專利名稱：一種高功率橫流CO₂激光器自動充排氣系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于激光器技術領域，特別是涉及一種高功率橫流CO2激光器的自動充排氣系統(tǒng)。

背景技術：
高功率CO2激光器不僅追求激光輸出功率的穩(wěn)定性，而且還追求激光器長時間工作的連續(xù)性，但目前大多數(shù)高功率CO2激光器都無法實現(xiàn)長時間連續(xù)穩(wěn)定的工作，而影響激光連續(xù)輸出的一個重要的因素是工作氣體的更新環(huán)節(jié)。目前國內(nèi)大多數(shù)高功率橫流CO2激光器在氣體更新措施方面存在兩方面的問題其一，充排氣系統(tǒng)功能單一，充排氣過程必須在激光器停機的情況下進行，并且充排氣的過程完全為人工手動操作，無法自動更新激光器的工作氣體，影響激光器的連續(xù)工作性能，無法滿足激光連續(xù)加工的需求；其二，在高功率橫流CO2激光器的三個混合工作氣體中，He和Ar可以根據(jù)激光輸出特性的需要進行選擇；如以He作為輔助氣體時，氣體組合比例為CO2∶N2∶He＝1∶8∶7的激光輸出特性好，但價格昂貴；以Ar作為輔助氣體，氣體組合比例為CO2∶N2∶Ar＝1∶8∶7的激光輸出特性相比He作為輔助氣體差些，但仍能滿足激光加工需要，優(yōu)點是成本低，是He輔助氣體的1/10；目前激光器在Ar和He自動轉(zhuǎn)換上很不方便，必須通過手工拆裝密封的充氣管路來實現(xiàn)兩種氣體的轉(zhuǎn)換，無法實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)換；同時，經(jīng)常的拆裝易引起漏氣問題。

實用新型內(nèi)容針對上述存在的技術問題，為使高功率CO2激光器實現(xiàn)長時間連續(xù)工作，滿足激光連續(xù)加工的要求，本實用新型提出了一種能夠使激光器的混合氣體自動更新，并實現(xiàn)不同混合氣體自動轉(zhuǎn)換的高功率橫流CO2激光器自動充排氣系統(tǒng)。它可以延長橫流CO2激光器連續(xù)工作時間，提高橫流CO2激光器的輸出功率的穩(wěn)定性。
本實用新型的技術方案如下 一種橫流CO2激光器自動充排氣系統(tǒng)，包括激光器箱體、充氣系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)，所述激光器箱體分別與排氣系統(tǒng)的排氣管和充氣系統(tǒng)的充氣管連接，所述的充氣系統(tǒng)包括He單元、Ar單元、N2單元、CO2單元、快速充氣單元、慢速充氣單元、混合氣儲氣瓶和壓力表，各氣體單元并聯(lián)后與混合氣儲氣瓶進氣口連接，混合氣儲氣瓶出氣口分別與充氣系統(tǒng)的慢速充氣單元、快速充氣單元及壓力表連接。所述的快速充氣單元為兩位兩通常閉型電磁閥。所述的慢速充氣單元由相互連接的兩位兩通常開型電磁閥和可調(diào)面板浮子式流量計組成。
所述的排氣系統(tǒng)包括真空泵、快速排氣單元、慢速排氣單元、回氣閥、隔膜放氣閥及蝶閥，快速排氣單元和慢速排氣單元并聯(lián)，一端與真空泵連接，另一端通過蝶閥與激光器箱體連接，回氣閥與真空泵連接，隔膜放氣閥安裝在排氣管路上。所述的快速排氣單元為電磁高真空帶充氣閥。所述的慢速排氣單元為兩位兩通常閉型電磁閥。所述的回氣閥為兩位兩通常開型電磁閥。
所述CO2單元、N2單元、He單元、Ar單元結(jié)構(gòu)相同，均包括儲氣瓶和與儲氣瓶依次串聯(lián)連接的調(diào)壓閥、流量計及電磁閥。
本實用新型的優(yōu)點是 1.本實用新型中的各氣體單元設有調(diào)壓閥，可以更好地限制從CO2、N2、He和Ar 4個儲氣瓶輸出的氣體壓力，使流經(jīng)CO2、N2、He和Ar 4個通道的氣體壓力相同，可以防止不同的流量計彼此的流量誤差。
2.在快速充氣和快速排氣單元的基礎上又安裝了一個慢速充氣和慢速排氣單元，可以使高功率橫流CO2激光器在工作時實現(xiàn)慢速充氣和慢速排氣的功能，使激光器氣體不斷更新。
3.激光器工作時，通常是CO2、N2、He三者的混合氣體或CO2、N2、Ar三者的混合氣體，本自動充排氣系統(tǒng)通過電磁閥的開閉順序，可以實現(xiàn)上述兩種情況的自動轉(zhuǎn)換。
4.在CO2單元、N2單元、He單元、Ar單元并聯(lián)后安裝混合氣儲氣瓶，使氣體混合更充分，同時起到混合氣體的均勻和穩(wěn)定氣壓的作用。

圖1為本發(fā)明的整體示意圖。
圖2為圖1中充氣系統(tǒng)示意圖。
圖3為圖2的仰視圖。
圖4為圖1中排氣系統(tǒng)示意圖。
圖中1為充氣系統(tǒng)；2為激光器箱體；3為混合氣儲氣瓶；4為排氣系統(tǒng)；5為He單元；6為Ar單元；7為N2單元；8為CO2單元；9為慢速充氣單元；10為快速充氣單元；11為流量計，12為電磁閥；13為調(diào)壓閥；14為壓力表；15為真空泵；16為慢速排氣單元；17為回氣閥；18為快速排氣單元；19為放氣閥；20為蝶閥，21為排氣管路，22為充氣管路。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型進行詳細說明。
實施例如圖1所示，本實用新型包括激光器箱體2、充氣系統(tǒng)1及排氣系統(tǒng)4，所述激光器箱體2分別與排氣系統(tǒng)4的排氣管路21和充氣系統(tǒng)1的充氣管路22連接，如圖2、圖3所示，所述的充氣系統(tǒng)1包括He單元5、Ar單元6、N2單元7、CO2單元8、快速充氣單元10、慢速充氣單元9、混合氣儲氣瓶3和壓力表14，各氣體單元并聯(lián)后與混合氣儲氣瓶3進氣口連接，混合氣儲氣瓶3出氣口分別與充氣系統(tǒng)1的慢速充氣單元9、快速充氣單元10及壓力表14連接。
其中He單元5、Ar單元6、N2單元7、CO2單元8結(jié)構(gòu)相同，均包括儲氣瓶和與儲氣瓶依次串聯(lián)連接的調(diào)壓閥13、流量計11和電磁閥12，之間通過PU管連接，壓力表14為0～0.6MPa電接點壓力表，用于測量混合氣儲氣瓶3的氣壓；快速充氣單元10為一個電磁閥12；慢速充氣單元9由相互連接的電磁閥12和流量計11組成。
本例充氣系統(tǒng)1中所述的調(diào)壓閥13為最大量程為1Mpa的調(diào)壓閥，流量計11為可調(diào)面板浮子式流量計，電磁閥12為220V兩位兩通常閉型電磁閥。
如圖3所示，本例排氣系統(tǒng)4包括真空泵15、慢速排氣單元16、快速排氣單元18、回氣閥17、放氣閥19及蝶閥20，快速排氣單元18和慢速排氣單元16并聯(lián)，一端與真空泵15連接，另一端通過蝶閥20與激光器箱體2連接，回氣閥17與真空泵15連接，放氣閥19安裝在排氣管路21上。
所述的快速排氣單元18是型號為DDC-32的電磁高真空帶充氣閥。所述的慢速排氣單元16為兩位兩通常閉型電磁閥。所述的回氣閥17為220V兩位兩通常開型電磁閥。真空泵15為2X-8A旋片式真空泵，放氣閥19為GM-10隔膜放氣閥，蝶閥20為DN32蝶閥。
本實用新型的工作過程 首先用2X-8A旋片式真空泵15抽激光器箱體2里的空氣，此時真空泵15、快速排氣單元18和回氣閥17工作，回氣閥17處于閉合狀態(tài)，抽到空氣壓力為10～20Pa時開始充氣體，此時充氣系統(tǒng)1的He單元5、N2單元7、CO2單元8和快速充氣單元10開始工作，手動調(diào)節(jié)流量計11的氣體流量比例為CO2∶N2∶He＝1∶8∶7，真空泵15、快速排氣單元18和回氣閥17停止工作，回氣閥17處于開啟狀態(tài)，相當于往真空泵15內(nèi)充氣，這樣可以防止真空泵15內(nèi)的真空泵油回流到激光器箱體2內(nèi)。
若用Ar代替He，通過電磁閥的開閉順序，使Ar單元6、N2單元7、CO2單元8和快速充氣單元10工作，通常是CO2∶N2∶Ar＝1∶8∶7，三種氣體流經(jīng)儲氣瓶3，通過快速充氣單元10進到激光器箱體2內(nèi)，激光器箱體2充到14000Pa時，快速充氣單元10停止工作，慢速充氣單元9、真空泵15和慢速排氣單元16開始工作，混合氣儲氣瓶3充到設置的0.4MPa時，He單元5、N2單元7、CO2單元8停止工作，若混合氣儲氣瓶3內(nèi)氣壓為0.1MPa時，He單元5、N2單元7、CO2單元8恢復工作。
通常設置慢速充氣單元9的充氣量小于慢速排氣單元16的排氣量，當激光器箱體2的氣壓為13700Pa時，慢速排氣單元16停止工作，激光器箱體2就會慢慢恢復到14000Pa，慢速排氣單元16再恢復工作，就這樣慢速充氣單元9和慢速排氣單元16配合工作，就實現(xiàn)更新激光器箱體2內(nèi)氣體的作用。
權(quán)利要求1.一種高功率橫流CO2激光器自動充排氣系統(tǒng)，包括激光器箱體、充氣系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)，所述激光器箱體分別與排氣系統(tǒng)的排氣管和充氣系統(tǒng)的充氣管連接，其特征在于所述的充氣系統(tǒng)包括He單元、Ar單元、N2單元、CO2單元、快速充氣單元、慢速充氣單元、混合氣儲氣瓶和壓力表，各氣體單元并聯(lián)后與混合氣儲氣瓶進氣口連接，混合氣儲氣瓶出氣口分別與充氣系統(tǒng)的慢速充氣單元、快速充氣單元及壓力表連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率橫流CO2激光器自動充排氣系統(tǒng)，其特征在于所述的排氣系統(tǒng)包括真空泵、快速排氣單元、慢速排氣單元、回氣閥、隔膜放氣閥及蝶閥，快速排氣單元和慢速排氣單元并聯(lián)，一端與真空泵連接，另一端通過蝶閥與激光器箱體連接，回氣閥與真空泵連接，隔膜放氣閥安裝在排氣管路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述高功率橫流CO2激光器自動充排氣系統(tǒng)，其特征在于所述的快速排氣單元為電磁高真空帶充氣閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述高功率橫流CO2激光器自動充排氣系統(tǒng)，其特征在于所述的慢速排氣單元為兩位兩通常閉型電磁閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述高功率橫流CO2激光器自動充排氣系統(tǒng)，其特征在于所述的回氣閥為兩位兩通常開型電磁閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率橫流CO2激光器自動充排氣系統(tǒng)，其特征在于所述CO2單元、N2單元、He單元、Ar單元結(jié)構(gòu)相同，均包括儲氣瓶和與儲氣瓶依次串聯(lián)連接的調(diào)壓閥、流量計及電磁閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率橫流CO2激光器自動充排氣系統(tǒng)，其特征在于所述的快速充氣單元為兩位兩通常閉型電磁閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率橫流CO2激光器自動充排氣系統(tǒng)，其特征在于所述的慢速充氣單元由相互連接的兩位兩通常開型電磁閥和可調(diào)面板浮子式流量計組成。
專利摘要一種高功率橫流CO2激光器自動充排氣系統(tǒng)，屬于激光器技術領域。包括激光器箱體、充氣系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)，所述激光器箱體分別與排氣系統(tǒng)的排氣管和充氣系統(tǒng)的充氣管連接，所述的充氣系統(tǒng)包括He單元、Ar單元、N2單元、CO2單元、快速充氣單元、慢速充氣單元、混合氣儲氣瓶和壓力表，各氣體單元并聯(lián)后與混合氣儲氣瓶進氣口連接，混合氣儲氣瓶出氣口分別與充氣系統(tǒng)的慢速充氣單元、快速充氣單元及壓力表連接。本實用新型中的各氣體單元設有調(diào)壓閥，更好地限制輸出的氣體壓力，使流經(jīng)通道的氣體壓力相同，防止不同的流量計的流量誤差。安裝慢速充氣和慢速排氣單元，使激光器氣體不斷更新。通過電磁閥的開閉順序，實現(xiàn)兩種混合氣體的自動轉(zhuǎn)換。
文檔編號H01S3/036GK201584639SQ200920350079
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者賈吉慶, 邢飛, 范衛(wèi)國, 孔光明 申請人:沈陽新松機器人自動化股份有限公司