Генератор кислорода Советский патент 1982 года по МПК C01B13/00 

CS) ГЕНЕРАТОР КИСЛОРОДА

1

Изобретение относится к энергетическим устройствам получения воздуха обогащенного кислородом за счет использования электромагнитных полей и может быть применено в металлургической промышленности.

Известно устройство для получения обогащенного кислородом воздуха, состоящего из системы охлаждения, всасывающего патрубка, в котором установлены кольцевые магниты с коническим отверстием по оси подогревателя. Воздух засасывается вентилятором и, проходя через коническое отверстие магнитов, разделяется на две состав-, is ляющие: кислород и азот 1.

Недостатками известного устройства являются малая производительность, большие гидравлические потери давле-: ния кислорода, большая себестоимость 20 кислорода.

Цель изобретения - повышение-эффективности и производительности устройства.

Цель достигается тем, что в генераторе кислорода, содержащем кожух, холодильник, магнитную систему с магнитопроводом и с полостями, подогреватель и систему отсоса продуктов разделения, магнитная система снабжена сердечниками, разделенными щелями на секции, диэлектрическими стойками и коронирующими электродами, установленными перед щелями Ь полости магнитной системы, а магнитопровод выполнен с шинами, охватывающими в блок секции середечников, и диэлектрические ctoйки.

Сердечники выполнены броневого типа с коническими щелями, а коронирующие электроды расположены вдоль магнитной системы.

Коронирующие электроды выполнены в виде струн, изолированных от кожуха и расположенных на расстоянии от полюсовсердечника.

На фиг. 1 - изображена предложенная конструкция, продольный разрез; 95 на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 фасад .конструкции без хо лодильника; на фиг. - поперечный разрез магнитопровода, а также направление смещения потоков всасываемого воздуха обогащенного кислородом и обогащенного азотом; на фиг. 5 волновая намотка шины магнитопровода (катушки), Генератор кислорода включает всасывающий патрубок Т, катушку 2 магнмгтопровода, выполненную из шин 3 середечиик, состоящий из стоек с - воздушными зазорами 5 в виде клина с направлением узкой части в сторону отсоса кислорода, где полюса ограничиваются вогнутыми поверх ностями 6, образуя каналы между стойками, каналы 8, подогреватель 9 сетчатый холодильник 10, диэлектрическую диамагнитную стойку 11, патрубок отсоса кислорода 12, коронирую щий электрод 13. Генератор кислорода работает следующим образом. С в.ключением воздуходувной машины пропускают ток через шины 3 .катушек Засасывающий атмосферный воздух проходит через сетчатый холодильник 10 в полость всасывающего патрубка, где расположен сердечник броневого типа. Воздух,: Попадая в зону высоконапряженного магнитного поля, рассре дотачивается по поперечному сечению кожуха так, что ближе к щели (воздуш ному зазору 5) преобладает кислород, а по периферии азот, так как кислород обладает большей магнитной восприимчивостью чем азот. Таким образо кислородсодержащая, часТь воздуха концентрируется вдоль всей длины воз душного зазора 5 и отсасывается к потребителю, а азотос:одержащая - вытесняется к периферии и также отсасывается. Воздушный зазор 5 форми клина обеспечивает поддержание . раз ности разряжения воздушного потока на всю длину магнитного полюса. С повышением разности напряжения между стойкой k в районе воздушного зазора 5 и коронирующим электродом 1 ионизируется азотсодержащая среда (диэлектрическая проницаемость азота в 1,009 раз меньше, чем кислорода) и выталкивается магнитным полем У подогревателя 9 кислородсодержащая среда размагничивается. . Так как магнитная чувствительност кислопода изменяется обратно пропор4циально ее абсолютной температуре, то необходимо предварительное охлаждение воздуха в сетчатом холодильнике 10. Уровень концентрации кислорода у потребителя регулируется силой тока в шине, величиной энергии отсосов кислородсодержащей, азотсодержащей среды. На уровень концентрации кислорода влияет температура воздуха и работа сетчатого холодильника. Отбираемый азот может использоваться как защитный газ для подачи, например в мёжконусное пространство доменной печи. Коронирующие электроду установлены перед щелями и пронизываются нагнитным полем выпучивания, Коронирующие электроды выполнены в виде струн, изолированных от корпуса. Сердечник магнита выполнен в броневом исполнении с многосторонними коническими щелями в конических полостя. Сердечники связаны диэлектриками и шинами магнитопровода в-блоки. В корпусе щель магнитной системы и электроды расположены таким образом, что воздушный поток до разделения омывает только электрод, а через щель проходит обогащенный кислородом воздух. Но так как параллельно со щеЛью расположен канал отбора обогащенного кислородом воздуха, то щель выполнена неглубокой (5-7 мм). Следовательно, при помощи вышеуказанных признаков достигают высокую производительность по воздуху (5000 м/мин) с концентрацией кислорода 35 за счет того, что через щель проходит только обогащенный кислородом воздух. Магнитный поток расходуется только для начальной стадии раздела воздуха, а для завершения процесса, используется кинетическая энергия потока воздуха , для создания которой потребуется в 15 - 20 раз меньше электроэнергии. Воздух через щель проходит в один слой и поэтому отсутствует трение между слоями В связи с этим частицы кислорода подвергаются взаимодействию результирующей силы, которая определяется как геометрическая сумма всех элементарных сил действующих в точке пространства, но так как частицы кислорода расположены по одну сторону источника энергии магнитного потока.

РЧ + РХ + V + РП ОТак как сила РО действует только

в одном направлении, то многослойность в потоке воздуха отсутствует, следовательно возрастает КПД устройства. Генератор кислорода такой конст ции может быть установлен на вентиляторах для подачи воздуха горения доменные воздухонагреватели. Расход доменного дутья для одной печи объе мом 5000 м может составлять до 10000 . Устройство характеризуется простотой конструкции и высокой надежностью-. Кроме того, оно не требует больших капитальных затрат и имеет относительно малое гидравлическое с противление движению воздуха формула изобретения . 1.. Генератор кислорода, содержащи кожух, холодильник, магнитную систему с магнитопроводом и полостями, подогреватель и систему отсоса про9583186

дуктов разделения, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности и производительности устройства, магнитная система S снабжена сердечниками, разделенными щелями на секции, диэлектрическими стойками и коронирующими электродами. :установленными перед щелями в полости магнитнои системы, а магнитопровод выполнен с шинами, охватывающими в блок секции сердечников, и диэлектрические стойки. 2.Генератор по п, 1, о т л и чающийся тем, что сердечники выполнены броневого типа с коническими щелями, а коронирующие электроды расположены вдоль магнитной системы, 3.Генератор по п.1, о тли чающийся тем, что коронирукз-; щие электроды выполнены в виде струн, изолированных от кожуха и расположенных на-расстоянии от полосой сердечников . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США tf 3177663, кл. 55 - 100, 1965.

f(-f( It

ff . /.AvxTTt

1

0

.

.

f;

3sa

f ff-ff ffffffff ffffffffffffffj

JJJJ-UJ

rza

ff

fci.4