CN105909856A - 磁制冷机蓄冷床专用组合阀结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁制冷技术领域，公开了一种磁制冷机蓄冷床专用组合阀结构，包括连接座，连接座内设有单向磁通阀和单向磁断阀，单向磁通阀、单向磁断阀均包括阀套、设在阀套内的阀座，阀座的中心设有与阀套同轴的通孔，阀座的两端设有锥形密封面，阀座的通孔内设有阀芯，阀芯内设有流道，阀芯的一端设有锥形密封块，锥形密封块的锥面上设有与流道连通的排液孔，阀芯的另一端设有锥形密封调节座，锥形密封调节座的端部设有流道同轴连通的喇叭口；单向磁通阀的阀套内设有第一阀芯驱动机构，单向磁断阀的阀套内设有第二阀芯驱动机构。该种组合阀通过蓄冷床上变化的磁场控制通断，灵敏度高、不发热，增强磁制冷机的制冷效果。

Description

磁制冷机蓄冷床专用组合阀结构

技术领域

本发明涉及磁制冷技术领域，尤其涉及一种磁制冷机蓄冷床专用组合阀结构。

背景技术

室温磁制冷是一种新型的制冷技术，与传统蒸汽压缩制冷技术相比，室温磁制冷技术不会引起温室效应，不破坏臭氧层，对环境无危害，热力学循环效率高。磁制冷是一种利用磁热效应的制冷方式，固体磁性物质（磁性离子构成的系统）在受磁场作用磁化时，固体磁性物质对外放出热量；磁化后的固体磁性物质再将其去磁，固体磁性物质又要从外界吸收热量，这种磁性物质在磁场施加与除去过程中所出现的热现象称为磁热效应。磁制冷机中的核心机构为蓄冷床系统，蓄冷床的主要部件是磁场系统和两个蓄冷床（蓄冷管），蓄冷床内填充有多孔的磁热效应材料，每个蓄冷床外侧设置两个转筒：内筒、外筒，每个转筒对应一个磁场，两个磁场相位相差180度，通过内外筒的相对转动就可以对磁热效应材料进行磁化和退磁，从而完成热力学循环。

通常蓄冷床的两端各设置一个电磁阀，两个蓄冷床的冷端均与换热器连接，两个蓄冷床的热端均与水箱连接，水箱的出水口处设置水泵，当其中一个蓄冷床处于磁化状态，另一个蓄能床处于退磁状态，通过电磁阀控制，换热介质从进入退磁状态的蓄冷床内，磁热效应材料吸收换热介质的热量，从而使得换热介质温度降低，低温的换热介质从蓄冷床内流出后进入换热器内，低温换热介质通过换热器吸收周围空气的热量实现制冷；由于退磁、磁化的周期较短，电磁阀动作非常频繁，电磁阀上的线圈会产生大量的热量，该热量被冷端的换热介质吸收，换热介质进入换热器内后吸热能力会下降，从而影响制冷效果。

发明内容

本发明为了克服现有技术中磁制冷机中的蓄冷床上的电磁阀动作频繁，导致线圈散热被换热介质吸收，从而影响换热介质制冷效果的不足，提供了一种根据蓄冷床上的磁场变化自动切换通断、灵敏度高，切换时不会产热的磁制冷机蓄冷床专用组合阀结构。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种磁制冷机蓄冷床专用组合阀结构，包括连接座，所述的连接座内设有相互平行的单向磁通阀和单向磁断阀，单向磁断阀与单向磁通阀中的介质流向相反；所述的单向磁通阀、单向磁断阀均包括阀套、设在阀套内的阀座，阀座的中心设有与阀套同轴的通孔，所述阀座的两端设有锥形密封面，所述阀座的通孔内设有阀芯，所述的阀芯外侧与通孔间隙配合，所述的阀芯内设有流道，所述阀芯的一端设有锥形密封块，锥形密封块的锥面上设有与流道连通的排液孔，所述阀芯的另一端设有锥形密封调节座，锥形密封调节座的端部设有流道同轴连通的喇叭口；所述单向磁通阀的阀套内设有通过磁场磁化、退磁控制流道打开、关闭的第一阀芯驱动机构，所述单向磁断阀的阀套内设有通过磁场磁化、退磁控制流道关闭、打开的第二阀芯驱动机构。

当蓄冷床内的磁工质处于磁化状态时，对应的单向磁通阀因为磁场磁化作用而自动打开、单向磁断阀则自动关闭，当蓄冷床内的磁工质处于退磁状态时，对应的单向磁通阀关闭、单向磁断阀打开；本结构中采用专用组合阀取代了电磁阀，该专用组合阀具有相应迅速、灵敏度高、不发热的特点，介质就不会因为吸收阀的热量而升温，提高磁制冷机的制冷效果。

作为优选，所述的锥形密封面上设有锥形密封圈。锥形密封圈起到密封效果。

作为优选，所述阀套的两端设有过滤网。过滤网能过滤介质中的杂质，防止杂质残留在锥形密封面上而降低密封性。

作为优选，单向磁断阀、单向磁通阀的两端均设有伸出连接座外的连接头，所述连接头的外侧设有螺纹。连接头便于和管路连接。

作为优选，所述的第一阀芯驱动机构包括呈圆柱状的导向笼I、设在导向笼I内的柱状滑块I，导向笼I的外侧设有定位套I，所述的导向笼I与定位套I之间通过支撑杆I连接，所述柱状滑块I的轴向与流道同轴，所述柱状滑块I朝向喇叭口的一端呈球形，所述导向笼I的外端固定有环形铁氧体磁瓦，所述的柱状滑块I由铁磁体制成。当磁工质被磁化时，柱状滑块I、环形铁氧体磁瓦也同时被磁化，柱状滑块I与环形铁氧体磁瓦吸引在一起，此时阀芯失去柱状滑块I的压力作用，单向磁通阀处于打开状态，换热介质进入流道内从排液孔处排出；当磁工质退磁时，柱状滑块I、环形铁氧体磁瓦也同时退磁，两者之间失去吸引力，柱状滑块I在换热介质的作用下在导向笼I内移动并推动阀芯移动，锥形密封调节座与锥形密封面接触密封，柱状滑块I上球形的一端与喇叭口接触密封，单向磁通阀处于关闭状态，换热介质无法通过。

作为优选，所述单向磁通阀的阀套内位于导向笼I的外端外侧设有导流罩，所述的导流罩通过连杆I与柱状滑块I连接，所述的导流罩呈锥形，导流罩的中心设有与流道同轴的导流孔。柱状滑块I、环形铁氧体磁瓦退磁时，换热流体对导流罩的压力促使柱状滑块I移动，同时导流罩使得换热介质从导流孔处经过而直接作用在柱状滑块I端部，使得柱状滑块I推动阀芯移动并与喇叭口密封。

作为优选，所述柱状滑块I、环形铁氧体磁瓦的外侧设有耐腐蚀涂层。耐腐蚀涂层具有耐腐蚀性，提高使用寿命。

作为优选，所述的第二阀芯驱动机构包括呈圆柱状的导向笼II、设在导向笼II内的柱状滑块II，导向笼II的外侧设有定位套II，所述的导向笼II与定位套II之间通过支撑杆II连接，所述柱状滑块II的轴向与流道同轴，所述柱状滑块II朝向喇叭口的一端呈球形，所述定位套II的内端固定有环形铁磁体块，所述导向笼II的外侧设有铁磁体环，所述的铁磁体环通过连杆II与柱状滑块II连接，所述环形铁磁体块、铁磁体环的内圈与导向笼II之间设有环形间隙，环形间隙内位于支撑杆II与连杆II之间设有复位弹簧。单向磁断阀中，当环形铁磁体块、铁磁体环被同步磁化时，两者相互吸引使得柱状滑块II移动压在喇叭口处，换热介质无法经过单向磁断阀；当环形铁磁体块、铁磁体环退磁时，两者之间的吸引力消失，此时复位弹簧复位，使得柱状滑块II与阀芯分离，单向磁断阀处于打开状态，换热介质从环形间隙处进入流道内。

作为优选，所述柱状滑块II与喇叭口的相对端设有锥形导流凸台。锥形导流凸台在退磁时能减小换热介质对柱状滑块II的压力。

作为优选，所述阀套的两端设有过滤网。过滤网能过滤换热介质中的杂质，防止杂质残留在锥形密封面上而降低密封性。

因此，本发明中，组合阀受到蓄冷床外的磁场退磁、磁化变化而

自动控制单向磁通阀和单向磁断阀的通断，组合阀灵敏度高、响应快速、不发热，从而提高整个磁制冷机的制冷效果。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为单向磁通阀处于磁化时的打开状态图。

图3为单向磁通阀处于退磁时的关闭状态图。

图4为单向磁断阀处于退磁时的打开状态图。

图5为单向磁断阀处于磁化时的关闭状态图。

图6为导向笼I（导向笼II）与定位套I（定位套II）的连接示意图。

图7为本发明中的组合阀在磁制冷机内的使用原理图。

图中：连接座1、单向磁通阀2、单向磁断阀3、过滤网4、连接头5、螺纹6、蓄冷床7、换热器8、水箱9、水泵10、磁工质11、阀套100、阀座101、锥形密封面102、阀芯103、流道104、锥形密封块105、排液孔106、锥形密封调节座107、喇叭口108、锥形密封圈109、导向笼I110、柱状滑块I111、定位套I112、支撑杆I113、环形铁氧体磁瓦114、导流罩115、连杆I116、导流孔117、导向笼II118、柱状滑块II119、定位套II120、支撑杆II121、环形铁磁体块122、铁磁体环123、连杆II124、环形间隙125、复位弹簧126、锥形导流凸台127。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1、图2和图4所示的一种磁制冷机蓄冷床专用组合阀结构，包括连接座1，连接座1内设有相互平行的单向磁通阀2和单向磁断阀3，单向磁断阀与单向磁通阀中的介质流向相反，单向磁断阀、单向磁通阀的两端均设有伸出连接座外的连接头5，所述连接头的外侧设有螺纹6；单向磁通阀2、单向磁断阀3均包括阀套100、设在阀套内的阀座101，阀座的中心设有与阀套同轴的通孔，阀座的两端设有锥形密封面102，锥形密封面上设有锥形密封圈109，阀座的通孔内设有阀芯103，阀芯外侧与通孔间隙配合，阀芯内设有流道104，阀芯的一端设有锥形密封块105，锥形密封块的锥面上设有与流道连通的排液孔106，阀芯的另一端设有锥形密封调节座107，锥形密封调节座的端部设有流道同轴连通的喇叭口108，阀套的两端设有过滤网4；

如图2和图3所示，单向磁通阀2的阀套内在其靠近喇叭口处设有通过磁场磁化控制流道打开的第一阀芯驱动机构，第一阀芯驱动机构包括呈圆柱状的导向笼I110、设在导向笼I内的柱状滑块I111，如图6所示，导向笼I110的外侧设有定位套I112，导向笼I与定位套I之间通过支撑杆I113连接，导向笼I由不锈钢制成，柱状滑块I11的轴向与流道同轴，柱状滑块I朝向喇叭口的一端呈球形，导向笼I110的外端固定有环形铁氧体磁瓦114，柱状滑块I由铁磁体制成；单向磁通阀10的阀套内位于导向笼I的外端外侧设有导流罩115，导流罩通过连杆I116与柱状滑块I连接，导流罩115呈锥形，导流罩的中心设有与流道同轴的导流孔117；柱状滑块I、环形铁氧体磁瓦的外侧设有耐腐蚀涂层。

如图4和图5所示，单向磁断阀3的阀套内在其靠近喇叭口处设有通过磁场磁化控制流道关闭的第二阀芯驱动机构，第二阀芯驱动机构包括呈圆柱状的导向笼II118、设在导向笼II内的柱状滑块II119，导向笼II的外侧设有定位套II120，导向笼II与定位套II之间通过支撑杆II121连接，柱状滑块II的轴向与流道同轴，柱状滑块II朝向喇叭口的一端呈球形，定位套II的内端固定有环形铁磁体块122，导向笼II的外侧设有铁磁体环123，铁磁体环123通过连杆II124与柱状滑块II连接，环形铁磁体块、铁磁体环的内圈与导向笼II之间设有环形间隙125，环形间隙内位于支撑杆II与连杆II之间设有复位弹簧126,柱状滑块II与喇叭口的相对端设有锥形导流凸台127。

结合附图，本发明的原理如下：如图7所示，两个蓄冷床7的两端各安装一个组合阀，按照图7所示的状态把蓄冷床7与换热器8、水箱9、水泵10连接起来，蓄冷床7的外侧设有变化的磁场，该磁场可对蓄冷床内的磁工质11进行磁化和退磁，柱状滑块I、环形铁氧体磁瓦、环形铁磁体块、铁磁体环也会被磁场同步退磁或者磁化；单向磁通阀内的柱状滑块I、环形铁氧体磁瓦被磁化时，两者吸在一起，介质可以通过流道，单向磁通阀处于打开状态，反之，单向磁通阀内的柱状滑块I、环形铁氧体磁瓦退磁时，两者之间没有吸引力，柱状滑块I在介质的压力作用下移动并把流道上的喇叭口封堵，单向磁通阀处于关闭状态；单向磁断阀内部的环形铁磁体块、铁磁体环被磁化时，单向磁断阀关闭，环形铁磁体块、铁磁体环退磁时，单向磁断阀打开。本发明中，组合阀受到蓄冷床外的磁场退磁、磁化变化而自动控制单向磁通阀和单向磁断阀的通断，组合阀灵敏度高、响应快速、不发热，从而提高整个磁制冷机的制冷效果。

Claims (9)

1.一种磁制冷机蓄冷床专用组合阀结构，包括连接座，其特征是，所述的连接座内设有相互平行的单向磁通阀和单向磁断阀，单向磁断阀与单向磁通阀中的介质流向相反；所述的单向磁通阀、单向磁断阀均包括阀套、设在阀套内的阀座，阀座的中心设有与阀套同轴的通孔，所述阀座的两端设有锥形密封面，所述阀座的通孔内设有阀芯，所述的阀芯外侧与通孔间隙配合，所述的阀芯内设有流道，所述阀芯的一端设有锥形密封块，锥形密封块的锥面上设有与流道连通的排液孔，所述阀芯的另一端设有锥形密封调节座，锥形密封调节座的端部设有流道同轴连通的喇叭口；所述单向磁通阀的阀套内设有通过磁场磁化、退磁控制流道打开、关闭的第一阀芯驱动机构，所述单向磁断阀的阀套内设有通过磁场磁化、退磁控制流道关闭、打开的第二阀芯驱动机构。

2.根据权利要求1所述的磁制冷机蓄冷床专用组合阀结构，其特征是，所述的锥形密封面上设有锥形密封圈。

3.根据权利要求1所述的磁制冷机蓄冷床专用组合阀结构，其特征是，所述阀套的两端设有过滤网。

4.根据权利要求1所述的磁制冷机蓄冷床专用组合阀结构，其特征是，单向磁断阀、单向磁通阀的两端均设有伸出连接座外的连接头，所述连接头的外侧设有螺纹。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的磁制冷机蓄冷床专用组合阀结构，其特征是，所述的第一阀芯驱动机构包括呈圆柱状的导向笼I、设在导向笼I内的柱状滑块I，导向笼I的外侧设有定位套I，所述的导向笼I与定位套I之间通过支撑杆I连接，所述柱状滑块I的轴向与流道同轴，所述柱状滑块I朝向喇叭口的一端呈球形，所述导向笼I的外端固定有环形铁氧体磁瓦，所述的柱状滑块I由铁磁体制成。

6.根据权利要求5所述的磁制冷机蓄冷床专用组合阀结构，其特征是，所述单向磁通阀的阀套内位于导向笼I的外端外侧设有导流罩，所述的导流罩通过连杆I与柱状滑块I连接，所述的导流罩呈锥形，导流罩的中心设有与流道同轴的导流孔。

7.根据权利要求5所述的磁制冷机蓄冷床专用组合阀结构，其特征是，所述柱状滑块I、环形铁氧体磁瓦的外侧设有耐腐蚀涂层。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的磁制冷机蓄冷床专用组合阀结构，其特征是，所述的第二阀芯驱动机构包括呈圆柱状的导向笼II、设在导向笼II内的柱状滑块II，导向笼II的外侧设有定位套II，所述的导向笼II与定位套II之间通过支撑杆II连接，所述柱状滑块II的轴向与流道同轴，所述柱状滑块II朝向喇叭口的一端呈球形，所述定位套II的内端固定有环形铁磁体块，所述导向笼II的外侧设有铁磁体环，所述的铁磁体环通过连杆II与滑动块连接，所述环形铁磁体块、铁磁体环的内圈与导向笼II之间设有环形间隙，环形间隙内位于支撑杆II与连杆II之间设有复位弹簧。

9.根据权利要求8所述的磁制冷机蓄冷床专用组合阀结构，其特征是，所述柱状滑块II与喇叭口的相对端设有锥形导流凸台。