DE10102653A1 - Heat switch, for connecting a refrigerating circuit to a cryogenic unit, has a multiple of metallic bodies associated with a pot shaped outer body - Google Patents
Heat switch, for connecting a refrigerating circuit to a cryogenic unit, has a multiple of metallic bodies associated with a pot shaped outer bodyInfo
- Publication number
- DE10102653A1 DE10102653A1 DE10102653A DE10102653A DE10102653A1 DE 10102653 A1 DE10102653 A1 DE 10102653A1 DE 10102653 A DE10102653 A DE 10102653A DE 10102653 A DE10102653 A DE 10102653A DE 10102653 A1 DE10102653 A1 DE 10102653A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- metal body
- heat switch
- switch according
- pot
- shaped
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 91
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 91
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 14
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
- F25D19/006—Thermal coupling structure or interface
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1906—Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device
- G05D23/1909—Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device whose output amplitude can only take two discrete values
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/275—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing element expanding, contracting, or fusing in response to changes of temperature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Wärmeschalter, insbesondere zur Verbindung eines Kühlers mit einer kyrogenen Einheit.The invention is based on a heat switch, in particular to connect a cooler to a kyrogenic unit.
Die Kühlung von supraleitenden oder auf den Betrieb bei Kälte ausgelegten Baugruppen der Kommunikätionstechnik geschieht für den kommerziellen Bereich derzeit überwiegend mittels Kältemaschinen nach dem Stirling- oder Pulsrohrprinzip. Falls die Anwendung eine turnusmäßige Wartung nicht gestattet, z. B. in der Satellitenkommunikation, oder längere Ausfallzeiten des Kühlsystems nicht tragbar sind, z. B. in Mobilfunk- oder Richtfunk-Basisstationen, muss eine Redundanz eines Kühlaggregates vorgesehen werden. Hierzu werden gemäss Fig. 1 zwei Kühlaggregate 61 und 62 mit der kyrogenen Einheit 5 verbunden, von denen eines operativ, d. h. kühlend, ist, das andere abgeschaltet ist oder zumindest nur mit sehr geringer Leistung sich selbst kühlt. Bei derartigen Anordnungen wird die Redundanz somit erkauft durch eine zusätzliche elektrische Eingangsleistung, welche für die Kühlung des redundanden Kühlers benötigt wird. The cooling of superconducting assemblies of communication technology designed for operation in cold weather is currently done for the commercial sector mainly by means of refrigeration machines based on the Stirling or pulse tube principle. If the application does not allow routine maintenance, e.g. B. in satellite communications, or longer downtimes of the cooling system are not portable, for. B. in mobile radio or microwave base stations, redundancy of a cooling unit must be provided. To this end 1, two cooling units are shown in FIG. 61 and 62 connected to the cryogenic unit 5, one of which operatively, that is cooling, is, the other is switched off or at least cools only very low power itself. In such arrangements, the redundancy is thus purchased through an additional electrical input power, which is required for cooling the redundant cooler.
Bekannte Realisierung von Wärmeschaltern basieren auf zwei ineinander gesteckten Rohren unterschiedlicher Wärmeausdehnung (siehe Fig. 2). Dabei wird das innere Rohr (oder Zylinder) 9 mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten mit dem kyrogenen System, bzw. der zu kühlenden Einheit, verbunden, das äußere Rohr 10 mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten mit dem Kühler. Für den operativen Fall kühlt der Kühler den äußeren Zylinder, dieser schrumpft und schmiegt sich um das innere Rohr (oder Zylinder). Bei ausgeschaltetem Kühler erwärmt sich das äußere Rohr, gegebenenfalls muss durch eine Zusatzheizung der Aufwärmvorgang vorübergehend unterstützt werden, und öffnet den Kontakt.Known realization of heat switches are based on two nested pipes of different thermal expansion (see Fig. 2). The inner tube (or cylinder) 9 with a low coefficient of thermal expansion is connected to the kyrogenic system or the unit to be cooled, and the outer tube 10 with a high coefficient of thermal expansion is connected to the cooler. For the operational case, the cooler cools the outer cylinder, which shrinks and nestles around the inner tube (or cylinder). When the cooler is switched off, the outer tube heats up; if necessary, the heating process must be temporarily supported by an additional heater and opens the contact.
Der Wärmeschalter gemäss Anspruch 1 hat den Vorteil, dass
die Auslenkung des freien Endes des ersten Metallkörpers,
verursacht durch den dritten und vierten Metallkörper bei
Erwärmung oder Abkühlung derselben, über einen Hebelarm
erfolgt, der von seinem freien Ende bis zur Lage des dritten
beziehungsweise vierten Metallkörpers reicht. Dies
vervielfacht den Hub der Wärmeausdehnung oder -schrumpfung
des dritten und vierten Metallkörpers und führt zu einem
sicheren Wärmekontakt- beziehungsweise Trennvorgang. Die
Fertigungstoleranzen an den Wärmeschalter sind gegenüber
bekannten Lösungen deutlich herabgesetzt. Die Materialien
des ersten und zweiten Metallkörpers können bezüglich ihrer
mechanischen Festigkeit oder anderer Kriterien ausgewählt
werden, ohne die gravierende Einschränkung drastisch
unterschiedlicher Materialien in Kauf nehmen zu müssen. Für
die Metallkörper hoher Wärmeleitfähigkeit (dritter und
vierter) kann problemlos eine Auswahl unter
unterschiedlichen Materialien erfolgen. Der Wärmeschalter
nach der Erfindung erfüllt folgende Anforderungen besonders
gut:
The heat switch according to claim 1 has the advantage that the deflection of the free end of the first metal body, caused by the third and fourth metal bodies when heated or cooled, takes place via a lever arm, which extends from its free end to the position of the third and fourth metal bodies enough. This multiplies the stroke of the thermal expansion or shrinkage of the third and fourth metal bodies and leads to a safe thermal contact or separation process. The manufacturing tolerances on the heat switch are significantly reduced compared to known solutions. The materials of the first and second metal bodies can be selected with regard to their mechanical strength or other criteria without having to accept the severe restriction of drastically different materials. For the metal bodies with high thermal conductivity (third and fourth), you can easily choose from different materials. The heat switch according to the invention fulfills the following requirements particularly well:
- - reproduzierbares Öffnen und Schließen,- reproducible opening and closing,
- - hoher Wärmewiderstand in geöffnetem Zustand,- high thermal resistance when open,
- - geringer Wärmewiderstand in geschlossenem Zustand.- low thermal resistance when closed.
Im Gegensatz zu der Realisierung des Wärmeschalters mit zwei
ineinander gesteckten Rohren tritt folgende Problematik bei
der erfindungsgemäßen Realisierung nicht auf:
In contrast to the realization of the heat switch with two nested tubes, the following problem does not arise in the realization according to the invention:
- - der geringe Unterschied im Durchmesser des äußeren Rohres zwischen kaltem und warmem Zustand. Wird z. B. das äußere Rohr 10 aus Aluminium (αth ~ 24 ppm/K, Innendurchmesser z. B. 3 cm) gefertigt, das innere Rohr dagegen aus Molybdän (αth ~ 5 ppm/K), öffnet sich beim Erwärmen des Aluminium- Rohrs 10 um 200 K der Kontakt zwischen beiden Materialien um weniger als 0,1 mm. Bei nicht vollständiger Öffnung "fällt" der Wärmeschalter ohne permanente Zusatzheizung in den meisten Fällen nach kurzer Zeit wieder zu. Die präzise Fertigung und Montage dieses Moduls ist daher sehr aufwendig,- The small difference in the diameter of the outer tube between the cold and warm condition. Is z. B. the outer tube 10 made of aluminum (α th ~ 24 ppm / K, inner diameter z. B. 3 cm), the inner tube, however, made of molybdenum (α th ~ 5 ppm / K), opens when the aluminum Tube 10 around 200 K the contact between the two materials by less than 0.1 mm. If the opening is not complete, the heat switch "closes" again after a short time in most cases without permanent additional heating. The precise manufacture and assembly of this module is therefore very complex,
- - da das äußere Rohr 10 beim Schließen des Schalters den inneren Zylinder 9 kraftschlüssig umgibt, ist man darauf angewiesen, dass keine plastische Verformung dieses Rohres stattfindet. Weiche Materialien, wie z. B. gerade Aluminium, sind auch diesem Grunde problematisch.- Since the outer tube 10 non-positively surrounds the inner cylinder 9 when the switch is closed, it is necessary to ensure that no plastic deformation of this tube takes place. Soft materials such as B. straight aluminum, are also problematic for this reason.
Bei einer topf- oder wannenförmigen Ausbildung des ersten Metallkörpers gemäss Anspruch 2 bildet der obere Rand das freie Ende des topf- oder wannenförmigen Metallkörpers. Er kann den zweiten scheibenartig gestalteten Metallkörper an seinem Außenumfang formschlüssig umgeben und damit bei rotationssymmetrischer Ausgestaltung ringartig über den gesamten Scheibenumfang den Wärmekontakt herstellen.With a pot-shaped or trough-shaped design of the first Metal body according to claim 2, the upper edge forms the free end of the pot-shaped or trough-shaped metal body. He can on the second disc-shaped metal body surrounded its outer circumference and thus rotationally symmetrical design ring-like over the make contact with the entire circumference of the pane.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 3 preßt der dritte Metallkörper den Topf- oder Wannenmantel des ersten Metallkörpers beim Abkühlen zusammen und dieses Zusammenpressen wird um den Hebelarm vervielfacht an den Topf- beziehungsweise Wannenrand weitergegeben, der sich dann auf den zweiten Metallkörper zubewegt und den Wärmekontakt schließt. Mehrere 0,1 mm Hub am Topf- oder Wannenrand sind aufgrund des Zusammenpressens problemlos realisierbar, so dass die Fertigungstoleranzen an den Schalter herabgesetzt werden können.In the embodiment according to claim 3, the third presses Metal body the pot or tub shell of the first Metal body when cooling together and this Compress is multiplied by the lever arm to the The edge of the pot or tub passed on then moved towards the second metal body and the Thermal contact closes. Several 0.1 mm stroke on the pot or The tub rim is easy due to the compression realizable, so that the manufacturing tolerances on the Switches can be lowered.
Ebenso wird bei der Ausgestaltung nach Anspruch 4 durch die Hebelwirkung ein großer Hub beim Öffnen des Wärmeschalters erreicht. Beim Erwärmen des vierten Metallkörpers preßt dieser den Topf- oder Wannenmantel auseinander und öffnet den Wärmeschalter mit einem Hub, der ebenfalls um einen Hebelarm vervielfacht ist.Likewise, in the embodiment according to claim 4 Leverage a large stroke when opening the heat switch reached. Presses when heating the fourth metal body the pot or tub casing apart and opens the heat switch with a stroke, which is also one Lever arm is multiplied.
Wird der vierte Metallkörper gemäss Anspruch 5 als Scheibe mit trapezförmigem Querschnitt ausgestaltet, wobei die längere Basisseite des Trapezes beim Einlegen in den ersten Metallkörper 1 vom Topf- oder Wannenboden abgewendet ist, wirkt der umlaufende Scheibenrand als definierter Drehpunkt des Hebels.If the fourth metal body is designed as a disc with a trapezoidal cross-section, the longer base side of the trapezoid being turned away from the pot or tub base when inserted into the first metal body 1 , the circumferential disc edge acts as a defined pivot point of the lever.
Gemäss Anspruch 6 brauchen erster und zweiter Metallkörper im Gegensatz zum erwähnten Rohrschalter mit unterschiedlicher Wärmeausdehnung keinen unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen. Es ist geradezu vorteilhaft, wenn sie einen möglichst gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen, der auch noch sehr gering sein kann, da die Betätigung des Wärmeschalters dann im Wesentlichen nur von der Wärmeausdehnung des dritten und vierten Metallkörpers abhängig ist.According to claim 6, the first and second metal bodies need in contrast to the pipe switch mentioned different thermal expansion no different Have coefficients of thermal expansion. It is downright advantageous if they are as similar as possible Have coefficient of thermal expansion, which is also very can be low because the actuation of the heat switch essentially only from the thermal expansion of the third and fourth metal body is dependent.
Wird das freie Ende des ersten Metallkörpers gemäss Anspruch 7 oder 8 geschlitzt ausgebildet, ist insbesondere bei topf- oder wannenartigem ersten Metallkörper der Widerstand beim Auseinanderbewegen der freien Enden geringer, was ebenfalls einem großen Hub förderlich ist.If the free end of the first metal body according to claim 7 or 8 slotted, is particularly in pot or tub-like first metal body, the resistance at Moving the free ends apart less, which too is conducive to a large hub.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 9 und 10 kann eine einfache Verbindung zwischen Kühler und kyrogener Einheit hergestellt werden.In the embodiment according to claims 9 and 10, a simple connection between the cooler and the kyrogenic unit getting produced.
Beim System nach Anspruch 11 oder 12 kann auf einfacher Weise ein Redundanzbetrieb für die Kühlung erzielt werden.In the system according to claim 11 or 12 can be easier Redundancy operation for cooling can be achieved.
Die Verwendung des Wärmeschalters nach der Erfindung oder des Systems nach den Ansprüchen 11 und 12 eignet sich vorteilhaft dort, wo Wartungsarbeiten nicht oder sehr schwer möglich sind, insbesondere in Systemen der Satellitenkommunikation beispielsweise zur Kühlung von supraleitenden Baugruppen.The use of the heat switch according to the invention or of the system according to claims 11 and 12 is suitable advantageous where maintenance work is not or very difficult are possible, especially in systems of Satellite communication, for example, for cooling superconducting assemblies.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand nachfolgender Zeichnungen erläutert. Es zeigenEmbodiments of the invention are based on following drawings explained. Show it
Fig. 3 einen Wärmeschalter nach der Erfindung, Fig. 3 shows a thermal switch according to the invention,
Fig. 4 eine Anwendung eines erfindungsgemäßen Wärmeschalters in einem redundanten kyrogenen System, Fig. 4 shows an application of a thermal switch of the invention in a redundant cryogenic system,
Fig. 5 eine Aufsicht auf den Wärmeschalter nach der Erfindung. Fig. 5 is a plan view of the heat switch according to the invention.
Fig. 3 zeigt schematisch das Prinzip eines erfindungsgemäßen Wärmeschalters. Zwischen einem ersten Metallkörper 1 und einem zweiten Metallkörper 2 soll eine formschlüssige Verbindung herstellbar sein, über die ein Wärmekontakt erfolgen kann. Wie die Fig. 3 zeigt, besitzt der erste Metallkörper 1 ein freies Ende 11, welches mit dem scheibenartig gestalteten zweiten Metallkörper 2 an dessen Außenmantel einen Formschluß bilden kann. Der erste Metallkörper 1 wird vorzugsweise wannen- oder topfförmig ausgebildet, wobei bei rotationssymmetrischer Ausgestaltung des topf- oder wannenförmigen Metallkörpers 1 und des scheibenartigen zweiten Metallkörpers 2 ein Formschluß am gesamten Außenmantel des zweiten Metallkörpers mit dem freien Ende 11 des ersten Metallkörpers 1 erfolgen kann. Fig. 3 shows schematically the principle of a heat switch according to the invention. Between a first metal body 1 and a second metal body 2 , a form-fitting connection should be able to be established, via which a thermal contact can take place. As shown in FIG. 3, the first metal body 1 has a free end 11 , which can form a positive fit with the disk-shaped second metal body 2 on its outer jacket. The first metal body 1 is preferably trough-shaped or pot-shaped, and in the case of a rotationally symmetrical configuration of the pot-shaped or trough-shaped metal body 1 and the disk-like second metal body 2, a positive fit can take place on the entire outer jacket of the second metal body with the free end 11 of the first metal body 1 .
Der Schaltvorgang des Wärmeschalters wird durch einen in den wannen- oder topfförmig ausgestalteten ersten Metallkörper 1 eingebrachten vierten Metallkörper 4 hoher Wärmeleitfähigkeit und einen den wannen- oder topfförmig gestalteten ersten Metallkörper 1 von außen umgebenden dritten Metallkörper 3 mit ebenfalls hoher Wärmeleitfähigkeit gesteuert. Sowohl der dritte als auch der vierte Metallkörper 3 beziehungsweise 4 sind vorzugsweise im unteren Drittel der Topf- beziehungsweise Wannenwand des Metallkörpers 1 vorgesehen. Der dritte Metallkörper 3 besteht vorzugsweise aus einem Ring, der den Außenmantel des Metallkörpers 1 vollständig und formschlüssig umgreift. Der vierte Metallkörper 4 ist scheibenartig ausgestaltet und ist am Topf- oder Wannengrund des ersten Metallkörpers 1 eingelegt. Der vierte Metallkörper 4 weist vorzugsweise einen trapezförmigen Querschnitt auf, wobei die längere Basisseite vom Wannengrund abgewendet ist. Bei Erwärmung des vierten Metallkörpers 4 dehnt sich dieser aus und sein oberer Rand drückt dann wie eine Schneide gegen die Topfinnenwand des ersten Metallkörpers 1. Das freie Ende 11 des ersten Metallkörpers 1 bewegt sich dadurch vom zweiten Metallkörper 2 nach außen weg und öffnet den Wärmekontakt zwischen erstem und zweiten Metallkörper 1 und 2. Die Auslenkung des freien Endes 11 erfolgt dabei über den Hebelarm, der von der Lage der Schneide des trapezförmigen vierten Metallkörpers 4 bis zum Topfrand des Metallkörpers 1 reicht. Beim Abkühlen des ersten Metallkörpers 1 zieht sich der als Ring ausgebildete dritte Metallkörper 3 zusammen und preßt das freie Ende 11 gegen den zweiten Metallkörper 2 und schließt den Wärmeschalter. Auch diese Auslenkung erfolgt unter Ausnutzung eines Hebelarmes (Lage des Ringes bis zum Topf- beziehungsweise Wannenrand). Bei Erwärmung des eingelegten Metallkörpers 3 preßt dieser den Topfmantel beziehungsweise -wanne wieder auseinander und öffnet den Wärmeschalter.The switching process of the heat switch is controlled by a fourth metal body 4, which has high thermal conductivity and is introduced into the trough-shaped or cup-shaped first metal body 1, and a third metal body 3, which likewise surrounds the trough-shaped or cup-shaped first metal body 1, and which also has high thermal conductivity. Both the third and the fourth metal body 3 or 4 are preferably provided in the lower third of the pot or tub wall of the metal body 1 . The third metal body 3 preferably consists of a ring which completely and positively engages around the outer jacket of the metal body 1 . The fourth metal body 4 is designed like a disc and is inserted on the bottom of the pot or tub of the first metal body 1 . The fourth metal body 4 preferably has a trapezoidal cross section, the longer base side facing away from the base of the tub. When the fourth metal body 4 heats up, it expands and its upper edge then presses like a cutting edge against the inner wall of the pot of the first metal body 1 . The free end 11 of the first metal body 1 thereby moves away from the second metal body 2 and opens the thermal contact between the first and second metal bodies 1 and 2 . The free end 11 is deflected via the lever arm, which extends from the position of the cutting edge of the trapezoidal fourth metal body 4 to the pot edge of the metal body 1 . When the first metal body 1 cools, the third metal body 3 designed as a ring contracts and presses the free end 11 against the second metal body 2 and closes the heat switch. This deflection also takes place using a lever arm (position of the ring up to the edge of the pot or tub). When the inserted metal body 3 is heated, it presses the pot casing or tub apart again and opens the heat switch.
Es ist vorteilhaft, wenn der erste und der zweite Metallkörper 1 und 2 näherungsweise den gleichen und möglichst niedrigen Ausdehnungskoeffizienten besitzen. Dann wird der Wärmeschalter ausschließlich über die Erwärmung und Abkühlung des dritten und vierten Metallkörpers gesteuert.It is advantageous if the first and second metal bodies 1 and 2 have approximately the same and the lowest possible expansion coefficient. Then the heat switch is controlled exclusively by heating and cooling the third and fourth metal bodies.
Gegenüber bisherigen Bauformen hat die erfindungsgemäße
Realisierung die folgenden wesentlichen Vorteile:
The realization according to the invention has the following essential advantages over previous designs:
- - durch die Verwendung der Seiten der Wanne 4 als Hebelarme wird die Ausdehnung oder Schrumpfung von Einsatz (Metallkörper 4) oder Ring (Metallkörper 3) vervielfacht. Mehrere 0,1 mm sind aufgrund der Ausdehnung von Einsatz oder Ring um < 0,1 mm problemlos realisierbar. Die Fertigungsanforderungen an den Schalter sind dadurch drastisch herabgesetzt- By using the sides of the tub 4 as lever arms, the expansion or contraction of the insert (metal body 4 ) or ring (metal body 3 ) is multiplied. Several 0.1 mm can be easily implemented due to the expansion of the insert or ring by <0.1 mm. This drastically reduces the manufacturing requirements for the switch
- - die Materialien von Metallkörper 1 und Metallkörper 2 können bezüglich ihrer mechanischen Festigkeit oder anderer Kriterien ausgewählt werden, ohne die gravierende Einschränkung drastisch unterschiedlicher Materialien in Kauf nehmen zu müssen. Für Einsatz oder Ring kann jederzeit z. B. geeignet dimensioniertes Aluminium, Magnesium, Messing oder ein anderes Material hoher Wärmeausdehnung gewählt werden.- The materials of metal body 1 and metal body 2 can be selected with regard to their mechanical strength or other criteria without having to accept the severe restriction of drastically different materials. For use or ring, z. B. suitably dimensioned aluminum, magnesium, brass or another material with high thermal expansion.
Fig. 4 zeigt ein redundantes kyrogenes System, bei dem zwei Wärmeschalter 71 und 72 nach der Erfindung zum Einsatz kommen. Die ersten Kontakte der Wärmeschalter 71 und 71, die durch die Metallkörper 2 der Wärmeschalter gebildet werden, führen zum kyrogenen System 5. Die zweiten Kontakte der Wärmeschalter 71 und 72, die durch die ersten Metallkörper 1 der Wärmeschalter gebildet werden, führen zu jeweils einem Kühler 61 beziehungsweise 62. In dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel dient der Kühler 61 als operativer Kühler; d. h. er arbeitet im Kühlbetrieb. Durch seine Kühlung zieht sich der Ring (Metallkörper 3) seines Wärmeschalters 71 zusammen und schließt den Wärmekontakt zwischen Kühler 61 und dem kyrogenen System 5. Der redundante nicht operative Kühler 62 ist erwärmt. Der Metallkörper 4 des Wärmeschalters 72 preßt das freie Ende 11 seines Metallkörpers 1 vom Metallkörper 2 weg. Der Ring 3 ist wegen seiner Erwärmung nicht in der Lage, den Wärmekontakt zu schließen. Der redundante Kühler 62 ist vom kyrogenen System 5 getrennt. Fig. 4 shows a redundant kyrogenic system, in which two heat switches 71 and 72 are used according to the invention. The first contacts of the heat switches 71 and 71 , which are formed by the metal bodies 2 of the heat switches, lead to the kyrogenic system 5 . The second contacts of the heat switches 71 and 72 , which are formed by the first metal bodies 1 of the heat switches, lead to a cooler 61 and 62, respectively. In the example shown in FIG. 4, the cooler 61 serves as an operative cooler; ie it works in cooling mode. Due to its cooling, the ring (metal body 3 ) of its heat switch 71 contracts and closes the thermal contact between the cooler 61 and the kyrogenic system 5 . The redundant non-operative cooler 62 is heated. The metal body 4 of the heat switch 72 presses the free end 11 of its metal body 1 away from the metal body 2 . The ring 3 is not able to close the thermal contact due to its heating. The redundant cooler 62 is separated from the kyrogenic system 5 .
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, den ersten Metallkörper 1 an seinem freien Ende geschlitzt auszubilden. Die Schlitze 12 (Fig. 5) sind bei kreiszylindrischer Ausbildung des topf- oder wannenförmig gestalteten Metallkörpers 1 längs in Richtung der Rotationsachse vorgesehen. Sie verringern den Widerstand, der bei Auslenkung der freien Enden 11 nötig ist und erhöhen dadurch die Zuverlässigkeit des Schaltvorganges, insbesondere für den Fall, dass der operative Kühler nicht mehr mit voller Kühlleistung betriebsbereit ist.In one embodiment of the invention, it is advantageous to design the first metal body 1 to be slotted at its free end. The slots 12 ( FIG. 5) are provided longitudinally in the direction of the axis of rotation in the case of a circular cylindrical design of the pot-shaped or trough-shaped metal body 1 . They reduce the resistance which is necessary when deflecting the free ends 11 and thereby increase the reliability of the switching process, in particular in the event that the operative cooler is no longer ready for operation with full cooling capacity.
Claims (13)
einem ersten Metallkörper (1) mit mindestens einem freien Ende (11),
einem zweiten Metallkörper (2), der so angeordnet ist, dass er mit dem ersten Metallkörper (1) eine formschlüssige Verbindung eingehen kann,
einem in einem Abstand zu dem mindestens einen freien Ende (11) des ersten Metallkörper (1) angeordneten dritten Metallkörper (3) hoher Wärmeleitfähigkeit, der bezüglich des ersten Metallkörpers (1) so angeordnet ist, dass letzterer bei Erwärmung des dritten Metallkörpers (3) einen Wärmekontakt mit dem zweiten Metallkörper (2) eingehen kann,
einem ebenfalls in einem Abstand zu dem mindestens einen freien Ende (11) des ersten Metallkörpers (1) angeordneten vierten Metallkörper (4) hoher Wärmeleitfähigkeit, der bezüglich des ersten Metallkörpers (1) so angeordnet ist, dass er bei Abkühlung einen bestehenden Wärmekontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Metallkörper (1, 2) trennen kann. 1. Heat switch, in particular for connecting a cooler ( 61 , 62 ) to a kyrogenic unit ( 5 ), consisting of:
a first metal body ( 1 ) with at least one free end ( 11 ),
a second metal body ( 2 ) which is arranged such that it can form a positive connection with the first metal body ( 1 ),
a third metal body ( 3 ) of high thermal conductivity which is arranged at a distance from the at least one free end ( 11 ) of the first metal body ( 1 ) and which is arranged with respect to the first metal body ( 1 ) such that the latter when the third metal body ( 3 ) is heated can make thermal contact with the second metal body ( 2 ),
a fourth metal body ( 4 ) of high thermal conductivity, also arranged at a distance from the at least one free end ( 11 ) of the first metal body ( 1 ), which is arranged with respect to the first metal body ( 1 ) in such a way that, when it cools, there is an existing thermal contact between the can separate the first and the second metal body ( 1 , 2 ).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10102653A DE10102653A1 (en) | 2001-01-20 | 2001-01-20 | Heat switch, for connecting a refrigerating circuit to a cryogenic unit, has a multiple of metallic bodies associated with a pot shaped outer body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10102653A DE10102653A1 (en) | 2001-01-20 | 2001-01-20 | Heat switch, for connecting a refrigerating circuit to a cryogenic unit, has a multiple of metallic bodies associated with a pot shaped outer body |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10102653A1 true DE10102653A1 (en) | 2002-07-25 |
Family
ID=7671292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10102653A Withdrawn DE10102653A1 (en) | 2001-01-20 | 2001-01-20 | Heat switch, for connecting a refrigerating circuit to a cryogenic unit, has a multiple of metallic bodies associated with a pot shaped outer body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10102653A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2899374A1 (en) * | 2006-03-30 | 2007-10-05 | Air Liquide | Thermal switch for connecting cryogenic cooler, has actuator activated to apply force on thermal connecting element to obtain mechanical rupture of element, and outer spring exerting return force on interface to maintain opening of switch |
| DE102006046688B3 (en) * | 2006-09-29 | 2008-01-24 | Siemens Ag | Cooling system, e.g. for super conductive magnets, gives a non-mechanical separation between the parts to be cooled and the heat sink |
| EP1605216A3 (en) * | 2004-06-10 | 2009-06-24 | Raytheon Company | Passive thermal switch |
-
2001
- 2001-01-20 DE DE10102653A patent/DE10102653A1/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1605216A3 (en) * | 2004-06-10 | 2009-06-24 | Raytheon Company | Passive thermal switch |
| FR2899374A1 (en) * | 2006-03-30 | 2007-10-05 | Air Liquide | Thermal switch for connecting cryogenic cooler, has actuator activated to apply force on thermal connecting element to obtain mechanical rupture of element, and outer spring exerting return force on interface to maintain opening of switch |
| DE102006046688B3 (en) * | 2006-09-29 | 2008-01-24 | Siemens Ag | Cooling system, e.g. for super conductive magnets, gives a non-mechanical separation between the parts to be cooled and the heat sink |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3122899C2 (en) | Temperature switch | |
| DE2205132C3 (en) | Electric cooker | |
| EP0279368B1 (en) | Temperature limiter | |
| EP1926928A1 (en) | Arrangement for adjusting a valve | |
| WO2008113489A1 (en) | Temperature-dependent switch and switching device provided therefor | |
| EP2958125B1 (en) | Temperature-dependent switch with a spacer ring | |
| EP0542142A2 (en) | Radiant heating unit | |
| DE10102653A1 (en) | Heat switch, for connecting a refrigerating circuit to a cryogenic unit, has a multiple of metallic bodies associated with a pot shaped outer body | |
| DE2046277A1 (en) | relay | |
| DE2702962A1 (en) | Vacuum circuit breaker with brought out moving contact - has actuator with moving contact engaging cam drive at potential of moving contact | |
| DE1920463C3 (en) | Vacuum switch | |
| DE10059885C1 (en) | Electric through-flow heater for fluid or gas has heating conductor carrier enclosing flattened central section of flow pipe | |
| EP0554686B1 (en) | Gas blast switch | |
| DE3907528C2 (en) | ||
| DE1489616A1 (en) | Gas discharge lamp | |
| DE2030977A1 (en) | Process for the production of vacuum capsules | |
| EP1032009B1 (en) | Gas blast switch | |
| DE2058511B2 (en) | Regulator for controlling electrical heating devices | |
| DE2942546A1 (en) | THERMAL SWITCH | |
| DE3904147A1 (en) | Metal-encapsulated, gas-blast power circuit breaker (power switch) having rings which are used for field control | |
| EP3593373A1 (en) | Holding device for vacuum interrupters | |
| DE102023104836B3 (en) | Temperature-dependent switching mechanism and temperature-dependent switch | |
| DE102010044267B4 (en) | compensation unit | |
| CH698131B1 (en) | Vacuum capacitor with a stainless steel bellows and with active cooling. | |
| EP4322193A1 (en) | Temperature-dependent switch |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: TESAT-SPACECOM GMBH & CO.KG, 71522 BACKNANG, DE |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |