CN115793171A - 一种用于镜头内部循环风冷的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于镜头内部循环风冷的系统，包括镜头主体以及镜头主体内部的若干镜片，以及侧面水冷结构、镜头主体水冷结构和气流管道；镜头主体内部设置有空气流通的空气通道，镜片设置在空气通道内，气流管道设置在镜头主体外部上端并与镜头主体首尾两端相连，气流管道内部和空气通道首尾相连形成封闭的通道，侧面水冷结构设置在气流管道外部，镜头主体水冷结构设置在空气通道外部并与镜片的位置对应，同时使镜头主体水冷结构设置在镜头主体外部。本发明整体结构可以让封闭的镜头内部产生用于传递热量的循环空气，提高镜片的散热效率，有效降低镜片温度。
Description
技术领域
本发明涉及镜头内部镜片风冷技术领域，具体涉及为一种用于镜头内部循环风冷的系统。
背景技术
随着工业技术的发展和革新，会有更大功率的激光器应用在工业镜头上，由于大功率激光器发出的光源会产生大量热量；并且由于工业镜头自身结构限制，无法在镜头内部布置风冷系统，如果长时间使用导致工业镜头镜片温度升高，由此可能造成工业镜头成像质量的大幅下降。
现有的散热结构，大多只针对镜头外壳进行水冷散热，由外壳温度降低进而传递给镜片，使镜片温度降低，但此方法无法使镜头内部空气循环，部分密闭处镜片温度依旧很高。
为此，提供一种用于镜头内部循环风冷的系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于镜头内部循环风冷的系统，以解决现有的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于镜头内部循环风冷的系统，包括：
镜头主体以及镜头主体内部的若干镜片，以及侧面水冷结构、镜头主体水冷结构和气流管道；
镜头主体内部设置有空气流通的空气通道，镜片设置在空气通道内，气流管道设置在镜头主体外部上端并与镜头主体首尾两端相连，气流管道内部和空气通道首尾相连形成封闭的通道，侧面水冷结构设置在气流管道外部，镜头主体水冷结构设置在空气通道外部并与镜片的位置对应，同时使镜头主体水冷结构设置在镜头主体外部。
进一步地，侧面水冷结构为圆筒状，侧面水冷结构套设在气流管道外，侧面水冷结构筒体内设有用于冷却水流流通的第一冷却水通道，第一冷却水通道呈螺旋状，螺旋状第一冷却水通道的入水口和出水口在侧面水冷结构两端，螺旋状第一冷却水通道设置在筒状侧面水冷结构体内。
进一步地，镜头主体水冷结构为圆筒状，镜头主体水冷结构套设在镜片外，镜头主体水冷结构筒体内设有用于常温水流流通的第二冷却水通道，第二冷却水通道呈螺旋状，螺旋状第二冷却水通道的入水口和出水口在镜头主体水冷结构两端，螺旋状第二冷却水通道设置在筒状镜头主体水冷结构体内。
进一步地，侧面水冷结构为圆筒状，其左右两端分别设有一段左半圆筒、右半圆筒，左半圆筒、右半圆筒的开口方向分别为朝下和朝上，第一冷却水通道的第一进水口、第一出水口分别设在左半圆筒、右半圆筒上，第一冷却水通道的第一进水口、第一出水口分别朝下、朝上。
进一步地，镜头主体水冷结构为圆筒状，左右两端分别设有一段左半圆筒、右半圆筒，左半圆筒、右半圆筒的开口方向都朝上，第二冷却水通道的第二进水口、第二出水口分别设在左半圆筒、右半圆筒上，第二冷却水通道的第二进水口、第二出水口都朝上。
进一步地，侧面水冷结构套设在气流管道外，侧面水冷结构与气流管道一体化成型。
进一步地，镜头主体水冷结构套设在镜片外，镜头主体水冷结构与镜头主体可拆卸连接。
进一步地，气流管道为U字型，侧面水冷结构套设在气流管道中间。
进一步地，气流管道的两端可拆卸安装连接在镜头主体上。
进一步地，侧面水冷结构为圆筒状，侧面水冷结构套设在气流管道外，侧面水冷结构筒体内设有用于冷却水流流通的第三冷却水通道和与圆筒状第三冷却水通道贯通的第三入水口和第三出水口，第三冷却水通道呈圆筒状，第三入水口和第三出水口分别在侧面水冷结构正下、正上方向或者左下、右上方向，圆筒状第三冷却水通道与筒状侧面水冷结构同轴。
进一步地，镜头主体水冷结构为圆筒状，镜头主体水冷结构套设在镜片外，镜头主体水冷结构筒体内设有用于水流流通的第四冷却水通道和与第四冷却水通道连接的第四入水口和第四出水口，第四冷却水通道呈圆筒状，第四入水口和第四出水口分别在镜头主体水冷结构正上、正下方向或者左下、右上方向，圆筒状第四冷却水通道与镜头主体水冷结构同轴。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明整体结构可以让封闭的镜头内部产生用于传递热量的循环空气，提高镜片的散热效率，有效降低镜片温度。
附图说明
图1为本发明实施例的侧面视图；
图2为图1中的沿A-A的剖视图；
图3为本发明实施例的镜头主体与镜头主体水冷结构拆开的一立体图；
图4为本发明实施例的镜头主体与镜头主体水冷结构拆开的另一立体图；
附图标号说明：
1-镜头主体，2-镜片，3-侧面水冷结构，4-镜头主体水冷结构，5-空气通道，6-气流管道，31-第一冷却水通道，41-第二冷却水通道，32-第一出水口，42-第二出水口。
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。
请参阅图1-4，本发明提供一种用于镜头内部循环风冷的系统，包括：镜头主体1以及镜头主体内部的若干镜片2，以及侧面水冷结构3、镜头主体水冷结构4和气流管道6；
镜头主体1内部设置有空气流通的空气通道5，镜片2设置在空气通道5内，气流管道6设置在镜头主体1外部上端并与镜头主体1首尾两端相连，气流管道6内部和空气通道5首尾相连形成封闭的通道，侧面水冷结构3设置在气流管道6外部；镜头主体水冷结构4设置在空气通道5外部并与镜片2的位置对应，同时使镜头主体水冷结构4设置在镜头主体1外部，即镜头主体水冷结构4设置在镜头主体1外部且与镜片2的位置对应。在气流管道6和空气通道5形成封闭的通道，气流管道6和空气通道5外分别设有侧面水冷结构3和镜头主体水冷结构4，由于两处空气温度不一致，内部就形成了温度差，冷空气密度大，就会向下运动，热空气密度小，就会向上运动，由于系统结构本身就是循环设计，从而使得镜头内部的气流能够循环流动起来，使得镜片周围空气能够流动，从而带走了镜片由于热对流产生的热量，以此来达到降低镜片温度的目的。本发明让封闭的镜头内部产生用于传递热量的循环空气，提高镜片的散热效率，有效降低镜片温度。
进一步地，侧面水冷结构3为圆筒状，侧面水冷结构3套设在气流管道6外，侧面水冷结构3上设有用于冷却水流流通的第一冷却水通道31，第一冷却水通道31呈螺旋状，螺旋状第一冷却水通道31的第一入水口和第一出水口在侧面水冷结构3两端，侧面水冷结构3呈筒状，螺旋状第一冷却水通道31设置在筒状侧面水冷结构3体内。第一冷却水通道31的左右两端为第一进水口和第一出水口，第一进水口和第一出水口都连接安装软管，驱动部通过软管将冷却水输入到第一进水口，控制水流流速，并从第一出水口输入，带走热量。侧面水冷结构3为套筒状的，能和气流管道6有效接触，第一冷却水通道31设置成螺旋状，缠绕包围气流管道6，也是为了增加接触面积，能够带走更多热量。
进一步地，镜头主体水冷结构4为圆筒状，镜头主体水冷结构4套设在镜片2外，镜头主体水冷结构4上设有用于常温水流流通的第二冷却水通道41，第二冷却水通道41呈螺旋状，螺旋状第二冷却水通道41的第二入水口和第二出水口在镜头主体水冷结构4两端，镜头主体水冷结构4呈筒状，螺旋状第二冷却水通道41设置在筒状镜头主体水冷结构4体内。第二冷却水通道41为套筒状的，能和空气通道5有效接触，第二冷却水通道41设置成螺旋状，缠绕包围空气通道5，也是为了增加接触面积，能够带走更多热量。
原理流程如下：首先在侧面水冷结构3中的第一冷却水通道31中通入15℃的冷却水，在镜头主体水冷结构4中的第二冷却水通道41中通入22℃常温水。第一冷却水通道31的两端为第一进水口和第一出水口，第一进水口和第一出水口都连接安装软管，第一驱动部通过软管将冷却水输入到第一进水口，控制水流流速，并从第一出水口输出；螺旋状第二冷却水通道41的第二入水口和第二出水口在镜头主体水冷结构4两端，第二入水口和第二出水口都安装软管，第二驱动部通过软管将常温水输入到第二进水口，控制水流流速，并从第二出水口输出。第一冷却水通道31是在侧面水冷结构3中筒体体内，即在侧面水冷结构3沿其径向挖设螺旋状第一冷却水通道31，筒体内是指侧面水冷结构3内径与外径之间的实体结构；第二冷却水通道41亦然。
侧面水冷结构3中的空气由于受到15℃冷却水影响，使得侧面水冷结构3中的内部空气温度较低；镜头主体水冷结构4中的空气由于受到22℃常温水影响，使得镜头主体水冷结构4中的内部空气相对较高。
在气流管道6和空气通道5形成封闭的通道中，由于两处空气温度不一致，内部就形成了温度差，冷空气密度大，就会向下运动，热空气密度小，就会向上运动。如图2所示，空气通道5的内径大于镜片2的高度，镜片2之间的空气不是密封的，由于系统结构本身就是循环设计，从而使得镜头内部的气流能够循环流动起来，使得镜片2周围空气能够流动，从而带走了镜片由于热对流产生的热量，以此来达到降低镜片温度的目的。本发明效果包括：1、内循环：风冷循环为内部循环，与外界无气体交换，外界灰尘不会进入循环体系内部；2、可靠性：内部风冷循环原理为内部温度差导致的空气流动，无需外界额外提供能量，可靠性大大提高；3、优势点：内部风冷循环起来后，能通过热对流，很快的带走镜片周围的热量，大大降低镜片温度。
进一步地，侧面水冷结构3套设在气流管道6外，侧面水冷结构3与气流管道6一体化成型，可以防止结构防止侧面水冷结构3翻转以免里面的冷却水流出来。
进一步地，镜头主体水冷结构4套设在镜片2外，镜头主体水冷结构4与镜头主体1可拆卸连接。镜头主体水冷结构4就直接套进镜头主体1，镜头主体水冷结构4与镜头主体1紧密配合，然后气流管道6的两端安装在镜头主体1两端，气流管道6的两端可以通过螺钉安装连接在镜头主体1上，或者通过法兰连接，气流管道6与镜头主体1密封安装连接。
进一步地，气流管道6为U字型，侧面水冷结构3套设在气流管道6中间。气流管道6设置在镜头主体1外部并与镜头主体1首尾两端相连。
进一步地，气流管道6的两端可拆卸安装连接在镜头主体1上，气流管道6的两端可以通过螺钉安装在镜头主体1上。
进一步地，侧面水冷结构3为圆筒状，左右两端分别设有一段左半圆筒、右半圆筒，左半圆筒、右半圆筒的开口方向分别为朝下和朝上，第一冷却水通道31的第一进水口、第一出水口分别设在左半圆筒、右半圆筒上，第一冷却水通道31的第一进水口、第一出水口分别朝下、朝上。第一进水口设置在下面，考虑的原因是水由于重力原因，第一进水口朝下，下路进水的话能够填满整个水路。如果是第一进水口朝上，水由于重力原因，如果流速过快，降温效果不明显。
进一步地，镜头主体水冷结构4为圆筒状，左右两端分别设有一段左半圆筒、右半圆筒，左半圆筒、右半圆筒的开口方向都朝上，第二冷却水通道41的第二进水口、第二出水口分别设在左半圆筒、右半圆筒上，第二冷却水通道41的第二进水口、第二出水口42都朝上。镜头主体水冷结构4上的第二冷却水通道41第二进水口和第二出水口都朝上，可以防止漏水。
另一实施例
进一步地，侧面水冷结构3为圆筒状，侧面水冷结构3套设在气流管道6外，侧面水冷结构3筒体内设有用于冷却水流流通的第三冷却水通道和与圆筒状第三冷却水通道贯通的第三入水口和第三出水口，第三冷却水通道呈圆筒状，第三入水口和第三出水口在第三冷却水通道正下、正上方向或者左下、右上方向，圆筒状第三冷却水通道与筒状侧面水冷结构3同轴。第三进水口和第三出水口都连接安装软管，驱动部如马达、电机等通过软管将冷却水输入到第三进水口，控制水流流速，并从第三出水口输出，带走热量。侧面水冷结构3为套筒状的，能和气流管道6有效接触，第三冷却水通道31设置成圆筒状，包围气流管道6，也是为了增加接触面积，能够带走更多热量。
进一步地，镜头主体水冷结构4为圆筒状，镜头主体水冷结构4套设在镜片2外，镜头主体水冷结构4筒体内设有用于冷却水流流通的第四冷却水通道和与第四冷却水通道连接的第四入水口和第四出水口，第四冷却水通道4呈圆筒状，第四入水口和第四出水口分别在第四冷却水通道的正上、正下方向或者左下、右上方向，镜头主体水冷结构4呈筒状，圆筒状第四冷却水通道与镜头主体水冷结构4同轴。第四冷却水通道为套筒状的，能和空气通道5有效接触，第四冷却水通道设置成圆筒状，围绕空气通道5，也是为了增加接触面积，能够带走更多热量。驱动部如马达、电机等通过软管将水输入到第四进水口，控制水流流速，并从第四出水口输出，带走热量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种用于镜头内部循环风冷的系统，其特征在于，包括：
镜头主体(1)以及镜头主体内部的若干镜片(2)，以及侧面水冷结构(3)、镜头主体水冷结构(4)和气流管道(6)；
镜头主体(1)内部设置有空气流通的空气通道(5)，镜片(2)设置在空气通道(5)内，气流管道(6)设置在镜头主体(1)外部上端并与镜头主体(1)首尾两端相连，气流管道(6)内部和空气通道(5)首尾相连形成封闭的通道，侧面水冷结构(3)设置在气流管道(6)外部；镜头主体水冷结构(4)设置在空气通道(5)外部并与镜片(2)的位置对应，同时使镜头主体水冷结构(4)设置在镜头主体(1)外部。
2.根据权利要求1所述的用于镜头内部循环风冷的系统，其特征在于：侧面水冷结构(3)为圆筒状，侧面水冷结构(3)套设在气流管道(6)外，侧面水冷结构(3)筒体内设有用于冷却水流流通的第一冷却水通道(31)，第一冷却水通道(31)呈螺旋状，螺旋状第一冷却水通道(31)的入水口和出水口在侧面水冷结构(3)两端。
3.根据权利要求1或2所述的用于镜头内部循环风冷的系统，其特征在于：镜头主体水冷结构(4)为圆筒状，镜头主体水冷结构(4)套设在镜片(2)外，镜头主体水冷结构(4)筒体内设有用于常温水流流通的第二冷却水通道(41)，第二冷却水通道(41)呈螺旋状，螺旋状第二冷却水通道(41)的入水口和出水口在镜头主体水冷结构(4)两端。
4.根据权利要求3所述的用于镜头内部循环风冷的系统，其特征在于：侧面水冷结构(3)为圆筒状，其左右两端分别设有一段左半圆筒、右半圆筒，左半圆筒、右半圆筒的开口方向分别为朝下和朝上，第一冷却水通道(31)的第一进水口、第一出水口(32)分别设在左半圆筒、右半圆筒上，第一冷却水通道(31)的第一进水口、第一出水口(32)分别朝下、朝上。
5.根据权利要求3所述的用于镜头内部循环风冷的系统，其特征在于：镜头主体水冷结构(4)为圆筒状，左右两端分别设有一段左半圆筒、右半圆筒，左半圆筒、右半圆筒的开口方向都朝上，第二冷却水通道(41)的第二进水口、第二出水口(42)分别设在左半圆筒、右半圆筒上，第二冷却水通道(41)的第二进水口、第二出水口(42)都朝上。
6.根据权利要求3所述的用于镜头内部循环风冷的系统，其特征在于：侧面水冷结构(3)套设在气流管道(6)外，侧面水冷结构(3)与气流管道(6)一体化成型。
7.根据权利要求3所述的用于镜头内部循环风冷的系统，其特征在于：镜头主体水冷结构(4)套设在镜片(2)外，镜头主体水冷结构(4)与镜头主体(1)可拆卸连接。
8.根据权利要求3所述的用于镜头内部循环风冷的系统，其特征在于：气流管道(6)的两端可拆卸安装连接在镜头主体(1)上。
9.根据权利要求1所述的用于镜头内部循环风冷的系统，其特征在于：侧面水冷结构(3)为圆筒状，侧面水冷结构(3)套设在气流管道(3)外，侧面水冷结构(3)筒体内设有用于冷却水流流通的第三冷却水通道和与圆筒状第三冷却水通道贯通的第三入水口和第三出水口，第三冷却水通道呈圆筒状，第三入水口和第三出水口分别在侧面水冷结构(3)正下、正上方向或者左下、右上方向，圆筒状第三冷却水通道与筒状侧面水冷结构(3)同轴。
10.根据权利要求1所述的用于镜头内部循环风冷的系统，其特征在于：镜头主体水冷结构(4)为圆筒状，镜头主体水冷结构(4)套设在镜片2外，镜头主体水冷结构(4)筒体内设有用于水流流通的第四冷却水通道和与第四冷却水通道连接的第四入水口和第四出水口，第四冷却水通道呈圆筒状，第四入水口和第四出水口分别在镜头主体水冷结构(4)正上、正下方向或者左下、右上方向，圆筒状第四冷却水通道与镜头主体水冷结构(4)同轴。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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