单向导热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及单向导热装置，属于热量传导技术领域。其解决了现有技术存在的重力造成的导热功率低的问题。本实用新型专利技术真空腔内设置有可移动金属棒、控制极金属棒、双金属片、推杆和绝热杠杆，可移动金属棒一端连接导热金属棒，可移动金属棒另一端通过双金属片、推杆和绝热杠杆连接控制极金属棒，控制极金属棒一端固定于绝热外壳，控制极金属棒另一端连接双金属片，双金属片通过推杆连接绝热杠杆；当单向导热时，一侧的可移动金属棒与另一侧的导热金属棒或可移动金属棒相连。本实用新型专利技术具有制造工艺简单、管道弯曲自由度大、寿命长且维修便捷、导热方向可控、高敏度和可微型化等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及单向导热装置，属于热量传导

技术介绍
纵观热量传导
，单向导热装置屈指可数，目前现有技术仅有一种带毛细管芯的热管在水平放置的情况下，具有热二极管功能。众所周知，在地球上由于重力存在，液体和气体的导热率小，很难向下传热，只有在致密的固体中发生的热传导能向下传热。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有单向导热装置存在的上述缺陷，提出了一种单向导热装置，通过可移动金属棒、控制极金属棒、双金属片、推杆和绝热杠杆构成的单向导热装置，利用金属可实现朝向任意方向热传导的原理，克服了重力对于导热的影响，提高了导热功率。本技术是采用以下的技术方案实现的：一种单向导热装置，包括绝热外壳及其内部的真空腔，绝热外壳两侧分别设置有导热金属棒和控制极金属棒，真空腔内设置有可移动金属棒、双金属片、推杆和绝热杠杆，可移动金属棒一端连接导热金属棒，可移动金属棒另一端通过双金属片、推杆和绝热杠杆连接控制极金属棒，控制极金属棒一端固定于绝热外壳，控制极金属棒另一端连接双金属片，双金属片通过推杆连接绝热杠杆；当单向导热时，一侧的可移动金属棒与另一侧的导热金属棒或可移动金属棒相连。进一步地，双金属片根据工作范围设计为直线型、U型或蝶型。进一步地，双金属片包括主动层和被动层，主动层和被动层相互平行且紧密接触，推杆贯穿所有的双金属片。进一步地，推杆与绝热杠杆相互垂直并固定连接，绝热杠杆嵌入可移动金属棒固定，绝热杠杆的支点在支架上，支架与绝热外壳相固定。进一步地，导热金属棒包括热端的导热金属棒Ⅰ和冷端的导热金属棒Ⅱ。本技术的有益效果是：(1)制造工艺简单：单向导热装置由金属导热棒、控制极金属棒和绝热外壳组成，内部抽真空，制作工艺简单；(2)管道弯曲自由度大：单向导热装置里面只需要一个真空腔，真空腔内部的导热金属随着绝热外壳的变化可做成任何形状，面积选择自由度更大，可适应复杂环境；(3)寿命长且维修便捷：管体采用非金属绝热外壳，导热材料全部采用固体金属良导体，因为管内为真空状态且没有液体腐蚀，因此管内的耐腐蚀能力提高，寿命相应延长；把管外金属设计成可置换方式，维修非常便捷；(4)导热方向可控：单向导热装置采用金属传导导热，不受重力影响，且导热金属一直处于高真空环境中，热量几乎没有散失到空气中；(5)高敏度和可微型化：单向导热装置在微型化后如采用高灵敏度控制器可以实现在几百分之一摄氏度之间导热；在微电子设备散热和超低温制冷和半导体制冷中，单向导热装置可以把多余的热量及时导出，使制冷效率提高不少；单向导热装置也可以用于温差发电设备中精确制导，使热能利用最大化，显著提高热电转换效率；利用高灵敏度控制器的微型单向导热装置可以做成拾热器，可以收集气温微小变化过程中的热量，用于研究空气紊流、微型风暴，以及水蒸气蒸发、凝结、运动过程中产生的热量变化、可探测大小云朵、灰尘雾霾对空气温度的影响，探测红外辐射、带电离子运动对空气粒子的影响等，在天气预报辅助系统有重大的帮助，也是热管等导热设备不具备的功能。附图说明图1是本技术的结构示意图之一。图2是本技术的结构示意图之二。图3是本技术的结构示意图之三。图中：1导热金属棒Ⅰ；2导热金属棒Ⅱ；3控制极金属棒Ⅰ；4控制极金属棒Ⅱ；5可移动金属棒Ⅰ；6可移动金属棒Ⅱ；7主动层Ⅰ；8被动层Ⅰ；9主动层Ⅱ；10被动层Ⅱ；11推杆Ⅰ；12推杆Ⅱ；13绝热杠杆Ⅰ；14绝热杠杆Ⅱ；15支架Ⅰ；16支架Ⅱ；17真空腔；18绝热外壳。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。实施例一：本技术涉及一种热量单方向传导装置，利用热能驱使双金属片变形伸长，推动其相连的导热金属棒位移。双金属片可根据其工作范围设计为直线型、U型、蝶型，以及使用记忆合金弹簧。双金属片的主动层和被动层的材料由技术人员根据不同的工作温度和使用范围来选择不同的材料。其目的是实现在可移动金属棒的可移动范围内，具有较大的热推力，推动绝热杠杆的另一端可移动金属棒自由运动。选用绝热材料做绝热杠杆，是为了防止非控制极金属棒的温度对控制极金属棒的双金属片产生影响，避免了控制极金属棒误动作。上述原理简单易懂，本领域的技术人员可根据原理图和理论指导轻松完整地制造出该装置，并根据适应的工作环境做出外形不同、温差不同且符合其工作性质的单向导热装置。实施例二：单向导热装置分为精密级和常规级两种。精密级单向导热装置为冷端和热端双控型，如图1所示。常规级单向导热装置分为热端控制型和冷端控制型，如图2和图3所示。无论是热端控制型还是冷端控制型，进行单向导热都有一定的适应范围。但是，在精确导热的领域，最好使用冷端和热端双控型，因为只有当冷端和热端同时达到导热条件时，单向导热装置才开始工作。在温度容易发生突变的环境中，比如卫星自转所处的环境或者各种科学研究中，像风暴探测、气象测定、气体振动……在冻土防治方面，也可以用单向导热装置工作，长寿命以及自动化工作等因素使单向导热装置的运行成本极低。如图1所示，冷端和热端双控型单向导热装置相当于一个冷端控制型单向导热装置和一个热端控制型单向导热装置对接而成。作为精密级元件，当一端温度处于相反位置或者其中一端的温度达不到设定温度时，单向导热装置就不工作。这就避免了当控制极金属棒的温度已达到启动温度，而另一端的温度高于启动端的温度，从而造成逆向传热的情况的发生，造成不必要的麻烦。这一点，对于航天器导热和超低温导热过程中尤为重要。当然，在民用方面和普通环境中，冷端控制型单向导热装置和热端控制型单向导热装置都可以解决其涉及的单向导热问题。当热端温度升高时，热量沿着同侧控制极金属棒Ⅰ3导入双金属片，随着温度升高，双金属片变动伸长，向外推动绝热杠杆Ⅰ13热端。绝热杠杆Ⅰ13连着自由移动的可移动金属棒Ⅰ5一端，可移动金属棒Ⅰ5另一端连接导热金属棒Ⅰ1，双金属片包括主动层Ⅰ7和被动层Ⅰ8，主动层Ⅰ7和被动层Ⅰ8相互平行且紧密接触，推杆Ⅰ11贯穿所有的双金属片的主动层Ⅰ7和被动层Ⅰ8。推杆Ⅰ11与绝热杠杆Ⅰ13相互垂直并固定连接，绝热杠杆Ⅰ13嵌入可移动金属棒Ⅰ5固定，绝热杠杆Ⅰ13的支点在支架Ⅰ15上。冷端控制型双金属片的主动层Ⅱ9和被动层Ⅱ10与热端控制型相反，当冷端温度下降时，热量沿控制极金属棒Ⅱ4导出，随着温度下降，双金属片变形伸长，向外推动绝热杠杆Ⅱ14冷端，绝热杠杆Ⅱ14的另一端连着可移动金属棒Ⅱ6，双金属片包括主动层Ⅱ9和被动层Ⅱ10，主动层Ⅱ9和被动层Ⅱ10相互平行且紧密接触，推杆Ⅱ12贯穿所有的双金属片的主动层Ⅱ9和被动层Ⅱ10。推杆Ⅱ12与绝热杠杆Ⅱ14相互垂直并固定连接，绝热杠杆Ⅱ14嵌入可移动金属棒Ⅱ6固定，绝热杠杆Ⅱ14的支点在支架Ⅱ16上。可移动金属棒Ⅰ5和可移动金属棒Ⅱ6向前移动，可移动金属棒Ⅰ5和可移动金属棒Ⅱ6侧面接触，进而连接热端导热金属棒Ⅰ1和冷端导热金属棒Ⅱ2，从而建立一个热通路。如图2所示，热端控制型的单向导热装置。当热端温度升高时，热量沿着同侧控制极金属棒Ⅰ3导入双金属片，随着温度升高，双金属片变动伸长，向外推动绝热杠杆Ⅰ13热端。绝热杠杆Ⅰ13的另一端连着自由移动的可移动金属棒Ⅰ5，可移动金属棒Ⅰ5向前移动连接导热金属棒Ⅱ2，导热金属棒Ⅰ1和导热金属棒Ⅱ2相连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单向导热装置，包括绝热外壳(18)及其内部的真空腔(17)，绝热外壳(18)两侧分别设置有导热金属棒和控制极金属棒，其特征在于：真空腔(17)内设置有可移动金属棒、双金属片、推杆和绝热杠杆，可移动金属棒一端连接导热金属棒，可移动金属棒另一端通过双金属片、推杆和绝热杠杆连接控制极金属棒，控制极金属棒一端固定于绝热外壳(18)，控制极金属棒另一端连接双金属片，双金属片通过推杆连接绝热杠杆；当单向导热时，一侧的可移动金属棒与另一侧的导热金属棒或可移动金属棒相连。

【技术特征摘要】
1.一种单向导热装置，包括绝热外壳(18)及其内部的真空腔(17)，绝热外壳(18)两侧分别设置有导热金属棒和控制极金属棒，其特征在于：真空腔(17)内设置有可移动金属棒、双金属片、推杆和绝热杠杆，可移动金属棒一端连接导热金属棒，可移动金属棒另一端通过双金属片、推杆和绝热杠杆连接控制极金属棒，控制极金属棒一端固定于绝热外壳(18)，控制极金属棒另一端连接双金属片，双金属片通过推杆连接绝热杠杆；当单向导热时，一侧的可移动金属棒与另一侧的导热金属棒或可移动金属棒相连。2.根据权利要求1所述的单...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷卫国，
申请(专利权)人：冷卫国，冷进鲜，
类型：新型
国别省市：山东;37