一种用于激光切割器的循环水更换装置的制作方法

1.本发明涉及激光切割器冷却组件技术领域，尤其涉及一种用于激光切割器的循环水更换装置。


背景技术：

2.激光切割机是将从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的。
3.激光切割机系统一般由激光发生器、(外)光束传输组件、工作台(机床)、微机数控柜、冷却器和计算机(硬件和软件)等部分组成；冷水机组是用于冷却激光发生器。激光器是利用电能转换成光能的装置，剩余的能量就变换成热量。冷却水把多余的热量带走以保持激光发生器的正常工作。
4.激光切割机水循环冷却系统分为内外两个循环冷却水路并通过相应的电路控制来实现自动化和智能化，水路内循环冷却系统工作原理：内循环水与外循环水在热交换器中进行能量交换，被冷却后回到水箱，再经过过滤器、水泵，流经激光腔，带走激光腔内的热量，冷却激光器，温度升高再流回热交换器中与外循环水进行能量交换，可参考说明书附图中图1所示，
5.机床在日常使用时，特别是在机器工作前一定保证激光管充满循环水，循环水的水质及水温直接影响激光管的使用寿命。所以要定期的更换循环水和对水箱进行清洗，现有技术中通过控制器定期将水箱内的循环水排出并注入清水进行清洗，清洗完成后再将水箱内注入纯净水作为新的循环水，虽然电路控制方式具有精度高、自动化程度高等多种优点，但也存在成本高，易发生故障，维修困难等缺陷，冷水机组的循环水更换是最基础的，一旦冷水机组的循环水更换无法进行，冷水机组的其他工作均无法继续进行，因此冷水机组的循环水更换和清洗功能追求的应该是工作稳定、不易发生故障，为此我们提出一种用于激光切割器的循环水更换装置。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了解决现有技术中存在激光切割机的水路内循环冷却系统中的水箱无法通过机械控制来实现循环水更换的缺点，而提出的一种用于激光切割器的循环水更换装置。
7.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
8.设计一种用于激光切割器的循环水更换装置，包括水箱、进液机构、出液机构和循环水更换机构，所述进液机构和出液机构均连通在水箱上，所述进液机构可将循环水导入水箱内，所述水箱内的水可由出液机构排出，所述循环水更换机构设置在水箱上并用于水箱循环水的更换。
9.优选的，所述循环水更换机构包括第一支撑架、第一竖管、第二横管、第一密封活塞、第一导向杆、第一螺杆、第一花键轴、第一花键套和第一连接轴，所述第一支撑架固连在水箱底部，所述第一竖管位于第一支撑架内，所述第一竖管上端与水箱连通，所述第一竖管下端封闭，所述第二横管一端连通在第一竖管上，所述第二横管另一端通过水管与外部收集装置连通，所述第一密封活塞设置在第一竖管内，所述第一密封活塞可密封第一竖管，所述第一导向杆上端固连在第一密封活塞底部，所述第一导向杆下端贯穿第一竖管，所述第一螺杆上端可转动安装在第一密封活塞底部，所述第一螺杆下端贯穿第一竖管并与第一竖管螺纹连接，所述第一花键轴固连在第一螺杆底部，所述第一花键套下端可转动安装在第一支撑架内底部，所述第一花键轴下端插入第一花键套内且相互配合设置，所述第一连接轴可转动安装在第一支撑架上，所述第一连接轴贯穿第一支撑架并与第一花键套固连。
10.优选的，所述循环水更换机构还包括第二竖管、多个喷头、第二支撑架、第三竖管、第二横管、第二密封活塞、第二导向杆、第二螺杆、第二花键轴、第二花键套和第二连接轴，所述第二竖管下端贯穿水箱，所述第二竖管可转动安装在水箱上，所述第二竖管底端封闭，多个所述喷头连通在第二竖管底端且呈圆周阵列分布，所述喷头均朝向水箱的内壁设置，所述第二支撑架固连在水箱顶部，所述第三竖管位于第二支撑架内且与第二支撑架固连，所述第三竖管下端插入第二竖管，所述第三竖管可转动安装在第二竖管上，所述第二横管一端与第三竖管连通，所述第二横管另一端与外部纯净水源连通，所述第二密封活塞设置在第三竖管内且可密封第三竖管，所述第二导向杆下端固连在第二密封活塞顶部，所述第二导向杆上端贯穿第三竖管，所述第二螺杆下端可转动安装在第二密封活塞顶部，所述第二螺杆上端贯穿第三竖管并与第三竖管螺纹连接，所述第二花键轴与第二螺杆固连，所述第二花键套上端可转动安装在第二支撑架内顶部，所述第二花键套套设在第二花键轴外且相互配合设置，所述第二连接轴可转动安装在第二支撑架上，所述第二连接轴贯穿第二支撑架并与第二花键套固连。
11.优选的，所述循环水更换机构还包括联动组件，所述联动组件可驱动第二连接轴和第一连接轴转动。
12.优选的，所述联动组件包括第一支撑板、第一转轴、第一皮带机构、第一摩擦轮、第二摩擦轮、第二支撑板、第二转轴、第二皮带机构和第三摩擦轮，所述第一支撑板固连在水箱外侧，所述第一转轴可转动安装在第一支撑板上且贯穿第一支撑板，所述第一转轴与第一连接轴之间通过第一皮带机构传动，所述第一摩擦轮和第二摩擦轮均固连在第一转轴上，所述第二支撑板固连在水箱外侧，所述第二转轴可转动安装在第二支撑板上且贯穿第二支撑板，所述第二转轴与第二连接轴之间通过第二皮带机构传动，所述第三摩擦轮固连在第二转轴上。
13.优选的，所述联动组件还包括电机架、电机、第一不完全摩擦环、第二不完全摩擦环、第四摩擦轮、第三支撑板、第三转轴、第一不完全摩擦轮、第二不完全摩擦轮、第五摩擦轮和转盘，所述电机架固连在水箱外侧，所述电机固连在电机架上，所述第一不完全摩擦环、第二不完全摩擦环、第四摩擦轮、转盘均固连在电机的输出轴上，所述第一不完全摩擦环可与第二摩擦轮啮合，所述第二不完全摩擦环可与第三摩擦轮啮合，所述第三支撑板固连在水箱外侧，所述第三转轴可转动安装在第三支撑板上，所述第一不完全摩擦轮、第二不完全摩擦轮、第五摩擦轮均固连在第三转轴上，所述第五摩擦轮与第四摩擦轮啮合且规格
一致，所述第一不完全摩擦轮可与第一摩擦轮啮合，所述第二不完全摩擦轮可与第三摩擦轮啮合。
14.优选的，所述循环水更换机构还包括第三皮带机构，所述电机的驱动轴与第二竖管之间通过第三皮带机构传动。
15.本发明提出的一种用于激光切割器的循环水更换装置，有益效果在于：通过设置循环水更换机构用于水箱循环水的更换，更换循环水时，外部水泵停止工作，水路循环停止，电机正常工作，第一密封活塞移动至第二横管的下方，水箱内的水可由第一竖管、第二横管排出，排水一段时间后，外部水源可由第二横管、第三竖管进入第二竖管内，再由多个喷头排出，从而对水箱的内侧壁进行清洗，且清洗后的水由第一竖管、第二横管排出，一段时间后，第一连接轴反转，第一密封活塞移动至第二横管上端，水箱停止排水，一段时间后，水箱内装有适量的水后，第二连接轴反转，外部水源无法进入水箱内，从而完成循环水的更换；通过机械结构代替电路控制的方式来完成循环水的更换，相比与电控故障几率低，工作稳定，同时循环水更换过程具有自动化的特点，当电机出现故障而无法工作时，可通过转动转盘代替电机转动，更为装置的稳定工作提高了保障性。
附图说明
16.图1为激光切割机水路内循环冷却系统工作原理。
17.图2为本发明提出的一种用于激光切割器的循环水更换装置的结构示意图一。
18.图3为本发明提出的一种用于激光切割器的循环水更换装置的结构示意图二。
19.图4为本发明提出的一种用于激光切割器的循环水更换装置的水箱的平面剖视图。
20.图5为本发明提出的一种用于激光切割器的循环水更换装置的循环水更换机构的部分结构放大示意图一。
21.图6为本发明提出的一种用于激光切割器的循环水更换装置的循环水更换机构的部分结构放大示意图二。
22.图7为本发明提出的一种用于激光切割器的循环水更换装置的联动组件的部分结构放大示意图。
23.图8为本发明提出的一种用于激光切割器的循环水更换装置的循环水更换机构的部分结构放大示意图三。
24.图9为本发明提出的一种用于激光切割器的循环水更换装置的循环水更换机构的部分结构放大示意图四。
25.图中：水箱1、进液管2、温度控制器3、出液管4、第一支撑架5、第一竖管6、第二横管7、第一密封活塞8、第一导向杆9、第一螺杆10、第一花键轴11、第一花键套12、第一连接轴13、第二竖管14、喷头15、第二支撑架16、第三竖管17、第二横管18、第二密封活塞19、第二导向杆20、第二螺杆21、第二花键轴22、第二花键套23、第二连接轴24、第一支撑板25、第一转轴26、第一皮带机构27、第一摩擦轮28、第二摩擦轮29、第二支撑板30、第二转轴31、第二皮带机构32、第三摩擦轮33、电机架34、电机35、第一不完全摩擦环36、第二不完全摩擦环37、第四摩擦轮38、第三支撑板39、第三转轴40、第一不完全摩擦轮41、第二不完全摩擦轮42、第三皮带机构43、第五摩擦轮44、转盘45。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，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。
27.实施例1：
28.参照图2-9，一种用于激光切割器的循环水更换装置，包括水箱1、进液机构、出液机构和循环水更换机构，进液机构和出液机构均连通在水箱1上，进液机构可将循环水导入水箱1内，水箱1内的水可由出液机构排出，循环水更换机构设置在水箱1上并用于水箱1循环水的更换。
29.进液机构包括进液管2和温度控制器3，进液管2连通在水箱1上端，温度控制器3安装在进水管2上，进液管2另一端与外部水泵的出水管连通，出液机构包括出液管4，出液管4一端连通在水箱1下端，出液管4另一端与外部过滤器连通，内循环水与外循环水在热交换器中进行能量交换，内循环水被冷却后由进水管2回到水箱1，并通过温度控制器3进行温度检测，冷却后的水不应超过三十五摄氏度，水箱1中的水再由出液管4排出，经过过滤器、水泵，流经激光腔，带走激光腔内的热量，冷却激光器，温度升高再流回热交换器中与外循环水进行能量交换。
30.循环水更换机构包括第一支撑架5、第一竖管6、第二横管7、第一密封活塞8、第一导向杆9、第一螺杆10、第一花键轴11、第一花键套12和第一连接轴13，第一支撑架5固连在水箱1底部，第一竖管6位于第一支撑架5内，第一竖管6上端与水箱1连通，第一竖管6下端封闭，第二横管7一端连通在第一竖管6上，第二横管7另一端通过水管与外部收集装置连通，第一密封活塞8设置在第一竖管6内，第一密封活塞8可密封第一竖管6，第一导向杆9上端固连在第一密封活塞8底部，第一导向杆9下端贯穿第一竖管6，第一螺杆10上端可转动安装在第一密封活塞8底部，第一螺杆10下端贯穿第一竖管6并与第一竖管6螺纹连接，第一花键轴11固连在第一螺杆10底部，第一花键套12下端可转动安装在第一支撑架5内底部，第一花键轴11下端插入第一花键套12内且相互配合设置，第一连接轴13可转动安装在第一支撑架5上，第一连接轴13贯穿第一支撑架5并与第一花键套12固连。
31.循环水更换机构还包括第二竖管14、多个喷头15、第二支撑架16、第三竖管17、第二横管18、第二密封活塞19、第二导向杆20、第二螺杆21、第二花键轴22、第二花键套23和第二连接轴24，第二竖管14下端贯穿水箱1，第二竖管14可转动安装在水箱1上，第二竖管14底端封闭，多个喷头15连通在第二竖管14底端且呈圆周阵列分布，喷头15均朝向水箱1的内壁设置，第二支撑架16固连在水箱1顶部，第三竖管17位于第二支撑架16内且与第二支撑架16固连，第三竖管17下端插入第二竖管14，第三竖管17可转动安装在第二竖管14上，第二横管18一端与第三竖管17连通，第二横管18另一端与外部纯净水源连通，第二密封活塞19设置在第三竖管17内且可密封第三竖管17，第二导向杆20下端固连在第二密封活塞19顶部，第二导向杆20上端贯穿第三竖管17，第二螺杆21下端可转动安装在第二密封活塞19顶部，第二螺杆21上端贯穿第三竖管17并与第三竖管17螺纹连接，第二花键轴22与第二螺杆21固连，第二花键套23上端可转动安装在第二支撑架16内顶部，第二花键套23套设在第二花键轴22外且相互配合设置，第二连接轴24可转动安装在第二支撑架16上，第二连接轴24贯穿第二支撑架16并与第二花键套23固连。
32.循环水更换机构还包括联动组件，联动组件可驱动第二连接轴24和第一连接轴13
转动。
33.水路循环正常工作时，第一密封活塞8封堵住第一竖管6并位于第二横管7上方，水箱1内的水无法进入第二横管7，第二密封活塞19封堵住第三竖管17并位于第二横管18下方，外部水源无法由第三竖管17进入第二竖管14内。
34.更换循环水时，外部水泵停止工作，水路循环停止，首先第一连接轴13转动并带动第一花键套12转动，第一花键套12带动第一花键轴11转动，第一花键轴11、第一螺杆10一体设置，从而第一螺杆10转动并使第一密封活塞8沿着第一导向杆9向下运动，第一花键轴11转动并在第一花键套12内向下运动，使第一密封活塞8移动至第二横管7的下方，水箱1内的水可由第一竖管6、第二横管7排出，排水一段时间后，第二连接轴24转动并带动第二花键套23转动，第二螺杆21、第二花键轴22转动并向上运动，从而使第二密封活塞19沿着第二导向杆20移动至第二横管18上方，外部水源可由第二横管18、第三竖管17进入第二竖管14内，再由多个喷头15排出，从而对水箱1的内侧壁进行清洗，同时清洗了水箱1内部，且清洗后的水由第一竖管6、第二横管7排出，一段时间后，第一连接轴13反转，同理，第一密封活塞8移动至第二横管7上端，水箱1停止排水，一段时间后，水箱1内装有适量的水后，第二连接轴24反转，同理，第二密封活塞19移动至第二横管18下方，外部水源无法进入水箱1内，从而完成循环水的更换，通过联动组件可驱动第二连接轴24和第一连接轴13适时性转动。
35.实施例2：
36.参照图2-9，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于，联动组件包括第一支撑板25、第一转轴26、第一皮带机构27、第一摩擦轮28、第二摩擦轮29、第二支撑板30、第二转轴31、第二皮带机构32和第三摩擦轮33，第一支撑板25固连在水箱1外侧，第一转轴26可转动安装在第一支撑板25上且贯穿第一支撑板25，第一转轴26与第一连接轴13之间通过第一皮带机构27传动，第一摩擦轮28和第二摩擦轮29均固连在第一转轴26上，第二支撑板30固连在水箱1外侧，第二转轴31可转动安装在第二支撑板30上且贯穿第二支撑板30，第二转轴31与第二连接轴24之间通过第二皮带机构32传动，第三摩擦轮33固连在第二转轴31上。
37.联动组件还包括电机架34、电机35、第一不完全摩擦环36、第二不完全摩擦环37、第四摩擦轮38、第三支撑板39、第三转轴40、第一不完全摩擦轮41、第二不完全摩擦轮42、第五摩擦轮44和转盘45，电机架34固连在水箱1外侧，电机35固连在电机架34上，第一不完全摩擦环36、第二不完全摩擦环37、第四摩擦轮38、转盘45均固连在电机35的输出轴上，第一不完全摩擦环36可与第二摩擦轮29啮合，第二不完全摩擦环37可与第三摩擦轮33啮合，第三支撑板39固连在水箱1外侧，第三转轴40可转动安装在第三支撑板39上，第一不完全摩擦轮41、第二不完全摩擦轮42、第五摩擦轮44均固连在第三转轴40上，第五摩擦轮44与第四摩擦轮38啮合且规格一致，第一不完全摩擦轮41可与第一摩擦轮28啮合，第二不完全摩擦轮42可与第三摩擦轮33啮合。
38.电机35正常工作时，电机35持续性转动一段时间，第一不完全摩擦环36、第二不完全摩擦环37、第四摩擦轮38随之同步转动，第四摩擦轮38带动第五摩擦轮44转动，从而第三转轴40和电机35的输出轴同步转动且转向相反，第三转轴40、第一不完全摩擦轮41、第二不完全摩擦轮42同步转动，首先第一不完全摩擦环36转动至与第二摩擦轮29啮合，第二摩擦轮29、第一摩擦轮28、第一转轴26一体设置，第一转轴26转动并通过第一皮带机构27带动第
一连接轴13转动，从而第一密封活塞8移动至第二横管7的下方，水箱1内的水可由第一竖管6、第二横管7排出，排水一段时间后，第二不完全摩擦环37转动至与第三摩擦轮33啮合，第三摩擦轮33、第二转轴31一体设置，从而第二转轴31转动并通过第二皮带机构32带动第二连接轴24转动，从而使第二密封活塞19沿着第二导向杆20移动至第二横管18上方，外部水源可由第二横管18、第三竖管17进入第二竖管14内，再由多个喷头15排出，从而对水箱1的内侧壁进行清洗，且清洗后的水由第一竖管6、第二横管7排出，一段时间后，第一不完全摩擦轮41转动至与第一摩擦轮28啮合，第一转轴26转动且转向变换，从而第一连接轴13反转，同理，第一密封活塞8移动至第二横管7上端，水箱1停止排水，一段时间后，水箱1内装有适量的水后，且第二不完全摩擦轮42转动至与第三摩擦轮33啮合，第二连接轴24反转，同理，第二密封活塞19移动至第二横管18下方，外部水源无法进入水箱1内，从而完成循环水的更换，且一次循环水的更换完成，下次更换时，电机35继续转动并重复上述工作流程；通过机械结构代替电路控制的方式来完成循环水的更换，相比与电控故障几率低，工作稳定，同时循环水更换过程具有自动化的特点，当电机35出现故障而无法工作时，可通过转动转盘45代替电机35转动，更为装置的稳定工作提高了保障性。
39.循环水更换机构还包括第三皮带机构43，电机35的驱动轴与第二竖管14之间通过第三皮带机构43传动，电机35在工作时，电机35的输出轴通过第三皮带机构43带动第二竖管14转动，从而在水箱1的清洗过程中，喷头15绕第二竖管14转动，可将水均匀的喷射在水箱1的内壁上，避免水箱1内部的部分位置未被清洗到。
40.总工作流程：更换循环水时，外部水泵停止工作，水路循环停止，电机35正常工作，电机35持续性转动一段时间，第一不完全摩擦环36、第二不完全摩擦环37、第四摩擦轮38随之同步转动，第四摩擦轮38带动第五摩擦轮44转动，从而第三转轴40和电机35的输出轴同步转动且转向相反，第三转轴40、第一不完全摩擦轮41、第二不完全摩擦轮42同步转动，首先第一不完全摩擦环36转动至与第二摩擦轮29啮合，第二摩擦轮29、第一摩擦轮28、第一转轴26一体设置，第一转轴26转动并通过第一皮带机构27带动第一连接轴13转动，第一连接轴13转动并带动第一花键套12转动，第一花键套12带动第一花键轴11转动，第一花键轴11、第一螺杆10一体设置，从而第一螺杆10转动并使第一密封活塞8沿着第一导向杆9向下运动，第一花键轴11转动并在第一花键套12内向下运动，从而第一密封活塞8移动至第二横管7的下方，水箱1内的水可由第一竖管6、第二横管7排出，排水一段时间后，第二不完全摩擦环37转动至与第三摩擦轮33啮合，第三摩擦轮33、第二转轴31一体设置，从而第二转轴31转动并通过第二皮带机构32带动第二连接轴24转动，第二连接轴24转动并带动第二花键套23转动，第二螺杆21、第二花键轴22转动并向上运动，从而使第二密封活塞19沿着第二导向杆20移动至第二横管18上方，外部水源可由第二横管18、第三竖管17进入第二竖管14内，再由多个喷头15排出，从而对水箱1的内侧壁进行清洗，且清洗后的水由第一竖管6、第二横管7排出，一段时间后，第一不完全摩擦轮41转动至与第一摩擦轮28啮合，第一转轴26转动且转向变换，从而第一连接轴13反转，同理，第一密封活塞8移动至第二横管7上端，水箱1停止排水，一段时间后，水箱1内装有适量的水后，且第二不完全摩擦轮42转动至与第三摩擦轮33啮合，第二连接轴24反转，同理，第二密封活塞19移动至第二横管18下方，外部水源无法进入水箱1内，从而完成循环水的更换。
41.电机35在工作时，电机35的输出轴通过第三皮带机构43带动第二竖管14转动，从
而在水箱1的清洗过程中，喷头15绕第二竖管14转动，可将水均匀的喷射在水箱1的内壁上，避免水箱1内部的部分位置未被清洗到。
42.通过机械结构代替电路控制的方式来完成循环水的更换，相比与电控故障几率低，工作稳定，同时循环水更换过程具有自动化的特点，当电机35出现故障而无法工作时，可通过转动转盘45代替电机35转动，更为装置的稳定工作提高了保障性。
43.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揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。