[发明专利]一种单程形状记忆合金驱动的热开关及控制方法

说明书

本发明公开了一种单程形状记忆合金驱动的热开关及控制方法，其中热开关包括框架、设置在框架内一侧的移动板以及与该移动板配合的开关轴，在开关轴上设置有对角锥，在移动板上设置有与开关轴配合的槽，该槽包括导向槽和嵌入槽，开关轴从导向槽进入并可将对角锥置于嵌入槽内，在移动板与移动板相对的框架一侧之间设置有复位弹簧和形状记忆合金弹簧，移动板具有在复位弹簧作用下与开关轴配合的第一位置和在形状记忆合金弹簧作用下与开关轴脱离配合的第二位置。本发明单程形状记忆合金驱动热开关，利用形状记忆合金的记忆效应，实现高效的开关的闭合开启控制，可代替传统的温控装置在特殊场合的使用，具有设计制作简单，可靠度高的优点。

技术领域

本发明涉及一种温度控制设备,尤其是一种由单程形状记忆合金驱动的热开关。

背景技术

热开关是一种通过对结构导热途径的热阻进行控制而实现主动控制的传热构件。至今，基于各种原理的热开关技术已经得到很大发展并且获得了实际应用，包含微热膨胀型热开关、双金属片驱动热开关、石蜡驱动热开关等。但是这些传统的热开关存在许多固有缺点，如微热膨胀性热开关若在闭合的场合长期使用，可能会发生冷焊，以至于需要断开时无法打开；双金属驱动热开关的结构设计较为复杂，双金属的驱动力有限而导致接触热阻较大等。

本发明在分析传统热开关优缺点的基础上，设计一种单程形状记忆合金驱动的热开关，单程形状记忆合金是一种智能材料，低温下经过一定的塑性变形后，加热到一定温度时，又可以完全恢复到变形前原来形状，这种特性可以用于开关的闭合和打开两个控制状态的实现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，设计一种基于单程形状记忆合金驱动的热开关装置，利用形状记忆合金在高温态时具有恢复到变形前形状的全新原理，而且设计的结构具有控制可靠度高，设计简单等优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种单程形状记忆合金驱动的热开关，其特征在于：包括框架、设置在框架内一侧的移动板以及与该移动板配合的开关轴，在所述开关轴上设置有对角锥，在所述移动板上设置有与所述开关轴配合的槽，该槽包括导向槽和嵌入槽，所述开关轴从所述导向槽进入并可将所述对角锥置于所述嵌入槽内，在所述移动板与移动板相对的框架一侧之间设置有复位弹簧和形状记忆合金弹簧，所述移动板具有在所述复位弹簧作用下与所述开关轴配合的第一位置和在所述形状记忆合金弹簧作用下与所述开关轴脱离配合的第二位置。

在所述框架内还设置有一定位板，所述移动板设置在该定位板上，在所述定位板上设置有与所述开关轴配合的所述导向定位槽。

在所述的框架和移动板上均设置有导杆，所述复位弹簧和形状记忆合金弹簧均套在所述导杆上。

在所述框架上还设置有一将所述移动板约束在所述框架内的顶板。

所述开关轴为半圆轴，所述对角锥为设置在半圆轴上的半圆锥。

一种热开关的控制方法，其特征在于：对角锥和开关轴组成连接轴杆，与外部被控制的结构设备进行连接，初始状态时，在外力的作用下，开关轴沿着移动板上的导向槽深入移动板，驱动移动板沿开关轴的径向方向滑动，当与开关轴相连的对角锥与移动板中嵌入槽相容后，移动板在复位弹簧的作用下又与框架的侧板紧密接触，此时，移动板处于对开关轴的约束状态；形状记忆合金弹簧在通电升温后，开始收缩，在克服复位弹簧压力作用后，驱动移动板进行沿着开关轴的径向方向滑动，不断远离框架的侧板，移动板对对角锥的约束作用解除，移动板处于对开关轴的解约束状态，开关轴在被开关控制的外部结构设备的作用下弹出，完成整个控制过程。

本发明的相比于现有技术具有以下有益效果：通过移动板上的嵌入槽和对角锥的相容自锁，完成开关闭合，简单实用；通过形状记忆合金弹簧和复位弹簧作用力的相对大小可以实现开关的开合状态转换，高效而且可靠度高。

附图说明