CN117335249A - 一种用于激光器的散热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于激光器的散热装置，包括激光器，在激光器的外侧连接散热箱，激光器与散热箱之间形成散热腔，在散热腔内连接一组冷却管，在每个冷却管内均设有冷却水管，每个冷却水管与相应的所述冷却管之间形成通风腔。本发明的优点：本装置将激光器放置在散热箱内部，在散热箱的内部设有冷却管，在冷却管内设有冷却水管，冷却水管与冷却管之间形成通风腔，在使用时向通风腔内通入气体，使气体包裹住冷却水管，通过冷却水管降低通风腔内气体的温度，使冷却管能够更好的对激光器散热，提高散热效果，另外在激光器内部设有一组导热板，通过导热板将激光器内部的热量传导出来，降低激光器内部的温度，保证激光器内部的温度恒定。
Description
技术领域
本发明涉及激光器的技术领域，尤其涉及一种用于激光器的散热装置。
背景技术
激光加工因其精准高效的加工性能正在逐步取代传统的切割、钻孔、焊接加工，超精密、高功率、大能量是整个激光行业主流发展趋势，激光器作为激光加工的“心脏”，其技术发展已有质的飞越，激光器在工作时，光学器件及电气部件会产生大量的热量，热量的多少与激光器输出功率直接相关，要保证其长期正常运行，需要进行散热处理。
现有的激光器用散热装置一般采用水冷的技术手段对激光器进行降温，如图6所示，在激光器1的内部下方连接隔板11形成散热腔12，在激光器1的外侧连接进水管13和出水管14，进水管13和出水管14连通散热腔12，通过进水管13向散热腔12内通入冷却水，从而对激光器1进行冷却，冷却水在刚进入散热腔12时，温度最低，随着冷却水的流动冷却水的温度会逐渐升高，后续有可能会达不到对激光器1降温散热的效果，因此为了能够达到较好的散热效果，向散热腔12内通入的冷却水初始温度会比较低，与激光器1的内部温度温差会达到10℃以上，一旦激光器1内部的热空气与隔板11之间的温差达到10℃以上，就会在激光器1内部形成冷凝水，冷凝水不仅会对激光器1内部的光传输造成影响，更甚者会造成高压打火，干扰设备的正常运行。因此为了解决激光器1内部产生冷凝水的问题，又提出了另一种散热装置，如图7所示，在激光器1的下侧连接冷却箱15，在冷却箱15内设有冷却水管16，使冷却水管16对冷却箱15内的空气进行冷却降温，再通过冷却箱15内的空气对激光器1进行降温散热，使激光器1的内部热空气与冷却箱15之间的温差控制在10℃以下，虽然能够防止激光器1的内部产生冷凝水，但是激光器的使用环境与制作环境的温度存在较大差距时，会影响激光器内部光传输的稳定性和输出功率。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于激光器的散热装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于激光器的散热装置，包括激光器，在所述激光器的外侧连接散热箱，激光器与散热箱之间形成散热腔，在散热腔内连接一组冷却管，在每个冷却管内均设有冷却水管，每个冷却水管与相应的所述冷却管之间形成通风腔。
优选地，在所述激光器的内部连接固定板，在固定板的两侧均连接一排导热板，两排导热板相对设置，每个导热板的端部均穿过所述激光器的侧壁，每个导热板的端部均连接在所述散热箱的内侧。
优选地，在所述散热箱的两内侧壁上均设有支撑槽，两个支撑槽相对设置，通过两个支撑槽支撑所述导热板。
优选地，在每个所述冷却管的两端均分别连接进气管和出气管，进气管均连接在第二横管上，在第二横管上连接输气管，出气管均连接在第一横管上，在第一横管上连接输出管。
优选地，在每个所述通风腔内均连接螺旋板，螺旋板使通风腔形成螺旋腔体。
优选地，将所述激光器的内部设为多个区域，在每个区域内均连接温度传感器。
优选地，在所述散热腔内连接移动散热装置，移动散热装置包括横向滑轨，横向滑轨连接在所述散热箱内的顶部，在横向滑轨上滑动连接竖向滑轨，在竖向滑轨上滑动连接安装板，在安装板上连接散热件。
优选地，在所述横向滑轨上连接第一驱动装置，第一驱动装置用于驱动所述竖向滑轨进行移动，在所述竖向滑轨上连接第二驱动装置，第二驱动装置用于驱动所述安装板进行移动。
优选地，在所述散热箱的一侧面设有安装孔，在安装孔内连接所述激光器。
本发明的优点在于：本发明所提供的一种用于激光器的散热装置将激光器放置在散热箱内部，在散热箱的内部设有冷却管，在冷却管内设有冷却水管，冷却水管与冷却管之间形成通风腔，在使用时向通风腔内通入气体，使气体包裹住冷却水管，通过冷却水管降低通风腔内气体的温度，使冷却管能够更好的对激光器散热，提高散热效果。
且在激光器的内部设有导热板，通过导热板将激光器内部的热量传导出来，降低激光器内部的温度。
另外在激光器内部的各个电子元件发热区域内均设有温度传感器，通过温度传感器感应各个区域内的温度，当传感器感应到个别区域温度过高时，控制移动散热装置移动该区域对电子元件进行针对性散热，不仅防止个别电子元件因温度过高而损坏，还能够保证激光器内部的温度恒定，使激光器的使用环境与制作环境温度保持一致，保证激光器的输出功率和其内部光传输的稳定性。
附图说明
图1是本发明所提供的一种用于激光器的散热装置的原理结构示意图；
图2是本装置的侧视图；
图3是冷却管的局部剖视图；
图4是激光器内部的区域划分图；
图5是移动散热装置的结构示意图；
图6是现有的第一种散热装置结构示意图；
图7是现有的第二种散热装置结构示意图。
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，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。
如图1所示，本发明提供的一种用于激光器的散热装置，包括激光器1，在激光器1的外侧连接散热箱2，散热箱2为矩形箱，在散热箱2的一侧设有安装孔2.1，安装孔2.1为阶梯通孔，安装孔2.1的尺寸与激光器1相适应，在安装孔2.1内连接激光器1，在激光器1的相应侧面上设有激光孔110，且在散热箱2的一侧壁上设有用于穿过连接线路的穿线孔，穿线孔在附图中未体现。
激光器1与散热箱2之间形成散热腔3，通过散热腔3对激光器1进行冷却散热，在散热箱2的外侧连接排气管，排气管由于附图角度原因未在附图中体现，使散热箱2内的气体能够通过排气管排出，在排气管上连接单向阀，防止外部空气通过排气管进入散热箱2内。
在激光器1的内部连接固定板1.3，在固定板1.3的两侧均连接一排导热板1.4，两排导热板1.4相对设置，在激光器1的两侧壁上均设有一排贯通槽，在每个贯通槽内均穿过相应的导热板1.4，且在贯通槽与导热板1.4之间涂覆密封胶，增加密封性。
在散热箱2的两内侧壁上均设有支撑槽2.2，两个支撑槽2.2相对设置，将导热板1.4的端部均插接在支撑槽2.2的内侧，通过两个支撑槽2.2插接支撑导热板1.4，两排导热板1.4不仅能够将激光器1内部的热量传导至散热腔3内，降低激光器1内部的温度，而且还能够起到对激光器1支撑的作用。
在将激光器1放置在散热箱2内时，将两排导热板1.4插接在相应的支撑槽2.2内，然后将激光器1带有激光孔110的一侧面插接在安装孔2.1内，接着再将散热箱2的一侧板安装上，使散热箱2的侧板抵紧激光器1，通过安装孔2.1和散热箱2的侧板固定住激光器1。
在散热腔3内设有一组冷却管4，在本实施例中一组冷却管4包括上下两排冷却管4，每排冷却管4的数量为四个，两排冷却管4设置在激光器1的上下两侧，且每个冷却管4的两端均穿过散热箱2的侧壁，且冷却管4的两端口封闭，通过冷却管4对散热腔3进行降温散热。
如图2所示，在每个冷却管4的两端均分别连接进气管1.5和出气管1.6，所有的进气管1.5均连接在第二横管1.7上，在第二横管1.7上连接输气管1.8，所有的出气管1.6均连接在第一横管1.9上，在第一横管1.9上连接输出管1.10，通过输气管1.8向第二横管1.7输送冷却气体，冷却气体依次通过进气管1.5、冷却管4、出气管1.6和第一横管1.9，最后通过输出管1.10排出冷却气体，使冷却气体在冷却管4内流动，使冷却管4对散热腔3内的空气进行降温冷却，散热腔3内的空气再对激光器1进行降温冷却。
如图3所示，在每个冷却管4内均设有冷却水管5，每个冷却水管5与相应的冷却管4之间形成通风腔4.1，通过向冷却水管5内通入冷却水，能够降低冷却管4内冷却气体的温度，使冷却管4能够更好的对激光器1进行散热，提高散热效果。
冷却水管5与相应的冷却管4之间形成通风腔4.1，在每个通风腔4.1内均连接螺旋板4.2，螺旋板4.2使通风腔4.1形成螺旋腔体，不仅能够使气体包裹住冷却水管5，而且还能够增加气体通过通风腔4.1的时间，使通风腔4.1内的气体与冷却水管5内的冷却水之间热交换的时间更长，更好的降低通风腔4.1内空气的温度，使冷却管4能够对激光器1进行更好的散热。
通过冷却管4降低散热腔3内的温度，降低激光器1的外部温度，通过导热板1.4将激光器1内部的热量传导至散热腔3内，降低激光器1的内部温度，同时对激光器1的外部和内部进行降温散热，提高激光器的散热效率。
如图2和图5所示，在散热腔3内的顶部连接移动散热装置6，移动散热装置6设置在激光器1的上侧，移动散热装置6包括横向滑轨6.1，横向滑轨6.1连接在散热箱2内的顶部，在横向滑轨6.1上设有横向滑槽，在横向滑槽内滑动连接横向滑块，在横向滑块上连接竖向滑轨6.2，在竖向滑轨6.2上设有竖向滑槽，在竖向滑槽内滑动连接竖向滑块，在竖向滑块上连接安装板6.3，在安装板6.3上连接散热件6.4，在本实施例中散热件6.4为喷气管，喷气管通过气管连接气泵，通过气泵抽取下方所述气体箱内的气体，然后通过通气管喷出，喷气管能够对下方所述的指定区域1.1进行喷送气体，从而对区域1.1内的电子元件进行针对性的散热降温。
在横向滑轨6.1上连接第一驱动装置6.5，第一驱动装置6.5用于驱动竖向滑轨6.2进行移动，在本实施例中第一驱动装置6.5为第一电机，在第一电机的输出轴上连接第一螺杆，第一螺杆转动连接在横向滑槽内，在横向滑块上设有第一螺纹通孔，第一螺纹通孔螺纹连接第一螺杆，通过第一电机带动第一螺杆进行转动，第一螺杆螺纹传动横向滑块，横向滑块带动竖向滑轨6.2进行横向移动。
在竖向滑轨6.2上连接第二驱动装置6.6，第二驱动装置6.6用于驱动所述安装板6.3进行移动，在本实施例中第二驱动装置6.6为第二电机，第二电机通过螺栓连接在竖向滑轨6.2的侧壁，第二电机通过皮带皮带轮机构驱动第二螺杆进行转动，第二螺杆转动连接在竖向滑槽内，在竖向滑块上设有第二螺纹通孔，在第二螺纹通孔内螺纹连接第二螺杆，通过第二电机带动第二螺杆进行转动，第二螺杆螺纹传动竖向滑块，竖向滑块带动安装板进行竖向移动，从而带动散热件6.4进行竖向移动。
如图4所示，将激光器1的内部设为多个区域1.1，在每个区域1.1内均连接温度传感器1.2，通过温度传感器1.2感应该区域1.1的温度，进而感应该区域1.1内的电子元件温度。
通过温度传感器1.2感应温度信号，然后将信号传递给控制器，控制器控制连接第一驱动装置6.5和第二驱动装置6.6，通过传感器控制电机进行运动为现有技术，因此不再赘述控制过程。
当某个区域1.1内的温度传感器1.2感应到该区域1.1内的电子元件温度到达某一个高度时，控制第一驱动装置6.5和第二驱动装置6.6带动散热件6.4移动到对应区域，通过散热件6.4对该区域1.1进行喷气体，降低该区域1.1的温度，进而降低该区域1.1内电子元件的温度，不仅能够保护电子元件，而且还能够使激光器1内能够保持恒温环境，保证激光器的输出功率和稳定性。
本装置在使用前需要连接气体箱和冷水箱，气体箱内的气体经过过滤，防止气体中混杂灰尘，防止灰尘进入激光器1的内部，气体箱通过两个软管连接输气管1.8和输出管1.10，在其中一个软管上连接循环泵，能够形成气体循环，另外所有的冷却水管5均连接冷水箱，在冷却水管5的进口端连接水泵，通过水泵抽取冷水箱内的冷水，对激光器1进行冷却散热后再次回到冷水箱内，形成冷水循环，能够有效节约水资源。
本装置在对激光器1进行散热时，通过冷水箱向冷却水管5内输送冷水，通过气体箱向输气管1.8内输送气体，使气体进入冷却管4内，且冷却水管5处于冷却管4的内侧，冷却管4处于散热腔3内，且冷却管4不与激光器1直接接触，冷却管4对散热腔3内空气进行降温，另外当冷却气体进入通风腔4.1内，会使冷却气体包裹冷却水管5，使冷却水管5降低通风腔4.1气体温度，使冷却管4能够更好的对激光器1进行散热，提高散热效果。
且在激光器1的内部连接导热板1.4，通过导热板1.4将激光器1内部的热量传导至散热腔3内，对激光器1的内部进行冷却散热，进一步提高散热效果。
另外在激光器1内部的各个电子元件发热区域1.1内均设有温度传感器1.2，通过温度传感器1.2感应各个区域1.1的温度，当传感器1.2感应到个别区域1.1温度过高时，控制移动散热装置6移动该区域1.1对电子元件进行针对性散热，不仅能够起到保护电子元件的作用，还能够保证激光器1内部的温度恒定，使激光器1的使用环境与制作环境的温度保持一致，保证激光器1的输出功率和其内部光传输的稳定性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种用于激光器的散热装置，包括激光器（1），其特征在于：在所述激光器（1）的外侧连接散热箱（2），激光器（1）与散热箱（2）之间形成散热腔（3），在散热腔（3）内连接一组冷却管（4），在每个冷却管（4）内均设有冷却水管（5），每个冷却水管（5）与相应的所述冷却管（4）之间形成通风腔（4.1）。
2.根据权利要求1所述的一种用于激光器的散热装置，其特征在于：在所述激光器（1）的内部连接固定板（1.3），在固定板（1.3）的两侧均连接一排导热板（1.4），两排导热板（1.4）相对设置，每个导热板（1.4）的端部均穿过所述激光器（1）的侧壁，每个导热板（1.4）的端部均连接在所述散热箱（2）的内侧。
3.根据权利要求2所述的一种用于激光器的散热装置，其特征在于：在所述散热箱（2）的两内侧壁上均设有支撑槽（2.2），两个支撑槽（2.2）相对设置，通过两个支撑槽（2.2）支撑所述导热板（1.4）。
4.根据权利要求1所述的一种用于激光器的散热装置，其特征在于：在每个所述冷却管（4）的两端均分别连接进气管（1.5）和出气管（1.6），进气管（1.5）均连接在第二横管（1.7）上，在第二横管（1.7）上连接输气管（1.8），出气管（1.6）均连接在第一横管（1.9）上，在第一横管（1.9）上连接输出管（1.10）。
5.根据权利要求1所述的一种用于激光器的散热装置，其特征在于：在每个所述通风腔（4.1）内均连接螺旋板（4.2），螺旋板（4.2）使通风腔（4.1）形成螺旋腔体。
6.根据权利要求1所述的一种用于激光器的散热装置，其特征在于：将所述激光器（1）的内部设为多个区域（1.1），在每个区域（1.1）内均连接温度传感器（1.2）。
7.根据权利要求1 所述的一种用于激光器的散热装置，其特征在于：在所述散热腔（3）内连接移动散热装置（6），移动散热装置（6）包括横向滑轨（6.1），横向滑轨（6.1）连接在所述散热箱（2）内的顶部，在横向滑轨（6.1）上滑动连接竖向滑轨（6.2），在竖向滑轨（6.2）上滑动连接安装板（6.3），在安装板（6.3）上连接散热件（6.4）。
8.根据权利要求7所述的一种用于激光器的散热装置，其特征在于：在所述横向滑轨（6.1）上连接第一驱动装置（6.5），第一驱动装置（6.5）用于驱动所述竖向滑轨（6.2）进行移动，在所述竖向滑轨（6.2）上连接第二驱动装置（6.6），第二驱动装置（6.6）用于驱动所述安装板（6.3）进行移动。
9.根据权利要求1 所述的一种用于激光器的散热装置，其特征在于：在所述散热箱（2）的一侧面设有安装孔（2.1），在安装孔（2.1）内连接所述激光器（1）。
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