一種激光器的節(jié)流裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種激光器的節(jié)流裝置，激光器包括控制進(jìn)氣的控制單元、由該控制單元控制通斷時(shí)間的電磁閥、以及設(shè)置在所述控制單元和所述電磁閥之間且讓進(jìn)氣通過的節(jié)流裝置，其中，所述電磁閥設(shè)有由所述控制單元控制打開和關(guān)閉的氣孔，所述節(jié)流裝置設(shè)有讓氣體通過的通孔，所述通孔與氣孔連通，所述通孔的孔徑小于所述氣孔的孔徑。本實(shí)用新型通過控制單元控制工作氣體進(jìn)入電磁閥的通斷時(shí)間，以控制工作氣體進(jìn)入激光器氣體工作腔的時(shí)間，并在控制單元和電磁閥之間設(shè)置讓氣體通過的節(jié)流裝置，以達(dá)到節(jié)省氣體的目的，本實(shí)用新型材料成本低，控制方法簡(jiǎn)單方便。
【專利說明】
一種激光器的節(jié)流裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種使用在高功率二氧化碳激光器中的節(jié)流裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]C02激光器是目前連續(xù)輸出功率較高的一種激光器，它發(fā)展較早，商業(yè)產(chǎn)品較為成熟。高功率氣體C02激光器在切割、焊接、熔覆等行業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的用途，尤其在切割領(lǐng)域，更是占據(jù)了85%以上的應(yīng)用市場(chǎng)。高功率C02激光器利用高壓電源產(chǎn)生萬伏的高電壓，將高電壓作用在一種混合氣體上，從而激發(fā)混合氣體產(chǎn)生激光。
[0003]高功率的C02激光器的工作氣體為二氧化碳(C02)、氦氣(He)、氮?dú)?N2)。其中二氧化碳為主要工作氣體，其他兩種氣體為輔助介質(zhì)。一般使用已經(jīng)按照一定比例將二氧化碳(C02)、氦氣(He)、氮?dú)?N2)混合好的氣體作為輸入氣體?；旌蠚怏w在高電壓和快流速的情況下，二氧化碳進(jìn)行能級(jí)間的轉(zhuǎn)換，放射出激光。
[0004]故，有必要設(shè)計(jì)一種新的激光器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種使激光器達(dá)到節(jié)省工作氣體的目的、成本低、控制簡(jiǎn)單的激光器的節(jié)流裝置。
[0006]本實(shí)用新型提供一種激光器的節(jié)流裝置，激光器包括控制進(jìn)氣的控制單元、由該控制單元控制通斷時(shí)間的電磁閥、以及設(shè)置在所述控制單元和所述電磁閥之間且讓進(jìn)氣通過的節(jié)流裝置，其中，所述電磁閥設(shè)有由所述控制單元控制打開和關(guān)閉的氣孔，所述節(jié)流裝置設(shè)有讓氣體通過的通孔，所述通孔與氣孔連通，所述通孔的孔徑小于所述氣孔的孔徑。
[0007]其中，所述通孔的孔徑大小為ΦI，所述氣孔的孔徑的大小為Φ2，其中，0.2*Φ2<Φ1 < 0.4*Φ2。
[0008]其中，所述通孔的孔徑為0.3mm，所述氣孔的孔徑為1mm。
[0009]其中，所述電磁閥設(shè)有多個(gè)，每個(gè)電磁閥前均設(shè)有一節(jié)流裝置。
[0010]其中，所述激光器為二氧化碳激光器本實(shí)用新型通過控制單元控制工作氣體進(jìn)入電磁閥的通斷時(shí)間，以控制工作氣體進(jìn)入激光器氣體工作腔的時(shí)間，并在控制單元和電磁閥之間設(shè)置讓氣體通過的節(jié)流裝置，以達(dá)到節(jié)省氣體的目的，本實(shí)用新型材料成本低，控制方法簡(jiǎn)單方便。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型激光器的電磁閥的工作原理圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型激光器的電磁閥與節(jié)流裝置的組合的示意圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型激光器的電磁閥控制的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本實(shí)用新型提供一種激光器的節(jié)流裝置，本激光器為高功率二氧化碳激光器或其他激光器。
[0015]圖1為本實(shí)用新型電磁閥的工作原理示意圖，激光器設(shè)有控制進(jìn)氣的控制單元10、以及由該控制單元1控制通斷時(shí)間的至少一電磁閥2 O，該電磁閥2 O設(shè)有由所述控制單元1控制打開或關(guān)閉的氣孔(圖未示)。當(dāng)控制單元10向電磁閥20提供24V電壓時(shí)，氣體走向A與氣體走向B處于連通狀態(tài)，即工作氣體由方向A向方向B流動(dòng)。當(dāng)控制單元1無輸出時(shí)，電磁閥20的氣孔處于閉合狀態(tài)，即氣體走向A和氣體走向B處于不連接狀態(tài)，工作氣體在電磁閥20內(nèi)部無流動(dòng)。
[00? 6]電磁閥是一種普通電動(dòng)元器件，市場(chǎng)上產(chǎn)品都比較成熟，如Cl ippard、Parker兩家公司都有生產(chǎn)通斷電磁閥。該電磁閥的控制方式簡(jiǎn)單，當(dāng)供給該電磁閥工作電壓/電流時(shí)，電磁閥處于全通狀態(tài)，否則電磁閥處于閉合狀態(tài)。
[0017]為了控制氣體流量大小，如圖2所示，本實(shí)用新型在激光器內(nèi)設(shè)置位于所述控制單元10和電磁閥20之間的至少一節(jié)流裝置30，該節(jié)流裝置30設(shè)有讓進(jìn)氣自由通過的通孔(圖未示)，該節(jié)流裝置30的通孔與所述電磁閥20的氣孔連通，所述節(jié)流裝置的通孔的孔徑小于所述電磁閥20的氣孔的孔徑。
[0018]其中，所述節(jié)流裝置30的通孔的孔徑大小為ΦI，所述電磁閥20的氣孔的孔徑的大小為Φ2，其中,0.2*Φ2 < Φ1 < 0.4*Φ2ο
[0019]其中，所述節(jié)流裝置30的通孔的孔徑為0.3mm，所述電磁閥20的氣孔的孔徑為1mm。
[0020]其中，本節(jié)流裝置30不具有調(diào)節(jié)功能，進(jìn)氣自由通過該節(jié)流裝置30的通孔，其物理特性決定了在氣路上的總流量大小。
[0021]圖3是本實(shí)用新型裝置實(shí)現(xiàn)省氣的原理圖，所述節(jié)流裝置30的氣孔的孔徑?jīng)Q定了氣路上某一瞬間氣體的總流量大小，而電磁閥20的通斷決定了，一段時(shí)間內(nèi)的通過的總氣體體積的大小。比如:所述節(jié)流裝置30的氣孔的孔徑為0.3mm時(shí)，混合氣體瞬間的流量大小是150L/H，所述控制單元10的省氣模式設(shè)置在50%的流量，那么一個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)，實(shí)際該路氣體通過的氣體為75L，從而達(dá)到了節(jié)省工作氣體的目的。
[0022]本激光器的節(jié)流裝置工作流程如下:
[0023]第一步:設(shè)置外部環(huán)境:提供按照特定比例混合好混合氣體，該混合氣體裝入氣瓶，氣瓶的相對(duì)氣壓設(shè)置在0.4兆帕，以此保證工作氣體能進(jìn)入到激光器氣體工作腔。
[0024]所述控制單元1為本實(shí)用型裝置核心的部件，電磁閥20設(shè)有多個(gè)，每個(gè)電磁閥20前均設(shè)有一節(jié)流裝置，該多個(gè)電磁閥成為電磁閥組，其中，本激光器的總控制系統(tǒng)具有四種裝置:第一種狀態(tài):控制氣體進(jìn)入激光器的電磁閥組關(guān)閉；第二種狀態(tài)(激光器快速充氣):控制氣體進(jìn)入激光器的電磁閥組打開狀態(tài);第三種狀態(tài)(激光器慢充省氣)，打開部分控制氣體進(jìn)入激光器的電磁閥，關(guān)閉部分控制氣體進(jìn)入激光器的電磁閥；第四種狀態(tài):(激光器回充氣體)，關(guān)閉所有的控制氣體進(jìn)入激光器的電磁閥，打開與氣瓶連接的充氣電磁閥。
[0025]進(jìn)氣的控制單元10最主要的一個(gè)功能是:根據(jù)激光器運(yùn)行狀態(tài)，自行設(shè)定流量值。如圖3所示，比如，電磁閥前端的節(jié)流裝置30的通孔的孔徑?jīng)Q定了氣體流量是100L/H時(shí)，所述控制單元1控制電磁閥2 O的以1 S (秒)為一個(gè)周期。當(dāng)設(shè)定1 O %流量值時(shí)，一個(gè)控制周期內(nèi)，電磁閥接通的時(shí)間為10S，那么一個(gè)小時(shí)內(nèi)通過該電磁閥的氣體體積為100L;當(dāng)設(shè)定50%流量時(shí)，一個(gè)控制周期內(nèi)，電磁閥接通的時(shí)間為5S，那么一個(gè)小時(shí)內(nèi)通過電磁閥的氣體體積為50L;當(dāng)設(shè)定30%流量時(shí)，一個(gè)控制周期內(nèi)，電磁閥接通的時(shí)間為3S，那么一個(gè)小時(shí)內(nèi)通過電磁閥的氣體體積是30L。以此來達(dá)到省氣的目的。
[0026]高功率二氧化碳激光器對(duì)于工作氣體控制過程復(fù)雜，本實(shí)用新型主要在于表現(xiàn)出如何讓激光器更加節(jié)約工作氣體，本實(shí)用新型激光器總控制系統(tǒng)向進(jìn)氣的控制單元10發(fā)送第二種狀態(tài)(激光器快速充氣)和第三種狀態(tài)(激光器慢充省氣)進(jìn)行闡述。
[0027]當(dāng)激光器總控制系向進(jìn)氣控制單元電路板發(fā)送第二種狀態(tài)(激光器快速充氣)，電磁閥20處于圖3中的100%的流量大小，此時(shí)氣體流量的大小或者一段時(shí)間內(nèi)消耗的氣體完全由節(jié)流孔徑的大小來決定。
[0028]當(dāng)激光器的總控制系統(tǒng)向進(jìn)氣控制單元10發(fā)送第三種狀態(tài)(激光器慢充省氣)，此時(shí)氣體的消耗量是根據(jù)當(dāng)前用戶設(shè)定的百分流量值、節(jié)流裝置30的通孔的孔徑大小兩者來決定。
[0029]本實(shí)用新型通過控制單元控制工作氣體進(jìn)入電磁閥的通斷時(shí)間，以控制工作氣體進(jìn)入激光器氣體工作腔的時(shí)間，并在控制單元和電磁閥之間設(shè)置讓氣體通過的節(jié)流裝置，以達(dá)到節(jié)省氣體的目的，本實(shí)用新型材料成本低，控制方法簡(jiǎn)單方便。
[0030]以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光器的節(jié)流裝置，其特征在于:激光器包括控制進(jìn)氣的控制單元、由該控制單元控制通斷時(shí)間的電磁閥、以及設(shè)置在所述控制單元和所述電磁閥之間且讓進(jìn)氣通過的節(jié)流裝置，其中，所述電磁閥設(shè)有由所述控制單元控制打開和關(guān)閉的氣孔，所述節(jié)流裝置設(shè)有讓氣體通過的通孔，所述通孔與氣孔連通，所述通孔的孔徑小于所述氣孔的孔徑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器的節(jié)流裝置，其特征在于:所述通孔的孔徑大小為ΦI，所述氣孔的孔徑的大小為Φ2，其中，0.2*Φ2< Φ1 <0.4*Φ2ο3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光器的節(jié)流裝置，其特征在于:所述通孔的孔徑為0.3mm，所述氣孔的孔徑為1mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器的節(jié)流裝置，其特征在于:所述電磁閥設(shè)有多個(gè)，每個(gè)電磁閥前均設(shè)有一節(jié)流裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器的節(jié)流裝置，其特征在于:所述激光器為二氧化碳激光器。
【文檔編號(hào)】H01S3/223GK205543663SQ201620160825
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月2日
【發(fā)明人】彭碩飛, 楊磊, 李建, 周桂兵, 陳根余, 陳燚, 高云峰
【申請(qǐng)人】大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司