CN111745307A - 一种基于激光切割设备头的物理式气冷散热装置 - Google Patents
一种基于激光切割设备头的物理式气冷散热装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种基于激光切割设备头的物理式气冷散热装置,涉及激光切割技术领域,解决了现有的切割头气冷设备在实际应用过程中使用空气压缩机的成本较高,且需额外添加多个制冷设备分别对水源及风源进行降温,因此会造成大量的资源浪费,且无法有效的将切割头工作时所产生的高温加以利用的问题,当蒸汽喷射而出后将会吹动气动扇在风箱的内部进行高速旋转,即可将制冷后的冷气吹向激光设备头对激光设备头进行主动的气冷散热作用,该设计可在不添加额外制冷及驱动设备的同时,利用激光设备头工作时所产生的高温对水箱内部的水源进行加热,加热后产生的蒸汽经冷凝器制冷后驱动气动扇进行主动降温操作,可有效的减少能源的损耗降低使用成本。
Description
技术领域
本发明属于激光切割技术领域,更具体地说,特别涉及一种基于激光切割设备头的物理式气冷散热装置。
背景技术
激光切割是利用高功率密度激光束照射被切割材料,使材料很快被加热至汽化温度,蒸发形成孔洞,随着光束对材料的移动,孔洞连续形成宽度很窄的(如0.1mm左右)切缝,完成对材料的切割,而激光切割的设备头在工作时会因激光与所切割的物体相接触而产生大量的高温,如不能及时的将设备头进行降温操作,很可能因设备头长时间处于高温环境下而造成内部电子元件及机械老化的问题。
例如申请号:201910071336.X,本发明公开了一种激光切割头气冷散热装置,其包括切割头安装板、固定在所述切割头安装板上的水冷铝块、贴合设置在所述水冷铝块上且与所述切割头安装板固定连接的激光切割头本体、设置在所述激光切割头本体一侧的涡旋冷气枪、以及环绕所述激光切割头本体下部的光束外筒设置的气冷螺旋管,所述气冷螺旋管的气冷进气口与所述涡旋冷气枪的出气口管道连通,所述水冷铝块内设置有冷却循环铜管。本发明能快速散热,以提高切割头工作的稳定性;具有冷却效果好、长期工作稳定的优点。
基于上述专利的检索,以及结合现有技术中的设备发现,上述设备在应用时,虽然可以进行利用风冷及水冷对切割头进行降温操作,但在实际应用过程中使用空气压缩机的成本较高,且需额外添加多个制冷设备分别对水源及风源进行降温,因此会造成大量的资源浪费,且无法有效的将切割头工作时所产生的高温加以利用。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种基于激光切割设备头的物理式气冷散热装置,以解决现有的切割头气冷设备在实际应用过程中使用空气压缩机的成本较高,且需额外添加多个制冷设备分别对水源及风源进行降温,因此会造成大量的资源浪费,且无法有效的将切割头工作时所产生的高温加以利用的问题。
本发明一种基于激光切割设备头的物理式气冷散热装置的目的与功效,由以下具体技术手段所达成:
一种基于激光切割设备头的物理式气冷散热装置,包括回流冷却罩、气动机构、冷凝机构,所述回流冷却罩和供流冷却罩通过固定机构固定连接在激光设备头的外周面位置上;所述冷凝机构固定连接在激光设备头的左端面位置,并与风冷机构相贯通连接;所述风冷机构包括有风箱、风冷支板、滤网和气动扇,所述风箱为内部中空且前端开口设计,所述风箱的前端开口处固定连接有滤网,所述气动扇轴接在风箱的内部位置,安装状态下所述风箱通过两处风冷支板固定连接在控制器的前端面位置;所述气动机构与回流冷却罩相贯通连接,且所述气动机构通过加热机构固定连接在激光设备头的右端面顶侧位置。
进一步的,所述激光设备头包括有控制器和喷头,所述控制器的底端面位置安装有喷头;
进一步的,所述回流冷却罩包括有第一罩体、回流管、微型水泵和插孔,所述第一罩体为内部中空的弧形结构设计,且所述第一罩体的内壁左端开设有一圆形的插孔,所述回流管贯通连接在第一罩体的顶端面位置,且所述回流管的外周面上安装有微型水泵;
进一步的,所述气动机构包括有水箱、盖板、插块、插槽、虹吸管和排气管,所述水箱的顶端面左侧轴接有盖板,且所述盖板的右端面中心位置固定连接有插块,所述盖板向右侧旋转90°以通过插槽与水箱相卡合,所述虹吸管开设在水箱的底端面中心位置,且所述排气管安装在水箱的右端面顶侧位置;
进一步的,所述加热机构包括有导热支撑板和分热铝板,所述分热铝板共设有两处,且两处所述分热铝板呈纵向阵列固定连接在两处导热支撑板的内部位置,安装状态下所述加热机构中的导热支撑板穿过水箱的后端面将两处分热铝板固定在水箱的内部位置;
进一步的,所述固定机构包括有奥氏体不锈钢板、固定螺栓和固定螺母,所述奥氏体不锈钢板共设有四处,其中每两处所述奥氏体不锈钢板为一组,且两组所述奥氏体不锈钢板的内部均呈纵向阵列拧接有两处相同大小的固定螺栓,并且两处所述固定螺栓的前端均拧接有固定螺母,安装状态下所述固定机构中的两组所述奥氏体不锈钢板分别固定连接在回流冷却罩和供流冷却罩的外周面左右两侧位置;
进一步的,所述供流冷却罩包括有第二罩体、供水管和插管,所述第二罩体为内部中空的弧形结构设计,且所述第二罩体的顶端面中心位置贯通连接有供水管,所述插管固定连接在第二罩体的前端面右侧位置,安装状态下所述第二罩体与第一罩体相贴合时,通过插管插入到插孔的内部,以将第二罩体和第一罩体相插接;
进一步的,所述冷凝机构包括有冷凝器、冷凝支板、气动管和抽水管,所述冷凝支板共设有两处,且两处所述冷凝支板均固定连接在冷凝器的右端面位置,所述气动管固定连接在冷凝器的内部前侧位置,所述抽水管贯通连接在冷凝器的顶端面位置,安装状态下所述冷凝器通过冷凝支板固定连接在控制器的左端面位置,且所述气动管穿过冷凝器与排气管相贯通连接。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
在使用时将固定机构中的固定螺栓与固定螺母穿过奥氏体不锈钢板,以将回流冷却罩和供流冷却罩包裹在喷头的外周面位置上,该设计可加与喷头的接触面积,以更加有效的进行降温操作,且奥氏体不锈钢板的导热性较差,可避免在后续拆卸时因余温存在造成使用者烫伤的问题出现,吸热后的水流经微型水泵抽取后,使其与水箱内部的液面持平,利用虹吸原理可保证水箱内部的液面始终处于持平状态,可将加热后蒸发时造成的水源损耗进行及时的填补,以方便后续的散热操作,在排气过程中由排气管喷入到直径较小的气动管内部后可起到加压的作用,以增加蒸汽所产生的动力,当蒸汽喷射而出后将会吹动气动扇在风箱的内部进行高速旋转,即可将制冷后的冷气吹向激光设备头对激光设备头进行主动的气冷散热作用,该设计可在不添加额外制冷及驱动设备的同时,利用激光设备头工作时所产生的高温对水箱内部的水源进行加热,加热后产生的蒸汽经冷凝器制冷后驱动气动扇进行主动降温操作,可有效的减少能源的损耗降低使用成本。
附图说明
图1是本发明的侧视结构示意图。
图2是本发明的主视结构示意图。
图3是本发明的回流冷却罩结构示意图。
图4是本发明的气动机构结构示意图。
图5是本发明的加热机构结构示意图。
图6是本发明的图1中A处的局部放大结构示意图。
图7是本发明的风冷机构结构示意图。
图8是本发明的供流冷却罩结构示意图。
图9是本发明的冷凝机构结构示意图。
图10是本发明的激光设备头结构示意图。
图中,部件名称与附图编号的对应关系为:
1、回流冷却罩;101、第一罩体;102、回流管;103、微型水泵;104、插孔;2、气动机构;201、水箱;202、盖板;203、插块;204、插槽;205、虹吸管;206、排气管;3、加热机构;301、导热支撑板;302、分热铝板;4、固定机构;401、奥氏体不锈钢板;402、固定螺栓;403、固定螺母;5、风冷机构;501、风箱;502、风冷支板;503、滤网;504、气动扇;6、供流冷却罩;601、第二罩体;602、供水管;603、插管;7、冷凝机构;701、冷凝器;702、冷凝支板;703、气动管;704、抽水管;8、激光设备头;801、控制器;802、喷头;
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例:
如附图1至附图10所示:
本发明提供一种基于激光切割设备头的物理式气冷散热装置,包括有:回流冷却罩1、气动机构2、冷凝机构7,回流冷却罩1和供流冷却罩6通过固定机构4固定连接在激光设备头8的外周面位置上;冷凝机构7固定连接在激光设备头8的左端面位置,并与风冷机构5相贯通连接;风冷机构5包括有风箱501、风冷支板502、滤网503和气动扇504,风箱501为内部中空且前端开口设计,风箱501的前端开口处固定连接有滤网503,气动扇504轴接在风箱501的内部位置,安装状态下风箱501通过两处风冷支板502固定连接在控制器801的前端面位置;气动机构2与回流冷却罩1相贯通连接,且气动机构2通过加热机构3固定连接在激光设备头8的右端面顶侧位置。
其中,激光设备头8包括有控制器801和喷头802,控制器801的底端面位置安装有喷头802。
其中,回流冷却罩1包括有第一罩体101、回流管102、微型水泵103和插孔104,第一罩体101为内部中空的弧形结构设计,且第一罩体101的内壁左端开设有一圆形的插孔104,回流管102贯通连接在第一罩体101的顶端面位置,且回流管102的外周面上安装有微型水泵103。
其中,气动机构2包括有水箱201、盖板202、插块203、插槽204、虹吸管205和排气管206,水箱201的顶端面左侧轴接有盖板202,且盖板202的右端面中心位置固定连接有插块203,盖板202向右侧旋转90°以通过插槽204与水箱201相卡合,虹吸管205开设在水箱201的底端面中心位置,且排气管206安装在水箱201的右端面顶侧位置。
其中,加热机构3包括有导热支撑板301和分热铝板302,分热铝板302共设有两处,且两处分热铝板302呈纵向阵列固定连接在两处导热支撑板301的内部位置,安装状态下加热机构3中的导热支撑板301穿过水箱201的后端面将两处分热铝板302固定在水箱201的内部位置。
其中,固定机构4包括有奥氏体不锈钢板401、固定螺栓402和固定螺母403,奥氏体不锈钢板401共设有四处,其中每两处奥氏体不锈钢板401为一组,且两组奥氏体不锈钢板401的内部均呈纵向阵列拧接有两处相同大小的固定螺栓402,并且两处固定螺栓402的前端均拧接有固定螺母403,安装状态下固定机构4中两组奥氏体不锈钢板401分别固定连接在回流冷却罩1和供流冷却罩6的外周面左右两侧位置,其中设置的奥氏体不锈钢板401的导热性较差,可避免在后续拆卸时因余温存在造成使用者烫伤的问题出现。
其中,供流冷却罩6包括有第二罩体601、供水管602和插管603,第二罩体601为内部中空的弧形结构设计,且第二罩体601的顶端面中心位置贯通连接有供水管602,插管603固定连接在第二罩体601的前端面右侧位置,安装状态下第二罩体601与第一罩体101相贴合时,通过插管603插入到插孔104的内部,以将第二罩体601和第一罩体101相插接,该设计可加与喷头802的接触面积,以更加有效的进行降温操作。
其中,冷凝机构7包括有冷凝器701、冷凝支板702、气动管703和抽水管704,冷凝支板702共设有两处,且两处冷凝支板702均固定连接在冷凝器701的右端面位置,气动管703固定连接在冷凝器701的内部前侧位置,抽水管704贯通连接在冷凝器701的顶端面位置,安装状态下冷凝器701通过冷凝支板702固定连接在控制器801的左端面位置,且气动管703穿过冷凝器701与排气管206相贯通连接。
本实施例的具体使用方式与作用:
使用时:在使用时先将回流冷却罩1中的第一罩体101与第二罩体601相贴合,且在贴合过程中需将插管603插入到插孔104的内部以方便后续循环操作,在当对接完成后再将固定机构4中的固定螺栓402与固定螺母403穿过奥氏体不锈钢板401,以将回流冷却罩1和供流冷却罩6包裹在喷头802的外周面位置上,该设计可加与喷头802的接触面积,以更加有效的进行降温操作,且奥氏体不锈钢板401的导热性较差,可避免在后续拆卸时因余温存在造成使用者烫伤的问题出现;
且在实际应用过程中,需先将抽水管704外接水源,泵取水源后进入到冷凝器701的内部进行制冷,制冷完成后将会经供水管602进入到第二罩体601的内部,经与喷头802的热交换后将会经插入到插孔104内部的插管603将冷却水流入到第一罩体101的内部,且在单次水冷循环完成后,可通过启动微型水泵103,以通过回流管102吸取水分,且吸取的水分将会经以下两种方式进行循环:
一是吸热后的水重新流回到冷凝器701的内部进行再次冷却后重新参与对喷头802的水冷操作,该设计可通过重复的水冷循环对喷头802起到非常良好的降温作用;
另一种是吸热后的水流经微型水泵103抽取后,使其与水箱201内部的液面持平,利用虹吸原理可保证水箱201内部的液面始终处于持平状态,可将加热后蒸发时造成的水源损耗进行及时的填补,以方便后续的散热操作;
且在水箱201内部的水源将会经加热机构3中的导热支撑板301通过吸收激光设备头8工作时所产生的高温,然后再经分热铝板302传导至水箱201对内部的水源加热,加热后产生的蒸汽即可经排气管206进入到冷凝器701的内部后进行再次冷却,再次冷却后的空气将会经气动管703排入到风冷机构5的内部,且在排气过程中由排气管206喷入到直径较小的气动管703内部后可起到加压的作用,以增加蒸汽所产生的动力,当蒸汽喷射而出后将会吹动气动扇504在风箱501的内部进行高速旋转,即可将制冷后的冷气吹向激光设备头8对激光设备头8进行主动的气冷散热作用,该设计可在不添加额外制冷及驱动设备的同时,利用激光设备头8工作时所产生的高温对水箱201内部的水源进行加热,加热后产生的蒸汽经冷凝器701制冷后驱动气动扇504进行主动降温操作,可有效的减少能源的损耗降低使用成本。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的,而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用,并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (8)
1.一种基于激光切割设备头的物理式气冷散热装置,其特征在于:包括回流冷却罩(1)、气动机构(2)、冷凝机构(7),所述回流冷却罩(1)和供流冷却罩(6)通过固定机构(4)固定连接在激光设备头(8)的外周面位置上;所述冷凝机构(7)固定连接在激光设备头(8)的左端面位置,并与风冷机构(5)相贯通连接;所述风冷机构(5)包括有风箱(501)、风冷支板(502)、滤网(503)和气动扇(504),所述风箱(501)为内部中空且前端开口设计,所述风箱(501)的前端开口处固定连接有滤网(503),所述气动扇(504)轴接在风箱(501)的内部位置,安装状态下所述风箱(501)通过两处风冷支板(502)固定连接在控制器(801)的前端面位置;所述气动机构(2)与回流冷却罩(1)相贯通连接,且所述气动机构(2)通过加热机构(3)固定连接在激光设备头(8)的右端面顶侧位置。
2.如权利要求1所述一种基于激光切割设备头的物理式气冷散热装置,其特征在于:所述激光设备头(8)包括有控制器(801)和喷头(802),所述控制器(801)的底端面位置安装有喷头(802)。
3.如权利要求1所述一种基于激光切割设备头的物理式气冷散热装置,其特征在于:所述回流冷却罩(1)包括有第一罩体(101)、回流管(102)、微型水泵(103)和插孔(104),所述第一罩体(101)为内部中空的弧形结构设计,且所述第一罩体(101)的内壁左端开设有一圆形的插孔(104),所述回流管(102)贯通连接在第一罩体(101)的顶端面位置,且所述回流管(102)的外周面上安装有微型水泵(103)。
4.如权利要求1所述一种基于激光切割设备头的物理式气冷散热装置,其特征在于:所述气动机构(2)包括有水箱(201)、盖板(202)、插块(203)、插槽(204)、虹吸管(205)和排气管(206),所述水箱(201)的顶端面左侧轴接有盖板(202),且所述盖板(202)的右端面中心位置固定连接有插块(203),所述盖板(202)向右侧旋转90°以通过插槽(204)与水箱(201)相卡合,所述虹吸管(205)开设在水箱(201)的底端面中心位置,且所述排气管(206)安装在水箱(201)的右端面顶侧位置。
5.如权利要求1所述一种基于激光切割设备头的物理式气冷散热装置,其特征在于:所述加热机构(3)包括有导热支撑板(301)和分热铝板(302),所述分热铝板(302)共设有两处,且两处所述分热铝板(302)呈纵向阵列固定连接在两处导热支撑板(301)的内部位置,安装状态下所述加热机构(3)中的导热支撑板(301)穿过水箱(201)的后端面将两处分热铝板(302)固定在水箱(201)的内部位置。
6.如权利要求1所述一种基于激光切割设备头的物理式气冷散热装置,其特征在于:所述固定机构(4)包括有奥氏体不锈钢板(401)、固定螺栓(402)和固定螺母(403),所述奥氏体不锈钢板(401)共设有四处,其中每两处所述奥氏体不锈钢板(401)为一组,且两组所述奥氏体不锈钢板(401)的内部均呈纵向阵列拧接有两处相同大小的固定螺栓(402),并且两处所述固定螺栓(402)的前端均拧接有固定螺母(403),安装状态下所述固定机构(4)中两组所述奥氏体不锈钢板(401)分别固定连接在回流冷却罩(1)和供流冷却罩(6)的外周面左右两侧位置。
7.如权利要求1所述一种基于激光切割设备头的物理式气冷散热装置,其特征在于:所述供流冷却罩(6)包括有第二罩体(601)、供水管(602)和插管(603),所述第二罩体(601)为内部中空的弧形结构设计,且所述第二罩体(601)的顶端面中心位置贯通连接有供水管(602),所述插管(603)固定连接在第二罩体(601)的前端面右侧位置,安装状态下所述第二罩体(601)与第一罩体(101)相贴合时,通过插管(603)插入到插孔(104)的内部,以将第二罩体(601)和第一罩体(101)相插接。
8.如权利要求1所述一种基于激光切割设备头的物理式气冷散热装置,其特征在于:所述冷凝机构(7)包括有冷凝器(701)、冷凝支板(702)、气动管(703)和抽水管(704),所述冷凝支板(702)共设有两处,且两处所述冷凝支板(702)均固定连接在冷凝器(701)的右端面位置,所述气动管(703)固定连接在冷凝器(701)的内部前侧位置,所述抽水管(704)贯通连接在冷凝器(701)的顶端面位置,安装状态下所述冷凝器(701)通过冷凝支板(702)固定连接在控制器(801)的左端面位置,且所述气动管(703)穿过冷凝器(701)与排气管(206)相贯通连接。
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