一種軸快流激光器自混氣供氣系統的制作方法
【專利摘要】一種軸快流激光器自混氣供氣系統，該系統包括：混氣瓶，其進氣口與所述軸快流激光器工作所需氣體的各組分氣體的儲氣瓶的出氣口連接；緩沖氣瓶，其進氣口經由第一開關裝置與所述混氣瓶的出氣口連接，出氣口與所述軸快流激光器連接；第一壓力檢測裝置，用于檢測所述緩沖氣瓶中的氣壓；以及控制裝置，與所述第一壓力檢測裝置及第一開關裝置連接，用于在所述緩沖氣瓶中的氣壓低于第一預設值的情況下，控制所述各組分氣體向所述混氣瓶輸入以形成所需混合氣體，并控制所述混氣瓶中的氣體向所述緩沖氣瓶的輸入，以實現自動配氣且無需停機而進行換氣的過程。
【專利說明】一種軸快流激光器自混氣供氣系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及軸快流激光器，具體地，涉及一種軸快流激光器自混氣供氣系統。
【背景技術】
[0002]軸快流CO2激光器誕生于上世紀70年代初，得名于其與光束方向同軸的快速流動氣體冷卻技術。由于其光束質量好、功率高、運行穩定可靠，使其迅速成為工業切割激光器的主流。迄今國際上從0.5kff到4kW的CO2激光切割系統幾乎全部選用軸快流CO2激光器。
[0003]軸快流激光器工作時需要持續輸入一定比例的混合氣體，故混合氣體的供氣系統是軸快流激光器的重要組成部分。常用的激光器供氣系統是直接將按比例配好的供氣氣瓶連接到軸快流激光器上，激光器用戶在使用中要經常外購混合氣體，價格高且混合氣體中各組分氣體的比例受外部供應商服務質量的限制而時有波動，造成激光器運行不良。另外，在更換氣瓶時需要停機，從而影響到軸快流激光器的生產效率和加工質量。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種軸快流激光器自混氣供氣系統，實現了自動配氣并無需停機而進行換氣的過程。該系統使激光器用戶只需外購各種高純度單組份氣體，氣體品質容易保證，從而保證激光器的運行穩定性。
[0005]為了實現上述目的，本發明提供一種軸快流激光器自混氣供氣系統，該系統包括:混氣瓶，其進氣口與所述軸快流激光器工作所需氣體的各組分氣體的儲氣瓶的出氣口連接；緩沖氣瓶，其進氣口經由第一開關裝置與所述混氣瓶的出氣口連接，出氣口與所述軸快流激光器連接；第一壓力檢測裝置，用于檢測所述緩沖氣瓶中的氣壓；以及控制裝置，與所述第一壓力檢測裝置及第一開關裝置連接，用于在所述緩沖氣瓶中的氣壓低于第一預設值的情況下，控制所述各組分氣體向所述混氣瓶輸入以形成所需混合氣體，并控制所述混氣瓶中的氣體向所述緩沖氣瓶的輸入。
[0006]本發明通過第一壓力檢測裝置檢測緩沖氣瓶中的氣壓，并在緩沖氣瓶中氣壓低于第一預設值時，在混氣瓶中進行混氣以實現自動配氣，并因此實現對軸快流激光器的連續供氣，從而無需停機換氣，因而提高了軸快流激光器的生產效率和加工質量。
[0007]本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0009]圖1是根據本發明實施方式的軸快流激光器自混氣供氣系統的連接圖。
【具體實施方式】
[0010]以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0011]圖1是根據本發明實施方式的軸快流激光器自混氣供氣系統的連接圖。如圖所示，本發明所提供的軸快流激光器自混氣供氣系統包括:混氣瓶10，其進氣口與軸快流激光器工作所需氣體的各組分氣體的儲氣瓶的出氣口連接；緩沖氣瓶20，其進氣口經由第一開關裝置30與混氣瓶10的出氣口連接，出氣口與軸快流激光器連接；第一壓力檢測裝置40，用于檢測緩沖氣瓶20中的氣壓；控制裝置50，與第一壓力檢測裝置40及第一開關裝置30連接，用于在緩沖氣瓶20中的氣壓低于第一預設值的情況下，控制各組分氣體向混氣瓶10輸入以形成所需氣體，并控制混氣瓶10中的氣體向緩沖氣瓶20的輸入。在緩沖氣瓶20中氣壓低于第一預設值時，通過混氣瓶10對其充氣來實現對軸快流激光器的連續供氣，因此，通過該技術方案可以在軸快流激光器工作的過程中實現自動配氣及持續供氣，而無需停機換氣，從而提高了軸快流激光器的生產效率和加工質量。
[0012]如圖1所示，在該實施方式中，軸快流激光器工作所需的氣體為混合氣體。假設軸快流激光器工作所需的混合氣體為C02、N2, He，但是并不局限于此，本領域的技術人員應該理解該混合氣體可以為任何數量的任何氣體的適合軸快流激光器工作的氣體組合。混氣瓶10的進氣口經由多個第二開關裝置分別與多個儲氣瓶連接，每一儲氣瓶儲存有混合氣體的一組分氣體；控制裝置50還與該多個第二開關裝置相連，用于在緩沖氣瓶20中的氣壓低于第一預設值時，控制第一開關裝置30斷開，以阻止混氣瓶10中的氣體輸入至緩沖氣瓶20中，并控制多個第二開關裝置閉合，以在混氣瓶10內進行混氣過程；在混氣過程結束之后，控制多個第二開關裝置斷開，并控制第一開關裝置30閉合，以控制混氣瓶10中的氣體輸入至緩沖氣瓶20中。
[0013]其中，該供氣系統還包括:第二壓力檢測裝置80，該裝置用于檢測混氣瓶10中的氣壓；控制裝置50還與第二壓力檢測裝置80相連，用于:計算混氣瓶10中的氣壓PO與目標氣壓值之間的差值ΛΡ;根據各組分氣體的比例和ΛΡ，計算所需各組分氣體的氣壓值；以及根據所需各組分氣體的氣壓值，依次控制多個第二開關裝置，以依次輸入各組分氣體，實現混氣。由于在本實施方式中，只有在第一開關裝置30閉合的情況下才需要檢測緩沖氣瓶20中的氣壓，而在此情況下，因為緩沖氣瓶20與混氣瓶10是連通的，所以二者的氣壓是相同的，所以優選地，可以將第二壓力檢測裝置80安裝于混氣瓶10處而省去第一壓力檢測裝置40，如此仍然可以檢測混氣瓶10和緩沖氣瓶20中的氣壓。
[0014]所述混氣過程可以包括以下步驟:記錄混氣過程開始前的混氣瓶10內的氣壓Ptl,計算出設定的目標氣壓與Ptl之間的差值ΛΡ，該差值ΛΡ即為需要充入混氣瓶10中的混合氣體的總氣壓值；然后根據混合氣體中的三種氣體的比例要求，計算出所需的氣壓值Λ PpΛΡ2、Λ P3 ;之后，控制裝置50控制與CO2氣體儲氣罐相連的第二開關裝置71打開，開始向混氣瓶10充入CO2氣體，在充入CO2氣體的過程中，第二壓力檢測裝置80檢測混氣瓶10中的氣壓，當混氣瓶10中當前的氣壓P1與Ptl的差值等于所需CO2氣體的氣壓值AP1時，表示此時已完成CO2氣體的充入，則控制裝置50控制第二開關裝置71關閉，并控制與N2氣體儲氣罐相連的第二開關裝置72打開，以便向混氣瓶10開始充入N2氣體。在充入N2氣體的過程中，當第二壓力檢測裝置80檢測到混氣瓶10中當前的氣壓P2與P1的差值等于所需N2氣體的氣壓值Λ P2時，表示此時已完成N2氣體的充入，則控制裝置50控制第二開關裝置72關閉，并控制與He氣體儲氣罐相連的第二開關裝置73打開，以便向混氣瓶10開始充入He氣體。在充入He氣體的過程中，當第二壓力檢測裝置80檢測到混氣瓶10中當前的氣壓P3與己的差值等于所需He氣體的氣壓值AP3時，表示此時已完成He氣體的充入，則控制裝置50控制第二開關裝置73關閉，此時與C02、N2、He儲氣罐相連的電磁閥71、72、73均已關閉，混氣過程結束。在該混氣過程中，第二壓力檢測裝置80將相關信號輸入至控制裝置50中，控制裝置50通過控制第二開關裝置71、72、73來控制各組分氣體依次輸入至混氣瓶10中。當各組分氣體在混氣瓶10中充分混合后，開啟第一開關裝置30，以便將混合后的氣體沖入至緩沖氣瓶20中，然后緩沖氣瓶20通過電磁閥61和穩流閥62向軸快流激光器供氣，其中控制裝置50可在相應情況下對電磁閥61和穩流閥62進行控制。在混氣過程結束后，檢查三個單組分氣源的氣壓，并保證各個氣壓值略大于目標氣壓，以便進行下一個混氣過程。
[0015]緩沖氣瓶20的出氣口通過電磁閥61和穩流閥62與軸快流激光器連接，且控制裝置50控制該電磁閥61的通斷以便控制對軸快流激光器的供氣，并穩流閥62可保證對軸快流激光器的供氣的穩定性。
[0016]在本發明的實施方式中第一開關裝置30及多個第二開關裝置可以為電磁閥，第一壓力檢測裝置40和第二壓力檢測裝置80可以為壓力變送器。
[0017]通過本發明提供的供氣系統實現了為軸快流激光器連續不斷的供氣過程以及自動配氣過程，并由于緩沖氣瓶的使用而保證了不停機換氣的過程，實現了軸快流激光器工作的連續性和換氣比例的靈活準確性，從而提高了軸快流激光器的生產效率和加工質量，并且在整個過程中無需置換供氣氣瓶，從而降低了運行成本。
[0018]以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。
[0019]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0020]此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合及拆分使用，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
【權利要求】
1.一種軸快流激光器自混氣供氣系統,其特征在于,該系統包括: 混氣瓶，其進氣口與所述軸快流激光器工作所需氣體的各組分氣體的儲氣瓶的出氣口連接； 緩沖氣瓶，其進氣口經由第一開關裝置與所述混氣瓶的出氣口連接，出氣口與所述軸快流激光器連接； 第一壓力檢測裝置，用于檢測所述緩沖氣瓶中的氣壓；以及 控制裝置，與所述第一壓力檢測裝置及第一開關裝置連接，用于在所述緩沖氣瓶中的氣壓低于第一預設值的情況下，控制所述各組分氣體向所述混氣瓶輸入以形成所需氣體，并控制所述混氣瓶中的氣體向所述緩沖氣瓶的輸入。
2.根據權利要求1所述的供氣系統，其特征在于， 所述混氣瓶的進氣口經由多個第二開關裝置分別與多個所述儲氣瓶連接，每一儲氣瓶儲存有所述混合氣體的一組分氣體； 所述控制裝置還與所述多個第二開關裝置相連，用于在所述緩沖氣瓶中的氣壓低于第一預設值時，控制所述第一開關裝置斷開，依次控制所述多個第二開關裝置閉合，以在所述混氣瓶內進行混氣，在混氣結束之后，控制所述多個第二開關裝置斷開，控制所述第一開關裝置閉合，以控制所述混氣瓶中的氣體輸入至所述緩沖氣瓶。
3.根據權利要求2所述的供氣系統，其特征在于， 該系統還包括用于檢測所述混氣瓶中的氣壓的第二壓力檢測裝置； 所述控制裝置還與所述第二壓力檢測裝置相連，用于: 計算所述混氣瓶中的氣壓PO與目標氣壓值之間的差值ΛΡ ； 根據所述各組分氣體的比例和Λ P，計算所需各組分氣體的氣壓值；以及 根據所需各組分氣體的氣壓值，依次控制所述多個第二開關裝置，以依次輸入各組分氣體。
4.根據權利要求3所述的供氣系統，其特征在于，所述第一壓力檢測裝置及第二壓力檢測裝置為一安裝于所述混氣瓶中的壓力檢測裝置。
5.根據權利要求3所述的供氣系統，其特征在于，所述第一壓力檢測裝置及第二壓力檢測裝置為壓力變送器。
6.根據權利要求1-5中任一項權利要求所述的供氣系統，所述緩沖氣瓶的出氣口通過電磁閥和穩流閥與所述軸快流激光器連接。
7.根據權利要求6所述的供氣系統，其特征在于，所述控制裝置與所述電磁閥和所述穩流閥相連。
8.根據權利要求3-6中的任一項權利要求所述的供氣系統，其特征在于，所述第一開關裝置及所述多個第二開關裝置為電磁閥。
【文檔編號】F17D3/01GK104006294SQ201310062438
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年2月27日 優先權日:2013年2月27日
【發明者】黃新營 申請人:北京開天科技有限公司