屏蔽式半磁环结构及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种屏蔽式半磁环结构，包括：内层磁体和两个外层半磁环；两个外层半磁环的磁场方向相同，外层半磁环包括：外屏蔽层、外层半磁环磁体，外屏蔽层侧部设置有开口；外层半磁环磁体固定在外屏蔽层内，外层半磁环磁体的侧部设置有圆形形凹面，圆形凹面位于开口处，两个外层半磁环的圆形凹面位置相对；内层磁体位于两个弧形凹面之间，内层磁体包括：内屏蔽层以及两个半磁体，两个半磁体固定在内屏蔽层内；两个半磁体的磁场方向相同，半磁体的外侧面为弧形凸面；内层磁体、外层半磁环之间的空隙形成工作气隙。本发明专利技术还公开了一种屏蔽式半磁环结构的使用方法。本发明专利技术解决了磁制冷测试系统漏磁问题，而且磁场强度和尺寸能够调节。节。节。

【技术实现步骤摘要】
屏蔽式半磁环结构及其使用方法


[0001]本专利技术属于磁制冷
，具体涉及一种屏蔽式半磁环结构及其使用方法。

技术介绍

[0002]目前，室温磁制冷机的研究主要集中在往复式和旋转式两种，往复式磁制冷机用的永磁磁场是部分闭合磁路磁场，旋转式用的是全闭合磁路磁场。
[0003]基于新型稀土相变制冷工程研究方法，围绕提高稀土磁制冷材料性能的关键科学问题，开展从高通量计算与材料设计、多场调控与性能优化、高通量制备与表征到磁制冷机运行的全链条协同创新研究工作。为了完成以上工作，需要开发高通量制备稀土磁制冷材料的测试平台，测试平台要求有0
‑
1T可调磁场。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种屏蔽式半磁环结构及其使用方法，采用密闭磁场，解决了磁制冷测试系统漏磁问题，而且磁场强度和尺寸能够调节，能够有效利用到高通量制备稀土磁制冷材料的测试平台。
[0005]为达到上述目的，本专利技术使用的技术解决方案是：
[0006]屏蔽式半磁环结构，包括：内层磁体和两个外层半磁环；两个外层半磁环的磁场方向相同，外层半磁环包括：外屏蔽层、外层半磁环磁体，外屏蔽层侧部设置有开口；外层半磁环磁体固定在外屏蔽层内，外层半磁环磁体的侧部设置有圆形形凹面，圆形凹面位于开口处，两个外层半磁环的圆形凹面位置相对；内层磁体位于两个弧形凹面之间，内层磁体包括：内屏蔽层以及两个半磁体，两个半磁体固定在内屏蔽层内；两个半磁体的磁场方向相同，半磁体的形状为半圆形，两个半磁体的底部相对，底面为平面，外侧面为弧形凸面；内层磁体、外层半磁环之间的空隙形成工作气隙。
[0007]进一步，外层半磁环的整体形状为长方体，开口的形状为圆形。
[0008]进一步，外层半磁环磁体、半磁体为NdFeB磁体，NdFeB磁体的工作点Ji≥0.9Br，退磁曲线方形度接近于1。
[0009]进一步，内屏蔽层上下两侧分别设置有半圆形卡槽，两个半磁体分别固定在半圆形卡槽内。
[0010]屏蔽式半磁环结构的使用方法，包括：
[0011]将外层半磁环、内层磁体通过支架分别安装在底座上，内层磁体的支架连接电机转轴，外层半磁环、内层磁体的初始磁化角度为0
°
；工作气隙处放置磁制冷床，磁制冷床通过支架固定在底座上，磁制冷床通过管路连接蓄冷器和散热器；
[0012]电机带动内层磁体转动，内层磁体的磁化角度从0
°
转动到180
°
，内层磁体转动过程中工作气隙内磁场强度减弱，磁制冷床内的室温磁工质颗粒进行退磁，退磁过程中产生的冷量通过管路中换热流体送到蓄冷器；
[0013]内层磁体的磁化角度从180
°
转动到360
°
，内层磁体转动过程中工作气隙内磁场强
度开始增强，磁制冷床内的室温磁工质颗粒进行励磁，励磁过程中产生的热量通过管路中换热流体送到散热器。
[0014]优选的，当内层磁体的磁化角度为180
°
时，外层半磁环、内层磁体的磁场方向相反，工作气隙内磁场强度为0；当外层半磁环、内层磁体的磁场方向相同时，工作气隙内磁场强度为外层半磁环、内层磁体磁场强度的叠加。
[0015]优选的，工作气隙内磁场强度从0T
‑
1T范围内连续不断变化。
[0016]本专利技术技术效果包括：
[0017]本专利技术采用密闭磁场，解决了磁制冷测试系统漏磁问题。内层磁体和两个外层半磁环组成密闭磁场，再加上外屏蔽层、内屏蔽层，有效避免漏磁；外层半磁环结构围成的磁场具有多层次，边缘无漏磁。
[0018]本专利技术磁场的工作空间(工作气隙)的尺寸可调节，磁场强度的大小可以调节。
[0019]本专利技术能够有效利用到高通量制备稀土磁制冷材料的测试平台。
附图说明
[0020]图1是本专利技术中屏蔽式半磁环结构的剖面结构原理图；
[0021]图2是本专利技术中内层磁体和外层半磁环的磁化方向示意图；
[0022]图3是本专利技术中外屏蔽层、内屏蔽层的结构示意图；
[0023]图4是本专利技术中外层半磁环磁体、半磁体的结构示意图。
具体实施方式
[0024]以下描述充分地示出本专利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。
[0025]如图1所示，是本专利技术中屏蔽式半磁环结构的剖面结构原理图。
[0026]屏蔽式半磁环结构，包括：内层磁体2和两个外层半磁环1；两个外层半磁环1的磁化角度相同(磁场方向相同)。外层半磁环1的整体形状为长方体，包括：外屏蔽层11、外层半磁环磁体12，外屏蔽层11侧部设置有开口；开口的形状为圆形。外层半磁环磁体12固定在外屏蔽层11内，外层半磁环磁体12的侧部设置有圆形形凹面13，圆形凹面13位于开口处。两个外层半磁环1的圆形凹面13位置相对。
[0027]内层磁体2位于两个弧形凹面13之间。
[0028]内层磁体2包括：内屏蔽层21以及两个半磁体22，两个半磁体22固定在内屏蔽层21内；两个半磁体22的磁化角度相同(磁场方向相同)，半磁体22的形状为半圆形。两个半磁体22的底部相对，底面为平面，外侧面为弧形凸面23。
[0029]内层磁体2、外层半磁环1之间的空隙形成工作气隙3，半磁体22、外层半磁环磁体12的磁化角度0
°
。工作气隙3处安装磁制冷床，利用磁制冷床与工作气隙3的相对旋转产生变化磁场强度。
[0030]本优选实施例中，内层磁体2、外层半磁环1外侧分别连接支架，内层磁体2或者外层半磁环1的支架设置转轴，转轴安装在底座上并连接电机，底座、转轴之间设置有轴承。
[0031]如图2所示，是本专利技术中内层磁体2和外层半磁环1的磁化方向示意图。
[0032]两个外层半磁环1形成的磁场具有多层次、边缘无漏磁的特点，通过调整两个外层
半磁环1之间的间距能够调整工作气隙3的大小以及磁场大小。工作气隙3内磁场较大，外部磁场密闭。
[0033]工作气隙3与磁制冷床相对旋转，当磁制冷床位于工作气隙3励磁，离开工作气隙3退磁，磁场强度从0T
‑
1T范围内连续变化，磁制冷床产生磁热现象。
[0034]如图3所示，是本专利技术中外屏蔽层11、内屏蔽层21的结构示意图。如图4所示，是本专利技术中外层半磁环磁体12、半磁体22的结构示意图。
[0035]外屏蔽层11、内屏蔽层21的材质为合金，厚度大于3mm，外层半磁环磁体12、半磁体22为NdFeB磁体，NdFeB磁体的工作点Ji≥0.9Br，退磁曲线方形度接近于1。
[0036]内屏蔽层21上下两侧分别设置有半圆形卡槽，按照磁化角度0
°
将两个半磁体22分别固定在半圆形卡槽内。按照磁化角度0
°
将两个外屏蔽层11分别固定在外层半磁环磁体12内。
[0037]屏蔽式半磁环结构的使用方法，具体如下：
[0038]步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种屏蔽式半磁环结构，其特征在于，包括：内层磁体和两个外层半磁环；两个外层半磁环的磁场方向相同，外层半磁环包括：外屏蔽层、外层半磁环磁体，外屏蔽层侧部设置有开口；外层半磁环磁体固定在外屏蔽层内，外层半磁环磁体的侧部设置有圆形形凹面，圆形凹面位于开口处，两个外层半磁环的圆形凹面位置相对；内层磁体位于两个弧形凹面之间，内层磁体包括：内屏蔽层以及两个半磁体，两个半磁体固定在内屏蔽层内；两个半磁体的磁场方向相同，半磁体的形状为半圆形，两个半磁体的底部相对，底面为平面，外侧面为弧形凸面；内层磁体、外层半磁环之间的空隙形成工作气隙。2.如权利要求1所述的屏蔽式半磁环结构，其特征在于，外层半磁环的整体形状为长方体，开口的形状为圆形。3.如权利要求1所述的屏蔽式半磁环结构，其特征在于，外层半磁环磁体、半磁体为NdFeB磁体，NdFeB磁体的工作点Ji≥0.9Br，退磁曲线方形度接近于1。4.如权利要求1所述的屏蔽式半磁环结构，其特征在于，内屏蔽层上下两侧分别设置有半圆形卡槽，两个半磁体分别固定在半圆形卡槽内。5.如权利要求1～4任一项所述的屏蔽式半磁环结构的使用方法，其特征在于，包括：将外层半磁环、内层磁体通过支架分别安装在底座上，内层磁体的支架连接电机转轴，外层半...

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