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[發明專利]雙列多級串聯式雙磁場磁制冷機及其熱交換方法在審

專利信息
申請號: 202011633004.5 申請日: 2020-12-31
公開(公告)號: CN112594960A 公開(公告)日: 2021-04-02
發明(設計)人: 李兆杰;戴默涵;金培育;程娟;張英德;劉翠蘭;黃焦宏;王強;郭亞茹 申請(專利權)人: 包頭稀土研究院;瑞科稀土冶金及功能材料國家工程研究中心有限公司
主分類號: F25B21/00 分類號: F25B21/00
代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331 代理人: 張良
地址: 014030 內蒙古自*** 國省代碼: 內蒙古;15
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摘要:
搜索關鍵詞: 多級 串聯式 磁場 制冷機 及其 熱交換 方法
【權利要求書】:

1.一種雙列多級串聯式雙磁場磁制冷機,其特征在于,包括:制冷倉、循環系統、換熱系統;制冷倉包括:磁場系統、第一工質床、第二工質床;磁場系統包括多個雙磁場單體,同一組雙磁場單體之間留有間隙,雙磁場單體分成兩組,分別套裝在第一工質床和第二工質床的外側,第一工質床和第二工質床為密閉結構;雙磁場單體為二級磁場,包括:外磁軛鋼筒、外磁體、內磁軛鋼筒、內磁體;外磁體固定在外磁軛鋼筒的內壁上,內磁體固定在內磁軛鋼筒的內壁上;內磁軛鋼筒套裝在外磁軛鋼筒內部;內磁軛鋼筒安裝在第一支撐座上,外磁軛鋼筒安裝在第二支撐座上,第一支撐座上、第二支撐座固定在制冷倉內,內磁軛鋼筒或者外磁軛鋼筒連接有電機和減速機;循環系統包括:可編程控制器、真空壓力表、隔膜水泵、第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥;第一電磁閥、第三電磁閥串聯,兩端通過管路分別連接第一工質床、第二工質床;第二電磁閥、第四電磁閥串聯,兩端通過管路分別連接第一工質床、第二工質床;隔膜水泵、第五電磁閥串聯,兩端分別連接在換熱器一端,換熱器的另一端連接在第一電磁閥、第三電磁閥之間的管路上;第二電磁閥、第四電磁閥之間,隔膜水泵、第五電磁閥之間,通過管路相連接;換熱系統包括:換熱器、蓄冷器,蓄冷器兩端通過管路分別連接第一工質床、第二工質床。

2.如權利要求1所述的雙列多級串聯式雙磁場磁制冷機,其特征在于,工質床兩端焊接有法蘭,法蘭安裝有過濾網,法蘭的外側連接有支撐板,支撐板的底部固定在制冷倉上。

3.如權利要求1所述的雙列多級串聯式雙磁場磁制冷機,其特征在于,磁工質為稀土金屬絲或者稀土金屬合金絲,直徑為0.1mm-1mm。

4.如權利要求1所述的雙列多級串聯式雙磁場磁制冷機,其特征在于,制冷倉內部設置有用于控制制冷倉的起始溫度的二極管制冷片,二極管制冷片帶有溫度傳感器;換熱器、蓄冷器設置有薄膜鉑電阻,薄膜鉑電阻用于記錄溫度變化。

5.如權利要求1所述的雙列多級串聯式雙磁場磁制冷機,其特征在于,管路上設置有真空壓力表,工質床、管路、換熱器、蓄冷器充滿換熱流體,蓄冷器外部設置有制冷箱體。

6.如權利要求1所述的雙列多級串聯式雙磁場磁制冷機,其特征在于,可編程控制器分別通過信號線連接隔膜水泵、第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥,用于控制啟停;可編程控制器通過導線連接電機,用于控制電機的轉動方向和動作頻率;換熱器、蓄冷器設置有薄膜鉑電阻,可編程控制器通過導線連接真空壓力表、溫度傳感器、薄膜鉑電阻,用于采集數據。

7.如權利要求1所述的雙列多級串聯式雙磁場磁制冷機,其特征在于,第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥選用直導式電磁閥。

8.如權利要求1~7任一項所述的雙列多級串聯式雙磁場磁制冷機的熱交換方法,其特征在于,當需要第二工質床制冷,第一工質床制熱時,可編程控制器啟動電機,電機和減速機帶動第二工質床制冷,第一工質床外側的內磁軛鋼筒轉動,第二工質床的磁工質退磁,磁工質降溫;第一工質床的磁工質充磁,磁工質溫度升高;可編程控制器啟動隔膜水泵,將第一電磁閥和第四電磁閥打開,第二電磁閥、第三電磁閥和第五電磁閥閥關閉;換熱流體經過隔膜泵的驅動,使換熱流體從第四電磁閥進入第二工質床;經第二工質床的磁工質降溫后的換熱流體進入第一工質床,第一工質床的磁工質加熱后的換熱流體經第一電磁閥進入換熱器31,換熱流體回流到隔膜泵,完成熱交換。

9.如權利要求8所述的雙列多級串聯式雙磁場磁制冷機的熱交換方法,其特征在于,當需要第二工質床制熱,第一工質床制冷時,第二工質床的磁工質充磁,磁工質溫度升高;第一工質床的磁工質退磁,在退磁作用下磁工質溫度降低;打開第二電磁閥和第三電磁閥,第一電磁閥、第四電磁閥和第五電磁閥關閉;換熱流體經過隔膜泵的驅動,使換熱流體從第二電磁閥進入第一工質床;經第一工質床的磁工質降溫后的換熱流體進入第二工質床,第二工質床的磁工質加熱后的換熱流體經第三電磁閥進入換熱器。

10.如權利要求8所述的雙列多級串聯式雙磁場磁制冷機的熱交換方法,其特征在于,通過外磁體、內磁體的磁場疊加或者通過改變磁工質所處的磁場位置,實現充磁或者退磁。

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