CN105478416B - 激光清洗的气帘防护装置和防护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光清洗的气帘防护装置和防护方法，能对激光清洗中的污染物的进行有效收集，并且能够确保激光镜头清洁，防止镜头玻璃炸裂损坏。激光清洗的气帘防护装置包括：防护罩，具有为上细下粗的喇叭形内腔，所述内腔的上端套接激光清洗镜头，所述内腔的下端具有开口；第一出风口阵列，设置在所述内腔的侧壁，所述第一出风口阵列排出的压缩空气与所述侧壁形成包围激光镜头的防护空间；抽吸口，设置在所述防护罩的侧下方；第二出风口阵列，设置在所述内腔下端的周缘，所述第二出风口阵列排出的压缩空气环绕被清洗工件表面的激光照射区域；所述第二出风口阵列的每个出风口的气流在水平面的投影都指向所述抽吸口。

Description

激光清洗的气帘防护装置和防护方法

技术领域

本发明涉及激光加工防护技术，特别是激光清洗的气帘防护装置和防护方法。

背景技术

激光加工技术，是利用激光束与物质材料进行相互作用，对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔以及微加工的一门技术。

激光清洗是激光加工技术中的一种，其是由高强度的短脉冲激光与污染层之间进行光物理反应。其物理原理可概括如下：

a)激光器发射的光束被待处理表面上的污染层所吸收。

b)大能量的吸收形成急剧膨胀的等离子体(高度电离的不稳定气体)，产生冲击波。

c)冲击波使污染物变成碎片并被剔除。

d)光脉冲宽度必须足够短，以避免使被处理表面遭到破坏的热积累。

e)实验表明当金属表面上有氧化物时，等离子体产生于金属表面。

图1是激光清洗工作原理示意图，如图1所示，激光器1产生的激光经可弯曲的光纤2传输到聚焦透镜3，聚焦后从清洗喷嘴4的内孔抵达清洗工件5的表面，通常使用吹气喷嘴，借助于与激光同轴的小孔喷嘴将具有一定压力的气体吹到清洗区，气体由辅助气源6供给，吹气的主要作用是吹去气化物，并防止镜头被飞溅物和烟尘污染，同时，还可以带走氧化所放出的热量或防止表面氧化，起到净化表面，强化激光与材料的热作用。

但是，现有吹气喷嘴的设置，仅仅是粗略的将污染物吹离，吹离过程中难以绝对防止少量污染物渗透或通过对流的方式迂回到镜头附近，而如果激光镜头的玻璃上附着了污染物，将会吸收并聚集大量热量，导致镜头玻璃炸裂损坏，造成生产损耗，并且，没有进行污染物的有效收集，金属表面清洗气化的污染物毒性很大，会对操作人员的健康带来损害。

发明内容

本发明的目的是要提供一种激光清洗的气帘防护装置和防护方法，能对激光清洗中的污染物的进行有效收集，并且能够确保激光镜头清洁，防止镜头玻璃炸裂损坏。

为了实现上述目的，本发明提供了一种激光清洗的气帘防护装置，包括：

防护罩，具有为上细下粗的喇叭形内腔，所述内腔的上端套接激光清洗镜头，所述内腔的下端具有开口；

与高压空气管路连接的第一出风口阵列，设置在所述内腔的侧壁，所述第一出风口阵列排出的压缩空气与所述侧壁形成包围激光镜头的防护空间；

抽吸口，设置在所述防护罩的侧下方；

与所述高压空气管路连接的第二出风口阵列，设置在所述内腔下端的周缘，所述第二出风口阵列排出的压缩空气环绕被清洗工件表面的激光照射区域；所述第二出风口阵列的每个出风口的气流在水平面的投影都指向所述抽吸口。

优选的，上述的气帘防护装置中，所述侧壁上具有向所述防护空间内补充空气的补风口；

所述补风口具有过滤装置。

优选的，上述的气帘防护装置中，所述抽吸口与所述防护罩固定连接。

优选的，上述的气帘防护装置中，所述抽吸口与所述激光清洗镜头固定连接。

优选的，上述的气帘防护装置中，还包括：第三出风口阵列，设置在所述内腔的侧壁，所述第三出风口阵列排出的压缩空气直接吹洗所述激光清洗镜头。

优选的，上述的气帘防护装置中，还包括控制单元，连接所述第三出风口阵列的出风控制阀门。

优选的，上述的气帘防护装置中，所述第一出风口阵列的出风方向向下倾斜，所述第一出风口阵列排出的压缩空气沿所述侧壁向下行进。

本发明还提供一种用于上述的气帘防护装置的防护方法，包括：

将所述防护罩套接在所述激光清洗镜头上，所述防护罩的所述开口对准所述激光照射区域；

所述第一出风口阵列接通高压空气，形成包围所述激光镜头的所述防护空间，使得加工过程的气化物和外部环境中的污染物被挡在所述防护空间之外；

所述第二出风口阵列接通高压空气，形成环绕所述激光照射区域的气帘；

开启所述抽吸口，开启所述激光镜头，所述激光照射区域的所述气化物被所述气帘限制隔离并被抽入到所述抽吸口内。

本发明实施例具有以下技术效果：

1)本发明实施例中，第一出风口阵列21和第二出风口阵列22排出的压缩空气组成罩住激光照射区域50的封闭气帘，并且通过抽吸口40将封闭气帘内的颗粒污染物收集处理。从而防止污染物扩散到环境中，保障操作人员的健康。

2)本发明实施例中，第一出风口阵列21排出的压缩空气与所述侧壁形成包围激光镜头的防护空间210，不但防止污染物从激光照射区域50扩散到激光镜头上，也能防止外部环境中的污染物沾染上镜头，防止镜头因沾染污染物而吸热炸裂。从而降低生产成本。

3)本发明实施例中，第三出风口阵列23排出的压缩空气直接吹洗所述激光清洗镜头，万一有污染物在此被吸热气化，也不会停留在镜头表面，防止镜头炸裂，而且还能给镜头表面降温。吹过镜头表面的空气会被裹挟汇入到第一出风口阵列21产生的气流中，在抵达侧壁后进入下方的封闭气帘中，也就是防护空间210具有自我净化功能，这大大降低了镜头因沾染污染物而炸裂的风险。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是激光清洗工作原理示意图；

图2是本发明激光清洗的气帘防护装置的工作示意图；

图3是本发明激光清洗的气帘防护装置的气帘投影示意图。

具体实施方式

图2是本发明激光清洗的气帘防护装置的工作示意图，如图2所示，本发明实施例提供一种激光清洗的气帘防护装置，包括：

防护罩20，具有为上细下粗的喇叭形内腔，所述内腔的上端套接激光清洗镜头30，所述内腔的下端具有开口；

与高压空气管路连接的第一出风口阵列21，设置在所述内腔的侧壁，所述第一出风口阵列排出的压缩空气与所述侧壁形成包围激光镜头的防护空间210；

抽吸口40，设置在所述防护罩20的侧下方；

与高压空气管路连接的第二出风口阵列22，设置在所述内腔下端的周缘，图3是本发明激光清洗的气帘防护装置的气帘投影示意图，如图3所示，所述第二出风口阵列排出的压缩空气环绕被清洗工件表面的激光照射区域50；所述第二出风口阵列的每个出风口的气流在水平面的投影都指向所述抽吸口40。

可见，本发明实施例中，第一出风口阵列21和第二出风口阵列22排出的压缩空气组成罩住激光照射区域50的封闭气帘，并且通过抽吸口40将封闭气帘内的颗粒污染物收集处理。

第一出风口阵列21排出的压缩空气与所述侧壁形成包围激光镜头的防护空间210，不但防止污染物从激光照射区域50扩散到激光镜头上，也能防止外部环境中的污染物沾染上镜头，防止镜头因沾染污染物而吸热炸裂。

其中，第一出风口阵列21，为沿侧壁呈半圆形排列的一组圆孔。

内腔下端为圆周形，第二出风口阵列22沿内腔下端也呈圆周形排列。

如图2所示，所述第一出风口阵列21的出风方向向下倾斜，所述第一出风口阵列排出的压缩空气抵达侧壁后，沿所述侧壁向下行进，为封闭气帘内部进行补充空气。而为了防止防护空间210内部产生负压，在本发明的另一个实施例中，所述侧壁上具有向所述防护空间内补充空气的补风口24，所述补风口具有过滤装置，防止外部环境中的污染物进入。

因为激光清洗镜头30和防护罩20在清洗过程中会进行移动，为了保障封闭气帘与抽吸口的对应，可以将所述抽吸口与所述防护罩固定连接，或者所述抽吸口与所述激光清洗镜头固定连接，从而抽吸口也与防护罩20同步移动。

如图2所示，在本发明的另一个实施例中，还包括：第三出风口阵列23，设置在所述内腔的侧壁，所述第三出风口阵列排出的压缩空气直接吹洗所述激光清洗镜头。这使得在激光清洗镜头表面产生空气流动，万一有污染物在此被吸热气化，也不会停留在镜头表面，防止镜头炸裂，而且还能给镜头表面降温。进一步的，吹过镜头表面的空气会被裹挟汇入到第一出风口阵列21产生的气流中，在抵达侧壁后进入下方的封闭气帘中，也就是防护空间210具有自我净化功能，这大大降低了镜头因沾染污染物而炸裂的风险。

因为防护空间210进入污染物的可能性很小，第三出风口阵列不用一直进行吹风，所以还可以设置控制单元，连接所述第三出风口阵列的出风控制阀门，每隔一段时间开启一次阀门进行清理，以节约能源。

本发明还提供一种用于上述的气帘防护装置的防护方法，包括：

将所述防护罩套接在所述激光清洗镜头上，所述防护罩的所述开口对准所述激光照射区域；

所述第一出风口阵列接通高压空气，形成包围所述激光镜头的所述防护空间，使得加工过程的气化物和外部环境中的污染物被挡在所述防护空间之外；

所述第二出风口阵列接通高压空气，形成环绕所述激光照射区域的气帘；

开启所述抽吸口，开启所述激光镜头，所述激光照射区域的所述气化物被所述气帘限制隔离并被抽入到所述抽吸口内。

由上可知，本发明具有以下优势：

1)本发明实施例中，第一出风口阵列21和第二出风口阵列22排出的压缩空气组成罩住激光照射区域50的封闭气帘，并且通过抽吸口40将封闭气帘内的颗粒污染物收集处理。从而防止污染物扩散到环境中，保障操作人员的健康。

2)本发明实施例中，第一出风口阵列21排出的压缩空气与所述侧壁形成包围激光镜头的防护空间210，不但防止污染物从激光照射区域50扩散到激光镜头上，也能防止外部环境中的污染物沾染上镜头，防止镜头因沾染污染物而吸热炸裂。从而降低生产成本。

3)本发明实施例中，第三出风口阵列23排出的压缩空气直接吹洗所述激光清洗镜头，万一有污染物在此被吸热气化，也不会停留在镜头表面，防止镜头炸裂，而且还能给镜头表面降温。吹过镜头表面的空气会被裹挟汇入到第一出风口阵列21产生的气流中，在抵达侧壁后进入下方的封闭气帘中，也就是防护空间210具有自我净化功能，这大大降低了镜头因沾染污染物而炸裂的风险。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (8)

1.一种激光清洗的气帘防护装置，其特征在于，包括：

防护罩，具有为上细下粗的喇叭形内腔，所述内腔的上端套接激光清洗镜头，所述内腔的下端具有开口；

与高压空气管路连接的第一出风口阵列，设置在所述内腔的侧壁，所述第一出风口阵列排出的压缩空气与所述侧壁形成包围所述激光清洗镜头下端的激光镜头的防护空间；

抽吸口，设置在所述防护罩的侧下方；

与所述高压空气管路连接的第二出风口阵列，设置在所述内腔下端的周缘，所述第二出风口阵列排出的压缩空气环绕被清洗工件表面的激光照射区域；所述第二出风口阵列的每个出风口的气流在水平面的投影都指向所述抽吸口。

2.根据权利要求1所述的气帘防护装置，其特征在于，

所述侧壁上具有向所述防护空间内补充空气的补风口；

所述补风口具有过滤装置。

3.根据权利要求1所述的气帘防护装置，其特征在于，

所述抽吸口与所述防护罩固定连接。

4.根据权利要求1所述的气帘防护装置，其特征在于，

所述抽吸口与所述激光清洗镜头固定连接。

5.根据权利要求1所述的气帘防护装置，其特征在于，还包括：第三出风口阵列，设置在所述内腔的侧壁，所述第三出风口阵列排出的压缩空气直接吹洗所述激光清洗镜头。

6.根据权利要求5所述的气帘防护装置，其特征在于，还包括控制单元，连接所述第三出风口阵列的出风控制阀门。

7.根据权利要求1所述的气帘防护装置，其特征在于，所述第一出风口阵列的出风方向向下倾斜，所述第一出风口阵列排出的压缩空气沿所述侧壁向下行进。

8.一种用于权利要求1所述的气帘防护装置的防护方法，其特征在于，包括：

将所述防护罩套接在所述激光清洗镜头上，所述防护罩的所述开口对准所述激光照射区域；

所述第一出风口阵列接通高压空气，形成包围所述激光清洗镜头下端的所述激光镜头的所述防护空间，使得加工过程的气化物和外部环境中的污染物被挡在所述防护空间之外；

所述第二出风口阵列接通高压空气，形成环绕所述激光照射区域的气帘；

开启所述抽吸口，开启所述激光镜头，所述激光照射区域的所述气化物被所述气帘限制隔离并被抽入到所述抽吸口内。