一种热开关制造技术

本实用新型专利技术涉及制冷及低温技术领域，公开了一种热开关，包括：移动件、固定件、伸缩件和吸附结构，移动件朝向热源设置，在固定件上安装有冷源，伸缩件设置在移动件和固定件之间，伸缩件的两端分别与移动件和固定件连接，伸缩件与移动件和固定件共同形成封闭的第一腔体，在第一腔体内充装有工作介质，吸附结构通过管路与第一腔体连通，在吸附结构的内部填充有能吸附气体的吸附剂，通过吸附剂对第一腔体内的工作介质的吸附和解吸，从而实现对工作介质在第一腔体内的压力的调节，促使伸缩件进行伸出和回缩，通过伸缩件的伸出和回缩，带动移动件与固定件发生相对运动，从而实现移动件与热源的接通和断开。该热开关具有开关比很大的优点。

A Thermal Switch

【技术实现步骤摘要】
一种热开关
本技术涉及制冷及低温
，特别是涉及一种热开关。
技术介绍
目前，热开关是指能够控制两个物体之间热接触或热分离的装置。在制冷及低温
中，很多应用场合要求两个部件在不同工作状态下能够分别实现热连接和热分离。例如，随着空间红外探测技术的发展，对机械制冷技术提出更高的寿命和可靠性要求，由于空间制冷机存在不可维修性，需要在同一系统中对空间制冷机进行备份设计，为了降低或消除非工作状态下备份制冷机寄生漏热，需要通过热开关将空间制冷机与被冷却器件连接，利用热开关实现冷量由制冷机向被冷却器件的单向传递。在超导磁体进行低温冷却时，通常采用具有两级结构的低温制冷机，超导磁体与二级冷头连接，由于二级冷头的冷量小、效率低，需要很长时间才能将磁体由室温冷却至最低温度，制冷机一级冷头具有较大的制冷量，可以通过热开关将一级冷头与磁体连接，在磁体温度高于一级冷头温度时，通过一级冷头对磁体进行预冷，当磁体降温至一级冷头以下温度时，使热开关处于断开状态，通过二级冷头继续对磁体进行冷却，从而能够大幅度缩短磁体冷却时间。常用的热开关主要有机械式、气体间隙式、形状记忆合金式、微膨胀式、热管式等形式的热开关。机械式热开关可靠性较低，而且需要外界驱动力；气体间隙式热开关通过在两个导热片之间充气和抽气来实现通断，需要利用加热和冷却装置控制吸附泵的温度，系统比较复杂，利用气体导热实现连通的导通热阻较大，而且热开关的响应时间受抽气速度影响较大；形状记忆合金式热开关利用温度变化引起记忆合金形状变化，驱动冷热部件连通或断开，结构要求严格对称，对加工精度要求很高；微膨胀式热开关利用不同材料热膨胀系数不同，在温度改变后实现连通或断开，加工精度要求高，长期闭合工作时容易发生冷焊，可靠性较差，而且需要热开关具有足够的长度，使不同材料直接形成较大的收缩、膨胀差异，不能做成短小结构；热管式热开关利用工质气液相变进行正向高效传热、反向断开，通常响应时间很长，导通和断开温度受限于气体工质的三相点温度，只能适用于部分工作温度范围，而且热管式热开关在长度较大时优势明显，在长度较短时断开热阻较小。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本技术的目的是提供一种热开关，以至少解决现有技术中的热开关的开关比小、可靠性低、加工精度要求高以及不便于灵活控制的技术问题之一。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本技术提供一种热开关，包括：移动件、固定件、伸缩件和吸附结构，所述移动件朝向热源设置，在所述固定件上安装有冷源，所述伸缩件设置在所述移动件和所述固定件之间，所述伸缩件的两端分别与所述移动件和所述固定件连接，所述伸缩件与所述移动件和所述固定件共同形成封闭的第一腔体，在所述第一腔体内充装有工作介质，所述吸附结构通过管路与所述第一腔体连通，在所述吸附结构的内部填充有能吸附气体的吸附剂，通过所述吸附剂对所述第一腔体内的工作介质的吸附和解吸，从而实现对所述工作介质在所述第一腔体内的压力的调节，促使所述伸缩件进行伸出和回缩，通过所述伸缩件的伸出和回缩，带动所述移动件与所述固定件发生相对运动，从而实现所述移动件与热源的接通和断开。其中，所述吸附结构包括壳体和填充在所述壳体的内部的所述吸附剂。其中，所述吸附结构还包括设置在所述壳体上的加热器。其中，所述加热器设置在所述壳体的内部，所述加热器为至少一个，或所述加热器为两个时，多个所述加热器之间通过引线电连接。其中，在所述壳体上构造有穿线孔，在所述穿线孔的内部安装有绝缘层和/或穿针，其中，所述穿针与所述引线电连接。其中，所述移动件通过延伸件与所述固定件连接，所述移动件与所述固定件之间至少有一个表面接触并且能够沿着接触的表面发生相互滑动，从而使得所述移动件与所述固定件之间发生相对移动。其中，所述热开关还包括延伸件，所述延伸件包括第一延伸件和第二延伸件，其中，所述第一延伸件与所述移动件连接，所述第二延伸件与所述固定件连接，所述第一延伸件与所述第二延伸件为插入式配合。其中，在所述移动件的下表面构造有朝所述固定件方向进行延伸的凸部，在所述固定件的上表面构造有开口朝向所述移动件的环形腔体，其中，所述凸部插入到所述环形腔体内并能相对所述环形腔体的纵向进行伸出和回缩运动。其中，在所述第一延伸件与所述第二延伸件之间构造有封闭的第二腔体，在所述环形腔体的侧壁上构造有连通孔，所述第一腔体通过所述连通孔与所述第二腔体连通。其中，所述热开关还包括设置在所述第二腔体内的柔性导热件，所述柔性导热件的第一端与所述凸部的下表面相连接，所述柔性导热件的第二端与所述固定件相连接。其中，所述热开关还包括第二固定件和支撑件，所述第二固定件朝向所述移动件设置，所述支撑件设置在所述固定件和所述第二固定件之间并位于所述伸缩件的外侧，在所述第二固定件上安装有热源，通过所述移动件与所述第二固定件之间的接触和分离，实现所述移动件与热源的接通和断开。其中，所述支撑件、所述第二固定件以及所述固定件共同构成内部腔体，在所述支撑件上构造有间隔开的多个开口、缝隙、槽、孔中的其中一种。(三)有益效果本技术提供的热开关，与现有技术相比，具有如下优点：通过在本申请中增设吸附结构，在该吸附结构的内部填充有吸附剂，利用吸附剂的吸附作用，能够吸附第一腔体内的气体，调节第一腔体内的工作介质的压力变化并引起工作介质的膨胀和收缩，通过工作介质的膨胀和收缩能够带动移动件发生移动并产生较大的位移量，使热开关获得很大的开关比。此外，当需要使得移动件与热源相接触时，则通过该吸附结构中的吸附剂对吸附的气体进行解吸，然后将解吸后的气体再次充入到第一腔体中，伸缩件的体积膨胀，即，该伸缩件带动移动件一起朝向热源运动并与热源进行连接，从而使得本申请的热开关重新处于导通的状态，进一步地，继续对热源进行降温。该热开关能够通过吸附结构主动控制热开关的通断状态，控制灵活、方便。附图说明图1为本申请的实施例的热开关的整体结构示意图；图2为图1中的支撑件的整体结构示意图；图3为图1中的吸附结构的另一实施例的结构示意图。图中，1：热开关，11：移动件；12：固定件；13：伸缩件；111：第一延伸件；121：第二延伸件；14：第一腔体；15：第二腔体；151：连通孔；152：柔性导热件；16：支撑件；161：内部腔体；162：开口；17：第二固定件；2：吸附结构；21：壳体；22：吸附剂；23：管路；24：加热器；241：引线；242：绝缘层；243：穿针。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。需要说明的是，除非另有明确的说明或限定，所有涉及对上下、左右进行表述的方式均是针对当前示意图所呈现的设置方位进行的描述。如图1所示，图中示意性地显示了该热开关1包括移动件11、固定件12、伸缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热开关，其特征在于，包括：移动件、固定件、伸缩件和吸附结构，所述移动件朝向热源设置，在所述固定件上安装有冷源，所述伸缩件设置在所述移动件和所述固定件之间，所述伸缩件的两端分别与所述移动件和所述固定件连接，所述伸缩件与所述移动件和所述固定件共同形成封闭的第一腔体，在所述第一腔体内充装有工作介质，所述吸附结构通过管路与所述第一腔体连通，在所述吸附结构的内部填充有能吸附气体的吸附剂，通过所述吸附剂对所述第一腔体内的工作介质的吸附和解吸，从而实现对所述工作介质在所述第一腔体内的压力的调节，促使所述伸缩件进行伸出和回缩，通过所述伸缩件的伸出和回缩，带动所述移动件与所述固定件发生相对运动，从而实现所述移动件与热源的接通和断开。

【技术特征摘要】
1.一种热开关，其特征在于，包括：移动件、固定件、伸缩件和吸附结构，所述移动件朝向热源设置，在所述固定件上安装有冷源，所述伸缩件设置在所述移动件和所述固定件之间，所述伸缩件的两端分别与所述移动件和所述固定件连接，所述伸缩件与所述移动件和所述固定件共同形成封闭的第一腔体，在所述第一腔体内充装有工作介质，所述吸附结构通过管路与所述第一腔体连通，在所述吸附结构的内部填充有能吸附气体的吸附剂，通过所述吸附剂对所述第一腔体内的工作介质的吸附和解吸，从而实现对所述工作介质在所述第一腔体内的压力的调节，促使所述伸缩件进行伸出和回缩，通过所述伸缩件的伸出和回缩，带动所述移动件与所述固定件发生相对运动，从而实现所述移动件与热源的接通和断开。2.根据权利要求1所述的热开关，其特征在于，所述吸附结构包括壳体和填充在所述壳体的内部的所述吸附剂。3.根据权利要求2所述的热开关，其特征在于，所述吸附结构还包括设置在所述壳体上的加热器。4.根据权利要求3所述的热开关，其特征在于，所述加热器设置在所述壳体的内部，所述加热器为至少一个，或所述加热器为至少两个时，多个所述加热器之间通过引线电连接。5.根据权利要求4所述的热开关，其特征在于，在所述壳体上构造有穿线孔，在所述穿线孔的内部安装有绝缘层和/或穿针，其中，所述穿针与所述引线电连接。6.根据权利要求1所述的热开关，其特征在于，所述移动件通过延伸件与所述固定件连接，所述移动件与所述固定件之间至少有一个表面接触并且能够沿着接触的表面发生相互滑动，从而使得所述移动件与所述固定件之间发生相对移动...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵雅楠，梁惊涛，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11