Тепловой ключ /его варианты/ Советский патент 1982 года по МПК F28F13/14 

(54) ТЕПЛОВОЙ КЛЮЧ (ЕГО ВАРИАНТЫ)

. .; , , ;,/ -1. , , ,.;,. ;, изобретение относится к aHepfeTHRe В частности к установкам с передачей теплового потока в одаом награвленйи и ; может быть использовано в теплотёхйик низкотемпературных установках с организацией теплового потока в одном ндпра& леВИИ. ,.-;. V . , / :: известен тепловой ключ, содержащий входной и выгодной теплопроводы, щие узел теплового контакта Clj Недостатком известного теплового К/пр- ча является узкий интервал рабочих чбо ;тот и зависимость работы. Ключа от рбаг iHOCTH Температур теплопроводов. . Цель изобретения расинфение инхер ч1 Гвала.рабрчшс частот обеспечение незавк С ИмЬсти работы ключа от разности темт: рахуры теплопроводов и увеличение теп; . логфовоцности узла теплового контакта. Поставленная цель достигается тем, что узел теплового контакта соцержиг элемент из электрострикционного мате- риала, подключенный к источнику тока нли содержит эЛемейт кз мапгатострикционно- го материала,, раеположенный: в магнитном поле, и может быть снабжен в Обоих спу чаях дополнительным тейлощ)оводом На фиг, I изображен тепловой с элек трострикционным элементом на иг 2 - тепловой кйточ с магаитострик- даошым aneMSHToMjf. на фиг. 3 тепловой ключ с йополнитвльаым; товлопроводом в уйле теплового контакта. Тёггловой ключ соаержйг входной 1 и выходной 2 теплопровощд, имеющие узел теплового контакта, еодержавдий элемент 3, На (фйг. 1) элемент 3 выполнен из электрострикционного материала (напр№- мер, Klij PO jBaTfO, ) с помощью электрод 4 и электрода 5 через 1фовода 6 подключен к источнику электрического тока 7 и блоку управления 8. Kotti тактная поверхность 9 выходного теплопровода 2-и контактная поверхность электрода S раздешны эазчром. На Сфиг, 2) элемент 3 выполнш из магаитосирикционного материала (например. Ttb,Fe 0 Ev4,PeyQ,2) который помещен в none элекгромагнига Ш и установлен с зазорами межоу конгактными по верхыостями 9 входного теплопровода 1, элемента 3 и выходного теплопровода 2, Параллельно элементу. 3 (фиг, 3) закреплен дополнительный теплопровод 11. Тепловой Ключ работает следующим образом. Пусть в момент включения теплового ключа входной теплопровод 1 и выходной теплопровод 2 имеют темпера1уры Т. и Т;., определяемые работой установки, в которую входит тепловой Ключ, Для включения теплового клкна через блок управления 8 от источника питания 7 подают напряжение на электроды 4 и 5 электро- стрикшюнного элемента 3, Вследствие явлений Электрострикции и обратного пьезоэлектрического эффекта происходит увеличение размеров электрострикционного элемента 3, и, следовательно замьисание контактной поверхности 9, gbtxonBoro теплопровода 2 и электрода 5, В результате температуры и вькодного теплопроводов 1 и 2 начинают изменяться При снятий напряжения с зйектрострикдионного элемента 3 его размеры уменьшаются, и контакт размыкается Зазор менау Контаклаой поверхностью 8 и электродом 5 устанавливается из условия, чго при наложении электрического поля на эиектро сорикиионный элемент $ между выходным теплопроводом 2 и алектросгрикшсшным элементом 3 возникает натяг с даЬйением порядка 41О которое, нагфиме для контактируемых повбрхнЪотей медь-медь при 8 кл, чистоть; ти, обеспечивает теплопередачу 19100 -Е-. Для определения величины 30зрра, с ; отэрым необходимо устанавливать элементы можно воспользоваться также урав HeHjieM + ji. 66-в где Х(, - зазор; 5Л - УПруРйя податливость; Хь - напрявкение свдига; пьезоэлекаричвский модуль} f - напряженност электрического Например, для К1%РС эти изменения со ставят около 8% при TfeMnepaiype 12ЗК и напряяйаностн 4-10 в/м, Устройство На (фиг; 2) функционирую ет аналошчно устройству на (фиг, 1), Отлачне состоит в том, что на магнитострикнионный элемент 3 налагают мап- , нитное поле от электромагнита 10, Устройство на (фиг, 3) функционирует аналогично устройству на (фиг, 1)и отличается тем, что электрострикдионный элемент 3 имеет дополнительный теплопривод 11, увеличивающий теплопроводг ность узла теплового контакта во вклю«кНном состоянии. Использование изобретения позволяет создать установки с направленным тепловым потоком во всем диапазоне температур при соответствующем выборе электрострикаионного или магнитострикционного материала. Предлагаемые тепловые ключи просты т(о конструкции, надеишы в работе и управлении, обеспечивают работу в широком интервале частот вплоть до 1О lODt, Их включение и отключение осуществляют независимо от температур теплоотдатчика и теплоприемника. Они сочетают в себе преимущества механических тепловьвс ключей с преимуществами тепловых ключей изменяющих свою теп- лоароводность под действием электрического или магнитного поля (сверхпроводящих, гальваномагнитных). На основе этого можно заключить, что гфедлагаемые тепловые ключи С в отличие ot сверхпровойящих, гальваномагннтных) позвол(ют обеспечить надежную ра6oiy ниакотемпвратурн)ых и теплотехнических установок в широком диапазоне температзтэ.при создании многоступенча- . .тых установок в диапазоне темпеpaiyp, Оеобенно сильно эти преимуществ ва будут проявляться в тех установках, где уже применяются электрическое и магнитное поле, .например в усганов сах на осяаове электрокалорическрго или магнитокалорического эффектов. Ф о р мул а изобретения ,;. . .. . i. Тепловой ключ, содержащий входной я выходной теплопроводы, имеющие узел теплового контакта, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения интервала рабочих частот н обесшчений независимости работы ключа от разности температур теплопроводов, узел теплового контакта содержит элемент из элек1ростршшйокного материалу, подключенный к источнику тока, 2t Ключ по п, 1 содержащий входной и выходной тепло фоводы, имеющие узел тевлового кштакта, отличаюЩ и и с я гем, что, с делью расширения интервала рабочих частот и обеспечения независимости работы Ключа от радности температур теплопроводов, узел тепловотх контакта содержит элемент из магнито- i стршогаонного - материала, расположенный в магнитном поле,

3, Ключ по ПП. I и 2, о т л и ч а ю ш и И О Я гем, что, с целью увеличения

теплопровоцности Згаль теплового Кой тек та, ПослеЦНИИ снабжен аополнителыяым Teratbпровоцом.

Источншш информацшш принятые во внимание при экспертизе

.З W - - , эС X. ч. X.