CN105290627B - 用于激光切割激光头的散热外套 - Google Patents

Abstract

本专利属于激光切割的散热装置领域，具体公开了用于激光切割激光头的散热外套，包括轴截面形状为圆环的套体、有吸水性的散热层和有吸水性的连接线；套体包括内壁和外壁，内壁和外壁之间设置有空腔，散热层与外壁固定连接，连接线一端与内腔底部连接，连接线另一端与散热层连接。目的在于提供一种散热效率高的用于激光切割激光头的散热外套。

Description

用于激光切割激光头的散热外套

技术领域

本发明涉及激光切割的散热装置领域，具体涉及一种用于激光切割激光头的散热外套。

背景技术

激光切割，是利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加热至汽化温度，挥发形成孔洞，随着光束对材料的移动，孔洞连续形成很窄的切缝，完成对材料的切割。

激光头主要作用为将激光导向所需要的方向，并完成对激光的聚焦。现有技术中，激光头主要包括通光管、反射镜、聚焦透镜、进气管和切割喷嘴；进气管与切割喷嘴相连接，通光管固定在切割喷嘴上方，聚焦透镜和反射镜均固定在通光管内，聚焦透镜位于切割喷嘴上方，反射镜位于聚焦透镜上方；通光管上在聚焦透镜的外侧设有透镜冷却水套，通光管上在反射镜的外侧设有反射镜冷却水套。

激光进入到通光管中，经过反射镜反射，激光通过聚焦透镜，激光被聚焦透镜聚焦，照射到切割喷头外的工件上，气体进入到切割喷头中，从切割喷头中喷射而出，喷射到工件上，气体与激光同轴。照射到工件上的激光和喷射到工件上的气体共同完成对工件的切割。

由于激光所携带的功率密度较大，当激光照射在反射镜和聚焦透镜上时，即使反射镜和聚焦透镜只吸收极少部分激光的能量，但是还是会导致反射镜、聚焦透镜和通光管发热。现有技术中，是通过在聚焦透镜外的通光管上设置透镜冷却水套，在反射镜外的通关管上设置反射镜冷却水套，分别对聚焦透镜和反射镜进行散热冷却的。但是这样的冷却方式，透镜冷却水套和反射镜冷却水套内的冷却水与通光管接触面积有限，对通光管的散热效果并不理想，尤其是在激光头长时间工作时，会导致通光管温度升高，对聚焦透镜和反射镜造成损害。现在急需一种散热效率高的用于激光切割激光头的散热外套。

发明内容

本发明的目的在于提供一种散热效率高的用于激光切割激光头的散热外套。

本方案提供的基础方案为：用于激光切割激光头的散热外套，包括轴截面形状为圆环的套体、有吸水性的散热层和有吸水性的连接线；套体包括内壁和外壁，内壁和外壁之间设置有内腔，散热层与外壁固定连接，连接线一端与内腔底部连接，连接线另一端与散热层连接。

本方案的工作原理及优点在于：在激光头工作时，首先向内腔中注入冷却水。在开始时，冷却水首先可对激光头进行冷却，由于连接线具有吸水性，所以冷却水会浸湿连接线，然后冷却水会沿着连接线浸湿散热层，由于散热层也具有吸水性，所以在连接线的作用下，散热层会一直保持湿润的状态。

冷却水浸湿散热层后，散热层上的冷却水会和空气向接触，冷却水在与空气接触的过程中，会逐渐挥发成气态。从物理学中可知道，在水在由液态挥发成气态的过程中会吸收大量的热量，因此，冷却水在挥发过程中，会吸收散热外套的热量，使散热外套的温度降低。散热外套的温度降低后，会提高对激光的冷却效率。达到对提高激光头冷却效率的目的。

当散热层中的冷却水挥发速率降低时，散热层中的水分会逐渐增多，最终散热层的吸水性达到一个饱和状态，从而停止吸水。当散热层的水分逐渐挥发后，散热层会逐渐变的干燥，逐渐变干燥的散热层会通过连接线增大对冷却水的吸收速度，从而使得散热层继续变得湿润，从而达到提升冷却效率的目的。

本方案用于激光切割激光头的散热外套，通过连接线让散热层变得湿润，让散热层吸收的水分与空气接触，使散热层中的水分快速挥发，水分挥发时会吸收大量的热量，与普通的直接用冷却水冷却激光头相比，增加了水分挥发的过程，从而达到提高对激光头散热效率的目的。

优选方案一：作为基础方案的优选方案，外壁上设有鳍板，散热层覆盖在鳍板上。鳍板增加了外壁与空气的接触面积，一方面，鳍板可通过增加外壁与空气的接触面积，达到提高对激光头散热的目的；另一方面，鳍板上覆盖有散热层，鳍板也增加了散热层与空气接触的面积，使散热层中的水分能够更快的挥发到空气中，达到提高对激光头散热的目的。

优选方案二：作为优选方案一的优选方案：散热层厚度为2mm。过厚的散热层，不仅水分挥发速率较低，散热效果差，而且还会阻止激光头的热量散发，降低对激光头的散热效率。过薄的散热层吸水性较差，会降低水分挥发的速率，影响冷却效果。

优选方案三：作为优选方案二的优选方案：内腔内设有液位计。液位计可实时反映内腔中的水位情况，提醒使用者在内腔中的水分挥发完毕后及时注入冷水，方便使用者观察内腔中的水位情况。

附图说明

图1是本发明用于激光切割激光头的散热外套实施例的侧视图；

图2是本发明用于激光切割激光头的散热外套实施例的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：内壁11、外壁12、散热层2、连接线3、鳍板4、液位计5。

实施例基本如附图1、图2所示：用于激光切割激光头的散热外套，包括轴截面形状为圆环的套体、有吸水性的散热层2和有吸水性的连接线3；套体包括内壁11和外壁12，内壁11和外壁12之间设置有内腔，散热层2与外壁12固定连接，连接线3一端与内腔底部连接，连接线3另一端与散热层2连接；外壁12上设有鳍板4，散热层2覆盖在鳍板4上；散热层2厚度为2mm；内腔内设有液位计5。

具体使用时：在激光头工作时，首先向内腔中注入冷却水。在开始时，冷却水首先可对激光头进行冷却，由于连接线3具有吸水性，所以冷却水会浸湿连接线3，然后冷却水会沿着连接线3浸湿散热层2，由于散热层2也具有吸水性，所以在连接线3的作用下，散热层2会一直保持湿润的状态。

冷却水浸湿散热层2后，散热层2上的冷却水会和空气向接触，冷却水在与空气接触的过程中，会逐渐挥发成气态。从物理学中可知道，在水在由液态挥发成气态的过程中会吸收大量的热量，因此，冷却水在挥发过程中，会吸收散热外套的热量，使散热外套的温度降低。散热外套的温度降低后，会提高对激光的冷却效率。达到对提高激光头冷却效率的目的。

当散热层2中的冷却水挥发速率降低时，散热层2中的水分会逐渐增多，最终散热层2的吸水性达到一个饱和状态，从而停止吸水。当散热层2的水分逐渐挥发后，散热层2会逐渐变的干燥，逐渐变干燥的散热层2会通过连接线3增大对冷却水的吸收速度，从而使得散热层2继续变得湿润，从而达到提升冷却效率的目的。

鳍板4增加了外壁12与空气的接触面积，一方面，鳍板4可通过增加外壁12与空气的接触面积，达到提高对激光头散热的目的；另一方面，鳍板4上覆盖有散热层2，鳍板4也增加了散热层2与空气接触的面积，使散热层2中的水分能够更快的挥发到空气中，达到提高对激光头散热的目的。

过厚的散热层2，不仅水分挥发速率较低，散热效果差，而且还会阻止激光头的热量散发，降低对激光头的散热效率。过薄的散热层2吸水性较差，会降低水分挥发的速率，影响冷却效果。液位计5可实时反映内腔中的水位情况，提醒使用者在内腔中的水分挥发完毕后及时注入冷水，方便使用者观察内腔中的水位情况。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (2)

1.用于激光切割激光头的散热外套，其特征在于，包括轴截面形状为圆环的套体、有吸水性的散热层和有吸水性的连接线；套体包括内壁和外壁，内壁和外壁之间设置有内腔，散热层与外壁固定连接，连接线一端与内腔底部连接，连接线另一端与散热层连接，内腔内设有液位计。

2.根据权利要求1所述的用于激光切割激光头的散热外套，其特征在于，外壁上设有鳍板，散热层覆盖在鳍板上。