CN112355475B - 集成多种传感器水下激光增材排水装置 - Google Patents

集成多种传感器水下激光增材排水装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种集成多种传感器自动识别控制水下激光增材排水装置，包括排水气罩主体、进气模块、挡板运行模块、温湿度传感器、气体压力传感器、照明灯、摄像头、密封海绵、密封圈；进气模块设有一号进气快插接头、二号进气快插接头、环形管、一号三通接头、二号三通接头；挡板运行模块包括一号挡板模块、二号挡板模块，一号挡板模块、二号挡板模块分别通过一号连接板和二号连接板与排水罩本体安装配合。此装置结构合理、工作腔室空间充足、水密性能良好、适应深水环境，适用于浅水环境和深水环境下水下激光增材制造工件，以及完成对部件进行水下环境激光再制造和激光焊接。

Description

集成多种传感器水下激光增材排水装置
技术领域
本发明涉及一种水下激光焊接和水下激光增材设备，尤其涉及一种集成多种传感器水下激光增材排水装置。
背景技术
随着人类对能源的需求越来越迫切，海洋油气、核电以及内陆水资源开发成为人类能源的主要新的来源，相关工程中水下钢结构件的制造、连接和在役后结构件的再制造都离不开水下加工技术的参与。其中水下激光加工技术具备如下优势：激光光束可以通过光纤长距离传输，激光光斑小、控制精度高，适应于对精度要求较高的位置进行维修；同时，激光维修的热输入较低，冷却速度快，因此成型的热影响区小，残余应力水平低，成型质量高；激光加工***易于简化和集成，特别适应于工作位置狭小的设备再制造。另外，由于激光能量密度集中，水压对水下激光成型区域的影响小，且可以实现多数材料的成型维修。因此，水下激光加工被作为一种具有巨大发展应用潜力的水下再制造技术，受到越来越广泛的关注。
为保证水下增材质量，需要营造一个工件待增材区域的局部干燥环境，现有技术中，还没有一套适用于局部干法水下增材制造用的集成多种传感器水下激光增材排水装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种集成多种传感器水下激光增材排水装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的集成多种传感器水下激光增材排水装置，包括排水气罩主体、进气模块、挡板运行模块、温湿度传感器、气体压力传感器、照明灯、摄像头、密封海绵、密封圈；
所述排水气罩主体设有进气模块、挡板运行模块、温湿度传感器、气体压力传感器、照明灯、摄像头、密封海绵、密封圈、安装孔；
所述密封圈安装在排水气罩上端的密封圈放置槽内；
所述安装孔连接激光加工头。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的集成多种传感器水下激光增材排水装置，结构合理、工作腔室空间充足、水密性能良好、适应深水环境，适用于浅水环境和深水环境下水下激光增材制造工件，以及完成对部件进行水下环境激光再制造和激光焊接。
附图说明
图1为本发明实施例中集成多种传感器水下激光增材排水装置整体结构示意图。
图2为本发明实施例中集成多种传感器水下激光增材排水装置后视结构示意图。
图3为本发明实施例中进气模块示意图。
图4为本发明实施例中挡板运行模块闭合工作状态结构示意图。
图5为本发明实施例中挡板运行模块张开工作状态结构示意图。
图中：
1-密封海绵、2-排水气罩主体、3-一号旋转气缸、4-一号气缸连接板、5-一号推动气缸、6-一号连接板、7-安装孔、8-密封圈、9-一号进气快插接头、10-二号三通接头、11-环形管、12-二号连接板、13-二号推动气缸、14-二号气缸连接板、15-二号旋转气缸、16-二号挡板模块、17-照明灯、18-气体压力传感器、19-二号进气快插接头、20-一号三通接头、21-温湿度传感器、22-摄像头、23-一号挡板模块、24-二号挡板、25-一号挡板、26-出气口。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的集成多种传感器水下激光增材排水装置，其较佳的具体实施方式是：
包括排水气罩主体、进气模块、挡板运行模块、温湿度传感器、气体压力传感器、照明灯、摄像头、密封海绵、密封圈；
所述排水气罩主体安装设有进气模块、挡板运行模块、温湿度传感器、气体压力传感器、照明灯、摄像头、密封海绵、密封圈、安装孔；所述温湿度传感器为分体式温湿度传感器，其防水等级为IP68，精度为0.1℃、1％RH；所述气体压力传感器为扩散硅传感器，其防水等级为IP68，精度为1KPa；所述摄像头为可变焦高清工业摄像机；所述照明灯为节能LED灯源；所述密封海绵为可压缩阻燃海绵材料；所述密封圈安装在排水气罩上端的密封圈放置槽内；所述安装孔为连接激光加工头；
所述进气模块设有一号进气快插接头、二号进气快插接头、环形管、一号三通接头、二号三通接头；所述的一号进气快插接头和二号进气快插接头选用EPCF直通气动快插接头，其锥管螺纹预涂聚四氟乙烯防漏胶，其锥管螺纹与所述排水罩本体对应位置处贯通内螺纹配合；
所述挡板运行模块包括一号挡板模块、二号挡板模块，一号挡板模块包括一号连接板、一号挡板、一号旋转气缸、一号推动气缸、一号气缸连接板，二号挡板模块包括二号连接板、二号挡板、二号旋转气缸、二号推动气缸、二号气缸连接板；所述一号推动气缸和二号推动气缸，均选用双轴双杆型气缸；所述一号旋转气缸和二号旋转气缸，均选用90°旋转气缸；所述一号旋转气缸、二号旋转气缸分别通过一号气缸连接板和二号气缸连接板与一号推动气缸和二号推动气缸安装配合；所述一号挡板模块、二号挡板模块分别通过一号连接板和二号连接板与排水罩本体安装配合。
本发明的集成多种传感器水下激光增材排水装置，结构合理、工作腔室空间充足、水密性能良好、适应深水环境，适用于浅水环境和深水环境下水下激光增材制造工件，以及完成对部件进行水下环境激光再制造和激光焊接。
具体实施例：
如图1至图5所示，本发明专利集成多种传感器水下激光增材排水装置，包括排水气罩主体2、进气模块、挡板运行模块、温湿度传感器21、气体压力传感器18、照明灯17、摄像头22、密封海绵1、密封圈8；所述排水气罩主体2安装设有进气模块、挡板运行模块、温湿度传感器21、气体压力传感器18、照明灯17、摄像头22、密封海绵1、密封圈8、安装孔7；所述进气模块设有一号进气快插接头9、二号进气快插接头19、环形管11、一号三通接头20、二号三通接头10；所述挡板运行模块包括一号挡板模块23、二号挡板模块16，一号挡板25模块包括一号连接板6、一号挡板25、一号旋转气缸3、一号推动气缸5、一号气缸连接板4，二号挡板模块16包括二号连接板12、二号挡板24、二号旋转气缸15、二号推动气缸13、二号气缸连接板14；所述一号旋转气缸3、二号旋转气缸15分别通过一号气缸连接板4和二号气缸连接板14与一号推动气缸5和二号推动气缸13安装配合；所述一号挡板模块23、二号挡板模块16分别通过一号连接板6和二号连接板12与排水罩本体2安装配合。
本发明专利集成多种传感器水下激光增材排水装置，其中图2为集成多种传感器水下激光增材排水装置后视结构示意图，此装置密封海绵1可以有效的隔离周围水与焊接内腔体，使水不能进入焊接内腔体；所述排水气罩主体2下端形成内腔体，为水下激光增材提供制造工件空间，排水气罩主体2上端为法兰，法兰上排布有阵列通孔为安装孔7，安装孔7方便连接激光加工头；所述密封圈8与待安装激光加工头的安装孔安装挤压，从而可以达到良好的结合部位密封效果；所述照明灯17为LED灯，为待工作区域进行照明，有利于监控待工作区域情况；所述气体压力传感器18为扩散硅传感器，其防水等级为IP68，精度为1KPa；所述温湿度传感器21为分体式温湿度传感器，其防水等级为IP68，精度为0.1℃、1％RH；所述摄像头22为可变焦高清工业摄像机，实时监测到排水气罩本体内的排水和增材情况。
本发明专利集成多种传感器水下激光增材排水装置，其中图3为进气模块示意图，此装置一号三通接头20和二号三通接头10分别连接一号进气快插接头9和二号进气快插接头19；环形管11与一号三通接头20和二号三通接头10安装配合；出气口26为在环形管11上阵列排布的小孔；保护气体通过此进气模式均匀通入保护气罩内腔里，可使工件待增材区域实现干燥环境。
本发明专利集成多种传感器水下激光增材排水装置，其中图4和图5分别为挡板运行模块闭合和张开工作状态结构示意图，此装置的挡板运行模块闭合模式为排水装置由空气中进入深水环境的工作状态，同时一号进气快插接头9和二号进气快插接头19通入排水气体，一号挡板25和二号挡板24可以有效的防止深水环境里的水进入排水气罩内；此装置的挡板运行模块张开模式为排水装置由在深水环境的工作状态，密封海绵被压缩，同时一号进气快插接头9和二号进气快插接头19通入合适流量的排水气体，有效防止水进入，得到待增材区域的干燥环境，提高增材工件的性能。
本发明专利集成多种传感器水下激光增材排水装置，其制作材料多选用铝合金和不锈钢，防止在水下长期使用过程中的腐蚀；该水下激光增材排水装置工作中，在一号进气快插接头9和二号进气快插接头19处通入合适的排水气体压力和流量，一号旋转气缸和二号旋转气缸同时旋转，旋转90°后，一号推动气缸和二号推动气缸向上收紧，达到图5挡板运行模块张开状态，水下激光增材排水装置向下移动，密封海绵收到压缩，达到合适的位置，进行水下激光增材工作。
本发明专利集成多种传感器水下激光增材排水装置的优点是：此排水装置集成温湿度传感器21和气体压力传感器18，可以达到实时监测水下增材环境的关键影响参数，从而获得高性能增材工件；工作内腔室尺寸较大，可以实现较大的干燥空间，完成多大工件的水下激光增材任务；挡板运行模块的设计可以让此装置到达深水环境进行水下激光增材；排水气罩本体装有摄像头22，是对焊接过程进行实时观察的主要媒介，检测水下激光增材过程的稳定性；此排水装置结构合理、工作腔室空间充足、水密性能良好、适应深水环境，适用于浅水环境和深水环境下水下激光增材制造工件，以及完成对部件进行水下环境激光再制造和激光焊接。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种集成多种传感器水下激光增材排水装置，其特征在于，包括排水气罩主体(2)、进气模块、挡板运行模块、温湿度传感器(21)、气体压力传感器(18)、照明灯(17)、摄像头(22)、密封海绵(1)、密封圈(8)；
所述排水气罩主体(2)设有进气模块、挡板运行模块、温湿度传感器(21)、气体压力传感器(18)、照明灯(17)、摄像头(22)、密封海绵(1)、密封圈(8)、安装孔(7)；
所述密封圈(8)安装在排水气罩上端的密封圈放置槽内；
所述安装孔(7)连接激光加工头；
所述温湿度传感器(21)为分体式温湿度传感器，其防水等级为IP68，精度为0.1℃、1％RH；
所述气体压力传感器(18)为扩散硅传感器，其防水等级为IP68，精度为1KPa；
所述摄像头(22)为可变焦高清工业摄像机；
所述照明灯(17)为节能LED灯源；
所述密封海绵(1)为可压缩阻燃海绵材料；
所述进气模块设有一号进气快插接头(9)、二号进气快插接头(19)、环形管(11)、一号三通接头(20)、二号三通接头(10)；
所述的一号进气快插接头(9)和二号进气快插接头(19)选用EPCF直通气动快插接头，其锥管螺纹预涂聚四氟乙烯防漏胶，其锥管螺纹与所述排水气罩主 体对应位置处贯通内螺纹配合；
所述挡板运行模块包括一号挡板模块(23)、二号挡板模块(16)；
所述一号挡板模块(23 )包括一号连接板(6)、一号挡板(25)、一号旋转气缸(3)、一号推动气缸(5)、一号气缸连接板(4)；
所述二号挡板模块(16)包括二号连接板(12)、二号挡板(24)、二号旋转气缸(15)、二号推动气缸(13)、二号气缸连接板(14)；
所述一号推动气缸(5)和二号推动气缸(13)，均选用双轴双杆型气缸；所述一号旋转气缸(3)和二号旋转气缸(15)，均选用90°旋转气缸；
所述一号旋转气缸(3)、二号旋转气缸(15)分别通过一号气缸连接板(4)和二号气缸连接板(14)与一号推动气缸(5)和二号推动气缸(13)安装配合；
所述一号挡板模块(23)、二号挡板模块(16)分别通过一号连接板(6)和二号连接板(12)与排水气 罩主 体(2)安装配合。
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