CN111644749B - 一种激光打标机用节能环保的气体激光管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光打标机用节能环保的气体激光管，包括回流管、放电管和两个电极，所述回流管和放电管中的空间内开设有冷却通道，所述冷却通道连接有输水管，所述输水管共同连通有储水盒，所述储水盒中连接有循环结构，所述回流管的两端分别连接有全反镜和凹面镜,所述循环结构包括设置在回流管中的旋转叶，所述旋转叶的中心轴密封贯穿回流管的侧壁并固定连接有第一斜齿轮。优点在于：通过储水盒与冷却通道分别对回流管的内外同时冷却，使回流管内外侧温度一致，气体激光管工作产生强大气压推动旋转叶转动，从而实现冷却水循环冷却的效果，并且在水温较高时通过热电效应作用下热电偶的吸热实现冷却水降温，具有节能环保的特点。

Description

一种激光打标机用节能环保的气体激光管

技术领域

本发明涉及激光打标机技术领域，尤其涉及一种激光打标机用节能环保的气体激光管。

背景技术

激光加工是激光应用技术的重要领域该领域激光器销售占总额的激光加工技术的出现解决了许多以往其他加工方式的难题。激光加工技术在切割、焊接、表面处理、打标、打孔、快速成型、精密加工等领域得到了广泛的应用取得了良好的效果，利用了激光很好的单色性、相干性、方向性以及高能量密度等不可比拟的优点并与计算机数控技术的结合使激光加工系统具有优质、高效、低成本的特点是其他加工技术所无法比拟的。

激光打标机一般在电子行业和包装行业广泛使用，通过对集成电路、电容、电阻、晶振、彩管、饮料、标签、药品、包装、食品等进行打标，一般采用二氧化碳为光源对上述领域进行打标操作，然而在实际使用时，由于在气体激光器的使用需要通过水冷，冷却工作气体，稳定输出功率，然而现有技术中的嵌设在气体激光管中的水冷套，一方面对于回流管和放电管的两侧冷却不足，使得在高温下使用时，回流管外侧容易受到温差而破损，另一方面需要水泵来提供循环水，造成大量电能浪费的同时冷却效率不足，而影响使用，基于此，本发明设计一种激光打标机用节能环保的的气体激光管。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中激光打标机用激光管在使用时，水冷管嵌设在回流管内，因此对高温回流的外壁无法做到较好的冷却，同时需要耗费大量电能维持循环水的流动，造成浪费的问题，而提出的一种激光打标机用节能环保的气体激光管。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种激光打标机用节能环保的气体激光管，包括回流管、放电管和两个电极，所述回流管和放电管之间的空间内开设有冷却通道，所述冷却通道两侧分别连接有一个输水管，两个所述输水管共同连通有套接在回流管外侧的储水盒，所述储水盒中连接有循环结构，所述回流管的两端分别连接有全反镜和凹面镜；

所述循环结构包括设置在回流管中的旋转叶，所述旋转叶的中心轴密封贯穿回流管的侧壁并在回流管外的部分固定连接有第一斜齿轮，所述第一斜齿轮啮合有第二斜齿轮并且第二斜齿轮的回转中心固定连接有传动轴，所述第二斜齿轮的传动轴贯穿输水管的侧壁并且在输水管内的一端固定连接有半齿轮，所述半齿轮啮合有齿条，所述齿条固定连接有密封滑动连接在输水管内壁的密封块，所述密封块底部固定连接有弹簧；

所述储水盒的上下两个底面分别密封连接有透气膜，两个所述电极分别通过导电的导杆密封贯穿对应储水盒的侧壁，一个所述导杆连接有设置在储水盒中的多个热电偶，另一个所述导杆连接有热弹片。

在上述激光打标机用节能环保的气体激光管中，所述热弹片采用记忆金属材料，所述透气膜采用智能高分子凝胶材料，两个所述电极与外界电源连通，所述热电偶采用两种不同材料的半导体组成。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明中，通过储水盒与冷却通道分别对回流管的内外侧进行同时冷却，使得在使用时，回流管内外两侧温度保持一致，避免外侧受热而内部冷却后产生较大温差而使得回流管发生破裂；

2、储水盒的两侧设置由智能高分子凝胶材料组成的透气膜，并始终具有透气性能，使得外界空气可以较快的与储水盒内的水进行热量交换，从而快速将储水盒内水向外散热，实现对冷却激光管的冷却水进行良好散热，同时当气体激光管开始工作时，产生的激光会导致气体流速瞬间加快，从而在回流管处给旋转叶一个较大的旋转动能；

3、旋转叶在旋转时，将通过第一斜齿轮和第二斜齿轮实现传动，从而使得输水管中的半齿轮与齿条进行啮合，使得推动齿条间歇性滑动，而由于齿条底部连接有密封块和弹簧，当半齿轮运动到不与齿条啮合的一侧是，在弹簧的作用下，齿条向反方向运动，则在一个周内实现了齿条的往复运动；

4、密封块中设置单向阀，使得当密封块进行往复运动时，将对输水管中的水进行导流工作，而在半齿轮始终旋转的过程中，实现了对储水盒中液体的循环流动过程，从而提高了储水盒中的水通过透气膜与外界空气进行热交换的效果，提高了激光管的散热效果；

5、当外界条件较为炎热时，或者激光管的产生的热量大于散热量时，储水盒中的水温持续上升，当到达记忆金属材料的热弹片变态温度时，热弹片弯曲，从而使得外界电源通过导杆与多个热电偶连接，热电偶具有热电效应，即在通入电流的作用下，会在两端进行放热和吸热过程，其中放热过程位于储水盒外，而吸热过程位于储水盒内，使得通过多个热电偶对储水盒中的水进行制冷，则降低了水温，更好的实现了的对激光管的冷却效果，而当水冷却后，记忆金属材料的热弹片恢复初始状态，则断开与外界连接，具有自开自停的功能。

附图说明

图1为本发明提出的一种激光打标机用节能环保的气体激光管的结构示意图；

图2为本发明提出的一种激光打标机用节能环保的气体激光管中A部分的放大示意图。

图中：1回流管、2放电管、3电极、4冷却通道、5输水管、6储水盒、7全反镜、8透气膜、9导杆、10热电偶、11热弹片、12旋转叶、131第一斜齿轮、132第二斜齿轮、14半齿轮、15齿条、16密封块、17弹簧。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

参照图1-2，一种激光打标机用节能环保的气体激光管，包括回流管1、放电管2和两个电极3，回流管1和放电管2之间的空间内开设有冷却通道4，冷却通道4两侧分别连接有一个输水管5，两个输水管5共同连通有套接在回流管1外侧的储水盒6，储水盒6中连接有循环结构，回流管1的两端分别连接有全反镜7和凹面镜；

循环结构包括设置在回流管1中的旋转叶12，旋转叶12的中心轴密封贯穿回流管1的侧壁并在回流管1外的部分固定连接有第一斜齿轮131，第一斜齿轮131啮合有第二斜齿轮132并且第二斜齿轮132的回转中心固定连接有传动轴，通过第一斜齿轮131和第二斜齿轮132实现交错轴的传动，第二斜齿轮132的传动轴贯穿输水管5的侧壁并且在输水管5内的一端固定连接有半齿轮14，半齿轮14啮合有齿条15，半齿轮14只有半个周期与齿条15啮合，齿条15固定连接有密封滑动连接在输水管5内壁的密封块16，密封块16中开设有液流通道并密封有单向阀，使得在密封块16往复运动时，控制液体向一个方向流动，实现循环过程，密封块16底部固定连接有弹簧17。

储水盒6的上下两个底面分别密封连接有透气膜8，透气膜8只允许气体穿透，使得增大与外界气体的热交换，两个电极3分别通过导电的导杆9密封贯穿对应储水盒6的侧壁，一个导杆9连接有设置在储水盒6中的多个热电偶10，另一个导杆9连接有热弹片11，热弹片11采用记忆金属材料，透气膜8采用智能高分子凝胶材料，两个电极3与外界电源连通，热电偶10采用两种不同材料的半导体组成，在通电时产生较小的多余热量。

本发明在使用时，当处于正常使用状态下，通过斜齿轮结构的传动以及半齿轮14与齿条15的啮合实现密封块16移动，并在不啮合的半个周期内通过弹簧17的复位作用实现液流循环，使得储水盒6内的水在激光管工作时始终处于流动状态，从而提高了冷却水与外界进行热量交换的速度，在这个过程中，密封块16中设置液流通道和只允许流体向上流动的单向阀，则在一个周期内，当密封块16上移时，密封块16上方的水无法下移，因此将被推动，而密封块16下方的水在液压作用下补充至密封块16底部，使得水具有向上流动的趋势，而在密封块16下移过程中，挤压密封块16下方的水，使得水通过单向阀和液流通道进入密封块16上方，水的移动方向依旧由下至上，因此在密封块16往复运动中，下方的水不断被抽向上方，实现了循环过程。

同时在空气散热无法实现水温降低时，水温将超过热弹片11的变态温度，使得热弹片11弯曲而与热电偶10连接，外界电源通过两个导杆9与热电偶10并联连接，使得在热电效应的作用下，由两种半导体材料组成的回路中，在两个连接点处分别进行放热和吸热，而吸热端位于储水盒6内，放热端处于储水盒6外，则实现了对冷却水的自冷却操作，并且当水温下降后，热弹片11复原，脱离与电极3的连接，则具有自开自停的优点，方便使用。

尽管本文较多地使用了回流管1、放电管2、电极3、冷却通道4、输水管5、储水盒6、全反镜7、透气膜8、导杆9、热电偶10、热弹片11、旋转叶12、第一斜齿轮131、第二斜齿轮132、半齿轮14、齿条15、密封块16、弹簧17等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (2)

1.一种激光打标机用节能环保的气体激光管，包括回流管(1)、放电管(2)和两个电极(3)，其特征在于，所述回流管(1)和放电管(2)之间的空间内开设有冷却通道(4)，所述冷却通道(4)两侧分别连接有一个输水管(5)，两个所述输水管(5)共同连通有套接在回流管(1)外侧的储水盒(6)，所述储水盒(6)中连接有循环结构，所述回流管(1)的两端分别连接有全反镜(7)和凹面镜；

所述循环结构包括设置在回流管(1)中的旋转叶(12)，所述旋转叶(12)的中心轴密封贯穿回流管(1)的侧壁并在回流管(1)外的部分固定连接有第一斜齿轮(131)，所述第一斜齿轮(131)啮合有第二斜齿轮(132)并且第二斜齿轮(132)的回转中心固定连接有传动轴，所述第二斜齿轮(132)的传动轴贯穿输水管(5)的侧壁并且在输水管(5)内的一端固定连接有半齿轮(14)，所述半齿轮(14)啮合有齿条(15)，所述齿条(15)固定连接有密封滑动连接在输水管(5)内壁的密封块(16)，所述密封块(16)底部固定连接有弹簧(17)；

所述储水盒(6)的上下两个底面分别密封连接有透气膜(8)，两个所述电极(3)分别通过导电的导杆(9)密封贯穿对应储水盒(6)的侧壁，一个所述导杆(9)连接有设置在储水盒(6)中的多个热电偶(10)，另一个所述导杆(9)连接有热弹片(11)；

密封块(16)中开设有液流通道并密封有单向阀，所述热电偶(10)采用两种不同材料的半导体组成，热弹片(11)弯曲时可与热电偶(10)连接，外界电源通过两个导杆(9)与热电偶(10)并联连接，使得在热电效应的作用下，由两种半导体材料组成的回路中，在两个连接点处分别进行放热和吸热，吸热端位于储水盒(6)内，放热端处于储水盒(6)外，实现了对冷却水的自冷却操作。

2.根据权利要求1所述的一种激光打标机用节能环保的气体激光管，所述热弹片(11)采用记忆金属材料，所述透气膜(8)采用智能高分子凝胶材料，两个所述电极(3)与外界电源连通。

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