双列多级串联式磁制冷机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双列多级串联式磁制冷机，包括：制冷仓、循环系统、换热系统、动力装置，制冷仓包括：磁场系统、工质床、动力装置，磁场系统括：多个磁场单体，磁场单体分成两组分别安装在第一工质床和第二工质床的外侧；两组磁场单体分别固定在两个底座上，底座设有齿轮槽；工质床包括第一工质床和第二工质床；动力装置包括：电机、减速机和齿轮；换热系统包括：换热器、蓄冷器，循环系统包括：可编程控制器、隔膜水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀。本实用新型专利技术实现了磁热效应最大化，大大提高了磁制冷工作效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
双列多级串联式磁制冷机


[0001]本技术涉及室温磁制冷领域，具体涉及一种双列多级串联式磁制冷机。

技术介绍

[0002]目前，传统压缩制冷对臭氧层会产生危害，会间接导致人类生存环境的变化。根据蒙特利尔协议和京都协议，气体压缩制冷采用无氟的制冷剂，例如R410。虽然新的制冷工质不再对臭氧产生不利影响，但是会导致温室效应，仍然会破坏自然环境。
[0003]由于在传统压缩气体制冷中，制冷剂被压缩机等熵压缩，再进入冷凝器冷却，进入节流阀，最后出节流阀，进入蒸发器，按照这样循环工作，整个热力学循环的四部分是在制冷剂经过不同机械部分完成的。而室温磁场制冷的热力学循环是在蓄热器中完成循环，制冷剂即磁工质不动，只是磁场强度变化，就能完成热力学循环，这种磁场制冷热流体循环系统大大提高了制冷工作效率。
[0004]但是传统磁制冷方式机械结构复杂，室温磁场制冷中磁工质退磁不完全，磁热效应不完整。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种双列多级串联式磁制冷机，实现了磁热效应最大化，大大提高了磁制冷工作效率。
[0006]为达到上述目的，本技术使用的技术解决方案是：
[0007]双列多级串联式磁制冷机，包括：制冷仓、循环系统、换热系统、动力装置，制冷仓包括：磁场系统、工质床、动力装置，磁场系统括：多个磁场单体，磁场单体之间留有间隙，磁场单体分成两组分别安装在第一工质床和第二工质床的外侧；两组磁场单体分别固定在两个底座上，底座设有齿轮槽；工质床为密闭结构，包括第一工质床和第二工质床，多个磁工质分为两组分别固定在第一工质床和第二工质床内部，磁工质之间留有间隙；动力装置包括：电机、减速机和齿轮，齿轮与齿轮槽相啮合，用于带动底座移动；换热系统包括：换热器、蓄冷器；循环系统包括：可编程控制器、隔膜水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀；第一电磁阀、第三电磁阀相串联，两端通过管路分别连接第一工质床、第二工质床；第二电磁阀、第四电磁阀相串联，两端通过管路分别连接第一工质床、第二工质床；隔膜水泵、第五电磁阀相串联，两端分别连接在换热器一端，换热器的另一端连接在第一电磁阀、第三电磁阀之间的管路上；第二电磁阀、第四电磁阀之间的连接管路与隔膜水泵、第五电磁阀之间的连接管路通过管路相连接；蓄冷器两端通过管路分别连接第一工质床、第二工质床。
[0008]进一步，工质床两端焊接有法兰，法兰安装有过滤网，法兰的外侧连接有支撑板，支撑板的底部固定在制冷仓上。
[0009]进一步，磁工质为稀土金属丝或者稀土金属合金丝，直径为0.1mm
‑
1mm；制冷仓内设置有二极管制冷片。
[0010]进一步，制冷仓内部设置有用于控制制冷仓的起始温度的二极管制冷片，二极管制冷片带有温度传感器；换热器、蓄冷器设置有薄膜铂电阻，薄膜铂电阻用于记录温度变化。
[0011]进一步，管路上设置有真空压力表，工质床、管路、换热器、蓄冷器充满换热流体，蓄冷器外部设置有制冷箱体。
[0012]进一步，可编程控制器分别通过信号线连接隔膜水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀，用于控制启停；可编程控制器通过导线连接电机，用于控制电机的转动方向和动作频率，以控制磁工质进入或者退出磁场的时机；换热器、蓄冷器设置有薄膜铂电阻，可编程控制器通过导线连接真空压力表、温度传感器、薄膜铂电阻，用于采集数据。
[0013]本技术技术效果包括：
[0014]1、本技术提出的双列多级串联式磁制冷机及其热交换方法，能够使磁工质完全充磁退磁，提高磁工质磁热效应利用率，实现了磁热效应最大化，大大提高了磁制冷工作效率。
[0015]2、在传统压缩机制冷中，制冷剂被压缩机等熵压缩，再进入冷凝器冷却，进入节流阀，最后出节流阀，进入蒸发器，按照这样循环工作，整个热力学循环的四部分是在制冷剂经过不同机械部分完成的。本技术中，磁制冷机的热力学循环是在制冷仓、换热系统中完成循环，通过磁场强度变化，就能完成热力学循环，大大提高了制冷工作效率。
[0016]3、磁场与磁工质处于同一位置时充磁，磁场与磁工质处于不同位置时退磁，另一列工作与之相反，这种双列串联式磁制冷方法大大加强了磁制冷运行方式，提高磁制冷效率，使磁制冷效应得到充分利用，有效地缩短制冷时间。
附图说明
[0017]图1是本技术中双列多级串联式磁制冷机的结构原理图；
[0018]图2是本技术中动力装置的结构示意图；
[0019]图3是本技术中双列多级串联式磁制冷机的循环系统图。
具体实施方式
[0020]以下描述充分地示出本技术的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。
[0021]如图1所示，是本技术中双列多级串联式磁制冷机的结构原理图。如图2所示，是本技术中动力装置13的结构示意图。
[0022]双列多级串联式磁制冷机，包括：制冷仓1、循环系统2、换热系统3；制冷仓1利用磁热效应改变磁工质的温度，并将磁工质产生的冷量或者热量传递给换热流体；循环系统通过管路连接换热系统3，用于将换热流体输送到换热系统3；换热系统3用于交换换热流体带出的冷量或者热量。
[0023](1)、制冷仓1包括：磁场系统11、工质床12、动力装置13、二极管制冷片17。
[0024]本优选实施例中，磁场系统11包括：多个磁场单体17，磁场单体之间留有间隙，多个磁场单体17的磁场大小相同方向一致；磁场单体17分成两组分别安装在第一工质床121
和第二工质床122的外侧。磁场单体17采用钕铁硼永磁体。两组磁场单体17分别固定在两个底座15上，底座15设有齿轮槽151。一组固定有磁场单体17的底座15位于第一工质床121两侧，另一组固定有磁场单体17的底座15位于第二工质床122的两侧。两组磁场单体17的位置互相交错排列。
[0025]工质床12为密闭结构，通过管路连接循环系统2，两端焊接有法兰14，法兰安装有过滤网；法兰14的外侧连接有支撑板，支撑板的底部固定在制冷仓1上；多个个磁场单体设置在工质床12的外侧，多个磁工质16分为两组分别固定在第一工质床121和第二工质床122内部，多个磁工质16之间留有间隙。
[0026]在动力装置13的带动下，磁工质16与磁场单体17的相对位置变化，磁工质16移动到间隙位置时，磁工质(磁性材料)16退磁，磁工质16降温；磁工质16由间隙位置移动到磁场单体17的磁场位置时，磁工质16充磁，磁熵减小、晶格熵增大，原子活动加剧，磁性材料升温。磁工质16的材料为稀土金属钆丝，直径为0.1mm
‑
1mm，钆成分占比99％以上，可分段配装钆铽、钆铒合金丝，直径为0.1mm
‑
1mm。
[0027]动力装置13包括电机131、减速机132和齿轮133，齿轮133与齿轮槽151相啮合，用于带动底座15移动。电机131给减速机13本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双列多级串联式磁制冷机，其特征在于，包括：制冷仓、循环系统、换热系统、动力装置，制冷仓包括：磁场系统、工质床、动力装置，磁场系统括：多个磁场单体，磁场单体之间留有间隙，磁场单体分成两组分别安装在第一工质床和第二工质床的外侧；两组磁场单体分别固定在两个底座上，底座设有齿轮槽；工质床为密闭结构，包括第一工质床和第二工质床，多个磁工质分为两组分别固定在第一工质床和第二工质床内部，磁工质之间留有间隙；动力装置包括：电机、减速机和齿轮，齿轮与齿轮槽相啮合，用于带动底座移动；换热系统包括：换热器、蓄冷器；循环系统包括：可编程控制器、隔膜水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀；第一电磁阀、第三电磁阀相串联，两端通过管路分别连接第一工质床、第二工质床；第二电磁阀、第四电磁阀相串联，两端通过管路分别连接第一工质床、第二工质床；隔膜水泵、第五电磁阀相串联，两端分别连接在换热器一端，换热器的另一端连接在第一电磁阀、第三电磁阀之间的管路上；第二电磁阀、第四电磁阀之间的连接管路与隔膜水泵、第五电磁阀之间的连接管路通过管路相连接；蓄冷器两端通过管路分别连接第一工质床、第二工质床。2.如权利要求1所述的双列多级串联式...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兆杰，刘翠兰，黄焦宏，张英德，程娟，金培育，王强，戴默涵，
申请(专利权)人：包头稀土研究院，
类型：新型
国别省市：