RU132196U1

RU132196U1 - MOVABLE VACUUM CAMERA FOR THE PROCESSING OF METAL MATERIALS BY LASER RADIATION IN A RARE REDUCED GAS MEDIA

Info

Publication number: RU132196U1
Application number: RU2013115748/28U
Authority: RU
Inventors: Сергей Петрович Мурзин; Валерий Иванович Трегуб; Николай Валерьевич Трегуб; Никита Александрович Адарчук
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2013-09-10

Abstract

1. Перемещаемая вакуумная камера для обработки металлических материалов лазерным излучением в разреженной газовой среде, содержащая корпус, отличающаяся тем, что корпус выполнен в виде трубы, верхняя часть которой переходит в воронку, в стенке корпуса выполнено отверстие, сообщающееся с патрубком, внутри которого герметично установлена пластина из прозрачного для лазерного излучения стекла, на патрубке закреплена крышка с отверстием, соответствующим диаметру стекла.2. Камера по п.1, отличающаяся тем, что в нижней части камеры по периметру закреплено уплотнение из термостойкой резины.1. Movable vacuum chamber for processing metal materials by laser radiation in a rarefied gas medium, comprising a housing, characterized in that the housing is made in the form of a pipe, the upper part of which passes into a funnel, a hole is made in the housing wall communicating with a nozzle inside which is hermetically installed a plate made of glass transparent for laser radiation; a cap with an opening corresponding to the diameter of the glass is fixed to the nozzle. 2. The chamber according to claim 1, characterized in that in the lower part of the chamber around the perimeter is fixed a seal made of heat-resistant rubber.

Description

Полезная модель относится к устройствам для осуществления лазерной обработки металлических материалов в вакууме, перемещаемым по поверхности обрабатываемого изделия. Оно может применяться для осуществления любых технологических операций, основанных на использовании лазерной обработки в вакууме.The invention relates to devices for laser processing of metal materials in a vacuum, moving on the surface of the workpiece. It can be used to carry out any technological operations based on the use of laser processing in a vacuum.

Основными проблемами применения лучевой обработки материалов в вакууме являются достаточно большие затраты времени на откачку газов после загрузки новой детали, что приводит к снижению эффективности процесса, а так же сложность размещения в вакуумной камере изделий, длина которых превышает вместимость вакуумной камеры.The main problems of applying radiation processing of materials in a vacuum are the rather large time required for pumping gases after loading a new part, which leads to a decrease in the efficiency of the process, as well as the difficulty of placing products in the vacuum chamber whose length exceeds the capacity of the vacuum chamber.

Известно вакуумное устройство для непрерывной загрузки и выгрузки длинномерных изделий, содержащее вакуумную камеру и пристыкованные к ней открытые входную и выходную шлюзовые системы щелевого типа, состоящие из щелевых каналов, разделенных шлюзовыми камерами с откачными патрубками (Патент РФ №2379144; МПК В21В 45/04. Опубликовано: 20.01.2010). Недостатком технического решения является значительная сложность конструкции, ограниченность габаритов обрабатываемых изделий размерами камеры, необходимость использования крайне мощной насосной системы, что увеличивает энергозатраты, а также - неприспособленность для лазерной обработки материалов.A vacuum device for the continuous loading and unloading of long products is known, comprising a vacuum chamber and open slotted inlet and outlet lock systems docked to it, consisting of slotted channels separated by lock chambers with pumping nozzles (RF Patent No. 2379144; IPC ВВВ 45/04. Published: 1/20/2010). The disadvantage of the technical solution is the significant complexity of the design, the limited dimensions of the processed products by the dimensions of the chamber, the need to use an extremely powerful pump system, which increases energy consumption, as well as inadequacy for laser processing of materials.

Наиболее близким техническим решением является накладная вакуумная камера (Патент РФ №4823; МПК G01M 3/04. Опубликовано: 16.08.1997), содержащая корпус без дна, уплотнение по периметру открытой части корпуса, имеющее два выступа, и штуцер для соединения с вакуумной магистралью, отличающаяся тем, что выступ уплотнения, расположенный внутри камеры, снабжен калиброванными проемами, а вакуумная магистраль подключена штуцером только к полости между выступами уплотнения.The closest technical solution is the overhead vacuum chamber (RF Patent No. 4823; IPC G01M 3/04. Published: 08/16/1997) containing a case without a bottom, a seal around the perimeter of the open part of the case, having two protrusions, and a fitting for connecting to a vacuum line characterized in that the protrusion of the seal located inside the chamber is provided with calibrated openings, and the vacuum line is connected by a fitting only to the cavity between the protrusions of the seal.

Главным ее недостатком являются невысокие функциональные возможности.Its main disadvantage is the low functionality.

Технической задачей полезной модели является обеспечение возможности осуществления лазерной обработки металлических изделий в вакууме, а также обеспечение возможности перемещения вакуумной камеры по поверхности обрабатываемого изделия.The technical task of the utility model is to provide the possibility of laser processing of metal products in a vacuum, as well as providing the ability to move the vacuum chamber on the surface of the workpiece.

Технический результат достигается за счет того, что в перемещаемой вакуумной камере для обработки металлических материалов лазерным излучением в разреженной газовой среде, содержащей корпус согласно полезной модели, корпус выполнен в виде трубы, верхняя часть которой переходит в воронку, в стенке корпуса выполнено оконное отверстие, сообщающееся с патрубком, внутри которого герметично установлена пластина из прозрачного для лазерного излучения стекла, на патрубке закреплена крышка с отверстием, соответствующим диаметру стекла, в нижней части камеры по периметру закреплено уплотнение из термостойкой резины.The technical result is achieved due to the fact that in a movable vacuum chamber for processing metal materials by laser radiation in a rarefied gas medium containing a housing according to a utility model, the housing is made in the form of a pipe, the upper part of which passes into a funnel, a window opening is made in the housing wall communicating with a nozzle inside which a plate made of glass transparent for laser radiation is sealed, a cap with a hole corresponding to the diameter of the glass is fixed to the nozzle in the bottom s of the camera is fixed on the perimeter of the heat-resistant rubber seal.

Полезная модель поясняется схемой, в которой перемещаемая вакуумная камера 1 для обработки металлических материалов лазерным излучением в разреженной газовой среде выполнена в виде трубы (квадратного или иного сечения), к верхней части которой приварена металлическая воронка 2. В корпусе камеры сделано оконное отверстие 3, сообщающееся с металлическим патрубком 4, в который устанавливается пластина из прозрачного для лазерного излучения стекла 5. Пластина 5 плотно закрепляется в патрубке резиновой прокладкой 6 и крышкой 7. Отверстие в крышке должно быть достаточной ширины для прохождения лазерного луча и соответствовать диаметру прозрачной для лазерного излучения пластины в патрубке. В нижней части камеры закрепляется прокладка из термостойкой резины 8.The utility model is illustrated by a scheme in which a movable vacuum chamber 1 for processing metal materials by laser radiation in a rarefied gas medium is made in the form of a pipe (square or other section), a metal funnel 2 is welded to the upper part of it. A window opening 3 is made in the camera body, communicating with a metal pipe 4, into which a plate of glass transparent for laser radiation is mounted 5. The plate 5 is tightly fixed in the pipe with a rubber gasket 6 and a cover 7. A hole in the roofs ke should be of sufficient width for the passage of the laser beam and correspond to the diameter of the transparent plate for laser radiation in the nozzle. A gasket made of heat-resistant rubber 8 is fixed in the lower part of the chamber.

В вакуумную камеру через «окно» 4, в котором для герметичности закреплена пластина из прозрачного для лазерного излучения материала 5 и уплотненное резиновой прокладкой 6, поступает лазерное излучение, нагревающее обрабатываемый материал. При этом, через воронку 2, соединенную с вакуумной системой, осуществляется откачивание газов из объема камеры 1, нижняя часть которой уплотнена прокладкой из термостойкой резины 8 для обеспечения герметичного контакта между вакуумной камерой и обрабатываемой заготовкой. Такая конструкция обеспечивает возможность перемещения вакуумной камеры по поверхности обрабатываемой детали при сохранении в камере вакуума. Малые габариты и простота конструкции такой вакуумной камеры позволяют закреплять ее на портале лазерного комплекса, что позволяет осуществлять перемещение камеры вместе с системами позиционирования оптической системы лазерного комплекса. Это позволяет отказаться от использования специальных механизмов для перемещения камеры по поверхности обрабатываемого изделия. Перемещение лазерного луча и вакуумной камеры по поверхности обрабатываемой заготовки будет осуществляться так же, как при выполнении классических операций лазерной обработки - резке, сварке, гравировке.In the vacuum chamber through the “window” 4, in which, for tightness, a plate of laser-transparent material 5 and sealed with a rubber gasket 6 is fixed, the laser radiation enters to heat the processed material. At the same time, through a funnel 2 connected to a vacuum system, gases are pumped out of the chamber 1, the lower part of which is sealed with a gasket made of heat-resistant rubber 8 to ensure tight contact between the vacuum chamber and the workpiece. This design provides the ability to move the vacuum chamber on the surface of the workpiece while maintaining the vacuum in the chamber. The small size and simplicity of the design of such a vacuum chamber allow it to be fixed on the portal of the laser complex, which allows the camera to be moved together with the positioning systems of the optical system of the laser complex. This eliminates the use of special mechanisms to move the camera on the surface of the workpiece. The movement of the laser beam and the vacuum chamber on the surface of the workpiece to be processed will be carried out in the same way as when performing classical laser processing operations - cutting, welding, engraving.

Claims

1. A movable vacuum chamber for processing metal materials by laser radiation in a rarefied gas medium, comprising a housing, characterized in that the housing is made in the form of a pipe, the upper part of which passes into a funnel, an opening is made in the housing wall that communicates with a nozzle inside which is sealed a plate made of glass transparent for laser radiation; a cap with an opening corresponding to the diameter of the glass is fixed to the nozzle.

2. The chamber according to claim 1, characterized in that in the lower part of the chamber around the perimeter is fixed a seal made of heat-resistant rubber.