CN111922517B - 一种激光头气体整流结构 - Google Patents

Abstract

本发明实施例适用于激光加工技术领域，提供了一种激光头气体整流结构，其两端分别连接有镜片组件和气嘴，包括壳体、旋转组件以及轴承，壳体内部具有两端开口的腔体，旋转组件可旋转地安装在腔体内部，轴承套接在旋转组件上且轴承的外周面与壳体的内壁抵接，旋转组件内部具有气流通道，旋转组件包括沿腔体的贯穿方向延伸的导流体，导流体与壳体的内壁之间形成整流通道，壳体上开设有连通整流通道和外界空气的进气口，导流体靠近镜片一端与壳体靠近镜片一端之间形成出气缝隙，导流体的外壁面沿周向设置有若干个呈螺旋状的齿牙。本发明可改善气流分布的均匀性，提高切割质量以及加工效率。

Description

一种激光头气体整流结构

技术领域

本发明属于激光加工技术领域，尤其涉及一种激光头气体整流结构。

背景技术

现有激光头的导流结构都是呈直纹状或者孔状，不能有效地保证腔体内气流均匀，从而导致切割面不一致，降低了加工质量和加工效率，同时也降低了整个设备的寿命。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于提供一种激光头气体整流结构，旨在改善气流分布的均匀性，提高切割质量以及加工效率。

本发明实施例是这样实现的，一种激光头气体整流结构，所述激光头气体整流结构的两端分别连接有镜片组件和气嘴，包括壳体、旋转组件以及轴承，所述壳体内部具有两端开口的腔体，所述旋转组件可旋转地安装在所述腔体内部，所述轴承套接在所述旋转组件上且所述轴承的外周面与所述壳体的内壁抵接，所述旋转组件内部具有气流通道，所述旋转组件包括沿所述腔体的贯穿方向延伸的导流体，所述导流体与所述壳体的内壁之间形成整流通道，所述壳体上开设有连通所述整流通道和外界空气的进气口，所述导流体靠近所述镜片组件一端与所述壳体靠近所述镜片组件一端之间形成连通所述整流通道和所述气流通道的出气缝隙，所述导流体的外壁面沿周向设置有若干个呈螺旋状的齿牙。

进一步地，任意两个相邻的所述齿牙之间的距离相等。

进一步地，所述齿牙的宽度自远离所述气嘴一端朝靠近所述气嘴一端逐渐减小。

进一步地，所述齿牙的横截面形状为三角形。

进一步地，所述旋转组件还包括连接块，所述连接块嵌设在所述腔体的靠近所述气嘴的开口端，所述连接块的周壁抵接所述壳体的内壁，所述连接块与所述导流体之间通过螺钉固定连接，所述连接块和所述导流体均为中空结构，所述连接块内部的中空腔和所述导流体内部的中空腔共同构成所述气流通道。

进一步地，所述壳体包括导流座以及连接到所述导流座靠近所述气嘴一端的固定座，所述导流座和所述固定座均为中空结构，所述导流座内部的中空腔和所述固定座内部的中空腔共同构成所述腔体，所述进气口开设在所述导流座上，所述导流体延伸超出所述导流座的端面，所述固定座的内壁与所述轴承的外周面抵接，所述连接块的外壁以及所述导流体的外壁均与所述轴承的内周面抵接。

进一步地，所述导流座的端面以及所述固定座的端面均开设有螺纹孔，所述导流座及所述固定座通过所述螺纹孔内螺接的螺钉实现固定连接。

进一步地，所述进气口开设在所述导流座靠近所述固定座一端。

进一步地，所述气流通道远离所述气嘴一端的开口大于所述气流通道靠近所述气嘴一端的开口。

本发明实施例与现有技术相比，有益效果在于：本发明的激光头气体整流结构，气体从进气口进入后，一方面依次通过整流通道、出气缝隙以及气流通道到达气嘴并最终从气嘴的出气口流出，另一方面通过其自身压力推动旋转组件高速旋转，导流体随旋转组件旋转，由于导流体的外壁面沿周向设置有若干个呈螺旋状的齿牙，因此导流体在旋转过程中能够对腔体内的气体进行整流，使得气体的流线方向明晰，从而改善气流分布的均匀性，减小湍流强度，从而减小气动光学效应对激光光路的影响，提高切割质量以及加工效率，延长设备的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例提供的激光头气体整流结构的剖视结构示意图；

图2是本发明实施例提供的激光头气体整流结构的仰视结构示意图；

图3是图1中的导流体的结构示意图；

图4是图3的仰视结构示意图。

在附图中，各附图标记表示：

1、导流座；2、导流体；3、轴承；4、连接块；5、固定座；11、进气口；6、螺纹孔；7、气流通道；8、整流通道；21、齿牙。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图4所示，是本发明实施例提供的一种激光头气体整流结构，激光头气体整流结构的上端连接有镜片组件，下端连接有气嘴，激光头气体整流结构包括壳体、旋转组件以及轴承3，壳体内部具有两端开口的腔体，旋转组件可旋转地安装在腔体内部，轴承3套接在旋转组件上且轴承3的外周面与壳体的内壁抵接，旋转组件内部具有气流通道7，旋转组件包括沿腔体的贯穿方向延伸的导流体2，导流体2与壳体的内壁之间形成整流通道8，壳体上开设有连通整流通道8和外界空气的进气口11，导流体2靠近镜片组件一端与壳体靠近镜片组件一端之间形成连通整流通道8和气流通道7的出气缝隙，导流体2的外壁面沿周向设置有若干个呈螺旋状的齿牙21。

气体从进气口11进入后，经过导流体2与壳体的内壁之间的整流通道8，并从出气缝隙流出，流至镜片组件的下表面处，转向下穿过气流通道7到达气嘴的出气口处，从出气口流出并最终吹至切割工件表面，从进气口11进入的气体还通过其自身压力推动旋转组件高速旋转，导流体2随旋转组件旋转，由于导流体2的外壁面沿周向设置有若干个呈螺旋状的齿牙21，因此导流体2在旋转过程中能够对腔体内的气体进行整流，使得气体的流线方向明晰，从而改善气流分布的均匀性，减小湍流强度，从而减小气动光学效应对激光光路的影响，提高切割质量以及加工效率，延长设备的使用寿命。不仅如此，导流体2的高速旋转还能够使腔体内部的冷却流体均匀，保证了腔体内部温度均匀，从而避免因冷却面不均匀导致部分部件温差太大造成结露。

具体的，任意两个相邻的齿牙21之间的距离相等，从而进一步改善气流分布的均匀性，提升导流体2的整流效果。本实施例中，齿牙21的宽度自远离气嘴一端朝靠近气嘴一端逐渐减小，相邻两个齿牙21之间形成的导流槽宽度自下而上逐渐减小。本实施例的齿牙21的横截面形状为三角形，在其他可能的实施方式中，齿牙21的横截面形状也可以为四方形、圆弧形或其他形状，本实施例对齿牙21的横截面形状不做限制。

本实施例的旋转组件还包括连接块4，连接块4嵌设在腔体的靠近气嘴的开口端，连接块4的周壁抵接壳体的内壁，连接块4与导流体2之间通过螺钉固定连接，连接块4和导流体2均为中空结构，连接块4内部的中空腔和导流体2内部的中空腔共同构成气流通道7。优选的，气流通道7远离气嘴一端的开口大于气流通道7靠近气嘴一端的开口，也就是说，气流通道7自上而下逐渐变窄，使得气体的流线方向更为明晰，上宽下窄的结构也与激光头气体整流结构下方的气嘴结构相适配，防止气体从激光头气体整流结构流向气嘴时通道突然变窄，起到良好的过渡作用。

壳体包括导流座1以及连接到导流座1靠近所述气嘴一端的固定座5，导流座1和固定座5均为中空结构，导流座1内部的中空腔和固定座5内部的中空腔共同构成腔体，进气口11开设在导流座1上，导流体2延伸超出导流座1的端面，固定座5的内壁与轴承3的外周面抵接，连接块4的外壁以及导流体2的外壁均与轴承3的内周面抵接。通过连接块4使得导流体2和轴承3之间形成稳定良好的配合，使得旋转组件的旋转相对独立，保证了旋转运动的顺畅性，进一步提升整流效果。

另外，导流座1的端面以及固定座5的端面均开设有螺纹孔6，导流座1及固定座5通过螺纹孔6内螺接的螺钉实现固定连接，保证了导流座1及固定座5连接的稳固性。在其他可能的实施方式中，壳体也可以为整体结构。另外，本实施例中，进气口11开设在导流座1靠近固定座5一端。

综上所述，本发明实施例的激光头气体整流结构，气体从进气口11进入后，经过导流体2与壳体的内壁之间的整流通道8，并从出气缝隙流出，流至镜片组件的下表面处，转向下穿过气流通道7到达气嘴的出气口处，从出气口流出并最终吹至切割工件表面，从进气口11进入的气体还通过其自身压力推动旋转组件高速旋转，导流体2随旋转组件旋转，由于导流体2的外壁面沿周向设置有若干个呈螺旋状的齿牙21，因此导流体2在旋转过程中能够对腔体内的气体进行整流，使得气体的流线方向明晰，从而改善气流分布的均匀性，减小湍流强度，从而减小气动光学效应对激光光路的影响，提高切割质量以及加工效率，延长设备的使用寿命。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种激光头气体整流结构，所述激光头气体整流结构的两端分别连接有镜片组件和气嘴，其特征在于，包括壳体、旋转组件以及轴承(3)，所述壳体内部具有两端开口的腔体，所述旋转组件可旋转地安装在所述腔体内部，所述轴承(3)套接在所述旋转组件上且所述轴承(3)的外周面与所述壳体的内壁抵接，所述旋转组件内部具有气流通道(7)，所述旋转组件包括沿所述腔体的贯穿方向延伸的导流体(2)，所述导流体(2)与所述壳体的内壁之间形成整流通道(8)，所述壳体上开设有连通所述整流通道(8)和外界空气的进气口(11)，所述导流体(2)靠近所述镜片组件一端与所述壳体靠近所述镜片组件一端之间形成连通所述整流通道(8)和所述气流通道(7)的出气缝隙，所述导流体(2)的外壁面沿周向设置有若干个呈螺旋状的齿牙(21)，所述齿牙(21)的宽度自远离所述气嘴一端朝靠近所述气嘴一端逐渐减小。

2.如权利要求1所述的激光头气体整流结构，其特征在于，任意两个相邻的所述齿牙(21)之间的距离相等。

3.如权利要求1所述的激光头气体整流结构，其特征在于，所述齿牙(21)的横截面形状为三角形。

4.如权利要求1所述的激光头气体整流结构，其特征在于，所述旋转组件还包括连接块(4)，所述连接块(4)嵌设在所述腔体的靠近所述气嘴的开口端，所述连接块(4)的周壁抵接所述壳体的内壁，所述连接块(4)与所述导流体(2)之间通过螺钉固定连接，所述连接块(4)和所述导流体(2)均为中空结构，所述连接块(4)内部的中空腔和所述导流体(2)内部的中空腔共同构成所述气流通道(7)。

5.如权利要求4所述的激光头气体整流结构，其特征在于，所述壳体包括导流座(1)以及连接到所述导流座(1)靠近所述气嘴一端的固定座(5)，所述导流座(1)和所述固定座(5)均为中空结构，所述导流座(1)内部的中空腔和所述固定座(5)内部的中空腔共同构成所述腔体，所述进气口(11)开设在所述导流座(1)上，所述导流体(2)延伸超出所述导流座(1)的端面，所述固定座(5)的内壁与所述轴承(3)的外周面抵接，所述连接块(4)的外壁以及所述导流体(2)的外壁均与所述轴承(3)的内周面抵接。

6.如权利要求5所述的激光头气体整流结构，其特征在于，所述导流座(1)的端面以及所述固定座(5)的端面均开设有螺纹孔(6)，所述导流座(1)及所述固定座(5)通过所述螺纹孔(6)内螺接的螺钉实现固定连接。

7.如权利要求5所述的激光头气体整流结构，其特征在于，所述进气口(11)开设在所述导流座(1)靠近所述固定座(5)一端。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的激光头气体整流结构，其特征在于，所述气流通道(7)远离所述气嘴一端的开口大于所述气流通道(7)靠近所述气嘴一端的开口。

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