CN215579518U - 微型高精度激光冷水机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微型高精度激光冷水机，包括外部壳体及内部设置的制冷循环组件、水循环组件和控制电路，制冷循环组件包括压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细铜管和换热器。本实用新型采用高效的微型压缩机、冷凝器和对冲式板式换热器，保证了热量的充分转换、大幅度提高了系统的制冷效率的同时。

Description

微型高精度激光冷水机

技术领域

本实用新型涉及冷却设备领域，特别涉及一种微型高精度激光冷水机。

背景技术

目前激光的频率高达1013～1050Hz，相对应的波长只有十亿分之一米左右。激光工作时激光的增益介质吸收了泵浦光的能量，由于激光的转换效率并不高，很大一部分能量转化成了热量，大量的热会导致晶体内部能量分布不均匀，进而影响激光器的输出性能及工作精度。目前市场较为常用的高精度激光器为紫外激光器，该紫外激光器采用了三阶腔内倍频技术，光束仅有355nm，同红外激光相比聚焦光斑小，雕刻精度高，因此需要保证高精度则更大的制冷量以及更高的温度控制精度。目前常用的激光降温设备有以下两种：

1、半导体制冷器：它利用特种半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对，将P型半导体的热量转移至N型半导体端，两端产生温差而形成冷热端，利用冷端对激光器进行换热放热。半导体制冷设备具有质量轻、体积小的优点，但其制冷效率较低，制冷性能随环境温度、电压、导冷块厚度、冷端散热模式，机械压力、导热相变材料材质影响而呈非线性变化，导致温控精度低，同时寿命较短。

2、冷水机：压缩机将内部的的制冷剂进行压缩增温增压形成气态进入冷凝器，通过风冷的形式将制冷剂的热量放出，形成低温高压的液体经过毛细管后进入蒸发器，通过蒸发器与激光换热，吸热的制冷剂气化后回到压缩机进行下个循环。采用压缩式冷水机具有精度高、制冷效率高、性能可靠、寿命长的特点，但其原理上通过一系列的装置进行降温，相应的也需要占用非常大的空间，质量也随之增大。

如今用户需要制冷设备的不仅是冷量足、降温精度高的特点，希望冷水机能够满足制冷性能需求的同时，还能够拥有精度高、体积小、质量轻、与激光器进行有效的集成的特点。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的主要目的在于提供一种微型高精度激光冷水机，旨在解决现有技术中脉冲焊接机大部分都是一个焊头，并且调节焊头的水平与垂直的位置比较复杂，在焊接过程中焊接效率低下，效果差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种微型高精度激光冷水机，包括外部壳体及内部设置的制冷循环组件、水循环组件和控制电路，制冷组件包括压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细铜管和换热器；

水循环组件包括第一水接头、第二水接头、加水管、水箱和水泵；

控制电路包括电接头、开关电源、主板屏幕、转接板、压缩机驱动板、温度传感器、流量计、液位开关、信号端口、I/O报警端口、加热棒和风扇，

压缩机与冷凝器连接，冷凝器与干燥过滤器连接，干燥过滤器与毛细铜管连接，毛细铜管与换热器连接，换热器与压缩机连接，形成内部含有循环流动的制冷剂封闭回路，

换热器内部设有两组通道，一组供给制冷剂循环，另一组供给水循环，第二水接头与换热器连接，换热器与水箱连接，

水箱与水泵连接，与第一水接头连接，第一水接头、第二水接头通过快插头及外部管路与激光器连通，已构成密封的水循环。

在其中一个实施例中，制冷组件内部的连接管道均为铜管，之间的连接方式均为焊接连接。

在其中一个实施例中，压缩机为微型直流压缩机。

在其中一个实施例中，第一水接头和第二水接头安装在外部壳体上，且接口朝外。

在其中一个实施例中，加水管固定在水箱上，并向上突出到外部壳体表面，其顶部由盖帽盖住。

在其中一个实施例中，水泵与第一水接头之间连接用于监测水循环的实时流量大小的流量。

在其中一个实施例中，水泵与水箱直接通过直通接头连接，换热器设置于压缩机下方，风扇处于冷凝器后方，出风方向朝向外部壳体外。

在其中一个实施例中，电接头与开关电源相连接、开关电源分别与主板屏幕、压缩机驱动板、转接板、加热棒的一端电连接，的压缩机驱动板与压缩机、风扇进行电连接，的转接板与加热棒另一端、水泵、I/O报警端口相连接，的主板屏幕与流量计、液位开关、温度传感器、信号端口相连接。

本实用新型的有益效果如下：

该紫外激光微型制冷系统所选择的所有配件均为微型高效配件，通过采用高效的微型压缩机、冷凝器和对冲式板式换热器，保证了热量的充分转换、大幅度提高了系统的制冷效率的同时，设备内结构紧凑，从而达到体积小、质量轻、冷量足的特点。换热器采用对冲式板式换热器，使制冷液与循环水流能够间壁交错对流，最大面积地进行热量交换，提升了制冷系统的换热效率，减少换热器体积。对制冷系统的制冷量、控制算法、可靠性设计采用自主研发的高精度算法，在确保最大程度利用系统的同时，保证了制冷系统的温度控制精度，同时保证了设备运行的可靠性、安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型中的外部壳体及外部各部件结构示意图。

图2为本实用新型内部管路连接示意图。

图3为本实用新型中的外部壳体另一视角及出风口设置位置示意图。

图4为本实用新型中内部各部件拆解结构示意图。

【主要部件/组件附图标记说明表】

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(例如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定状态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体成型；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型中各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例1：

参照图1～图4，一种微型高精度激光冷水机，包括外部壳体1及内部设置的制冷循环组件、水循环组件和控制电路，制冷组件包括压缩机22、冷凝器24、干燥过滤器25、毛细铜管26和换热器；

水循环组件包括第一水接头3、第二1水接头、加水管、水箱2和水泵20；

控制电路包括电接头、开关电源29、主板屏幕13、转接板291、压缩机22驱动板290、温度传感器27、流量计、液位开关28、信号端口31、I/O报警端口32、加热棒292和风扇，

压缩机22与冷凝器24连接，冷凝器24与干燥过滤器25连接，干燥过滤器25与毛细铜管26连接，毛细铜管26与换热器连接，换热器与压缩机22连接，形成内部含有循环流动的制冷剂封闭回路，

换热器内部设有两组通道，一组供给制冷剂循环，另一组供给水循环，第二水接头30与换热器连接，换热器与水箱2连接，

水箱2与水泵20连接，与第一水接头3连接，第一水接头3、第二水接头30通过快插头及外部管路与激光器连通，已构成密封的水循环。

参照图2、图4，优选地，制冷组件内部的连接管道均为铜管，之间的连接方式均为焊接连接。

参照图4，优选地，压缩机22为微型直流压缩机22。

参照图4，优选地，第一水接头3和第二水接头30安装在外部壳体1上，且接口朝外。

参照图4，优选地，加水管固定在水箱2上，并向上突出到外部壳体1表面，其顶部由盖帽盖住。

参照图4，优选地，水泵20与第一水接头3之间连接用于监测水循环的实时流量大小的流量。

参照图4，优选地，水泵20与水箱2直接通过直通接头连接，换热器设置于压缩机22下方，风扇处于冷凝器24后方，出风方向朝向外部壳体1外。

参照图1、图4，优选地，电接头与开关电源29相连接、开关电源29分别与主板屏幕13、压缩机22驱动板290、转接板291、加热棒292的一端电连接，的压缩机22驱动板290与压缩机22、风扇进行电连接，的转接板291与加热棒292另一端、水泵20、I/O报警端口32相连接，的主板屏幕13与流量计、液位开关28、温度传感器27、信号端口31相连接。

本实用新型的工作原理如下：

制冷系统工作时，通过屏幕主板控制器开启制冷主机，整套装备就开始工作，冷水源源不断地流经外部水管，流经紫外激光器的冷板时将其热量带走，从而达到降温的目的。水流在冷水机内部水泵20的作用下，依次流过激光器冷板、换热器，最后再回到水箱2进行下一次循环。在此过程中，水流将冷板吸收的激光器产生的热量不断地带到换热器。

在制冷系统中，制冷剂在压缩机22的作用下，在压缩机22、冷凝器24、干燥过滤器25、毛细铜管26和换热器之间循环流动。压缩机22在压缩机22驱动板290的驱动下高速转动，把低温低压的制冷剂压缩为高温高压的蒸汽；在冷凝器24中，气态制冷剂在风扇的作用下将热量散到环境中去，从而凝结为低温高压的液态；干燥过滤器25过滤制冷剂中的水分和杂质，保护制冷模块；毛细铜管26将低温高压的液态制冷剂的压力降低，为蒸发做准备；换热器实质上是制冷系统中的蒸发器，在此处，由于空间突然加大，液态制冷剂会迅速蒸发成气态，同时吸收大量的热量。

整套装备的制冷流程为：激光机将热量传给循环流过冷板的水，水流将热量带到换热器并传递给制冷剂，制冷剂将热量带到冷凝器24并最终散到环境中去。

使用时，首先通过加水管向制冷主机中的水箱2加满水，将外部水管与冷水机进出水口进行连接形成闭合回路，打开冷水机背后的翘板开关，按下主板屏幕13控制器上的启动键，电源对压缩机22、水泵20、风扇供电，制冷主机开始工作。用户可根据自身的需要，通过控制器来设定目标水温。温度传感器27将采集到的温度值传递给控制器，控制器根据实时水温和设定温度之间的关系来调节压缩机22的启停和转速：当水温低于设定温度时，压缩机22的转速提高，制冷量加大，水温降低；当水温高于设定温度时，压缩机22的转速降低，制冷量减小，水温升高。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种微型高精度激光冷水机，其特征在于，包括外部壳体及内部设置的制冷循环组件、水循环组件和控制电路，所述制冷循环组件包括压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细铜管和换热器；

所述水循环组件包括第一水接头、第二水接头、加水管、水箱和水泵；

所述控制电路包括电接头、开关电源、主板屏幕、转接板、压缩机驱动板、温度传感器、流量计、液位开关、信号端口、I/O报警端口、加热棒和风扇，

所述压缩机与所述冷凝器连接，所述冷凝器与所述干燥过滤器连接，所述干燥过滤器与所述毛细铜管连接，所述毛细铜管与所述换热器连接，所述换热器与所述压缩机连接，形成内部含有循环流动的制冷剂封闭回路，

所述换热器内部设有两组通道，一组供给制冷剂循环，另一组供给水循环，所述第二水接头与所述换热器连接，所述换热器与所述水箱连接，

所述水箱与所述水泵连接，所述与所述第一水接头连接，所述第一水接头、第二水接头通过快插头及外部管路与激光器连通，已构成密封的水循环。

2.根据权利要求1所述的微型高精度激光冷水机，其特征在于，所述制冷循环组件内部的连接管道均为铜管，之间的连接方式均为焊接连接。

3.根据权利要求1所述的微型高精度激光冷水机，其特征在于，所述压缩机为微型直流压缩机。

4.根据权利要求1所述的微型高精度激光冷水机，其特征在于，所述第一水接头和所述第二水接头安装在所述外部壳体上，且接口朝外。

5.根据权利要求1所述的微型高精度激光冷水机，其特征在于，所述加水管固定在所述水箱上，并向上突出到外部壳体表面，其顶部由盖帽盖住。

6.根据权利要求1所述的微型高精度激光冷水机，其特征在于，所述水泵与所述第一水接头之间连接用于监测水循环的实时流量大小的流量。

7.根据权利要求1所述的微型高精度激光冷水机，其特征在于，所述水泵与所述水箱直接通过直通接头连接，所述换热器设置于所述压缩机下方，所述风扇处于所述冷凝器后方，出风方向朝向外部壳体外。

8.根据权利要求1所述的微型高精度激光冷水机，其特征在于，所述电接头与所述开关电源相连接、所述开关电源分别与所述主板屏幕、压缩机驱动板、转接板、加热棒的一端电连接，所述的压缩机驱动板与所述压缩机、风扇进行电连接，所述的转接板与所述加热棒另一端、水泵、I/O报警端口相连接，所述的主板屏幕与所述流量计、液位开关、温度传感器、信号端口相连接。

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