CN202317438U - 一种激光加工粉尘废气处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光加工粉尘废气处理系统，包括机架，还包括安装在所述机架上的吹除装置，所述吹除装置具有封闭壳体，所述壳体上设有用于与高压保护气体的气源连接的进气口、用于将粉尘废气抽出于外界的出气口和用于通过激光束的激光入口，所述壳体内具有相互隔离的进气通道、激光通道和出气通道，所述进气口与进气通道相通，所述出气口与出气通道相通，而所述激光入口则与所述激光通道相通。本实用新型的结构简单，可有效地去除废气粉尘，减少加工工件表面的污染，防止损害其性能，而且能够提高加工工件质量，避免操作人员接触和吸入有害粉尘废气，保证人体健康。

Description

一种激光加工粉尘废气处理系统

技术领域

本实用新型涉及粉尘废气处理回收技术领域，具体涉及一种粉尘废气处理系统。

背景技术

目前，激光加工技术广泛应用于各类材料和器件的制作过程中，它具有精密度高、加工快速、对材料损伤小等优点。然而，激光在切割、刻蚀等加工应用中，会与加工物体产生剧烈的反应，被激光熔化的物质或者气化的物质向外喷射，导致在加工处产生大量微小的粉尘或有害气体，这些粉尘废气具有以下不良影响：(1)激光加工处一般具有超过1000～2000摄氏度的高温，喷出的高温粉尘很容易附着在加工处及其附近表面，造成器件或者设备表面的污染；(2)对于洁净度或者加工精度要求高的加工材料，当使用激光对其进行加工时，高温粉尘会严重损害加工材料的性能；(3)加工材料，比如重金属、半导体材料及有机材料，在激光高温下会形成微米级、甚至纳米级的粉尘微粒及有害气体，如果设备操作人员接触或者吸入这些粉尘和有害气体，对人体健康具有明显的危害性。

因此，清除激光加工区域所产生的大量微小粉尘和有害气体实为必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够去除废气粉尘、提高加工工件质量、减少人身危害性且环保的激光加工粉尘废气处理系统，特别是针对采用了固定光路的激光加工装置具有良好的适应性，所述的固定光路的激光加工装置是指激光的光路和照射位置固定，激光扫描是通过移动加工件来实现。

本实用新型的目的通过以下的技术措施来实现：一种激光加工粉尘废气处理系统，包括机架，其特征在于还包括安装在所述机架上的吹除装置，所述吹除装置具有封闭壳体，所述壳体上设有用于与高压保护气体的气源连接的进气口、用于将粉尘废气抽出于外界的出气口和用于通过激光束的激光入口，所述壳体内具有相互隔离的进气通道、激光通道和出气通道，所述进气口与进气通道相通，所述出气口与出气通道相通，而所述激光入口则与所述激光通道相通。

本实用新型的高压保护气体进入进气通道，将激光加工处所产生的粉尘和废气向四周吹出，与外界空气一起被抽吸入出气通道内排出，从而实现清除粉尘废气的目的；本实用新型的结构简单，可有效地去除废气粉尘，减少加工工件表面的污染，防止损害其性能，而且能够提高加工工件质量，避免操作人员接触和吸入有害粉尘废气，保证人体健康；高压保护气体可采用各种保护气体，比如氦气、氮气等惰性气体，其对加工区域的材料在激光加热时起到保护作用；高压保护气体的压力也可以根据实际需要进行调整，在高压下高速喷射的气体可以起到辅助刻蚀的作用。

作为本实用新型的一种实施方式，所述壳体包括壳身和端盖，所述壳身至少由三个筒体组成，各筒体的径向直径依次减小且按照直径由小至大顺序使各筒体套装在一起，即以径向直径最小的筒体为中心从内至外依次形成第一环形腔室和第二环形腔室，所述第一环形腔室作为进气通道，第二环形腔室作为出气通道，而所述径向直径最小筒体的内部作为所述激光通道；所述各筒体的上端筒口平齐且所述端盖设于其上，所述进气口、出气口与激光入口分别设于所述端盖上，其中，所述激光入口设置在所述端盖的中心部位，所述第一环形腔室围括所述激光通道，而所述第二环形腔室则围括所述第一环形腔室。

作为本实用新型一种改进，所述各筒体自上端筒口至下端筒口逐渐缩小，所述第一环形腔室的下端筒口为进气通道的出口，而所述第二环形腔室的下端口为出气通道的进口，所述直径最小筒体的下端口为激光出口，所述激光出口内置于所述进气通道的出口中，而所述进气通道的出口则内置于所述出气通道的进口中。激光束由激光出口射出后与高压保护气体一起通过进气通道的出口作用于加工区域，高压气体吹出后携带粉尘和废气向四周吹出，粉尘、废气与外界空气一起通过出气通道的进口被抽出吸入出气通道内后排出。

作为本实用新型的进一步改进，所述端盖为一板体，在该板体的底面上至少设有三个以端盖的中心部位为圆心依次环套在一起的环形凸缘，所述各环形凸缘分别与各筒体的上端筒口对应相适配，即环形凸缘与其所对应的筒体的上端筒口之间通过可拆卸式连接结构连接。

作为本实用新型的实施方式，所述可拆卸的连接结构为螺纹连接结构。

为了方便管路的连接，在本实用新型的所述进气口设有进气嘴，所述出气口设有出气嘴，而所述激光入口则设有激光接头；所述进气嘴和出气嘴分别为数个，在端盖上按圆周均匀分布，以实现气流的均匀。

本实用新型还可以做以下改进，所述激光加工粉尘废气处理系统还包括清洗装置，所述清洗装置具有用于盛放清洗液的密闭腔体，在该腔体上设有废气进口与气体出口，所述废气进口与出气嘴连通，所述气体出口则与外界相通。

作为本实用新型优选的实施方式，所述出气嘴连接有出气管，该出气管的另一端管口即为所述废气进口穿过所述清洗装置的腔室顶面伸至清洗液中。废气粉尘由废气进口进入清洗液中，对粉尘和有害气体进行吸收沉淀，清洗后的气体最终由气体出口排出外界。

作为本实用新型的实施方式，所述气源采用压缩气源储罐，所述进气嘴连接有进气管，所述进气管向气源来源方向分为两个分支管路，其中一分支管路接压缩气源储罐，另一分支管路接选择性气源。该选择性气源可为压缩气源储罐，也可为通过其它形式输送的高压保护气体。

本实用新型还具有以下实施方式，为了实现保护气体的高速喷射与粉尘废气的有效回收，在所述出气管上设有用于将收集的粉尘废气抽出至清洗装置内的气泵，而在所述进气管上设有用于将气源抽吸入吹除装置的气泵；在所述两个分支管路上均设置有阀门。

为了适用于一体化设备，本实用新型所述的吹除装置与用于发射激光的激光头之间通过连接件一体连接，所述连接件为筒体结构，该筒体的下端筒口具有向外翻折的环形折边，所述环形折边固定在所述端盖的上表面上，所述连接件的上端筒口具有用于限位激光头的限位凸缘，所述连接件的侧壁上分别开有用于进气管与出气管通过的安装孔。

作为另一种实施方式，本实用新型独立于激光加工装置。

与现有技术相比，本实用新型具有如下显著的效果：

(1)本实用新型可有效地去除废气粉尘，减少加工工件表面的污染，防止损害其性能，而且能够提高加工工件质量，避免操作人员接触和吸入有害粉尘废气，保证人体健康。

(2)本实用新型的清洗装置可对废气中的粉尘和有害气体吸收沉淀，将清洗后的气体排出外界，有利于环保。

(3)高压保护气体可采用各种保护性气体，比如氦气、氮气等惰性气体，其对加工区域的材料在激光加热时起到保护作用；高压保护气体的压力也可以根据实际需要进行调整，在高压下高速喷射的气体可以起到辅助刻蚀的作用。

(4)本实用新型的结构简单，采用与激光加工装置一体化连接和独立于激光加工装置两种方式，分别适用于不同场合，方便根据具体情况使用。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型实施例1的结构示意图；

图2是吹除装置的结构爆炸示意图；

图3是吹除装置是沿中轴线的纵向半剖示图；

图4是本实用新型实施例2的结构示意图；

图5是吹除装置的结构爆炸示意图；

图6是吹除装置沿中轴线的纵向半剖示图。

具体实施方式

实施例1

如图1～3所示，是本实用新型一种激光加工粉尘废气处理系统，包括机架1和安装在机架1上的吹除装置2，吹除装置2独立于激光加工装置50，激光加工装置50上具有用于射出激光的激光头80，本实施例中的激光加工装置50所射出激光的光路和照射位置固定，激光扫描是通过移动加工件来实现的。吹除装置2具有封闭壳体，壳体上设有用于与高压保护气体的气源连接的进气口、用于将粉尘废气抽出于外界的出气口和用于通过激光束的激光入口，壳体内具有相互隔离的进气通道3、激光通道4和出气通道5，进气口与进气通道3相通，出气口与出气通道5相通，而激光入口则与激光通道4相通，在进气口设有进气嘴21，出气口设有出气嘴22，而激光入口则设有激光接头23。

在本实施例中，壳体包括壳身和端盖25，壳身由三个筒体26、27及28组成，各筒体26、27及28的径向直径依次减小且按照直径由小至大顺序使各筒体套装在一起，即以径向直径最小的筒体26为中心从内至外依次形成第一环形腔室和第二环形腔室，即筒体26的外壁与筒体27的内壁之间形成第一环形腔室，筒体27的外壁与筒体28的内壁之间形成第二环形腔室，第一环形腔室作为进气通道3，第二环形腔室作为出气通道5，筒体26的内部作为激光通道4；各筒体26、27及28的上端筒口平齐且端盖25设于其上，进气嘴21、出气嘴22及激光接头23分别设于端盖25上，进气嘴21和出气嘴22分别为数个，在端盖25上按圆周均匀分布，以实现气流的均匀。其中，激光接头23设置在端盖25的中心部位，第一环形腔室围括激光通道4，而第二环形腔室则围括第一环形腔室。

各筒体26、27及28自上端筒口至下端筒口逐渐缩小，第一环形腔室的下端口为进气通道3的出口31，而第二环形腔室的下端口为出气通道5的进口51，筒体26的下端筒口为激光出口32，激光出口32内置于进气通道3的出口31中，而进气通道3的出口31则内置于出气通道5的进口51中。

端盖25为一板体，在该板体的底面上设有三个以端盖25的中心部位为圆心依次环套在一起的环形凸缘61、62及63，各环形凸缘61、62及63分别与各筒体26、27及28的上端筒口对应相适配，即环形凸缘61与筒体26的上端筒口之间、环形凸缘62与筒体27的上端筒口之间及环形凸缘63与筒体28的上端筒口之间通过可拆卸式连接结构连接，可拆卸的连接结构为螺纹连接结构，包括设置在各筒体上端筒口的内螺纹、设于各环形凸缘上的内螺纹，内、外螺纹相适配。

本实用新型还包括清洗装置8，清洗装置8具有用于盛放清洗液41的密闭腔体，在该腔体上设有废气进口81与气体出口82，废气进口81与出气通道5的出气嘴22连通，气体出口82则与外界相通；出气嘴22连接有出气管40，该出气管40的另一端管口即为废气进口81穿过清洗装置8的腔室顶面伸至清洗液41中。在其它实施例中，清洗液也可以替换为水等液体。

气源采用压缩气源储罐42，进气嘴21连接有进气管43，进气管43向气源来源方向分为两个分支管路44、45，其中一分支管路44接压缩气源储罐42，另一分支管路45接选择性气源。该选择性气源可为压缩气源储罐，也可为通过其它形式输送的高压保护气体。在出气管40上设有用于将收集的粉尘废气抽出至清洗装置内的气泵61，而在进气管43上设有用于将气源抽吸入吹除装置的气泵62；在两个分支管路44、45上均设置有阀门63、64。

本实用新型的工作过程是：样品70放置在X、Y轴位移平台80上，高压保护气体由气泵从压缩气源储罐通过进气管抽入进气通道中，激光束与高压气体通过进气通道的出气口作用于加工材料上的工作区域，将激光加工处所产生的粉尘和废气向四周吹出，而出气管上设置的气泵将粉尘和废气，连通外界空气一起抽吸入出气通道内，并通过出气管进入清洗装置中，废气和粉尘由废气进口进入清洗液中，对粉尘和有害气体进行吸收沉淀，清洗后的气体最终由气体出口排出外界。

因此，本实用新型可有效地去除废气粉尘，减少加工工件表面的污染，防止损害其性能，而且能够提高加工工件质量，避免操作人员接触和吸入有害粉尘废气，保证人体健康；高压保护气体可采用各种保护气体，其对加工区域的材料在激光加热时起到保护作用；高压保护气体的压力也可以根据实际需要进行调整，在高压下高速喷射的气体可以起到辅助刻蚀的作用。

本实施例中的激光加工粉尘废气处理系统与激光加工装置独立设置，与激光加工装置没有连接，方便使用，适应性强。

实施例2

如图4～6所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：吹除装置2与激光头80之间通过连接件90一体连接，连接件90为筒体结构，该筒体的下端筒口具有向外翻折的环形折边91，环形折边91固定在端盖25的上表面上，连接件90的上端筒口具有用于限位激光头80的限位凸缘92，连接件90的侧壁上分别开有用于进气管43与出气管40通过的安装孔93。

本实施例采用一体化的方式安装在激光头上，适用于一体化设计的设备；本实施例的工作过程与实施例1相同。

本实用新型的实施方式不限于此，根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型的吹除装置、清洗装置等还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光加工粉尘废气处理系统，包括机架(1)，其特征在于：还包括安装在所述机架(1)上的吹除装置(2)，所述吹除装置(2)具有封闭壳体，所述壳体上设有用于与高压保护气体的气源连接的进气口、用于将粉尘废气抽出于外界的出气口和用于通过激光束的激光入口，所述壳体内具有相互隔离的进气通道(3)、激光通道(4)和出气通道(5)，所述进气口与进气通道(3)相通，所述出气口与出气通道(5)相通，而所述激光入口则与所述激光通道(4)相通。

2.根据权利要求1所述的激光加工粉尘废气处理系统，其特征在于：所述壳体包括壳身和端盖(25)，所述壳身由三个筒体(26、27、28)组成，各筒体(26、27、28)的径向直径依次减小且按照直径由小至大顺序使各筒体(26、27、28)套装在一起，即以径向直径最小的筒体(26)为中心从内至外依次形成第一环形腔室和第二环形腔室，所述第一环形腔室作为进气通道(3)，第二环形腔室作为出气通道(5)，而所述径向直径最小筒体(26)的内部作为所述激光通道(4)；所述各筒体(26、27、28)的上端筒口平齐且所述端盖(25)设于其上，所述进气口、出气口与激光入口分别设于所述端盖(25)上，其中，所述激光入口设置在所述端盖(25)的中心部位，所述第一环形腔室围括所述激光通道(4)，而所述第二环形腔室则围括所述第一环形腔室。

3.根据权利要求2所述的激光加工粉尘废气处理系统，其特征在于：所述各筒体(26、27、28)自上端筒口至下端筒口逐渐缩小，所述第一环形腔室的下端口为进气通道(3)的出口(31)，而所述第二环形腔室的下端口为出气通道(5)的进口(51)，所述直径最小筒体的下端筒口为激光出口(32)，所述激光出口(32)内置于所述进气通道(3)的出口(31)中，而所述进气通道(3)的出口(31)则内置于所述出气通道(5)的进口(51)中。

4.根据权利要求2或3所述的激光加工粉尘废气处理系统，其特征在于：所述端盖(25)为一板体，在该板体的底面上设有三个以端盖(25)的中心部位为圆心依次环套在一起的环形凸缘(61、62、63)，所述各环形凸缘(61、62、63)分别与各筒体(26、27、28)的上端筒口对应相适配，即环形凸缘与其所对应的筒体的上端筒口之间通过可拆卸式连接结构连接。

5.根据权利要求4所述的激光加工粉尘废气处理系统，其特征在于：所述进 气口设有进气嘴(21)，所述出气口设有出气嘴(22)，而所述激光入口则设有激光接头(23)；所述进气嘴(21)和出气嘴(22)分别为数个，在端盖(25)上按圆周均匀分布。

6.根据权利要求5所述的激光加工粉尘废气处理系统，其特征在于：所述激光加工粉尘废气处理系统还包括清洗装置(8)，所述清洗装置(8)具有用于盛放清洗液(41)的密闭腔体，在该腔体上设有废气进口(81)与气体出口(82)，所述废气进口(81)与出气嘴(22)连通，所述气体出口(82)则与外界相通。

7.根据权利要求6所述的激光加工粉尘废气处理系统，其特征在于：所述出气嘴(22)连接有出气管(40)，该出气管(40)的另一端管口即为所述废气进口(81)穿过所述清洗装置(8)的腔室顶面伸至清洗液(41)中。

8.根据权利要求7所述的激光加工粉尘废气处理系统，其特征在于：所述气源采用压缩气源储罐(42)，所述进气嘴(21)连接有进气管(43)，所述进气管(43)向气源来源方向分为两个分支管路(44、45)，其中一分支管路(44)接压缩气源储罐(42)，另一分支管路(45)接选择性气源。

9.根据权利要求8所述的激光加工粉尘废气处理系统，其特征在于：在所述出气管(40)上设有用于将收集的粉尘废气抽出至清洗装置(8)内的气泵(61)，而在所述进气管(43)上设有用于将气源抽吸入吹除装置(2)的气泵(62)；在所述两个分支管路(44、45)上均设置有阀门(63、64)。

10.根据权利要求9所述的激光加工粉尘废气处理系统，其特征在于：所述的吹除装置(2)与用于发射激光的激光头(80)之间通过连接件(90)一体连接，所述连接件(90)为筒体结构，该筒体的下端筒口具有向外翻折的环形折边(91)，所述环形折边(91)固定在所述端盖(25)的上表面上，所述连接件(90)的上端筒口具有用于限位激光头(80)的限位凸缘(92)，所述连接件(90)的侧壁上分别开有用于进气管(43)与出气管(40)通过的安装孔(93、94)。 

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