一种Halbach永磁阵列水处理器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种Halbach永磁阵列水处理器，其结构包括外壳、永磁装置、输水管和布水器。所述永磁装置由3～9组环型永磁阵列及其夹套构成，每组环型永磁阵列由4n(n＝1，2，3，……)个梯形、方形或者是方形加三角形永磁元件按Halbach阵列排布而成，各磁环间的径向充磁元件相互错开呈螺旋形排列。输水管选用非铁薄壁材料，外壁与永磁装置紧贴，内壁与布水器形成环形通道。布水器系中空柱状结构，其中填充远红外活化球、特制矿化球和纯天然托玛琳，通过渗透孔与水流沟通。本实用新型专利技术在凸显单极化效应和自屏蔽效应的同时，消除并利用了管道中央的磁化死角，不仅有强大的磁化能力，还兼具活化、矿化及弱碱化作用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

—种Halbach永磁阵列水处理器
本技术涉及ー种Halbach永磁阵列水处理设备。背景技木现有的水磁化技术大致可分为两类ー是让水流体通过异名磁极相対的腔隙。基于这类技术的磁水器通常是两块正负极磁铁相合而成，技术简单、成本低廉，易于制造，但磁作用因双极相向而相互抵消，磁化效果不好。实例如图I所示。ニ是让水流通过同名磁极合围的管道。基于这类技术的磁水器通常是将所有磁块的正极朝向输水管道而所有的负极被ー根金属导磁环连通，虽然磁化效果较好，但是磁能利用率较低，而且在管道中央存在很大的磁化死角。实例如图2所示。近几年，有人试图将Halbach永磁阵列应用于液体磁化。CN201704112U公开了“一种用于液体磁化的磁环”(图3是其摘要附图)，CN201704111U公布的“水磁化器”描述了同样的磁环。事实上，这种“由若干个环状排列的磁块组成，其中磁块的磁通方向是径向和切线方向交替排列，磁通径向排列的磁块的磁通方向内外交替排列，磁通切线排列的磁块的磁通方向左旋右旋交替排列”的磁环就是典型的Halbach永磁阵列。其拓扑结构如图4所示。Halbach永磁阵列最初由美国的Klous Halbach教授于1979年提出，这种永磁阵列能使一侧的磁场显著加强而另一侧磁场显著削弱，具有強烈的单极化效应和自屏蔽效应，而且容易得到在空间呈正弦分布的磁场。早在20世纪90年代就被成功应用于新一代离子加速器、自由电子激光装置、同步辐射装置等高能物理领域。近十几年，又被应运于永磁无芯电机、磁悬浮列车、磁轴承、永磁血泵等高新
图5给出了经典文献所介绍的几种环型永磁阵列。其中，(a)为传统的径向阵列，(b)、(C)、(d)均为Halbach环型永磁阵列。其实，用作液体磁化尤其是水磁化的永磁装置不一定要求很高的磁场均匀度和正弦分布，也不一定要使弱侧磁场降至很低程度，将典型的典型的Halbach永磁阵列搬用到磁水器中是很不经济的，原因、是扇形磁块材料利用率低、加工成本高、安装非常困难，这样的液体磁化器不但会加重用户不必要的经济负担，而且会造成稀土资源的浪费。CN201732647U公开了如图6所示的“一种改进的Halbach阵列永磁体装置”，同一组申请人之前还专利技术过ー种横截面为新月形的类似装置，但这两种阵列的磁场环周只有一对波峰，根本不适合用作液体磁化。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题针对现有技术存在的不足，本技术主要解决下列问题一是在永磁元件的体积和性能相同的前提下，寻求能产生最佳磁化效果的排列方式；ニ是根据永磁元件充磁方向和排布规律探索构筑阵列的最优方案；三是克服磁能分布波峰与波谷之间的非均衡性；四是防止水流通过磁环中心的低能区域(或称“磁化死角”)；五是尽量减小磁能穿过输水管管壁时因厚度(距离)和材质造成的衰减；六是设法加快水流经过磁路的速度。( 二)所采用的技术方案—种Halbach永磁阵列水处理器,包括外壳I、永磁装置2、输水管3和布水器4 ;其特征在于，所述的外壳I由筒体1-1和2个带有外接镙纹1-4的端盖1-2组成；所述的永磁装置2由3 9组环型永磁阵列2-1、非金属夹套2-2和金属合箍2-3组成；所述的输水管3两端通过联接装置1-3与外壳I密封连接；环型永磁阵列(2-1)及夹套2-2束缚于输水管3之外；所述的布水器4通过支架4-2固定于输水管3的内壁。进一步，所述的环型永磁阵列2-1由4η (η = 1，2，3，……)个梯形或方形或方形加三角形永磁元件按Halbach阵列排布而成，当η为偶数时径向永磁元件都是同名磁极相对；当η为奇数径向永磁元件都是异名磁极相对。更进一步，所述的环型永磁阵列2-1采用方形和三角形元件相间排列的方式，方形元件径向充磁，三角形元件切向充磁。更进一步，所述的环型永磁阵列2-1之间的径向充磁元件相互错开呈螺旋形排列。进一步，所述的输水管3选用非铁薄壁材料，外壁与嵌套在其上的永磁装置2紧密贴切，内壁与布水器4的外周形成环形缝隙通道。进一步，所述的布水器4系中空柱状结构，其中填充远红外活化球、特制矿化球和纯天然托玛琳，通过圆柱侧面的无数渗透孔4-1与水流沟通。永磁阵列的构建方法可以是先拼装后充磁，也可以是先充磁后拼装，但必须优先保证径向充磁元件与输水管紧密贴切。整机组装程序是先将永磁元件2-1及其夹套2-2束缚于输水管3之外，再将输水管3两端通过联接装置1-3与外壳I的密封在一起，最后将布水器4通过支架4-2固定于输水管3的内壁。(三)能产生的有益效果本技术与现有技术相比，具有一些显著而可靠的有益效果第一，能在永磁元件的体积、性能、数量相同的前提下，产生最佳磁化效果；第二，能有效克服永磁元件之强烈吸引和排斥带来的装配麻烦，便于批量生产；第三，能弥补环型阵列磁能分布在波峰与波谷之间的非均衡性，使流经磁路的水分子都得到有效磁化；第四，能去除磁环中心的磁化死角，使水流在得到有效磁化的同时，还能得到活化、矿化和弱碱化。附图说明图I为双极磁化器范例。图2为单极性磁化器范例。图3为CN201704112U专利所述磁环。图4为典型的Halbach永磁阵列的拓扑结构。图5为经典文献所载的环型永磁阵列。图6为CN201732647U专利所述永磁体装置。图7为梯形元件构成的Halbach永磁阵列。图8为本技术所述的永磁阵列水处理器的结构示意图。图9为永磁装置的的轴向横截面之一(内含方形和三角形元件交替构成的Halbach永磁阵列)。图10为永磁装置的的轴向横截面之ニ(内含方形元件构成的Halbach永磁阵列)。图11为实施例I的安装细节示意。图12为实施例2的安装细节示意。图中1、外壳；1-1、筒体；1-2、端盖；1_3、联结装置；1_4、外接镙纹；2、永磁装置；2-1、环形永磁阵列；2-2、非金属夹套；2-3、金属合箍；3、输水管；4、布水器；4_1、渗透孔；4-2、固定支架。具体实施方式接下来參照说明书附图8至图12对本技术作以下详细地说明。实施例一—种由5X8个永磁元件构成的Halbach阵列水处理器,其结构包括外壳I、永磁装置2、输水管3和布水器4。所述外壳I由筒体1-1和2个带有外接镙纹1-4的端盖1_2组成，全部由304不锈钢精制而成。永磁装置2由5组环型永磁阵列2-1、PPR成型夹具2_2和不锈钢合箍2-3组成，每组环型永磁阵列2-1由8个方形永磁元件按Halbach阵列排布而成，各环型永磁阵列2-1间的径向充磁元件相互错开呈螺旋形排列。输水管3选用22X0. 8的304不锈钢薄壁无缝管，外壁与嵌套在其上的永磁装置2紧密贴切，内壁与布水器4外周形成环形缝隙通道。布水器4系由304不锈钢超薄焊接管制成，其中填充远红外活化球、特制矿化球和纯天然托玛琳，通过圆柱侧面的无数渗透孔4-1与水流沟通。整机组装程序是先将永磁元件2-1及其夹套2-2束缚于输水管3之外，再将输水管3两端与外壳I的进出水口焊接在一起，最后将布水器4通过支架4-2固定于输水管3的内壁。组装细节參见图11。实施例ニ ー种由9X (8+8)个永磁元件构成的Halbach阵列水处理器，其结构包括外壳I、永磁装置2、输水管3和布水器4。所述外壳I由筒体1-1和2个带有外接镙纹1-4的端盖1-2组成，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗子凌，
申请(专利权)人：罗子凌，
类型：实用新型
国别省市：