CN117102711A - 一种激光切割头qbh接头、喷嘴冷却机构 - Google Patents

Abstract

本发明请求保护一种激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构，其技术方案要点是包括有两个水冷罩，两个水冷罩呈°环形阵列设置，且两个水冷罩合拢时呈内部空心的圆柱状以装夹固定在激光切割头上，水冷罩远离另一个水冷罩的一侧设置有两个连通水冷罩内外的接孔，水冷罩靠近另一个水冷罩的一侧设有多个第一螺纹孔，水冷罩表面还设有用于镶嵌激光切割头凸起边缘的内凹槽，两个水冷罩还可拆卸连接有同一个气冷罩，本发明通过便于拆卸的两个水冷罩组成冷却机构，能够根据需要安装在激光切割头上或从激光切割头上拆卸下来，同时两个水冷罩之间还能产生轻微移动，防止激光切割头因为热胀冷缩缠身的挤压损坏冷却机构。

Description

一种激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构

技术领域

本发明涉及一种激光加工设备，更具体地说，它涉及一种激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构。

背景技术

在切割厚碳钢过程中，因切割作业的功率高且时间长，采用QBH接头配合新型的切割工艺小孔喷嘴切割时,虽然能得到很好的加工效果,但由于喷嘴较小，采用辅助气体散热的方式效果不佳，容易积蓄热量，同时热量会向上延伸至QBH接头，再加上QBH接头能使输出光或聚焦光点具有绝对的一致性，局部温度会快速升高，短时间内便会使得整个激光切割头温度过高，继而导致无法达到良好的加工效果质量,稳定性也随之降低，现有技术中为了达到快速散热的目的，直接将水冷机构包裹固定在激光切割头上，这样外露的冷却机构容易损坏，而一旦损坏就需要废弃整个激光切割头，导致激光切割作业的使用成本上升，因此需要一种激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构，该装置能够根据需要安装在激光切割头上或从激光切割头上拆卸下来。

结合以上原因，如何能够根据需要安装在激光切割头上或从激光切割头上拆卸下来正是本申请所考虑的问题所在。

发明内容

针对现有技术存在的不足，提供一种激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构，该装置能够根据需要安装在激光切割头上或从激光切割头上拆卸下来。

为实现上述目的，提供了如下技术方案：一种激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构，包括有两个水冷罩，两个水冷罩呈°环形阵列设置，且两个水冷罩合拢时呈内部空心的圆柱状以装夹固定在激光切割头上，水冷罩远离另一个水冷罩的一侧设置有两个连通水冷罩内外的接孔，水冷罩靠近另一个水冷罩的一侧设有多个第一螺纹孔，水冷罩表面还设有用于镶嵌激光切割头凸起边缘的内凹槽，两个水冷罩还可拆卸连接有同一个气冷罩。

综上所述，上述技术方案中具有以下有益效果：由于激光切割头的外壳会因为热胀冷缩的原因而产生大小的细微变化，而水冷机构出于快速散热的需要，需要紧贴激光切割头外壳，因此全覆盖式的水冷机构可能在激光切割作业过程中被膨胀的激光切割头外壳挤压并产生破损，因此本发明中采用两个水冷罩合拢形成水冷机构，两个水冷罩相对独立，并且可拆卸连接在激光切割头上，通过螺钉螺纹连接两个第一螺纹孔，禁锢左右两侧螺钉便能将两个水冷罩紧固在激光切割头上，水冷罩可以覆盖住QBH接头和喷嘴的上半部分，通过水冷的方式快速散热，同时两个水冷罩可以产生轻微的移动，防止激光切割头的外壳因为热胀冷缩产生挤压损伤；

两个接孔可以外接水管，冷却液通过水管流经水冷罩从一个接孔流入并从另一个接孔流出，从而实现冷却液循环并冷却激光切割头，而实现冷却液流动的水泵则可以安装在其他地方，将水管作为冷却液流动的通道；

气冷罩不但可以用于喷出辅助气体用于散热，也能进一步将两个水冷罩禁锢，增加安装强度，防止水冷罩掉落；

本发明通过便于拆卸的两个水冷罩组成冷却机构，能够根据需要安装在激光切割头上或从激光切割头上拆卸下来，同时两个水冷罩之间还能产生轻微移动，防止激光切割头因为热胀冷缩缠身的挤压损坏冷却机构。

附图说明

图1为激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构的立体结构示意图；

图2为气冷罩的俯视剖面图；

图3为水冷罩中气仓部件的俯视剖面图；

图4为水冷罩中传动轴部件的俯视剖面图；

图5为水冷罩中扇叶部件的俯视剖面图；

图6为水冷罩的侧视剖面图；

图7为本发明安装在激光切割头上时的立体结构示意图。

附图标记：1、水冷罩；2、接孔；3、第一螺纹孔；4、环形容纳槽；5、弹性件；6、气冷罩；

11、锥孔；12、矩形构件；13、进气孔；14、第三螺纹孔；15、螺丝；16、第二抵触件；17、传动轴；18、内凹槽；

111、卡槽；

131、气仓；132、出气孔；

171、风叶；172、扇叶；

21、散热管；

61、对接口；62、环形整流槽；63、整流孔；64、堵塞件；65、第二螺纹孔；66、插槽；

661、第一抵触件。

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1-7所示，一种激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构，包括有两个水冷罩1，两个水冷罩1呈180°环形阵列设置，且两个水冷罩1合拢时呈内部空心的圆柱状以装夹固定在激光切割头上，水冷罩1远离另一个水冷罩1的一侧设置有两个连通水冷罩1内外的接孔2，水冷罩1靠近另一个水冷罩1的一侧设有多个第一螺纹孔3，水冷罩1表面还设有用于镶嵌激光切割头凸起边缘的内凹槽18，两个水冷罩1还可拆卸连接有同一个气冷罩6；

由于激光切割头的外壳会因为热胀冷缩的原因而产生大小的细微变化，而水冷机构出于快速散热的需要，需要紧贴激光切割头外壳，因此全覆盖式的水冷机构可能在激光切割作业过程中被膨胀的激光切割头外壳挤压并产生破损，因此本发明中采用两个水冷罩1合拢形成水冷机构，两个水冷罩1相对独立，并且可拆卸连接在激光切割头上，通过螺钉螺纹连接两个第一螺纹孔3，禁锢左右两侧螺钉便能将两个水冷罩1紧固在激光切割头上，水冷罩1可以覆盖住QBH接头和喷嘴的上半部分，通过水冷的方式快速散热，同时两个水冷罩1可以产生轻微的移动，防止激光切割头的外壳因为热胀冷缩产生挤压损伤；

两个接孔2可以外接水管，冷却液通过水管流经水冷罩1从一个接孔2流入并从另一个接孔2流出，从而实现冷却液循环并冷却激光切割头，而实现冷却液流动的水泵则可以安装在其他地方，将水管作为冷却液流动的通道；

气冷罩6不但可以用于喷出辅助气体用于散热，也能进一步将两个水冷罩1禁锢，增加安装强度，防止水冷罩1掉落；

本发明通过便于拆卸的两个水冷罩1组成冷却机构，能够根据需要安装在激光切割头上或从激光切割头上拆卸下来，同时两个水冷罩1之间还能产生轻微移动，防止激光切割头因为热胀冷缩缠身的挤压损坏冷却机构。

进一步的，水冷罩1靠近另一个水冷罩1的一侧还设有与第一螺纹孔3同轴设置的环形容纳槽4，环形容纳槽4连接有呈空心圆柱状的弹性件5，弹性件5的长度长于两个环形容纳槽4的深度之和；

在第一螺纹孔3周围设置环形容纳槽4，并用容纳于环形容纳槽4的弹性件5作为缓冲，两个水冷罩1在使用螺钉合拢时无法准确得知合适的位置，若螺钉旋转过度，则可能造成两个水冷罩1互相挤压而破损，若螺钉旋转不到位，则容易从激光切割头脱落，因此设置长度长于两个环形容纳槽4的深度之和的弹性件5，在螺钉旋转过度时，弹性件5遭到挤压并产生反向压力，能让操作者明显感受到难以继续旋转螺钉，从而起到提示的作用，在螺钉旋转不到位时，感受不到弹性件5带来的反向压力，同样能起到提示的作用。

进一步的，水冷罩1顶部设有多个与QBH接头同样锥度的锥孔11和用于与激光切割头配合的矩形构件12，锥孔11内设有用于与切割头QBH接头配合的卡槽111；

水冷罩1顶部中间是与切割头QBH接头同样锥度的锥孔11，外部设有矩形构件12，这样可以直接镶嵌在QBH接头的连接处周围，锥孔11内的卡槽111与QBH接头上的凸台配合，能够限制水冷罩1上下活动。

进一步的，水冷罩1还设置有用于连接气管的进气孔13，进气孔13连接有气仓131，气仓131连接有朝向激光发射方向设置的出气孔132；

气冷罩6设有与出气孔132对接的对接口61和与对接口61连通的环形整流槽62，环形整流槽62设有多个朝向激光切割头喷嘴方向设置的整流孔63，多个整流孔63呈环形阵列设置；

水冷罩1还设置有喷出辅助气体的结构，辅助气体同样能够起到冷却作用，这样可以通过水冷的方式对QBH接头进行冷却，用风冷的方式对喷嘴进行冷却，同时辅助气体依旧能起到原有的辅助激光切割的功能，设置气冷罩6可以进一步对辅助气体进行整流，使辅助气体喷出时集中在喷嘴处，在进行切割时，时刻有辅助气体对切割头喷嘴进行冷却，此外水冷罩1包裹部分喷嘴，因此也能对喷嘴起到一定的水冷散热作用，辅助气体在水冷罩1内移动时，还能带走冷却液中的部分热量，起到交叉散热的作用，有效提高喷嘴处的散热效率。

进一步的，环形整流槽62内还固定连接有堵塞件64，堵塞件64对应两个水冷罩1的合拢处设置，堵塞件64的长度长于水冷罩1合拢处的最大空隙长度，当两个水冷罩1安装合拢时，堵塞件64封堵两个水冷罩1合拢处的空隙；

这样两个水冷罩1在合拢时便不会因为轻微移动导致气冷罩6漏气。

进一步的，气冷罩6呈中间设有圆形空洞的立方体状，两个出气孔132设于气冷罩6的一个对角处，气冷罩6的另一个对角处设有两个第二螺纹孔65，水冷罩1底部还设有第三螺纹孔14，第三螺纹孔14螺纹连接有与对应第二螺纹孔65螺纹连接的螺丝15，气冷罩6的内径小于QBH接头的外径且大于喷嘴的外径；

安装时，具有以下操作：

将弹性件5插入环形容纳槽4，并合拢两个水冷罩1；

用螺钉固定两个水冷罩1的位置；

将合拢的两个水冷罩1安装在激光切割头上；

将气冷罩6安装在水冷罩1底部。

进一步的，气冷罩6上还设有插槽66，插槽66内设有第一抵触件661，水冷罩1底部固定连接有呈“L”型的第二抵触件16，当气冷罩6安装于水冷罩1时，第一抵触件661处于水冷罩1底部和第二抵触件16之间；

在气冷罩6安装完成后，第一抵触件661可以通过抵触水冷罩1底部和第二抵触件16起到进一步固定气冷罩6的作用。

进一步的，水冷罩1内还转动连接有多个传动轴17，传动轴17固定连接有设于气仓131内的风叶171和设于气仓131外且用于搅动冷却液的扇叶172，出气孔132设于距离进气孔13最远的风叶171的下方；

为了进一步加强散热效果，需要冷却液能够流动，避免出现热量堆积在部分冷却液中，而其它部分的冷却液不受热的情况，因此在水冷罩1内的设置用于搅动冷却液的扇叶172，扇叶172连接传动轴17，而传动轴17连接设于气仓131内的风叶171，这样辅助气体在流经时便可以带动风叶171转动，从而带动扇叶172转动，实现强制冷却液流动的目的，而出气孔132设于距离进气孔13最远的风叶171的下方，可以保障所有的风叶171被流动的辅助气体带动转动。

进一步的，接孔2连接有呈“U”型的散热管21，散热管21底部靠近扇叶172设置，水冷罩1内的冷却液为油冷液，散热管21内的冷却液为水冷液；

水冷液与油冷液相比，具有更大的比热容，但导热效率更差，若仅采用水冷液，则无法快速散热，喷头和QBH接头容易快速积热，若仅采用油冷液，则需要快速循环冷却液，但高速移动的激光切割头会影响冷却液循环，因此不适合仅采用水冷液或油冷液，因此以导热效率高的油冷液作为内部散热导体快速平均喷头和QBH接头处的温度，而水冷液由于比热容较大，作为外部散热导体可以降低对循环速度的要求，增加容错率。

以上所述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)

1.一种激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构，其特征在于，包括有两个水冷罩(1)，两个所述水冷罩(1)呈180°环形阵列设置，且两个水冷罩(1)合拢时呈内部空心的圆柱状以装夹固定在激光切割头上，所述水冷罩(1)远离另一个水冷罩(1)的一侧设置有两个连通水冷罩(1)内外的接孔(2)，所述水冷罩(1)靠近另一个水冷罩(1)的一侧设有多个第一螺纹孔(3)，所述水冷罩(1)表面还设有用于镶嵌激光切割头凸起边缘的内凹槽(18)，两个所述水冷罩(1)还可拆卸连接有同一个气冷罩(6)。

2.根据权利要求1所述的一种激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构，其特征在于，所述水冷罩(1)靠近另一个水冷罩(1)的一侧还设有与第一螺纹孔(3)同轴设置的环形容纳槽(4)，所述环形容纳槽(4)连接有呈空心圆柱状的弹性件(5)，所述弹性件(5)的长度长于两个环形容纳槽(4)的深度之和。

3.根据权利要求1所述的一种激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构，其特征在于，所述水冷罩(1)顶部设有多个与QBH接头同样锥度的锥孔(11)和用于与激光切割头配合的矩形构件(12)，所述锥孔(11)内设有用于与切割头QBH接头配合的卡槽(111)。

4.根据权利要求1所述的一种激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构，其特征在于，所述水冷罩(1)还设置有用于连接气管的进气孔(13)，所述进气孔(13)连接有气仓(131)，所述气仓(131)连接有朝向激光发射方向设置的出气孔(132)。

5.根据权利要求4所述的一种激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构，其特征在于，所述气冷罩(6)设有与出气孔(132)对接的对接口(61)和与对接口(61)连通的环形整流槽(62)，所述环形整流槽(62)设有多个朝向激光切割头喷嘴方向设置的整流孔(63)，多个所述整流孔(63)呈环形阵列设置。

6.根据权利要求5所述的一种激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构，其特征在于，所述环形整流槽(62)内还固定连接有堵塞件(64)，所述堵塞件(64)对应两个水冷罩(1)的合拢处设置，所述堵塞件(64)的长度长于水冷罩(1)合拢处的最大空隙长度；

当两个水冷罩(1)安装合拢时，堵塞件(64)封堵两个水冷罩(1)合拢处的空隙。

7.根据权利要求5所述的一种激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构，其特征在于，所述气冷罩(6)呈中间设有圆形空洞的立方体状，两个所述出气孔(132)设于气冷罩(6)的一个对角处，所述气冷罩(6)的另一个对角处设有两个第二螺纹孔(65)，所述水冷罩(1)底部还设有第三螺纹孔(14)，所述第三螺纹孔(14)螺纹连接有与对应第二螺纹孔(65)螺纹连接的螺丝(15)，所述气冷罩(6)的内径小于QBH接头的外径且大于喷嘴的外径；

安装时，具有以下操作：

将弹性件(5)插入环形容纳槽(4)，并合拢两个水冷罩(1)；

用螺钉固定两个水冷罩(1)的位置；

将合拢的两个水冷罩(1)安装在激光切割头上；

将气冷罩(6)安装在水冷罩(1)底部。

8.根据权利要求5所述的一种激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构，其特征在于，所述气冷罩(6)上还设有插槽(66)，所述插槽(66)内设有第一抵触件(661)，所述水冷罩(1)底部固定连接有呈“L”型的第二抵触件(16)；

当气冷罩(6)安装于水冷罩(1)时，第一抵触件(661)处于水冷罩(1)底部和第二抵触件(16)之间。

9.根据权利要求4所述的一种激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构，其特征在于，所述水冷罩(1)内还转动连接有多个传动轴(17)，所述传动轴(17)固定连接有设于气仓(131)内的风叶(171)和设于气仓(131)外且用于搅动冷却液的扇叶(172)，所述出气孔(132)设于距离进气孔(13)最远的风叶(171)的下方。

10.根据权利要求1所述的一种激光切割头QBH接头、喷嘴冷却机构，其特征在于，所述接孔(2)连接有呈“U”型的散热管(21)，所述散热管(21)底部靠近扇叶(172)设置，所述水冷罩(1)内的冷却液为油冷液，所述散热管(21)内的冷却液为水冷液。