激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
本發(fā)明涉及一種軸快流CO2激光器，特別涉及一種帶工作氣體回收再利用裝置的軸快流0)2激光器。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]軸快流CO2激光器是一種氣體激光器，其工作氣體一般是由二氧化碳CO2、氮?dú)釴2、氦氣He三種氣體按一定比例混和而成的，其中氦氣耗量約占工作氣體總耗量的40~60%，由于氦氣價(jià)格較高，因此，氦氣成本約占工作氣體總成本的85~90%。目前軸快流CO2激光器在國(guó)內(nèi)外金屬板材切割市場(chǎng)占有率達(dá)60~70%。軸快流CO2激光器要正常工作必須要使用羅茨泵或羅茨風(fēng)機(jī)來(lái)維持工作氣體的高速流動(dòng)，如圖1所示，羅茨泵或羅茨風(fēng)機(jī)1、高壓側(cè)熱交換器及管道3、放電管4與低壓側(cè)熱交換器及管道5共同組成軸快流0)2激光器工作主體20;由于羅茨泵或羅茨風(fēng)機(jī)在工作中需要使用油潤(rùn)滑，這樣就必然會(huì)有少量潤(rùn)滑油蒸汽混入工作氣體中，這會(huì)影響工作氣體正常放電，進(jìn)而影響激光器的正常工作；其次，軸快流CO2激光器正常工作時(shí)，高速流動(dòng)的工作氣體絕對(duì)壓強(qiáng)約為80~120mbar，處于真空狀態(tài)，由于系統(tǒng)的密封性問(wèn)題，軸快流CO2激光器一般會(huì)有少量漏氣，即總會(huì)有少量空氣漏入工作氣體內(nèi)，而空氣主要由氮?dú)夂脱鯕饨M成，其中氮?dú)饧s占78.09%、氧氣約占20.95%，其他氣體含量很少，氮?dú)馐枪ぷ鳉怏w的一部分，不過(guò)額外氮?dú)獾倪M(jìn)入會(huì)改變工作氣體各組份之間的比例，與此同時(shí)由于氧氣的漏入，工作氣體中出現(xiàn)了一種不必要的氣體氧氣，這會(huì)嚴(yán)重影響工作氣體放電，進(jìn)而影響激光器正常工作；另外，在激光器正常工作過(guò)程中，工作氣體中也會(huì)有微量的二氧化碳被離解成一氧化碳CO和氧原子0，而氧會(huì)被電極座、放電管等材料所吸收，這樣工作氣體中二氧化碳就會(huì)不斷地減少，一氧化碳就會(huì)不斷地增加，這也影響激光器的正常工作。因此，要保持放電管中工作氣體能夠正常放電，就必須對(duì)工作氣體進(jìn)行不斷地更新，如圖1所示，真空泵10不斷地從系統(tǒng)中抽取部分工作氣體，經(jīng)真空泵排氣口 9排出，而與此同時(shí)氣體單元15又不斷地經(jīng)過(guò)電磁閥16向系統(tǒng)中補(bǔ)充新鮮工作氣體，以維持工作氣體的總量平衡，于是軸快流CO2激光器就能正常地工作。在這一過(guò)程中我們可以看到，含少量氧氣、潤(rùn)滑油蒸汽和微量一氧化碳的工作氣體被直接排放到大氣中，這不僅是一種浪費(fèi)，也是對(duì)局部環(huán)境的一種污染，因此需要設(shè)計(jì)一種帶工作氣體回收再利用裝置的軸快流CO2激光器。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)以上問(wèn)題，要想實(shí)現(xiàn)對(duì)工作氣體的循環(huán)再利用，我們必須要去除工作氣體中的少量氧氣、潤(rùn)滑油蒸汽和微量的一氧化碳?xì)怏w，并要適當(dāng)調(diào)整因氮?dú)獾脑黾佣テ胶獾墓ぷ鳉怏w配比，本發(fā)明提出了一種帶工作氣體回收再利用裝置的軸快流CO2激光器，其對(duì)現(xiàn)有軸快流CO2激光器配以相應(yīng)的回收再利用裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工作氣體的回收再利用，為達(dá)此目的，本發(fā)明提供一種帶回收再利用裝置的軸快流CO2激光器，包括CO2高壓氣瓶、He高壓氣瓶、隊(duì)高壓氣瓶、氣體單元、軸快流CO 2激光器工作主體、真空泵、儲(chǔ)氣罐一、油水分離冷卻過(guò)濾器、加熱除氧器、干燥冷卻過(guò)濾器、儲(chǔ)氣罐二和真空泵排空電磁閥，所述軸快流CO2激光器工作主體內(nèi)高壓側(cè)熱交換器通過(guò)管道與氣體單元輸出電磁閥和儲(chǔ)氣罐二輸出電磁閥相連，所述氣體單元輸出電磁閥通過(guò)管道與氣體單元相連，所述氣體單元通過(guò)管道與0)2高壓氣瓶減壓閥、He高壓氣瓶減壓閥和隊(duì)高壓氣瓶減壓閥相連，所述CO 2高壓氣瓶減壓閥接CO 2高壓氣瓶，所述He高壓氣瓶減壓閥接He高壓氣瓶，所述N2高壓氣瓶減壓閥接N 2高壓氣瓶，所述儲(chǔ)氣罐二輸出電磁閥接儲(chǔ)氣罐二，所述儲(chǔ)氣罐二通過(guò)干燥冷卻過(guò)濾器輸出閥接干燥冷卻過(guò)濾器，所述干燥冷卻過(guò)濾器下方有干燥冷卻過(guò)濾器進(jìn)水口和干燥冷卻過(guò)濾器出水口，所述干燥冷卻過(guò)濾器通過(guò)干燥冷卻過(guò)濾器輸入閥接加熱除氧器，所述加熱除氧器通過(guò)加熱除氧器輸入閥接油水分離冷卻過(guò)濾器，所述油水分離冷卻過(guò)濾器下方有油水分離冷卻過(guò)濾器進(jìn)水口和油水分離冷卻過(guò)濾器出水口，所述油水分離冷卻過(guò)濾器通過(guò)油水分離冷卻過(guò)濾器輸入閥接儲(chǔ)氣罐一，所述儲(chǔ)氣罐一通過(guò)管道與儲(chǔ)氣罐一輸入電磁閥接真空泵，所述儲(chǔ)氣罐一與儲(chǔ)氣罐一輸入電磁閥相連管道一側(cè)有真空泵排空電磁閥，所述真空泵通過(guò)管道接低壓側(cè)抽真空電磁閥和齒輪箱抽真空電磁閥，所述軸快流0)2激光器工作主體內(nèi)低壓側(cè)熱交換器通過(guò)管道與低壓側(cè)抽真空電磁閥相連，所述軸快流0)2激光器工作主體內(nèi)齒輪箱通過(guò)管道與齒輪箱抽真空電磁閥相連。
[0006]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述軸快流CO2激光器工作主體包括羅茨泵或羅茨風(fēng)機(jī)、高壓側(cè)熱交換器、放電管、低壓側(cè)熱交換器和羅茨泵或羅茨風(fēng)機(jī)齒輪箱，所述羅茨泵或羅茨風(fēng)機(jī)的羅茨泵或羅茨風(fēng)機(jī)出風(fēng)口通過(guò)管道與高壓側(cè)熱交換器相連，所述羅茨泵或羅茨風(fēng)機(jī)的羅茨泵或羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口通過(guò)管道與低壓側(cè)熱交換器相連，所述放電管在高壓側(cè)熱交換器與低壓側(cè)熱交換器之間，所述放電管通過(guò)管道與高壓側(cè)熱交換器和低壓側(cè)熱交換器相連，所述羅茨泵或羅茨風(fēng)機(jī)一側(cè)有羅茨泵或羅茨風(fēng)機(jī)齒輪箱，所述高壓側(cè)熱交換器通過(guò)管道與氣體單元輸出電磁閥和儲(chǔ)氣罐二輸出電磁閥相連，所述低壓側(cè)熱交換器通過(guò)管道與低壓側(cè)抽真空電磁閥相連，所述羅茨泵或羅茨風(fēng)機(jī)齒輪箱通過(guò)管道與齒輪箱抽真空電磁閥相連，本發(fā)明軸快流CO2激光器工作主體主要使用以上常用軸快流CO 2激光器結(jié)構(gòu)主體。
[0007]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述真空泵為正壓輸出真空泵，即輸出壓力比一個(gè)大氣壓高較多，如是大氣壓的2倍左右，采用此真空泵，其真空泵的輸出口壓強(qiáng)相對(duì)較高，約為
0.2MPa0
[0008]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述儲(chǔ)氣罐一容積為3-5升，額定工作壓強(qiáng)為0.6MPa，所述儲(chǔ)氣罐二容積為1-2升，額定工作壓強(qiáng)為0.6MPa，儲(chǔ)氣罐一主要用于正壓輸出真空泵的輸出緩沖，儲(chǔ)氣罐二主要用于凈化后工作氣體的輸出緩沖，因此根據(jù)相應(yīng)情況采用以上規(guī)格。
[0009]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述儲(chǔ)氣罐一上有壓力傳感器一，所述儲(chǔ)氣罐二上有壓力傳感器二，設(shè)置壓力傳感器可為對(duì)應(yīng)儲(chǔ)氣罐的工作壓強(qiáng)提供實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。
[0010]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述儲(chǔ)氣罐一上設(shè)有儲(chǔ)氣罐一排空取樣閥，所述儲(chǔ)氣罐二設(shè)有儲(chǔ)氣罐二排空取樣閥，儲(chǔ)氣罐一排空取樣閥用于抽取工作氣體，以對(duì)軸快流CO2激光器工作主體中抽出的工作氣體進(jìn)行取樣分析，儲(chǔ)氣罐二排空取樣閥用于抽取凈化系統(tǒng)中的工作氣體，用于對(duì)凈化系統(tǒng)中的工作氣體進(jìn)行取樣分析。
[0011]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述油水分離冷卻過(guò)濾器下方設(shè)有油水分離冷卻過(guò)濾器排氣排污閥，所述干燥冷卻過(guò)濾器下方設(shè)有干燥冷卻過(guò)濾器排氣排污閥，設(shè)置排氣排污閥后可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要進(jìn)行定期排氣排污。
[0012]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述加熱除氧器下方有加熱除氧器排氣閥，用于更換加熱除氧器時(shí)進(jìn)行排氣。
[0013]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述加熱除氧器內(nèi)有銅粉或銅肩，加熱維持溫度為6000C -700°C，在600°C _700°C溫度下會(huì)產(chǎn)生以下兩個(gè)化學(xué)反應(yīng):2Cu+02==2Cu0，CO+ CuO==C02+Cu其中第一個(gè)反應(yīng)的結(jié)果是工作氣體中的氧氣被銅粉或銅肩吸收生成了固體CuO，第二個(gè)反應(yīng)的結(jié)果是工作氣體中的CO與CuO反應(yīng)生成了 CO2氣體和固體Cu，由于CO本來(lái)就是CO2分解生成的，故它被氧化生成CO 2氣體實(shí)際上是恢復(fù)了工作氣體中原有的CO 2氣體數(shù)量；另由于CO2分解生成的CO數(shù)量遠(yuǎn)小于因泄漏而進(jìn)入系統(tǒng)的氧氣，故在這一環(huán)節(jié)是安全的，氧氣與銅反應(yīng)生成的固體CuO的數(shù)量也足夠把CO氧化成co2。
[0014]本發(fā)明為一種帶工作氣體回收再利用裝置的軸快流0)2激光器，該裝置在原軸快流CO2激光器基礎(chǔ)上加裝氣體回收再利用裝置，利用軸快流CO 2激光器工作主體的特點(diǎn)，同時(shí)也為避免增加系統(tǒng)的內(nèi)漏點(diǎn)(即外界空氣漏向工作氣體系統(tǒng)內(nèi))，在設(shè)計(jì)氧氣、潤(rùn)滑油蒸汽和一氧化碳?xì)怏w去除凈化系統(tǒng)時(shí)，以微正壓工作，這樣即便有個(gè)別小漏點(diǎn)，也是從凈化系統(tǒng)向外界大氣泄漏，從而能夠更好地保持凈化系統(tǒng)對(duì)工作氣體的凈化效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)工作氣體的回收再利用。
[0015]
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1原軸快流CO2激光器工作氣體供給示意圖；
圖2軸快流CO2激光器工作氣體回收再利用裝置系統(tǒng)圖；
具體部件名稱如下:
1、羅茨泵或羅茨風(fēng)機(jī)；2、羅茨泵或羅茨風(fēng)機(jī)出風(fēng)口；
3、高壓側(cè)熱交換器；4、放電管；
5、低壓側(cè)熱交換器；6、羅茨泵或羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口 ；
7、齒輪箱抽真空電磁閥；8、低壓側(cè)抽真空電磁閥；
9、真空泵排氣管；10、真空泵；
I1、羅茨泵或羅茨風(fēng)機(jī)齒輪箱；12、0)2高壓氣瓶；
13、He尚壓氣瓶；14、N2^壓氣瓶；
15、氣體單元；16、氣體單元輸出電磁閥；
17、0)2高壓氣瓶減壓閥；18、He高壓氣瓶減壓閥；
19、N2高壓氣瓶減壓閥；20、軸快流CO 2激光器工作主體；
21、正壓輸出真空泵；22、儲(chǔ)氣罐一；
23、壓力傳感器一 ；24