CN216901030U - 液冷装置及光隔离器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种液冷装置及光隔离器，液冷装置包括套筒、液冷插芯以及端盖，套筒套设于液冷插芯外，液冷插芯的一端与套筒的一端密封连接，液冷插芯与套筒之间设置有冷却液容纳空间。端盖设置于套筒的另一端，端盖与套筒密封连接，端盖与液冷插芯的另一端密封连接。本申请实施例中设置有液冷装置，液冷装置的液冷插芯用于套设于光隔准直头外，液冷装置的冷却液容纳空间内填充有冷却液，冷却液流动从而带走光隔准直头上的热量，进而实现对光隔准直头的散热，避免光隔准直头上热量积累过多，减少由于过热而造成的光隔离器的隔离度不高的问题。

Description

液冷装置及光隔离器

技术领域

本申请属于光隔离器领域，尤其涉及液冷装置及光隔离器。

背景技术

在激光器领域中，反射光可能导致器件损坏，因此需要用光隔离器来阻挡反射光。光隔离器是只允许光沿一个方向通过，且阻挡相反方向的光的器件。相关技术中，涉及到高功率光束时，光隔离器的光隔准直头上容易积累过多热量，从而导致隔离度不高的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种用于光隔准直头的液冷装置及光隔离器，可以对光隔准直头进行散热。

第一方面，本申请实施例提供一种液冷装置，应用于光隔准直头，包括：

液冷插芯，用于套设于所述光隔准直头外；

套筒，套设于所述液冷插芯外，所述液冷插芯的一端与所述套筒的一端密封连接，所述液冷插芯与所述套筒之间设置有冷却液容纳空间；

端盖，设置于所述套筒的另一端，所述端盖与所述套筒密封连接，所述端盖与所述液冷插芯的另一端密封连接。

可选的，所述液冷插芯包括：

主体部，所述套筒套设于所述主体部外，所述主体部与所述套筒形成所述冷却液容纳空间；

连接部，与所述主体部连接，所述连接部与所述套筒远离所述端盖的一端密封连接。

可选的，所述主体部靠近所述套筒的一面上设置有流道槽，所述套筒与所述流道槽围设形成所述冷却液容纳空间。

可选的，所述套筒上设置有进液口和出液口，所述液冷装置还包括：

进液接头，部分穿设于所述进液口中，所述进液接头通过所述进液口与所述冷却液容纳空间连通；

出液接头，部分穿设于所述出液口中，所述出液接头通过所述出液口与所述冷却液容纳空间连通。

可选的，还包括：

第一密封圈，所述端盖与所述套筒通过所述第一密封圈密封；

第二密封圈，所述端盖与所述主体部通过所述第二密封圈密封。

可选的，所述液冷插芯与所述光隔准直头之间填充有导热材料。

可选的，所述液冷装置还包括安装座，所述安装座设置于所述套筒背离所述液冷插芯的一面，所述安装座与所述套筒连接。

可选的，所述安装座上设置有滑槽，所述套筒上设置有凸台，所述凸台设置于所述滑槽内。

第二方面，本申请实施例还提供一种光隔离器，包括：

光隔准直头；

如上所述的液冷装置，所述液冷装置套设于所述光隔准直头外。

可选的，光隔离器包括：

本体，所述光隔准直头设置于所述本体的两端，且与所述本体连接，所述端盖设置于所述本体与所述套筒之间。

本申请实施例中，液冷装置包括套筒、液冷插芯以及端盖，套筒套设于液冷插芯外，液冷插芯的一端与套筒的一端密封连接，液冷插芯与套筒之间设置有冷却液容纳空间。端盖设置于套筒的另一端，端盖与套筒密封连接，端盖与液冷插芯的另一端密封连接。本申请实施例中设置有液冷装置，液冷装置的液冷插芯用于套设于光隔准直头外，液冷装置的冷却液容纳空间内填充有冷却液，冷却液流动从而带走光隔准直头上的热量，进而实现对光隔准直头的散热，避免光隔准直头上热量积累过多，减少由于过热而造成的光隔离器的隔离度不高的问题。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其有益效果显而易见。

图1为本申请实施例提供的光隔离器的结构示意图。

图2为本申请实施例中液冷装置的爆炸结构示意图。

图3为本申请实施例中套筒的结构示意图。

图4为本申请实施例中液冷插芯的结构示意图。

图5为本申请实施例中套筒与液冷插芯的装配体的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

在激光器领域中，光纤激光器等器件对连接器、熔接点等处反射的光比较敏感，反射光可能导致器件损坏。因此，需要用光隔离器来阻挡反射光，光隔离器是只允许光沿一个方向通过，且阻挡相反方向的光的器件。光隔离器的光隔准直头上容易积累过多热量，从而导致隔离度不高的问题。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的光隔离器的结构示意图。一种光隔离器100，包括本体1、光隔准直头2和液冷装置3。其中，光隔准直头2设置于本体1的一端且与本体1连接，液冷装置3套设于光隔准直头2外。

请参阅图2，图2为本申请实施例中液冷装置的爆炸结构示意图。液冷装置3包括套筒31、液冷插芯34以及端盖35，套筒31套设于液冷插芯34外，液冷插芯34的一端与套筒31的一端密封连接，液冷插芯34与套筒31之间设置有冷却液容纳空间32。端盖35设置于套筒31的另一端，端盖35与套筒31密封连接，端盖35与液冷插芯34的另一端密封连接。

相关技术中，在光隔离器的使用过程中，光隔准直头是光隔离器中温度最高的部分。本申请实施例提供的光隔离器100中，液冷装置3用于光隔准直头2的散热，液冷插芯34可以用于套设于光隔准直头2外，液冷装置3的冷却液容纳空间32内填充有冷却液。冷却液在冷却液容纳空间32内流动，从而带走光隔准直头2上的热量，进而实现对光隔准直头2的散热。液冷装置3能够有效地降低光隔离器100工作过程中关键部分的温度，实现了冷却的最大化设计。光隔离器100与激光器配合使用时，光隔离器100的稳定运行也有利于激光器光学性能的稳定。

需要说明的是，光隔离器的功率较高时，光隔准直头上的热量会迅速积累。散热条件较差时，容易出现隔离度降低的问题。对于大功率的光束，光隔离器的温控要求非常苛刻。因此，光隔离器系统的设计过程中，有必要对关键热耗元器件进行热设计研究，采取有效的散热措施以提高光隔离器的热可靠性，延长光隔离器的工作寿命。通常而言，500瓦以上的光隔离器为大功率光隔离器，本申请实施例中的液冷装置3可以用于大功率光隔离器的散热，液冷装置3的设置可以避免光隔准直头2上热量积累过多，使光隔离器100可以较长时间地在大功率下稳定工作，减少由于过热而造成的光隔离器100的隔离度不高的问题。当然，本申请实施例中的液冷装置3也可以用于小功率的光隔离器的散热。

其中，请参阅图3，图3为本申请实施例中套筒的结构示意图。套筒31上设置有第一容纳孔312，液冷插芯34设置于第一容纳孔312内，套筒31与液冷插芯34之间具有间隙，以使得液冷插芯34与套筒31的内壁形成冷却液容纳空间32。套筒31包括相对设置的第一端面313和第二端面314，第一端面313与端盖35密封连接，第二端面314与液冷插芯34密封连接。

请参阅图4和图5，图4为本申请实施例中液冷插芯的结构示意图，图5为本申请实施例中套筒与液冷插芯的装配体的剖视图。液冷插芯34上设置有第二容纳孔343，光隔准直头2设置于第二容纳孔343内。液冷插芯34的第二容纳孔343与光隔准直头2相适配，即第二容纳孔343的直径等于或略大于光隔准直头2的直径，光隔准直头2能够与液冷插芯34接触，以便于将热量传递给液冷装置3。其中，液冷插芯34包括主体部341和连接部342，套筒31套设于主体部341外，主体部341与套筒31形成冷却液容纳空间32。连接部342与主体部341连接，连接部342与端盖35相对设置，连接部342与套筒31远离端盖35的一端密封连接。主体部341包括相对设置的第三端面3412与第四端面，主体部341的第四端面与连接部342连接，主体部341的第三端面3412与第一端面313平齐设置，主体部341的第三端面3412与端盖35密封连接。

需要说明的是，液冷插芯34也可以不采用连接部342和主体部341的这种结构设计，液冷插芯34可以仅包括主体部341，套筒31的两端各设置一端盖35，套筒31两端的端盖35对液冷装置3进行密封，此处不做限制。

如图4，主体部341背离光隔准直头2的一面上设置有流道槽345，套筒31与流道槽345围设形成冷却液容纳空间32。流道槽345可以均布于主体部341的表面，示例性的，流道槽345可以为螺旋结构分布于主体部341的表面，螺旋设计可以增大散热面积。可以理解的是，冷却液在流道槽345内流动，流道槽345能够对冷却液起到引导作用，流道槽345可以将冷却液按照螺旋给进方向进行导流以递进形成层流，冷却液可有效地对液冷插芯34外表面进行包覆，螺旋设计也尽可能地规避了紊流死角。需要说明的是，也可以采用其他形状布置流道槽345，如采用波浪形、直线型等，此处不做限制。可以理解的是，不同的功率的光隔离器100对散热的要求不同，液冷插芯34可以需根据光隔离器100的实际散热需求对其流道的结构设计进行调整，如流道槽345的截面积、流道槽345的布置等。

液冷插芯34可以采用导热性能强的材料制作，以将光隔准直输出头产生的热量迅速传导至液冷插芯34外表面，并由冷却液带走。如，可选用紫铜制造液冷插芯34，该材料具备极佳的导热性能，当然也可以是其他导热性能好的材料，此处不做限制。

液冷插芯34与光隔准直头2之间填充有导热材料，示例性的，光隔准直头2插入液冷插芯34的第二容纳孔343时，可以先在光隔准直头2上涂敷导热材料，导热材料为导热系数较高的相变材料，如导热硅脂，当然也可以为其他具有导热功能的材料，此处不做限制。当光隔离器100工作时，其准直输出头急剧产生的热量经导热硅脂传导至液冷插芯34上，然后热量被流道槽345内环抱流动的冷却液迅速带走。

需要说明的是，套筒31上设置有进液口316和出液口317，冷却液从进液口316进入流道槽345，冷却液沿着流道槽345流动，随后从出液口317流出流道槽345。其中，流道槽345的首端与进液口316对齐，流道槽345的尾端与出液口317对齐。换言之，进液口316的正投影落在流道槽345的首端，出液口317的正投影落在流道槽345的尾端。可以理解的是，该种设置能够避免流道槽345的首端和尾端存在流动死角，冷却液能够从流道槽345的首端流动到尾端，冷却液容纳空间32内每一处的冷却液均能够流动，有利于提高液冷装置3的散热效率。

如图2和图5，液冷装置3还包括进液节约37和出液接头38，进液节约37靠近液冷插芯34的连接部342设置，出液接头38靠近端盖35设置。进液节约37部分穿设于进液口316中，进液节约37通过进液口316与冷却液容纳空间32连通。出液接头38部分穿设于出液口317中，出液接头38通过出液口317与冷却液容纳空间32连通。示例性的，液冷装置3还包括一液泵，液泵的一端与进液节约37连接，液泵的另一端与出液接头38连接。液泵通过进液节约37将冷却液注入冷却装置，冷却液通过进液孔进入冷却液容纳空间32。随后，冷却液在流道槽345内几经转旋到达流道槽345的尾端，冷却液经出液口317导出冷却液容纳空间32，冷却液经出液接头38从液冷装置3中流出，由此形成为一个封闭的完整的冷却管路。冷却液重新回到液泵，冷却液换热降温后再由液泵输入液冷装置3，如此循环往复以实现散热。冷却液可以为水、冷媒等传热性能较好的液体，此处对冷却液的种类不做限制。需要说明的是，进液节约37和出液接头38均需自带密封圈，以避免在进液口316和出液口317出现漏液。

液冷装置3还包括第一密封圈33，端盖35与套筒31通过第一密封圈33密封。其中，套筒31的第一端面313上开设有第一密封槽315，第一密封圈33设置于第一密封槽315内，端盖35通过螺丝与套筒31连接，以将端盖35、第一密封圈33以及套筒31的第一端面313压紧密封。需要说明的是，套筒31的第二端面314上也可以开设第一密封槽315，液冷插芯34的连接部342通过螺丝与套筒31连接，以将连接部342、第一密封圈33以及套筒31的第二端面314压紧密封，防止冷却液渗出。

液冷装置3还包括第二密封圈39，端盖35与液冷插芯34的主体部341通过第二密封圈39密封。示例性的，主体部341的第四端面上开设有第二密封槽3415，第二密封圈39设置于第二密封槽3415内。可以理解的是，液冷插芯34的第三端面3412与套筒31的第一端面313平齐设置，端盖35与套筒31通过螺钉连接时，端盖35也可以与液冷插芯34的第三端面3412抵接，以使端盖35、第二密封圈39以及第三端面3412压紧密封，防止冷却液渗出。

需要说明的是，光隔准直头2是光隔离器100的重要部件，液冷装置3套设于光隔准直头2外，在液冷装置3对光隔准直头2进行散热时，需要避免液冷装置3压坏光隔准直头2。因此，需要另外对液冷装置3进行安装固定，避免液冷装置3压坏光隔准直头2。为了方便安装固定，如图2和图3，液冷装置3还包括安装座36，安装座36设置于套筒31背离液冷插芯34的一面，安装座36与套筒31连接。安装座36将液冷装置3安装在其他部件上，如操作台、安装支架等，能有效避免液冷装置3压坏光隔准直头2。安装座36上设置有滑槽，套筒31上设置有凸台318，凸台318设置于滑槽内。安装座36亦可根据光隔准直头2的结构变化在水平及垂直方向上做相应的位移调节。另外，本体1的两端均设有光隔准直头2，液冷装置3套设于光隔准直头2上，本体1两端的安装座36固定液冷装置3的同时，限制光隔准直头2沿其轴线方向移动，光隔准直头2与液冷装置3之间无需其他连接件进行固定连接，产品结构紧凑。

如图1和图2，端盖35设置于本体1与套筒31之间，液冷插芯34的连接部342朝外无任何阻挡。当液冷装置3出现故障时，可以方便的将液冷插芯34的连接部342与套筒31拆卸，维修人员可以握持液冷插芯34的连接部342将液冷插芯34从套筒31的第一容纳孔312中取出，而无需将液冷装置3整体拆卸后进行检修，方便快捷。该液冷装置3结构紧凑，液冷装置3的所有零部件均可以拆卸、更换，便于维修和保养。套筒31、端盖35、安装座36可以采用机加工性能好、导热性好的材料进行生产制造，如铝材，铝材具有成本低、可加工性强等优点，当然也可以采用其他的材料进行加工，此处不做限制。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本申请实施例所提供的焊接装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种液冷装置，应用于光隔准直头，其特征在于，包括：

液冷插芯，用于套设于所述光隔准直头外；

套筒，套设于所述液冷插芯外，所述液冷插芯的一端与所述套筒的一端密封连接，所述液冷插芯与所述套筒之间设置有冷却液容纳空间；

端盖，设置于所述套筒的另一端，所述端盖与所述套筒密封连接，所述端盖与所述液冷插芯的另一端密封连接。

2.根据权利要求1所述的液冷装置，其特征在于，所述液冷插芯包括：

主体部，所述套筒套设于所述主体部外，所述主体部与所述套筒形成所述冷却液容纳空间；

连接部，与所述主体部连接，所述连接部与所述套筒远离所述端盖的一端密封连接。

3.根据权利要求2所述的液冷装置，其特征在于，所述主体部靠近所述套筒的一面上设置有流道槽，所述套筒与所述流道槽围设形成所述冷却液容纳空间。

4.根据权利要求3所述的液冷装置，其特征在于，所述套筒上设置有进液口和出液口，所述液冷装置还包括：

进液接头，部分穿设于所述进液口中，所述进液接头通过所述进液口与所述冷却液容纳空间连通；

出液接头，部分穿设于所述出液口中，所述出液接头通过所述出液口与所述冷却液容纳空间连通。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的液冷装置，其特征在于，还包括：

第一密封圈，所述端盖与所述套筒通过所述第一密封圈密封；

第二密封圈，所述端盖与所述主体部通过所述第二密封圈密封。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的液冷装置，其特征在于，所述液冷插芯与所述光隔准直头之间填充有导热材料。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的液冷装置，其特征在于，所述液冷装置还包括安装座，所述安装座设置于所述套筒背离所述液冷插芯的一面，所述安装座与所述套筒连接。

8.根据权利要求7所述的液冷装置，其特征在于，所述安装座上设置有滑槽，所述套筒上设置有凸台，所述凸台设置于所述滑槽内。

9.一种光隔离器，其特征在于，包括：

光隔准直头；

如权利要求1至8中任一项所述的液冷装置，所述液冷装置套设于所述光隔准直头外。

10.根据权利要求9所述的光隔离器，其特征在于，包括：

本体，所述光隔准直头设置于所述本体的两端，且与所述本体连接，所述端盖设置于所述本体与所述套筒之间。

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