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、固定件和伸缩件，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随温度进行变化的工作介质，通过所述工作介质在所述第一腔体内发生膨胀或收缩，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。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结构不紧凑的技术问题之一。(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、固定件和伸缩件，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随温度进行变化的工作介质，通过所述工作介质在所述第一腔体内发生膨胀或收缩，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，所述移动件与所述固定件为直接接触连接；或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。其中，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，在所述移动件的下表面构造有朝所述固定件方向进行延伸的第一凸部，所述第一凸部为多个，在所述固定件的上表面构造有朝所述移动件方向进行延伸的第二凸部，所述第二凸部为多个，其中，每相邻的两个所述第一凸部之间设有一个所述第二凸部。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；或所述连通孔使得所述第二腔体与外界连通。其中，所述伸缩件位于所述环形腔体的外侧，所述第二腔体位于所述第一腔体内；或所述伸缩件位于所述环形腔体的内侧，所述第一腔体位于所述第二腔体内。其中，所述热开关还包括第二固定件和支撑件，所述第二固定件设置在所述移动件的上方，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，所述热开关还包括第三延伸件，所述第三延伸件包括设置在所述第二固定件的下表面并朝所述固定件方向进行延伸的环形部和设置在所述环形部的下开口边沿并朝所述环形部的中心线方向进行延伸的水平止挡部，所述环形部、所述水平止挡部以及所述第二固定件共同形成第一空间，所述移动件设置在所述第一空间内，所述移动件能随第一延伸件在所述第一空间内进行上下往复运动，所述移动件的两端能搭接在所述水平止挡部的上表面。(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：通过在移动件上设置热源，在固定件上设置冷源，然后向第一腔体内充装工作介质，利用工作介质的膨胀和收缩带动移动件向上进行移动，该移动件的纵向位移量较大，热开关导通时依靠移动件与固定件之间的接触面的导热作用进行传热，传热稳定性高，导通传热热阻较小。热开关断开时，移动件与热源之间的接触面彻底发生分离，断开热阻非常大，从而能够使热开关获得很大的开关比。附图说明图1为本申请的第一实施例的热开关的整体结构示意图；图2为本申请的第二实施例的热开关的整体结构示意图；图3为本申请的第三实施例的热开关的整体结构示意图；图4为本申请的第四实施例的热开关的整体结构示意图；图5为图4中的绝热支撑结构的整体结构示意图；图6为本申请的第五实施例的热开关的整体结构示意图。图中，1：热开关；11：移动件；111：第一延伸件；12：固定件；121：第二延伸件；13：伸缩件；14：第一腔体；15：第二腔体；151：连通孔；16：支撑件；17：第二固定件；171：第三延伸件；2：热源；3：冷源。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，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。图1示出本技术第一实施例热开关1的结构示意图，包括移动件11、固定件12和伸缩件13。在本申请的实施例中，移动件11朝向热源2设置，在该固定件12上安装有冷源3，该伸缩件13设置在该移动件11和该固定件12之间，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、固定件和伸缩件，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随温度进行变化的工作介质，通过所述工作介质在所述第一腔体内发生膨胀或收缩，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、固定件和伸缩件，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随温度进行变化的工作介质，通过所述工作介质在所述第一腔体内发生膨胀或收缩，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，所述移动件与所述固定件为直接接触连接；或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。3.根据权利要求2所述的热开关，其特征在于，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。4.根据权利要求3所述的热开关，其特征在于，所述第一延伸件与所述第二延伸件为插入式配合。5.根据权利要求4所述的热开关，其特征在于，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。6.根据权利要求4所述的热开关，其特征在于，在所述移动件的下表面构造有朝所述...

【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