[发明专利]海水淡化设备中的电磁分离部件

权利要求书

1.一种海水淡化设备中的电磁分离部件；电极采用铝、钛、钽、铌和铜导体材料制作，独口圈缠绕在磁芯上；其特征在于：用四筒板构成一中空直棱柱直筒，直筒底面为矩形、筒轴线在竖向，在横向两侧筒板为纵板，在纵向两端筒板为横板，沿筒轴线把直筒中空部分竖向正中间段分成a柱和b柱，ab柱界面是一平行于纵板平面；在两横板上都有一筒口，筒口是一直角梯形或直角三角形开口，大底或一直角边在上端、宽≥a柱宽、与a柱上端面共面，斜腰或斜边是a柱横竖向侧面对角线，直腰或另一直角边、高＝a柱高、在b柱或界面，小底或一顶点在下端、与a柱下端面共面；独磁是两磁极端面相同、平行和正对的C型交流电磁铁；磁体由q只相同独磁组成，所有独磁上下磁极分别紧挨排成一列、每一列磁极的端面都拼成一完整直面矩形极面；用一磁体，使整个a柱在两极面间、整个b柱都不在两极面间、两极面垂直于筒轴线；在ab柱上下端分别相接柱管；用ab水管分别连接ab柱上柱接管与进水管、c水管连接a柱下柱接管与淡水管、d水管连接b柱下柱接管与浓水管；上下柱是上下端柱管，相接是设计制作时为一整体或互接为一整体，连接是能组装固定又能拆卸分离；与横板联接结构有两种：甲是用两电极、两极盒和两水管；电极是若干电连接在一起的导体棒片块；极盒是一密封内空长方体，极盒上有一开口，即：盒口；每一极盒内放置一电极；直筒每一筒口都与一极盒盒口用一水管联接；乙是用一口磁和一芯管；口磁是口型交流电磁铁；芯管是一水管；芯管两端口与直筒两筒口联接，芯管直筒成一圈或一圈以上环状套在口磁磁芯上；联接是指采用相接或活节连接或法兰盘连接；两电极及独圈两端或独口圈两端接频率为f(赫)的交流电源；独圈和口圈是独磁线圈和口磁线圈；I是两电极或口圈两端接交流电源后、在a柱海水内产生的电流；B是独圈两端接交流电源后、在两极面间产生的磁场及磁感强度；I和B是频率同为f、同时改变方向；I和B的方向使a柱内沿I方向运动的阳离子所受洛仑兹力从a柱侧纵板内侧指向b柱；海水从上柱接管流入直筒、从下柱接管流出直筒，在a柱内的流向与B和筒轴线平行、与I垂直。

2.根据权利要求1所述的海水淡化设备中的电磁分离部件；其特征在于：直筒由顺次相接的竖置acbd直面板和二筒管构成；ab板是纵板，cd板为横板，筒板竖向中位线共面；纵板为矩形，高宽厚＝G、λ＋2￡、￡，G≤20cm、λ≤10m、￡＝0.5~10mm；横板为外凸八边形，厚＝￡，八边长＝?、D、γ、G、γ、D、?、G＋2D，?＝β＋φ＋￡，β≤10cm、φ＝0～10cm、γ≤10cm、D＝(0.5~1)×α、α≤10cm；D、G和G＋2D边为竖向竖边、γ和?边为端边，G＋2D和G边与ab板竖边内侧相接、横板外侧与ab板竖边齐平；筒口为直角梯形开口，大底、直腰、小底和斜腰长＝β＋δ、G、δ、ζ，δ＝0~5mm、ζ²＝G²＋β²；β＋δ和δ边与上下γ边齐平、β＋δ和ζ边相交的顶点在G＋2D边上；竖置、斜置和橫置是直面板片块侧面在竖向、倾斜和横向，竖边是竖斜置板片块的竖向或倾斜边、端边是竖斜置板片块横向边、纵边和横边是横置板片块的纵向边和横向边，高长宽是竖边长、纵边长、横端边长；变口是一内空长方体，两横竖向侧面分别有一矩形和一圆形开口，内空长＝0.5~5cm，壁厚＝￡；道管是一圆管、内半径＝r、壁厚＝￡，2πr²≥(β＋2δ)G；筒管由一连管和一变口构成；连管是一道管、长＝1~45cm，变口内空高宽＝G、ω，ω＝?＋γ＋0~20mm、ω≥2r；圆形开口内半径＝r、口边周围与连管相接、口边与连管内侧齐平，矩形开口高宽＝G、?＋γ，口边周围与ab板竖边及横板片外侧相接、口边与ab板片内侧和横板上下γ边齐平，矩圆形端口在变口侧面中央、中心连线与连管轴线共线、垂直于横板；柱管分为直柱和折柱，直筒上下端都相接一折柱和一直柱；上直、上折、下直和下折是上下端直折柱；直筒上柱相接：a板上端边外侧与上折折板无片纵边相接、上端边与上折填片下端边未接折板部分相接、上端边与折板上侧齐平，横板G＋2D边上端未接a板部分与上折填片无片竖边相接，无片是未相接柱片；上折端板两横边下侧与横板上?边相接、横板侧面与端板横边齐平，b板上端边和两横板上γ边与上直bad片下端边相接、横板上D边与上直横片无片竖边相接、筒板柱片侧面齐平，上直c片下端边横片侧部分与横板上?边相接、下端边外侧与上折端板无片纵边相接、c片端边与端板内侧齐平；直筒下柱相接与直筒上柱相接相同；独磁两磁极在上折直和下折直c片之间、一侧面紧贴折柱c片、极面紧贴折柱端板、极面中心连线与筒轴线平行、端板纵向中位线相交；U是并联的所有独圈，L是U两端电感值；挡板是十二边形竖置直面板，数量＞2，厚＝ρ，十二边长＝γ、G＋2H、γ、H－D、φ、D－￡、δ、G、δ、D－￡、φ、H－D，H≤30cm，ρ＝(0.1~1)×￡；G＋2H、H－D、D－￡和G边为竖向竖边，φ、γ和δ边为端边，δ、G和δ边构成内凹、其余边外凸，G＋2H边与b板和上下直a片垂直相接、两γ边与上下直口壁相接、两H－D边与上下直c片相接、两φ边与上下折端板相接，挡板间距相等、横挡板间距相等、挡板间距＝横挡板间距；在进水管上装一流量控制阀或电磁控流阀，在abcd水管上分别装一折阀、一直阀、一淡阀和一浓阀；折直阀流量比＝ab柱横积比，横积是横纵向过流面积；直阀流量＝浓阀流量，折阀流量＝淡阀流量，折直阀流量比值＜3；在c水管内装一电导率仪电极，电极与电导率仪连接；折直淡浓阀最终流量值设定：使a柱内水流初始流速＝(0.6~0.8)×设计设定a柱内水流速度，开启电磁分离部件和电导率仪，在电导值不为零时，按流量比分次逐渐减小折直淡浓阀流量，直到电导值刚为零为止；在电导值为零时，按流量比分次加大折直淡浓阀流量，直到电导值刚不为零，就使折直淡浓阀流量恢复到电导值刚不为零前的状况为止，此时即为最终流量设定值；用甲时，㈠一直筒两连管与两极盒盒管联接；㈡一电极由若干极块拼成，同一电极极块接电源同一极、两电极极块等数，f＞0两电极极块相同，f＝0阳极块用石墨及铅和涂钌铁或钛、阴极块用不锈钢；极块是板柱和块柱，板柱是一若干彼此平行等间距导体片熔接在一导体棒上的结构，片厚＝0.05~0.5mm、间距＝0.01~0.5mm，棒接导线、截面尺寸依通导电流设定；块柱是开孔多孔或泡沫导体块，块柱孔径≤0.1mm、通孔率≥80％；除ξ＜分解电压导体可为裸面、f＝0赫导体为裸面外，极块导体表面有耐腐绝缘漆或氧化膜或绝缘膜；裸面导体耐腐，ξ(伏)是两电极或口圈两端电压；㈢极盒由一底、一盖、四壁、一盒管和两圆管构成，底盖壁管厚＝￡，极盒内空高长宽＝电极高＋σ、电极长＋σ、电极宽＋σ，σ＝(0~1)×β，电极高宽均≥2r；底盖四壁构成长方体、壁竖置、盖底横置，盖为一体、底壁为一体、盖与壁采用弹簧扣连接；盒口在一壁上、为圆形开口、半径＝r、圆心是壁中心，盒管是一道管、长＝1~45cm，盒管与盒口周围相接、端口内侧与口边齐平；在盖底正中央各有一圆孔，圆孔周围相接一圆管、端口内侧与孔边齐平，圆孔直径＝圆管内直径＝5~10mm、圆管长＝1~3cm，用ef水管分别连接盖圆管和进水管、底圆管和浓水管，在ef水管上分别装一冷阀和一热阀，冷阀流量＝热阀流量＝0~100克／秒；在盖底内侧相接若干矩形截面压条，压条横截面高宽＝0.5σ＋0.1~5mm、￡，压条一端在圆孔口边、另一端距壁0.5σ、轴线与圆孔半径共线，压条用弹性材料制作；㈣f＞0时，用下列之一：(a)一?和一?两端都接ab端、一U两端接ac端；(b)一?、一?和一U两端都接de端；?是两电极及其在海水中的电容量，?是补偿电感及其电感值，abc端是一两输出变压器的共地抽头和两非地抽头，de端是一交流电源两极；用(a)时?依4π²f²?ξ＝?×ac端匝数／(L×ab端匝数)＋ξ／?设定，4π²f²?ξL×ab端匝数＝?×ac端匝数时不设?；用(b)时?依4π²f²?L?＝L＋?设定，4π²f²?L＝1时不设?；?(伏)是独圈两端电压；f＝0时，用下列之一：「a」一?接一电源两极、一U接另一电源两极；「b」一?和一U两端都接同一电源两极；用乙时，[1]一芯管在口磁磁芯上缠绕τ圈Φ厚P高，一芯管两端与一直筒两连管联接，芯管与口磁磁芯间距＝F、F＝0~25mm；芯管是一道管，长依口磁磁芯截面尺寸、τ和Φ设定；[2]f＞0并用下列之一：(i)一口圈、一?和一u两端都接de端；(ii)一口圈和一?两端都接ab端、一u两端接ac端；(iii)一U、一?和一?两端都接de端；(iv)一U和一?两端都接ab端、一?两端接ac端；(i)(ii)中?依4π²f²?×口圈电感值＝1设定；(iii)(iv)中?依4π²f²?L＝1设定；?是补偿电容及其电容量，u是串联的一移相电容和一U、或每一独圈串联一移相电容后再并联，?是串联的一口圈与一移相电容，移相电容电容量是使口独圈电流相位相差90⁰的电容量；单构是由一直筒、四柱管、一磁体、一组折直浓淡阀及水管和一电导率仪构成的组合体；上述电磁分离部件中的单构可改为由j组线构和两连构构成的复构；线构是首尾连接成一线的t只单构；连构是由j只单管和一只并管构成，单管是一道管、长＝1~90cm，并管是一圆管、内半径＝?、长＝1~15cm，?²＝jr²，连构的单并管一端口相接相通；在复构中，芯管由两并管构成、两并管一端口相接相通，盒口半径＝盒管内半径＝?，每一线构第1、t单构直筒未接盒管的连管分别与两连构一单管联接，不同单构独磁相同，U是并联的所有复构独圈，每一单构进行阀最终流量值设定；用甲时，两连构并管与两极盒盒管联接；用乙时，两连构并管与芯管两端联接；复构其它设置与单构相同；电磁分离部件要满足：「1」T＝(0.9~1.0)×?；「2」VT＝1.6β；「3」用甲，f＞0赫时，ξ＝1.65×10³×jZηVG(β＋2δ)；Z²＝R²＋1／(2π?f)²，RG(β＋2δ)＝200×μS；f＝0赫时，ξ＝1.65×10⁵×jηV(2μS＋(β＋2δ)G?)＋分解电压；用乙，ξτ＝3.3×10⁵×ηVμSN；式中：T(秒)是a柱内离子从a柱a板侧运动到b柱所需时间，?(秒)是水流通过a柱竖向有效距离G时间，η(g／cm³)是海水盐质量百分含量，V(cm／秒)是a柱内离子从a柱向b柱运动速度，N是口圈匝数，μ(Ω／m)是海水电阻率，?(Ω)是电极分解电阻；单构：用甲S＝一直筒和两盒管轴线长和＋极盒内空长，用乙S＝一直筒和一芯管轴线长和；复构：用甲S＝单构所在线构和两并单管及两盒管轴线长和＋极盒内空长，用乙S＝单构所在线构和两并单管及一芯管轴线长和；S、β、G和δ的单位是cm；直筒、柱管、极盒、挡板、芯筒和连构用非导体非铁磁质材料制作；直折浓淡冷热阀是流量调节阀或控制阀或电磁控流阀。