CN208124670U - 一种旋转式磁制冷机的永磁体同轴装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旋转式磁制冷机的永磁体同轴装置，该装置具有用于安装轴承的下沉槽，下沉槽的背面形成的凸起结构嵌入旋转式磁制冷机磁回热器端板的内壁，下沉槽的底面开有连接轴孔，永磁体的连接轴穿过连接轴孔与轴承固定连接；磁体转动引起的作用力均匀的分散到磁回热器端板和外环软铁上，达到了同轴的目的；同时通过永磁体同轴装置，永磁体、轴承和磁回热器做成了一个整体，减小了连接轴的长度和磁制冷机的体积。本实用新型可以有效解决永磁体不同轴带来的磁场分布不均匀、磁响应曲线偏离设计要求、以及由于磁铁、轴和轴承受力不平衡而出现运行失稳定甚至部件损坏等问题，从而避免控制逻辑失效、换热效率降低、以及系统性能恶化。
Description
技术领域
本实用新型涉及磁制冷技术领域，尤其涉及室温旋转式磁制冷机的磁回热器设计。
背景技术
磁制冷以固态磁性材料的磁热效应为制冷原理，是未来具有发展前景的一种制冷技术。磁制冷机的核心部件为磁回热器，磁回热器由磁工质、外环软铁和流体通道组成,常通过永磁体提供所需的磁场。
由于加工和安装工艺等问题，磁制冷机的永磁体难以做到绝对的磁极对称，会导致永磁体倾斜产生一定的偏心，无法做到完全的同轴。这会导致磁场分布不均匀、磁响应曲线偏离设计要求、以及由于磁体、轴和轴承受力不平衡而出现运行失稳甚至部件损坏等问题，使得控制逻辑失效、换热效率降低、以及系统性能恶化。目前的常规做法是永磁体一端通过传动轴与外界的轴承连接，另一端通过传动轴与外界的轴承连接然后再与驱动电机相连，通过固定永磁体两端的轴承和驱动电机，永磁体的位置进而也得到了固定，由于轴承和驱动电机与永磁体相隔一段距离，因此轴承和驱动电机的安装偏差会影响永磁体、轴承和驱动电机之间的同轴性，进而影响磁场的均匀性，另一方面永磁体与外界轴承之间通过一段长度的传动轴连接，偏心的永磁体产生的力会传导至传动轴，进而影响传动轴的直线度，容易导致驱动电机损坏，上述问题会导致磁回热器内部不同位置的磁工质所受的磁场响应偏离设计的理想曲线，影响换热效果，同时也影响驱动电机的使用寿命。
发明内容
为了解决旋转式磁制冷机永磁体不同轴带来的磁场分布不均匀、磁响应曲线偏离设计要求、以及由于磁体、轴和轴承受力不平衡而出现运行失稳甚至部件损坏，使得控制逻辑失效、换热效率降低、以及系统性能恶化等一系列问题，本实用新型的目的在于提供解决上述问题的一种旋转式磁制冷机的永磁体同轴装置。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种磁制冷机，主要包括磁回热器、永磁体及其固定部件，其中磁回热器为环形圆柱体，内部中空，包括两侧端板、外环软铁、流体通道、磁工质，永磁体固定部件包括连接轴、轴承、永磁体同轴装置。本实用新型中，永磁体安装在磁回热器的内部空间，永磁体两端分别与传动轴连接，传动轴分别安装在两端的轴承上，两端的轴承分别安装在永磁体同轴装置上，永磁体同轴装置固定在磁回热器上。
永磁体同轴装置具有用于安装轴承的下沉槽，下沉槽的背面形成的凸起结构嵌入旋转式磁制冷机磁回热器端板的内壁，下沉槽的底面开有连接轴孔，永磁体的连接轴穿过连接轴孔，与轴承固定连接。
进一步地，所述下沉槽的深度小于等于磁回热器端板的厚度。
进一步地，该装置与磁回热器端板固定连接，或与磁回热器外环软铁固定连接，或同时与端板和外环软铁固定连接。
进一步地，该装置设有流体通道孔，其位置与端板的流体通道口一一对应。
进一步地，该装置的流体通道上安装能够控制通道开闭的阀门(单向阀)，具有流体通道开闭功能。
进一步地，所述永磁体的连接轴穿过连接轴孔，与驱动电机连接。
进一步地，所述下沉槽的背面安装霍尔传感器，用于探测磁场信号。
进一步地，该装置和磁回热器安装在同一底座上。
本实用新型的有益效果：本实用新型装置可作为轴承的轴承座，同时可作为磁回热器的端板，用于密封磁回热器的流体通道；通过永磁体同轴装置，永磁体、轴承和磁回热器做成了一个整体，减小了连接轴的长度和磁制冷机的体积；本实用新型可以有效解决永磁体不同轴带来的磁场分布不均匀、磁响应曲线偏离设计要求、以及由于磁铁、轴和轴承受力不平衡而出现运行失稳定甚至部件损坏等问题，从而避免控制逻辑失效、换热效率降低、以及系统性能恶化，实现了永磁体的平稳运转，为磁回热器提供所需的稳定磁场。
附图说明
图1是磁回热器和永磁体爆炸图
图2是磁回热器和永磁体装配图；
图3是永磁体同轴装置前视图；
图4是永磁体同轴装置后视图；
图5是安装有轴承的永磁体同轴装置；
图6是永磁体和磁回热器一个角度的装配过程示意图；
图7是永磁体和磁回热器另一个角度的装配过程示意图；
图8是装配完成后的磁回热器；
图9是实施例二的永磁体同轴装置；
图10是实施例二的装配完成后的磁回热器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。本实用新型中，磁回热器的流体通道采用六组，永磁体形状采用柱体，实际应用根据设计需要，流体通道的排列角度、数量、尺寸等参数可以做相应的变化，同时端盖上及同轴器上的通道规则也做相应的改变。实施例不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施例。
实施例一
图1是磁回热器的结构图，如图所示，磁回热器由两侧端板2、外环软铁1、流体容器14组成，其中流体容器14设有流体通道12，流体通道12内安装有磁工质，外环软铁1设有第一螺纹孔11，两侧端板2设有与流体通道12相通的第一流动孔22和第二螺纹孔21，端板2和外环软铁1通过螺栓连接，磁回热器内部中空，其内部空间13用于安装永磁体6，如图2所示。
图3是永磁体同轴装置3的结构图，其结构为圆饼状，永磁体同轴装置3上有第二流动孔33和第三螺纹孔35，其中间部位设有放置轴承的下沉槽31，下沉槽31有连接轴孔32和轴承紧固用螺纹孔34，图4是永磁体同轴装置3的后视图，永磁体同轴装置3的下沉槽31的背面形成凸起结构36，安装时凸起结构36伸入磁回热器的内部空间13，用于永磁体同轴装置3的周向限位。
图5是安装了轴承4的永磁体同轴装置3，如图所示，轴承4和永磁体同轴装置3通过轴承紧固用螺纹孔34和轴承安装孔41紧固连接，其中轴承4的轴心和永磁体同轴装置3的连接轴孔重合，保证两端的轴承同轴心。
图6和图7是永磁体同轴装置3的安装过程，图6中箭头所示为安装方向，首先磁回热器的流体容器14安装好磁工质，其次两侧端板2通过螺栓与外环软铁1紧固，其次在磁回热器的内部空间13安装好永磁体6，其次连接轴5与永磁体6连接，其次轴承4与永磁体同轴装置3装配为一个整体，安装时，连接轴5穿过永磁体同轴装置3的连接轴孔32，永磁体同轴装置3推到底与磁回热器的端板2接触，永磁体同轴装置3的凸起结构36伸入磁回热器，在磁回热器的周向方向把永磁体同轴装置3固定，最后通过螺栓将永磁体同轴装置3固定在磁回热器的端板2上，此时，永磁体6和磁回热器形成一个整体，如图8所示。
实施例二
图9是永磁体同轴装置3的结构图，其结构为圆柱状，永磁体同轴装置3上有第二流动孔33和第三螺纹孔35，其中间部位设有放置轴承的下沉槽31，下沉槽31有连接轴孔32和轴承紧固用螺纹孔34，永磁体同轴装置3的下沉槽31的背面形成凸起结构36，安装时凸起结构36伸入磁回热器的内部空间13，用于永磁体同轴装置3的周向限位，同时永磁体同轴装置3带有圆环37，圆环37开有第四螺纹孔38。
此时永磁体同轴装置3的安装过程如下：首先磁回热器的流体容器14安装好磁工质，其次两侧端板2通过螺栓与外环软铁1紧固，其次在磁回热器的内部空间13安装好永磁体6，其次连接轴5与永磁体6连接，其次轴承4与永磁体同轴装置3装配为一个整体，安装时，连接轴5穿过永磁体同轴装置3的连接轴孔32，永磁体同轴装置3推到底与磁回热器的端板2接触，永磁体同轴装置3的凸起结构36伸入磁回热器，在磁回热器的周向方向把永磁体同轴装置3固定，最后通过螺栓将永磁体同轴装置3固定在磁回热器的外环软铁1上，此时，永磁体6和磁回热器形成一个整体，如图10所示。
Claims (8)
1.一种旋转式磁制冷机的永磁体同轴装置，其特征在于，该装置具有用于安装轴承的下沉槽，下沉槽的背面形成的凸起结构嵌入旋转式磁制冷机磁回热器端板的内壁，下沉槽的底面开有连接轴孔，永磁体的连接轴穿过连接轴孔，与轴承固定连接。
2.根据权利要求1所述的永磁体同轴装置，其特征在于，所述下沉槽的深度小于等于磁回热器端板的厚度。
3.根据权利要求1所述的永磁体同轴装置，其特征在于，该装置与磁回热器端板固定连接，或与磁回热器外环软铁固定连接，或同时与端板和外环软铁固定连接。
4.根据权利要求1所述的永磁体同轴装置，其特征在于，该装置设有流体通道孔，其位置与端板的流体通道口一一对应。
5.根据权利要求4所述的永磁体同轴装置，其特征在于，该装置的流体通道上安装能够控制通道开闭的阀门。
6.根据权利要求1所述的永磁体同轴装置，其特征在于，所述永磁体的连接轴穿过连接轴孔，与驱动电机连接。
7.根据权利要求1所述的永磁体同轴装置，其特征在于，所述下沉槽的背面安装霍尔传感器。
8.根据权利要求1所述的永磁体同轴装置，其特征在于，该装置和磁回热器安装在同一底座上。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114183948A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-15 | 中国科学院江西稀土研究院 | 一种多场耦合固态制冷装置 |
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2018
- 2018-04-09 CN CN201820495710.XU patent/CN208124670U/zh active Active
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