Магнитокалорический рефрижератор

(5) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(57) Изобретение относится к критехнике и позволяет криостатировавременно несколько объектов на ратемпературных уровнях, При вращегателя поршень нагнетателя 18 протеплоноситель последовательно челоприемник(Т) 16, блок рабочего те2, теплообменник нагрузки (ТН) 14ТН 12, БРТ 6, ТН 10, БРТ 8, ТН 9, Б15, БРТ 3, ТН 13, БРТ 5, ТН 11, БРТОдновременно с помощьюкривоширачивается диамагнитный ротор 19 РЕФРИОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР огеннои ть однозличных нии двикачивает рез тепла (БРТ) , БРТ 4, РТ 1, ТН 7 и Т 17.па повочто приводит к намагничиванию и нагреву БРТ 1, 3, 5 и 7 и размагничиванию и охлаждению БРТ 2, 4, 6 и 8, Теплоноситель одновременно прокачивэется через Т 16 и Б РТ 2, где охлаждается и поступает в ТН 14, где реализуется холодопроизводител ьность, Аналогично происходят процессы охлаждения в БРТ 4 и ТН 12, БРТ 6 и ТН 10, БРТ 8 и ТН 9, при этом в различных ТН холодопроизводительность реализуется на различных температурных уровнях. При дальнейшем повороте вала электродвигателя поршень нагнетателя 18 изменяет направление движения и теплоноситель движется в обратном направлении, а дальнейший поворот ротора 19 приводит к намагничиванию и нагреву БРТ 2, 4, 6 и 8 и размагничиванию и охлаждению БРТ 1, 3, 5 и 7, Тепло намагничивания БРТ выводится в окружающую среду с помощью Т 16 и 17, При дальнейшем повороте вала двигателя цикл повторяется, 2 ил,Изобретение относится к криогенной технике, а именно к низкотемпературным рефрижераторам, работающим на основе магнитокалорического эффекта. Цель изобретения - обеспечение одновременного криостатировэния на различных температурных уровнях.На фиг,1 изображен рефрижератор; на фиг,2 - сечение А-А на фиг,1.Рефрижератор содержит блоки 1 - 8 рабочего тела, теплообменники 9 - 15, теплдприемники 16 и 17, реверсивный нагнетатель 18 теплоносителя, диамагнитный ротор 19, постоянные магниты 20 - 23 сполюсными наконечниками 24-31, Ротор 19выполнен секционированным и одна из секций снабжена прорезью 32, в которой размещен кривошип 33, соединенный сдвигателем 34 реверсивного нагнетателя 18. Ротор 19 установлен на подшипниковых опорах 35 и 36. Все узлы рефрижератора размещены в корпусе 37.Рефрижератор работает следующим образом,В первой половине цикла при вращении двигателя 34 поршень реверсивного нагнетателя 18 перемещается вверх (по чертежу) и прокачивает теплоноситель последовательно через теплоприемник 16, блок 2 рабочего тела, теплообменник 14 нагрузки, блок 4 рабочего тела, теплообменник 12 нагрузки, блок 6 рабочего тела, теплообменник 10 нагрузки, блок 8 рабочего тела, теплообменник 9 нагрузки, блок 1 рабочего тела, теплообменник 15 нагрузки, блок 3 рабочего тела, теплообменник 13 нагрузки, блок 5 рабочего тела, теплообменник 11 нагрузки, блок 7 рабочего тела и теплоприемник 17. Одновременно кривошип 33 поворачивает секционированный диамагнитный ротор 19 противчасовой стрелки (по чертежу), что приводит к намагничиванию блоков 1,3,5,7 рабочего тела постоянными магнитами 20 - 23 и размагничиванию блоков 2,4,6,8 рабочего тела,Блоки 1,3,5,7 рабочего тела намагничиваются не сразу по всей длине, а постепенно, начиная с холодных сечений, Этоприводит к тому, что прокачиваемый тепло- носитель охлаждает уже намагниченные сечения рабочего тела и подогревает еще не намагниченные сечения. Аналогично блоки 2,4,6,8 рабочего тела размагничиваются, начиная с теплых сечений, и теплоноситель нагревает уже размагниченные сечения и подохлаждает еще не размагниченные сечения рабочего тела. В результате рабочее тело перед намагничиванием подогревается, а перед размагничиванием охлаждается, 510 15 20 25 30 35 40 45 5055 что приводит к реализации в нем регенеративного термодинамического цикла,Теплоноситель прокачивается реверсивным нагнетателем 18 через теплоприемник 16 и блок 2 рабочего тела, гдепоследовательно охлаждается в каждом сечении размагничивапмого рабочего тела.Затем теплоноситель поступает в теплообменник 14 нагрузки, где реализуется холодопроизводительность, и далее в блок 4рабочего тела, теплообменник 12 нагрузки,блок 6 рабочего тела, теплообменник 10 нагрузки, блок 8 рабочего тела и теплообменник 9 нагрузки, где охлаждается до всеболее низких температур, реализуется холодопроизводительность на различных температурных уровняхПосле этого теплоноситель поступает вблок 1 рабочего тела, теплообменник 15 нагрузки, блок 3 рабочего тела, теплообменник 13 нагрузки, блок 5 рабочего тела,теплообменник 11 нагрузки и блок 7 рабочего тела, В блоках 3,5,7 рабочего тела теплоноситель отбирает теплоту намагничиванияи последовательно нагревается, а в теплообменниках 15,13,11 нагрузки реализуетсяхолодопроизводительность. Далее теплоноситель поступает в теплоприемник 17, гдеотдает теплоту в окружающую среду,При дальнейшем повороте вала электродвигателя поршень реверсивного нагнетателя 18 перемещается вниз (по чертежу) ипрокачивает теплоноситель в противоположном направлении, При этом кривошип33 поворачивает секционированный диамагнитный ротор 19 по часовой стрелке (почеретжу), что приводит к намагничиваниюблоков 2,4,6,8 рабочего тела и размагничиванию блоков 1,3,5,7 рабочего тела (наступает вторая половина цикла).Теплоноситель прокачивается реверсивным нагнетателем 18 через теплоприемник 17 и блок 7 рабочего тела, гдепоследовательно охлаждается в каждом сечении размагничиваемого рабочего тела,Затем теплоноситель поступает в теплообменник 11 нагрузки, где реализуется холодопроизводительность, и далее в блок 5рабочего тела, теплообменник 13 нагрузки,блок 3 рабочего тела, теплообменник 15 нагрузки, блок 1 рабочего тела и теплообменник 9 нагрузки, где охлаждается до всеболее низких температур,.реализуется холодопроизводительность на различных температурных уровнях,После этого теплоноситель поступает вблок 8 рабочего тела, теплообменник 10 нагрузки, блок 6 рабочего тела, теплообменник 12 нагрузки, блок 4 рабочего тела,теплообменник 14 нагрузки и в блок 2 рабо1638493 Составитель И.Тай Техред М,Моргента ов Корректор С,Черн Редактор И,Касард Тираж 325арственного комитета 113035, Москва,Ж аказ 918 ВНИИП л. Гагарина, 1 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго чего тела, В блоках 8,6,4,2 рабочего тела теплоноситель отбирает теплоту, намагничивается и последовательно нагревается, а в теплообменниках 10,12,14 нагрузки реализуется холодопроизводительность, Далее теплоноситель поступает в теплоприемник 16, где отдает теплоту в окружающую среду, Далее цикл повторяется,Полюсные наконечники 24 - 31 служат для замыкания магнитных силовых линий постоянных магнитов 20 - 23 через блоки рабочего тела. Секционированный ротор 19 совершает вращательно-колебательные движения в подшипниковых опорах 36 и 35. Полость внутри корпуса 37 может быть отвакуумирована для уменьшения теплопритоков к холодным элементам конструкции,Секциойированный ротор 19 выполнен диамагнитным для предотвращения взаимного влияния постоянных магнитов 20-23,Формула изобретенияМагнитокалорический рефрижератор,содержащий расположенные по окружности блоки рабочего тела, ротор с магнитами,5 теплообменники нагрузки, теплоприемникии реверсивный нагнетатель теплоносителяс приводом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью обеспечения одновременного криостатирования на различных температур 10 ных уровнях, ротор выполнен с секторамииз диамагнитного материала, на которых установлены постоянные магниты с полюсными наконечниками, причем количествомагнитов вдвое меньше количества блоков15 рабочего тела, один из секторов ротораснабжен прорезью, в которой дополнительно установлен кривошип, соединенный сприводом реверсивного нагнетателя, одинтеплообменник нагрузки включен между20 двумя соседними блоками рабочего тела, аостальные - через один,Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ ССС