CN108788492A - 一种光纤激光双路热交换冷水机 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种光纤激光双路热交换冷水机，包括水箱，水箱设有蒸发器、节流阀、冷凝器和压缩机依次连接形成的制冷系统，水箱内设有温度传感器；水箱连接有冷水管，冷水管沿供水方向依次设有抽水泵和阀门开关，冷水管内设有过滤网，冷水管在远离水箱的末端连接有发生器冷却管，发生器冷却管在冷却水流经激光发生器处后连接有回流到水箱的第一回流管；冷水管在远离水箱的末端还连接有通向切割头处的切割头冷却管，切割头冷却管在冷却水流经切割头处后连接有回流到水箱的第二回流管；第一回流管在靠近切割头冷却管处呈螺旋结构缠绕于切割头冷却管外；水箱的底部还设有下水管，本发明能更充分地利用循环水进行热交换和冷却，节能环保。

Description

一种光纤激光双路热交换冷水机
技术领域
本发明涉及激光切割冷却技术领域，尤其涉及一种光纤激光双路热交换冷水机。
背景技术
激光冷水机是适配于各种激光切割机的冷却装置。一台激光切割机除了需要低温(如20℃)冷却水冷却激光发生器外，还需要水温比环境温度略高(如30℃)的温水来冷却激光切割头及其他外围光学设备。
现有技术大多采用双水箱各自独立循环冷却或单水箱双路冷却这两种方式，如申请号为：CN201620908072.0和CN201620907878.8的两篇专利，这两种方式均需要至少一套制冷设备和一套加热设备，而我司在实践中发现：冷却水在经过激光发生器后其温度可以满足对切割头的冷却，而现有技术中忽略了对该能量的利用，因此在现有技术的冷水机基础上提出了改进方案。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种光纤激光双路热交换冷水机，能更充分地利用循环水进行热交换和冷却，节能环保。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种光纤激光双路热交换冷水机，包括水箱，所述水箱设有蒸发器、节流阀、冷凝器和压缩机依次连接形成的制冷系统，所述水箱内设有温度传感器；所述水箱连接有提供冷却水的冷水管，所述冷水管沿供水方向依次设有抽水泵和阀门开关，所述冷水管内设有过滤网，所述冷水管在远离水箱的末端连接有通向激光发生器处的发生器冷却管，所述发生器冷却管在冷却水流经激光发生器处后连接有回流到水箱的第一回流管；所述冷水管在远离水箱的末端还连接有通向切割头处的切割头冷却管，所述切割头冷却管在冷却水流经切割头处后连接有回流到水箱的第二回流管；所述第一回流管在靠近切割头冷却管处呈螺旋结构缠绕于切割头冷却管外；所述水箱的底部还设有下水管。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述切割头冷却管设有加压泵。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述第一回流管的螺旋结构上设有若干与切割头冷却管的外壁面抵接提供支撑的支柱。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述支柱采用导热系数大于150W/m·K的导热材料制成。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述切割头冷却管和第一回流管外设有隔热箱。
本发明的一种光纤激光双路热交换冷水机相对于现有技术具有以下有益效果：
虽然仍采用单水箱双路冷却这种方式，但摒弃了加热设备，利用第一回流管内冷却水的余热对切割头冷却管内的冷水进行换热加热，充分利用了循环水的热能，节能环保，冷却水在流经激光发生器处换热后，其温度得到升高，该温度可以满足对切割头的冷却，因此设置缠绕于切割头冷却管外的螺旋结构，以达到充分换热的目的，使切割头冷却管内的水温上升，对切割头等外光路进行温和冷却。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种光纤激光双路热交换冷水机的剖开前视图；
图2为本发明一种光纤激光双路热交换冷水机的剖开三维结构示意图。
图中：1、水箱；2、制冷系统；3、温度传感器；4、冷水管；5、抽水泵；6、阀门开关；7、发生器冷却管；8、第一回流管；9、切割头冷却管；10、第二回流管；11、螺旋结构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种光纤激光双路热交换冷水机，包括水箱1，所述水箱1设有蒸发器、节流阀、冷凝器和压缩机依次连接形成的制冷系统2，所述水箱1内设有温度传感器3；所述水箱1连接有提供冷却水的冷水管4，所述冷水管4沿供水方向依次设有抽水泵5和阀门开关6，所述冷水管4内设有过滤网，所述冷水管4在远离水箱1的末端连接有通向激光发生器处的发生器冷却管7，所述发生器冷却管7在冷却水流经激光发生器处后连接有回流到水箱1的第一回流管8；所述冷水管4在远离水箱1的末端还连接有通向切割头处的切割头冷却管9，所述切割头冷却管9在冷却水流经切割头处后连接有回流到水箱1的第二回流管10；所述第一回流管8在靠近切割头冷却管9处呈螺旋结构11缠绕于切割头冷却管9外；所述水箱1的底部还设有下水管。
通过采用上述技术方案，虽然仍采用单水箱1双路冷却这种方式，但摒弃了加热设备，利用第一回流管8内冷却水的余热对切割头冷却管9内的冷水进行换热加热，充分利用了循环水的热能，节能环保，冷却水在流经激光发生器处换热后，其温度得到升高，该温度可以满足对切割头的冷却，因此设置缠绕于切割头冷却管9外的螺旋结构11，以达到充分换热的目的，使切割头冷却管9内的水温上升，对切割头等外光路进行温和冷却；
蒸发器、节流阀、冷凝器和压缩机依次连接形成的制冷系统2在需要时启动，对水箱1内的水进行降温冷却，直到符合温度要求；温度传感器3用于实时监控水箱1内的水温，方便控制和检查；阀门开关6在设备停机时起到截流的作用，便于控制水流；过滤网用于过滤水箱1中抽出的水中混有的杂质颗粒等，保证整个设备中水的流畅循环，且有利于降低水垢产生的概率，从而降低维护成本；下水管用于定期排出水箱1内的水渍，有利于确保水源质量；
本发明具体工作流程为：水箱1储存水源，需要冷却工作时，制冷系统2对水箱1内的水源冷却，温度传感器3实时监控水箱1内的水温，达到需求水温后打开冷水管4的阀门开关6并启动抽水泵5，冷却水被抽出水箱1经由发生器冷却管7到达激光发生器处，对其冷却后通过第一回流管8回流到水箱1；同时，冷却水从冷水管4进入切割头冷却管9内，第一回流管8的螺旋结构11与切割头冷却管9进行换热，使切割头冷却管9内的水温上升，温水到达切割头等外光路处对其进行冷却降温，最后由第二回流管10回到水箱1，以此类推形成循环。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述切割头冷却管9设有加压泵。
通过采用上述技术方案，加压泵用于提高切割头冷却管9内的水压，防止其内水压过低而倒灌，还可以在切割头冷却管9内设置压力传感器，用于实时监控其内水压。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述第一回流管8的螺旋结构11上设有若干与切割头冷却管9的外壁面抵接提供支撑的支柱。
通过采用上述技术方案，若干支柱用于为螺旋结构11提供辅助支撑，支柱与切割头冷却管9抵接，有利于受力平衡，提高整体强度。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述支柱采用导热系数大于150W/m·K的导热材料制成。
通过采用上述技术方案，导热系数大于150W/m·K的导热材料具有较好的导热性，且经济型亦较好，如铝、铜和石墨等，有利于第一回流管8的螺旋结构11与切割头冷却管9进行换热。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述切割头冷却管9和第一回流管8外设有隔热箱。
通过采用上述技术方案，隔热箱可以采用能阻滞热流传递的材料，如玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐等传统绝热材料，或气凝胶毡、真空板等新型绝热材料，有利于阻隔螺旋结构11与切割头冷却管9处的热量散失，节能环保，还可以在冷水管4等处添加同样的绝热材料。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种光纤激光双路热交换冷水机，包括水箱(1)，其特征在于：所述水箱(1)设有蒸发器、节流阀、冷凝器和压缩机依次连接形成的制冷系统(2)，所述水箱(1)内设有温度传感器(3)；所述水箱(1)连接有提供冷却水的冷水管(4)，所述冷水管(4)沿供水方向依次设有抽水泵(5)和阀门开关(6)，所述冷水管(4)内设有过滤网，所述冷水管(4)在远离水箱(1)的末端连接有通向激光发生器处的发生器冷却管(7)，所述发生器冷却管(7)在冷却水流经激光发生器处后连接有回流到水箱(1)的第一回流管(8)；所述冷水管(4)在远离水箱(1)的末端还连接有通向切割头处的切割头冷却管(9)，所述切割头冷却管(9)在冷却水流经切割头处后连接有回流到水箱(1)的第二回流管(10)；所述第一回流管(8)在靠近切割头冷却管(9)处呈螺旋结构(11)缠绕于切割头冷却管(9)外；所述水箱(1)的底部还设有下水管。
2.如权利要求1所述的一种光纤激光双路热交换冷水机，其特征在于：所述切割头冷却管(9)设有加压泵。
3.如权利要求2所述的一种光纤激光双路热交换冷水机，其特征在于：所述第一回流管(8)的螺旋结构(11)上设有若干与切割头冷却管(9)的外壁面抵接提供支撑的支柱。
4.如权利要求3所述的一种光纤激光双路热交换冷水机，其特征在于：所述支柱采用导热系数大于150W/m·K的导热材料制成。
5.如权利要求4所述的一种光纤激光双路热交换冷水机，其特征在于：所述切割头冷却管(9)和第一回流管(8)外设有隔热箱。
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