一种用于快速轴流二氧化碳激光器的工作气体冷却装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种用于快速轴流二氧化碳激光器的工作气体冷却装置，包括：冷热交换部件本体，冷热交换部件本体由连接成一体的五个腔室组成，冷热交换部件本体的五个腔室包括：位于中间的进气腔室、分别位于进气腔室两端的两个换热腔体、位于冷热交换部件本体两端边缘位置的两个出气腔体；出气腔体与换热腔体远离进气腔室的一端连接，两个出气腔体对称设置；进气腔室的顶部开设有罗茨泵接口或者二氧化碳激光器壳外出气口，谐振腔出气口与出气管的端头连接，出气管靠近尾端的位置对称设置有两组分气孔；本实用新型专利技术的优点是：冷热交换部件本体采用分体式结构焊接而成，加工、检修更加方便，并且不影响换热效率，换热腔体内部设置的多组冷却管对气体进行降温，换热效率大大的提高了。

【技术实现步骤摘要】
一种用于快速轴流二氧化碳激光器的工作气体冷却装置
本技术涉及二氧化碳激光器
，更为具体地，涉及一种用于快速轴流二氧化碳激光器的工作气体冷却装置。
技术介绍
二氧化碳激光器是最重要、用途最广泛的气体激光器之一，它具有输出功率高、光电能量转换效率高等特点，主要用于表面改性和焊接。而换热装置又是高功率激光器的重要组成部件，其性能直接影响加工质量。二氧化碳激光器光电转换效率一般在20％左右，而大量的能量转换成热能，通常激光工作气体温度越高，光电转换效率越低，气体辉光放电越不稳定，即使注入很高的电功率，输出激光功率也越低。当工作气体温度超过700K，输出激光功率几乎为零。所以，在二氧化碳激光器工作气体循环系统中必须串接换热装置，以期及时带走激光器工作时产生的80％的废热，提高光电转换效率，从而保证激光器持续稳定、高效地工作。激光器冷却系统大多采用水冷方式，因此，激光器用换热装置都采用水气交换形式。常用的换热装置主要采用管板式、绕片式和板翘式，影响换热效率的主要因素有：换热面积、热交换时间、换热次数、内外腔室介质温度差、内外腔壁材料的热传导系数。在实际应用中，通常是增加换热装置体积来保证所需换热面积、通过在工作气体流经外腔室内增加绕流板以提高热交换时间、提高工作气体流动速度以提高换热次数、采用高热传导系数的材料作为换热装置等工艺来提高换热效率。同时带来换热装置体积大、结构复杂、难于清洁、造价高、增加让工作气体流动的风机负担等诸多弊端。
技术实现思路
鉴于上述问题，本技术的目的是提供一种用于快速轴流二氧化碳激光器的工作气体冷却装置，用于对二氧化碳激光器进行降温，以克服上述现有技术的不足。本技术提供的用于快速轴流二氧化碳激光器的工作气体冷却装置包括：冷热交换部件本体，所做的改进是，冷热交换部件本体由连接成一体的五个腔室组成，冷热交换部件本体的五个腔室包括：位于中间的进气腔室、分别位于进气腔室两端的两个换热腔体、位于冷热交换部件本体两端边缘位置的两个出气腔体；出气腔体与换热腔体远离进气腔室的一端连接，两个出气腔体对称设置；进气腔室的顶部开设有罗茨泵接口和/或二氧化碳激光器壳外出气口，罗茨泵接口通过法兰盘与罗茨泵连接，进气腔室两端的侧壁上均布开设有多个第一通孔，进气腔室呈矩形；换热腔体内部沿水平方向均布设置有多个冷却管，冷却管的进气口与第一通孔连通，冷却管的出气口与出气腔体侧壁开设的第二通孔连通，换热腔体靠近底部的位置开设有进液孔，换热腔体顶部的位置开设有出液孔，进液孔和出液孔分别与冷却液管连接，换热腔体呈矩形；出气腔体呈梯形或者三角形，出气腔体通过多个冷却管与进气腔室连通，出气腔体的顶部开设有与谐振腔连接的谐振腔出气口；谐振腔出气口与出气管的端头连接，出气管靠近尾端的位置对称设置有两组分气孔。作为优选，冷热交换部件本体呈梯形，冷热交换部件本体的进气腔室上设置有测温孔，测温孔上安装有测温计。作为优选，冷热交换部件本体两个为一组，对称设置在二氧化碳激光器的机架上，两个冷热交换部件本体之间连接有换液管，换液管上设置有节流阀。作为优选，谐振腔出气口处设置有法兰盘连接座。本技术的优点及积极效果是：1、本技术的冷热交换部件本体采用分体式结构焊接而成，加工、检修更加方便，并且不影响换热效率。2、本技术采用两组换热腔体对高温气体进行降温，使得虽然换热腔体内部是通过冷却管进行降温，但是由于是两组换热腔体进行分流，所以不会出现换热腔体影响气体流速的问题，另外，换热腔体内部设置的多组冷却管对气体进行降温，换热效率大大的提高了。3、本技术的出气腔体采用上大下小的梯形或者三角形结构，确保经过换热腔体的降温气体能够快速的进入谐振腔内，提高了换热效率。4、本技术通过在冷热交换部件本体的进气腔室上设置测温计，能够实时的监控二氧化碳壳体内的温度，当温度过高时，一组冷热交换部件本体无法进行有效降温，可以打开节流阀，通过两组冷热交换部件本体进行有效降温。附图说明通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本技术的更全面理解，本技术的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：图1为根据本技术实施例的整体结构主视图。图2为根据本技术实施例的整体结构俯视图。图3为根据本技术实施例的整体结构剖视图。图4为根据本技术实施例的冷热交换部件本体安装结构示意图。其中的附图标记包括：冷热交换部件本体1、进气腔室2、换热腔体3、4、出气腔体5、6、罗茨泵接口7、法兰盘8、冷却管9、第一通孔10、第二通孔11、进液孔12、出液孔13、谐振腔出气口14、出气管15、分气孔16、测温孔17、机架18、气压传感器19。具体实施方式在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。参阅图1-4，本技术的用于快速轴流二氧化碳激光器的工作气体冷却装置包括：冷热交换部件本体1，冷热交换部件本体1由连接成一体的五个腔室组成，冷热交换部件本体1的五个腔室包括：位于中间的进气腔室2、分别位于进气腔室2两端的两个换热腔体3、4、位于冷热交换部件本体1两端边缘位置的两个出气腔体5、6；出气腔体5与换热腔体3远离进气腔室2的一端连接，出气腔体6与换热腔体4远离进气腔室2的一端连接，两个出气腔体5、6对称设置。本技术的进气腔室2的顶部开设有罗茨泵接口7，罗茨泵接口7通过法兰盘8与罗茨泵连接，进气腔室2两端的顶壁上设置有气压传感器19，气压传感器19用于检测进气腔室2内的气压，进气腔室2两端的侧壁上均布开设有多个第一通孔10，进气腔室2呈矩形；换热腔体3和换热腔体4的内部沿水平方向均布设置有多个冷却管9，冷却管9的进气口与第一通孔10连通，冷却管9的出气口与出气腔体4侧壁开设的第二通孔11连通，换热腔体3和换热腔体4靠近底部的位置开设有进液孔12，换热腔体3和换热腔体4顶部的位置开设有出液孔13，进液孔12和出液孔13分别与冷却液管连接，换热腔体3和换热腔体4都呈矩形；进气腔室2内部的高温空气通过冷却管9通往出气腔体5和出气腔体6，出气腔体5和出气腔体6内部的冷却液对冷却管9外壁进行有效降温。本技术的出气腔体5和出气腔体6呈梯形，出气腔体5和出气腔体6通过多个冷却管9与进气腔室2连通，出气腔体5和出气腔体6的顶部开设有与谐振腔连接的谐振腔出气口14；谐振腔出气口14处设置有法兰盘连接座，谐振腔出气口14与出气管15的端头连接，出气管15靠近尾端的位置对称设置有两组共四个分气孔16。本技术的冷热交换部件本体1呈梯形，冷热交换部件本体1的进气腔室2上设置有测温孔17，测温孔17上安装有测温计。冷热交换部件本体1两个为一组，对称设置在二氧化碳激光器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于快速轴流二氧化碳激光器的工作气体冷却装置，包括：冷热交换部件本体，其特征在于，所述冷热交换部件本体由连接成一体的五个腔室组成，所述冷热交换部件本体的五个腔室包括：位于中间的进气腔室、分别位于进气腔室两端的两个换热腔体、位于冷热交换部件本体两端边缘位置的两个出气腔体；所述出气腔体与换热腔体远离进气腔室的一端连接，两个所述出气腔体对称设置；/n所述进气腔室的顶部开设有罗茨泵接口和/或二氧化碳激光器壳外出气口，所述罗茨泵接口通过法兰盘与罗茨泵连接，所述进气腔室两端的侧壁上均布开设有多个第一通孔，所述进气腔室呈矩形；/n所述换热腔体内部沿水平方向均布设置有多个冷却管，所述冷却管的进气口与所述第一通孔连通，所述冷却管的出气口与出气腔体侧壁开设的第二通孔连通，所述换热腔体靠近底部的位置开设有进液孔，所述换热腔体顶部的位置开设有出液孔，所述进液孔和出液孔分别与冷却液管连接，所述换热腔体呈矩形；/n所述出气腔体呈梯形或者三角形，所述出气腔体通过多个所述冷却管与进气腔室连通，所述出气腔体的顶部开设有与谐振腔连接的谐振腔出气口；/n所述谐振腔出气口与出气管的端头连接，所述出气管靠近尾端的位置对称设置有两组分气孔。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于快速轴流二氧化碳激光器的工作气体冷却装置，包括：冷热交换部件本体，其特征在于，所述冷热交换部件本体由连接成一体的五个腔室组成，所述冷热交换部件本体的五个腔室包括：位于中间的进气腔室、分别位于进气腔室两端的两个换热腔体、位于冷热交换部件本体两端边缘位置的两个出气腔体；所述出气腔体与换热腔体远离进气腔室的一端连接，两个所述出气腔体对称设置；
所述进气腔室的顶部开设有罗茨泵接口和/或二氧化碳激光器壳外出气口，所述罗茨泵接口通过法兰盘与罗茨泵连接，所述进气腔室两端的侧壁上均布开设有多个第一通孔，所述进气腔室呈矩形；
所述换热腔体内部沿水平方向均布设置有多个冷却管，所述冷却管的进气口与所述第一通孔连通，所述冷却管的出气口与出气腔体侧壁开设的第二通孔连通，所述换热腔体靠近底部的位置开设有进液孔，所述换热腔体顶部的位置开设有出液孔，所述进液孔和出液孔分别与冷却液管连接，所述换热腔体呈矩形；
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【专利技术属性】
技术研发人员：王晓峰，陈立恒，孙健，陈雷，
申请(专利权)人：长春北兴激光工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林;22