CN109013568A - 激光反射铜镜及激光清洗头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光反射铜镜，包括镜体和镜盖；镜体具有反射面和冷却面，镜盖盖合于冷却面上且与镜体围设形成冷却腔，于冷却面上开设有多道冷却槽且各冷却槽均位于冷却腔内，于镜盖上设有与冷却腔连通的冷却介质入口和冷却介质出口。另外还涉及一种包括该激光反射铜镜的激光清洗头。在镜体上开设冷却槽并连接镜盖，通过冷却槽内的冷却介质稳流以及冷却面平面部分形成的冲击乱流进行换热相结合，可有效地带走镜体的热量，实现对镜体的快速有效冷却，可在不增加铜镜体积的情况下增加镜体的散热表面积，提高其散热性。该激光反射铜镜结构简单、易于加工和装配，将激光反射铜镜的反射和冷却集成设计，有利于紧凑型激光加工设备内部结构的设计。

Description

激光反射铜镜及激光清洗头

技术领域

本发明属于激光清洗技术领域，具体涉及一种激光反射铜镜及采用该激光反射铜镜的激光清洗头。

背景技术

目前，激光清洗技术作为一种先进的除锈除漆方式正在得到越来越广泛的应用。同时，1000W以上的大功率激光器由于其清洗效率高，清扫一次即可达到要求，且清扫移动速度可以比中小功率激光清洗设备更快，清扫工件范围更为广泛，也正在被各大激光应用厂商所研发。

反射镜是直射光路激光清洗头中不可或缺的零件，一般有晶体和铜质两种，而在大功率激光反射上，铜镜的应用更为成熟。作为激光清洗设备中的清洗头，应尽可能体积小巧，但现有满足大功率要求的铜镜因为散热面积的需要体积都比较大，且部分铜镜的反射部分和水冷部分是单独的两个零件安装在一起的，降低了导热性能。

发明内容

本发明实施例涉及一种激光反射铜镜及采用该激光反射铜镜的激光清洗头，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明实施例涉及一种激光反射铜镜，包括镜体，还包括镜盖；所述镜体具有反射面和冷却面，所述镜盖盖合于所述冷却面上且与所述镜体围设形成冷却腔，于所述冷却面上开设有多道冷却槽且各所述冷却槽均位于所述冷却腔内，于所述镜盖上设有与所述冷却腔连通的冷却介质入口和冷却介质出口。

作为实施例之一，所述镜盖内表面上设有环形回流道且由所述环形回流道围设形成一入口岛，所述入口岛位于各所述冷却槽的上方，所述冷却介质入口开设于所述入口岛上，所述回流道与所述冷却介质出口连通。

作为实施例之一，各所述冷却槽平行间隔布置，且均有一槽端延伸至所述冷却介质出口附近。

作为实施例之一，沿冷却槽的长度方向，各所述冷却槽的槽底均为中间低两端高的弧形槽底且最深位置处均位于所述冷却介质入口与所述冷却介质出口之间。

作为实施例之一，相邻两所述冷却槽之间的间距在1mm以下。

作为实施例之一，所述入口岛上开设有介质分配槽，所述冷却介质入口形成于所述介质分配槽的槽底。

作为实施例之一，所述介质分配槽包括矩形槽段和弧形槽段，所述弧形槽段自所述矩形槽段的其中一长边槽壁向外凸设形成，所述冷却介质入口形成于所述弧形槽段的槽底。

作为实施例之一，所述冷却介质出口形成于所述回流道的槽底。

作为实施例之一，所述镜盖与镜体之间夹设有密封圈，所述冷却腔包围于所述密封圈内。

本发明实施例涉及一种激光清洗头，包括激光入射单元、反射镜组件及聚焦镜，至少其中一个反射镜采用如上所述的激光反射铜镜。

本发明实施例至少具有如下有益效果：

本发明提供的激光反射铜镜，通过在镜体上开设冷却槽并连接镜盖，通过镜盖导入和导出冷却介质，一方面，基于冷却槽内的冷却介质稳流通过进行换热以及冷却面平面部分形成的冲击乱流进行换热相结合，可有效地带走镜体的热量，实现对镜体的快速有效冷却，另一方面，由于镜体上的冷却槽的存在，可在不增加铜镜体积的情况下增加镜体的散热表面积，提高其散热性。该激光反射铜镜结构简单、易于加工和装配，将激光反射铜镜的反射和冷却集成设计，在更为小巧的体积上可以实现与较大体积铜镜相同的散热效果，有利于紧凑型激光加工设备内部结构的设计。

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它的附图。

图1为本发明实施例提供的激光反射铜镜的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的镜盖的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的激光反射铜镜的剖视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的激光反射铜镜的另一视角的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1-图4，本发明实施例提供一种激光反射铜镜，包括镜体1和镜盖2；所述镜体1具有反射面和冷却面，所述镜盖2盖合于所述冷却面上且与所述镜体1围设形成冷却腔，于所述冷却面上开设有多道冷却槽11且各所述冷却槽11均位于所述冷却腔内，于所述镜盖2上设有与所述冷却腔连通的冷却介质入口23和冷却介质出口24。镜体1的反射面用于反射激光，激光直接照射在该反射面上，由于铜的导热性很好，所产生的热量可直接快速地传导至冷却面，其冷却面可通过与冷却介质接触换热，从而对铜镜进行及时有效地冷却。上述镜体1和镜盖2优选为是可拆卸连接，如卡扣连接、螺纹配合装配等，本实施例中，如图1，二者通过螺栓或螺钉4等进行可拆卸装配连接。本实施例中，优选为采用水作为冷却介质，易于获得且冷却效果较好，当然机械油等也适用于本实施例中；上述冷却介质入口23对应连接进水管3，上述冷却介质出口24对应连接出水管。上述镜盖2盖合于镜体1上时，其内表面与冷却面之间具有一定的间隙，由冷却介质入口23进入的冷却介质具有一定的出口速度，并冲击至上述的冷却面上，一部分冷却介质冲击到冷却面的平面部分上，形成乱流并四处扩散，另一部分冷却介质深入至各冷却槽11中，以大致稳流的形式流过冷却槽11。

本实施例提供的激光反射铜镜，通过在镜体1上开设冷却槽11并连接镜盖2，通过镜盖2导入和导出冷却介质，一方面，基于冷却槽11内的冷却介质稳流通过进行换热以及冷却面平面部分形成的冲击乱流进行换热相结合，可有效地带走镜体1的热量，实现对镜体1的快速有效冷却，另一方面，由于镜体1上的冷却槽11的存在，可在不增加铜镜体1积的情况下增加镜体1的散热表面积，提高其散热性。该激光反射铜镜结构简单、易于加工和装配，将激光反射铜镜的反射和冷却集成设计，在更为小巧的体积上可以实现与较大体积铜镜相同的散热效果，有利于紧凑型激光加工设备内部结构的设计。

可以理解地，上述各冷却槽11可以是错乱布置的，也可以是纵横交错布置的，如可以通过将冷却介质入口23布置为与镜体1中心相对(反射镜一般为圆镜，当然也可为方镜)，使冷却介质自镜体1中心沿各冷却槽11向镜体1边缘流动，再排出冷却腔；作为优选的实施方式，如图1和图4，各所述冷却槽11平行间隔布置，且均有一槽端延伸至所述冷却介质出口24附近，这种方式使得冷却槽11内冷却介质流以确定的方向运动而带走镜体1的热量，避免各冷却槽11内的流体串流而影响换热效果，尤其地，反射镜一般以与水平面成45°夹角的方式布置，冷却槽11平行布置的方式可通过冷却介质自身重力作用而定向流动，不需要较高的介质压力，而且可以防止上方的换热后的冷却介质在自重作用下倒流，从而保证冷却效果。进一步优选地，相邻两冷却槽11之间的间距在1mm以下，本实施例中，该间距控制在0.5mm左右；冷却槽11的槽宽在0.5～1.5mm范围内，本实施例中，槽宽在1mm左右；从而，较小面积的冷却面上可以加工出较多的冷却槽11，保证充分地换热效果。

进一步优选地，如图3，沿冷却槽11的长度方向，各所述冷却槽11的槽底均为中间低两端高的弧形槽底且最深位置处均位于所述冷却介质入口23与所述冷却介质出口24之间，也即是冷却介质入口23并非与各冷却槽11的最深槽底位置相对，而是偏离该最深槽底位置，这种设计使得冷却介质冲击到各冷却槽11的弧形槽底时，由于弧形斜面的关系，大部分冷却介质会自然地向冷却介质出口24侧流动，可以及时地通过冷却介质出口24流走而不滞留，有效地提高冷却效果；而且，冷却介质在冷却槽11内流通时会出现流向转折，可以进一步提高与镜体1的接触换热效果。另外，将冷却介质入口23设置在各冷却槽11的两端之间，可以保证各冷却槽11内的冷却介质流量，保证该部分冷却介质可以带走镜体1的大部分热量，避免冷却介质入口23靠近冷却槽11的端部设置时冲击乱流过大而影响冷却槽11内的冷却效果。

作为优选的实施方式，如图2-图4，所述镜盖2内表面上设有环形回流道21且由所述环形回流道21围设形成一入口岛，所述入口岛位于各所述冷却槽11的上方，所述冷却介质入口23开设于所述入口岛上，所述回流道21与所述冷却介质出口24连通。上述冷却面平面部分产生的冲击乱流，一部分可以流入至各冷却槽11中，其余四处扩散的冷却介质则可以沿着冷却面平面部分流动至上述的回流道21中，在回流道21中可以继续对镜体1进行冷却，同时由该回流道21导引至冷却介质出口24处。另外，在上述的冷却槽11槽底为弧形槽底的结构设计中，大部分冷却介质自然地向冷却介质出口24侧流动，少部分冷却介质则可在介质压力的作用下向冷却槽11另一端流动，进而通过上述回流道21流向出水口。进一步优选地，所述冷却介质出口24形成于所述回流道21的槽底，便于冷却介质的汇聚及排出。

接续上述激光反射铜镜的结构，如图2-图4，所述入口岛上开设有介质分配槽22，所述冷却介质入口23形成于所述介质分配槽22的槽底，通过该介质分配槽22使得入口介质扩散开来，保证冷却介质可以喷射至各冷却槽11中。对于上述的各冷却槽11平行间隔布置的结构，可以理解，可设置上述介质分配槽22的长度方向与各冷却槽11的长度方向垂直；即该介质分配槽22可以为矩形槽，且矩形槽的长边槽壁与各冷却槽11的长度方向相垂直。如图2，作为优选的实施例，所述介质分配槽22包括矩形槽段和弧形槽段，所述弧形槽段自所述矩形槽段的其中一长边槽壁向外凸设形成，所述冷却介质入口23形成于所述弧形槽段的槽底，由于镜盖2与镜体1之间的间隙较小，由于介质压力的原因，自弧形槽段进入的冷却介质可以迅速扩散充满矩形槽段并喷入各冷却槽11中，保证各冷却槽11中的冷却效果。

请参见图1，上述各冷却槽11依次排列成方形结构，上述环形回流道21可以包围各冷却槽11，也可以容许部分冷却槽11的槽段位于环形回流道21范围之外，也即各冷却槽11排列形成的方形结构的对角线长度可以不大于环形回流道21的直径，也可以稍大于环形回流道21的直径。可以理解，该镜体1的中间部位热量大于边缘部位热量，因此，上述方形结构位于镜体1中央可以保证对镜体1的主要热量集中区域进行快速冷却，镜体1的边缘部位的热量可由回流道21中的冷却介质以及上述的冲击乱流带走，保证对镜体1的全面充分冷却，同时有效地节约冷却介质耗量及冷却介质循环处理能耗；上述介质分配槽22也可以避免冷却介质过快地流向四周而造成不必要的浪费。

进一步优选地，如图1，所述镜盖2与镜体1之间夹设有密封圈5，所述冷却腔包围于所述密封圈5内，可以在镜体1的冷却面上开设密封圈5安置槽，密封圈5安设于该密封圈5安置槽内并由镜盖2压紧，进一步可在镜盖2上对应设置环形凸起，镜盖2与镜体1连接时，该环形凸起压入密封圈5安置槽内并挤压密封圈5，保证密封效果。

实施例二

本发明实施例涉及一种激光清洗头，包括激光入射单元、反射镜组件及聚焦镜，至少其中一个反射镜采用上述实施例一所提供的激光反射铜镜。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (10)

1.一种激光反射铜镜，包括镜体，其特征在于：还包括镜盖；所述镜体具有反射面和冷却面，所述镜盖盖合于所述冷却面上且与所述镜体围设形成冷却腔，于所述冷却面上开设有多道冷却槽且各所述冷却槽均位于所述冷却腔内，于所述镜盖上设有与所述冷却腔连通的冷却介质入口和冷却介质出口。

2.如权利要求1所述的激光反射铜镜，其特征在于：所述镜盖内表面上设有环形回流道且由所述环形回流道围设形成一入口岛，所述入口岛位于各所述冷却槽的上方，所述冷却介质入口开设于所述入口岛上，所述回流道与所述冷却介质出口连通。

3.如权利要求2所述的激光反射铜镜，其特征在于：各所述冷却槽平行间隔布置，且均有一槽端延伸至所述冷却介质出口附近。

4.如权利要求3所述的激光反射铜镜，其特征在于：沿冷却槽的长度方向，各所述冷却槽的槽底均为中间低两端高的弧形槽底且最深位置处均位于所述冷却介质入口与所述冷却介质出口之间。

5.如权利要求3所述的激光反射铜镜，其特征在于：相邻两所述冷却槽之间的间距在1mm以下。

6.如权利要求2所述的激光反射铜镜，其特征在于：所述入口岛上开设有介质分配槽，所述冷却介质入口形成于所述介质分配槽的槽底。

7.如权利要求6所述的激光反射铜镜，其特征在于：所述介质分配槽包括矩形槽段和弧形槽段，所述弧形槽段自所述矩形槽段的其中一长边槽壁向外凸设形成，所述冷却介质入口形成于所述弧形槽段的槽底。

8.如权利要求2所述的激光反射铜镜，其特征在于：所述冷却介质出口形成于所述回流道的槽底。

9.如权利要求1所述的激光反射铜镜，其特征在于：所述镜盖与镜体之间夹设有密封圈，所述冷却腔包围于所述密封圈内。

10.一种激光清洗头，包括激光入射单元、反射镜组件及聚焦镜，其特征在于：至少其中一个反射镜采用如权利要求1至9中任一项所述的激光反射铜镜。