CN104006294B - 一种轴快流激光器自混气供气系统 - Google Patents
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Abstract
一种轴快流激光器自混气供气系统，该系统包括：混气瓶，其进气口与所述轴快流激光器工作所需气体的各组分气体的储气瓶的出气口连接；缓冲气瓶，其进气口经由第一开关装置与所述混气瓶的出气口连接，出气口与所述轴快流激光器连接；第一压力检测装置，用于检测所述缓冲气瓶中的气压；以及控制装置，与所述第一压力检测装置及第一开关装置连接，用于在所述缓冲气瓶中的气压低于第一预设值的情况下，控制所述各组分气体向所述混气瓶输入以形成所需混合气体，并控制所述混气瓶中的气体向所述缓冲气瓶的输入，以实现自动配气且无需停机而进行换气的过程。
Description
技术领域
本发明涉及轴快流激光器，具体地，涉及一种轴快流激光器自混气供气系统。
背景技术
轴快流CO2激光器诞生于上世纪70年代初，得名于其与光束方向同轴的快速流动气体冷却技术。由于其光束质量好、功率高、运行稳定可靠，使其迅速成为工业切割激光器的主流。迄今国际上从0.5kW到4kW的CO2激光切割系统几乎全部选用轴快流CO2激光器。
轴快流激光器工作时需要持续输入一定比例的混合气体，故混合气体的供气系统是轴快流激光器的重要组成部分。常用的激光器供气系统是直接将按比例配好的供气气瓶连接到轴快流激光器上，激光器用户在使用中要经常外购混合气体，价格高且混合气体中各组分气体的比例受外部供应商服务质量的限制而时有波动，造成激光器运行不良。另外，在更换气瓶时需要停机，从而影响到轴快流激光器的生产效率和加工质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种轴快流激光器自混气供气系统，实现了自动配气并无需停机而进行换气的过程。该系统使激光器用户只需外购各种高纯度单组份气体，气体品质容易保证，从而保证激光器的运行稳定性。
为了实现上述目的，本发明提供一种轴快流激光器自混气供气系统，该系统包括：混气瓶，其进气口与所述轴快流激光器工作所需气体的各组分气体的储气瓶的出气口连接；缓冲气瓶，其进气口经由第一开关装置与所述混气瓶的出气口连接，出气口与所述轴快流激光器连接；第一压力检测装置，用于检测所述缓冲气瓶中的气压；以及控制装置，与所述第一压力检测装置及第一开关装置连接，用于在所述缓冲气瓶中的气压低于第一预设值的情况下，控制所述各组分气体向所述混气瓶输入以形成所需混合气体，并控制所述混气瓶中的气体向所述缓冲气瓶的输入。
本发明通过第一压力检测装置检测缓冲气瓶中的气压，并在缓冲气瓶中气压低于第一预设值时，在混气瓶中进行混气以实现自动配气，并因此实现对轴快流激光器的连续供气，从而无需停机换气，因而提高了轴快流激光器的生产效率和加工质量。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明实施方式的轴快流激光器自混气供气系统的连接图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是根据本发明实施方式的轴快流激光器自混气供气系统的连接图。如图所示，本发明所提供的轴快流激光器自混气供气系统包括：混气瓶10，其进气口与轴快流激光器工作所需气体的各组分气体的储气瓶的出气口连接；缓冲气瓶20，其进气口经由第一开关装置30与混气瓶10的出气口连接，出气口与轴快流激光器连接；第一压力检测装置40，用于检测缓冲气瓶20中的气压；控制装置50，与第一压力检测装置40及第一开关装置30连接，用于在缓冲气瓶20中的气压低于第一预设值的情况下，控制各组分气体向混气瓶10输入以形成所需气体，并控制混气瓶10中的气体向缓冲气瓶20的输入。在缓冲气瓶20中气压低于第一预设值时，通过混气瓶10对其充气来实现对轴快流激光器的连续供气，因此，通过该技术方案可以在轴快流激光器工作的过程中实现自动配气及持续供气，而无需停机换气，从而提高了轴快流激光器的生产效率和加工质量。
如图1所示，在该实施方式中，轴快流激光器工作所需的气体为混合气体。假设轴快流激光器工作所需的混合气体为CO2、N2、He，但是并不局限于此，本领域的技术人员应该理解该混合气体可以为任何数量的任何气体的适合轴快流激光器工作的气体组合。混气瓶10的进气口经由多个第二开关装置分别与多个储气瓶连接，每一储气瓶储存有混合气体的一组分气体；控制装置50还与该多个第二开关装置相连，用于在缓冲气瓶20中的气压低于第一预设值时，控制第一开关装置30断开，以阻止混气瓶10中的气体输入至缓冲气瓶20中，并控制多个第二开关装置闭合，以在混气瓶10内进行混气过程；在混气过程结束之后，控制多个第二开关装置断开，并控制第一开关装置30闭合，以控制混气瓶10中的气体输入至缓冲气瓶20中。
其中，该供气系统还包括：第二压力检测装置80，该装置用于检测混气瓶10中的气压；控制装置50还与第二压力检测装置80相连，用于：计算混气瓶10中的气压P0与目标气压值之间的差值ΔP；根据各组分气体的比例和ΔP，计算所需各组分气体的气压值；以及根据所需各组分气体的气压值，依次控制多个第二开关装置，以依次输入各组分气体，实现混气。由于在本实施方式中，只有在第一开关装置30闭合的情况下才需要检测缓冲气瓶20中的气压，而在此情况下，因为缓冲气瓶20与混气瓶10是连通的，所以二者的气压是相同的，所以优选地，可以将第二压力检测装置80安装于混气瓶10处而省去第一压力检测装置40，如此仍然可以检测混气瓶10和缓冲气瓶20中的气压。
所述混气过程可以包括以下步骤：记录混气过程开始前的混气瓶10内的气压P0，计算出设定的目标气压与P0之间的差值ΔP，该差值ΔP即为需要充入混气瓶10中的混合气体的总气压值；然后根据混合气体中的三种气体的比例要求，计算出所需的气压值ΔP1、ΔP2、ΔP3；之后，控制装置50控制与CO2气体储气罐相连的第二开关装置71打开，开始向混气瓶10充入CO2气体，在充入CO2气体的过程中，第二压力检测装置80检测混气瓶10中的气压，当混气瓶10中当前的气压P1与P0的差值等于所需CO2气体的气压值ΔP1时，表示此时已完成CO2气体的充入，则控制装置50控制第二开关装置71关闭，并控制与N2气体储气罐相连的第二开关装置72打开，以便向混气瓶10开始充入N2气体。在充入N2气体的过程中，当第二压力检测装置80检测到混气瓶10中当前的气压P2与P1的差值等于所需N2气体的气压值ΔP2时，表示此时已完成N2气体的充入，则控制装置50控制第二开关装置72关闭，并控制与He气体储气罐相连的第二开关装置73打开，以便向混气瓶10开始充入He气体。在充入He气体的过程中，当第二压力检测装置80检测到混气瓶10中当前的气压P3与P2的差值等于所需He气体的气压值ΔP3时，表示此时已完成He气体的充入，则控制装置50控制第二开关装置73关闭，此时与CO2、N2、He储气罐相连的电磁阀71、72、73均已关闭，混气过程结束。在该混气过程中，第二压力检测装置80将相关信号输入至控制装置50中，控制装置50通过控制第二开关装置71、72、73来控制各组分气体依次输入至混气瓶10中。当各组分气体在混气瓶10中充分混合后，开启第一开关装置30，以便将混合后的气体冲入至缓冲气瓶20中，然后缓冲气瓶20通过电磁阀61和稳流阀62向轴快流激光器供气，其中控制装置50可在相应情况下对电磁阀61和稳流阀62进行控制。在混气过程结束后，检查三个单组分气源的气压，并保证各个气压值略大于目标气压，以便进行下一个混气过程。
缓冲气瓶20的出气口通过电磁阀61和稳流阀62与轴快流激光器连接，且控制装置50控制该电磁阀61的通断以便控制对轴快流激光器的供气，并稳流阀62可保证对轴快流激光器的供气的稳定性。
在本发明的实施方式中第一开关装置30及多个第二开关装置可以为电磁阀，第一压力检测装置40和第二压力检测装置80可以为压力变送器。
通过本发明提供的供气系统实现了为轴快流激光器连续不断的供气过程以及自动配气过程，并由于缓冲气瓶的使用而保证了不停机换气的过程，实现了轴快流激光器工作的连续性和换气比例的灵活准确性，从而提高了轴快流激光器的生产效率和加工质量，并且在整个过程中无需置换供气气瓶，从而降低了运行成本。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合及拆分使用，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (6)
1.一种轴快流激光器自混气供气系统，其特征在于，该系统包括：
混气瓶，其进气口与所述轴快流激光器工作所需气体的各组分气体的储气瓶的出气口连接；
缓冲气瓶，其进气口经由第一开关装置与所述混气瓶的出气口连接，出气口与所述轴快流激光器连接；
第一压力检测装置，用于检测所述缓冲气瓶中的气压；以及
控制装置，与所述第一压力检测装置及第一开关装置连接，用于在所述缓冲气瓶中的气压低于第一预设值的情况下，控制所述各组分气体向所述混气瓶输入以形成所需气体，并控制所述混气瓶中的气体向所述缓冲气瓶的输入；
其中，所述混气瓶的进气口经由多个第二开关装置分别与多个所述储气瓶连接，每一储气瓶储存有所述各组分气体的一组分气体；
所述控制装置还与所述多个第二开关装置相连，用于在所述缓冲气瓶中的气压低于第一预设值时，控制所述第一开关装置断开，依次控制所述多个第二开关装置闭合，以在所述混气瓶内进行混气，在混气结束之后，控制所述多个第二开关装置断开，控制所述第一开关装置闭合，以控制所述混气瓶中的气体输入至所述缓冲气瓶；
其中，该系统还包括用于检测所述混气瓶中的气压的第二压力检测装置；
所述控制装置还与所述第二压力检测装置相连，用于：
计算所述混气瓶中的气压P0与目标气压值之间的差值ΔP；
根据所述各组分气体的比例和ΔP，计算所需各组分气体的气压值；以及
根据所需各组分气体的气压值和所述第二压力检测装置所检测出所述混气瓶中的气压，依次控制所述多个第二开关装置，以依次输入各组分气体。
2.根据权利要求1所述的供气系统，其特征在于，所述第一压力检测装置及第二压力检测装置为一安装于所述混气瓶中的压力检测装置。
3.根据权利要求1所述的供气系统，其特征在于，所述第一压力检测装置及第二压力检测装置为压力变送器。
4.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的供气系统，所述缓冲气瓶的出气口通过电磁阀和稳流阀与所述轴快流激光器连接。
5.根据权利要求4所述的供气系统，其特征在于，所述控制装置与所述电磁阀和所述稳流阀相连。
6.根据权利要求1-3中的任一项权利要求所述的供气系统，其特征在于，所述第一开关装置及所述多个第二开关装置为电磁阀。
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