CN220782632U - 一种利用废热进行预热的激光加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用废热进行预热的激光加热装置，涉及激光加热的技术领域，包括激光模块、加热平台和水冷系统，水冷系统包括出水管、进水管和用于输出冷却水的水冷机，出水管的一端连接至水冷机，另一端连接至激光模块，激光模块与加热平台之间设置有传输件，加热平台设置有可供冷却水通过的预热结构，进水管一端连接至加热平台且连通至预热结构，另一端连接至水冷机，激光模块用于发出激光并通过激光对加热平台上的工件进行加工，加热平台用于放置待加热工件并对工件进行预热。该种利用废热进行预热的激光加热装置具有在对激光模块进行降温的同时利用该部分热量对待加热工件进行预热的优点，在实际应用中可减少能量损耗，提高生产效益。

Description

一种利用废热进行预热的激光加热装置

技术领域

本实用新型涉及激光加热的技术领域，特别是一种利用废热进行预热的激光加热装置。

背景技术

激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。激光用于加热具有非接触加热、远距离加热和快速加热等特点。然而激光加热过程中对激光模组自身的散热是一个很大的问题，通常的做法是通过冷却水带走激光模组产生的热，接着这一部分热被水冷机消散，这样使得这一部分热能无法得到利用，从而造成能量浪费。

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种新的技术方案以解决现存的技术问题。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种利用废热进行预热的激光加热装置，解决了激光模组工作时其内部产生的热量没有加以利用而造成能量浪费的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种利用废热进行预热的激光加热装置，包括激光模块、加热平台和水冷系统，所述水冷系统包括出水管、进水管和用于输出冷却水并通过冷却水给激光模块散热的水冷机，所述出水管的一端连接至水冷机的出水口，所述出水管的另一端连接至激光模块，所述激光模块与所述加热平台之间设置有可供冷却水通过的传输件，所述加热平台设置有可供冷却水通过进而给工件加热的预热结构，所述进水管一端连接至加热平台且连通至预热结构，所述进水管的另一端连接至水冷机的进水口，所述激光模块用于发出激光并通过激光对所述加热平台上的工件进行加工，所述加热平台用于放置待加热工件并对工件进行预热。

通过采用上述技术方案，设置预热结构，当冷却水流经激光模块吸收热量升温后流入预热结构中通过热传递的方式对加热平台上的工件进行预热，有利于实现废热的利用，减少能量浪费。

进一步地，所述预热结构包括两个对称开设于加热平台内部的蓄水空腔，一个所述蓄水空腔与传输件连通，另一个所述蓄水空腔与进水管连通，两个所述蓄水空腔之间均匀开设有若干连通两个蓄水腔的主通水道，所述主通水道靠近加热平台上表面一侧，所述预热结构内部还对称开设有位于主通水道两侧的次通水道，所述次通水道连通两端的蓄水空腔，所述次通水道靠近加热平台下表面一侧，两个所述次通水道传输路径上分别设置有水阀，所述加热平台内部设置有控制水阀开与闭的控制件。

通过采用上述技术方案，蓄水空腔、主通水道、次通水道配合使用，使得冷却水流经加热平台内部的时间相对延长，使得冷却水有更多的时间进行热传递。当控制件感应到加热平台上工件的温度低于加热平台内部的冷却水的温度时，控制水阀呈关闭状态，此时冷却水流经主通水道，通过热传递的方式对加热平台上的工件进行预热；当控制件感应到加热平台上工件的温度高于加热平台内部的冷却水的温度时，控制水阀呈打开状态，由于次通水道低于主通水道，此时冷却水从次通水道流出加热平台而不流经主通水道。

更进一步地，所述控制件为温度传感器，当所述加热平台上的工件温度高于流经加热平台内的冷却水的温度时，所述温度传感器控制水阀呈打开状态，当加热平台上的工件温度低于流经加热平台内的冷却水的温度时，所述温度传感器控制水阀呈关闭状态。

通过采用上述技术方案，温度传感器能够灵敏地感应温度差异，精确控制水阀的开与关，有利于预热过程的实现。

更进一步地，冷却水经过所述预热结构时通过热传递的方式对加热平台进行加热。

通过采用上述技术方案，以热传递方式的方式传递热量简单易操作，有利于简化装置结构。

更进一步地，所述传输件为保温水管，所述加热平台远离进水管的一侧通过保温水管连接至激光模块，所述保温水管连通至靠近保温水管一侧的蓄水空腔。

通过上述技术方案，保温水管的使用可以减少升温后冷却水在输送过程中的热量散失，有利于减少能量损耗。

更进一步地，所述出水管传输路径上设置有水管连接器，所述水管连接器一侧开设有单个接口，另一侧开设有多个接口，所述水管连接器的单个开口的一侧与出水管远离水冷机的一侧连接，所述水管连接器多个接口一侧设置有与接口一一对应的次出水管，所述次出水管远离水管连接器的一端分别连接至激光模块。

通过采用上述技术方案，设置水管连接器将单接口输送冷却水转化为多接口输送冷却水有利于更快更均匀地对激光模块进行散热。

更进一步地，次通水道的直径大于主通水道的直径。

通过采用上述技术方案，主通水道的直径要小于次通水道的直径，且主通水道小而多，有利于实现冷却水流经主通水道时有更长的时间、更大面积地进行热传递给加热平台上的工件预热；而次通水道直径更大，有利于冷却水更快流出加热平台。

更进一步地，所述加热平台的形状为方形。

通过采用上述技术方案，加热平台方形结构简单，有利于降低加工难度，也有利于预热结构的设置。

更进一步地，所述加热平台可用于加热热固性材料或受热软化材料。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种利用废热进行预热的激光加热装置，该种利用废热进行预热的激光加热装置在加热平台内部设置预热结构，因吸收激光模块热量而升温的冷却水输入预热结构对加热平台上待加热工件进行预热，有效利用废热，减少能量浪费。

综上该种利用废热进行预热的激光加热装置解决了激光模组工作时其内部产生的热量没有加以利用而造成能量浪费的问题。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构图；

图2是本实用新型中加热平台内部结构图；

图3是图2中的A部放大图。

附图标记：1、激光模块；2、加热平台；201、蓄水空腔；202、主通水道；203、次通水道；204、水阀；205、温度传感器；3、水冷机；4、出水管；401、水管连接器；402、次出水管；5、进水管；6、保温水管。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本实用新型作进一步说明。

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1，本实用新型提供了一种利用废热进行预热的激光加热装置，包括激光模块1、水冷系统，水冷系统包括水冷机3、出水管4和进水管5，出水管4的传输路径上连接有水管连接器401，水管连接器401一侧开设有单个接口，另一侧开设有多个接口，水管连接器401单个接口的一侧通过出水管4连接至水冷机3的出水口。激光模块1均匀设置有与水管连接器401多个接口一侧数量相对应的连接头，水管连接器401多个接口一侧连接有次出水管402，次出水管402远离水管连接器401的一端连接至激光模块1的连接头。在激光模块1工作时，水冷机3输出的冷却水依次通过出水管4和次出水管402输入激光模块1内部，进入激光模块1内部的冷却水对激光模块1进行散热降温。对激光模块1进行散热有利于减少激光模块1内部的温度波动，提高激光模块1的稳定性。通过水管连接器401将单接口输送冷却水转化为多接口输送冷却水有利于更快更均匀地对激光模块1进行散热。

参照图1，利用废热进行预热的激光加热装置还包括加热平台2、若干保温水管6，保温水管6一端连接至激光模块1，另一端连接至加热平台2。激光模块1可以发出激光并通过激光对加热平台2上的工件进行加热。保温水管6的使用可以减少升温后冷却水输送过程中的热量散失，本实施例所展示的加热平台2为方形，但实际应用中加热平台2的形状可根据实际需要做出适应性选择，不局限于方形。加热平台2可用于加热热固性材料或受热软化材料。

参照图2和图3，加热平台2设置有预热结构，流经激光模块1的冷却水通过保温水管6进入到预热结构中，之后通过进水管5回到水冷机3中，形成冷却水循环回路。预热结构包括蓄水空腔201，蓄水空腔201有两个且对称开设于加热平台2内部，加热平台2内部还均匀开设有若干位于两个蓄水空腔201中间的主通水道202，主通水道202连通两侧的蓄水空腔201，主通水道202靠近加热平台2的上表面。加热平台2开设有次通水道203，次通水道203有两个且位于主通水道202的两侧，次通水道203两端分别连通至两侧的蓄水空腔201靠近底部的位置。激光模块1工作时，水冷机3输出的冷却水流经激光模块1后因吸收激光模块1内部的温度而升温，升温后的冷却水经过保温水管6进入到预热结构中对加热平台2上的待加热工件进行预热。加热平台2为导热性能良好的金属平台或非金属平台，导热性良好的加热平台2有利于热传递的实现，提高预热时的热传递效率。

参照图2和图3，两个次通水道203的传输路径上分别安装有水阀204，加热平台2设置有控制水阀204开与闭的温度传感器205。当温度传感器205感应到加热平台2上工件的温度低于流经预热结构的冷却水的温度时，水阀204处于关闭状态，此时冷却水经过主通水道202，通过热传递的方式对加热平台2上的工件进行预热；当温度传感器205感应到工件温度高于预热结构中冷却水的温度时，水阀204打开，由于次通水道203低于主通水道202，所以此时冷却水从次通水道203流出加热平台2而不流经主通水道202。另外，主通水道202的直径要小于次通水道203的直径，主通水道202小而多，有利于实现冷却水流经主通水道202时有更长的时间、更大面积地进行热传递给加热平台2上的工件预热；而次通水道203直径更大，有利于冷却水更快流出加热平台2。从加热平台2流出的冷却水通过进水管5回到水冷机3，由此实现冷却水对激光模块1散热的同时，将部分废热传递给工件进行预热，减少能量浪费。

以待加热工件为热固性树脂为例，参照图2，对本装置的工作原理进行说明：将热固性树脂放置于加热平台2上，激光模块1发出激光给加热平台2上的热固性树脂进行加热。同时水冷机3向激光模块1传输冷却水，对激光模块1内部进行降温，冷却水吸收激光模块1的热量之后温度升高，升温的冷却水进入到加热平台2内部的预热结构中，当下一个待加热工件放上加热平台2时，这部分冷却水通过热传递的方式将这部分热能传递给加热平台2上的工件，对热固性树脂进行预热。冷却水流出加热平台2后通过进水管5流回水冷机3中，形成一个冷却水循环。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种利用废热进行预热的激光加热装置，其特征在于：包括激光模块、加热平台和水冷系统，所述水冷系统包括出水管、进水管和用于输出冷却水并通过冷却水给激光模块散热的水冷机，所述出水管的一端连接至水冷机的出水口，所述出水管的另一端连接至激光模块，所述激光模块与所述加热平台之间设置有可供冷却水通过的传输件，所述加热平台设置有可供冷却水通过进而给工件加热的预热结构，所述进水管一端连接至加热平台且连通至预热结构，所述进水管的另一端连接至水冷机的进水口，所述激光模块用于发出激光并通过激光对所述加热平台上的工件进行加工，所述加热平台用于放置待加热工件并对工件进行预热。

2.根据权利要求1所述的一种利用废热进行预热的激光加热装置，其特征在于：所述预热结构包括两个对称开设于加热平台内部的蓄水空腔，一个所述蓄水空腔与传输件连通，另一个所述蓄水空腔与进水管连通，两个所述蓄水空腔之间均匀开设有若干连通两个蓄水腔的主通水道，所述主通水道靠近加热平台上表面一侧，所述预热结构内部还对称开设有位于主通水道两侧的次通水道，所述次通水道连通两端的蓄水空腔，所述次通水道靠近加热平台下表面一侧，两个所述次通水道传输路径上分别设置有水阀，所述加热平台内部设置有控制水阀开与闭的控制件。

3.根据权利要求2所述的一种利用废热进行预热的激光加热装置，其特征在于：所述控制件为温度传感器，当所述加热平台上的工件温度高于流经加热平台内的冷却水的温度时，所述温度传感器控制水阀呈打开状态，当加热平台上的工件温度低于流经加热平台内的冷却水的温度时，所述温度传感器控制水阀呈关闭状态。

4.根据权利要求3所述的一种利用废热进行预热的激光加热装置，其特征在于：冷却水经过所述预热结构时通过热传递的方式对加热平台进行加热。

5.根据权利要求2所述的一种利用废热进行预热的激光加热装置，其特征在于：所述传输件为保温水管，所述加热平台远离进水管的一侧通过保温水管连接至激光模块，所述保温水管连通至靠近保温水管一侧的蓄水空腔。

6.根据权利要求1所述的一种利用废热进行预热的激光加热装置，其特征在于：所述出水管传输路径上设置有水管连接器，所述水管连接器一侧开设有单个接口，另一侧开设有多个接口，所述水管连接器的单个开口的一侧与出水管远离水冷机的一侧连接，所述水管连接器多个接口一侧设置有与接口一一对应的次出水管，所述次出水管远离水管连接器的一端分别连接至激光模块。

7.根据权利要求2所述的一种利用废热进行预热的激光加热装置，其特征在于：次通水道的直径大于主通水道的直径。

8.根据权利要求1所述的一种利用废热进行预热的激光加热装置，其特征在于：所述加热平台的形状为方形。

9.根据权利要求1所述的一种利用废热进行预热的激光加热装置，其特征在于：所述加热平台可用于加热热固性材料或受热软化材料。