專(zhuān)利名稱(chēng)：用于激光傳輸?shù)慕菔剿涔饫w頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光領(lǐng)域，特別涉及一種用于激光傳輸?shù)慕菔剿涔饫w頭。
背景技術(shù)：
激光的遠(yuǎn)距離傳輸必須要用到光纖，但是，將激光耦合到光纖中的時(shí)候，激光將在 光纖端面形成一個(gè)較大的能量場(chǎng)(光纖的中間段則不會(huì)有這樣的能量場(chǎng)聚集)，于是，將會(huì) 產(chǎn)生非常多的冗余熱量，這個(gè)熱量將是破壞性的，它將改變光束質(zhì)量，或者燒壞光纖，而且， 這個(gè)破壞性的熱量將隨著激光能量的增加而增加。一般而言，對(duì)于小功率的激光，如通訊行業(yè)的激光，由于能量比較低，基本上不用 考慮這個(gè)熱量的問(wèn)題，但是，對(duì)于大功率的激光，如用于切割、焊接的激光，這個(gè)破壞性的 熱量將不容忽視，必須要用到水冷方式進(jìn)行散熱處理，但是，目前的水冷光纖頭都不是嚴(yán)格 意義上的水冷，效果極其的差，原因是發(fā)熱的光纖并沒(méi)有直接用水進(jìn)行冷卻，而是將熱量 首先傳遞到空氣，空氣再傳遞到金屬，金屬再傳遞到水，這個(gè)過(guò)程是一個(gè)簡(jiǎn)潔冷卻的過(guò)程， 簡(jiǎn)潔冷卻的熱轉(zhuǎn)換效率是相當(dāng)?shù)偷?，在?shí)踐中也證實(shí)了這樣效率極其差的狀態(tài)，經(jīng)常的會(huì) 有光纖被燒壞，導(dǎo)致激光設(shè)備不能正常使用，若能將水直接冷卻光纖，冷卻效率將是最好 的。在這樣的前提下，一種浸泡式水冷光纖頭就被研發(fā)出來(lái)了 參見(jiàn)圖1 冷卻水將從9-2進(jìn)入，由9-1出來(lái)，冷卻水直接接觸光纖22，當(dāng)水從9_2進(jìn)入后，在 導(dǎo)流套9的作用下，將沿著導(dǎo)流套的外壁往左右流動(dòng)，從導(dǎo)流套內(nèi)腔進(jìn)入，最后由9-1出來(lái)， 過(guò)程中，光纖是直接浸泡在冷卻水中進(jìn)行冷卻的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及缺點(diǎn)，提供一種用于激光 傳輸?shù)慕菔剿涔饫w頭，本實(shí)用新型具有冷卻效率高，從而可以用光纖傳輸更大功率的 激光。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種用于激光傳輸?shù)慕菔剿涔饫w頭，包括冷卻空腔、光纖、導(dǎo)流套，其特征在 于光纖密封在冷卻空腔內(nèi)且穿過(guò)導(dǎo)流套，且冷卻空腔上設(shè)有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口，導(dǎo) 流套用環(huán)氧樹(shù)脂膠膠連在冷卻空腔內(nèi)壁上，導(dǎo)流套上設(shè)的出水口與冷卻空腔冷卻水出口膠 連在一起。所述的冷卻空腔由二個(gè)小螺紋圈、二個(gè)壓圈、二個(gè)小0型圈、二個(gè)大螺紋圈、一個(gè) 前端蓋、一個(gè)后端蓋、大0型圈、外套筒組成，前后二個(gè)小0型圈、前后二個(gè)大0型圈進(jìn)行密 封而形成的一個(gè)密閉冷卻空腔，前后二個(gè)小0型圈將光纖22的前后密封，前后二個(gè)大0型 圈將外套筒8的前后密封，前端蓋壓住一大0型圈，一大螺紋圈的螺紋與外套筒旋合并將壓 緊前端蓋和一大0型圈，一壓圈壓住一小0型圈，一小螺紋圈與一大螺紋圈的內(nèi)螺紋旋合并將壓緊一壓圈和一小0型圈，后端蓋壓住另一大0型圈，另一大螺紋圈的螺紋與套筒旋合并 將壓緊后端蓋和另一大0型圈，另一壓圈壓住另一小0型圈，另一小螺紋圈與另一大螺紋圈 的內(nèi)螺紋旋合并將壓緊另一壓圈和另一小0型圈。還包括傳感器固定套、溫度傳感器、滑動(dòng)套筒、連接套筒、金屬軟管，連接套筒與外 套筒通過(guò)螺紋連接在一起，滑動(dòng)套筒套入連接套筒內(nèi)能軸向滑移，滑動(dòng)套筒內(nèi)放置傳感器 固定套，溫度傳感器安裝在傳感器固定套的缺口中，金屬軟管插入滑動(dòng)套筒的尾部并用緊 定螺釘固定。還包括保護(hù)帽，保護(hù)帽安裝在冷卻空腔的端部。本實(shí)用新型如果沒(méi)有導(dǎo)流套9，冷卻水將會(huì)由入口 9-2直接走捷徑而快速的由9-1 出去，于是，光纖的頭部處的冷卻水將不會(huì)流動(dòng)，而形成“死水”，這將導(dǎo)致冷卻效果惡化。于 是，考慮設(shè)計(jì)了導(dǎo)流套9，導(dǎo)流套9會(huì)將冷卻水分為外層和內(nèi)層，光纖處在冷卻水的內(nèi)層，水 在這里沒(méi)有“死水”，將會(huì)提高冷卻效果。保護(hù)帽1是對(duì)光纖22的斷面起保護(hù)作用的的一個(gè)零件，使用時(shí)，將會(huì)去掉這個(gè)保 護(hù)帽。滑動(dòng)套筒18可以在連接套筒20內(nèi)軸向滑移一段不長(zhǎng)的距離，是用于光纖以及套在 光纖外面的金屬軟管21在盤(pán)曲或伸展時(shí)，光纖與金屬軟管有長(zhǎng)度上的變動(dòng)，而這個(gè)可以滑 移的套筒18就是為了保證光纖與金屬軟管的長(zhǎng)度差補(bǔ)償。滑動(dòng)套筒18內(nèi)放置傳感器固定 套16，無(wú)需固定，需要時(shí)可以隨時(shí)頂出來(lái)，方便更換溫度傳感器17。溫度傳感器17安裝在 傳感器固定套16的缺口中，主要是檢測(cè)水冷外的光纖溫度，這個(gè)傳感器是光纖的第二個(gè)保 障當(dāng)水冷不足以降低光纖溫度的時(shí)候，升高的光纖溫度將會(huì)讓溫度傳感器17感受到，將 控制系統(tǒng)停止激光的輸出，從而對(duì)光纖進(jìn)行第二次保護(hù)。本實(shí)用新型的特點(diǎn)1、光纖的頭部完全浸泡在冷卻水中，保持最佳的冷卻效果，從 而能讓大功率激光通過(guò)光纖進(jìn)行傳導(dǎo)。2、在無(wú)水冷段的光纖出，增設(shè)了溫度傳感器，形成了 第二道保障防線，當(dāng)無(wú)水冷段的光纖溫度過(guò)高的時(shí)候，可以通過(guò)系統(tǒng)的控制，停止激光的輸 出，從而保證光纖的安全。

圖1是浸泡式水冷光纖頭的總裝圖。圖2是浸泡式水冷光纖頭各個(gè)零件的裝配順序圖。具體實(shí)施方法結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。參見(jiàn)圖1、圖2，本實(shí)用新型包括保護(hù)帽1、冷卻空腔、光纖22、導(dǎo)流套9、傳感器固定 套16、溫度傳感器17、滑動(dòng)套筒18、連接套筒20、金屬軟管21，光纖22密封在冷卻空腔內(nèi)且 穿過(guò)導(dǎo)流套9，且冷卻空腔上設(shè)有冷卻水進(jìn)口 9-2和冷卻水出口 9-1，導(dǎo)流套9用環(huán)氧樹(shù)脂 膠膠連在冷卻空腔內(nèi)壁上，導(dǎo)流套9上設(shè)的出水口與冷卻空腔冷卻水出口膠連在一起；所 述的冷卻空腔由二個(gè)小螺紋圈(2，15)、二個(gè)壓圈(3，14)、二個(gè)小0型圈(4，13)、二個(gè)大螺紋 圈(5，12)、一個(gè)前端蓋6、一個(gè)后端蓋11、大0型圈(7，10)、外套筒8組成，前后二個(gè)小0型 圈(4，13)、前后二個(gè)大0型圈(7，10)進(jìn)行密封而形成的一個(gè)密閉冷卻空腔，前后二個(gè)小0 型圈(4，13)將光纖22的前后密封，前后二個(gè)大0型圈(7，10)將外套筒8的前后密封，前 端蓋6壓住一大0型圈7，一大螺紋圈5的螺紋與外套筒8旋合并將壓緊前端蓋6和一大0型圈7，一壓圈3壓住一小0型圈4，一小螺紋圈2與一大螺紋圈5的內(nèi)螺紋旋合并將壓緊 一壓圈3和一小0型圈4，后端蓋11壓住另一大0型圈10，另一大螺紋圈12的螺紋與套筒 8旋合并將壓緊后端蓋11和另一大0型圈10，另一壓圈14壓住另一小0型圈13，另一小螺 紋圈15與另一大螺紋圈12的內(nèi)螺紋旋合并將壓緊另一壓圈14和另一小0型圈13，保護(hù)帽 1安裝在冷卻空腔的端部；連接套筒20與外套筒8通過(guò)螺紋連接在一起，滑動(dòng)套筒18套入 連接套筒20內(nèi)能軸向滑移，滑動(dòng)套筒18內(nèi)放置傳感器固定套16，溫度傳感器17安裝在傳 感器固定套16的缺口中，金屬軟管21插入滑動(dòng)套筒18的尾部并用緊定螺釘19固定。冷 卻水進(jìn)口 9-2、冷卻水出口 9-1將外接快速插頭(本圖未畫(huà))。形成冷卻空腔主要是由前后四個(gè)0型圈進(jìn)行密封而形成的一個(gè)密閉冷卻空腔， 即小0型圈4和13用于光纖22的前后密封，大0型圈7和10用于密封冷卻外腔；如果沒(méi) 有導(dǎo)流套9，冷卻水將會(huì)由冷卻水進(jìn)口 9-2直接走捷徑而快速的由冷卻水出口 9-1出去，于 是，光纖的頭部處的冷卻水將不會(huì)流動(dòng)，而形成“死水”，這將導(dǎo)致冷卻效果惡化。于是，考慮 設(shè)計(jì)了導(dǎo)流套9，導(dǎo)流套9會(huì)將冷卻水分為外層和內(nèi)層，光纖處在冷卻水的內(nèi)層，水在這里 沒(méi)有“死水”，將會(huì)提高冷卻效果。保護(hù)帽1是對(duì)光纖22的斷面起保護(hù)作用的的一個(gè)零件，使用時(shí)，將會(huì)去掉這個(gè)保 護(hù)帽?；瑒?dòng)套筒18可以在連接套筒20內(nèi)軸向滑移一段不長(zhǎng)的距離，是用于光纖以及套 在光纖外面的金屬軟管21在盤(pán)曲或伸展時(shí)，光纖與金屬軟管有長(zhǎng)度上的變動(dòng)，而這個(gè)可以 滑移的套筒18就是為了保證光纖與金屬軟管的長(zhǎng)度差補(bǔ)償?；瑒?dòng)套筒18內(nèi)放置傳感器固 定套16，無(wú)需固定，需要時(shí)可以隨時(shí)頂出來(lái)，方便更換溫度傳感器17。溫度傳感器17安裝 在傳感器固定套16的缺口中，主要是檢測(cè)水冷外的光纖溫度，這個(gè)傳感器是光纖的第二個(gè) 保障當(dāng)水冷不足以降低光纖溫度的時(shí)候，升高的光纖溫度將會(huì)讓溫度傳感器17感受到， 將控制系統(tǒng)停止激光的輸出，從而對(duì)光纖進(jìn)行第二次保護(hù)。
權(quán)利要求一種用于激光傳輸?shù)慕菔剿涔饫w頭，包括冷卻空腔、光纖、導(dǎo)流套，其特征在于光纖密封在冷卻空腔內(nèi)且穿過(guò)導(dǎo)流套，且冷卻空腔上設(shè)有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口，導(dǎo)流套用環(huán)氧樹(shù)脂膠膠連在冷卻空腔內(nèi)壁上，導(dǎo)流套上設(shè)的出水口與冷卻空腔冷卻水出口膠連在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光傳輸?shù)慕菔剿涔饫w頭，其特征在于所述的冷 卻空腔由二個(gè)小螺紋圈、二個(gè)壓圈、二個(gè)小0型圈、二個(gè)大螺紋圈、一個(gè)前端蓋、一個(gè)后端 蓋、大0型圈、外套筒組成，前后二個(gè)小0型圈、前后二個(gè)大0型圈進(jìn)行密封而形成的一個(gè)密 閉冷卻空腔，前后二個(gè)小0型圈將光纖22的前后密封，前后二個(gè)大0型圈將外套筒8的前 后密封，前端蓋壓住一大0型圈，一大螺紋圈的螺紋與外套筒旋合并將壓緊前端蓋和一大0 型圈，一壓圈壓住一小0型圈，一小螺紋圈與一大螺紋圈的內(nèi)螺紋旋合并將壓緊一壓圈和 一小0型圈，后端蓋壓住另一大0型圈，另一大螺紋圈的螺紋與套筒旋合并將壓緊后端蓋和 另一大0型圈，另一壓圈壓住另一小0型圈，另一小螺紋圈與另一大螺紋圈的內(nèi)螺紋旋合并 將壓緊另一壓圈和另一小0型圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于激光傳輸?shù)慕菔剿涔饫w頭，其特征在于還包括傳 感器固定套、溫度傳感器、滑動(dòng)套筒、連接套筒、金屬軟管，連接套筒與外套筒通過(guò)螺紋連接 在一起，滑動(dòng)套筒套入連接套筒內(nèi)能軸向滑移，滑動(dòng)套筒內(nèi)放置傳感器固定套，溫度傳感器 安裝在傳感器固定套的缺口中，金屬軟管插入滑動(dòng)套筒的尾部并用緊定螺釘固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于激光傳輸?shù)慕菔剿涔饫w頭，其特征在于還包 括保護(hù)帽，保護(hù)帽安裝在冷卻空腔的端部。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于激光傳輸?shù)慕菔剿涔饫w頭，包括冷卻空腔、光纖、導(dǎo)流套，光纖密封在冷卻空腔內(nèi)且穿過(guò)導(dǎo)流套，且冷卻空腔上設(shè)有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口，導(dǎo)流套用環(huán)氧樹(shù)脂膠膠連在冷卻空腔內(nèi)壁上，導(dǎo)流套上設(shè)的出水口與冷卻空腔冷卻水出口膠連在一起。本實(shí)用新型有效地提高冷卻效率，從而可以用光纖傳輸更大功率的激光。并增加了溫度傳感器，主要是檢測(cè)沒(méi)有水冷部分的光纖溫度，這個(gè)傳感器是光纖的第二個(gè)保障。
文檔編號(hào)G02B6/26GK201757791SQ201020277409
公開(kāi)日2011年3月9日 申請(qǐng)日期2010年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月2日
發(fā)明者吳軒, 韓小平 申請(qǐng)人:武漢逸飛激光設(shè)備有限公司