CN112756810A - 一种切割头水冷风冷混合冷却装置 - Google Patents

一种切割头水冷风冷混合冷却装置 Download PDF

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Abstract

本发明请求保护一种切割头水冷风冷混合冷却装置，其包括有风路冷却块和水路冷却块，其特征在于，水路冷却块设置在风路冷却块的上方，风路冷却块包括相互连通的进气孔和第一排气孔。水路冷却块内设置有第二空腔，水路冷却块的外壁上设置有至少一个与第二空腔连通的进液孔和一个出液孔。水路冷却块的中部设置有用于插放切割头的第二插孔，第二插孔与第二空腔接触的部位设置有第二导热壁，第二导热壁将第二插孔与第二空腔隔绝。通过本发明的切割头水冷风冷混合冷却装置，通过气路冷却块本身温度降低从而冷却切割头传感器；而水路冷却块可以整体给切割头底部传感器降温而又不至于结露。

Description

一种切割头水冷风冷混合冷却装置
技术领域
本发明涉及一种冷却装置，更具体地说，它涉及一种切割头水冷风冷混合冷却装置。
背景技术
激光切割为非接触式切割，激光切割系统通过喷嘴与板材间的电容来感应切割喷嘴与板材间的距离。喷嘴与板材间的距离改变则影响切割效果的好坏，当切割较厚碳钢时，板材温度会随着切割的进行而持续增高。此时做为感应电极的喷嘴也随之发烫，安装于切割头传感器底部的信号放大器受热后感应信号紊乱，发烫后喷嘴电阻变大，喷嘴与板材间的电容也随之改变。喷嘴离板材的距离则变得不稳定，于是切割质量也随之下降。
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切割头水冷风冷混合冷却装置，该装置能够在切割过程中实时冷却传感器及喷嘴。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种切割头水冷风冷混合冷却装置，其包括有风路冷却块和水路冷却块，其特征在于，水路冷却块设置在风路冷却块的上方，风路冷却块包括相互连通的进气孔和第一排气孔。
水路冷却块内设置有第二空腔，水路冷却块的外壁上设置有至少一个与第二空腔连通的进液孔和一个出液孔。
水路冷却块的中部设置有用于插放切割头的第二插孔，第二插孔与第二空腔接触的部位设置有第二导热壁，第二导热壁将第二插孔与第二空腔隔绝。
通过本发明的切割头水冷风冷混合冷却装置，通过气路冷却块本身温度降低从而冷却切割头传感器；而水路冷却块可以整体给切割头底部传感器降温而又不至于结露。
附图说明
图1为风路冷却块第一结构示意图；
图2为水路冷却块结构示意图；
图3为水箱结构示意图；
图4为冷却板结构示意图；
图5为分流头结构示意图；
图6为风路冷却块第一内部结构示意图；
图7为风路冷却块第二结构示意图；
图8为风路冷却块第二内部结构示意图；
图9为涡流管结构示意图。
附图标记：10、风路冷却块；101、进气孔；102、第一排气孔；103、第一空腔；1031、导热区；1032、排气区；104、第一插孔；105、第一导热壁；106、第二排气孔；107、挡板；1071、开口；20、水路冷却块；201、进液孔；202、出液孔；204、第二插孔；205、第二导热壁；30、水箱；301、雾化区；302、凝结区；3021、冷却板；3022、风扇；3023、排热口；303、雾化装置；40、水泵；50、导气管；60、导液管；70、涡流管；80、分流头。
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。
如图1风路冷却块第一结构示意图和图2水路冷却块结构示意图所示；其包括有风路冷却块10和水路冷却块20，水路冷却块20设置在风路冷却块10的上方，风路冷却块10包括相互连通的进气孔101和第一排气孔102；水路冷却块20内设置有第二空腔，水路冷却块20的外壁上设置有至少一个与第二空腔连通的进液孔201和一个出液孔202；水路冷却块20的中部设置有用于插放切割头的第二插孔204，第二插孔204与第二空腔接触的部位设置有第二导热壁205，第二导热壁205将第二插孔204与第二空腔隔绝。第二插孔204适应切割头的形状，切割头可以放入第二插孔204内让第二导热壁205充分接触切割头传感器，通过气路冷却块本身温度降低从而冷却切割头传感器；而水路冷却块20可以整体给切割头底部传感器降温而又不至于结露。
还包括有导气管50，风路冷却块10内设置有第一空腔103，风路冷却块10的顶面向下贯穿设置有用于插放切割头的第一插孔104，第一空腔103围绕第一插孔104设置，第一插孔104与第一空腔103间设置有第一导热壁105，第一导热壁105将第一插孔104与第一空腔103隔绝；进气孔101设置在风路冷却块10的外壁上，导气管50与进气孔101连接并与第一空腔103连通，第一排气孔102设置有多个，布置在风路冷却块10上并与第一空腔103连通。通过风路冷却块10的低温空气可以冷却风路冷却块10进而冷却切割头传感器，低温空气从第一排气孔102排出，第一空腔103围绕第一插孔104设置可以增加低温空气在第一空腔103内的时间，更好地冷却风路冷却块10。切割头可以放入第一插孔104内让第一导热壁105充分接触切割头传感器。
如图6风路冷却块第一内部结构示意图所示；风路冷却块10还包括至少一个第二排气孔106，第二排气孔106均匀设置在风路冷却块10的底部并与第一空腔103连通，第二排气孔106倾斜设置，气流排出时会吹向切割头。从第二排气孔106排出的气流可以用于冷却切割头，充分利用低温空气，让切割头整体包括传感器在内都能得到好的降温效果。
如图7风路冷却块第二结构示意图所示；作为另一种，还包括有导气管50，风路冷却块10呈薄壁结构，其内设置有封闭的第一空腔103，风路冷却块10的顶面向下贯穿设置有用于插放切割头的第一插孔104，第一插孔104与第一空腔103间设置有第一导热壁105，第一导热壁105用于隔绝第一空腔103和第一插孔104；进气孔101设置在风路冷却块10的外壁上，导气管50与进气孔101连接并与第一空腔103连通，第一排气孔102设置有多个，均匀布置在风路冷却块10的底部。
如图8风路冷却块第二内部结构示意图所示；风路冷却块10还包括设置在第一空腔103内的挡板107，挡板107将第一空腔103分隔为导热区1031和排气区1032，挡板107包围第一导热壁105，进气孔101设置在导热区1031，第一排气孔102设置在排气区1032，挡板107远离进气孔101的一端设置有开口1071，开口1071用于连通导热区1031和排气区1032。挡板107可以让刚进入风路冷却块10的低温空气集中在导热区1031，第一导热壁105和切割头更充分接触，然后通过排气区1032回流，在导热区1031外形成低温隔层，减少外部环境的热量对导热区1031的影响。挡板107可以引导低温空气经过第一导热壁105从而和切割头传感器更好地进行热交换。
如图7涡流管结构示意图所示；还包括涡流管70，涡流管70的输入端与外部的空气压缩机连接，涡流管70的冷气端通过导气管50与进气孔101连接。涡流管70的输入端接入压缩空气，压缩空气经过涡流管70后能形成低温空气，低温空气从涡流管70的冷气端进入风路冷却块10，经过压缩降温的空气能更好的冷却切割头传感器，同时经过涡流管70的加速，低温空气能大量持续地输出到风冷冷却块内。
如图3水箱结构示意图所示；还包括有水箱30、水泵40和导液管60；进液孔201与导液管60的输出端连接，导液管60的输入端与水泵40的输出端连接，水泵40的输入端与水箱30连接，水箱30还与出液孔202连接，水箱30内设置有冷却装置。使用时，水箱30内的液体通过水泵40抽入到水路冷却块20内，液体给切割头底部传感器降温后又进入到水箱30内，液体一直循环达到持续给切割头底部传感器降温的目的。
水箱30包括雾化区301和凝结区302，冷却装置包括雾化装置303、冷却板3021和风扇3022，雾化区301与出液孔202连接，凝结区302与水泵40的输入端连接，雾化装置303的输入端和输出端分别与雾化区301和凝结区302连接；凝结区302的内部设置有至少一片冷却板3021，如图4冷却板结构示意图所示；各个冷却板3021的一端与凝结区302的内壁连接，冷却板3021的另一端向下倾斜让冷却板3021的一个面面向雾化装置303的输出端；风扇3022设置在凝结区302的外部，风扇3022覆盖全部设置有冷却板3021的区域，风扇3022与凝结区302的连接部位开设有多个排热口3023。水路冷却块20内的液体会先进入到雾化区301内，雾化区301内的液体由于刚经过水路冷却块20和切割头底部传感器进行热交换，所以雾化区301内的液体温度较高，雾化装置303将雾化区301内的液体雾化喷出可以加快液体和空气进行热交换加快液体冷却，雾化的液体在凝结区302，雾化的液体接触到凝结区302的冷却板3021时会凝结成液体附着在冷却板3021上，冷却板3021是向凝结区302内倾斜的，凝结后的液体由于重力会滴入凝结区302重新进入水冷循环，凝结区302外部的风扇3022可以通过排热口3023快速带出凝结区302内的热量。
如图5分流头结构示意图所示；还包括分流头80，进液孔201设置有多个，各个进液孔201均匀环绕第二插孔204设置，导液管60的输出端通过分流头80分别与各个进液孔201连接。分流头80可以将一条导液管60分成多个导液管60，多个进液孔201搭配多个分流头80可以完成导液过程，不需要再给每个进液孔201各连接一个导液管60。第二导热壁205是个圆柱形，进液孔201均匀地设置在第二插孔204周围可以让第二导热壁205的散热更加地均匀。
出液孔202的横截面积等于全部进液孔201的横截面积之和。可以让每个导液管60内液体的流速保持一致，防止某个导液管60内液体流速过块从而影响装置运行。
水箱30还包括净化区和净化管道，凝结区302与净化管道的输入端连接，净化区与净化管道的输出端连接，水泵40的输入端与净化区连接。由于装置包括有雾化装置303吗，液体内若有杂质则会影响雾化装置303的运行，凝结区302内的液体从净化管道经过过滤后进去净化区，杂质会聚集在净化管道内，需要清洗水箱30时也只用清洗过滤管道，让清洗水箱30更加地方便。
净化管道设置有滤芯和温度传感器，滤芯用于过滤杂质，温度传感器用于检测液体温度。滤芯可以过滤液体中的杂质，同时滤芯可以更换，温度传感器则可以检测液体的温度，通过确定液体的温度可以大致了解切割头底部传感器的温度。
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 (10)

1.一种切割头水冷风冷混合冷却装置，包括有风路冷却块(10)和水路冷却块(20)，其特征在于，所述水路冷却块(20)设置在所述风路冷却块(10)的上方，所述风路冷却块(10)包括相互连通的进气孔(101)和第一排气孔(102)；
所述水路冷却块(20)内设置有第二空腔，所述水路冷却块(20)的外壁上设置有至少一个与第二空腔连通的进液孔(201)和一个出液孔(202)；
所述水路冷却块(20)的中部设置有用于插放切割头的第二插孔(204)，所述第二插孔(204)与所述第二空腔接触的部位设置有第二导热壁(205)，所述第二导热壁(205)将所述第二插孔(204)与所述第二空腔隔绝。
2.根据权利要求1所述的切割头水冷风冷混合冷却装置，其特征在于，还包括有水箱(30)、水泵(40)和导液管(60)；所述进液孔(201)与导液管(60)的输出端连接，所述导液管(60)的输入端与所述水泵(40)的输出端连接，所述水泵(40)的输入端与所述水箱(30)连接，所述水箱(30)还与所述出液孔(202)连接，所述水箱(30)内设置有冷却装置。
3.根据权利要求2所述的切割头水冷风冷混合冷却装置，其特征在于，所述水箱(30)包括雾化区(301)和凝结区(302)，所述冷却装置包括雾化装置(303)、冷却板(3021)和风扇(3022)，所述雾化区(301)与所述出液孔(202)连接，所述凝结区(302)与所述水泵(40)的输入端连接，所述雾化装置(303)的输入端和输出端分别与所述雾化区(301)和所述凝结区(302)连接；所述凝结区(302)的内部设置有至少一片冷却板(3021)，各个冷却板(3021)的一端与所述凝结区(302)的内壁连接，冷却板(3021)的另一端向下倾斜让冷却板(3021)的一个面面向所述雾化装置(303)的输出端；
所述风扇(3022)设置在所述凝结区(302)的外部，所述风扇(3022)覆盖全部设置有冷却板(3021)的区域，所述风扇(3022)与所述凝结区(302)的连接部位开设有多个排热口(3023)。
4.根据权利要求3所述的切割头水冷风冷混合冷却装置，其特征在于，还包括分流头(80)，所述进液孔(201)设置有多个，各个进液孔(201)均匀环绕所述第二插孔(204)设置，所述导液管(60)的输出端通过所述分流头(80)分别与各个进液孔(201)连接。
5.根据权利要求4所述的切割头水冷风冷混合冷却装置，其特征在于，所述出液孔(202)的横截面积等于全部进液孔(201)的横截面积之和。
6.根据权利要求1-5任一项所述的切割头水冷风冷混合冷却装置，其特征在于，还包括有导气管(50)，所述风路冷却块(10)内设置有第一空腔(103)，所述风路冷却块(10)的顶面向下贯穿设置有用于插放切割头的第一插孔(104)，所述第一空腔(103)围绕第一插孔(104)设置，所述第一插孔(104)与所述第一空腔(103)间设置有第一导热壁(105)，所述第一导热壁(105)将所述第一插孔(104)与所述第一空腔(103)隔绝；所述进气孔(101)设置在风路冷却块(10)的外壁上，导气管(50)与所述进气孔(101)连接并与所述第一空腔(103)连通，第一排气孔(102)设置有多个，布置在所述风路冷却块(10)上并与第一空腔(103)连通。
7.根据权利要求6所述的切割头水冷风冷混合冷却装置，其特征在于，所述风路冷却块(10)还包括至少一个第二排气孔(106)，所述第二排气孔(106)均匀设置在风路冷却块(10)的底部并与第一空腔(103)连通，所述第二排气孔(106)倾斜设置，气流排出时会吹向切割头的底部。
8.根据权利要求1-5任一项所述的切割头水冷风冷混合冷却装置，其特征在于，还包括有导气管(50)，所述风路冷却块(10)呈薄壁结构，其内设置有封闭的第一空腔(103)，所述风路冷却块(10)的顶面向下贯穿设置有用于插放切割头的第一插孔(104)，所述第一插孔(104)与第一空腔(103)间设置有第一导热壁(105)，所述第一导热壁(105)用于隔绝第一空腔(103)和第一插孔(104)；所述进气孔(101)设置在风路冷却块(10)的外壁上，所述导气管(50)与所述进气孔(101)连接并与所述第一空腔(103)连通，第一排气孔(102)设置有多个，均匀布置在所述风路冷却块(10)的底部。
9.根据权利要求8所述的分体式切割头水冷装置，其特征在于，所述风路冷却块(10)还包括设置在所述第一空腔(103)内的挡板(107)，所述挡板(107)将所述第一空腔(103)分隔为导热区(1031)和排气区(1032)，所述挡板(107)包围所述第一导热壁(105)，所述进气孔(101)设置在导热区(1031)，所述第一排气孔(102)设置在排气区(1032)，所述挡板(107)远离所述进气孔(101)的一端设置有开口(1071)，所述开口(1071)用于连通所述导热区(1031)和所述排气区(1032)。
10.根据权利要求7或9所述的切割头水冷风冷混合冷却装置，其特征在于，还包括涡流管(70)，所述涡流管(70)的输入端与外部的空气压缩机连接，所述涡流管(70)的冷气端通过导气管(50)与所述进气孔(101)连接。
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