[实用新型]一种热开关

说明书

本实用新型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。

技术领域

本实用新型涉及制冷及低温技术领域，特别是涉及一种热开关。

背景技术

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。在制冷及低温技术领域中，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。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型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，本实用新型提供一种热开关，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。