CN113369704A - 一种流体吸附式激光切割头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种流体吸附式激光切割头，属于激光切割头领域，一种流体吸附式激光切割头，包括切割头本体，切割头本体的外端固定连接有圈筒，圈筒的内表面开设有环形槽，环形槽的内壁上固定连接有吸附毛层，本发明在对工件进行切割时，可以实现对飞溅的熔渣进行全方位包围，使熔渣附着在被纯水浸湿的吸附毛层上，并且，在切割工件的过程中，推流器逐渐与工件表面接触，受到工件支撑，造成推水球沿着聚液流道移动，实现将纯水推出，淋湿在吸附毛层上，一方面持续实现对吸附毛层进行浸湿，另一方面，实现清理吸附毛层上已附着的熔渣，使其随着水流进入进液流道中，方便吸附毛层继续对熔渣进行吸附。
Description
技术领域
本发明涉及激光切割头领域，更具体地说，涉及一种流体吸附式激光切割头。
背景技术
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切缝，完成对材料的切割，激光切割属于热切割方法之一。一般情况下，激光切割都需要使用辅助气体，辅助气体与激光束同轴喷出，处理融化和蒸发材料。辅助气体的作用如下：
一是辅助气体在当工件照射面气化后，吹掉工件表面的熔渣，如果不使用辅助气体，熔渣冷却后，会形成毛刺附在切割面上，二是利用气体吹走金属熔渣的同时，保护镜片，避免熔渣贴附在镜片上，影响切割质量。现有技术中一般利用氮气切割或氧气切割。
但通过辅助气体吹走熔渣时，飞扬的熔渣仍会掉落在工件的其它位置表面，没有彻底清除，这样容易造成工件上方飞溅的熔渣逐渐增多，影响切割质量。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种流体吸附式激光切割头，它在对工件进行切割时，可以实现对飞溅的熔渣进行全方位包围，使熔渣附着在被纯水浸湿的吸附毛层上，并且，在切割工件的过程中，推流器逐渐与工件表面接触，受到工件支撑，造成推水球沿着聚液流道移动，实现将纯水推出，淋湿在吸附毛层上，一方面持续实现对吸附毛层进行浸湿，另一方面，实现清理吸附毛层上已附着的熔渣，使其随着水流进入进液流道中，方便吸附毛层继续对熔渣进行吸附。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种流体吸附式激光切割头，包括切割头本体，所述切割头本体的外端固定连接有圈筒，所述圈筒的内表面开设有环形槽，所述环形槽的内壁上固定连接有吸附毛层，所述吸附毛层由多个均匀分布的橡胶软丝组成，所述环形槽的下内壁开设有多个均匀分布的进液流道，所述进液流道远离环形槽的一端开设有交汇流道，所述交汇流道远离进液流道的一端开设有聚液流道，所述环形槽的上表面开设有多个均匀分布的出液流道，所述进液流道和出液流道个数相同且一一对应，多个所述聚液流道分别通过多个出液流道与环形槽相通，所述进液流道、交汇流道和聚液流道的内部均填充有纯水，所述圈筒上还设置有多个推流器，本发明在对工件进行切割时，可以实现对飞溅的熔渣进行全方位包围，使熔渣附着在被纯水浸湿的吸附毛层上，并且，在切割工件的过程中，推流器逐渐与工件表面接触，受到工件支撑，造成推水球沿着聚液流道移动，实现将纯水推出，淋湿在吸附毛层上，一方面持续实现对吸附毛层进行浸湿，另一方面，实现清理吸附毛层上已附着的熔渣，使其随着水流进入进液流道中，方便吸附毛层继续对熔渣进行吸附。
进一步的，所述推流器的个数与进液流道个数相同且二者一一对应，所述推流器包括固定连接于圈筒下端的水套，所述水套位于交汇流道的下侧。
进一步的，所述交汇流道的内部设有推水球，所述推水球的外端固定连接有防水套筒，所述防水套筒远离推水球的一端贯穿交汇流道的内壁并与水套内侧相通，所述防水套筒固定连接于圈筒的内部，防水套筒具有柔然、自由伸缩的特性，可以随着推水球的移动伸长或伸缩。
进一步的，所述水套的内部设有重力球，所述重力球的外端固定连接有无弹性连绳，所述无弹性连绳远离重力球的一端穿过防水套筒的内侧直至与推水球的外端固定连接，推水球、重力球和无弹性连绳可以实现同步移动，防水套筒在不阻碍推水球和无弹性连绳移动的基础上，对进液流道中的纯水起到密封、防漏作用，使推水球和无弹性连绳的移动不易造成纯水的泄露。
进一步的，所述推水球的外端还固定连接有弹性绳，所述聚液流道的内部固定连接有过滤网板，所述弹性绳远离推水球的一端与过滤网板的外端固定连接，过滤网板在固定弹性绳的同时，对流经聚液流道的纯水实现过滤作用，使纯水中的熔渣不易随着水流从出液流道流出而再次附着在吸附毛层上。
进一步的，所述无弹性连绳在初始状态下呈正常拉直状态，所述弹性绳在初始状态下呈弹性拉伸状态。
进一步的，所述推水球采用轻质塑料制成，所述重力球采用重质金属制成，本发明在不使用时，在重力球自身重力作用下，重力球沉于水套的内底部，使得推水球稳定位于交汇流道的内部，弹性绳处于被拉伸状态；在使用本发明切割工件时，切割头本体会带动圈筒逐渐与工件表面贴近，方便切割头本体对工件进行激光切割，圈筒的底部逐渐与工件表面靠近，使得水套被工件表面挤压，工件对重力球起到支撑作用，无弹性连绳不受重力球重力作用，处于自由弯曲状，此时，在弹性绳的弹性作用下，弹性绳会带动推水球进入聚液流道中，向过滤网板靠近，弹性绳逐渐恢复原长，弹性绳在聚液流道中的移动会对纯水形成推动，使聚液流道中纯水逐渐进入出液流道中并从中溢出，沿着环形槽内壁和吸附毛层流下，对吸附毛层进行浸湿，方便飞溅的熔渣进行附着，同时也可带动吸附毛层上已附着的熔渣向下流动，进入进液流道中，起到清理吸附毛层上熔渣的作用。
进一步的，所述水套的内部同样填充有纯水，水套中的纯水对重力球起到一定的缓冲作用，使重力球与工件之间不易存在较大的碰撞，同时还可对工件起到一定的降温作用。
进一步的，所述进液流道的内圈直径小于推水球的直径，所述交汇流道的内圈直径大于推水球的直径，所述聚液流道的内圈直径与推水球的直径相同，保证当推水球进入聚液流道中后，可以推动聚液流道中纯水进行出液流道中；当切割头本体完成一次切割后，会与工件远离变换切割位置，此时，水套和重力球失去工件的支撑，重力球可以再次自由垂落，从而带动推水球重新回到交汇流道中，此时，进液流道和聚液流道中纯水可在交汇流道中进行交汇，补充聚液流道中纯水含量，二者中水液面重新齐平，从而方便对聚液流道中纯水进行下一次推动过程。
进一步的，所述出液流道的内圈直径与聚液流道的内圈直径之比为1:3-4，通过二者的内圈直径差，使从聚液流道进入到出液流道中的纯水可以快速充满整个出液流道的内部，实现从出液流道中溢出的效果，从而方便实现对吸附毛层进行浸湿，以及清理吸附毛层上熔渣的作用。所述吸附毛层的厚度小于环形槽的槽深，这样可保证从上往下淋湿在吸附毛层上的纯水不易流出环形槽外侧，不易将工件沾湿。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案在对工件进行切割时，可以实现对飞溅的熔渣进行全方位包围，使熔渣附着在被纯水浸湿的吸附毛层上，并且，在切割工件的过程中，推流器逐渐与工件表面接触，受到工件支撑，造成推水球沿着聚液流道移动，实现将纯水推出，淋湿在吸附毛层上，一方面持续实现对吸附毛层进行浸湿，另一方面，实现清理吸附毛层上已附着的熔渣，使其随着水流进入进液流道中，方便吸附毛层继续对熔渣进行吸附。
(2)本发明在不使用时，在重力球自身重力作用下，重力球沉于水套的内底部，使得推水球稳定位于交汇流道的内部，弹性绳处于被拉伸状态；在使用本发明切割工件时，切割头本体会带动圈筒逐渐与工件表面贴近，方便切割头本体对工件进行激光切割，圈筒的底部逐渐与工件表面靠近，使得水套被工件表面挤压，工件对重力球起到支撑作用，无弹性连绳不受重力球重力作用，处于自由弯曲状，此时，在弹性绳的弹性作用下，弹性绳会带动推水球进入聚液流道中，向过滤网板靠近，弹性绳逐渐恢复原长，弹性绳在聚液流道中的移动会对纯水形成推动，使聚液流道中纯水逐渐进入出液流道中并从中溢出，沿着环形槽内壁和吸附毛层流下，对吸附毛层进行浸湿，方便飞溅的熔渣进行附着，同时也可带动吸附毛层上已附着的熔渣向下流动，进入进液流道中，起到清理吸附毛层上熔渣的作用。
(3)水套的内部同样填充有纯水，水套中的纯水对重力球起到一定的缓冲作用，使重力球与工件之间不易存在较大的碰撞，同时还可对工件起到一定的降温作用。
(4)当切割头本体完成一次切割后，会与工件远离变换切割位置，此时，水套和重力球失去工件的支撑，重力球可以再次自由垂落，从而带动推水球重新回到交汇流道中，此时，进液流道和聚液流道中纯水可在交汇流道中进行交汇，补充聚液流道中纯水含量，二者中水液面重新齐平，从而方便对聚液流道中纯水进行下一次推动过程。
(5)出液流道的内圈直径与聚液流道的内圈直径之比为1:3-4，通过二者的内圈直径差，使从聚液流道进入到出液流道中的纯水可以快速充满整个出液流道的内部，实现从出液流道中溢出的效果，从而方便实现对吸附毛层进行浸湿，以及清理吸附毛层上熔渣的作用。
(6)吸附毛层的厚度小于环形槽的槽深，这样可保证从上往下淋湿在吸附毛层上的纯水不易流出环形槽外侧，不易将工件沾湿。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的正面结构示意图；
图3为本发明的圈筒的局部正面结构示意图；
图4为图3中A处的结构示意图；
图5为本发明在使用过程中圈筒的局部正面结构示意图。
图中标号说明：
1圈筒、101环形槽、102进液流道、103交汇流道、104聚液流道、105出液流道、2切割头本体、3吸附毛层、4水套、5推水球、6防水套筒、7重力球、8无弹性连绳、9弹性绳、10过滤网板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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”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“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以是两个元件内部的连通。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：
请参阅图1和图2，一种流体吸附式激光切割头，包括切割头本体2，切割头本体2的外端固定连接有圈筒1，圈筒1的内表面开设有环形槽101，环形槽101的内壁上固定连接有吸附毛层3，吸附毛层3由多个均匀分布的橡胶软丝组成，环形槽101的下内壁开设有多个均匀分布的进液流道102，进液流道102远离环形槽101的一端开设有交汇流道103，交汇流道103远离进液流道102的一端开设有聚液流道104，环形槽101的上表面开设有多个均匀分布的出液流道105，进液流道102和出液流道105个数相同且一一对应，多个聚液流道104分别通过多个出液流道105与环形槽101相通，进液流道102、交汇流道103和聚液流道104的内部均填充有纯水，圈筒1上还设置有多个推流器。
请参阅图3和图4，推流器的个数与进液流道102个数相同且二者一一对应，推流器包括固定连接于圈筒1下端的水套4，水套4位于交汇流道103的下侧，交汇流道103的内部设有推水球5，推水球5的外端固定连接有防水套筒6，防水套筒6远离推水球5的一端贯穿交汇流道103的内壁并与水套4内侧相通，防水套筒6固定连接于圈筒1的内部，防水套筒6具有柔然、自由伸缩的特性，可以随着推水球5的移动伸长或伸缩。
请参阅图3和图4，水套4的内部设有重力球7，重力球7的外端固定连接有无弹性连绳8，无弹性连绳8远离重力球7的一端穿过防水套筒6的内侧直至与推水球5的外端固定连接，推水球5、重力球7和无弹性连绳8可以实现同步移动，防水套筒6在不阻碍推水球5和无弹性连绳8移动的基础上，对进液流道102中的纯水起到密封、防漏作用，使推水球5和无弹性连绳8的移动不易造成纯水的泄露。
请参阅图3和图4，推水球5的外端还固定连接有弹性绳9，聚液流道104的内部固定连接有过滤网板10，弹性绳9远离推水球5的一端与过滤网板10的外端固定连接，过滤网板10在固定弹性绳9的同时，对流经聚液流道104的纯水实现过滤作用，使纯水中的熔渣不易随着水流从出液流道105流出而再次附着在吸附毛层3上，无弹性连绳8在初始状态下呈正常拉直状态，弹性绳9在初始状态下呈弹性拉伸状态，推水球5采用轻质塑料制成，重力球7采用重质金属制成。
本发明在不使用时，如图3所示，在重力球7自身重力作用下，重力球7沉于水套4的内底部，使得推水球5稳定位于交汇流道103的内部，弹性绳9处于被拉伸状态；在使用本发明切割工件时，切割头本体2会带动圈筒1逐渐与工件表面贴近，方便切割头本体2对工件进行激光切割，如图5所示，圈筒1的底部逐渐与工件表面靠近，使得水套4被工件表面挤压，工件对重力球7起到支撑作用，无弹性连绳8不受重力球7重力作用，处于自由弯曲状，此时，在弹性绳9的弹性作用下，弹性绳9会带动推水球5进入聚液流道104中，向过滤网板10靠近，弹性绳9逐渐恢复原长，弹性绳9在聚液流道104中的移动会对纯水形成推动，使聚液流道104中纯水逐渐进入出液流道105中并从中溢出，沿着环形槽101内壁和吸附毛层3流下，对吸附毛层3进行浸湿，方便飞溅的熔渣进行附着，同时也可带动吸附毛层3上已附着的熔渣向下流动，进入进液流道102中，起到清理吸附毛层3上熔渣的作用。
请参阅图4和图5，水套4的内部同样填充有纯水，水套4中的纯水对重力球7起到一定的缓冲作用，使重力球7与工件之间不易存在较大的碰撞，同时还可对工件起到一定的降温作用。
请参阅图5，进液流道102的内圈直径小于推水球5的直径，交汇流道103的内圈直径大于推水球5的直径，聚液流道104的内圈直径与推水球5的直径相同，保证当推水球5进入聚液流道104中后，可以推动聚液流道104中纯水进行出液流道105中；当切割头本体2完成一次切割后，会与工件远离变换切割位置，此时，水套4和重力球7失去工件的支撑，重力球7可以再次自由垂落，从而带动推水球5重新回到交汇流道103中，此时，进液流道102和聚液流道104中纯水可在交汇流道103中进行交汇，补充聚液流道104中纯水含量，二者中水液面重新齐平，从而方便对聚液流道104中纯水进行下一次推动过程。
请参阅图5，出液流道105的内圈直径与聚液流道104的内圈直径之比为1:3-4，通过二者的内圈直径差，使从聚液流道104进入到出液流道105中的纯水可以快速充满整个出液流道105的内部，实现从出液流道105中溢出的效果，从而方便实现对吸附毛层3进行浸湿，以及清理吸附毛层3上熔渣的作用。吸附毛层3的厚度小于环形槽101的槽深，这样可保证从上往下淋湿在吸附毛层3上的纯水不易流出环形槽101外侧，不易将工件沾湿。
本发明在对工件进行切割时，可以实现对飞溅的熔渣进行全方位包围，使熔渣附着在被纯水浸湿的吸附毛层3上，并且，在切割工件的过程中，推流器逐渐与工件表面接触，受到工件支撑，造成推水球5沿着聚液流道104移动，实现将纯水推出，淋湿在吸附毛层3上，一方面持续实现对吸附毛层3进行浸湿，另一方面，实现清理吸附毛层3上已附着的熔渣，使其随着水流进入进液流道102中，方便吸附毛层3继续对熔渣进行吸附。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种流体吸附式激光切割头，包括切割头本体(2)，其特征在于：所述切割头本体(2)的外端固定连接有圈筒(1)，所述圈筒(1)的内表面开设有环形槽(101)，所述环形槽(101)的内壁上固定连接有吸附毛层(3)，所述吸附毛层(3)由多个均匀分布的橡胶软丝组成，所述环形槽(101)的下内壁开设有多个均匀分布的进液流道(102)，所述进液流道(102)远离环形槽(101)的一端开设有交汇流道(103)，所述交汇流道(103)远离进液流道(102)的一端开设有聚液流道(104)，所述环形槽(101)的上表面开设有多个均匀分布的出液流道(105)，所述进液流道(102)和出液流道(105)个数相同且一一对应，多个所述聚液流道(104)分别通过多个出液流道(105)与环形槽(101)相通，所述进液流道(102)、交汇流道(103)和聚液流道(104)的内部均填充有纯水，所述圈筒(1)上还设置有多个推流器。
2.根据权利要求1所述的一种流体吸附式激光切割头，其特征在于：所述推流器的个数与进液流道(102)个数相同且二者一一对应，所述推流器包括固定连接于圈筒(1)下端的水套(4)，所述水套(4)位于交汇流道(103)的下侧。
3.根据权利要求2所述的一种流体吸附式激光切割头，其特征在于：所述交汇流道(103)的内部设有推水球(5)，所述推水球(5)的外端固定连接有防水套筒(6)，所述防水套筒(6)远离推水球(5)的一端贯穿交汇流道(103)的内壁并与水套(4)内侧相通，所述防水套筒(6)固定连接于圈筒(1)的内部。
4.根据权利要求3所述的一种流体吸附式激光切割头，其特征在于：所述水套(4)的内部设有重力球(7)，所述重力球(7)的外端固定连接有无弹性连绳(8)，所述无弹性连绳(8)远离重力球(7)的一端穿过防水套筒(6)的内侧直至与推水球(5)的外端固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种流体吸附式激光切割头，其特征在于：所述推水球(5)的外端还固定连接有弹性绳(9)，所述聚液流道(104)的内部固定连接有过滤网板(10)，所述弹性绳(9)远离推水球(5)的一端与过滤网板(10)的外端固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种流体吸附式激光切割头，其特征在于：所述无弹性连绳(8)在初始状态下呈正常拉直状态，所述弹性绳(9)在初始状态下呈弹性拉伸状态。
7.根据权利要求4所述的一种流体吸附式激光切割头，其特征在于：所述推水球(5)采用轻质塑料制成，所述重力球(7)采用重质金属制成。
8.根据权利要求2所述的一种流体吸附式激光切割头，其特征在于：所述水套(4)的内部同样填充有纯水。
9.根据权利要求3所述的一种流体吸附式激光切割头，其特征在于：所述进液流道(102)的内圈直径小于推水球(5)的直径，所述交汇流道(103)的内圈直径大于推水球(5)的直径，所述聚液流道(104)的内圈直径与推水球(5)的直径相同。
10.根据权利要求1所述的一种流体吸附式激光切割头，其特征在于：所述出液流道(105)的内圈直径与聚液流道(104)的内圈直径之比为1:3-4，所述吸附毛层(3)的厚度小于环形槽(101)的槽深。
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