热开关及超低温系统的制作方法

本发明涉及制冷及低温，特别是涉及一种热开关及超低温系统。

背景技术：

1、超低温系统（-196℃~-270℃）装置和设备中，典型设备类型为：使用gm制冷机（也称为g-m制冷机，由吉福特（gifford）和麦克马洪（mcmahon）二人发明，由两位发明者的姓名首字母得名）通过热的良导体（铜）等，将冷量传输到目标体（待冷却的物体，简称冷质量），从而将目标体冷却到极低温的水平（目标温度，如-270℃），进而对目标体进行相关的低温测试。

2、但是有些装置，不仅要求将目标体降温到超低温状态，还需要高温状态（比如，需要在某时刻将目标体加热升温到150℃，甚至更高）。如果目标体加热到高温状态，则高温目标体的高热能量将通过热导体反向传输到gm制冷机本体，从而造成gm制冷机因温度过高导致损坏。因低温装置一般处于真空绝热环境，因此无法在加热前，通过打开真空系统人为将热导体断开。

3、因此，对于超低温系统，需要一种热开关，可以从真空绝热环境的外部操作，实现热的良导体和制冷机可靠的热接触和断开热接触。目前，类似设备中的热开关，大多把气体作为驱动开关的动力源，存在压合力不足、传热（冷）效率差的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题，而提供一种热开关及超低温系统。

2、为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本申请实施例提供了一种热开关，包括：

4、第一导冷件，包括第一导冷面；

5、第二导冷件，包括第二导冷面，所述第二导冷件能相对所述第一导冷件运动，以使所述第二导冷面与所述第一导冷面热接触或断开热接触；所述第一导冷件和所述第二导冷件中之一热接触至目标体，另一热接触至冷源；所述目标体为需要获得冷量或热量的物体，所述冷源为提供冷量的装置；

6、传力件，用于将受到的力传递至所述第二导冷件，驱动所述第二导冷件相对所述第一导冷件运动，使所述第二导冷面与所述第一导冷面紧密贴合或分离，进而建立两者的热接触或断开热接触。

7、可选地，所述热开关还包括：

8、支撑框，包括靠近所述第一导冷件的第一端和远离所述第一导冷件的第二端；所述第一导冷件固定于所述第一端，所述第二导冷件可活动的安装于所述第二端，并能沿第一方向运动；所述传力件的一端能穿过所述支撑框的第二端连接所述第二导冷件，以将受到的力传递至所述第二导冷件；所述第一方向为所述第二端至所述第一端的方向。

9、可选地，所述传力件至少包括相互配合的第一传力零件和第二传力零件，所述第一传力零件和第二传力零件中至少之一安装于所述支撑框的第二端；所述第一传力零件和第二传力零件中之一能接受转矩，并在两者的配合下使得第一传力零件和第二传力零件中之一形成第一方向的移动，驱动所述第二导冷件沿第一方向移动，进而使所述第二导冷面与所述第一导冷面热接触或断开热接触。

10、可选地，所述传力件包括：

11、螺母，安装于所述支撑框的第二端；

12、螺杆，与所述螺母配合，能在一端受到转矩的情况下，做螺旋运动，以驱动所述第二导冷件沿第一方向移动。

13、可选地，所述螺杆做靠近所述第一端的运动，以抵接所述第二导冷件而建立连接；所述螺杆做远离所述第一端的运动，以脱离所述第二导冷件的连接；

14、所述热开关还包括：

15、复位弹性件，在所述螺杆脱离与所述第二导冷件的连接后，驱动所述第二导冷件脱离与所述第一导冷件的接触，以使得所述第二导冷面与所述第一导冷面断开热接触；所述复位弹性件的一端连接所述支撑框的第二端，另一端连接所述第二导冷件；在所述第二导冷件沿第一方向移动以靠近所述第一导冷件的情况下，所述复位弹性件受到拉伸并蓄能。

16、可选地，所述热开关还包括导向机构,所述导向机构包括：

17、至少两个第一导向件，一端固定在所述支撑框的第二端，另一端沿第一方向延伸；至少两个所述第一导向件围绕所述第二导冷件分布，且在所述第二导冷件的周向均布；

18、第二导向件，能基于所述第一导向件沿第一方向移动，所述第一导向件和所述第二导向件的结构设置为：限制所述第二导向件沿第一方向移动之外的其它运动；所述第二导向件与所述第二导冷件联动，以使所述第二导冷件的移动沿所述第一方向。

19、可选地，所述热开关还包括：

20、联动板，固定有所述第二导向件，所述联动板通过至少两根连接杆与所述第二导冷件保持联动；所述连接杆的一端连接于所述联动板，另一端连接于所述第二导冷件；所述螺杆通过抵接所述联动板与所述第二导冷件连接。

21、可选地，所述连接杆与所述联动板和所述第二导冷件中的至少一个为可浮动连接。

22、可选地，所述连接杆连接所述第二导冷件的一端开设有周向槽，所述第二导冷件安装有卡入所述周向槽的限位块；所述限位块与所述周向槽在所述连接杆的轴向上有预设的间隙，以使所述连接杆与所述第二导冷件为可浮动连接。

23、可选地，所述螺杆抵接所述联动板的一端设置有万向球，所述联动板开设有与所述万向球配合的球形凹槽。

24、可选地，所述热开关还包括能形成真空环境的真空腔，所述第一导冷件、所述第二导冷件和所述支撑框均位于所述真空腔内，所述传力件的部分位于所述真空腔内；所述传力件与所述真空腔的外壁相接处设置有动密封部件。

25、第二方面，本申请实施例提供了一种超低温系统，包括上面所述的任意一种热开关。

26、上述热开关及超低温系统，包括：第一导冷件，包括第一导冷面；第二导冷件，包括第二导冷面，所述第二导冷件能相对所述第一导冷件运动，以使所述第二导冷面与所述第一导冷面热接触或断开热接触；所述第一导冷件和所述第二导冷件中之一热接触至目标体，另一热接触至冷源；所述目标体为需要获得冷量或热量的物体，所述冷源为提供冷量的装置；传力件，用于将受到的力传递至所述第二导冷件，驱动所述第二导冷件相对所述第一导冷件运动，使所述第二导冷面与所述第一导冷面紧密贴合或分离，进而建立两者的热接触或断开热接触。其中，通过第一导冷面和第二导冷面建立热接触，再通过传力件使所述第二导冷面与所述第一导冷面紧密贴合，提高传热（冷）效率。因此，本申请实施例的热开关及超低温系统，能提高热开关的传热（冷）效率。

27、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种热开关，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的热开关，其特征在于，所述传力件至少包括相互配合的第一传力零件和第二传力零件，所述第一传力零件和第二传力零件中至少之一安装于所述支撑框的第二端；所述第一传力零件和第二传力零件中之一能接受转矩，并在两者的配合下使得第一传力零件和第二传力零件中之一形成第一方向的移动，驱动所述第二导冷件沿第一方向移动，进而使所述第二导冷面与所述第一导冷面热接触或断开热接触。

3.根据权利要求1所述的热开关，其特征在于，所述传力件包括：

4.根据权利要求3所述的热开关，其特征在于，所述螺杆做靠近所述第一端的运动，以抵接所述第二导冷件而建立连接；所述螺杆通过抵接所述联动板与所述第二导冷件连接；所述螺杆做远离所述第一端的运动，以脱离所述第二导冷件的连接；

5.根据权利要求4所述的热开关，其特征在于，所述连接杆与所述联动板和所述第二导冷件中的至少一个为可浮动连接。

6.根据权利要求5所述的热开关，其特征在于，所述连接杆连接所述第二导冷件的一端开设有周向槽，所述第二导冷件安装有卡入所述周向槽的限位块；所述限位块与所述周向槽在所述连接杆的轴向上有预设的间隙，以使所述连接杆与所述第二导冷件为可浮动连接。

7.根据权利要求4所述的热开关，其特征在于，所述螺杆抵接所述联动板的一端设置有万向球，所述联动板开设有与所述万向球配合的球形凹槽。

8.根据权利要求2-7任一项所述的热开关，其特征在于，还包括能形成真空环境的真空腔，所述第一导冷件、所述第二导冷件和所述支撑框均位于所述真空腔内，所述传力件的部分位于所述真空腔内；所述传力件与所述真空腔的外壁相接处设置有动密封部件。

9.一种超低温系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的热开关。

技术总结
本申请涉及一种热开关，属于制冷及低温技术领域。包括：第一导冷件，包括第一导冷面；第二导冷件，包括第二导冷面，第二导冷件能相对第一导冷件运动，以使第二导冷面与第一导冷面热接触或断开热接触；第一导冷件和第二导冷件中之一热接触至目标体，另一热接触至冷源；目标体为需要获得冷量或热量的物体，冷源为提供冷量的装置；传力件，用于将受到的力传递至第二导冷件，驱动第二导冷件相对第一导冷件运动，使第二导冷面与第一导冷面紧密贴合或分离，进而建立两者的热接触或断开热接触。本申请的热开关及超低温系统，能提高热开关的传热（冷）效率。

技术研发人员：胡京津,汤洪明
受保护的技术使用者：苏州八匹马超导科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14