CN103075365B - 一种用于横流放电激光器的风轮及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种用于横流放电激光器的风轮及装配方法。风轮包括扇叶、法兰、弹性薄钢片；首先将法兰套于单片扇叶外；再将扇叶由内插入到法兰的扇叶槽内，法兰对准凹槽的中心位置；依次将所有扇叶插入；再将弹性薄钢片首尾相交叠弯成圆周状放入法兰内，将条形槽的间距对准扇叶的凹槽，同时条形槽对准法兰的两个扇叶槽之间的突出位置，依靠弹性薄钢片自身的弹性抵住扇叶，依次在每个法兰的位置装配弹性薄钢片。本发明装配的风轮在使用过程中，扇叶、法兰、弹性薄钢片任何一个部件出现磨损及其他问题，均可方便的进行拆卸，更换部件后继续使用，极大的延长了风轮的使用寿命。

Description

一种用于横流放电激光器的风轮及装配方法

技术领域

本发明属于气体激光器器件领域，具体涉及的是横向流动放电激励气体激光器的风轮及其装配方法。本发明尤其适用于准分子气体激光器的风轮装配。

背景技术

横流放电激励气体激光器，例如TEA CO₂激光器、N₂激光器以及准分子激光器，在工业、军事、医疗、科研等领域都有着广泛的应用。横流放电激励气体激光器采用的都是横流风机带动腔内气体的流动，从而起到清扫放电区域热量沉积与残余放电杂质的作用。与空调使用的风轮不同，激光器用横流风机的风轮需长期在高气压，高转速下运行，这对风轮的稳固性提出更高的要求。另一方面，由于长期暴露在激光工作气体、与残余放电杂质中，激光器用横流风机的风轮的侵蚀也更为严重，这就需要及时的更换与装配。

传统的激光器用横流风机的风轮为保证稳固性多采用铸造技术或车铣机加工整体成型技术。铸造技术，即是制作风轮整体模具，一次性浇筑成型，这样浇筑的风轮扇叶与法兰厚度较厚，造成了整体重量与转动惯性的过大，不利于高转速运行。而风轮扇叶的特殊面型造成了车铣机加工整体成型技术的加工难度大，废品率高，制作装配成本过高。

新型的准分子激光器用横流风机的风轮为适应高转速的要求，风轮多采用法兰、扇叶零件单独加工，采用铆接技术或焊接技术装配的方法。而装配过程中铆接位置之间或者焊接位置之间存在个体性差异，这样会造成风轮整体均匀性存在问题，不利于动平衡的调整。而且，铆接位置或焊接位置耐腐蚀性较差，不利于长期工作。

以上装配方法最终得到的风轮是一体化不可拆卸的装置。一体化不可拆卸的风轮在使用过程中，任何位置出现问题后只能整体丢弃，无法重复利用，这也增加了激光器的使用与维护成本。

发明内容

本发明提供了一种用于横流放电激光器的风轮，本发明可以方便地对风轮进行装配和拆卸，本发明还提供了风轮的装配方法。

本发明提供的一种横流放电激光器的风轮，包括扇叶和法兰，法兰上开有用于插入扇叶的扇叶槽，扇叶槽的个数与扇叶的个数相同，其特征在于，它还包括弹性薄钢片；

扇叶上在需固定法兰的位置开有用于固定弹性薄钢片的凹槽，凹槽的宽度等于弹性薄钢片的宽度，凹槽的深度等于弹性薄钢片的厚度的两倍至三倍；

扇叶槽末沿留有供装配弹性薄钢片的空隙；

弹性薄钢片的个数与法兰的个数相同；弹性薄钢片长度为扇叶插入法兰后凹槽所在位置的圆周的长度再加上一个凹槽位置的扇叶的厚度；弹性薄钢片的宽度为法兰的厚度三倍；在弹性薄钢片上开有宽度为法兰厚度的条形槽，数目等于扇叶槽的个数，条形槽的长度为两个扇叶槽之间的距离，条形槽之间的间距为凹槽位置的扇叶的厚度；弹性薄钢片的两端与条形槽的间距也为凹槽位置的扇叶的厚度。

上述横流放电激光器的风轮的装配方法，首先将所需要的数个法兰套于单片扇叶外；再将扇叶由内插入到每个法兰的扇叶槽内，保证法兰对准凹槽的中心位置；依次将所有扇叶插入；再将弹性薄钢片首尾相交叠弯成圆周状放入法兰内，将条形槽的间距对准扇叶的凹槽，同时条形槽对准法兰的两个扇叶槽之间的突出位置，依靠弹性薄钢片自身的弹性抵住扇叶，依次在每个法兰的位置装配弹性薄钢片。

本发明装配的风轮在使用过程中，扇叶、法兰、弹性薄钢片任何一个部件出现磨损及其他问题，均可方便的进行拆卸，更换部件后继续使用，极大的延长了风轮的使用寿命。

附图说明

图1是横流放电激光器的风轮的整体结构示意图；

图2(a)是本发明的扇叶的示意图；

图2(b)是本发明的法兰的示意图；

图2(c)是本发明的弹性薄钢片的示意图；

图3是本发明装配过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，横流放电激光器的风轮的装配组件涉及扇叶1、法兰2和弹性薄钢片3三部分。弹性薄钢片3通常是指其厚度不超过0.5mm的钢片。

如图2(a)所示，扇叶1的个数、长度、宽度、面型由气体激光器尺寸及横流风机整体设计决定，不在本发明范围讨论之内。扇叶1在需固定法兰2的位置采用机械加工的方法开出凹槽4用以固定弹性薄钢片3，要求凹槽4的宽度等于弹性薄钢片3的宽度，同时要求凹槽4的深度等于弹性薄钢片3的厚度的两倍至三倍。

如图2(b)所示，法兰2的个数、外径由气体激光器尺寸及横流风机整体设计决定，不在本发明范围讨论之内。在法兰2上用机械加工的方法开凿出可容扇叶1插入的数个扇叶槽5。扇叶槽5的个数与扇叶1的个数相同，形状为扇叶1的面型，扇叶槽5的开凿的角度由气体激光器尺寸及横流风机整体设计决定，不在本发明范围讨论之内，扇叶槽5顶端与法兰外沿保持0.5mm至1mm的距离。法兰2的内径大小是由扇叶槽5的开凿角度与扇叶1的宽度决定的，要保证扇叶能完全插入扇叶槽5中，并且在扇叶插入到扇叶槽5顶端后，扇叶槽5末沿留有以供装配弹性薄钢片3的空隙。

如图2(c)所示，弹性薄钢片3的个数与法兰2的个数相同。弹性薄钢片3长度为扇叶1插入法兰2后凹槽4所在位置的圆周6的长度再加上一个凹槽4位置的扇叶1的厚度。弹性薄钢片3的宽度为法兰2的厚度三倍。在弹性薄钢片3上开出数个宽度为法兰2厚度的条形槽7，数目等于扇叶槽5的个数，条形槽7的长度为圆周6上两个扇叶槽5之间的距离，条形槽7之间的间距为凹槽4位置的扇叶1的厚度。弹性薄钢片3的两端与条形槽7的间距也为凹槽4位置的扇叶1的厚度。

图3是本发明装配过程示意图。首先将所需要的数个法兰2套于单片扇叶1外；再将扇叶1由内插入到每个法兰2的扇叶槽5内，保证法兰2对准凹槽4的中心位置；依次将所有扇叶插入；再将弹性薄钢片3首尾相交叠弯成圆周状放入法兰2内，将条形槽7的间距对准扇叶1的凹槽4，同时条形槽7对准法兰2的两个扇叶槽5之间的突出位置，依靠弹性薄钢片3自身的弹性抵住扇叶1，依次在每个法兰2的位置装配弹性薄钢片3。

本发明依靠弹性薄钢片3自身的弹性对扇叶1进行固定，并依靠凹槽4固定法兰2在扇叶1上的相对位置。在实际使用过程中，扇叶1转动的离心力是朝向法兰2外侧的，所以不仅在弹性薄钢片3上不会造成多余的压力，反而会比静态时给弹性薄钢片3的压力更小，从而保证弹性薄钢片3的使用寿命。同时，由于风轮转动时气流在扇叶长度方向上的几乎是一致的，所以在法兰2面上的压力很小，靠凹槽4即可保证法兰2相对位置的固定。

本发明装配的风轮在使用过程中，扇叶1、法兰2、弹性薄钢片3任何一个部件出现磨损及其他问题，均可方便的进行拆卸，更换部件后继续使用，极大的延长了风轮的使用寿命。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种横流放电激光器的风轮，包括扇叶（1）和法兰（2），法兰（2）上开有用于插入扇叶（1）的扇叶槽（5），扇叶槽（5）的个数与扇叶（1）的个数相同，其特征在于，它还包括弹性薄钢片（3）；

扇叶（1）上在需固定法兰（2）的位置开有用于固定弹性薄钢片（3）的凹槽（4），凹槽（4）的宽度等于弹性薄钢片（3）的宽度，凹槽（4）的深度等于弹性薄钢片（3）的厚度的两倍至三倍；

扇叶槽（5）末沿留有供装配弹性薄钢片（3）的空隙；

弹性薄钢片（3）的个数与法兰（2）的个数相同；弹性薄钢片（3）长度为扇叶（1）插入法兰（2）后凹槽（4）所在位置的圆周(6)的长度再加上一个凹槽（4）位置的扇叶（1）的厚度；弹性薄钢片（3）的宽度为法兰（2）的厚度三倍；在弹性薄钢片（3）上开有宽度为法兰（2）厚度的条形槽（7），条形槽（7）数目等于扇叶槽（5）的个数，条形槽（7）的长度为圆周(6)上两个扇叶槽（5）之间的距离，条形槽（7）之间的间距为凹槽（4）位置的扇叶（1）的厚度；弹性薄钢片（3）的两端与条形槽（7）的间距也为凹槽（4）位置的扇叶（1）的厚度。

2.根据权利要求1所述的一种横流放电激光器的风轮，其特征在于，扇叶槽（5）顶端与法兰（2）外沿保持0.5 mm至1 mm的距离。

3.一种权利要求1所述横流放电激光器的风轮的装配方法，首先将所需要的数个法兰（2）套于单片扇叶（1）外；再将扇叶（1）由内插入到每个法兰（2）的扇叶槽（5）内，保证法兰（2）对准凹槽（4）的中心位置；依次将所有扇叶插入；再将弹性薄钢片（3）首尾相交叠弯成圆周状放入法兰（2）内，将条形槽（7）之间的间距对准扇叶（1）的凹槽（4），同时条形槽（7）对准法兰（2）的两个扇叶槽（5）之间的突出位置，依靠弹性薄钢片（3）自身的弹性抵住扇叶（1），依次在每个法兰（2）的位置装配弹性薄钢片（3）。