热开关及超低温系统的制作方法

1.本发明涉及制冷及低温技术领域，特别是涉及一种热开关及超低温系统。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术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。
6.为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：第一方面，本技术实施例提供了一种热开关，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。
7.可选地，所述热开关还包括：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。
8.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。
9.可选地，所述传力件包括：螺母，安装于所述支撑框的第二端；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。
10.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；所述热开关还包括：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。
11.可选地，所述热开关还包括导向机构,所述导向机构包括：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；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。
12.可选地，所述热开关还包括：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。
13.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。
14.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。
15.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。
16.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。
17.第二方面，本技术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。
18.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，本技术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。
19.本技术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，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例提供的热开关的立体示意图；图2为本技术实施例提供的热开关的一个方向的投影示意图；图3为本技术实施例提供的热开关的另一个方向的投影示意图；图4为本技术实施例提供的热开关中的连接杆与第二导冷件的可浮动连接的结构示意图一；图5为本技术实施例提供的热开关中的连接杆与第二导冷件的可浮动连接的结构示意图二;图6为图5中a处的局部放大示意图。
21.附图标记说明：10、第一导冷件；11、第一导冷面；20、第二导冷件；21、第二导冷面；22、柔性导冷带；30、传力件；31、螺母；32、螺杆；321、万向球；40、支撑框；50、电机；60、复位弹性件；71、导向柱；72、导向套；73、联动板；74、连接杆；741、周向槽；742、限位块；80、磁流体轴承；90、腔壁。
具体实施方式
22.为使本发明的技术方案和有益效果能够更加明显易懂，下面通过列举具体实施例的方式进行详细说明。其中，附图不一定是按比例绘制的，局部特征可以被放大或缩小，以更加清楚的显示局部特征的细节；除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语与本技术所属的技术领域中的技术和科学术语的含义相同。
23.在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于本发明的简化描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，即不能理解为对本发明的限制。
24.在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述清楚的目的，不能理解为所指示特征的相对重要性或所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等；“若干个”的含义是至少一个，例如一个、两个、三个等；另有明确具体的限定的除外。
25.在本发明中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等应做广义理解。例如，“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，还可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.在本发明中，除非另有明确的限定，第一特征在第二特征“上”、“之上”、“上方”和“上面”、“下”、“之下”、“下方”或“下面”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征的水平高度高于第二特征的水平高度。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征的水平高度小于第二特征的水平高度。
27.为了彻底理解本技术，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本技术的技术方案。本技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本技术还可以具有其它实施方式。
28.如图1-图3所示，本技术一实施例提供的热开关。所述热开关包括第一导冷件10、第二导冷件20和传力件30，其中：所述第一导冷件10包括第一导冷面11；所述第二导冷件20包括第二导冷面21，所述第二导冷件20能相对所述第一导冷件10运动，以使所述第二导冷面21与所述第一导冷面11热接触或断开热接触；所述第一导冷件10和所述第二导冷件20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；所述传力件30用于将受到的力传递至所述第二导冷件20，驱动所述第二导冷件20相对所述第一导冷件10运动，使所述第二导冷面21与所述第一导冷面11紧密贴合或分离，进而建立两者的热接触或断开热接触。
29.可以理解地，热开关是将目标体和冷源建立热接触或断开热接触的开关。
30.可以理解地，热开关除了建立热接触，还需要具有一定的传热（冷）效率。因此，所述第一导冷件10和所述第二导冷件20需要分别设置第一导冷面11和第二导冷面21。即通过传导的方式传热（冷），具有比辐射、对流方式等更高的传热（冷）效率。并且，热开关还设置有传力件30，通过传力件30，可以使所述第一导冷面11和所述第二导冷面21紧密贴合，提高两者的传热（冷）效率。因为，对于传导来说，提高传导双方的微观接触面积可以减少接触热阻，从而提高传热（冷）效率，而对于传导双方是光面接触，提供较大的压合力，可以增加微观接触面积。这里的光面，是指肉眼所见，没有明显的粗糙感。
31.可以理解地，传力件30可以传递机器产生的动力，例如传递电机的力。也可以传递手动操作中人手的力。通过传力件30的结构设计，即使是人手的力，也可以传递出足够大的力。并且，传力件30设计为：使所述第一导冷面11和所述第二导冷面21紧密贴合后，可以长
时间锁定位置，保持稳定的热接触。
32.本实施例中，目标体可以是超低温系统，能够理解也可以是其它设备。冷源可以是gm制冷机，能够理解，也可以是其它实现制冷效果的设备。
33.具体地，第一导冷件10和第二导冷件20可以是矩形导冷块，第一导冷面11和第二导冷面21分别是两者最大面积的一个面，以提高传热（冷）效率。
34.具体地，第一导冷件10和第二导冷件20的材料可以是无氧铜。无氧铜是刚性较好的热的良导体。
35.本技术实施例的热开关，通过第一导冷面11和第二导冷面21建立热接触，再通过传力件30使所述第二导冷面21与所述第一导冷面11紧密贴合，提高传热（冷）效率。
36.需要说明的是，本技术的热开关，没有应用场合的限制，作为热开关，只用在热传递过程需要热接触或断开热接触的一个动作。因此，将第一导冷件10和第二导冷件20，分别连接到两个不同温度的物体，就可以实现热开关的作用。并且，本技术的热开关，充分考虑了热传递的效率，设计了足够大的导冷面和足够大的压合力。并且也设置：在热开关断开以后，尽量减少开关两端的物体通过第一导冷件10、第二导冷件20及其他部件传热（漏热）的热量，提高热开关断开热接触的效果。
37.在一些实施例中，所述热开关还可以包括：支撑框40，包括靠近所述第一导冷件10的第一端和远离所述第一导冷件10的第二端；所述第一导冷件10固定于所述第一端，所述第二导冷件20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30的一端能穿过所述支撑框40的第二端连接所述第二导冷件20，以将受到的力传递至所述第二导冷件20；所述第一方向为所述第二端至所述第一端的方向。
38.可以理解地，通过支撑框40，可以使第一导冷件10和第二导冷件20的位置相对更稳定，进而使热接触更稳定。
39.可以理解地，所述第二导冷件20可活动的安装于所述第二端，可以是通过导轨、滑块等可滑动的安装，也可以是通过传导螺纹等，可螺旋转动的安装。
40.在附图中，第一方向是上下方向，因此在下面的具体实施例的描述中，也可以采用上或下等方位词介绍零部件的位置关系及运动关系。
41.具体地，支撑框40可以包括下底面、上底面和支撑柱，所述支撑柱位于所述下底面和所述上底面之间，并位于所述支撑框40的四周。更具体地，所述支撑框40可以是一个开口朝上的筒状物。
42.更具体地，支撑框40的材料可以是304不锈钢，304不锈钢对应中国国标的规格为06cr19ni10。304不锈钢具有较高的强度，能够使第一导冷件10和第二导冷件20的位置更稳定。304不锈钢还具有热导率较低的特性，能够减少冷量（热量），通过非第一导冷件10和第二导冷件20形成的通道进行传导。另外，除了支撑框，整个热开关中，除了导冷件、柔性导冷带，其它刚性件（例如螺杆、联动板）等材料均可以是不锈钢。原因同样是在具有足够的强度的前提下，减少热散发，避免热量流失。
43.在一些实施例中，所述传力件30至少可以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40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20沿第一方向移动，进而使所述第二导冷面21与所述第一导冷面11热接触或断开热接触。
44.由于电机等动力设备传递的是转矩，因此传力件30设计出两个零件。使两个零件中的一个能接受转矩，并通过转换机构，将转矩转换为直线方向的移动。转换机构可以包括齿轮齿条、丝母丝杆等，例如第一传力零件是齿轮，第二传力零件是齿条，或者第一传力零件是丝母，第二传力零件使丝杆等，在此不作限定。通过转动转换直线移动，能够增加最终输出端的力，提高传热（冷）效率，且成本低。能够理解，在动力设备的力足够大的情况下，也可以直接采用直线传动的方式，例如直线电机的输出轴直接传动至第二导冷件20等。
45.在一些实施例中，所述传力件30可以包括：螺母31，安装于所述支撑框40的第二端；螺杆32，与所述螺母31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20沿第一方向移动。
46.螺母31和螺杆32的配合，借鉴了丝母丝杆的原理。丝母丝杆的应用实践中，丝杆轴向固定、周向转动，丝母轴向移动。而本实施例中，螺母31固定，螺杆32既周向转动，也轴向移动。这里，螺杆32的轴向设置为第一方向。这样，螺杆32可以一端接受转矩，另一端穿过支撑框40，通过轴向移动挤压第二导冷件20，传递轴向的力，即第一方向的力，驱动所述第二导冷件20沿第一方向移动。并且，根据力学原理，通过螺旋运动传递的轴向力是非常大的，即使通过人手转动螺杆，也可以产生很大的轴向力。可以进一步提高所述第一导冷面11和所述第二导冷面21的紧密贴合程度，提高传热（冷）效率。
47.具体地，热开关还可以包括电机50，所述电机50的输出轴联接所述螺杆32。电机50的输出轴和所述螺杆32的联接关系为：周向联动，轴向不联动。即电机50的输出轴转动，螺杆32也跟随转动，螺杆32在螺旋运动下形成的轴向移动，电机50输出轴的轴向保持不动。通过电机50，可以获得更大的转矩，也能提高开关的操作速度，还可以程序化控制。
48.更具体地，轴向不联动的结构可以是：螺杆32和电机50输出轴中任一设置有键，另一设置有与所述键配合的轴向不限制的键槽。通过键和键槽可以实现周向联动，而轴向不限制的键槽可以实现轴向不联动。
49.具体地，为了使螺杆32能传递更大的力，螺杆32和螺母31的螺纹采用梯形螺纹。梯形螺纹具有传动效率高的特点，能更好的传递电机50的动力。且牙根强度高，能承受更大的力，使热开关更稳定。
50.在一些实施例中，所述螺杆32做靠近所述第一端的运动，以抵接所述第二导冷件20而建立连接；所述螺杆32做远离所述第一端的运动，以脱离所述第二导冷件20的连接；所述热开关还可以包括：复位弹性件60，在所述螺杆32脱离与所述第二导冷件20的连接后，驱动所述第二导冷件20脱离与所述第一导冷件10的接触，以使得所述第二导冷面21与所述第一导冷面11断开热接触；所述复位弹性件60的一端连接所述支撑框40的第二端，另一端连接所述第二导冷件20；在所述第二导冷件20沿第一方向移动以靠近所述第一导冷件10的情况下，所述复位弹性件60受到拉伸并蓄能。
51.所述螺杆32可活动的连接所述第二导冷件20，可以是螺杆32向下运动中建立与第二导冷件20的连接，即抵接，螺杆32向上运动中，螺杆32会脱离与第二导冷件20的连接。这
样，所述第二导冷件20与所述第一导冷件10建立热接触，可以通过螺杆32的驱动。所述第二导冷件20与所述第一导冷件10脱离热接触，可以通过复位弹性件60实现。
52.所述螺杆32可活动的连接所述第二导冷件20，可以使第二导冷件20的运动轨迹不受螺杆32的影响，可以根据第一导冷件10和第二导冷件20的相互位置关系，独立的进行调整，进而使所述第一导冷面11和所述第二导冷面21能更紧密的贴合。
53.具体地，所述复位弹性件60可以是拉伸弹簧。所述拉伸弹簧的一端连接所述支撑框40的第二端，另一端连接所述第二导冷件20；在所述第二导冷件20沿第一方向移动以靠近所述第一导冷件10的情况下，所述拉伸弹簧受到拉伸并蓄能。在螺杆32脱离与第二导冷件20的连接后，拉伸弹簧回弹，将所述第二导冷件20向上拉，使所述第二导冷件20脱离与所述第一导冷件10的接触，断开热接触。在一些实施例中，所述热开关还包括导向机构,所述导向机构可以包括：至少两个第一导向件，一端固定在所述支撑框40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20分布，且在所述第二导冷件20的周向均布；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20联动，以使所述第二导冷件20的移动沿所述第一方向。
54.通过第一导向件和第二导向件的配合，可以使第二导冷件20的移动沿规定的轨迹，移动更稳定。
55.具体地，所述第一导向件可以是导向柱71，导向柱71一端固定在所述支撑框40的第二端，另一端向下垂直延伸。所述第二导向件可以是导向套72，即第一导向件和第二导向件通过孔轴配合，限制了第二导向件除轴向移动之外的其它运动，即其它方向的自由度均被限制。
56.在一些实施例中，所述热开关还可以包括：联动板73，固定有所述第二导向件，所述联动板73通过至少两根连接杆74与所述第二导冷件20保持联动；所述连接杆74的一端连接于所述联动板73，另一端连接于所述第二导冷件20；所述螺杆32通过抵接所述联动板73与所述第二导冷件20连接。
57.可以理解地，联动板73和所述第二导冷件20之间有两根连接杆74连接以保持联动。因此，所述联动板73和所述第二导冷件20之间间隔有一定的空间，该空间可以用于容纳柔性导冷带22，以布置较多的柔性导冷带22，提高传热效果。柔性导冷带22一端热接触第二导冷件20，另一端热接触冷源。具体地，所述第二导冷件20连接有柔性导冷带22，柔性导冷带22的热接触可以通过机械上的连接来实现，即通过传导的方式传递冷量。
58.在一些实施例中，所述连接杆74与所述联动板73和所述第二导冷件20中的至少一个可以为可浮动连接。
59.可以理解地，由于是可浮动连接，所述第二导冷件20与所述第一导冷件10的热接触，可以在压力的驱使下，使得第一导冷面11和第二导冷面21的接触面积尽可能的大。即在可浮动连接的结构设置下，第二导冷件20具有自动调整自身位置的功能。这样，可以克服第一导冷件10和第二导冷件20存在的因为加工误差、装配误差，导致的第一导冷面11和第二导冷面21的接触不佳和压合力分布不均的情况，进而导致螺杆32受横向力，而引起螺杆32
螺旋转动困难。具体地，机械零件的加工中，自身的各个表面会存在形状误差或位置误差，例如长方体的上下面的平行度误差，上表面和侧面的垂直度误差、各个表面的平面度误差等。
60.在一些实施例中，所述连接杆74连接所述第二导冷件20的一端可以开设有周向槽741，所述第二导冷件20可以安装有卡入所述周向槽741的限位块742；所述限位块742与所述周向槽741在所述连接杆74的轴向上有预设的间隙，以使所述连接杆74与所述第二导冷件20为可浮动连接。
61.这样，加工和装配均比较方便，也能实现浮动连接的作用。预设的间隙，可以是根据第一导冷件10和第二导冷件20存在的因为加工误差、装配误差，导致的第一导冷面11和第二导冷面21的接触不佳的情况设置，具体可以设置为0.5-2mm。有了预设的间隙，为了实现第一导冷面11和第二导冷面21的良好接触，第二导冷件20可以通过略微倾斜等方式自动调整自身位置。
62.在一些实施例中，所述螺杆32抵接所述联动板73的一端设可以置有万向球321，所述联动板73可以开设有与所述万向球321配合的球形凹槽。
63.可以理解地，万向球321可以在联动板73的球形凹槽中向任何方向转动。因此，螺杆32可以通过万向球321的转动，微调自身与联动板73的位置的，以使得两者的接触与力的作用方向更对应，能更好的传递力。
64.进一步地，所述复位弹性件60还可以实现万向球321和球形凹槽的持续接触。在螺杆32通过螺旋运动驱动所述联动板73向下运动的过程中，复位弹性件60被拉伸，产生回弹的反向力，并驱使所述联动板73向上移动，使得联动板73的球形凹槽和万向球321紧密接触，进而使得螺杆32和第二导冷面21的连接更稳定，使第一导冷面11和第二导冷面21的热接触更稳定。
65.进一步地，球形凹槽中可以设置匹配万向球321的半球形凹形垫片（未在图中示出），垫片的材料可以是聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene，ptfe）。这样，既可以利用聚四氟乙烯的低摩擦系数，减少万向球321运动的阻力，减少万向球321和垫片的磨损。还可以利用聚四氟乙烯的低导热性能，减少冷量向螺杆传递，减少冷量损失。
66.在一些实施例中，所述热开关还可以包括能形成真空环境的真空腔，所述第一导冷件10、所述第二导冷件20和所述支撑框40均位于所述真空腔内，所述传力件30的部分位于所述真空腔内；所述传力件30与所述真空腔的外壁相接处设置有动密封部件。
67.可以理解地，所述真空腔与外界通过腔壁90隔开，附图中的腔壁90仅示出其中与电机50相隔开的腔壁90。
68.本实施例中，热开关用于超低温环境（-196℃~-270℃）中，因此需要设置真空腔，以减少冷量流失。通过传力件30，可以将真空腔外的力传递至真空腔内。为了维持真空腔内的真空环境，将传力件30与所述真空腔的腔壁90相接处设置动密封部件。具体地，动密封部件可以是磁流体轴承80。
69.本技术实施例还提供了一种超低温系统，包括上面所述的任意一种热开关。
70.可以理解地，超低温系统还可以包括目标体和冷源。
71.本技术实施例的超低温系统，通过设置热开关，可以在目标体需要制冷的时候，闭合热开关，使冷源高效的传输冷量至目标体。也可以在需要给目标体加热的时候，快速断开
热开关。以避免目标体将热量反向传输至冷源，导致冷源因为温度过高而损坏。
72.而热开关通过第一导冷面11和第二导冷面21建立热接触，再通过传力件30使所述第二导冷面21与所述第一导冷面11紧密贴合，提高热开关闭合状态的传热（冷）效率。
73.应当理解，以上实施例均为示例性的，不用于包含权利要求所包含的所有可能的实施方式。在不脱离本公开的范围的情况下，还可以在以上实施例的基础上做出各种变形和改变。同样的，也可以对以上实施例的各个技术特征进行任意组合，以形成可能没有被明确描述的本发明的另外的实施例。因此，上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不对本发明专利的保护范围进行限制。

技术特征：
1.一种热开关，其特征在于，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；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；导向机构,所述导向机构包括：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；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；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；所述传力件通过抵接所述联动板与所述第二导冷件连接。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：螺母，安装于所述支撑框的第二端；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。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；所述热开关还包括：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。
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。（冷）效率。（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：2023.07.07
技术公布日：2023/8/5