一种形状记忆合金驱动的热开关制造技术

本发明专利技术涉及一种形状记忆合金驱动的热开关，包括导热筒、中心支撑、绝热筒和导热带，所述中心支撑置于导热筒中，所述导热带置于导热筒上并固定在所述中心支撑上部，所述绝热筒置于导热筒上端内沿，所述导热筒的底部设有底盖；所述中心支撑为凸台状中空结构，其内腔设有偏置弹簧，所述中心支撑的下段凸台与所述底盖内腔间隙配合，所述中心支撑的外围套置形状记忆合金弹簧。本发明专利技术利用形状记忆合金的记忆效应，将感温与驱动功能集为一体，实现了高效快速地对热流量的自动控制，其断开时绝热性好，闭合后导热性好，可替代传统温控装置在特殊场合的使用，具有变形量大、变形方向自由度大、随温度的变化可急剧发生形变、功率重量比高等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种温度控制设备，具体涉及一种闭合后导热性能很好而断开后绝热性能良好的形状记忆合金驱动的热开关。
技术介绍
热开关是一种通过对导热途径的热阻进行控制而实现主动热控制的传热元件。到目前为止，热开关技术已经有了很大发展，有多种基于不同原理的热开关获得了实际应用，包括双金属片驱动热开关、微热膨胀型热开关、石蜡驱动热开关、气隙式热开关和记忆合金热开关。这些传统热开关有许多固有缺点，如双金属片热开关，结构较为复杂，双金属的驱动力有限导致接触热阻较大；气隙式热开关主要适用于极低温环境下，对加工精度要求很高，对装置的密封要求较高，结构比较复杂；微膨胀型低温热开关若用在长期闭合的场合，可能会发生冷焊，导致需要断开时无法打开。
技术实现思路
本专利技术是针对传统热控用热开关的存在缺点而提出的一种新型的热开关，其采用全新的工作机理，实现传统热开关不能完成的功能，打开后绝热性良好，闭合后导热性很好且压紧力大。本专利技术为实现其目的所采用如下技术方案一种形状记忆合金驱动的热开关，包括导热筒、中心支撑、绝热筒和导热带，所述中心支撑置于导热筒中，所述导热带置于导热筒上并固定在所述中心支撑上部，所述绝热筒置于导热筒上端内沿，所述导热筒的底部设有底盖；所述中心支撑为凸台状中空结构，其内腔设有偏置弹簧，所述中心支撑的下段凸台与所述底盖内腔间隙配合，所述中心支撑的外围套置形状记忆合金弹簧。所述导热带通过压紧螺母固定在移动块上，所述移动块套置固定于中心支撑上部。所述形状记忆合金弹簧下端与中心支撑之间设有绝热垫。所述偏置弹簧和形状记忆合金弹簧为压缩弹簧。本专利技术有益效果采用形状记忆合金作为驱动材料，将感温与驱动功能集为一体，实现了高效快速地对热流量的自动控制，替代传统温控装置在特殊场合的使用，本专利技术具有变形量大、变形方向自由度大、随温度的变化可急剧发生形变、功率重量比高等特点，且尺寸越小优点越显著，其开关行程范围大，打开后绝热性优良，而闭合后导热性很好。附图说明图1为本专利技术的结构示意 图2为图1开关闭合时热阻的示意 图3为图1开关断开时热阻的示意图。图中1、压紧螺母，2、移动块，3、导热带，4、绝热筒，5、形状记忆合金弹簧，6、偏置弹簧，7、绝热垫，8、中心支撑，9、导热筒，10、底盖。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术包括导热带3，移动块2，中心支撑8，导热筒9、底盖10和绝热筒4。底盖10设于导热筒9下端口，两者通过螺纹连接。中心支撑8置于导热筒9内，其为三级凸台状中空结构，位于下端的下段凸台与底盖10的内腔间隙配合，形状记忆合金弹簧5套置于中心支撑8上，形状记忆合金弹簧5的上端抵靠在导热筒9的上端内沿，下端抵靠在设于中心支撑8的下段凸台面的绝热垫7上。绝热筒4设置于导热筒9上端内沿，中心支撑8中段凸台穿过绝热筒4。偏置弹簧6置于中心支撑8的腔体中，其上端抵靠在中心支撑8中段凸台上，下端抵靠在底盖10上。移动块2套设于中心支撑8上段凸台上，导热带3通过压紧螺母I固定在移动块2上。导热带3为柔性导热带。压紧螺母I的作用是用来紧固移动块与柔性导热带，使二者有良好接触，是一种非标的特殊螺母；导热筒的作用是与设备连接，并起到导热作用，采用无氧铜或紫铜制造，具有较小的热阻，内部有弹簧固定座结构用来固定弹簧；中心支撑被限制在绝热筒和底盖中间，用来支撑和带动移动块，是采用钛合金制造的薄壳结构，具有高强度、大热阻；绝热筒将导热筒与中心支撑热隔离，采用聚四氟乙烯制造，具有较低的导热系数；记忆合金弹簧的作用是感受温度变化并提供闭合所需驱动力，采用单程形状记忆合金材料；偏置弹簧提供断开所需的驱动力，材料选用碳钢；底盖的作用是支撑偏置弹簧，带有螺纹结构，可以通过旋转底盖调节偏置弹簧的压缩量。本专利技术中所有部件之间有两种连接方式螺纹连接、间隙配合接触。底盖与导热筒之间通过螺纹连接，采用细牙螺纹，具有良好的调节性；中心支撑与底盖之间是间隙配合关系，仅在径向限位，轴向可自由移动冲心支撑与绝热筒之间是间隙配合关系，同样仅在径向限位，轴向可自由移动；绝热筒与导热筒之间采用过渡配合连接，起到隔热作用；压紧螺母与中心支撑之间采用螺纹连接，固定于热开关最顶端。本专利技术装配时先在中心支撑8外套上形状记忆合金弹簧5，然后从导热筒9底部将套有形状记忆合金弹簧5的中心支撑8置于导热筒9中。绝热筒4设置于导热筒9上端内沿，中心支撑8的中段凸台穿过绝热筒4。形状记忆合金弹簧5下端和中心支撑8的下段凸台接触处安装一个绝热垫7，将偏置弹簧6置于中心支撑8内腔，并用底盖10密封固定起来，中心支撑8的下段凸台和底盖10内腔之间间隙配合，便于中心支撑8上下移动。中心支撑8上段凸台上套上移动块2，然后将一个柔性的导热带3套在移动块2上，最后用压紧螺母I将导热带3固定。如图2和3所示的为本专利技术开关闭合和断开时的热阻示意图，当导热筒9的温度从较低的温度逐渐升高，到达形状记忆合金弹簧5的奥氏体相变点后，形状记忆合金弹簧5的弹性模量增加，弹簧刚度变大，从而克服偏置弹簧6的弹力，推动移动块2向下运动，完成热开关的闭合动作，此时闭合后压紧力大，传热通路的热阻变得很小，此时导热性最好，实现被控物体的热量依次通过导热筒、移动块、柔性导热带向外传递。反之，当导热筒9的温度逐渐降低，到形状达记忆合金弹簧5的马氏体相变点后，形状记忆合金弹簧5的弹性模量减小，弹簧刚度降低，偏置弹簧6则克服形状记忆合金弹簧5的弹力，推动移动块2向上运动，完成断开动作，此时断开后导热性最低，绝热性良好。以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本专利技术进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本专利技术的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本专利技术精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形状记忆合金驱动的热开关，其特征在于：包括导热筒（9）、中心支撑（8）、绝热筒（4）和导热带（3），所述中心支撑（8）置于导热筒（9）中，所述导热带（3）置于导热筒(9)上并固定在所述中心支撑（8）上部，所述绝热筒（4）置于导热筒（9）上端内沿，所述导热筒（9）的底部设有底盖（10）；所述中心支撑（8）为凸台状中空结构，其内腔设有偏置弹簧(6)，所述中心支撑（8）的下段凸台与所述底盖（10）内腔间隙配合，所述中心支撑（8）的外围套置形状记忆合金弹簧（5）。

【技术特征摘要】
1.一种形状记忆合金驱动的热开关，其特征在于包括导热筒(9)、中心支撑(8)、绝热筒(4)和导热带(3)，所述中心支撑(8)置于导热筒(9)中，所述导热带(3)置于导热筒(9)上并固定在所述中心支撑(8)上部，所述绝热筒(4)置于导热筒(9)上端内沿，所述导热筒(9)的底部设有底盖(10);所述中心支撑(8)为凸台状中空结构，其内腔设有偏置弹簧(6)，所述中心支撑(8)的下段凸台与所述底盖(10)内腔间隙配合，所述中心支撑(8)的外围套置形状记忆合金弹簧(5)。2.根据权利要求1所述的形状记忆合金驱动的热开关，其特征在于所述导热带(3)通过压紧螺母(I)固定在移动块...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文千，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十六研究所，
类型：发明
国别省市：