LV15649B - Ierīce optisko elementu aizsardzībai no daļiņu adhēzijas - Google Patents

Description

IZGUDROJUMA APRAKSTS

[001] Izgudrojums attiecas uz optikas nozari, konkrētāk lāzertehnoloģijām, vēl konkrētāk uz lēcu un citu optisku elementu aizsardzību.

Zināmais tehnikas līmenis

[002] Stiklu un lēcu tīrības uzturēšanai optiskajām sistēmām pielieto vairākas metodes, piemēram, tvaiku un putekļu nosūkšanas sistēmas (piem. https://www.ult.de/en/products-andservices/process-solutions/laser-smoke/cartridge-filter/las-2500-laser-fume-and-dustextractor.html) vai virzītu saspiestā gaisa plūsmu griešanas lāzeriem (https://www.troteclaser.com/en/knowledge/tips-for-laser-users/selection-nozzle/). Bet šīs metodes nav piemērotas, lai uzturētu tīru lāzera lēcu, kurai ir liels virsmas laukums un caur kuru tiek virzīts lāzera stars, piemēram, lāzerravēšanas iekārtās, veicot augu apstrādi ar lāzeri, un vienlaikus pārvietojot lēcas tiešā tuvumā augsnei. Putekļi vēja ietekmē var lidot un nonākt uz lēcā ar kurām tiek uzņemts attēls vai vadīts lāzers. Uzņemot attēlus, putekļi un citas sīkas daļiņas var radīt attēlu kropļojumus. Uz lāzera lēcas putekļi var radīt mazāku gaismas caurlaidību, kā arī lāzera stara ietekmē sabojāt lēcas virsmu neatgriezeniski.

[003] CNC tipa lāzergriešanas iekārtās parasti izmanto maza izmēra (diametrā 5 mm - 20 mm) lēcas lāzera stara fokusēšanai uz materiāla griešanas virsmu. Sajās iekārtās lēcas aizsardzībai izmanto piltuves veida sprauslu, kur vienā pusē ir atvērums izejošajam lāzera staram, bet pretējā pusē slēgti atrodas lēcas virsma. Piltuvē, pievadot saspiesto gaisu, tas izkļūst pa atvērto piltuves galu, tādā veidā nepieļaujot daļiņu nokļūšanu uz lēcas virsmas. Pēc šāda principa lielām lēcām, ar diametru 35 mm un lielākām būtu nepieciešamas lielas sprauslas un liels saspiestā gaisa daudzums, kā arī tiktu radīta liela gaisa plūsma uz ar lāzeru apstrādājamo objektu.

[004] Mazās CNC lāzeriekārtās vēl tiek izmantoti ventilatori, kas veido virzītu gaisa plūsmu lāzera stara virzienā, tādā veidā kavējot putekļu un tvaika nokļūšanu uz lāzera lēcas. Šis risinājums nodrošina tikai ļoti sīku daļiņu (dūmu) novirzīšanu no lēcas virmas.

[005] Apstrādājot augus ar lāzeri, uz lauksamniecības zemes, iepriekš minētie lēcu aizsardzības risinājumi nav piemēroti. Tie veido lielu gaisa plūsmu uz lāzera apstrādes virmas, kas paceļ gaisā augsnes daļiņas. Ari apstrādājamie augi gaisa plūsmas ietekme sāk svārstīties un traucē precīzai auga apstrādei.

Izgudrojuma mērķis un būtība

[006] Piedāvātais izgudrojums apraksta risinājumu, kas aizsargā relatīvi lielus (35 mm un lielāki) optiskos elementus (to lēcas, aizsargstiklus) no mazām daļiņām, piemēram, bet ne tikai: putekļi, tvaiki, augsnes daļiņas, smilšu graudi un vienlaikus nerada papildus gaisa plūsmu uz apstrādājamo objektu.

[007] Problēma, kas tiek risināta: kā pasargāt optisko elementu (piemēram, bet ne tikai: lēcu, fotokameras aizsargstikliņu) no daļiņu adhēzijas vienlaikus neradot gaisa plūsmu tajā pat virzienā, uz kuru optiskais elements ir pavērsts (darba virziens). Risinājumam tiek izmantots virzītas gaisa plūsmas avots - centrbēdzes ventilators ar augstu gaisa plūsmas ražību. Gaisa plūsma tiek vadīta pa īpaši izveidotu kanālu, kurā ir iestiprināts optiskais elements tā, ka gaisa plūsma pārvietojas paralēli tā darba virsmai (lēcai, stiklam). Tieši pretī lēcai vai stiklam tunelī izveidots otrs atvērums - optiskā elementa darba (attēla uzņemšanas vai lāzera apstrādes) diapazona lielumā.

[008] Kanāla turpinājums tiek veidots tik tālu, lai izvadītu virzīto gaisa plūsmu ārā no sistēmas tādā attālumā, kurā tas vairs netraucē optiskā elementa darbībai, piemēram, lāzera apstrādei vai attēlu uzņemšanai. Lai nodrošinātu tīra gaisa padevi, ventilatora gaisa iesūci var aprīkot ar atbilstošas klases daļiņu filtru. Kanāla konstrukcija nodrošina to, ka neliela daļa (0,1-5%) no gaisa plūsmas turpina ceļu ārā no kanāla caur atvērumu kurš atrodas pretī lēcai, tādā veidā virzot daļiņu kustību prom no lēcas darba atvēruma un lēcas. Ja lēcas darba atvērumā ielido kāda no daļiņām, tad virzītā gaisa plūsma šo daļiņu virza uz kanāla izvadu, tādā veidā nepieļaujot tās adhēziju uz lēcas skat. 1.zīm.

Izgudrojuma īstenošanas piemēri

[009] Piemērs. Lai aizsargātu F-Theta lēcu ar diametru 80 mm, caur kuru tiek virzīts lāzera stars tiek izmantots polimēra materiāla (piemēram, bet ne tikai: PVC, PE, PP) kanāls, veidots atbilstoši iepriekš aprakstītajam paņēmienam, skat. 2. zīm. Kanālam ir šādi galvenie elementi: 1 - atvērums lēcas pievienojumam; 2 - darba atvērums lēcas funkcijas nodrošināšanai; 3 - atvērums ventilatora pieslēgumam; 4 - atvērums gaisa plūsmas aizvadīšanai. Kanāla izmēri veidoti tā, lai ņemot vērā darba atvēruma izmērus un izmantotā ventilatora jaudu, tiku nodrošināts pietiekošs spiediens (70 000 Pa vai lielāks) un gaisa plūsma (vismaz 150 m³/h), un tādā veidā nepieļautu 0,5 mm un mazāku augsnes daļiņu adhēziju uz lēcas virsmas. Tiek izmantots centrbēdzes ventilators, kas veido lamināru gaisa plūsmu ar ražību 200 m³/h un lēca atrodas 300 mm attālumā no daļiņu avota. 0,5 mm izmēra smilšu graudi, kas virzās augšup uz lēcu ar ātrumu 2,7 m/s un mazāku tiek aizpūsti prom no lēcas.

Claims (5)

1. Iekārta optisko elementu aizsardzībai no daļiņu adhēzijas, kas satur šādus elementus:

a. gaisa plūsmas avots;

b. kanāls gaisa plūsmai, kuram ir atvērums optiskā elementa ievietošanai un tieši tam pretī novietots otrs atvērums optiskā elementa darbības nodrošināšanai, atšķiras ar to, ka gaisa plūsmas avots virza gaisa plūsmu paralēli minētā optiskā elementa darba plaknei un gaisa plūsmas avota ražība ir vismaz 150 m³/h.

2. Iekārta saskaņā ar 1. pretenziju raksturīga ar to, ka gaisa plūsmas avots ir lamināras gaisa plūsmas avots.

3. Iekārta saskaņā ar 1. vai 2. pretenziju raksturīga ar to, ka gaisa plūsmas avots ir centrbēdzes ventilators.

4. Iekārta saskaņā ar jebkuru no 1. līdz 3. pretenzijai raksturīga ar to, ka paredzēta optiskajiem elementiem ar diametru 35 mm vai lielākiem.

5. Iekārta saskaņā ar jebkuru no 1. līdz 4. pretenzijai raksturīga ar to, ka optiskais elements ir F-Theta lēca.