方法制作,此时把桥接重叠的两角变成相离、或不弯曲宽边;a磁铁的一磁轭a与a磁铁的其它部分、b磁铁的一磁轭b与b磁铁的其它部分多用组装时再固定连接,在a、b磁铁或a磁铁或b磁铁可避免采用这种结构时,就不能采用这种结构;磁芯a、磁轭a、磁芯b、磁轭b和磁极用高电阻率或表面有绝缘防腐漆的软磁材料粉压制、或条片叠制而成,㈠磁极中的条片横向不能成整圈;a、b磁铁分别用防腐绝缘漆或环氧树脂等浸沥烘干;磁极分为轴向有微洞和没有微洞两种,有微洞磁极可用四种方法实现:[1]制作时直接用钻具钻微洞或预留微洞,[2]使用开孔泡沫软磁材料,[3]使用瓦楞形薄片叠制;电源电压V(v)任意选定,线圈a的匝数Na可由Ij=VS/(NaμL)确定,Ij一般在100~100000,式中的S(m2)=磁极端面环宽×两磁极端面有效距离、L(m)是两磁极端面环中间线长、μ是原水电阻率;线圈b匝数Nb依Bb≥0.4T确定,在使用线圈c电压Vc(v)=V(v)时,线圈c匝数Nc可依Nc=Na确定;㈠可用下述方法确定可变电容的调节值:在淡套内、或淡套环板下方环柱体一侧、或折环淡套一侧,放置两侧面在轴径向、侧面平行正对的金属片,金属片的高×宽=0.2~1cm×0.2~1cm,使金属片与导构外侧插座相接;检测用的电源是一有输出电流和功率显示值、频率≥1500Hz的电源;把电导计表笔或检测电源输出插头插入插座,开启电磁分离部件,打开电导计或电源,缓慢微调可变电容,观察电导计电导或检测电源输出电流功率显示值变化,在稳定显示值最小时,就不再微调,此时的可变电容值即为确定的调节值;金属片可装在挡板或横板内或侧面,也可独立安装;当显示值没有达到最小而可变电容可调值已用完时,可增加或减少并联的固定电容个数或把已有固定电容换成不同数值固定电容,再重新开始进行微调,每次增加或减少的固定电容值应等于或接近于1/2×可变电容最大可调电容值;在㈡中或㈢㈣中有多支可变电容时,金属板在每一与并联电容串联的a或b电磁铁所在区域的横向中间位置,两金属板相距0.2~0.8cm,微调单个可变电容时,是所有电导计或检测电源显示值稳定在最小时,才停止微调,微调所有可变电容时,要依序、逐个、循环和反复进行,直到每一可变电容再调显示值就不是最小值时为止,上述的其它设置和操作与㈠相同;㈠可用下列方法最终确定进水量、富集盐水和脱盐水的流量及流量比:当上述确定可变电容调节值过程完成后,在电导或输出电流功率显示值不为零时,就缓慢往大调浓阀、往小调淡阀,直到显示值稳定在零值;在显示值为零时,就缓慢往小调浓阀、往大调淡阀,到显示值开始有变化后,再让进浓淡阀同时缓慢后退一点点,让显示值恢复稳定在零值,再缓慢往大调进阀,同时按淡浓管上显示的流量比同时往大调淡浓阀,到显示值开始有变化后,再让进浓淡阀同时缓慢后退一点点,让显示值恢复稳定在零值,然后试着缓慢往大调淡阀、往小调浓阀的流量,直到显示值开始有变化,再让进浓淡阀同时缓慢后退一点点,让显示值恢复稳定在零值;上述过程要反复多次,直到确定最佳比例出现再停止;㈡㈢㈣进水量、富集盐水和脱盐水的流量及流量比的最终确定:除把㈢中a磁铁和每一b磁铁导构当成㈠,其余的与㈠的确定方法完全相同。
有益效果:
由背景技术可知:在已有的分离部件中,反渗透脱盐能耗最低,由于原水渗透压一般很高,所以反渗透脱盐能耗就高。本发明是利用Ea和Cb共同作用将原水分离成富集盐水与脱盐水。Eb和Ih分别是环柱体内b磁铁磁场的感生电场和涡旋电流;在开启的电磁分离部件的导构内,环柱体内的离子Q受到Ea、Eb、Cb和水流流动的共同作用;由于Ih及Ih耗能的理论值大约是Ij及Ij耗能理论值的十亿至千亿分之一,所以Ih(即:Eb)的作用可以忽略;由于Cb磁感线在轴向、Ea电场线环绕极贴且垂直于Cb磁感线、Ij和Ib相位设置使Ij方向改变时Ib(即:Cb)方向也同时改变,所以Q始终受到只朝向环柱体内圈内侧、或只朝向环柱体外圈外侧的洛仑兹力作用,使得甲时内柱外侧、乙时外柱内侧积聚Q而变成富集盐水,甲时外柱内侧、乙时内柱外侧移去或不进Q而变成脱盐水。a磁铁和在环柱体的原水,实际就构成了主绕组是Na匝、次绕组是一匝的“变压器”。以H2Z甲电磁分离部件用于海水淡化为例,假定V=220V、Na=4400匝,两磁极间有效距离=10cm,磁极端面环中间线长=50cm、环宽=1cm、Bb=0.5T,就使Q涡旋运动电流Ij=1万安,即:Q绕极贴涡旋运动的速度>8m/s,Q从外圈移动到内圈的时间<10-5s(注:没有考虑Q的移动阻力);假定此时上外进水流量为10kg/s,即:水流在环柱体内的轴向流速<1m/s(即:水流从上流到下的时间约为10-1s),水流在外内圈间移动速度<0.05m/s(即:水流从外圈运动到内圈的时间<10-1s);如果通过进浓淡阀将浓淡套流量比设置为1:1,就可实现淡化能力432T/日。不包括a磁铁的磁损和线损,a磁铁所耗电功率理论值是500W;b磁铁是储能元件、磁损和线损非常低。H2Z甲电磁分离部件是Q随水流进入环柱体、从外圈移动到内圈,是假设10cm2环截面的环柱体充满了Q,Ij才是1万安,耗电功率理论值才是500W;而象G2Z甲电磁分离部件,是阻止Q随水流进入环柱体,环柱体中只有紧贴内圈、截面为10cm×Lcm2的环有Q,L只有纳米级,所以在其它设置和淡化能力不变的情况下,Ij远小于1万安,耗电功率理论值也远小于500W,Q涡旋运动速度也远大于8m/s。所以本发明的淡化水量特大、脱盐效果特好、脱盐能耗特低。