CN106481842A - 一种复合式室温磁制冷系统及其方向控制阀 - Google Patents

一种复合式室温磁制冷系统及其方向控制阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了复合式室温磁制冷系统及其方向控制阀,该方向控制阀包括相对转动地阀体和阀芯;阀体具有沿回转轴线方向相向延伸的阀体泵孔和阀体热端孔,以及沿周向错开设置的阀体储液箱孔、阀体顺转磁孔和阀体逆转磁孔;阀芯具有沿周向错开设置的阀芯泵流道和阀芯热端流道;制冷系统位于第一换热模式,阀体泵孔通过阀芯泵流道与阀体顺转磁孔连通,阀体热端孔通过阀芯热端流道与阀体逆转磁孔连通;位于第二换热模式,阀体泵孔与阀体逆转磁孔连通,阀体热端孔与阀体顺转磁孔连通;位于第一、二非换热模式,阀体泵孔与阀体储液箱孔连通。该方向控制阀在满足制冷机各项性能技术指标的基础上有效减少额外功耗,提高制冷机效率,使整体结构紧凑、噪音低。

Description

一种复合式室温磁制冷系统及其方向控制阀
技术领域
[0001] 本发明涉及复合式室温磁制冷系统内换热介质流向切换控制技术领域,特别涉及一种复合式室温磁制冷系统及其方向控制阀。
背景技术
[0002] 制冷技术广泛地应用在人们的日常生活及工业、农业等各个领域。制冷业耗能巨大,目前使用的气体压缩制冷技术存在一些诸如耗能大、效率低、排放气体破坏大气臭氧层、引起温室效应等缺点。制冷业是耗能、污染大户,是需要节能减排的项目之一。因此,研发一种新型的耗能低、无污染的制冷技术是当今制冷界迫切需要解决的问题。
[0003] 磁制冷与传统的气体压缩制冷技术相比具有效率高、耗能低、环境友好等优点而倍受人们关注,磁制冷的循环效率可以高达50%,而且所用的原料、循环介质没有污染,是一种比较理想的制冷技术。近年来,世界各国都在重视节能减排,而磁制冷正是节能减排项目,因而引起了世界各国、特别是欧美日等国的高度重视,有20多个国家已在开展这方面的研发工作。
[0004]图1示出了一种复合式室温磁制冷系统,该制冷系统包括两个蓄冷器I'及对应的两个磁场系统、冷端换热器热端换热器V、存储箱6、一个工作栗5'和多个电磁截止阀。其中,每个磁场系统包括由内向外依次套设的内磁体117、外磁体127和外壳137,内磁体11'可绕自身中心线相对于外磁体12'和外壳13'作回转运动,并开设有沿其回转中心延伸的介质流道。该介质流道内填充有磁工质147,内磁体11'相对于外磁体127回转一周,其内磁工质If恰能经历由励磁至退磁的循环过程。励磁过程中,磁工质If放热,放出的热量由流经的传热流体吸收,使得传热流体温度升高;反之,退磁过程中,磁工质14'吸热,吸收流经的传热流体的热量使之温度降低。
[0005]可见,磁场系统的内磁体117 —个回转周期内将会在励磁的某个角度范围内出现较大温度梯度,同理在退磁的某个角度范围内出现较大的温度梯度,将这两个角度范围分别称为第一换热区和第二换热区,其他角度范围内温度梯度较小基本可忽略故而称为第一非换热区和第二非换热区,详见图2,该图示出了图1所示的复合式室温磁制冷系统的两个蓄冷器的内磁体I"同步反向旋转时形成的换热区和非换热区角度示意图。
[0006] 为了能充分利用蓄冷器I'在一个周期内吸放热的能量变化,图1中磁制冷机包括两个蓄冷器1、且每个蓄冷器I'所对应的磁场系统的内磁体I"在驱动电机及齿轮传系驱动作用下同步反向转动。为了便于清楚理解技术方案,本文中依据蓄冷器"所对应的磁场系统的内磁体I"的转动方向将两个蓄冷器^分别称为顺转蓄冷器"和逆转蓄冷器1、即顺转蓄冷器"是指该蓄冷器所对应的磁场系统的内磁体I"顺时针转动,逆转蓄冷器"是指该蓄冷器所对应的磁场系统的内磁体逆时针转动,如此,在一个回转周期内,顺转蓄冷器"和逆转蓄冷器"两者中一者放热另一者则吸热。
[0007] 顺转蓄冷器I'和逆转蓄冷器I'两者的一工作口通过冷端换热器2'连通,栗5'的工作介质入口端与储液箱6'连通,热端换热器心的一端口也与储液箱6'连通,栗5'的介质出口端、热端换热器V的另一端口以及顺转蓄冷器r和逆转蓄冷器r两者的另一工作端口间设置有多个电磁截止阀。
[0008]多个电磁截止阀的作用在于,切换复合式室温磁制冷系统的换热介质的流向,以满足复合式室温磁制冷系统顺次在第一换热模式、第一非换热模式、第二换热模式和第二非换热模式循环。其中,第一换热模式中换热介质的流向为:储液箱67 —栗5'—顺转蓄冷器
冷端换热器2'—逆转蓄冷器I'—热端换热器4'—储液箱6%第二换热模式中换热介质的流向为:储液箱6'—栗5'—逆转蓄冷器I'—冷端换热器2'—顺转蓄冷器I'—热端换热器V—储液箱6S第一非换热模式和第二非换热模式中换热介质的流向为:储液箱6'—栗5'—储液箱
[0009] 然而,在实际应用中,传统复合式室温磁制冷系统采用多个电磁截止阀控制换热介质流向切换,电磁阀需要额外供电,而且电磁阀体积较大,开关存在噪音。因此,传统的复合式室温磁制冷系统存在能耗大、噪音大以及使整体结构繁琐的问题。
[0010] 有鉴于此,本领域技术人员亟待开发一种低能耗、低噪音且结构简单的产品来替代多个电磁阀,达到控制复合式室温磁制冷系统内换热介质流向的目的。
发明内容
[0011] 为了实现上述目的,本发明提供一种低能耗、低噪音且结构简单的方向控制阀。在此基础上,本发明还提供一种包括该方向控制阀的复合式室温磁制冷系统。
[0012] 该方向控制阀包括阀体和阀芯,所述阀芯可转动地设置于所述阀体内;
[0013] 所述阀体具有沿所述阀芯的回转轴线方向相向延伸的阀体栗孔和阀体热端孔,以及沿周向错开设置的阀体储液箱孔、阀体顺转磁孔和阀体逆转磁孔,所述阀芯具有沿周向错开设置的阀芯栗流道和阀芯热端流道;
[0014] 所述复合式室温磁制冷系统位于第一换热模式,所述阀体栗孔通过所述阀芯栗流道与所述阀体顺转磁孔连通,所述阀体热端孔通过所述阀芯热端流道与所述阀体逆转磁孔连通;所述复合式室温磁制冷系统位于第二换热模式,所述阀体栗孔通过所述阀芯栗流道与所述阀体逆转磁孔连通,所述阀体热端孔通过所述阀芯热端流道与所述阀体顺转磁孔连通;所述复合式室温磁制冷系统位于第一、二非换热模式,所述阀体栗孔通过所述阀芯栗流道与所述阀体储液箱孔连通。
[0015] 本发明中的新型方向控制阀替代复合式室温磁制冷系统现有管路系统中的多个电磁阀,在满足制冷机各项性能技术指标的基础上有效减少额外功耗,提尚制冷机效率,使整体结构更加紧凑、美观、噪音更低。
[0016] 可选地,所述阀芯栗流道包括沿所述阀芯的回转轴线向上延伸的阀芯栗孔,和与所述阀芯栗孔连通并沿轴线依次设置的阀芯储液箱孔、第一阀芯顺转磁孔和第二阀芯逆转磁孔,且所述第一阀芯顺转磁孔和所述第二阀芯逆转磁孔两者与所述阀芯储液箱孔在周向错开设置;
[0017] 所述阀芯热端流道包括沿所述阀体轴线向下延伸的阀芯热端孔,和与所述阀芯热端孔连通并沿轴线依次设置的第二阀芯顺转磁孔和第一阀芯逆转磁孔;
[0018] 所述阀体顺转磁孔包括沿所述阀芯的回转轴线方向依次设置的第一阀体顺转磁孔和第二阀体顺转磁孔,所述阀体逆转磁孔包括沿所述阀芯的回转轴线方向依次设置的第一阀体逆转磁孔和第二阀体逆转磁孔;
[0019] 其中,所述第一阀体顺转磁孔和所述第一阀芯顺转磁孔两者、所述第二阀体顺转磁孔和所述第二阀芯顺转磁孔两者、所述第一阀体逆转磁孔和所述第一阀芯逆转磁孔两者、第二阀体逆转磁孔和第二阀芯逆转磁孔两者以及所述阀体储液箱孔和所述阀芯储液箱孔两者各自位于同一径向截面内。
[0020] 可选地,所述阀芯储液箱孔包括与所述阀芯栗孔连通的第一阀芯储液箱孔和第二阀芯储液箱孔,所述第一阀芯储液箱孔、所述第一阀芯顺转磁孔、所述第二阀芯储液箱孔和所述第一阀芯逆转磁孔四者沿周向上顺次设置。
[0021]可选地,在径向截面内,所述第一阀芯储液箱孔、所述第二阀芯储液箱孔、所述第一阀芯顺转磁孔、第一阀芯逆转磁孔、第二阀芯顺转磁孔和第二阀芯逆转磁孔的截面形状均为以所述阀芯栗孔的轴线为圆心的扇形;且,所述第一阀芯储液箱孔和所述第二阀芯储液箱孔两者的扇形的圆心角分别与所述复合式室温磁制冷系统的第一非换热区和第二非换热区的夹角相等,所述第一阀芯顺转磁孔和所述第一阀芯逆转磁孔两者的扇形圆心角相等与所述复合式室温磁制冷系统的的第一换热区的夹角相等,所述第二阀芯顺转磁孔和所述第二阀芯逆转磁孔两者的扇形圆心角相等与所述复合式室温磁制冷系统的的第二换热区的夹角相等。
[0022] 可选地,所述阀体包括阀体主体、顶盖和底座,所述阀体主体具有与所述阀芯外周壁相适配的阀芯孔,所述顶盖和所述阀体主体固连并与所述阀芯的顶面贴合,所述底座和所述阀芯的底面贴合,所述底座通过压紧机构将所述阀芯压紧于所述顶盖。
[0023] 可选地,所述阀芯孔为圆锥孔。
[0024] 可选地,所述压紧机构包括上压板、下压板、螺栓和锁紧螺母,所述上压板和所述下压板分别与所述顶盖和所述底座固连,所述螺栓的螺杆穿过所述上压板和所述下压板并通过所述锁紧螺母将两者锁定。
[0025] 可选地,所述阀体主体、所述顶盖和所述阀芯均由塑料或陶瓷制成、
[0026] 除上述方向控制阀外,本发明还提供一种复合式室温磁制冷系统,包括栗、驱动电机、储液箱、顺转蓄冷器、逆转蓄冷器、冷端换热器、热端换热器以及分别与顺转蓄冷器和逆转蓄冷器分别对应设置的两个磁场系统,每个所述磁场系统的内磁体在所述驱动电机作用下相对于其外磁体回转;所述顺转蓄冷器和所述逆转蓄冷器的两者的一工作口通过所述冷端换热器连通,另一工作口、所述栗、所述热端换热器和所述储液箱间设置了方向控制阀,以控制所述复合式室温磁制冷系统的换热介质流向在第一换热模式、第二换热模式、第一非换热模式和第二非换热模式间切换,所述方向控制阀具体为如上所述的方向控制阀。
[0027] 由于上述方向控制阀具有上述技术效果,因此包括该方向控制阀的复合式室温磁制冷系统具有同样的技术效果,故而本文在此不再赘述。
[0028] 可选地,所述方向控制阀的阀芯和所述顺转蓄冷器和所述逆转蓄冷器两者中一者对应磁场系统的内磁体通过电机和动力传动机构同步转动。
附图说明
[0029]图1示出了复合式室温磁制冷系统的结构示意图;
[0030]图2示出了图1所示的复合式室温磁制冷系统的内磁体旋转时形成的换热区和非换热区角度示意图;
[0031]图3示出了本发明所提供的复合式室温磁制冷系统的结构示意图;
[0032]图4示出了图3中方向控制阀具体实施方式的结构示意图;
[0033]图5示出了复合式室温磁制冷系统位于第一换热区时方向控制阀的轴向剖视结构示意图;
[0034]图6示出了复合式室温磁制冷系统位于第一非换热区时方向控制阀的轴向剖视结构示意图;
[0035]图7示出了复合式室温磁制冷系统位于第二换热区时方向控制阀的轴向剖视结构示意图;
[0036]图8示出了复合式室温磁制冷系统位于第二非换热区时方向控制阀的轴向剖视结构示意图。
[0037] 图9示出了图5的A-A、B-B、C-C、D-D和E-E的断面结构示意图。
[0038]图1和图2中附图标记与各个部件名称之间的对应关系:
[0039]"蓄冷器:1"内磁体、W外磁体、W外壳、141 兹工质;
[0040] 2'冷端换热器、3'冷冻室、4'热端换热器、57栗、67储液箱;
[0041]图3至图9中附图标记与各个部件名称之间的对应关系:
[0042] 11顺转蓄冷器、12逆转蓄冷器、2冷端换热器、3冷冻室、4热端换热器、5栗、6储液箱;
[0043] 7方向控制阀:
[0044] vb阀体:vb I阀体主体、vb 11阀体储液箱孔、vb 12第一阀体顺转磁孔、vb 13第二阀体顺转磁孔、vb 14第一阀体逆转磁孔、vb 15第二阀体逆转磁孔、vb2顶盖、vb21阀体栗孔、vb3底座、vb31阀体热端孔;
[0045] s阀芯:sI阀芯栗孔、s2阀芯热端孔、S3第一阀芯顺转磁孔、s4第一阀芯逆转磁孔、s5第二阀芯顺转磁孔、s6第二阀芯逆转磁孔、s7第一阀芯储液箱孔、s8第二阀芯储液箱孔;
[0046] 压紧机构:Su上压板、Sd下压板、9外螺纹管;
[0047] 1齿轮。
具体实施方式
[0048] 本发明提供一种结构简单紧凑、低能耗且噪音低的方向控制阀,以替代目前复合式室温磁制冷系统所采用的多个电磁阀。在此基础上,本发明还提供一种包括该方向控制阀的复合式室温磁制冷系统。
[0049] 为了便于更好地理解本发明的技术方案,现结合说明书附图对复合式室温磁制冷系统及其方向控制阀的具体结构加以详述。
[0050] 请参见图3和图4,其中,图3示出了本发明所提供的复合式室温磁制冷系统的结构示意图,图4示出了本发明所提供的方向控制阀具体实施方式的结构示意图。
[0051] 如图3所示,复合式室温磁制冷系统包括顺转蓄冷器11、逆转蓄冷器12、冷端换热器2、冷冻室3、热端换热器4、栗5、驱动电机、储液箱6、方向控制阀7以及与顺转蓄冷器11和逆转蓄冷器分别对应设置的两个磁场系统,每个磁场系统的内磁体在驱动电机作用下相对于其外磁体回转,其中,方向控制阀7的作用在于切换复合式室温磁制冷系统的换热介质的流向,以满足复合式室温磁制冷系统在一个换热循环内在三种工作模式间切换,这三种工作模式中换热介质的流向分为:第一种,储液箱6—栗5—顺转蓄冷器11—冷端换热器2—逆转蓄冷器—12热端换热器4—储液箱6;第二种,储液箱6—栗5—逆转蓄冷器12—冷端换热器2—顺转蓄冷器11—热端换热器4—储液箱6;第三种,储液箱6—栗5—储液箱6。
[0052]需要说明的是,复合式室温磁制冷系统内除方向控制阀7外,其余组件的内部结构及相互连接关系与现有技术完全相同,本领域技术人员基于现有技术完全可以实现,故而本文在此仅对方向控制阀7的具体结构、其与复合式室温磁制冷系统的其他组件的连接关系以及其工作原理加以详述。
[0053] 请参见图4至图8,其中,图5示出了复合式室温磁制冷系统位于第一换热区时方向控制阀的轴向剖视结构示意图,图6示出了复合式室温磁制冷系统位于第一非换热区时方向控制阀的轴向剖视结构示意图,图7示出了复合式室温磁制冷系统位于第二换热区时方向控制阀的轴向剖视结构示意图,图8示出了复合式室温磁制冷系统位于第二非换热区时方向控制阀的轴向剖视结构示意图。
[0054] 结合图4至图8可知,方向控制阀7包括阀体vb、可转动地安装于阀体vb内的阀芯s和驱动阀芯s相对于阀体vb转动的驱动机构。
[0055] 阀芯s外形呈圆台状,阀体vb包括阀体主体vbl、顶盖vb2和底座vb3,阀体主体vbl具有与阀芯s外周壁相适配的圆锥通孔,阀芯s安装于该圆锥通孔内并通过其外周壁和阀体主体vb I的内周壁动密封配合,顶盖vb2和阀体主体vb I —体成型,顶盖vb2和底座vb3分别与阀芯s的顶面和底面贴合并通过压紧机构将阀芯s压紧于阀体主体vbl的圆锥通孔内。
[0056] 压紧机构包括上压板8u、下压板8d、螺栓和锁紧螺母,上压板Su和下压板Sd分别固连于顶盖vb2和底座vb3上,螺栓的螺杆依次穿过上压板Su和下压板Sd的安装孔并通过锁紧螺母锁紧。该压紧机构拆装方便并能保证阀体vb和阀芯s的动密封连接可靠性。
[0057] 另外,阀体主体vbl和阀芯s通过相适配的锥孔和锥面配合,可在两者配合面间产生向下的压紧力,继而可进一步地提高阀体vb和阀芯s的动密封连接可靠性。
[0058]需要说明的是,阀体主体vbl和阀芯s采用合适的材料精密加工制成,例如各种塑料、陶瓷等,这些材料可以使阀体vb和阀芯s之间密切接合,当旋转阀芯s相对于阀体vb转动时,阻力较小,摩擦损失较少。
[0059] 进一步结合图5至图8,阀体vb具有沿阀芯s的转动轴线向下延伸的阀体栗孔vb21,阀体vb通过该阀体栗孔vb21与栗5的介质出口连通;阀体vb还具有第一阀体顺转磁孔vb 12、第二阀体顺转磁孔vbl3、第一阀体逆转磁孔vbl4、第二阀体逆转磁孔vbl5和阀体储液箱孔Vbll。其中,第一阀体顺转磁孔vbl2和第二阀体顺转磁孔vbl3两者用于与复合式室温磁制冷系统的顺转蓄冷器11连通,且两者沿轴向依次设置并位于同一轴向截面内;同理,第一阀体逆转磁孔vbl4和第二阀体逆转磁孔vbl5两者用于与复合式室温磁制冷系统的逆转蓄冷器12连通,且两者沿轴向依次设置并位于同一轴向截面内。另外,阀体储液箱孔vbll、阀体顺转磁孔(第一阀体顺转磁孔vbl2和第二阀体顺转磁孔vbl3)和阀体逆转磁孔(第一阀体逆转磁孔vbl4和第二阀体逆转磁孔vbl5)沿周向错开分布。
[0060] 阀芯s具有阀芯栗流道和阀芯热端流道,其中,阀芯栗流道和阀芯热端流道包括沿阀芯s的转动轴线分别相向延伸形成的阀芯栗孔Si和阀芯热端孔s2,阀芯栗流道还包括与阀芯栗孔Si连通的第一阀芯顺转磁孔S3、第二阀芯逆转磁孔S6和阀芯储液箱孔,第一阀芯顺转磁孔S3和第二阀芯逆转磁孔S6沿轴向依次设置并位于同一轴向平面内,且第一阀芯顺转磁孔S3和第二阀芯逆转磁孔S6两者与阀芯储液箱孔沿周向错开布置;同理,阀芯热端流道还包括与阀芯热端孔s2连通的第二阀芯顺转磁孔S5和第一阀芯逆转磁孔S4,第二阀芯顺转磁孔S5和第一阀芯逆转磁孔S4沿轴向依次设置并位于同一轴向平面内。
[0061] 而且,阀芯储液箱孔、(第一阀芯顺转磁孔S3和第二阀芯逆转磁孔S6两者)和(第二阀芯顺转磁孔S5和第一阀芯逆转磁孔S4两者)沿周向上错开分布,以便在阀芯s相对于阀体vb转动过程中阀体vb上的相应的介质孔与相应流道连通,继而在一个回转周期内,实现阀体栗孔vb21和阀体热端孔vb31两者与顺转蓄冷器11和逆转蓄冷器12连通关系切换。
[0062] 进一步,如图6和图8可知,阀芯s的阀芯储液箱孔包括第一阀芯储液箱孔s7和第二阀芯储液箱孔s8,且第一阀芯储液箱孔s7和第二阀芯储液箱孔s8两者均与阀芯栗孔Si连通。当复合式室温磁制冷系统位于第一非换热区时,阀体储液箱孔vbll通过第一阀芯储液箱孔s7与阀体栗孔vb21连通;当复合式室温磁制冷系统位于第二非换热区时,阀体储液箱孔vbll通过第二阀芯储液箱孔s8与阀体栗孔vb21连通。
[0063] 另外,第一阀芯储液箱孔s7、(第一阀芯顺转磁孔S3和第二阀芯逆转磁孔S6两者)、第二阀芯储液箱孔s8和(第一阀芯逆转磁孔S4和第二阀芯顺转磁孔S5两者)沿周向上顺次设置。为了便于更好地理解阀芯上阀芯储液箱孔的设置方式,请一并参见图9,该图示出了图5的A-A、B-B、C-C、D-D和E-E的断面结构示意图。
[0064] 如此,阀芯s沿同一方向转动即可实现复合式室温磁制冷系统顺次在第一换热区、第一非换热区、第二换热区和第二非换热区切换需求,驱动阀芯s相对于阀体vb转动的控制系统及控制方法简单。
[0065] 更进一步地,结合图5和图9所示,在径向截面内,第一阀芯储液箱孔s7、第二阀芯储液箱孔s8、第一阀芯顺转磁孔S3、第一阀芯逆转磁孔S4、第二阀芯顺转磁孔S5和第二阀芯逆转磁孔S6的截面形状均为以阀芯栗孔Si的轴线为圆心的扇形;且,第一阀芯储液箱孔s7和第二阀芯储液箱孔s8两者的扇形的圆心角分别与复合式室温磁制冷系统的第一非换热区和第二非换热区的夹角相等,第一阀芯顺转磁孔S3和第一阀芯逆转磁孔S4两者的扇形圆心角相等并与复合式室温磁制冷系统的第一换热区的夹角相等,第二阀芯顺转磁孔S5和第二阀芯逆转磁孔S6两者的扇形圆心角相等并与复合式室温磁制冷系统的第二换热区的夹角相等。
[0066] 这样,方向控制阀7的阀芯s和两个蓄冷器的内磁体同步转动,即可实现复合式室温磁制冷系模式的四个工作顺次切换。另外,还可以通过同一电机和动力传动系统驱动阀芯s与顺转蓄冷器11和逆转蓄冷器12两者对应的内磁体同步转动,从而使复合式室温磁制冷系统整体驱动系统和控制方法简单。可以理解,动力传动系统可以为齿轮传动系统、同步带传动系统等,只要能实现阀芯s与顺转蓄冷器11和逆转蓄冷器12两者对应的内磁体同步转动即可。
[0067]需要说明的是,本具体实施方式中,在阀芯s的下端部外周壁套设并固连了齿轮10,齿轮10位于底座vb3和阀体主体Vbl的下端面之间,以便通过驱动电机或驱动电机与其他动力传动机构结合来带动阀芯s相对于阀体vb转动。可以理解,驱动阀芯s相对于阀体Vb转动的方式并不仅限于上述结构,本领域技术人员可依据实际情况选用目前惯用的带传动、链传动或齿轮传动等任意动力传动机构。
[0068] 接下来,结合图2至图8,以阀芯s与顺转蓄冷器11对应的内磁体同向转动为例,来说明上述方向控制阀7的工作过程为:
[0069] 复合式室温磁制冷系统位于第一换热模式:以顺转蓄冷器11和逆转蓄冷器12两者位于第一换热区起始端为初始位置,此时,方向控制阀7位于图5中所示状态,驱动阀芯s与顺转蓄冷器11和逆转蓄冷器12两者对应的内磁体同步转动至第一阀芯顺转磁孔S3与第一阀体顺转磁孔Vbl2连通,第一阀芯逆转磁孔S4与第一阀体逆转磁孔vbl4连通,换热介质依次经由阀体栗孔vb21、阀芯栗孔Si和第一阀芯顺转磁孔S3流入顺转蓄冷器11内降温,降温后的换热介质流经冷端换热器2与冷冻室3进行热交换升温,升温后换热介质再经由第一阀体逆转磁孔vbl4、第一阀芯逆转磁孔S4、阀芯热端孔s2和阀体热端孔vb31流入热端换热器4与室温热交换降温,最终换热介质流入储液箱6内;
[0070] 复合式室温磁制冷系统位于第一非换热模式:顺转蓄冷器11和逆转蓄冷器12两者所对应的内磁体继续转动进入第一非换热区,此时,阀芯s随顺转蓄冷器11的内磁体顺时针转动至图6中所示的状态,第一阀芯储液箱孔s7和阀体储液箱孔vbll连通,换热介质依次流经阀体栗孔vb21、阀芯栗孔S1、第一阀芯储液箱孔s7直接流入储液箱6。
[0071] 复合式室温磁制冷系统位于第二换热模式:顺转蓄冷器11和逆转蓄冷器12两者对应的内磁体继续转动进入第二换热区,同理,阀芯s随顺转蓄冷器11对应的内磁体相对于阀体vb顺时针转动至图7中所示状态,该状态下,第二阀芯逆转磁孔S6和第二阀体逆转磁孔V b 15连通,第二阀芯顺转磁孔S 5和第二阀体顺转磁孔V b 13连通,储液箱6内换热介质被栗5入阀体栗孔vb21,再依次经由阀体栗孔vb21、第二阀芯逆转磁孔S6和第二阀体逆转磁孔vbl5三者流入逆转蓄冷器12内降温,降温后换热介质流经冷端换热器2与冷冻室3内介质进行热交换,然后该换热介质流入顺转蓄冷器11持续升温,升温后换热介质依次经由第二阀体顺转磁孔vbl3、第二阀芯顺转磁孔S5、阀芯热端孔s2和阀体热端孔vb31流入热端换热器4内进行换热,最后流入储液箱6内;
[0072] 复合式室温磁制冷系统位于第二非换热模式:顺转蓄冷器11和逆转蓄冷器12两者所对应的内磁体继续转动进入第二非换热区,此时,阀芯s随顺转蓄冷器11所对应的内磁体顺时针转动至图8中所示的状态,第二阀芯储液箱孔s8和阀体储液箱孔vbll连通,换热介质依次流经阀体栗孔vb21、阀芯栗孔S1、阀体储液箱孔vbl I直接流入储液箱6,至此顺转蓄冷器U、逆转蓄冷器12两者的内磁体和方向控制阀7的阀芯s相对于各自的静止部件转动360°,复合式室温磁制冷系统的一个制冷循环结束。
[0073] 本发明中的新型方向控制阀7替代复合式室温磁制冷系统现有管路系统中的多个电磁阀,在满足制冷机各项性能技术指标的基础上有效减少额外功耗,提尚制冷机效率,使整体结构更加紧凑、美观、噪音更低。
[0074]需要说明的是,本具体实施方式中为了简化控制系统,顺转蓄冷器11和逆转蓄冷器12两者所对应的内磁体与方向控制阀7通过同一驱动电机和齿轮传动机构实现三者的同步转动。
[0075] 可以理解,在满足顺转蓄冷器11和逆转蓄冷器12两者所对应的内磁体同步反向转动,而方向控制阀7与顺转蓄冷器11和逆转蓄冷器12两者中一者所对应的内磁体同步同向转动基础上,顺转蓄冷器11所对应的内磁体、逆转蓄冷器12所对应的内磁体和阀芯s三者亦可采用独立的驱动单元。
[0076]以上所述仅为本发明的优选实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.复合式室温磁制冷系统的方向控制阀,其特征在于,包括阀体(Yb)和阀芯(S),所述阀芯(S)可转动地设置于所述阀体(vb)内; 所述阀体(vb)具有沿所述阀芯(s)的回转轴线方向相向延伸的阀体栗孔(vb21)和阀体热端孔(vb31),以及沿周向错开设置的阀体储液箱孔(vbll)、阀体顺转磁孔和阀体逆转磁孔,所述阀芯(s)具有沿周向错开设置的阀芯栗流道和阀芯热端流道; 所述复合式室温磁制冷系统位于第一换热模式,所述阀体栗孔(vb21)通过所述阀芯栗流道与所述阀体顺转磁孔连通,所述阀体热端孔(vb31)通过所述阀芯热端流道与所述阀体逆转磁孔连通;所述复合式室温磁制冷系统位于第二换热模式,所述阀体栗孔(vb21)通过所述阀芯栗流道与所述阀体逆转磁孔连通,所述阀体热端孔(vb31)通过所述阀芯热端流道与所述阀体顺转磁孔连通;所述复合式室温磁制冷系统位于第一、二非换热模式,所述阀体栗孔(vb21)通过所述阀芯栗流道与所述阀体储液箱孔(vbll)连通。
2.如权利要求1所述的方向控制阀,其特征在于,所述阀芯栗流道包括沿所述阀芯(s)的回转轴线向上延伸的阀芯栗孔(Si),和与所述阀芯栗孔(Si)连通并沿轴线依次设置的阀芯储液箱孔、第一阀芯顺转磁孔(s3)和第二阀芯逆转磁孔(s6),且所述第一阀芯顺转磁孔(s3)和所述第二阀芯逆转磁孔(s6)两者与所述阀芯储液箱孔在周向错开设置; 所述阀芯热端流道包括沿所述阀芯(s)的转动轴线向下延伸的阀芯热端孔(s2),和与所述阀芯热端孔(s2)连通并沿轴线依次设置的第二阀芯顺转磁孔(s5)和第一阀芯逆转磁孔(s4); 所述阀体顺转磁孔包括沿所述阀芯(s)的回转轴线方向依次设置的第一阀体顺转磁孔(vbl2)和第二阀体顺转磁孔(vbl3),所述阀体逆转磁孔包括沿所述阀芯(s)的回转轴线方向依次设置的第一阀体逆转磁孔(vbl4)和第二阀体逆转磁孔(vbl5); 其中,所述第一阀体顺转磁孔(vbl2)和所述第一阀芯顺转磁孔(s3)两者、所述第二阀体顺转磁孔(vbl3)和所述第二阀芯顺转磁孔(s5)两者、所述第一阀体逆转磁孔(vbl4)和所述第一阀芯逆转磁孔(s4)两者、第二阀体逆转磁孔(vbl5)和第二阀芯逆转磁孔(s6)两者以及所述阀体储液箱孔(vbll)和所述阀芯储液箱孔两者各自位于同一径向截面内。
3.如权利要求2所述的方向控制阀,其特征在于,所述阀芯储液箱孔包括与所述阀芯栗孔(Si)连通的第一阀芯储液箱孔(s7)和第二阀芯储液箱孔(s8),所述第一阀芯储液箱孔(s7)、所述第一阀芯顺转磁孔(s3)、所述第二阀芯储液箱孔(s8)和所述第一阀芯逆转磁孔(s4)四者沿周向上顺次设置。
4.如权利要求3所述的方向控制阀,其特征在于,在径向截面内,所述第一阀芯储液箱孔(s7)、所述第二阀芯储液箱孔(s8)、所述第一阀芯顺转磁孔(s3)、第一阀芯逆转磁孔(s4)、第二阀芯顺转磁孔(s5)和第二阀芯逆转磁孔(s6)的截面形状均为以所述阀芯栗孔(Si)的轴线为圆心的扇形;且,所述第一阀芯储液箱孔(s7)和所述第二阀芯储液箱孔(s8)两者的扇形的圆心角分别与所述复合式室温磁制冷系统的第一非换热区和第二非换热区的夹角相等,所述第一阀芯顺转磁孔(s3)和所述第一阀芯逆转磁孔(s4)两者的扇形圆心角相等与所述复合式室温磁制冷系统的的第一换热区的夹角相等,所述第二阀芯顺转磁孔(s5)和所述第二阀芯逆转磁孔(s6)两者的扇形圆心角相等与所述复合式室温磁制冷系统的的第二换热区的夹角相等。
5.如权利要求1至4任一项所述的方向控制阀,其特征在于,所述阀体(vb)包括阀体主体(vbl)、顶盖(vb2)和底座(vb3),所述阀体主体(vbl)具有与所述阀芯(S)外周壁相适配的阀芯孔,所述顶盖(vb2)和所述阀体主体(vbl)固连并与所述阀芯(S)的顶面贴合,所述底座(vb3)和所述阀芯(S)的底面贴合,所述底座(vb3)通过压紧机构将所述阀芯(S)压紧于所述顶盖(vb2) ο
6.如权利要求5所述的方向控制阀,其特征在于,所述阀芯(s)孔为圆锥孔。
7.如权利要求5所述的方向控制阀,其特征在于,所述压紧机构包括上压板(Su)、下压板(Sd)、螺栓和锁紧螺母,所述上压板(Su)和所述下压板(Sd)分别与所述顶盖(vb2)和所述底座(vb3)固连,所述螺栓的螺杆穿过所述上压板(Su)和所述下压板(Sd)并通过所述锁紧螺母将两者锁定。
8.如权利要求5所述的方向控制阀,其特征在于,所述阀体主体(vbl)、所述顶盖(vb2)和所述阀芯(S)均由塑料或陶瓷制成。
9.一种复合式室温磁制冷系统,包括栗、驱动电机、储液箱、顺转蓄冷器、逆转蓄冷器、冷端换热器/热端换热器,以及与所述顺转蓄冷器和所述逆转蓄冷器对应设置的两个磁场系统,每个所述磁场系统的内磁体在所述驱动电机作用下相对于其外磁体回转;所述顺转蓄冷器和所述逆转蓄冷器的两者的一工作口通过所述冷端换热器连通,另一工作口、所述栗、所述热端换热器和所述储液箱间设置了方向控制阀,以控制所述复合式室温磁制冷系统的换热介质流向在第一换热模式、第二换热模式、第一非换热模式和第二非换热模式间切换,其特征在于,所述方向控制阀具体为如权利要求1至8任一项所述的方向控制阀。
10.如权利要求9所述的复合式室温磁制冷系统,其特征在于,所述方向控制阀的阀芯(s)和所述顺转蓄冷器和所述逆转蓄冷器两者中一者对应的所述磁场系统的内磁体通过电机和动力传动机构同步转动。
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