CN108015440B - 用于激光加工设备的水冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于激光加工设备的水冷系统，包括：一个水箱，其内盛放有具有第一温度的冷却水，第一温度为用于冷却激光发生器的温度；第一循环回路，其用于使水箱内的冷却水流经激光发生器并与激光发生器换热后再次回流于水箱；第二循环回路，其用于使冷却水流经光学部件并与光学部件换热后再次回流于水箱；制冷回路，其用于为经换热升温后的冷却水进行降温；温度补偿机构，其用于为第二循环回路中的冷却水进行温度补偿，以使冷却水在流经光学部件之前从第一温度升至第二温度，第二温度为用于冷却光学部件的温度。本发明的水冷系统仅使用一个水箱，节省了空间及成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于激光加工设备的水冷系统。
背景技术
激光加工设备中,主要的发热部件包括两个；一个为激光发生器，另一个为光学部件，为使该两个部件能够正常工作，需要对该两个部件进行冷却。为此，现有技术中出现了一种为该两个部件冷却的水冷系统。由于激光发生器和光学部件所需要的冷却液的温度不同(激光发生器所需要的冷却液的温度为20℃左右，光学部件所需要的冷却液的温度为30℃左右)，现有技术中的水冷系统提供了分别用于分别盛放对应于两个部件所需温度的冷却液的两个水箱以分别满足两个部件的冷却要求，然而，两个水箱使得水冷系统所占用空间增大，成本提高。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的实施例提供了一种用于激光加工设备的水冷系统。
为解决上述技术问题，本发明的实施例采用的技术方案是：
一种用于激光加工设备的水冷系统，用于冷却激光加工设备中的激光发生器和光学部件，所述水冷系统包括：
一个水箱，其内盛放有具有第一温度的冷却水，所述第一温度为用于冷却所述激光发生器的温度；
第一循环回路，其用于使所述水箱内的冷却水流经所述激光发生器并与所述激光发生器换热后再次回流于所述水箱；
第二循环回路，其用于使冷却水流经所述光学部件并与所述光学部件换热后再次回流于所述水箱；
制冷回路，其用于为经换热升温后的冷却水进行降温；
温度补偿机构，其用于为所述第二循环回路中的冷却水进行温度补偿，以使冷却水在流经所述光学部件之前从第一温度升至第二温度，所述第二温度为用于冷却所述光学部件的温度。
优选地，所述第一循环回路和所述第二循环回路均通过水泵直接从所述水箱中吸水。
优选地，所述第一循环回路通过水泵从所述水箱中吸水，所述第一循环回路位于所述激光发生器与所述水泵之间的一段形成有一支路，所述支路与所述第二循环回路连通，由所述水泵吸入所述第一循环回路内的冷却水部分的通过所述支路进入所述第二循环回路。
优选地，所述支路上设置有流量控制阀，以控制所述第一循环回路中的冷却水进入所述第二循环回路中的比例。
优选地，所述温度补偿机构包括加热器，所述加热器用于为所述第二循环回路中的流经光学部件前的冷却水加热，以使冷却水从第一温度升至第二温度。
与现有技术相比，本发明的实施例所提供的用于激光加工设备的水冷系统的有益效果是：。
附图说明
图1为本发明的一个实施例提供的用于激光加工设备的水冷系统的结构示意图。
图2为本发明的另一个实施例提供的用于激光加工设备的水冷系统的结构示意图。
图3为本发明的又一个实施例提供的用于激光加工设备的水冷系统的结构示意图。
图4为本发明的又一个实施例提供的用于激光加工设备的水冷系统中的换热器的结构示意图。
图中：
1-冷凝器；2-压缩机；3-节流阀；4-流量控制阀；5-预热器；6-换热器；7-水泵；8-水箱；9-蒸发器；10-控制器；11-温度传感器；101-低温管；102-低温支管；103-高温管；104-电磁阀；200-激光发生器；300-光学部件。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
如图1和图2所示，本发明的实施例公开了一种用于激光加工设备的水冷系统，该水冷系统用于冷却激光加工设备中的激光发生器200和光学部件300，水冷系统包括：一个水箱8、第一循环回路、第二循环回路、制冷回路以及温度补偿机构。具体地，水箱8内盛放有具有第一温度的冷却水，第一温度为用于冷却激光发生器200的温度(该第一温度通常为20摄氏度左右)；第一循环回路用于使水箱8内的冷却水流经激光发生器200并与激光发生器200换热后再次回流于水箱8；第二循环回路用于使冷却水流经光学部件300并与光学部件300换热后再次回流于水箱8；制冷回路用于为经换热升温后的冷却水进行降温；温度补偿机构用于为第二循环回路中的冷却水进行温度补偿，以使冷却水在流经光学部件300之前从第一温度升至第二温度，第二温度为用于冷却光学部件300的温度(该第一温度通常为30摄氏度左右)。
根据上述可知，通过在第二循环回路上设置温度补偿机构，使得进入第二循环回路中的冷却水从第一温度补偿至第二温度，从而能够使冷却水满足光学部件300对冷却水温度的要求，而不必使水冷系统提供分别满足激光发生器200和光学部件300的不同温度要求的两个水箱8，为水冷系统节省了空间和成本。
如图1所示，第一循环回路和第二循环回路可分别通过两个水泵7吸取水箱8中的冷却水。而为进一步节约成本和空间，在本发明的一个优选实施例中，如图2所示，第一循环回路和第二循环回路仅通过一个水泵7吸水，具体地，水泵7直接安装在第一循环回路中，第一循环回路位于激光发生器200与水泵7之间的一段形成有一支路，支路与第二循环回路连通，由水泵7吸入第一循环回路内的冷却水部分的通过支路进入第二循环回路。优选地，支路上设置有流量控制阀4，以控制第一循环回路中的冷却水进入第二循环回路中的比例。如此，第二循环回路可通过第一循环回路提供冷却水，并可通过调节流量控制阀4的开度来调节进入第二循环回路中的冷却水的流量。
温度补偿机构可以有多种类型，在本发明的一个优选实施例中，如图1和图2所示，温度补偿机构仅仅为加热器，加热器用于为第二循环回路中的流经光学部件300前的冷却水加热，以使冷却水从第一温度升至第二温度。
为能够有效回收能量，在本发明的一个优选实施例中，如图3所示，温度补偿机构不是设置为加热器，而是至少包括一个换热器6，该换热器6内的低温管101使得第二循环回路中尚未与光学部件300换热的冷却水通过，而换热器6内的高温管103使得流经光学部件300的经过换热升温后的冷却水通过，如此，高温管103内的经过换热升温后的冷却水与低温管101内的未与光学部件300换热的冷却水进行换热，使得经过换热升温后的冷却水为未与光学部件300换热的冷却水进行加热，而使该冷却水从第一温度升高至第二温度。
由于设置了换热器6，该换热器6使得从光学部件300中吸收热量的冷却水用于为尚未与光学部件300换热的冷却水进行加热，使得尚未与光学部件300换热的冷却水满足光学部件300对冷却水的温度的要求(光学部件300要求进入其内的冷却水的温度为第二温度)，如此，一方面，换热器6使得尚未与光学部件300换热的冷却水不必单独利用加热器进行加热便可温度升高至第二温度，节省了能源；另一方面，经过换热升温后的冷却水与低温管101内的未与光学部件300换热的冷却水进行再次换热后，其温度下降，从而避免使用降温设备对其进行降温，经两次换热的冷却水可直接回流于水箱8。
为使尚未与光学部件300换热的冷却水得温度能够较恒定的维持在第二温度。如图3和图4所示，使换热器6内的低温管101分离出一条低温支管102，并通过安装具有流量控制作用的电磁阀104来调节低温管101进入低温支管102的冷却水的量，且低温管101与高温管103形成一个换热路径，低温支管102与高温管103形成也另一个换热路径。在第二循环回路中的换热器6与光学部件300之间的一段管路上设置温度传感器11；且温度补偿机构增设一个控制器10，电磁阀104和温度传感器11均与控制器10电连接，该控制器10根据温度传感器11所测得的冷却水的温度来控制电磁阀104的开度，以当温度传感器11所测得的温度低于第二温度时，控制器10控制电磁阀104的开度增大，并当温度传感器11所测得的温度高于第二温度时，控制器10控制电磁阀104的开度减小。优选地，在换热器6与光学部件300之间设置有预热器5，该预热器5用于为水冷系统启动时进入光学部件300之前的冷却水进行预热，以使冷却水的温度升至第二温度。优选地，制冷回路包括压缩机2、冷凝器1、节流阀3以及蒸发器9(该制冷回路与现有技术中的制冷回路结构及其原理相同，在此不再赘述)，其用于为第二循环回路中流经并与激光发生器200换热后的冷却水加热。
根据上述可知，当温度传感器11所测得的冷却水的温度低于第二温度时，说明流经光学部件300的冷却水给尚未与光学部件300换热加热的程度不高，于是，控制器10控制电磁阀104增大开度，使得低温管101中的冷却水进入低温支管102内的量增大，从而低温支管102与高温管103所形成换热路径增大了与流经光学部件300的冷却水的换热程度，从而使流经光学部件300的冷却水增大了对尚未与光学部件300换热的加热程度，使其温度能够升高至第二温度。当温度传感器11所测得的冷却水的温度高于第二温度时，说明流经光学部件300的冷却水给尚未与光学部件300换热加热的程度过高，于是，控制器10控制电磁阀104减小开度，使得低温管101中的冷却水进入低温支管102内的量减小，从而低温支管102与高温管103所形成换热路径减小了与流经光学部件300的冷却水的换热程度，从而使流经光学部件300的冷却水减小了对尚未与光学部件300换热的加热程度，使其温度能够将至至第二温度。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种用于激光加工设备的水冷系统，用于冷却激光加工设备中的激光发生器和光学部件，所述水冷系统包括：
一个水箱，其内盛放有具有第一温度的冷却水，所述第一温度为用于冷却所述激光发生器的温度；
第一循环回路，其用于使所述水箱内的冷却水流经所述激光发生器并与所述激光发生器换热后再次回流于所述水箱；
第二循环回路，其用于使冷却水流经所述光学部件并与所述光学部件换热后再次回流于所述水箱；
制冷回路，其用于为经换热升温后的冷却水进行降温；
温度补偿机构，其用于为所述第二循环回路中的冷却水进行温度补偿，以使冷却水在流经所述光学部件之前从第一温度升至第二温度，所述第二温度为用于冷却所述光学部件的温度；
其特征在于，所述第一循环回路和所述第二循环回路均通过水泵直接从所述水箱中吸水；
所述水冷系统的水箱仅为一个，水泵仅为一个，所述第一循环回路和所述第二循环回路共用水箱和水泵；
所述第一循环回路通过水泵从所述水箱中吸水，所述第一循环回路位于所述激光发生器与所述水泵之间的一段形成有一支路，所述支路与所述第二循环回路连通，由所述水泵吸入所述第一循环回路内的冷却水部分的通过所述支路进入所述第二循环回路；
所述温度补偿机构不是设置为加热器，而是至少包括一个换热器，该换热器内的低温管使得第二循环回路中尚未与光学部件换热的冷却水通过，而换热器内的高温管使得流经光学部件的经过换热升温后的冷却水通过，如此，高温管内的经过换热升温后的冷却水与低温管内的未与光学部件换热的冷却水进行换热，使得经过换热升温后的冷却水为未与光学部件换热的冷却水进行加热，而使该冷却水从第一温度升高至第二温度；
换热器内的低温管分离出一条低温支管，通过安装具有流量控制作用的电磁阀调节低温管进入低温支管的冷却水的量，且低温管与高温管形成一个换热路径，低温支管与高温管形成另一个换热路径；
第二循环管路中的换热器与光学部件之间的管路上设置温度传感器；
温度补偿机构设置一个控制器，电磁阀和温度传感器均与控制器电连接，控制器根据温度传感器测得的冷却水的温度控制电磁阀的开度；
当温度传感器所测得的冷却水的温度低于第二温度时，控制器控制电磁阀增大开度，使得低温管中的冷却水进入低温支管内的量增大；当温度传感器所测得的冷却水的温度高于第二温度时，控制器控制电磁阀减小开度，使得低温管中的冷却水进入低温支管内的量减小。
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