CN107093834A - 一种光纤激光器及其液冷板 - Google Patents
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Abstract
本发明实施方式公开了一种液冷板，用于光纤激光器，液冷板用于所述光纤激光器光路模块和电路模块的散热，且所述液冷板为可扩展一体成型液冷板，所述液冷板的一面用于安装所述光路模块，另一面用于安装所述电路模块。当需要不同尺寸大小的液冷板时，例如需要制作不同输出功率的光纤激光器时，可将多个可扩展一体成型液冷板拼接在一起使用，相当于液冷板的整体长度可调节，可满足不同发热单元和器件安装空间的需求，即可满足不同大小光纤激光器的光路模块和电路模块安装位置变化的需求，提高了液冷板的使用率，提高了液冷板的通用性，可节省制作多种大小液冷板的成本，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明实施方式涉及激光器技术领域，特别是涉及一种光纤激光器及其液冷板。
背景技术
光纤激光器在工作时光学器件及电气部件会产生大量的热量，热量的多少与激光器输出功率直接相关。要保证其长期正常运行，需要进行强制散热处理。
目前，光纤激光器一般采用多组带有冷却水循环水道的水冷板分别对光学器件和电气部件进行散热。当需要制作不同输出功率的光纤激光器时，根据产品需要，需制作多种不同大小液冷板，成本较高等，生产效率较低。
发明内容
本发明针对现有技术当需要制作不同输出功率的光纤激光器时，需制作多种不同大小液冷板，成本较高等，生产效率较低的技术问题，提供一种光纤激光器及其液冷板。
为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种液冷板，用于光纤激光器，所述液冷板用于所述光纤激光器光路模块和电路模块的散热，且所述液冷板为可扩展一体成型液冷板，所述液冷板的一面用于安装所述光路模块，另一面用于安装所述电路模块。
进一步地，所述液冷板内设置多组供循环流动冷却液体流动以带走热量的水道，所述水道在所述液冷板的第一侧面开设进水口和出水口，多组水道在所述第一侧面开设开口且同侧开口由导向管导通。
进一步地，所述导向管为弯管，所述导向管导通相邻水道或不相邻水道，所述导向管导通不相邻水道时的跨越水道为预留水道。
进一步地，所述导向管两端穿入固定板并伸出，伸出部分与水道内壁固定，所述固定板与液冷板固定。
进一步地，多组水道为圆柱形管道形状，所述水道的孔径大小与预设螺纹套外径大小相适应，以使预设螺纹套嵌入所述预留水道内并固定。
进一步地，所述液冷板与第一侧面相邻侧面为第二侧面，所述第二侧面上设有预制凹槽，所述预制凹槽的侧面开口作为安装光纤激光器上盖板或下盖板的螺钉拧入孔；
所述预制凹槽正面还包括对螺钉拧入起导向作用的导向开口，所述导向开口由向外敞开的斜向侧壁围合而成。
进一步地，所述液冷板与盖板连接处设置用于均匀涂胶的涂胶槽。
为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种光纤激光器，包括光路模块和电路模块，所述光纤激光器还包括：
为所述光路模块和电路模块散热的可扩展一体成型液冷板，所述液冷板的一面安装所述光路模块，另一面安装所述电路模块；
盖板，所述盖板盖设在所述液冷板上并与液冷板围合成容置腔收容所述光路模块和电路模块，且所述盖板与液冷板密封。
进一步地，所述液冷板内设置多组供循环流动冷却液体流动以带走热量的水道，所述水道在所述液冷板的第一侧面开设进水口和出水口，多组水道在所述第一侧面开设开口且同侧开口由导向管导通；
多个液冷板密封拼接为拓展后液冷板，且多个液冷板的第一侧面接触，多个水道密封拼接。
进一步地，所述盖板包括上盖板、下盖板和侧盖板，所述侧盖板盖设在所述第一侧面上，所述侧盖板靠近第一侧面的内侧设有收容及保护所述导向管的导向孔。
本发明实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施方式的液冷板，用于光纤激光器，液冷板用于所述光纤激光器光路模块和电路模块的散热，且所述液冷板为可扩展一体成型液冷板，所述液冷板的一面用于安装所述光路模块，另一面用于安装所述电路模块。当需要不同尺寸大小的液冷板时，例如需要制作不同输出功率的光纤激光器时，可将多个可扩展一体成型液冷板拼接在一起使用，相当于液冷板的整体长度可调节，可满足不同发热单元和器件安装空间的需求，即可满足不同大小光纤激光器的光路模块和电路模块安装位置变化的需求，提高了液冷板的使用率，提高了液冷板的通用性，可节省制作多种大小液冷板的成本，提高生产效率。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例液冷板的结构示意图；
图2是本发明实施例液冷板的前视图；
图3是本发明另一实施例液冷板的前视图；
图4是本发明实施例光纤激光器的结构示意图；
图5是本发明实施例光纤激光器的侧视图；
图6是本发明实施例光纤激光器的俯视图。
具体实施方式
以下通过附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。
实施例1
图1为本发明实施例液冷板的结构示意图。如图1所示，用于光纤激光器的液冷板100，所述液冷板100用于光纤激光器光路模块和电路模块的散热，且所述液冷板100为可扩展一体成型液冷板，所述液冷板100的一面用于安装所述光路模块，另一面用于安装所述电路模块。
本发明实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，当需要不同尺寸大小的液冷板时，例如需要制作不同输出功率的光纤激光器时，可将多个可扩展一体成型液冷板拼接在一起使用，相当于液冷板100的整体长度可调节，可满足不同发热单元和器件安装空间的需求，即可满足不同大小光纤激光器的光路模块和电路模块安装位置变化的需求，提高了液冷板100的使用率，提升了液冷板100的通用性，可节省制作多种大小液冷板的成本，提高生产效率。
进一步地，如图1所示，所述液冷板100内设置多组供循环流动冷却液体流动以带走热量的水道10，所述水道10在所述液冷板100的第一侧面20开设进水口12和出水口13，多组水道10在所述第一侧面20开设开口11且同侧开口11由导向管30导通。多组水道10之间由导向管30导通，形成循环水道，供循环流动冷却液体流动。例如，供冷却水流动。以冷水为例，冷水由进水口12进入水道10的一端，流动到水道10的另一端开口11，由导向管30导向另一水道10的开口11，流动到另一水道10的另一端开口11，再由另一导向管30导向再一水道的开口11，如此循环，直至到达出水口13，形成循环水流道。图1中的带箭头虚线代表液体流动方向，如冷水从进水到出水之间的流道。
一般地，进水口12和出水口13设在同侧，方便外部水路接入导出及水箱放置，也方便安装。当然，进水口12和出水口13分别设在液冷板100的两相对侧面也为可行方案。
相关技术中，一般将整块金属，铝合金锭整体，使用侧面钻孔式产生水道，让水冷板形成纵横交错的孔洞，根据冷却水流向，孔洞两侧或中间节点处需要进行适当封堵，进而形成循环管道。其缺点在于：存在过多的封堵的位置；封堵件占据过多的水冷板水道上的有效利用空间；作为水道的深长孔采用深孔钻技术加工出来较困难，工作量较大；且封堵位置的密封效果不易控制。本发明的液冷板100一体成型，成型的液冷板100内设置多组供循环流动冷却液体流动以带走热量的水道10，多组水道10由导向管30导通，不再像相关技术那样封堵由于钻孔技术打通的过多水道开口，不产生水道封堵位置，也不存在封堵件占据过多的水冷板水道上的有效利用空间的问题；液冷板100一体成型，不再采用侧面钻孔方式开设水道，加工较容易，工作量较小。
本发明的光纤激光器的液冷板100通过模具冲压一体成型，液冷板100的左右两侧(第一侧面20)分布多个水道10，选定其中一侧为进出水口侧，非进水口12以及非出水口13的水道10的出口11不再像相关技术那样封堵，还是通过导向管30导通2个水道10。水道10出口之间使用导向管30连接，导向管30与水道10连接处密封。可选地，导向管30可通过焊接(摩擦焊)的方式固定到水道10上。在一些实施例中，所述导向管30两端穿入固定板(图未示)并伸出，伸出部分(图未示)与水道10内壁固定，所述固定板与液冷板100固定。通过将导向管30两端穿入固定板并伸出，导向管30伸出部分胶粘到水道10的孔洞上，在固定板与液冷板100之间通过螺丝锁紧的方式固定，即固定板上螺丝+导向管部分胶粘的固定方式。
更进一步地，所述导向管30为弯管，所述导向管30导通相邻水道或不相邻水道，所述导向管30导通不相邻水道时的跨越水道为预留水道14。图2为本发明实施例液冷板的前视图，图2为导向管30跨越水道10的方式导通水道10的图示。弯管的两端可接在相邻2个水道10上，也可以接在不相邻的水道10上。接在不相邻的水道10上时，弯管跨越的水道10为预留水道，即，可以在后续需要改变水流路径时，通过改变弯管连接不同的水道10来实现水流变道。例如，由于光学器件的安装位置改变，发热位置不一样时，有更接近发热位置的预留水道时，可以通过使用新的弯管导通预留水道的方式改道，优化散热效果。
预留水道14一方面可减轻液冷板100的重量，预留水道14的位置相当于在该处挖空了液冷板100，节省了生产材料；预留水道14另一方面在现有循环水流道不满足光纤激光器散热要求时，将预留水道14也导通，任意串联其他需要散热位置的水道10，则发热位置改变，散热位置也可改变。只需将导向管30设置为导通不同位置的水道10即可，例如，缩短或延长弯管。
可选地，多组水道10为圆柱形管道形状，所述水道10的孔径大小与图4所示的预设螺纹套270外径大小相适应，以使预设螺纹套270嵌入所述预留水道14内并固定。当光线激光器200的盖板230经由螺钉固定到液冷板100时，预设螺纹套270的设置可方便固定盖板230与液冷板100。省去了钻孔攻丝才能拧入螺丝的步骤，提高了生产效率。
图3为液冷板未安装导向管时的前视图。如图2和图3所示，在又一实施例中，所述液冷板100与第一侧面20相邻侧面为第二侧面30，所述第二侧面30上设有预制凹槽40，所述预制凹槽40的侧面开口41作为安装光纤激光器上盖板或下盖板的螺钉拧入孔。即预制凹槽40的底部位置开设所述侧面开口41，侧面开口41为适应螺钉的形状，一般是直径小于螺钉的螺牙外径的圆形。螺钉从侧面开口41拧入该预制凹槽40底部时，预制凹槽40底部侧壁受挤压生成适应螺钉螺牙的螺纹。
如果预制凹槽40足够长，为贯穿液冷板100的第二侧面的长度，预制凹槽40将成为具有三面开口凹槽，三面开口为两面朝向液冷板100的第一侧面20，预制凹槽40正面朝向液冷板100的第二侧面30。所述预制凹槽40正面还包括对螺钉拧入起导向作用的导向开口42，所述导向开口42由向外敞开的斜向侧壁围合而成。预制凹槽40正面还包括连接导向开口42的斜向侧壁与预制凹槽40底部之间的承托侧壁43，预制凹槽40正面的螺钉拧入时，由导向开口42导入承托侧壁43，承托侧壁43受挤压生成适应螺钉螺牙的螺纹。通过上述预制凹槽40的设计，无需像现有方式一样在铝锭上钻孔并且攻螺纹(加工出螺纹)才能方便后续拧入螺钉，本发明的方式操作更简单，工艺流程变少，节省了人力成本及无需使用钻孔和攻螺纹的器件。
如图4所示，在再一实施例中，所述液冷板100与盖板230连接处设置用于均匀涂胶的涂胶槽50。涂胶槽50的设置可方便涂胶，让胶水沿着涂胶槽50的开槽位置分布和覆盖，点胶更均匀，涂胶位置较准确。
实施例2
图4-6为本发明实施例光纤激光器200的结构示意图、侧视图和俯视图，请参阅图4-6，光纤激光器200包括：光路模块(图未示)和电路模块(图未示)，所述光纤激光器200还包括液冷板100和盖板230。
液冷板100为所述光路模块和电路模块散热的可扩展一体成型液冷板100，所述液冷板100的一面安装所述光路模块，另一面安装所述电路模块；所述盖板230盖设在所述液冷板100上并与液冷板100围合成容置腔(未标示)收容所述光路模块和电路模块，且所述盖板230与液冷板100密封。
为促进容置腔气流流动，防止由于冷热不均造成的容置腔内湿度提高，为此，在液冷板四面合适位置，例如在液冷板100的第一侧面20上开设透气孔280，可改善空气流通。可选地，在透气孔280上安装透气阀260，可阻止湿润的水汽进入，不让外部湿气进入妨碍光纤激光器200工作，改善容置腔内空气流通情况。具体，透气阀260可以设为透气布。
进一步地，所述液冷板100内设置多组供循环流动冷却液体流动以带走热量的水道10，所述水道10在所述液冷板100的第一侧面20开设进水口12和出水口13，多组水道10在所述第一侧面20开设开口11且同侧开口11由导向管30导通；
多个液冷板100密封拼接为拓展后液冷板250，且多个液冷板100的第一侧面20接触，多个水道10密封拼接。拼接水道之间可通过拼接管(图未示)密封拼接，所述拼接管两侧伸入两侧液冷板100的水道10并与水道10内壁贴紧。当然，拼接管两侧可通过焊接(摩擦焊)的方式固定到水道10上。在一些实施例中，所述拼接管两端穿入水道并胶粘固定到水道10的孔洞上。
更进一步地，所述盖板230包括上盖板231、下盖板232和侧盖板233。上盖板231和液冷板100之间，及下盖板232和液冷板100之间均可设置如图4所示的密封条290以实现密封。所述侧盖板233盖设在所述第一侧面20上，所述侧盖板233靠近第一侧面20的内侧设有收容及保护所述导向管30的导向孔(图未示)。预制凹槽40的设置也方便安装上盖板231和下盖板232。水道孔径大小的设置也方便安装侧盖板233。图5示出了盖板230、预制凹槽40与螺钉的配合关系。
本实施例提供的光纤激光器200的液冷板100与上述实施例1中的液冷板100为相同的液冷板，实施例1的液冷板100与实施例2的光纤激光器200基于相同的发明构思，实施例1的液冷板100的具体技术特征在此不再详述。
本发明实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，当需要不同尺寸大小的液冷板时，例如需要制作不同输出功率的光纤激光器时，可将多个可扩展一体成型液冷板拼接在一起使用，相当于液冷板100的整体长度可调节，可满足不同发热单元和器件安装空间的需求，即可满足不同大小光纤激光器的光路模块和电路模块安装位置变化的需求，提高了液冷板100的使用率，提升了液冷板100的通用性，可节省制作多种大小液冷板的成本，提高生产效率。如图6为包括多个液冷板100拼接为扩展后液冷板250的光纤激光器200的俯视图。图6中的直线部分的虚线代表多个水道10。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种液冷板，用于光纤激光器，其特征在于，所述液冷板用于所述光纤激光器光路模块和电路模块的散热，且所述液冷板为可扩展一体成型液冷板，所述液冷板的一面用于安装所述光路模块，另一面用于安装所述电路模块。
2.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述液冷板内设置多组供循环流动冷却液体流动以带走热量的水道，所述水道在所述液冷板的第一侧面开设进水口和出水口，多组水道在所述第一侧面开设开口且同侧开口由导向管导通。
3.根据权利要求2所述的液冷板，其特征在于，所述导向管为弯管，所述导向管导通相邻水道或不相邻水道，所述导向管导通不相邻水道时的跨越水道为预留水道。
4.根据权利要求2所述的液冷板，其特征在于，所述导向管两端穿入固定板并伸出，伸出部分与水道内壁固定，所述固定板与液冷板固定。
5.根据权利要求2所述的液冷板，其特征在于，多组水道为圆柱形管道形状，所述水道的孔径大小与预设螺纹套外径大小相适应，以使预设螺纹套嵌入所述预留水道内并固定。
6.根据权利要求2-5任一项所述的液冷板，其特征在于，所述液冷板与第一侧面相邻侧面为第二侧面，所述第二侧面上设有预制凹槽，所述预制凹槽的侧面开口作为安装光纤激光器上盖板或下盖板的螺钉拧入孔；
所述预制凹槽正面还包括对螺钉拧入起导向作用的导向开口，所述导向开口由向外敞开的斜向侧壁围合而成。
7.根据权利要求6所述的液冷板，其特征在于，所述液冷板与盖板连接处设置用于均匀涂胶的涂胶槽。
8.一种光纤激光器，包括光路模块和电路模块，其特征在于，所述光纤激光器还包括：
为所述光路模块和电路模块散热的可扩展一体成型液冷板，所述液冷板的一面安装所述光路模块，另一面安装所述电路模块；
盖板，所述盖板盖设在所述液冷板上并与液冷板围合成容置腔收容所述光路模块和电路模块，且所述盖板与液冷板密封。
9.根据权利要求8所述的光纤激光器，其特征在于，所述液冷板内设置多组供循环流动冷却液体流动以带走热量的水道，所述水道在所述液冷板的第一侧面开设进水口和出水口，多组水道在所述第一侧面开设开口且同侧开口由导向管导通；
多个液冷板密封拼接为拓展后液冷板，且多个液冷板的第一侧面接触，多个水道密封拼接。
10.根据权利要求9所述的光纤激光器，其特征在于，所述盖板包括上盖板、下盖板和侧盖板，所述侧盖板盖设在所述第一侧面上，所述侧盖板靠近第一侧面的内侧设有收容及保护所述导向管的导向孔。
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