激光设备及其冷却系统技术方案

本实用新型专利技术涉及激光加工技术领域，公开了一种激光设备及其冷却系统，其中，该冷却系统包括激光模块、主控模块、压缩机、冷凝器、冷媒板、换热装置、水泵、水箱及激光加工头；所述冷媒板密封的设于所述激光模块内，所述换热装置设于所述水箱内，所述压缩机、冷凝器、冷媒板及换热装置通过第一管道串联形成第一冷却回路；所述激光加工头内设有冷却水道，所述水泵、水箱及所述激光加工头通过第二管道串联形成第二冷却回路；所述冷却系统还包括第一旁通装置，所述第一旁通装置通过第三管道接入在所述第一冷却回路上形成第一旁通支路，且所述第一旁通装置连接在所述压缩机的输出端上。旁通装置连接在所述压缩机的输出端上。旁通装置连接在所述压缩机的输出端上。

【技术实现步骤摘要】
激光设备及其冷却系统


[0001]本技术实施例涉及激光加工
，尤其涉及一种激光设备及其冷却系统。

技术介绍

[0002]近年，随着国家工业发展越来越快，越来越多的光纤激光器厂商开始投入先进技术/充足资金，开发出更多、更高功率的多模块连续光纤激光器。现有激光器的内部的冷却大多还是采用水冷方式。由于水冷散热必须通过水冷机和水箱来持续循环冷却水给水冷板散热，并且目前水冷机和水箱大多采用外置于激光器外的形式，导致激光器的必须固定放置，无法移动，并且会增加激光器的体积和占用空间。
[0003]申请号为“CN201020643230.7”，专利名称为“YAG激光器一体化双循环冷却装置”的中国专利中，公开了一种YAG激光器一体化双循环冷却装置，包括：冷凝器，给冷凝器散热的风扇，空气压缩机，螺旋式蒸发器，第一毛细管，储水箱，水泵，激光器；其中，冷凝器和风扇，及空气压缩机、螺旋式蒸发器、第一毛细管组成一套外循环冷却系统；储水箱和水泵，激光器组成一套内循环冷却系统；外循环冷却系统用于对内循环冷却系统中的内循环水进行冷却，内循环冷却系统中的内循环水用于对激光器进行冷却。将内循环冷却系统和外循环冷却系统集成为一体化结构，安装在激光设备中，并将制冷控制和激光器控制集成到一起，实现了激光设备一体化、小型化。
[0004]但是，本专利中一体化双循环冷却装置只适用于中小功率激光器，并且冷却模式为通过外循环冷却系统用于对内循环冷却系统中的内循环水进行冷却，内循环冷却系统中的内循环水用于对激光器进行冷却；冷却模式单一，并且此种冷却模式只采用水冷给激光器散热，冷却效率低的问题，随着激光器功率的提升，冷水机的体积重量及功耗就必须加大，才能满足激光器散热的需求；同时冷水板的单位面积的热传导效率无法满足激光器的泵浦源高密度热量传导的需求，从而导致实际泵浦的温度偏高，而无法保证泵浦源电光转换的波长一定性。在高温状况下，激光器的效率偏低或停止工作。

技术实现思路

[0005]本技术实施例旨在提供一种激光设备的冷却系统，冷却系统可在多个工作模式下运行，通过冷媒制冷系统的冷媒板给激光模块散热，并与水冷系统进行热交换，通过水冷系统给激光加工头进行散热，提高了冷却散热的效率。
[0006]本技术解决其技术问题采用以下技术方案：
[0007]一种激光设备的冷却系统，包括激光模块、主控模块、压缩机、冷凝器、冷媒板、换热装置、水泵、水箱及激光加工头；
[0008]所述冷媒板密封的设于所述激光模块内，所述换热装置设于所述水箱内，所述压缩机、冷凝器、冷媒板及换热装置通过第一管道串联形成第一冷却回路；
[0009]所述激光加工头内设有冷却水道，所述水泵、水箱及所述激光加工头通过第二管
道串联形成第二冷却回路；
[0010]所述冷却系统还包括第一旁通装置，所述第一旁通装置通过第三管道接入在所述第一冷却回路上形成第一旁通支路，且所述第一旁通装置连接在所述压缩机的输出端上。
[0011]作为优选方案，所述第一旁通装置为板式换热器，所述板式换热器设有第一输入口和第一输出口，以及第二输入口和第二输出口；
[0012]所述第一输入口和第一输出口通过所述第三管道分别与所述压缩机的输出端和所述冷凝器的输入端连接，形成所述第一旁通支路，所述压缩机的输出端和所述冷凝器的输入端之间的第一管道上还设有第一电磁阀；
[0013]所述第二输入口和第二输出口通过所述第一管道分别与所述冷媒板的输出端和所述换热装置的输入端连接。
[0014]作为优选方案，所述第一旁通装置为第一毛细管，所述第一毛细管的两端通过所述第三管道分别与所述压缩机的输出端和所述换热装置的输入端连接，形成所述第一旁通支路，所述第一旁通支路上还设有第二电磁阀。
[0015]作为优选方案，所述冷却系统还包括膨胀阀，所述膨胀阀串联在所述冷凝器与所述冷媒板之间，所述膨胀阀与所述主控模块电连接。
[0016]作为优选方案，所述冷媒冷却系统还包括储液罐，所述储液罐串联在所述冷凝器与所述冷媒板之间。
[0017]作为优选方案，所述冷却系统还包括第二旁通装置，所述第二旁通装置通过第三管道并联在所述冷凝器的输入端和输出端上，形成第二旁通支路，所述第二旁通支路上还设有第三电磁阀。
[0018]作为优选方案，所述第二旁通装置为第二毛细管，所述第二毛细管的两端通过第三管道分别与所述冷凝器的输入端和输出端连接。
[0019]作为优选方案，所述压缩机的输入端及输出端分别设有第一压力传感器及第二压力传感器，所述第一压力传感器及第二压力传感器均与所述主控模块电连接。
[0020]作为优选方案，所述冷媒板及水箱内分别设有第一温度传感器及第二温度传感器，所述第一温度传感器及第二温度传感器均与所述主控模块电连接。
[0021]本技术还提供了一种激光设备，包括上述任一方案的冷却系统，其中，所述主控模块、压缩机、冷凝器、风机、水泵及水箱均设置于所述激光设备的机柜内。
[0022]本技术的有益效果是：冷却系统的第一冷却回路采用冷媒直冷与第二冷却回路采用水冷，两种冷却方案相结合，实现多种工作模式，通过冷媒板给激光模块冷却散热，相较于传统的水冷方案，制冷效率更高，制冷温度更低，可快速带走激光模块内部产生的热量，散热效率较高；冷媒冷却系统提供的冷媒在给激光模块冷却散热，同时还可以给水冷系统的冷却水进行冷却散热，提高了冷却系统的冷却效率，简化了冷却系统的结构布局。
[0023]并且，冷却系统内设置了第一旁通支路，解决了当激光设备切换至正常工作状态运行，或高负荷状态运行时，压缩机和风机在原有频率的基础上，能够快速升高至与激光设备高负荷工作时相匹配的频率。从而缩短了压缩机变频的匹配时间，提高了激光设备高负载运行时，压缩机的频率匹配速度。
【附图说明】
[0024]一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0025]图1为本技术一实施例的激光设备的机柜的示意图；
[0026]图2为本技术一实施例的激光设备的冷却系统原理示意图；
[0027]图3为本技术另一实施例的激光设备的冷却系统原理示意图；
[0028]图4为本技术另一实施例的激光设备的冷却系统原理示意图；
[0029]图5为本技术另一实施例的激光设备的冷却系统原理示意图；
[0030]图6为本技术一实施例的激光设备的冷却系统的控制模块的系统图。
【具体实施方式】
[0031]为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施例，对本技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”/“固接于”/“安装于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光设备的冷却系统，其特征在于，包括激光模块、主控模块、压缩机、冷凝器、冷媒板、换热装置、水泵、水箱及激光加工头；所述冷媒板密封的设于所述激光模块内，所述换热装置设于所述水箱内，所述压缩机、冷凝器、冷媒板及换热装置通过第一管道串联形成第一冷却回路；所述激光加工头内设有冷却水道，所述水泵、水箱及所述激光加工头通过第二管道串联形成第二冷却回路；所述冷却系统还包括第一旁通装置，所述第一旁通装置通过第三管道接入在所述第一冷却回路上形成第一旁通支路，且所述第一旁通装置连接在所述压缩机的输出端上。2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述第一旁通装置为板式换热器，所述板式换热器设有第一输入口和第一输出口，以及第二输入口和第二输出口；所述第一输入口和所述第一输出口通过所述第三管道分别与所述压缩机的输出端和所述冷凝器的输入端连接，形成所述第一旁通支路，所述压缩机的输出端和所述冷凝器的输入端之间的第一管道上还设有第一电磁阀；所述第二输入口和所述第二输出口通过所述第一管道分别与所述冷媒板的输出端和所述换热装置的输入端连接。3.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述第一旁通装置为第一毛细管，所述第一毛细管的两端通过所述第三管道分别与所述压缩机的输出端和所述换热装置的输入端连接，形成所述第一旁通支路，所述第一旁通支路上还设有第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂创，江好根，黄建芳，张兴达，林臻裕，张彦柳，青雪飞，蒋峰，
申请(专利权)人：苏州创鑫激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：