CN216897897U - 往复式直线移动磁体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种往复式直线移动磁体，包括：第一磁体、第二磁体、固定板、驱动机构、底座；第一磁体、第二磁体的磁场方向相同，第一磁体中部设置有第一工作空间，第二磁体中部设置有第二工作空间，第一工作空间、第二工作空间的开口处相对；第一磁体、第二磁体的底部连接在固定板上，底座设置有滑道支撑架，滑道包括：滑槽、滑块，滑块安装在滑槽内，滑槽分别固定在固定板两侧，滑块连接滑道支撑架；驱动机构包括：固定架、驱动电机、减速机、齿条，固定架的底部连接在底座上，驱动电机固定在固定架上部，减速机的输出轴设置有行星齿轮；齿条固定在固定板下部，齿条与行星齿轮相啮合。本实用新型能够往复移动，为磁制冷机提供变化磁场。

Description

往复式直线移动磁体

技术领域

本实用新型属于室温磁制冷技术领域，具体涉及一种往复式直线移动磁体。

背景技术

目前，传统压缩制冷中使用的氟利昂制冷剂会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R410A，R410A由两种准共沸的混合物而成，主要有氢，氟和碳元素组成，具有稳定、无毒、性能优越等特点。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。

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。

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。传统磁制冷方式存在机械结构复杂、磁工质退磁不完全、磁热效应不完整、噪音高等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种往复式直线移动磁体，磁体能够往复移动，为磁制冷机提供变化磁场。

为达到上述目的，本实用新型使用的技术解决方案是：

往复式直线移动磁体，包括：第一磁体、第二磁体、固定板、驱动机构、底座；第一磁体、第二磁体的磁场方向相同，第一磁体中部设置有第一工作空间，第二磁体中部设置有第二工作空间，第一工作空间、第二工作空间的开口处相对，第一工作空间、第二工作空间之间的分隔距离为分隔空间，第一工作空间、第二工作空间、分隔空间组成磁体的工作空间；第一磁体、第二磁体的底部连接在固定板上，底座设置有滑道支撑架，滑道包括：滑槽、滑块，滑块安装在滑槽内，两个滑槽分别固定在固定板下部两侧，滑块连接在滑道支撑架上；驱动机构包括：固定架、驱动电机、减速机、齿条，固定架位于固定板下部，固定架的底部固定连接在底座上，驱动电机固定在固定架上部，减速机连接在驱动电机的转轴上，减速机的输出轴设置有行星齿轮；齿条固定在固定板下部，齿条与行星齿轮相啮合。

进一步，第一磁体、第二磁体的外形为正六面体结构，第一工作空间11、第二工作空间为长方体空间。

进一步，底座下方设有滑轮。

进一步，固定板下部设置有半导体制冷片、温度传感器，半导体制冷片、温度传感器分别通过控制线与控制器相连接。

进一步，驱动电机通过控制线连接控制器，通过导线连接外部电源。

与现有技术相比，本实用新型技术效果包括：

本实用新型提出的往复式直线移动磁体，通过磁体驱动机构为高效反作用式磁制冷机的工质床提供往复变化的磁场，在高效反作用式磁制冷机上实现磁热效应，大大提高了磁制冷工作效率。

本实用新型将现有技术中旋转式磁场改进为平移式磁场，极大限度的降低了噪音的产生。

附图说明

图1是本实用新型中磁体的结构示意图；

图2是本实用新型中滑道的结构示意图；

图3是本实用新型中驱动机构的结构示意图；

图4是本实用新型中工质床的结构示意图；

图5是本实用新型中第一工质床充磁升温散热的原理图；

图6是本实用新型中第一工质床退磁降温蓄冷的原理图；

图7是本实用新型中第二工质床充磁升温散热的原理图；

图8是本实用新型中第二工质床退磁降温蓄冷的原理图。

具体实施方式

以下描述充分地示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。

如图1所示，是本实用新型中磁体的结构示意图。

往复式直线移动磁体，其结构包括：第一磁体1、第二磁体2、固定板3、驱动机构，第一磁体1、第二磁体2的磁场方向相同。第一磁体1中部设置有第一工作空间11，第二磁体2中部设置有第二工作空间21，第一工作空间11、第二工作空间21的开口处相对，第一工作空间11、第二工作空间21之间的分隔距离为分隔空间，第一工作空间11、第二工作空间21、分隔空间组成磁体的工作空间。

第一磁体1、第二磁体2的底部连接在固定板3上，固定板3、驱动机构之间通过齿轮连接，驱动机构用于驱动固定板3往复平移，进而带动第一磁体1、第二磁体2往复平移。

驱动机构通过控制线连接高效反作用式磁制冷机的控制器，控制器用于控制驱动机构的行进方向和距离，使工质床2与第一磁体1、第二磁体2形成相对位移，进而使第一工质床21、第二工质床22反复进出第一工作空间11、第二工作空间21的磁场。驱动机构通过导线连接外部电源，利用外部电源供电。

第一磁体1、第二磁体2的外形为正六面体结构。第一工作空间11、第二工作空间21为长方体空间。

固定板3下部设置有半导体制冷片、温度传感器，半导体制冷片、温度传感器分别通过控制线与控制器相连接，当超过工作温度15℃，半导体制冷片开始工作，给固定板3以及其上连接的第一磁体1、第二磁体2降温。

如图2所示，是本实用新型中滑道4的结构示意图。

固定板3设置有滑道4，底座5下方设有滑轮51。

底座5设置有滑道支撑架52，滑道4包括：滑槽41、滑块42，滑块42安装在滑槽41内，两个滑槽41分别固定在固定板3下部两侧，滑块42的连接在滑道支撑架52的上部。滑块42采用T形滑块。

如图3所示，是本实用新型中驱动机构的结构示意图。

驱动机构包括：固定架21、驱动电机22、减速机23、齿条24，固定架21位于固定板3下部，固定架21的底部固定连接在底座5上，驱动电机22固定在固定架21上部，减速机23连接在驱动电机22的转轴上，减速机23的输出轴设置有行星齿轮。齿条24固定在固定板3下部，齿条24与行星齿轮相啮合。驱动电机22正反转，实现驱动机构带动固定板3往复移动。

如图4所示，是本实用新型中工质床6的结构示意图。如图5所示，是本实用新型中第一工质床61充磁升温散热的原理图。如图6所示，是本实用新型中第一工质床61退磁降温蓄冷的原理图。如图7所示，是本实用新型中第二工质床62充磁升温散热的原理图。如图8所示，是本实用新型中第二工质床62退磁降温蓄冷的原理图。

工质床6安装在工作空间，工质床6包括：第一工质床61、第二工质床62、隔热连接板63，隔热连接板63连接在第一工质床61、第二工质床62之间。隔热连接板63、底座107之间连接有支撑杆，通过支撑杆将工质床6固定在底座5上。

高效反作用式磁制冷机，包括：往复式直线移动磁体、工质床6、散热器7、蓄冷器8、蠕动泵9、控制器。

本实用新型中，第一工质床61配置一套散热器7、蓄冷器8、蠕动泵9，第一工质床61、散热器7、蓄冷器8、蠕动泵9通过管路相串联。第二工质床62配置一套散热器7、蓄冷器8、蠕动泵9。第二工质床62、散热器7、蓄冷器8、蠕动泵9通过管路相串接。蠕动泵9采用双向蠕动泵来调节换热流体的流向，蠕动泵制冷时正转，散热时反转(或制冷时反转，散热时正转)，或者使用单向泵增加换向阀。

工质床6内部装有磁工质，磁工质为以金属Gd或LaFeSi为主的合金球颗粒，粒度约为20-60目。磁工质充磁时在磁热效应下温度升高，退磁时在磁热效应下产生温度降低。第一工质床61、散热器7、蓄冷器8，以及第二工质床62、散热器7、蓄冷器8之间的热力学循环是磁工质经过充磁-退磁完成。工质床6与第一磁体1、第二磁体2的相对位置的往复移动频率较快，移动时间为0.5秒-2秒；换热时间即进入或退出磁场停留时间，换热时间根据负载大小范围为1.5秒-1.8秒，换热流体的流速由于管径大小来确定，换热流体的流量根据换热时间和管径大小来确定。

第一工质床61、第二工质床62通过金属Cu增材制造而成，第一工质床61、第二工质床62包括两个工质床分体，在工质床分体连接端面上设置有密封槽和滤网槽，滤网槽位于密封槽内侧，密封槽内设置有O型密封圈，滤网槽内安装有过滤网。过滤网用于过滤在工质床6中流动的磁工质。换热流体采用H₂O和少量碳氢化合物的混合液。

控制器用于控制蠕动泵9的启停和转动方向，以控制换热流体的流动方向；控制器通过控制线连接蠕动泵9的信号输入端，蠕动泵9、控制器通过导线连接外部电源，利用外部电源供电。控制器采用可编程控制器，蠕动泵9采用隔膜泵；通过可编程控制器控制蠕动泵9的启停、转动方向、转动时间，驱动机构带动磁体给工质床充磁、退磁，换热流体经过蠕动泵9的驱动使第一工质床61的换热流体反复经过磁工质流入散热器7、蓄冷器8，第二工质床62的换热流体经过磁工质反复流入散热器7、蓄冷器8，按照这样循环工作，整个热力学循环是在磁工质经过同时充磁-退磁完成，这种高效反作用式磁制冷机及热交换方法大大简化了磁制冷结构，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。

高效反作用式磁制冷机的热交换方法，包括如下步骤：

步骤1：第一工质床61进入磁场充磁，第一工质床61内的磁工质升温，升温的磁工质加热换热流体，加热后的换热流体送入散热器7制热；同时，第二工质床62退出磁场，第二工质床72内的磁工质降温，磁工质给换热流体降温，降温后的磁工质流入蓄冷器8制冷；

控制器发出指令启动驱动机构，驱动机构带动固定板3向第一工质床61方向移动，第一工质床61移动到第一磁体1的第一工作空间11内，第一工质床61的磁工质充磁并升温。第一工质床61进入第一工作空间11的同时，第二工质床62离开第二工作空间21，第二工质床62的磁工质退磁并降温。

步骤2：第一工质床61退磁，第一工质床61内的磁工质降温，磁工质给换热流体降温，降温后的换热流体送入蓄冷器8制冷；同时，第二工质床62进入磁场充磁，第二工质床62内的磁工质升温，升温的磁工质加热换热流体，升温后的磁工质流入散热器7制热。

控制器发出指令启动驱动机构，驱动机构带动固定板3向第二工质床62方向移动，第二工质床62移动到第二磁体2的第二工作空间21内，第二工质床62的磁工质充磁并升温。第二工质床62进入第二工作空间21的同时，第一工质床61离开第一工作空间11，第一工质床61的磁工质退磁并降温。

重复步骤1、步骤2，按照这样循环工作，第一工质床61反复充磁、退磁，并且第一工质床61通过换热流体在散热器7反复制热，在蓄冷器8反复制冷；第二工质床62反复充磁、退磁，第二工质床62通过换热流体在散热器7反复制热，在蓄冷器8反复制冷，这种高效反作用式磁制冷机及热交换方法简化了磁制冷运行方式，实现了磁工质完全充磁及退磁，使磁制冷机磁热效应得到充分的发挥，大大提高了磁制冷效率，使磁制冷效应得到充分利用，有效地缩短制冷时间，并改善了磁制冷机的工作方式，极大限度的降低了噪音的产生。

本实用新型所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种往复式直线移动磁体，其特征在于，包括：第一磁体、第二磁体、固定板、驱动机构、底座；第一磁体、第二磁体的磁场方向相同，第一磁体中部设置有第一工作空间，第二磁体中部设置有第二工作空间，第一工作空间、第二工作空间的开口处相对，第一工作空间、第二工作空间之间的分隔距离为分隔空间，第一工作空间、第二工作空间、分隔空间组成磁体的工作空间；第一磁体、第二磁体的底部连接在固定板上，底座设置有滑道支撑架，滑道包括：滑槽、滑块，滑块安装在滑槽内，两个滑槽分别固定在固定板下部两侧，滑块连接在滑道支撑架上；驱动机构包括：固定架、驱动电机、减速机、齿条，固定架位于固定板下部，固定架的底部固定连接在底座上，驱动电机固定在固定架上部，减速机连接在驱动电机的转轴上，减速机的输出轴设置有行星齿轮；齿条固定在固定板下部，齿条与行星齿轮相啮合。

2.如权利要求1所述的往复式直线移动磁体，其特征在于，第一磁体、第二磁体的外形为正六面体结构，第一工作空间11、第二工作空间为长方体空间。

3.如权利要求1所述的往复式直线移动磁体，其特征在于，底座下方设有滑轮。

4.如权利要求1所述的往复式直线移动磁体，其特征在于，固定板下部设置有半导体制冷片、温度传感器，半导体制冷片、温度传感器分别通过控制线与控制器相连接。

5.如权利要求1所述的往复式直线移动磁体，其特征在于，驱动电机通过控制线连接控制器，通过导线连接外部电源。

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