一种带工作气体回收再利用装置的轴快流CO2激光器，本申请工作主体与气体单元输出电磁阀和储气罐二输出电磁阀相连，气体单元输出电磁阀与气体单元相连，气体单元与CO2高压气瓶、He高压气瓶和N2高压气瓶相连，储气罐二输出电磁阀接储气罐二，储气罐二接干燥冷却过滤器，干燥冷却过滤器接加热除氧器，加热除氧器接油水分离冷却过滤器，油水分离冷却过滤器接储气罐一，储气罐一接真空泵，真空泵接低压侧抽真空电磁阀和齿轮箱抽真空电磁阀，工作主体内低压侧热交换器与低压侧抽真空电磁阀相连，工作主体内齿轮箱与齿轮箱抽真空电磁阀相连。本发明专利技术对现有轴快流CO2激光器配以相应的回收再利用装置，以实现对工作气体的回收再利用。
【技术实现步骤摘要】
一种带工作气体回收再利用装置的轴快流CO2激光器
本专利技术涉及一种轴快流CO2激光器，特别涉及一种带工作气体回收再利用装置的轴快流CO2激光器。
技术介绍
轴快流CO2激光器是一种气体激光器，其工作气体一般是由二氧化碳CO2、氮气N2、氦气He三种气体按一定比例混和而成的，其中氦气耗量约占工作气体总耗量的40~60%，由于氦气价格较高，因此，氦气成本约占工作气体总成本的85~90%。目前轴快流CO2激光器在国内外金属板材切割市场占有率达60~70%。轴快流CO2激光器要正常工作必须要使用罗茨泵或罗茨风机来维持工作气体的高速流动，如图1所示，罗茨泵或罗茨风机1、高压侧热交换器及管道3、放电管4与低压侧热交换器及管道5共同组成轴快流CO2激光器工作主体20；由于罗茨泵或罗茨风机在工作中需要使用油润滑，这样就必然会有少量润滑油蒸汽混入工作气体中，这会影响工作气体正常放电，进而影响激光器的正常工作；其次，轴快流CO2激光器正常工作时，高速流动的工作气体绝对压强约为80~120mbar，处于真空状态，由于系统的密封性问题，轴快流CO2激光器一般会有少量漏气，即总会有少量空气漏入工作气体内，而空气主要由氮气和氧气组成，其中氮气约占78.09%、氧气约占20.95%，其他气体含量很少，氮气是工作气体的一部分，不过额外氮气的进入会改变工作气体各组份之间的比例，与此同时由于氧气的漏入，工作气体中出现了一种不必要的气体氧气，这会严重影响工作气体放电，进而影响激光器正常工作；另外，在激光器正常工作过程中，工作气体中也会有微量的二氧化碳被离解成一氧化碳CO和氧原子O，而氧会被电极座、放电管等材料所吸收，这样工作气体中二氧化碳就会不断地减少，一氧化碳就会不断地增加，这也影响激光器的正常工作。因此，要保持放电管中工作气体能够正常放电，就必须对工作气体进行不断地更新，如图1所示，真空泵10不断地从系统中抽取部分工作气体，经真空泵排气口9排出，而与此同时气体单元15又不断地经过电磁阀16向系统中补充新鲜工作气体，以维持工作气体的总量平衡，于是轴快流CO2激光器就能正常地工作。在这一过程中我们可以看到，含少量氧气、润滑油蒸汽和微量一氧化碳的工作气体被直接排放到大气中，这不仅是一种浪费，也是对局部环境的一种污染，因此需要设计一种带工作气体回收再利用装置的轴快流CO2激光器。
技术实现思路
针对以上问题，要想实现对工作气体的循环再利用，我们必须要去除工作气体中的少量氧气、润滑油蒸汽和微量的一氧化碳气体，并要适当调整因氮气的增加而失去平衡的工作气体配比，本专利技术提出了一种带工作气体回收再利用装置的轴快流CO2激光器，其对现有轴快流CO2激光器配以相应的回收再利用装置，以实现对工作气体的回收再利用，为达此目的，本专利技术提供一种带回收再利用装置的轴快流CO2激光器，包括CO2高压气瓶、He高压气瓶、N2高压气瓶、气体单元、轴快流CO2激光器工作主体、真空泵、储气罐一、油水分离冷却过滤器、加热除氧器、干燥冷却过滤器、储气罐二和真空泵排空电磁阀，所述轴快流CO2激光器工作主体内高压侧热交换器通过管道与气体单元输出电磁阀和储气罐二输出电磁阀相连，所述气体单元输出电磁阀通过管道与气体单元相连，所述气体单元通过管道与CO2高压气瓶减压阀、He高压气瓶减压阀和N2高压气瓶减压阀相连，所述CO2高压气瓶减压阀接CO2高压气瓶，所述He高压气瓶减压阀接He高压气瓶，所述N2高压气瓶减压阀接N2高压气瓶，所述储气罐二输出电磁阀接储气罐二，所述储气罐二通过干燥冷却过滤器输出阀接干燥冷却过滤器，所述干燥冷却过滤器下方有干燥冷却过滤器进水口和干燥冷却过滤器出水口，所述干燥冷却过滤器通过干燥冷却过滤器输入阀接加热除氧器，所述加热除氧器通过加热除氧器输入阀接油水分离冷却过滤器，所述油水分离冷却过滤器下方有油水分离冷却过滤器进水口和油水分离冷却过滤器出水口，所述油水分离冷却过滤器通过油水分离冷却过滤器输入阀接储气罐一，所述储气罐一通过管道与储气罐一输入电磁阀接真空泵，所述储气罐一与储气罐一输入电磁阀相连管道一侧有真空泵排空电磁阀，所述真空泵通过管道接低压侧抽真空电磁阀和齿轮箱抽真空电磁阀，所述轴快流CO2激光器工作主体内低压侧热交换器通过管道与低压侧抽真空电磁阀相连，所述轴快流CO2激光器工作主体内齿轮箱通过管道与齿轮箱抽真空电磁阀相连。作为本专利技术进一步改进，所述轴快流CO2激光器工作主体包括罗茨泵或罗茨风机、高压侧热交换器、放电管、低压侧热交换器和罗茨泵或罗茨风机齿轮箱，所述罗茨泵或罗茨风机的罗茨泵或罗茨风机出风口通过管道与高压侧热交换器相连，所述罗茨泵或罗茨风机的罗茨泵或罗茨风机进风口通过管道与低压侧热交换器相连，所述放电管在高压侧热交换器与低压侧热交换器之间，所述放电管通过管道与高压侧热交换器和低压侧热交换器相连，所述罗茨泵或罗茨风机一侧有罗茨泵或罗茨风机齿轮箱，所述高压侧热交换器通过管道与气体单元输出电磁阀和储气罐二输出电磁阀相连，所述低压侧热交换器通过管道与低压侧抽真空电磁阀相连，所述罗茨泵或罗茨风机齿轮箱通过管道与齿轮箱抽真空电磁阀相连，本专利技术轴快流CO2激光器工作主体主要使用以上常用轴快流CO2激光器结构主体。作为本专利技术进一步改进，所述真空泵为正压输出真空泵，即输出压力比一个大气压高较多，如是大气压的2倍左右，采用此真空泵，其真空泵的输出口压强相对较高，约为0.2MPa。作为本专利技术进一步改进，所述储气罐一容积为3-5升，额定工作压强为0.6MPa，所述储气罐二容积为1-2升，额定工作压强为0.6MPa，储气罐一主要用于正压输出真空泵的输出缓冲，储气罐二主要用于净化后工作气体的输出缓冲，因此根据相应情况采用以上规格。作为本专利技术进一步改进，所述储气罐一上有压力传感器一，所述储气罐二上有压力传感器二，设置压力传感器可为对应储气罐的工作压强提供实时监控数据。作为本专利技术进一步改进，所述储气罐一上设有储气罐一排空取样阀，所述储气罐二设有储气罐二排空取样阀，储气罐一排空取样阀用于抽取工作气体，以对轴快流CO2激光器工作主体中抽出的工作气体进行取样分析，储气罐二排空取样阀用于抽取净化系统中的工作气体，用于对净化系统中的工作气体进行取样分析。作为本专利技术进一步改进，所述油水分离冷却过滤器下方设有油水分离冷却过滤器排气排污阀，所述干燥冷却过滤器下方设有干燥冷却过滤器排气排污阀，设置排气排污阀后可根据实际生产需要进行定期排气排污。作为本专利技术进一步改进，所述加热除氧器下方有加热除氧器排气阀，用于更换加热除氧器时进行排气。作为本专利技术进一步改进，所述加热除氧器内有铜粉或铜屑，加热维持温度为600℃-700℃，在600℃-700℃温度下会产生以下两个化学反应：2Cu+O2==2CuO，CO+CuO==CO2+Cu其中第一个反应的结果是工作气体中的氧气被铜粉或铜屑吸收生成了固体CuO，第二个反应的结果是工作气体中的CO与CuO反应生成了CO2气体和固体Cu，由于CO本来就是CO2分解生成的，故它被氧化生成CO2气体实际上是恢复了工作气体中原有的CO2气体数量；另由于CO2分解生成的CO数量远小于因泄漏而进入系统的氧气，故在这一环节是安全的，氧气与铜反应生成的固体CuO的数量也足够把CO氧化本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带工作气体回收再利用装置的轴快流CO2激光器，包括CO2高压气瓶（12）、He高压气瓶（13）、N2高压气瓶（14）、气体单元（15）、轴快流CO2激光器工作主体（20）、真空泵、储气罐一（22）、油水分离冷却过滤器（24）、加热除氧器（25）、干燥冷却过滤器（26）、储气罐二（28）和真空泵排空电磁阀（37），其特征在于：所述轴快流CO2激光器工作主体（20）内高压侧热交换器（3）通过管道与气体单元输出电磁阀（16）和储气罐二输出电磁阀（34）相连，所述气体单元输出电磁阀（16）通过管道与气体单元（15）相连，所述气体单元（15）通过管道与CO2高压气瓶减压阀（17）、He高压气瓶减压阀（18）和N2高压气瓶减压阀（19）相连，所述CO2高压气瓶减压阀（17）接CO2高压气瓶（12），所述He高压气瓶减压阀（18）接He高压气瓶（13），所述N2高压气瓶减压阀（19）接N2高压气瓶（14），所述储气罐二输出电磁阀（34）接储气罐二（28），所述储气罐二（28）通过干燥冷却过滤器输出阀（33）接干燥冷却过滤器（26），所述干燥冷却过滤器（26）下方有干燥冷却过滤器进水口（41）和干燥冷却过滤器出水口（42），所述干燥冷却过滤器（26）通过干燥冷却过滤器输入阀（32）接加热除氧器（25），所述加热除氧器（25）通过加热除氧器输入阀（31）接油水分离冷却过滤器（24），所述油水分离冷却过滤器（24）下方有油水分离冷却过滤器进水口（39）和油水分离冷却过滤器出水口（40），所述油水分离冷却过滤器（24）通过油水分离冷却过滤器输入阀（30）接储气罐一（22），所述储气罐一（22）通过管道储气罐一输入电磁阀（29）接真空泵，所述储气罐一（22）与储气罐一输入电磁阀（29）相连管道一侧有真空泵排空电磁阀（37），所述真空泵通过管道接低压侧抽真空电磁阀（8）和齿轮箱抽真空电磁阀（7），所述轴快流CO2激光器工作主体（20）内低压侧热交换器（5）通过管道与低压侧抽真空电磁阀（8）相连，所述轴快流CO2激光器工作主体（20）内齿轮箱（11）通过管道与齿轮箱抽真空电磁阀（7）相连。...
【技术特征摘要】
1.一种带工作气体回收再利用装置的轴快流CO2激光器，包括CO2高压气瓶（12）、He高压气瓶（13）、N2高压气瓶（14）、气体单元（15）、轴快流CO2激光器工作主体（20）、真空泵、储气罐一（22）、油水分离冷却过滤器（24）、加热除氧器（25）、干燥冷却过滤器（26）、储气罐二（28）和真空泵排空电磁阀（37），其特征在于：所述轴快流CO2激光器工作主体（20）内高压侧热交换器（3）通过管道与气体单元输出电磁阀（16）和储气罐二输出电磁阀（34）相连，所述气体单元输出电磁阀（16）通过管道与气体单元（15）相连，所述气体单元（15）通过管道与CO2高压气瓶减压阀（17）、He高压气瓶减压阀（18）和N2高压气瓶减压阀（19）相连，所述CO2高压气瓶减压阀（17）接CO2高压气瓶（12），所述He高压气瓶减压阀（18）接He高压气瓶（13），所述N2高压气瓶减压阀（19）接N2高压气瓶（14），所述储气罐二输出电磁阀（34）接储气罐二（28），所述储气罐二（28）通过干燥冷却过滤器输出阀（33）接干燥冷却过滤器（26），所述干燥冷却过滤器（26）下方有干燥冷却过滤器进水口（41）和干燥冷却过滤器出水口（42），所述干燥冷却过滤器（26）通过干燥冷却过滤器输入阀（32）接加热除氧器（25），所述加热除氧器（25）通过加热除氧器输入阀（31）接油水分离冷却过滤器（24），所述油水分离冷却过滤器（24）下方有油水分离冷却过滤器进水口（39）和油水分离冷却过滤器出水口（40），所述油水分离冷却过滤器（24）通过油水分离冷却过滤器输入阀（30）接储气罐一（22），所述储气罐一（22）通过管道储气罐一输入电磁阀（29）接真空泵，所述储气罐一（22）与储气罐一输入电磁阀（29）相连管道一侧有真空泵排空电磁阀（37），所述真空泵通过管道接低压侧抽真空电磁阀（8）和齿轮箱抽真空电磁阀（7），所述轴快流CO2激光器工作主体（20）内低压侧热交换器（5）通过管道与低压侧抽真空电磁阀（8）相连，所述轴快流CO2激光器工作主体（20）内齿轮箱（11）通过管道与齿轮箱抽真空电磁阀（7）相连。2.根据权利要求1所述的一种带工作气体回收再利用装置的轴快流CO2激光器，其特征在于：所述轴快流CO2激光器工作主体（20）包括罗茨泵或罗茨风机（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：司立众，刘旭明，鞠全勇，郑李明，高峰，周洪，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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