CN112008235B - 一种用于高功率激光切割的省气喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高功率激光切割的省气喷嘴，其技术方案要点是包括有喷嘴本体，喷嘴本体上设置有连接部和喷嘴通道，喷嘴通道的出口端设置有可轴向伸缩的伸缩罩组件，伸缩罩组件包括有与喷嘴本体可拆卸固定连接的连接罩管、和轴向伸缩连接在连接罩管内的若干伸缩罩管，相邻两伸缩罩管之间以及连接罩管与一伸缩罩管之间均设置有用于限制伸缩罩管脱落的限脱结构，喷嘴本体远离连接部的端部设置有能够带动各个伸缩罩管始终保持向下滑移趋势的弹性件，弹性件带动各个伸缩罩管向下轴向滑移的过程中能够在限脱结构的作用下起到限制各个伸缩罩管脱落或是使端部的伸缩罩管能够保持与被切材料的抵接。该喷嘴能够集中切割气流从而起到节约气体的目的。

Description

一种用于高功率激光切割的省气喷嘴

技术领域

本发明涉及激光切割设备技术领域，更具体地说，它涉及一种用于高功率激光切割的省气喷嘴。

背景技术

激光切割是由激光器所发出的水平激光束经45°全反射镜变为垂直向下的激光束，后经透镜聚焦，在焦点处聚成一极小的光斑，光斑照射在被切材料上时，使被切材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束对被切材料的移动，并配合辅助气体(有二氧化碳气体，氧气，氮气等)吹走熔化的废渣，使孔洞连续形成宽度很窄的(如0.1mm左右)切缝，完成对被切材料的切割。

喷嘴在激光切割中对辅助吹气的流量和气压有较大影响，激光切割为非接触性切割，喷嘴与被切材料之间始终保持一定距离，所以在激光切割过程中会有一定气体流失，造成气体浪费。

为此，许多生产厂家和有识之士进行开发和研制，但至今尚未有较理想的产品面世。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于高功率激光切割的省气喷嘴，该喷嘴能够集中切割气流从而起到节约气体的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于高功率激光切割的省气喷嘴，包括有喷嘴本体，所述喷嘴本体上设置有用于连接激光切割机的连接部和贯穿喷嘴本体的喷嘴通道，所述喷嘴通道的出口端设置有可轴向伸缩的伸缩罩组件，所述伸缩罩组件包括有与喷嘴本体可拆卸固定连接的连接罩管、和轴向伸缩连接在连接罩管内的若干伸缩罩管，所述连接罩管与伸缩罩管均成中空的管状结构设置，并且各个伸缩罩管的径长沿与连接罩管的连接顺序依次减小设置，所述喷嘴通道与连接罩管和伸缩罩管同轴设置，并且伸缩罩管的滑移方向为喷嘴通道的长度方向，相邻两伸缩罩管之间以及连接罩管与一伸缩罩管之间均设置有用于限制伸缩罩管脱落的限脱结构，所述喷嘴本体远离连接部的端部设置有能够带动各个伸缩罩管始终保持向下滑移趋势的弹性件，弹性件带动各个伸缩罩管向下轴向滑移的过程中能够在限脱结构的作用下起到限制各个伸缩罩管脱落或是使端部的伸缩罩管能够保持与被切材料的抵接。

本发明进一步设置为：所述弹性件呈圆锥台结构设置并且包括有用于与喷嘴本体连接的大径端环、和用于与伸缩罩管连接的小径端环、以及倾斜连接于大径端环和小径端环之间的形变杆，所述形变杆设置有多个，并且各个形变杆均匀分布在大径端环和小径端环之间，所述形变杆往复弯折成弓字形结构设置。

本发明进一步设置为：所述喷嘴本体上设置有用于限制大径端环与喷嘴本体分离的按压环，所述按压环通过螺钉与喷嘴本体可拆卸固定连接，所述按压环内径尺寸大于大径端环的外径尺寸，所述按压环的内侧壁上凸设有用于将大径端环按压在喷嘴本体上的按压块，所述按压块与形变杆间隔设置。

本发明进一步设置为：所述喷嘴本体的端面上设置有供大径端环嵌入的嵌槽，所述嵌槽的深度尺寸与大径端环的高度尺寸相适配，按压环连接在喷嘴本体上时按压块能够遮盖住嵌槽开口。

本发明进一步设置为：所述喷嘴本体上设置有供按压环嵌入的安装槽，所述按压环的外径尺寸与安装槽的外径尺寸相适配和/或按压环于按压块处的内径尺寸与安装槽的内径尺寸相适配。

本发明进一步设置为：最小径长的伸缩罩管端部设置有中空的塑料罩盖，所述塑料罩盖与伸缩罩管可拆卸固定连接设置。

本发明进一步设置为：所述塑料罩盖螺接于伸缩罩管的端部外侧壁上，所述塑料罩盖的端面与伸缩罩管的外侧壁之间形成有供小径端环抵接的限位台阶。

本发明进一步设置为：所述伸缩罩管的外侧壁上螺接有能够与塑料罩盖的端部抵接的锁止螺母。

本发明进一步设置为：所述限脱结构包括有设置在连接罩管和伸缩罩管内侧壁上的限脱凸环、以及设置伸缩罩管外侧壁上的限脱翻边，所述限脱凸环的内径尺寸不小于与其滑移连接的伸缩罩管的外径尺寸并且小于能够与其抵接的限脱翻边的外径尺寸。

本发明进一步设置为：所述喷嘴通道的出口端设置有内螺纹，所述连接罩管上设置有与之相适配的外螺纹，所述连接罩管上还螺接有能够与喷嘴本体的端部抵接的锁止螺母。

综上所述，本发明具有以下有益效果：由于激光器所发出的水平激光束会先经45°全反射镜变为垂直向下的激光束，再经透镜聚焦，因此喷嘴本体在使用时保持竖直，而喷嘴在靠近被切材料时垂直的激光束经透镜聚焦再通过喷嘴通道在被切材料上聚焦时，喷嘴通道位于被切材料的上方，也就是喷嘴本体与被切材料之间留有间隙，而轴向伸缩连接在连接罩管内的伸缩罩管能够在弹性件的作用力下始终保持向下滑移的趋势，因此能够使向下滑移的伸缩罩管与被切材料抵接，从而实现将喷嘴通道的出口距离被切材料之间的间隙罩住，使喷嘴在工作时底部通过伸缩罩管可以有效密封切割割缝，从而能够实现集中辅助气体并且使辅助气体整体进入切缝内，起到节省辅助气体的作用。

并且各个伸缩罩管的径长从上至下逐渐减小，使喷嘴通道的横截面也逐渐减小，从而起到进一步集中辅助气体的作用，能够进一步节省辅助气体。而连接罩管与喷嘴本体可拆卸固定连接，能够方便实现伸缩罩组件的拆装，进而有利于伸缩罩组件的维修与更换。

附图说明

图1为一种用于高功率激光切割的省气喷嘴的剖视图；

图2为一种用于高功率激光切割的省气喷嘴的仰视图；

图3为弹性件的结构示意图。

附图标记：1、喷嘴本体；11、连接部；12、喷嘴通道；13、伸缩罩组件；131、连接罩管；132、伸缩罩管；133、塑料罩盖；134、限位台阶；135、限脱凸环；136、限脱翻边；14、弹性件；141、大径端环；142、小径端环；143、形变杆；15、按压环；151、按压块；152、螺钉；16、嵌槽；17、安装槽；18、锁止螺母。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图1-3所示，一种用于高功率激光切割的省气喷嘴，包括有喷嘴本体1，喷嘴本体1上设置有用于连接激光切割机的连接部11和贯穿喷嘴本体1的喷嘴通道12，喷嘴通道12的出口端设置有可轴向伸缩的伸缩罩组件13，伸缩罩组件13包括有与喷嘴本体1可拆卸固定连接的连接罩管131、和轴向伸缩连接在连接罩管131内的若干伸缩罩管132，连接罩管131与伸缩罩管132均成中空的管状结构设置，并且各个伸缩罩管132的径长沿与连接罩管131的连接顺序依次减小设置，也就是最大径长的伸缩罩管132与连接罩管131滑移连接，其余径长较小的伸缩罩管132滑移连接在径长较大的伸缩罩管132内，依次实现插接滑移。

喷嘴通道12与连接罩管131和伸缩罩管132同轴设置，并且伸缩罩管132的滑移方向为喷嘴通道12的长度方向，相邻两伸缩罩管132之间以及连接罩管131与一伸缩罩管132之间均设置有用于限制伸缩罩管132脱落的限脱结构，喷嘴本体1远离连接部11的端部设置有能够带动各个伸缩罩管132始终保持向下滑移趋势的弹性件14，弹性件14带动各个伸缩罩管132向下轴向滑移的过程中能够在限脱结构的作用下起到限制各个伸缩罩管132脱落或是使端部的伸缩罩管132能够保持与被切材料的抵接。

由于激光器所发出的水平激光束会先经45°全反射镜变为垂直向下的激光束，再经透镜聚焦，因此喷嘴本体1在使用时保持竖直，而喷嘴在靠近被切材料时垂直的激光束经透镜聚焦再通过喷嘴通道12在被切材料上聚焦时，喷嘴通道12位于被切材料的上方，也就是喷嘴本体1与被切材料之间留有间隙，而轴向伸缩连接在连接罩管131内的伸缩罩管132能够在弹性件14的作用力下始终保持向下滑移的趋势，因此能够使向下滑移的伸缩罩管132与被切材料抵接，从而实现将喷嘴通道12的出口距离被切材料之间的间隙罩住，使喷嘴在工作时底部通过伸缩罩管132可以有效密封切割割缝，从而能够实现集中辅助气体并且使辅助气体整体进入切缝内，起到节省辅助气体的作用。

并且各个伸缩罩管132的径长从上至下逐渐减小，使喷嘴通道12的横截面也逐渐减小，从而起到进一步集中辅助气体的作用，能够进一步节省辅助气体。而连接罩管131与喷嘴本体1可拆卸固定连接，能够方便实现伸缩罩组件13的拆装，进而有利于伸缩罩组件13的维修与更换。

弹性件14呈圆锥台结构设置并且包括有用于与喷嘴本体1连接的大径端环141、和用于与伸缩罩管132连接的小径端环142、以及倾斜连接于大径端环141和小径端环142之间的形变杆143，形变杆143设置有多个，并且各个形变杆143均匀分布在大径端环141和小径端环142之间，形变杆143往复弯折成弓字形结构设置。弓字形形变杆143形变时产生的作用力方向为位于大径端环141和小径端环142之间的倾斜方向，并且形变杆143设置有多个，而各个形变杆143又均匀分布在大径端环141和小径端环142之间，因此成圆锥台结构设置的弹性件14其大径端的大径端环141与喷嘴本体1抵接时，能够通过小径端的小径端环142抵接在伸缩罩管132上，使伸缩罩管132能够始终在弹性件14的作用力下保持向下滑移的趋势，并且弹性件14作用在伸缩罩管132周向的作用力能够保持均匀，从而能够有效避免伸缩罩管132周向摆动，进而有利于提高喷嘴的使用稳定程度。

喷嘴本体1上设置有用于限制大径端环141与喷嘴本体1分离的按压环15，按压环15通过螺钉152与喷嘴本体1可拆卸固定连接，按压环15内径尺寸大于大径端环141的外径尺寸，按压环15的内侧壁上凸设有用于将大径端环141按压在喷嘴本体1上的按压块151，按压块151与形变杆143间隔设置。为避免大径端环141在喷嘴本体1的端面上滑移甚至是分离，因此设置按压环15能够有效提高弹性件14与喷嘴本体1的连接牢固程度，进而有利于提高喷嘴的使用稳定程度。按压块151的设置能够避免按压环15与形变杆143碰触而产生干涉，进而该按压环15的设计能够使弹性件14被准确安装、正确使用。

喷嘴本体1的端面上设置有供大径端环141嵌入的嵌槽16，嵌槽16的深度尺寸与大径端环141的高度尺寸相适配，按压环15连接在喷嘴本体1上时按压块151能够遮盖住嵌槽16开口。嵌槽16的设置能够有效提高弹性件14的安装稳固程度，有效避免弹性件14位移甚至是脱落，进而有利于提高弹性件14作用在伸缩罩管132上作用力的稳定性。

喷嘴本体1上设置有供按压环15嵌入的安装槽17，按压环15的外径尺寸与安装槽17的外径尺寸相适配和/或按压环15于按压块151处的内径尺寸与安装槽17的内径尺寸相适配。当按压环15的侧壁与安装槽17的侧壁抵接时，安装槽17便能够方便实现对按压环15的定位安装，从而有利于降低按压环15与喷嘴本体1的装配要求，方便螺钉152的装配，也有效提高了按压环15的装配效率，同时也能够有效提高按压环15对大径端环141的按压位置准确程度，从而有利于提高弹性件14与喷嘴本体1的连接牢固程度。

最小径长的伸缩罩管132端部设置有中空的塑料罩盖133，塑料罩盖133与伸缩罩管132可拆卸固定连接设置。塑料罩盖133与伸缩罩管132分体设置，能够使喷嘴本体1与连接罩管131和伸缩罩管132均可由紫铜制成，而与被切材料抵接的罩盖可选用塑料制成，既能够实现将间隙罩住避免气体流失，也能够方便实现塑料罩盖133的替换，大大降低了塑料罩盖133的使用成本。

塑料罩盖133螺接于伸缩罩管132的端部外侧壁上，塑料罩盖133的端面与伸缩罩管132的外侧壁之间形成有供小径端环142抵接的限位台阶134。小径端环142的内径尺寸可与伸缩罩管132的外径尺寸相适配，在塑料罩盖133螺接到伸缩罩管132上后形成有供小径端环142抵接的限位台阶134，该结构设计巧妙，既能够方便实现塑料罩盖133与伸缩罩管132的可拆卸连接，也能够方便弹性件14将作用力作用到伸缩罩管132上。

伸缩罩管132的外侧壁上螺接有能够与塑料罩盖133的端部抵接的锁止螺母18。锁止螺母18的设置有效增加了塑料罩盖133与伸缩罩管132的连接牢固程度，避免塑料罩盖133在使用过程中因与被切材料抵触摩擦而松动脱落，也能够进一步提高弹性件14的使用稳定程度。

限脱结构包括有设置在连接罩管131和伸缩罩管132内侧壁上的限脱凸环135、以及设置伸缩罩管132外侧壁上的限脱翻边136，限脱凸环135的内径尺寸不小于与其滑移连接的伸缩罩管132的外径尺寸并且小于能够与其抵接的限脱翻边136的外径尺寸。限脱凸环135与限脱翻边136抵接时能够有效避免伸缩罩管132的滑落，该结构简单易实施；而当限脱翻边136与连接罩管131和对应伸缩罩管132的内侧壁抵接，并且限脱凸环135与对应伸缩罩管132的外侧壁抵接时，能够有效提高伸缩罩管132轴向滑移的稳定程度，避免伸缩罩管132周向摆动，从而有利于提高喷嘴的使用稳定程度；同时也能够起到提高连接罩管131与伸缩罩管132之间以及相邻伸缩罩管132之间的密封程度，并且还可在伸缩罩管132的外侧壁上嵌设密封圈来进一步提高密封效果，从而能够起到进一步节省辅助气体的作用。

喷嘴通道12的出口端设置有内螺纹，连接罩管131上设置有与之相适配的外螺纹，连接罩管131上还螺接有能够与喷嘴本体1的端部抵接的锁止螺母18。连接罩管131通过螺接的方式与喷嘴本体1可拆卸固定连接，该连接方式能够方便实现两者之间的可拆卸固定连接，并且锁止螺母18的设置大大提高了连接罩管131与喷嘴本体1的连接牢固程度，有利于提高喷嘴的使用稳定程度。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于高功率激光切割的省气喷嘴，包括有喷嘴本体(1)，所述喷嘴本体(1)上设置有用于连接激光切割机的连接部(11)和贯穿喷嘴本体(1)的喷嘴通道(12)，其特征是：所述喷嘴通道(12)的出口端设置有可轴向伸缩的伸缩罩组件(13)，所述伸缩罩组件(13)包括有与喷嘴本体(1)可拆卸固定连接的连接罩管(131)、和轴向伸缩连接在连接罩管(131)内的若干伸缩罩管(132)，所述连接罩管(131)与伸缩罩管(132)均成中空的管状结构设置，并且各个伸缩罩管(132)的径长沿与连接罩管(131)的连接顺序依次减小设置，所述喷嘴通道(12)与连接罩管(131)和伸缩罩管(132)同轴设置，并且伸缩罩管(132)的滑移方向为喷嘴通道(12)的长度方向，相邻两伸缩罩管(132)之间以及连接罩管(131)与一伸缩罩管(132)之间均设置有用于限制伸缩罩管(132)脱落的限脱结构，所述喷嘴本体(1)远离连接部(11)的端部设置有能够带动各个伸缩罩管(132)始终保持向下滑移趋势的弹性件(14)，弹性件(14)带动各个伸缩罩管(132)向下轴向滑移的过程中能够在限脱结构的作用下起到限制各个伸缩罩管(132)脱落或是使端部的伸缩罩管(132)能够保持与被切材料的抵接；

所述弹性件(14)呈圆锥台结构设置并且包括有用于与喷嘴本体(1)连接的大径端环(141)、和用于与伸缩罩管(132)连接的小径端环(142)、以及倾斜连接于大径端环(141)和小径端环(142)之间的形变杆(143)，所述形变杆(143)设置有多个，并且各个形变杆(143)均匀分布在大径端环(141)和小径端环(142)之间，所述形变杆(143)往复弯折成弓字形结构设置。

2.根据权利要求1所述的一种用于高功率激光切割的省气喷嘴，其特征是：所述喷嘴本体(1)上设置有用于限制大径端环(141)与喷嘴本体(1)分离的按压环(15)，所述按压环(15)通过螺钉(152)与喷嘴本体(1)可拆卸固定连接，所述按压环(15)内径尺寸大于大径端环(141)的外径尺寸，所述按压环(15)的内侧壁上凸设有用于将大径端环(141)按压在喷嘴本体(1)上的按压块(151)，所述按压块(151)与形变杆(143)间隔设置。

3.根据权利要求2所述的一种用于高功率激光切割的省气喷嘴，其特征是：所述喷嘴本体(1)的端面上设置有供大径端环(141)嵌入的嵌槽(16)，所述嵌槽(16)的深度尺寸与大径端环(141)的高度尺寸相适配，按压环(15)连接在喷嘴本体(1)上时按压块(151)能够遮盖住嵌槽(16)开口。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于高功率激光切割的省气喷嘴，其特征是：所述喷嘴本体(1)上设置有供按压环(15)嵌入的安装槽(17)，所述按压环(15)的外径尺寸与安装槽(17)的外径尺寸相适配和/或按压环(15)于按压块(151)处的内径尺寸与安装槽(17)的内径尺寸相适配。

5.根据权利要求1所述的一种用于高功率激光切割的省气喷嘴，其特征是：最小径长的伸缩罩管(132)端部设置有中空的塑料罩盖(133)，所述塑料罩盖(133)与伸缩罩管(132)可拆卸固定连接设置。

6.根据权利要求5所述的一种用于高功率激光切割的省气喷嘴，其特征是：所述塑料罩盖(133)螺接于伸缩罩管(132)的端部外侧壁上，所述塑料罩盖(133)的端面与伸缩罩管(132)的外侧壁之间形成有供小径端环(142)抵接的限位台阶(134)。

7.根据权利要求6所述的一种用于高功率激光切割的省气喷嘴，其特征是：所述伸缩罩管(132)的外侧壁上螺接有能够与塑料罩盖(133)的端部抵接的锁止螺母(18)。

8.根据权利要求1所述的一种用于高功率激光切割的省气喷嘴，其特征是：所述限脱结构包括有设置在连接罩管(131)和伸缩罩管(132)内侧壁上的限脱凸环(135)、以及设置伸缩罩管(132)外侧壁上的限脱翻边(136)，所述限脱凸环(135)的内径尺寸不小于与其滑移连接的伸缩罩管(132)的外径尺寸并且小于能够与其抵接的限脱翻边(136)的外径尺寸。

9.根据权利要求1所述的一种用于高功率激光切割的省气喷嘴，其特征是：所述喷嘴通道(12)的出口端设置有内螺纹，所述连接罩管(131)上设置有与之相适配的外螺纹，所述连接罩管(131)上还螺接有能够与喷嘴本体(1)的端部抵接的锁止螺母(18)。

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