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一种 激光器的冷却装置

阅读：130发布：2024-01-26

专利汇可以提供一种激光器的冷却装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提出了一种激光器的冷却装置，通过压缩机、冷凝器和换热器提供低温的换热场所，外光路冷却机构和去离子水路循环机构中循环水在换热场所保持恒温，外光路冷却机构和去离子水路循环机构分别对激光发生器和切割头进行降温，减少切割头的污染和损坏，并且对激光发生器进行有效的降温；通过设置去离子水路循环机构，可以对切割头进行降温，减少激光对切割头的损伤，利用去离子水对切割头降温，可以减少循环水质的污染，减少水质对激光的影响；整个装置通过外循环冷却机构提供低温的换热场所，外光路冷却机构对激光发生器降温，去离子水路循环机构对切割头降温，减少循环水质的污染，减少激光对切割头的损害。，下面是一种激光器的冷却装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种激光器的冷却装置，其包括由压缩机(1)、冷凝器(2)、板式换热器(3)组成的外循环冷却机构，由水箱(4)、第一水泵(5)和激光发生器(6)组成的外光路冷却机构，其特征在于：还包括由去离子装置(7)、第二水泵(8)、制冷控制阀(9)和切割头(10)组成的去离子水路循环机构；
所述板式换热器(3)包括第一板片(31)、第二板片(32)和第三板片(33)；
所述压缩机(1)的出水口与冷凝器(2)的一端连通，冷凝器(2)的另一端与第一板片(31)的一端连通，第一板片(31)的另一端与压缩机(1)的进水口连通；
所述切割头(10)的一端与第二水泵(8)的出水口连通，第二水泵(8)的进水口与去离子装置(7)的一端连通，去离子装置(7)的另一端分别与切割头(10)的另一端、制冷控制阀(9)的一端和第二板片(32)的一端连通，第二板片(32)的另一端与制冷控制阀(9)的另一端连通；
所述激光发生器(6)的一端与第一水泵(5)的出水口连通，第一水泵(5)的进水口与水箱(4)的出水口连通，水箱(4)的进水口与第三板片(33)的一端连通，第三板片(33)的另一端与激光发生器(6)的另一端连通。
2.如权利要求1所述的一种激光器的冷却装置，其特征在于：所述去离子水路循环机构还包括电导率传感器(11)和过滤器(12)；
所述过滤器(12)的一端与切割头(10)的一端连通，过滤器(12)的另一端与第二水泵(8)的出水口连通，电导率传感器(11)设置在切割头(10)至过滤器(12)之间的管路内。
3.如权利要求2所述的一种激光器的冷却装置，其特征在于：所述去离子水路循环机构还包括第一加热管(13)和第一温度传感器(14)；
所述第一加热管(13)和第一温度传感器(14)均设置在去离子装置(7)内。
4.如权利要求1所述的一种激光器的冷却装置，其特征在于：所述外光路冷却机构还包括Y型过滤器(15)；
所述Y型过滤器(15)的出水口与激光发生器(6)的一端连通，Y型过滤器(15)的进水口与第一水泵(5)的出水口连通。
5.如权利要求4所述的一种激光器的冷却装置，其特征在于：所述外光路冷却机构还包括第一旁通阀(16)和检修闸阀(17)；
所述第一旁通阀(16)的一端分别与Y型过滤器(15)的进水口和第一水泵(5)的出水口连通，第一旁通阀(16)的另一端与激光发生器(6)的一端连通；
所述检修闸阀(17)的一端与第一水泵(5)的进水口连通，检修闸阀(17)的另一端与水箱(4)的出水口连通。
6.如权利要求5所述的一种激光器的冷却装置，其特征在于：所述外光路冷却机构还包括第二温度传感器(18)和第二加热管(19)；
所述第二温度传感器(18)和第二加热管(19)均设置在水箱(4)内。
7.如权利要求6所述的一种激光器的冷却装置，其特征在于：所述外光路冷却机构还包括水位开关(20)和排水阀(21)；
所述水位开关(20)设置在水箱(4)的内壁，排水阀(21)的一端与水箱(4)的排水口连通。
8.如权利要求1所述的一种激光器的冷却装置，其特征在于：所述外循环冷却机构还包括高压避震管(22)、高压冷媒表(23)、冷媒干燥过滤器(12)、第二旁通阀(24)和制冷膨胀阀(25)；
所述高压避震管(22)的一端连通压缩机(1)的出水口，高压避震管(22)的另一端连通冷凝器(2)的一端，冷凝器(2)的另一端与冷媒干燥过滤器(12)的一端连通，冷媒干燥过滤器(12)的另一端与制冷膨胀阀(25)的一端连通，制冷膨胀阀(25)的另一端与第一板片(31)的一端连通，第二旁通阀(24)的一端与第一板片(31)的一端连通，第二旁通阀(24)的另一端与高压避震管(22)的另一端连通，高压冷媒表(23)设置在高压避震管(22)至冷凝器(2)的管路内。
9.如权利要求8所述的一种激光器的冷却装置，其特征在于：所述外循环冷却机构还包括低压避震管(26)和低压冷媒表(27)；
所述低压避震管(26)的一端与压缩机(1)的进水口连通，低压避震管(26)的另一端与第一板片(31)的另一端连通，低压冷媒表(27)设置在第一板片(31)的另一端至低压避震管(26)之间的管路内。

说明书全文

一种激光器的冷却装置

技术领域

[0001] 本发明涉及冷却装置领域，尤其涉及一种激光器的冷却装置。

背景技术

[0002] 激光冷水机在激光加工过程中不仅保护CO2激光管、YAG固体激光器晶体和灯管防暴；充分、恒定的激光器内腔温度是激光输出功率稳定、激光腔无热变型、激光光束质量一致等的保证。选择合适的激光器冷却系统可大大提高激光器的使用寿命和加工精度，把激光设备的性能发挥到极致。然而，大多数用户和厂家在选用和推荐激光冷却系统式都往往概念很模糊，市面上很多激光冷水机也是指标不清，用户配备也是随大流，不能准确地对所用激光设备做到合理的保护。

[0003] 现有的双循环冷却系统，内、外循环子系统相互分离，外循环子系统由空调室外机加制冷水箱(两部分组成，难以满足高功率激光设备对激光器制冷效果；现有的风冷水循环冷却系统属于单循环冷却系统，循环水要直接经过铜管强制风冷散热器，散热器中的铜离子会污染循环水水质，用于冷却激光器的水冷循环系统无法做到冷却水的纯净，容易对激光器造成损耗和污染，使激光器的寿命缩短，且风冷的制冷能力有限，在环境温度高的场合不能满足制冷要求，不利于激光器长期稳定运行。综上，现需一种可以满足高功率激光设备对激光器制冷效果以及循环水质要求的激光器的冷却装置。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明提出了一种可以满足高功率激光设备对激光器制冷效果以及循环水质要求的激光器的冷却装置。

[0005] 本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种激光器的冷却装置，其包括由压缩机、冷凝器、板式换热器组成的外循环冷却机构，由水箱、第一水泵和激光发生器组成的外光路冷却机构，还包括由去离子装置、第二水泵、制冷控制阀和切割头组成的去离子水路循环机构；

[0006] 板式换热器包括第一板片、第二板片和第三板片；

[0007] 压缩机的出水口与冷凝器的一端连通，冷凝器的另一端与第一板片的一端连通，第一板片的另一端与压缩机的进水口连通；

[0008] 切割头的一端与第二水泵的出水口连通，第二水泵的进水口与去离子装置的一端连通，去离子装置的另一端分别与切割头的另一端、制冷控制阀的一端和第二板片的一端连通，第二板片的另一端与制冷控制阀的另一端连通；

[0009] 激光发生器的一端与第一水泵的出水口连通，第一水泵的进水口与水箱的出水口连通，水箱的进水口与第三板片的一端连通，第三板片的另一端与激光发生器的另一端连通。

[0010] 在以上技术方案的基础上，优选的，去离子水路循环机构还包括电导率传感器和过滤器；

[0011] 过滤器的一端与切割头的一端连通，过滤器的另一端与第二水泵的出水口连通，电导率传感器设置在切割头至过滤器之间的管路内。

[0012] 进一步优选的，去离子水路循环机构还包括第一加热管和第一温度传感器；

[0013] 第一加热管和第一温度传感器均设置在去离子装置内。

[0014] 在以上技术方案的基础上，优选的，外光路冷却机构还包括Y型过滤器；

[0015] Y型过滤器的出水口与激光发生器的一端连通，Y型过滤器的进水口与第一水泵的出水口连通。

[0016] 进一步优选的，外光路冷却机构还包括第一旁通阀和检修闸阀；

[0017] 第一旁通阀的一端分别与Y型过滤器的进水口和第一水泵的出水口连通，第一旁通阀的另一端与激光发生器的一端连通；

[0018] 检修闸阀的一端与第一水泵的进水口连通，检修闸阀的另一端与水箱的出水口连通。

[0019] 更进一步优选的，外光路冷却机构还包括第二温度传感器和第二加热管；

[0020] 第二温度传感器和第二加热管均设置在水箱内。

[0021] 更进一步优选的，外光路冷却机构还包括水位开关和排水阀；

[0022] 水位开关设置在水箱的内壁，排水阀的一端与水箱的排水口连通。

[0023] 在以上技术方案的基础上，优选的，外循环冷却机构还包括高压避震管、高压冷媒表、冷媒干燥过滤器、第二旁通阀和制冷膨胀阀；

[0024] 高压避震管的一端连通压缩机的出水口，高压避震管的另一端连通冷凝器的一端，冷凝器的另一端与冷媒干燥过滤器的一端连通，冷媒干燥过滤器的另一端与制冷膨胀阀的一端连通，制冷膨胀阀的另一端与第一板片的一端连通，第二旁通阀的一端与第一板片的一端连通，第二旁通阀的另一端与高压避震管的另一端连通，高压冷媒表设置在高压避震管至冷凝器的管路内。

[0025] 进一步优选的，外循环冷却机构还包括低压避震管和低压冷媒表；

[0026] 低压避震管的一端与压缩机的进水口连通，低压避震管的另一端与第一板片的另一端连通，低压冷媒表设置在第一板片的另一端至低压避震管之间的管路内。

[0027] 本发明的一种激光器的冷却装置相对于现有技术具有以下有益效果：

[0028] (1)通过设置将外循环冷却机构、外光路冷却机构和去离子水路循环机构，可以通过压缩机、冷凝器和换热器提供低温的换热场所，外光路冷却机构和去离子水路循环机构中的循环水在换热场所非接触式换热，使得循环水的水温保持在恒温，外光路冷却机构和去离子水路循环机构分别对激光发生器和切割头进行降温，减少切割头的污染和损坏，并且对激光发生器进行有效的降温，维护激光发生器的设备；

[0029] (2)通过设置去离子水路循环机构，可以对切割头进行降温，减少激光对切割头的损伤，利用去离子水对切割头降温，可以减少循环水质的污染，减少水质对激光的影响；

[0030] (3)整个装置通过外循环冷却机构提供低温的换热场所，外光路冷却机构对激光发生器降温，去离子水路循环机构对切割头降温，减少循环水质的污染，减少激光对切割头的损害，有效降温。附图说明

[0031] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0032] 图1为本发明一种激光器的冷却装置的结构图；

[0033] 图2为本发明一种激光器的冷却装置中外循环冷却机构的结构图；

[0034] 图3为本发明一种激光器的冷却装置中外光路冷却机构的结构图；

[0035] 图4为本发明一种激光器的冷却装置中去离子水路循环机构的结构图。

[0036] 图中，1-压缩机，2-冷凝器，3-板式换热器，31-第一板片，32-第二板片，33-第三板片，4-水箱，5-第一水泵，6-激光发生器，7-去离子装置，8-第二水泵，9-制冷控制阀，10-切割头，11-电导率传感器，12-过滤器，13-第一加热管，14-第一温度传感器，15-Y型过滤器，16-第一旁通阀，17-检修闸阀，18-第二温度传感器，19-第二加热管，20-水位开关，21-排水阀，22-高压避震管，23-高压冷媒表，24-第二旁通阀，25-制冷膨胀阀，26-低压避震管，27-低压冷媒表。

具体实施方式

[0037] 下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

[0038] 如图1所示，本发明的一种激光器的冷却装置，其包括外循环冷却机构、外光路冷却机构和去离子水路循环机构。

[0039] 外循环冷却机构，对外光路冷却机构和去离子水路循环机构内的循环水制冷。在本实施例中，如图2所示，外循环冷却机构包括：压缩机1、冷凝器2、板式换热器3、高压避震管22、高压冷媒表23、冷媒干燥过滤器12、第二旁通阀24、制冷膨胀阀25、低压避震管26和低压冷媒表27。板式换热器3包括第一板片31、第二板片32和第三板片33。压缩机1的出水口连通高压避震管22的一端，高压避震管22的另一端连通冷凝器2的一端，冷凝器2的另一端与冷媒干燥过滤器12的一端连通，冷媒干燥过滤器12的另一端与制冷膨胀阀25的一端连通，制冷膨胀阀25的另一端与第一板片31的一端连通，第二旁通阀24的一端与第一板片31的一端连通，第二旁通阀24的另一端与高压避震管22的另一端连通，高压冷媒表23设置在高压避震管22至冷凝器2的管路内，低压避震管26的一端与压缩机1的进水口连通，低压避震管26的另一端与第一板片31的另一端连通，低压冷媒表27设置在第一板片31的另一端至低压避震管26之间的管路内。

[0040] 在本实施例中，压缩机1将常温常压的气态冷却剂压缩为高温高压的气态冷却剂；冷凝器2将压缩机1输送的高温高压的气态放热变成高压液态冷却剂，经冷凝器2的风扇将放热的能量排出装置外，将高压的液态冷却剂经冷媒干燥过滤器12过滤后输送至制冷膨胀阀25节流降压，降压后将液态冷却剂输送至板式换热器3与外光路冷却机构和去离子水路循环机构内的循环水进行换热处理，换热处理后的液态冷却剂经过换热处理后变成气态冷却剂，气态冷却剂经过低压避震管26后流回压缩机1，完成一次制冷过程，压缩机1将气态的冷却剂再次进行压缩，循环制冷；其中，高压避震管22和低压避震管26减少压缩机1排气对管路的冲击，避免威胁管路焊接的可靠性；高压冷媒表23和低压冷媒表27显示当前压缩空气的压力大小，当压力过高或者压力过低时，进行报警。

[0041] 外光路冷却机构，使水箱4内水流过激光发生器6，带走激光发生器6的热量，达到降温的效果。如图3所示，外光路冷却机构包括：水箱4、第一水泵5、激光发生器6、Y型过滤器15、第一旁通阀16、检修闸阀17、第二温度传感器18、第二加热管19、水位开关20和排水阀
21。激光发生器6的一端与Y型过滤器15的出水口连通，Y型过滤器15的进水口分别与第一水泵5的出水口和第一旁通阀16的一端连通，第一水泵5的进水口与检修闸阀17的一端连通，检修闸阀17的另一端与水箱4的出水口连通，水箱4的进水口与第三板片33的一端连通，第三板片33的另一端分别与激光发生器6的另一端和第一旁通阀16的另一端连通，第二温度传感器18和第二加热管19均设置在水箱4内，水位开关20设置在水箱4的内壁，排水阀21的一端与水箱4的排水口连通。

[0042] 在本实施例中，第二加热管19对水箱4内水进行加热，第二温度传感器18检测水箱4内的温度，当水箱4内的水处于25～36°时，停止加热，打开检修闸阀17，第一水泵5将水箱4内的温水泵入Y型过滤器15做过滤处理，过滤后的温水流过激光发生器6变成高温水，高温水后流向第三板片33，在第三板片33内与第一板片31进行换热处理，变成冷水，冷水流回水箱4内，完成一次换热处理，第二加热管19对水箱4内的水进行加热，循环换热。当水位开关
20检测到当前水箱4内的水过多或者过少时，打开排水阀21进行放水或者充水。其中，第一旁通阀16为了防止连通第一水泵5和Y型过滤器15的管路爆炸。

[0043] 去离子水路循环机构，将经过去离子处理后的去离子水流过切割头10，带走切割头10的热量，减少水质的污染，去离子水可以使光源直接进入到激光物质里，产生更佳的激光模式。如图4所示，去离子水路循环机构包括：去离子装置7、第二水泵8、制冷控制阀9、切割头10、电导率传感器11、过滤器12、第一加热管13和第一温度传感器14。切割头10的一端与过滤器12的一端连通，过滤器12的另一端与第二水泵8的出水口连通，第二水泵8的进水口与去离子装置7的一端连通，去离子装置7的另一端分别与切割头10的另一端、制冷控制阀9的一端和第二板片32的一端连通，第二板片32的另一端与制冷控制阀9的另一端连通，电导率传感器11设置在切割头10至过滤器12之间的管路内，第一加热管13和第一温度传感器14均设置在去离子装置7内。

[0044] 在本实施例中，去离子装置7将水去离子处理后变成去离子水，第一加热管13对去离子水加热，第一温度传感器14检测去离子水的温度，当去离子装置7内的水处于25～31°时，停止加热，第二水泵8将温的去离子水泵入过滤器12中进行过滤处理，过滤处理后的去离子水流过切割头10吸热变成高温的去离子水，若去离子水的温度低于31°，则不打开制冷控制阀9，若去离子水的温度高于35°，开启制冷控制阀9，高温的去离子水有一部分流过第二板片32，与第一板片31进行热交换后流回去离子装置7，第一加热管13对去离子水加热，完成一次换热处理，循环换热。其中，电导率传感器11，测量超纯水、纯水、饮用水、污水等各种溶液的电导性或水标本整体离子的浓度。

[0045] 以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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