CN113118621A - 一种激光切割用冷却切割头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光切割技术领域,具体是一种激光切割用冷却切割头,包括一支撑部;连接部,连接部用于连接支撑部,且位于支撑部的下方;镜筒部及倒锥部,镜筒部用于包绕在传感器的外壁上,倒锥部用于安装切割喷嘴,镜筒部位于连接部的下方,倒锥部位于镜筒部的下方;镜筒部包括一水冷机构和一风冷机构,水冷机构包绕在传感器外部,风冷机构与水冷机构协同工作,从而使得在水冷机构中的内壁的厚度,不会对激光切割头的冷却造成较大的限制。
Description
技术领域
本发明涉及激光切割技术领域,具体是一种激光切割用冷却切割头。
背景技术
高功率激光切割由于在切割厚碳钢过程因功率高、加上有氧气辅助,时间长会导致切割头喷嘴发烫、板材过热就会影响切割效果质量和稳定性;尤其是采用新型的切割工艺小孔喷嘴和高功率激光切割,能得到很好的加工效果,但是切割头发热会影响切割效果,而现有技术中往往是采用水冷的方式对激光切割头的传感器进行散热,而在采用水冷的方式进行散热时,储水腔与传感器相靠近的一侧的壁厚往往会对水冷散热起到限制作用,同时仅依靠水冷的方式无法有效地对切割喷嘴及板材进行散热。
如申请公布号为CN110421276A的中国专利《一种激光切割头水气一体冷却装置》,它包括气冷装置及一体成型的水冷装置;所述水冷装置设有环形的水槽,所述水槽从所述水冷装置的顶端向下延伸,所述水槽的内侧及外侧分别为所述水冷装置的内壁及外壁,所述水槽的深度与所述水冷装置的高度的比值在4:7~6:7之间;所述水冷装置的内壁的厚度与所述水槽的宽度的比值在1:2~1:4之间通过这样设置,若所述水槽的深度与所述水冷装置的高度的比值过小,即所述水槽的深度小,则使得所述水槽的容积小,降温效果欠佳;若所述水槽的深度与所述水冷装置的高度比值过大,即所述水槽的深度大,虽然使得所述水槽的容积大,但是也使得所述水冷装置下部的壁厚较薄,所述水槽的容积大导致水的压力大,水的压力大会使得所述水冷装置壁厚较薄处容易发生断裂现象,结构的稳定性差。
因此需要改进的必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种受壁厚限制小的激光切割用冷却切割头,以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的技术方案是:一种激光切割用冷却切割头,包括一支撑部;
连接部,所述连接部用于连接支撑部,且位于所述支撑部的下方;
镜筒部及倒锥部,所述镜筒部用于包绕在传感器的外壁上,所述倒锥部用于安装切割喷嘴,所述镜筒部位于所述连接部的下方,所述倒锥部位于所述镜筒部的下方;所述镜筒部包括一水冷机构和一风冷机构,所述水冷机构包绕在传感器外部,所述风冷机构与所述水冷机构协同工作。
作为本发明的优选方案,所述连接部包括一连接基台,所述连接基台通过第一连接螺栓与所述镜筒部连接,所述连接基台通过第二连接螺栓与所述支撑部连接。
作为本发明的优选方案,所述水冷机构包括一第一壳体,所述第一壳体具有一储水腔;进水管,所述进水管设置在所述第一壳体的一外侧壁上,所述进水管的一端与所述储水腔相连通;出水管,所述出水管设置在所述第一壳体的另一侧壁上,所述出水管的一端与所述储水腔相连通;所述储水腔具有一内壁。
作为本发明的优选方案,所述内壁呈环形,所述内壁用于包绕传感器的一侧为光滑的柱型面,所述内壁的另一侧呈波纹型,使得所述内壁在圆周方向上均匀分布有若干凸缘和若干凹形面。
作为本发明的优选方案,所述凸缘呈弧形,且在该弧形的中心处沿竖直方向开设有第一通气孔;所述第一通气孔的一端与所述风冷机构相连通,所述内壁用于包绕传感器的一侧面上开设有若干个排气槽,所述排气槽的轴线方向垂直于所述第一通气孔的轴线方向,所述排气槽与所述第一通气孔相连通。
作为本发明的优选方案,所述风冷机构包括第二壳体,所述第二壳体具有一第一排气腔,所述第一排气腔的内侧壁为一柱形块的外侧壁,所述柱形块靠近所述倒锥部的一端开设有第二排气腔;连接板,所述连接板固定设置在所述第二排气腔的开口处,所述连接板上开设有若干个排气孔;连接气嘴,所述连接气嘴固定设置在所述第二壳体的外侧壁上,所述第二壳体的外侧壁上开设有第二通气孔,所述第二通气孔的一端与所述连接气嘴相连通,所述第二通气孔的另一端与所述第一排气腔相连通;第三通气孔,若干个所述第三通气孔沿圆周方向均匀开设在所述柱形块的侧壁上,若干个所述第三通气孔用于连通所述第一排气腔和第二排气腔,所述排气孔与所述倒锥部相连通。
作为本发明的优选方案,所述进水管设置在所述第一壳体一外侧壁的下端,所述出水管设置在所述第一壳体另一侧壁的上端。
作为本发明的优选方案,所述进水管和所述出水管的一端均设置有外螺纹。
有益效果
本发明通过改进在此提供一种激光切割用冷却切割头,与现有技术相比,具有如下改进及优点:
1.通过将内壁设置成波纹型,这样使得内壁能承受更强的水压,不会因为内壁的厚度较薄而导致内壁无法承受水压的问题,同时也不会因为内壁的厚度较厚而导致热交换效果变差的问题出现,凸缘处的壁厚较厚,承载了大部分的水压,而凹型面处的壁厚较薄,从而能提高循环水的与传感器处的热交换效果。
2.通过设置采用水冷以及风冷的协同冷却方式,使得该冷却切割头在工作中,能充分对传感器进行冷却降温,同时风冷机构还能对切割喷嘴进行冷却降温,并且能对切割的板材进行冷却降温,进而提高激光切割的效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:
图1为本发明的等轴测结构示意图;
图2为本发明的剖视结构示意图;
图3为本发明中水冷机构的等轴测结构示意图;
图4为本发明中水冷机构的俯视结构示意图;
图5为本发明中水冷机构的等轴测剖视结构示意图;
图6为图5中A处放大图;
图7为本发明中风冷机构的等轴测结构示意图;
图8为本发明中风冷机构的等轴测剖视结构示意图。
图中,支撑部1、连接部2、倒锥部5、水冷机构3、一风冷机构4、连接基台21、第一连接螺栓22、第二连接螺栓23、第一壳体31、储水腔32、进水管33、出水管34、内壁35、凸缘351、凹形面352、第一通气孔353、排气槽354、第二壳体41、第一排气腔412、柱形块413、第二排气腔415、连接板42、排气孔421、连接气嘴43、第二通气孔411、第三通气孔414。
具体实施方式
下面将结合附图1至图8对本发明进行详细说明,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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例,都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示,本发明为一种激光切割用冷却切割头,包括一支撑部1;
连接部2,所述连接部2用于连接支撑部1,且位于所述支撑部1的下方;
镜筒部及倒锥部5,所述镜筒部用于包绕在传感器的外壁上,所述倒锥部5用于安装切割喷嘴,所述镜筒部位于所述连接部2的下方,所述倒锥部5位于所述镜筒部的下方;所述镜筒部包括一水冷机构3和一风冷机构4,所述水冷机构3包绕在传感器外部,所述风冷机构4与所述水冷机构3协同工作。
采用水冷以及风冷的协同冷却方式,使得该冷却切割头在工作中,能充分对传感器进行冷却降温,同时风冷机构4还能对切割喷嘴进行冷却降温,并且能对切割的板材进行冷却降温,进而提高激光切割的效果。
如图2所示,所述连接部2包括一连接基台21,所述连接基台21通过第一连接螺栓22与所述镜筒部连接,所述连接基台21通过第二连接螺栓22与所述支撑部1连接。
采用螺纹连接的方式连接该冷却切割头的主体部分,从而方便了对该冷却切割头的拆卸维修。
如图3-6所述水冷机构3包括一第一壳体31,所述第一壳体31具有一储水腔32;进水管33,所述进水管33设置在所述第一壳体31的一外侧壁上,所述进水管33的一端与所述储水腔32相连通;出水管34,所述出水管34设置在所述第一壳体31的另一侧壁上,所述出水管34的一端与所述储水腔32相连通;所述储水腔32具有一内壁35。
由于水冷机构3的主体部分包绕在传感器的外部,并且采用循环水冷却的方式,提高了水的吸热效率,进而提高对传感器的散热作用,从而保证了传感器处的温度保持恒定。
所述内壁35呈环形,所述内壁35用于包绕传感器的一侧为光滑的柱型面,所述内壁35的另一侧呈波纹型,使得所述内壁35在圆周方向上均匀分布有若干凸缘351和若干凹形面352。
将内壁35设置成波纹型,这样使得内壁35能承受更强的水压,不会因为内壁35的厚度较薄而导致内壁无法承受水压的问题,同时也不会因为内壁35的厚度较厚而导致热交换效果变差的问题出现,凸缘351处的壁厚较厚,承载了大部分的水压,而凹型面352处的壁厚较薄,从而能提高循环水的与传感器处的热交换效果。
所述凸缘351呈弧形,且在该弧形的中心处沿竖直方向开设有第一通气孔353;所述第一通气孔353的一端与所述风冷机构4相连通,所述内壁35用于包绕传感器的一侧面上开设有若干个排气槽354,所述排气槽354的轴线方向垂直于所述第一通气孔353的轴线方向,所述排气槽354与所述第一通气孔353相连通。
在凸缘351的中心处开设第一通气孔353,这样使得风冷机构4中的冷风能对循环水进行二次冷却,进一步提高循环水的散热效果,同时冷风还会从排气槽354中吹向传感器,从而使得在壁厚较厚处,有冷风进行辅助协同散热,进而提高对传感器的散热效果,由此内壁35的壁厚不再对激光切割的散热造成限制。
如图7-8所述风冷机构4包括第二壳体41,所述第二壳体41具有一第一排气腔412,所述第一排气腔412的内侧壁为一柱形块413的外侧壁,所述柱形块413靠近所述倒锥部5的一端开设有第二排气腔415;连接板42,所述连接板42固定设置在所述第二排气腔415的开口处,所述连接板42上开设有若干个排气孔421;连接气嘴43,所述连接气嘴43固定设置在所述第二壳体41的外侧壁上,所述第二壳体41的外侧壁上开设有第二通气孔411,所述第二通气孔411的一端与所述连接气嘴43相连通,所述第二通气孔411的另一端与所述第一排气腔412相连通;第三通气孔414,若干个所述第三通气孔414沿圆周方向均匀开设在所述柱形块413的侧壁上,若干个所述第三通气孔414用于连通所述第一排气腔412和第二排气腔415,所述排气孔421与所述倒锥部5相连通。
风冷机构4中输入的冷风,一部分从第一排气腔412的上部吹向水冷机构3,从而使得风冷机构4与水冷机构3在工作中能进行协同配合,提高对激光切割头内传感器的散热效果,另一部分冷风从排气孔421吹向倒锥部5,进而对切割喷嘴进行冷却降温,并且能对切割的板材进行冷却降温,进而提高激光切割的效果。
如图2所示所述进水管33设置在所述第一壳体31一外侧壁的下端,所述出水管34设置在所述第一壳体31另一侧壁的上端。
循环水采用自下而上的流动方式,使得循环水在储水腔32内的流动时间更长,从而提高循环水的热交换效果。
如图2所述进水管33和所述出水管34的一端均设置有外螺纹。
在进水管33和出水管34的一端设置外螺纹,方便了进水管33和出水管34与外部水源的连接,同时也能防止在连接处出现漏水的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并非因此限制本发明的专利保护范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种激光切割用冷却切割头,其特征在于:包括一支撑部(1);
连接部(2),所述连接部(2)用于连接支撑部(1),且位于所述支撑部(1)的下方;
镜筒部及倒锥部(5),所述镜筒部用于包绕在传感器的外壁上,所述倒锥部(5)用于安装切割喷嘴,所述镜筒部位于所述连接部(2)的下方,所述倒锥部(5)位于所述镜筒部的下方;所述镜筒部包括一水冷机构(3)和一风冷机构(4),所述水冷机构(3)包绕在传感器外部,所述风冷机构(4)与所述水冷机构(3)协同工作。
2.根据权利要求1所述的一种激光切割用冷却切割头,其特征在于:所述连接部(2)包括一连接基台(21),所述连接基台(21)通过第一连接螺栓(22)与所述镜筒部连接,所述连接基台(21)通过第二连接螺栓(22)与所述支撑部(1)连接。
3.根据权利要求1所述的一种激光切割用冷却切割头,其特征在于:所述水冷机构(3)包括一第一壳体(31),所述第一壳体(31)具有一储水腔(32);进水管(33),所述进水管(33)设置在所述第一壳体(31)的一外侧壁上,所述进水管(33)的一端与所述储水腔(32)相连通;出水管(34),所述出水管(34)设置在所述第一壳体(31)的另一侧壁上,所述出水管(34)的一端与所述储水腔(32)相连通;所述储水腔(32)具有一内壁(35)。
4.根据权利要求3所述的一种激光切割用冷却切割头,其特征在于:所述内壁(35)呈环形,所述内壁(35)用于包绕传感器的一侧为光滑的柱型面,所述内壁(35)的另一侧呈波纹型,使得所述内壁(35)在圆周方向上均匀分布有若干凸缘(351)和若干凹形面(352)。
5.根据权利要求4所述的一种激光切割用冷却切割头,其特征在于:所述凸缘(351)呈弧形,且在该弧形的中心处沿竖直方向开设有第一通气孔(353);所述第一通气孔(353)的一端与所述风冷机构(4)相连通,所述内壁(35)用于包绕传感器的一侧面上开设有若干个排气槽(354),所述排气槽(354)的轴线方向垂直于所述第一通气孔(353)的轴线方向,所述排气槽(354)与所述第一通气孔(353)相连通。
6.根据权利要求5所述的一种激光切割用冷却切割头,其特征在于:所述风冷机构(4)包括第二壳体(41),所述第二壳体(41)具有一第一排气腔(412),所述第一排气腔(412)的内侧壁为一柱形块(413)的外侧壁,所述柱形块(413)靠近所述倒锥部(5)的一端开设有第二排气腔(415);连接板(42),所述连接板(42)固定设置在所述第二排气腔(415)的开口处,所述连接板(42)上开设有若干个排气孔(421);连接气嘴(43),所述连接气嘴(43)固定设置在所述第二壳体(41)的外侧壁上,所述第二壳体(41)的外侧壁上开设有第二通气孔(411),所述第二通气孔(411)的一端与所述连接气嘴(43)相连通,所述第二通气孔(411)的另一端与所述第一排气腔(412)相连通;第三通气孔(414),若干个所述第三通气孔(414)沿圆周方向均匀开设在所述柱形块(413)的侧壁上,若干个所述第三通气孔(414)用于连通所述第一排气腔(412)和第二排气腔(415),所述排气孔(421)与所述倒锥部(5)相连通。
7.根据权利要求3所述的一种激光切割用冷却切割头,其特征在于:所述进水管(33)设置在所述第一壳体(31)一外侧壁的下端,所述出水管(34)设置在所述第一壳体(31)另一侧壁的上端。
8.根据权利要求7所述的一种激光切割用冷却切割头,其特征在于:所述进水管(33)和所述出水管(34)的一端均设置有外螺纹。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 325000 No. 4258, 3rd road, Binhai Park, Wenzhou Economic and Technological Development Zone, Wenzhou City, Zhejiang Province Applicant after: Pentium laser (Zhejiang) Co.,Ltd. Address before: 325000 No. 4258, 3rd road, Binhai Park, Wenzhou Economic and Technological Development Zone, Longwan District, Wenzhou City, Zhejiang Province Applicant before: PENTA LASER (WENZHOU) Co.,Ltd. |
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CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |