一种激光切割头气冷降温装置的制作方法

1.本实用新型属于激光切割设备技术领域，涉及一种激光切割头气冷降温装置。


背景技术：

2.近年来，随着激光行业的不断发展，激光器的功率已经达到万瓦，甚至数万瓦级，在厚板的切割应用上越来越广泛。然而在进行厚板材料切割时由于切割功率高、速度慢、及氧气辅助切割释放热量等原因，导致激光切割头发热，影响切割质量和稳定性。
3.由于激光所携带的功率密度较大，当激光通过准直镜和聚焦透镜上时，即使准直镜和聚焦透镜只吸收极少部分激光的能量，但是还是会导致准直镜、聚焦透镜和随动传感器温度升高。目前激光切割头的准直、聚焦都是有冷却系统的，然而随动传感器单元普遍缺乏冷却装置，所以在现有激光切割头上配备一种冷却效率高，工作安全、稳定的用于激光切割激光头的冷却装置显得尤为需要。
4.目前，现有激光切割头一般采用水冷却装置进行降温，但由于水冷是闭合回路系统，要求密封性好，否则漏水与激光切割时的热量汇聚产生水蒸气，进入光路系统易导致光学镜片的损坏，同时漏水还存在导致电气短路的风险。


技术实现要素：

5.针对背景技术中激光切割头采用水冷降温所存在的技术问题，本实用新型提供了一种激光切割头气冷降温装置，能够在通过激光切割板材时，特别是在厚板切割时，对激光切割头及切割板材进行有效的冷却降温，并提高切割质量和长期切割稳定性。
6.本实用新型解决技术问题的技术方案如下：
7.本实用新型一种激光切割头气冷降温装置，所述激光切割头包括切割头本体，切割头本体底部通过绝缘板设置有随动传感器本体，随动传感器本体底部依次设置有锁紧螺帽、陶瓷环和喷嘴；所述随动传感器本体外侧罩设有中空结构的气冷罩，该气冷罩顶部与随动传感器本体贴合连接；所述气冷罩上部开设有进气口，底部均匀设置有多个排气孔；所述进气口上安装有气管，气管另一端连接有涡流管。
8.作为技术方案的进一步改进，所述气冷罩内壁分别以进气口和排气孔为起点和末端铣有螺旋槽。
9.作为技术方案的进一步改进，所述气冷罩包括上下可拆卸连接的气冷罩冷却单元和气冷罩排气单元。
10.作为技术方案的进一步改进，所述气冷罩冷却单元包括与随动传感器本体顶部贴合并可拆卸连接的安装座以及设置在该安装座底部的呈圆筒状的罩体，所述进气口设置于罩体的上部；所述气冷罩排气单元包括与罩体底部螺纹连接的连接筒和设置在该连接筒底部的呈圆环状的挡板；所述挡板的内圆直径小于罩体的直径，其外圆直径大于或等于罩体直径，所述排气孔沿圆周均匀设置在连接筒内侧的挡板上。
11.作为技术方案的进一步改进，所述安装座上设置有若干安装孔，其通过螺栓穿过
各安装孔与随动传感器本体顶部连接固定。
12.作为技术方案的进一步改进，所述进气口处连接的气管上设置有节流阀。
13.作为技术方案的进一步改进，所述涡流管上设置有用于涡流管安装固定的涡流管安装支座。
14.作为技术方案的进一步改进，所述涡流管的进气入口与压缩空气源连通。
15.作为技术方案的进一步改进，所述切割头本体上连接设置有激光头安装板。
16.作为技术方案的进一步改进，所述气冷罩的材质为铝合金。
17.应用时，将气冷罩通过螺栓与随动传感器本体的顶部贴合连接，将涡流管的进气入口与压缩空气源连通，在利用该激光切割头对板材切割时，压缩空气进入涡流管冷却后，通过气管、节流阀进入气冷罩内由旋转槽形成的气道里，并与激光切割头热交换进行降温，同时将换热后的气体通过各排气孔排出，排气的同时，气体吹响切割板材并对板材切割位置降温。
18.相对于现有技术，本实用新型提供的一种激光切割头冷却装置，其设计新颖，结构合理，采用低温气体作为冷却介质，当冷却气体通过特有的螺旋槽气道与激光切割发热区域进行热交换来实现降温，并迅速排出带走热量；相比水冷却装置，本实用新型所述的激光切割头冷却装置更安全，无需考虑因密封不好而带来的漏水情况进而导致的电气短路、破坏光学器件等问题发生；同时，相较于水冷却装置，本实用新型所提供的激光切割冷却装置可以随时打开、关闭和流量调节，有效提高使用灵活性和使用效果，提升板材切割质量及切割稳定性，另外本实用新型所提供的激光切割冷却装置还通过设置直径大于连接筒直径的挡板，使之具备防护切割飞溅的功能，确保运行安全。
附图说明
19.图1是本实用新型的结构示意图；
20.图2是本实用新型中气冷罩的结构示意图；
21.图3是本实用新型中气冷罩的另一视角结构示意图；
22.图4是本实用新型中气冷罩的气冷罩冷却单元和气冷罩排气单元分离安装的示意图；
23.图5是现有激光切割头的结构示意图；
24.图中：1、气冷罩冷却单元；2、气冷罩排气单元；3、节流阀；4、气管；5、涡流管安装座；6、涡流管；7、激光头安装板；8、切割头本体；9、绝缘板； 10、随动传感器本体；11、陶瓷环；12、喷嘴；13、锁紧螺帽；14、进气口； 15、排气孔；16、挡板；17、安装座；18、罩体；19、螺旋槽；20、安装孔； 21、气冷罩；22、连接筒。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公
开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“里”、“外”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
26.如图1至图5所示，本实用新型一种激光切割头气冷降温装置，所述激光切割头包括切割头本体8，切割头本体8底部通过绝缘板9设置有随动传感器本体10，随动传感器本体10底部依次设置有锁紧螺帽13、陶瓷环11和喷嘴12；本实用新型的创新之处在于，所述随动传感器本体10外侧罩设有中空结构的气冷罩21，该气冷罩21顶部与随动传感器本体10贴合连接；所述气冷罩21上部开设有进气口14，底部均匀设置有多个排气孔15；所述进气口4上安装有气管 4，气管4另一端连接有涡流管6；所述进气口4上安装有气管4，气管4另一端与一个涡流管6的冷却气体出口相连接，涡流管6的进气入口与压缩空气源连通。当通过激光切割板材时，压缩空气经涡流管6冷却后从进气口14处送入气冷罩21内，然后与激光发热区域换热后，再从气冷罩21底部的各排气孔15 排出，同时排出的气体吹向切割的板材并对板材切割区域进一步的降温。进一步地，本实施例中，所述的气冷罩21采用铝合金材料制作而成，轻质，易安装，效果好。
27.本实施例中，所述气冷罩21内壁分别以进气口14和排气孔15为起点和末端铣有螺旋槽19，通过该螺旋槽19形成螺旋形的气道，使用冷却气体以螺旋的方向向下运行进行换热。
28.为便于气冷罩21的安装及维护，本实施例中所述的气冷罩21包括上下可拆卸连接的气冷罩冷却单元1和气冷罩排气单元2，在维护时将气冷罩2拆卸下来即可。进一步的，所述气冷罩冷却单元1包括与随动传感器本体10顶部贴合并可拆卸连接的安装座17以及设置在该安装座17底部的呈圆筒状的罩体18，螺旋槽19设置于罩体18上，该罩体18内侧直径略大于随动传感器本体10外侧直径，可以贴合随动传感器本体10外侧安装，所述进气口14设置于罩体18 的上部；所述气冷罩排气单元2包括与罩体18底部螺纹连接的连接筒22和设置在该连接筒22底部的呈圆环状的挡板16；所述挡板16的内圆直径小于罩体 18的直径，其外圆直径大于或等于罩体18直径，所述排气孔15沿圆周均匀设置在连接筒22内侧的挡板16上。一般情况下，挡板16的外圆直径大于罩体18 的直径，即挡板16向外凸出一部分，能在激光切割时起到防飞溅作用。
29.本实施例中，所述安装座17上设置有若干安装孔20，其通过螺栓穿过各安装孔20与随动传感器本体10连接固定，拆装方便。
30.为便于对冷却气体的流量进行调节，所述进气口14处连接的气管4上设置有节流阀3。
31.本实施例中，所述涡流管6上设置有用于涡流管6安装固定的涡流管安装支座5。
32.本实施例中，所述切割头本体8上连接设置有激光头安装板7，用于安装切割头本体8。