本發(fā)明涉及激光切割設(shè)備，尤其涉及一種主動(dòng)式冷卻激光切割系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、光纖激光器在使用過程中，泵浦電光轉(zhuǎn)化過程和光纖吸收泵浦光束轉(zhuǎn)化成激光的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，大量的熱量會(huì)導(dǎo)致泵浦內(nèi)部能量分布不均，輸出波長(zhǎng)產(chǎn)生漂移，影響能量光纖的轉(zhuǎn)化效率，進(jìn)而影響激光器的輸出性能。為滿足輸出需求，精確地溫度控制是激光器實(shí)現(xiàn)性能穩(wěn)定的重要保證?，F(xiàn)有冷卻技術(shù)多采用水冷和風(fēng)冷，純風(fēng)冷受制于環(huán)境溫度限制，無(wú)法滿足高效的熱量轉(zhuǎn)移；水冷依靠外部的水冷機(jī)(內(nèi)含水箱)，并依靠壓機(jī)冷卻，進(jìn)行循環(huán)，換熱效率低，散熱效果差，進(jìn)而導(dǎo)致能耗高。并且，水管長(zhǎng)期使用易出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，存在漏水損壞光纖激光器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)要解決的技術(shù)問題

2、鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明提供一種主動(dòng)式冷卻激光切割系統(tǒng)。

3、(二)技術(shù)方案

4、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的主動(dòng)式冷卻激光切割系統(tǒng)包括：

5、激光切割機(jī)，所述激光切割機(jī)包括相互連接的激光頭和泵浦；

6、第一冷卻系統(tǒng)，所述第一冷卻系統(tǒng)包括載冷板和壓縮制冷裝置，所述載冷板與所述壓縮制冷裝置通過管道連通，所述壓縮制冷裝置內(nèi)填充有冷媒；泵浦設(shè)置于所述載冷板上；

7、第二冷卻系統(tǒng)，所述第二冷卻系統(tǒng)包括渦流管和高壓氣源，所述高壓氣源與所述渦流管的噴嘴連通，所述渦流管的冷端管與所述激光頭連通。

8、可選地，所述泵浦外設(shè)置有殼體，所述殼體的至少一個(gè)面為所述載冷板。

9、可選地，所述載冷板的內(nèi)部開設(shè)有多個(gè)并排間隔設(shè)置的微通道；

10、所述載冷板的第一側(cè)開設(shè)有泵源進(jìn)口，所述載冷板的第二側(cè)開設(shè)有泵源出口，多個(gè)所述微通道的第一端均與所述泵源進(jìn)口連通，多個(gè)所述微通道的第二端均與所述泵源出口連通，所述泵源進(jìn)口和所述泵源出口均與所述壓縮制冷裝置連通。

11、可選地，所述壓縮制冷裝置包括壓縮機(jī)構(gòu)、箱體、進(jìn)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管以及出風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管；

12、所述進(jìn)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管、所述箱體以及所述出風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管依次連通，所述壓縮機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述箱體內(nèi)，所述進(jìn)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管的入口處設(shè)置有防塵網(wǎng)。

13、可選地，所述進(jìn)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管的入口處設(shè)置有溫度傳感器，所述進(jìn)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管上設(shè)置有保溫層，所述進(jìn)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管與所述箱體的連接處設(shè)置有密封墊。

14、可選地，所述壓縮機(jī)構(gòu)包括壓縮機(jī)、儲(chǔ)液組件、干燥過濾組件、膨脹閥以及冷凝散熱器；

15、所述壓縮機(jī)、所述冷凝散熱器、所述儲(chǔ)液組件、所述干燥過濾組件、所述膨脹閥以及所述載冷板依次循環(huán)連通，所述冷凝散熱器的迎風(fēng)面朝向所述進(jìn)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管的出口。

16、可選地，所述進(jìn)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管內(nèi)部橫截面的面積為s1，所述冷凝散熱器的迎風(fēng)面的面積為s2，所述進(jìn)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管的長(zhǎng)度為l；

17、若l小于1米，則s1與s2的比值為1；

18、若l大于等于1米且小于2米，則s1與s2的比值為1.1；

19、若l大于等于2米且小于4米，則s1與s2的比值為1.2；

20、若l大于等于4米且小于8米，則s1與s2的比值為1.3，

21、若l大于等于8米，則s1與s2的比值為1.5。

22、可選地，所述壓縮機(jī)的排氣管道內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述激光切割機(jī)的控制系統(tǒng)導(dǎo)線連接；

23、排氣管道內(nèi)正常運(yùn)行壓力為abar，當(dāng)所述壓力傳感器的檢測(cè)值大于等于abar時(shí)，所述激光切割機(jī)的控制系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，用以提醒清理防塵網(wǎng)。

24、可選地，所述渦流管的冷端管與所述激光頭通過真空套管連通，所述真空套管包括第一套管和第二套管，所述第一套管的兩端分別與所述渦流管的冷端管與所述激光頭一一對(duì)應(yīng)連通，所述第二套管套設(shè)于所述第一套管外，所述第一套管與所述第二套管之間設(shè)置有真空層。

25、可選地，所述第一套管輸送至所述激光頭的冷卻氣輸入所述激光頭的qbh晶體端，經(jīng)qbh內(nèi)部流道冷卻后進(jìn)入所述激光頭的準(zhǔn)直鏡，再進(jìn)入所述激光頭的聚焦鏡冷卻，最后排出所述激光頭。

26、(三)有益效果

27、第一冷卻系統(tǒng)包括載冷板和壓縮制冷裝置，載冷板與壓縮制冷裝置通過管道連通，壓縮制冷裝置內(nèi)填充有冷媒，通過壓縮制冷裝置對(duì)載冷板進(jìn)行降溫，保持載冷板的低溫狀態(tài)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了整機(jī)去水化。泵浦設(shè)置于載冷板上，載冷板與泵浦實(shí)時(shí)熱交換，帶走泵浦電光轉(zhuǎn)化過程和光纖吸收泵浦光束轉(zhuǎn)化成激光的過程中產(chǎn)生的熱量，避免泵浦內(nèi)部能量分布不均導(dǎo)致輸出波長(zhǎng)產(chǎn)生漂移，進(jìn)而影響能量光纖的轉(zhuǎn)化效率以及激光器的輸出性能的情況。

28、第二冷卻系統(tǒng)通過渦流管產(chǎn)生25～30℃的冷氣，冷氣輸入激光頭內(nèi)，對(duì)激光頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行持續(xù)冷卻，避免高溫受損，并由激光頭噴射至焊接點(diǎn)，對(duì)焊接點(diǎn)進(jìn)行持續(xù)冷卻，滿足高溫環(huán)境下激光頭和焊接點(diǎn)的冷卻需求。

技術(shù)特征：

1.一種主動(dòng)式冷卻激光切割系統(tǒng)，其特征在于，所述主動(dòng)式冷卻激光切割系統(tǒng)包括：

2.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式冷卻激光切割系統(tǒng)，其特征在于，所述泵浦外設(shè)置有殼體，所述殼體的至少一個(gè)面為所述載冷板(2)。

3.如權(quán)利要求2所述的主動(dòng)式冷卻激光切割系統(tǒng)，其特征在于，所述載冷板(2)的內(nèi)部開設(shè)有多個(gè)并排間隔設(shè)置的微通道(21)；

4.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式冷卻激光切割系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮制冷裝置包括壓縮機(jī)構(gòu)(5)、箱體(6)、進(jìn)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管(7)以及出風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管(8)；

5.如權(quán)利要求4所述的主動(dòng)式冷卻激光切割系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管(7)的入口處設(shè)置有溫度傳感器，所述進(jìn)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管(7)上設(shè)置有保溫層，所述進(jìn)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管(7)與所述箱體(6)的連接處設(shè)置有密封墊。

6.如權(quán)利要求4所述的主動(dòng)式冷卻激光切割系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮機(jī)構(gòu)(5)包括壓縮機(jī)、儲(chǔ)液組件、干燥過濾組件、膨脹閥以及冷凝散熱器；

7.如權(quán)利要求6所述的主動(dòng)式冷卻激光切割系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管(7)內(nèi)部橫截面的面積為s1，所述冷凝散熱器的迎風(fēng)面的面積為s2，所述進(jìn)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)管(7)的長(zhǎng)度為l；

8.如權(quán)利要求6所述的主動(dòng)式冷卻激光切割系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮機(jī)的排氣管道內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述激光切割機(jī)的控制系統(tǒng)導(dǎo)線連接；

9.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式冷卻激光切割系統(tǒng)，其特征在于，所述渦流管(3)的冷端管與所述激光頭(1)通過真空套管(9)連通，所述真空套管(9)包括第一套管(91)和第二套管(92)，所述第一套管(91)的兩端分別與所述渦流管(3)的冷端管與所述激光頭(1)一一對(duì)應(yīng)連通，所述第二套管(92)套設(shè)于所述第一套管(91)外，所述第一套管(91)與所述第二套管(92)之間設(shè)置有真空層(93)。

10.如權(quán)利要求9所述的主動(dòng)式冷卻激光切割系統(tǒng)，其特征在于，所述第一套管(91)輸送至所述激光頭(1)的冷卻氣輸入所述激光頭(1)的qbh晶體端，經(jīng)qbh內(nèi)部流道冷卻后進(jìn)入所述激光頭(1)的準(zhǔn)直鏡，再進(jìn)入所述激光頭(1)的聚焦鏡冷卻，最后排出所述激光頭(1)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種主動(dòng)式冷卻激光切割系統(tǒng)，其包括激光切割機(jī)、第一冷卻系統(tǒng)及第二冷卻系統(tǒng)，第一冷卻系統(tǒng)包括載冷板和壓縮制冷裝置，載冷板與壓縮制冷裝置通過管道連通，壓縮制冷裝置內(nèi)填充有冷媒，泵浦設(shè)置于載冷板上。第二冷卻系統(tǒng)包括渦流管和高壓氣源，高壓氣源與渦流管的噴嘴連通，渦流管的冷端管與激光頭連通。載冷板與壓縮制冷裝置連通，壓縮制冷裝置內(nèi)填充有冷媒，通過壓縮制冷裝置對(duì)載冷板進(jìn)行降溫，保持載冷板的低溫狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)整機(jī)去水化。第二冷卻系統(tǒng)通過渦流管冷氣，冷氣輸入激光頭內(nèi)，對(duì)激光頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行持續(xù)冷卻，避免高溫受損，并由激光頭噴射至焊接點(diǎn)，對(duì)焊接點(diǎn)進(jìn)行持續(xù)冷卻，滿足高溫環(huán)境下激光頭和焊接點(diǎn)的冷卻需求。

技術(shù)研發(fā)人員：郭聰,閆彭彭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：濟(jì)南邦德激光股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30