一種用於二氧化碳雷射器的直腔式超長儲氣管的製作方法
2024-04-10 12:13:05
一種用於二氧化碳雷射器的直腔式超長儲氣管的製作方法
【專利摘要】本發明涉及雷射器【技術領域】，具體涉及一種用於二氧化碳雷射器的直腔式超長儲氣管，包括儲氣管，所述儲氣管內套設有水冷管，所述水冷管內套設有放電管，所述儲氣管中間部分的直徑大於其兩端端部的直徑。儲氣管中間部分的直徑大於兩端端部的直徑，即呈一種中間粗而兩端細的結構，首先是提高了儲氣管的結構強度，由於本發明的雷射器，其長度遠超過目前通常的雷射器，發明人設計了中間粗兩端細的儲氣管結構，首先提高了儲氣管的結構強度；同時，當支撐部件支撐起雷射器後，儲氣管的兩個端部分別超出兩個支撐部件呈懸空狀態，其懸空部分的長度可以根據雷射器的實際尺寸決定，保證儲氣管上受力的平衡，最大限度的減小儲氣管的彎曲量。
【專利說明】一種用於二氧化碳雷射器的直腔式超長儲氣管
【技術領域】
[0001]本發明涉及雷射器【技術領域】，具體涉及一種用於二氧化碳雷射器的直腔式超長儲氣管。
【背景技術】
[0002]由於二氧化碳雷射器有比較大的功率和比較高的能量轉換效率，譜線也比較豐富，在10微米附近有幾十條譜線的雷射輸出，所以在工業、軍事、醫療、科研等方面都得到了廣泛的應用。
[0003]目前的二氧化碳雷射器，通常包括有放電管、套設在放電管外部的水冷管，套設在水冷管外部的儲氣管、分別設置在放電管兩端的陰電極和陽電極、以及設置在儲氣管兩端的輸出窗和反射窗，反射窗包括有反射鏡片和反射鏡片冷卻裝置，輸出窗包括有輸出鏡片和輸出鏡片冷卻裝置，在放電管內充以二氧化碳氣體和其它輔助氣體，當在放電管兩端的電極上加高電壓時，陽電極和陰電極之間放電，在放電管內產生輝光放電，經反射鏡片和輸出鏡片反射後形成雷射束，從輸出鏡片中射出得到最終的雷射束。
[0004]公知的，上述結構的二氧化碳雷射器，其輸出功率與放電管長度成正比，更準確的說是與陰電極和陽電極之間的距離呈正比，所以，為了得到較高的輸出功率，目前的二氧化碳雷射器通常都設計為細長結構。
[0005]為了進一步的提高雷射器的輸出功率，通常做法是進一步的增加放電管的長度，以增大陰電極與陽電極之間的距離，但是，在實際生產過程中，發明人發現，採用這種方式來增加雷射器的功率，對於實際生產並不適用，具體為，一方面，當陰電極和陽電極之間的距離增大時，陰電極與陽電極之間的放電難度就急劇增大，為了滿足放電要求，就必須提高電源電壓，而目前的雷射器為了獲得較大的輸出功率，其長度基本已經達到常規電源電壓要求的極限，若要再進一步的增加陰電極與陽電極之間的距離，那麼必然需要採用更高電壓的電源，這種需求，直接就限制了二氧化碳雷射器的使用環境，對於使用企業而言，則需要投入大量的成本以提高原有電源的電壓；並且，當大幅度提高雷射器的陽電極和陰電極上施加的電壓後，雷射器本身的安全性和可靠性降低，給生產帶來嚴重的危險隱患；另一方面，由於放電管長度大幅增加，致使雷射器的儲氣管和水冷管的長度也隨之增加，而雷射器在使用時通常是通過設置在儲氣管外部的支撐部件進行安裝固定，當儲氣管長度大幅增加之後，其繞度也隨之增大，直接影響了儲氣管的強度，而且由於輸出鏡片和反射鏡片分別布置在儲氣管兩端，所以當儲氣管的繞度增大時，直接導致輸出鏡片和反射鏡片的正對齊精度，降低雷射器輸出精度和輸出功率。
[0006]所以，基於上述，目前亟需一種能夠適用於長度超長的二氧化碳雷射器的儲氣管。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在於:針對目前二氧化碳雷射器存在的上述不足，提供一種適用於長度超長的二氧化碳雷射器的儲氣管。
[0008]為了實現上述目的，本發明採用的技術方案為:
一種用於二氧化碳雷射器的直腔式超長儲氣管，包括儲氣管，所述儲氣管內套設有水冷管，所述水冷管內套設有放電管，所述儲氣管中間部分的直徑大於其兩端端部的直徑。儲氣管中間部分的直徑大於兩端端部的直徑，即呈一種中間粗而兩端細的結構，首先是提高了儲氣管的結構強度，由於本發明的雷射器，其長度遠超過目前通常的雷射器，由於雷射器本身結構為細長結構，由於其長度增加過大，而在安裝時，雷射器是通過間隔設置在儲氣管外部的兩個支撐部件來支撐起整個雷射器，所以當長度增大時，儲氣管的繞度增大，其本身的結構強度也隨之降低，致使儲氣管上的彎曲量增大，急劇的降低了雷射器的精度，同時也造成了製造、運輸和使用上的不便，所以發明人設計了中間粗兩端細的儲氣管結構，首先是提高了其儲氣管的結構強度；同時，當支撐部件支撐起雷射器後，儲氣管的兩個端部分別超出兩個支撐部件呈懸空狀態，其懸空部分的長度可以根據雷射器的實際尺寸決定，保證儲氣管上受力的平衡，最大限度的減小儲氣管的彎曲量。
[0009]作為優選，所述儲氣管上直徑最大的部分與直徑最小的部分之間平滑過渡連接。儲氣管中部的大直徑部分與兩端的小直徑部分平滑過渡連接，使儲氣管上各個部分的受力情況更加優化，進一步的提高了儲氣管的結構強度。
[0010]作為優選，所述儲氣管由中部向兩端呈階梯狀的逐級縮小，其兩端端部的直徑為最小。由於雷射器為細長結構，特別是針對於本發明的雷射器，較傳統雷射器而言長度更長，若採用傳統雷射器結構的直管狀結構，在安裝到位後，由於其長度長，跨度大，導致其繞度增大，進而具有較低的抗彎強度，直接降低了儲氣管兩端端部的同軸度精度，所以在本發明中，將儲氣管設置為直徑由中部向兩端呈階梯狀的逐漸縮小，使得在支撐起雷射器時，整個儲氣管具有較小的繞度，大幅提高了其抗彎強度，保證了輸出窗和反射窗的對齊精度，進而保證了雷射器輸出雷射束的質量；而且由於儲氣管由中部向兩端呈階梯狀的逐級縮小，在滿足儲氣管結構強度的同時，方便儲氣管的安裝固定。
[0011]作為優選，所述儲氣管包括有位於中部的大徑段、位於所述大徑段兩側的中徑段和與所述中徑段連接的小徑段，所述大徑段、中徑段和小徑段同軸心設置。將儲氣管設置為大徑段、中徑段和小徑段，使儲氣管呈中間粗兩端細的結構，提高了儲氣管的結構強度，減小儲氣管的繞度，保證雷射器輸出雷射束的質量。
[0012]作為優選，所述儲氣管的兩端分別布置有反射窗和輸出窗，所述儲氣管內套設有水冷管，所述水冷管內套設有放電管，所述放電管兩端分別設置有第一電極，所述放電管的中部設置有第二電極，所述第一電極和所述第二電極的極性相反，所述第一電極和第二電極分別與外部電源連接。當在第一電極和第二電極上施加電壓時，由於第一電極和第二電極的極性相反，第一電極與第二電極之間放電，由於放電管的兩端都設置有第一電極，而第二電極設置在放電管的中部，所以，第二電極與兩側的第一電極之間都同時放電，所以直接提高了雷射器的輸出功率，而較傳統雷射器而言，由於並未增加陰電極和陽電極之間的距離，所以在使用時，不需要增加電源電壓，進而，使得在不對目前電源提出新的要求下，顯著提高了雷射器的輸出功率；另外，由於兩個第一電極和第二電極分別與外部電源連接，使得第二電極與兩側的第一電極之間的放電都是獨立進行的，也就是說，當其中一側的第一電極出現故障而無法正常工作時，位於另一側的第一電極與第二電極之間依然能夠正常的放電而使雷射器正常工作，如此也就提高了雷射器的可靠性；同時，也使得本發明的雷射器具有兩種輸出功率，當需要較小的雷射輸出功率時，只需要讓其中一個第一電極和第二電極之間正常放電即可，而在需要較大的雷射輸出功率時，兩個第一電極同時與第二電極放電，即可實現，增加了雷射器的使用範圍。
[0013]作為優選，所述第一電極為陰電極，所述第二電極為陽電極。在雷射器工作時，陽電極為高電位，而陰電極為低電位，在雷射器中，兩個第一電極分別靠近反射窗和輸出窗，而第二電極位於水冷管的中部，所以，將第一電極設置為陰電極，而第二電極為陽電極，使第一電極處為低電位，而第二電極設置為高電位，避免在靠近反射窗和輸出窗的位置出現高電位，也就避免了第一電極對雷射器外部放電的危險，而高電位的第二電極位於距離雷射器端部較遠的中間部位，使得第一電極與第二電極之間的放電穩定，進而保證了雷射器工作狀態時放電的穩定性，在保證雷射器輸出雷射質量的同時，還提高了雷射器的安全性倉泛
作為優選，所述放電管上與所述第二電極對應的部分斷開，其斷開端向所述水冷管內壁延伸，並與所述水冷管的內部封閉連接，形成第一封閉端和第二封閉端，將所述水冷管分割成第一水冷管和第二水冷管，所述第一封閉端與第二封閉端之間形成容納所述第二電極的電極室，所述第一封閉端與第二封閉端之間的距離與所述第二電極的長度相配合。在放電管的中部設置隔斷水冷管的電極室，第二電極被設置在電極室內，首先是保證了第二電極能夠被安全可靠的安裝，另外，更重要的是，由於電極室的內徑要大於放電管的內徑，當第二電極被設置在電極室內之後，可以避免第二電極阻擋放電管內雷射束反射的路徑，保證雷射器的輸出質量；而且，由於水冷管被分為第一水冷管和第二水冷管，第一水冷管和第二水冷管形成單獨的冷卻系統，能夠良好的冷卻放電管；同時，發明人在實際生產過程中發現，當電極溫度過低時，將直接削弱其放電效率，所以在本申請中，由於電極室的外側並未包覆有水冷管，而只是在兩端與水冷管連接，也就是說，第二電極設置在電極室內之後，第二電極的外壁並不會被水冷管包圍而進行降溫，只是在兩端部靠近水冷管的位置被冷卻，這種冷卻方式，在保證第二電極不會具有過高溫度的同時，又避免了第二電極被過度冷卻而導致其放電效率下降，所以也進一步的保證了雷射器的質量。
[0014]作為優選，所述第一水冷管上設置有與之連通的第一進水管和第一出水管，所述第二水冷管上設置有與之連通的第二進水管和第二出水管，所述第一進水管與所述第二出水管之間的距離為所述水冷管長度的1/2，所述第一進水管與所述水冷管其中一個端部的距離為所述水冷管長度的1/4。由於水冷管在儲氣管內部是懸空設置，是通過進水管和出水管支撐在儲氣管內，由於水冷管的兩端部分懸空，所以通過將第一進水管與第二出水管之間的距離設置為水冷管的1/2，並且第一進水管與水冷管端部的距離為水冷管長度的1/4，在使用過程中，第一進水管與第二出水管之間的水冷管由於自重彎曲時，水冷管端部懸空的部分也由於自重而向下發生彎曲，而起支撐作用的第一進水管和第二出水管同時也起著槓桿的作用，所以第一進水管與第二出水管之間的水冷管的彎曲與水冷管端部懸空部分的彎曲相互抵消，降低了水冷管整體的彎曲量，保證了水冷管同心度的精度，也就保證了設置在水冷管內部的放電管的同心度的精度，進而保證了雷射器的輸出質量。
[0015]作為優選，所述第一水冷管與所述放電管之間設置有第一套管，所述第一套管其中一端懸空，所述第一套管的另一端向所述第一水冷管延伸並與所述第一水冷管的內壁封閉連接形成第一隔斷，所述第一進水管和第一出水管分別位於所述第一隔斷兩側。通過設置第一套管將第一水冷管隔開成雙層結構，冷卻水從第一進水管進入第一水冷管的外層，由於第一隔斷的存在，冷卻水從第一套管懸空的端部進入到第一水冷管的內層，然後沿放電管的外壁流動，然後從第一出水管排出，這種雙層結構，使得與放電管接觸的冷卻水都處於流動狀態，保證了對放電管的冷卻效率。
[0016]作為優選，所述第二水冷管與所述放電管之間設置有第二套管，所述第二套管其中一端懸空，所述第二套管的另一端向所述第二水冷管延伸並與所述第二水冷管的內壁封閉連接形成第二隔斷，所述第二進水管和第二出水管分別位於所述第二隔斷兩側。將第二水冷管設置為第一水冷管相同的結構，首先還是保證了對放電管的冷卻效果，同時也方便了加工製造，簡化了生產工藝，節約了成本，更重要的是，第一水冷管和第二水冷管的結構相同，使得整個雷射器的內部結構具有良好的穩定性，提高雷射器輸出雷射束的質量。
[0017]作為優選，所述第一出水管與所述第二進水管之間連通。使得本發明的雷射器實質上只具有一個進水管和一個出水管，簡化了雷射器外部的配套設備，方便了其使用。
[0018]作為優選，所述第一水冷管與儲氣管之間設置有第一支撐，所述第一支撐與第一進水管位於沿所述儲氣管的同一徑向上。發明人在實際研發工作中發現，雷射器在工作狀態時，其內部各個組件的溫度會有一定程度的升高，由於組件之間存在的一定程度的溫度差，以及組件之間的熱膨脹係數不一致，都會使雷射器內各組件的變形量不一致，導致各組件之間相互拉扯，致使儲氣管兩端部的同軸度的精度降低，進而導致輸出窗和反射窗的對齊精度降低，最終直接降低了雷射器輸出雷射束的質量。發明人發現，其中影響最大的是位於儲氣管與水冷管之間的進水管和出水管，由於在目前的雷射器中，水冷管是通過進水管和出水管支撐在儲氣管內部，當雷射器工作時，進水管和出水管上位於儲氣管與水冷管之間的部分會由於其自身的形變而在徑向上拉扯儲氣管，嚴重的影響了儲氣管兩端的同軸度；而且，本發明的雷射器具有較長的長度，這種影響更為明顯，所以通過上述結構，將第一出水管與第二進水管連接，使第一出水管和第二進水管不與儲氣管接觸，而是在第一進水管相對的位置設置第一支撐，由於第一支撐與第一進水管位於儲氣管的同一徑向上，在雷射器工作時，第一進水管上位於儲氣管與水冷管之間的部分會產生一定的伸長量，而第一支撐也會產生一定的的伸長量，由於其在沿儲氣管的同一徑向上，所以致使兩部分的伸長量相互抵消掉部分，而且其變形量也位於儲氣管徑向上對稱的位置，所以不會影響儲氣管兩端部的同心度，進而保證了雷射器的精度，保證了雷射器輸出雷射束的質量。
[0019]作為優選，所述第二水冷管與儲氣管之間設置有第二支撐，所述第二支撐與所述第二出水管位於沿所述儲氣管的同一徑向上。
[0020]作為優選，所述第一套管與所述放電管之間間隔設置有若干支撐架，所述支撐架上設置有通道使兩側的空間導通，所述第一套管與所述第一水冷管之間間隔設置有若干所述支撐架，所述第二套管與所述放電管之間間隔設置有若干所述支撐架，所述第二套管與所述第二水冷管之間間隔設置有若干所述支撐架。通過設置支撐架，支撐第一套管、第二套管和放電管，保證各管之間的相對位置，提高雷射器的結構強度，同時也保證了雷射器的精度，提高輸出雷射束的質量；更重要的是，由於這若干支撐架的存在，使得在放電管與第一套管和第二套管之間，以及第一套管、第二套管和水冷管之間呈多點多層的支撐狀態，使放電管、第一套管、第二套管和水冷管相互之間被協調支撐加強，直接提高了放電管、第一套管、第二套管和水冷管的結構強度。
[0021]作為優選，所述第一電極和第二電極呈中空的筒狀。將第一電極和第二電極設置為中空的筒狀，避免第一電極和第二電極阻擋放電管內雷射束的反射路徑，保證雷射器是輸出質量。
[0022]綜上所述，由於採用了上述技術方案，本發明的有益效果是:
1、本法發明的二氧化碳雷射器，較傳統雷射器而言，儲氣管中間部分的直徑大於兩端端部的直徑，即呈一種中間粗而兩端細的結構，首先是提高了儲氣管的結構強度，提高了輸出鏡片和反射鏡片的對齊精度，提高了二氧化碳雷射器輸出雷射束的質量；
2、當支撐部件支撐起雷射器後，儲氣管的兩個端部分別超出兩個支撐部件呈懸空狀態，其懸空部分的長度可以根據雷射器的實際尺寸決定，保證儲氣管上受力的平衡，最大限度的減小儲氣管的彎曲量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明的結構示意圖，
圖中標記:1-儲氣管，2-反射窗,3-輸出窗,4-水冷管,5-放電管,6-第一電極,7-第二電極，8-第一封閉端,9-第二封閉端，10-電極室，11-第一進水管，12-第一出水管，13-第二進水管，14-第二出水管，15-第一套管，16-第一隔斷，17-第二套管，18-第二隔斷，19-支撐架，20-電極柱，21-第一支撐，22-第二支撐，41-第一水冷管，42-第二水冷管。
[0024]【具體實施方式】:採用了本發明的儲氣管的二氧化碳雷射器下面結合附圖，對本發明作詳細的說明。
[0025]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0026]如圖所示的一種直腔式超長分段放電的二氧化碳雷射器，包括儲氣管1、反射窗2和輸出窗3，所述反射窗2和輸出窗3分別布置在所述儲氣管1的兩端，所述儲氣管1內套設有水冷管4，所述水冷管4內套設有放電管5，所述放電管5兩端分別設置有第一電極6，所述放電管5的中部設置有第二電極7，所述第一電極6和所述第二電極7的極性相反，所述第一電極6和第二電極7分別與外部電源連接。當在第一電極6和第二電極7上施加電壓時，由於第一電極6和第二電極7的極性相反，第一電極6與第二電極7之間放電，由於放電管5的兩端都設置有第一電極6,而第二電極7設置在放電管5的中部，所以，第二電極7與兩側的第一電極6之間都同時放電，所以直接提高了雷射器的輸出功率，而較傳統雷射器而言，由於並未增加陰電極和陽電極之間的距離，所以在使用時，不需要增加電源電壓，進而，使得在不對目前電源提出新的要求下，成倍的提高了雷射器的輸出功率；另外，由於兩個第一電極6和第二電極7分別與外部電源連接，使得第二電極7與兩側的第一電極6之間的放電都是獨立進行的，也就是說，當其中一側的第一電極6出現故障而無法正常工作時，位於另一側的第一電極6與第二電極7之間依然能夠正常的放電而使雷射器正常工作，如此也就提高了雷射器的可靠性；同時，也使得本發明的雷射器具有兩種輸出功率，當需要較小的雷射輸出功率時，只需要讓其中一個第一電極6和第二電極7之間正常放電即可，而在需要較大的雷射輸出功率時，兩個第一電極6同時與第二電極7放電，即可實現。
[0027]作為優選，所述第一電極6為陰電極，所述第二電極7為陽電極。在雷射器工作時，陽電極為高電位，而陰電極為低電位，在雷射器中，兩個第一電極6分別靠近反射窗2和輸出窗3，而第二電極7位於水冷管4的中部，所以，將第一電極6設置為陰電極，而第二電極7為陽電極，使第一電極6處為低電位，而第二電極7設置為高電位，避免在靠近反射窗2和輸出窗3的位置出現高電位,也就避免了第一電極6對雷射器外部放電的危險，而高電位的第二電極7位於距離雷射器端部較遠的中間部位，使得第一電極6與第二電極7之間的放電穩定，進而保證了雷射器工作狀態時放電的穩定性，在保證雷射器輸出雷射質量的同時，還提高了雷射器的安全性能。
[0028]作為優選，所述放電管5上與所述第二電極7對應的部分斷開，其斷開端向所述水冷管4的內壁延伸，並與所述水冷管4的內壁封閉連接，形成第一封閉端8和第二封閉端9，將所述水冷管4分割成第一水冷管41和第二水冷管42，所述第一封閉端8與第二封閉端9之間形成容納所述第二電極7的電極室10，所述第一封閉端8與第二封閉端9之間的距離與所述第二電極7的長度相配合。在放電管5的中部設置隔斷水冷管4的電極室10，第二電極7被設置在電極室10內，首先是保證了第二電極7能夠被安全可靠的安裝，另外，更重要的是，由於電極室10的內徑大於放電管5的內徑，當第二電極7被設置在電極室10內之後，可以避免第二電極7阻擋放電管5內雷射束反射的路徑，保證雷射器的輸出質量；而且，由於水冷管4被分為第一水冷管41和第二水冷管42，第一水冷管41和第二水冷管42形成單獨的冷卻系統，能夠良好的冷卻放電管5;同時，發明人在實際生產過程中發現，當電極溫度過低時，將直接削弱其放電效率，所以在本申請中，由於電極室10的外側並未包覆有水冷管4，而只是在兩端與水冷管4連接，也就是說，第二電極7設置在電極室10內之後，第二電極7的外壁並不會被水冷管4包圍而進行降溫，只是在兩端部靠近水冷管4的位置被冷卻，這種冷卻方式，在保證第二電極7不會具有過高溫度的同時，又避免了第二電極7被過度冷卻而導致其放電效率下降，所以也進一步的保證了雷射器的質量。
[0029]作為優選,所述第一水冷管41上設置有與之連通的第一進水管11和第一出水管12，所述第二水冷管42上設置有與之連通的第二進水管13和第二出水管14，所述第一進水管11與所述第二出水管14之間的距離為所述水冷管4長度的1/2，所述第一進水管11與所述水冷管4其中一個端部的距離為所述水冷管4長度的1/4。由於水冷管4在儲氣管I內部是懸空設置，是通過進水管和出水管支撐在儲氣管I內，由於水冷管4的兩端部分懸空，所以通過將第一進水管11與第二出水管14之間的距離設置為水冷管4的1/2，並且第一進水管11與水冷管4端部的距離為水冷管4長度的1/4，在使用過程中，第一進水管11與第二出水管14之間的水冷管4由於自重彎曲時，水冷管4端部懸空的部分也由於自重而向下發生彎曲，而起支撐作用的第一進水管11和第二出水管14同時也起著槓桿的作用，所以第一進水管11與第二出水管14之間的水冷管4的彎曲與水冷管4端部懸空部分的彎曲相互抵消，降低了水冷管4整體的彎曲量，保證了水冷管4同心度的精度，也就保證了設置在水冷管4內部的放電管5的同心度的精度，進而保證了雷射器的輸出質量。
[0030]作為優選，所述第一水冷管41與所述放電管5之間設置有第一套管15，所述第一套管15其中一端懸空，所述第一套管15的另一端向所述第一水冷管41延伸並與所述第一水冷管41的內壁封閉連接形成第一隔斷16，所述第一進水管11和第一出水管12分別位於所述第一隔斷16兩側。通過設置第一套管15將第一水冷管41隔開成雙層結構，冷卻水從第一進水管11進入第一水冷管41的外層，由於第一隔斷16的存在，冷卻水從第一套管15懸空的端部進入到第一水冷管41的內層，然後沿放電管5的外壁流動，然後從第一出水管12排出，這種雙層結構，使得與放電管5接觸的冷卻水都處於流動狀態，保證了對放電管5的冷卻效率。
[0031]作為優選，所述第二水冷管42與所述放電管5之間設置有第二套管17，所述第二套管17其中一端懸空，所述第二套管17的另一端向所述第二水冷管42延伸並與所述第二水冷管42的內壁封閉連接形成第二隔斷18，所述第二進水管13和第二出水管14分別位於所述第二隔斷18兩側。將第二水冷管42設置為第一水冷管41相同的結構，首先還是保證了對放電管5的冷卻效果，同時也方便了加工製造，簡化了生產工藝，節約了成本，更重要的是，第一水冷管41和第二水冷管42的結構相同，使得整個雷射器的內部結構具有良好的穩定性，提高雷射器輸出雷射束的質量。
[0032]作為優選，所述第一出水管12與所述第二進水管13之間連通。使得本發明的雷射器實質上只具有一個進水管和一個出水管，簡化了雷射器外部的配套設備，方便了其使用。
[0033]作為優選，所述第一水冷管41與儲氣管I之間設置有第一支撐21，所述第一支撐21與第一進水管11位於沿所述儲氣管I的同一徑向上。發明人在實際研發工作中發現，雷射器在工作狀態時，其內部各個組件的溫度會有一定程度的升高，由於組件之間存在的一定程度的溫度差，以及組件之間的熱膨脹係數不一致，都會使雷射器內各組件的變形量不一致，導致各組件之間相互拉扯，致使儲氣管I兩端部的同軸度的精度降低，進而導致輸出窗2和反射窗3的對齊精度降低，最終直接降低了雷射器輸出雷射束的質量。發明人發現，其中影響最大的是位於儲氣管I與水冷管4之間的進水管和出水管，由於在目前的雷射器中，水冷管4是通過進水管和出水管支撐在儲氣管I內部，當雷射器工作時，進水管和出水管上位於儲氣管I與水冷管4之間的部分會由於其自身的形變而在徑向上拉扯儲氣管1，嚴重的影響了儲氣管I兩端的同軸度；而且，本發明的雷射器具有較長的長度，這種影響更為明顯，所以通過上述結構，將第一出水管12與第二進水管13連接，使第一出水管12和第二進水管13不與儲氣管I接觸，而是在第一進水管11相對的位置設置第一支撐21，由於第一支撐21與第一進水管11位於儲氣管I的同一徑向上，在雷射器工作時，第一進水管11上位於儲氣管I與水冷管4之間的部分會產生一定的伸長量，而第一支撐21也會產生一定的的伸長量，由於其在沿儲氣管I的同一徑向上，所以致使兩部分的伸長量相互抵消掉部分，而且其變形量也位於儲氣管I徑向上對稱的位置，所以不會影響儲氣管I兩端部的同心度，進而保證了雷射器的精度，保證了雷射器輸出雷射束的質量。
[0034]作為優選，所述第二水冷管14與儲氣管I之間設置有第二支撐22，所述第二支撐22與所述第二出水管14位於沿所述儲氣管I的同一徑向上。
[0035]作為優先，所述儲氣管I中部向外側凸起形成大徑段的儲氣管1，所述大徑段的儲氣管I上設置有與所述第二電極7連接的電極柱20，所述電極柱20與所述第二出水管14沿所述儲氣管I的徑向等高，所述第二出水管14與所述第一進水管11沿所述儲氣管I的徑向等高。通常的雷射器結構中，進水管和出水管的高度超出儲氣管I的外壁，成為整個雷射器安裝過程中的控制尺寸，也就是說，需要在安裝位置上空出足夠的空間來安裝雷射器，而整個空間的大小是由進水管和出水管的高度所控制，所以在本發明中，設置大徑段的儲氣管1，使大徑段的儲氣管I上的電極柱20和第二出水管14在沿儲氣管I的徑向上等高，首先是增大了儲氣管I的儲氣量，增加了雷射器的使用壽命，而且還提高了儲氣管I的結構強度，保證了雷射器產品結構的可靠性，並且，不會增加雷射器的安裝空間和安裝尺寸。
[0036]作為優選，所述第一套管15與所述放電管5之間間隔設置有若干支撐架19，所述支撐架19上設置有通道使兩側的空間導通，所述第一套管15與所述第一水冷管41之間間隔設置有若干所述支撐架19，所述第二套管18與所述放電管5之間間隔設置有若干所述支撐架19，所述第二套管18與所述第二水冷管42之間間隔設置有若干所述支撐架19。通過設置支撐架19，支撐第一套管15、第二套管18和放電管5，保證各管之間的相對位置，提高雷射器的結構強度，同時也保證了雷射器的精度，提高輸出雷射束的質量；更重要的是，由於這若干支撐架19的存在，使得在放電管5與第一套管15和第二套管18之間，以及第一套管15、第二套管18和水冷管4之間呈多點多層的支撐狀態，使放電管5、第一套管15、第二套管18和水冷管4相互之間被協調支撐加強，直接提高了放電管5、第一套管15、第二套管18和水冷管4的結構強度。
[0037]作為優選，所述第一電極6和第二電極7呈中空的筒狀。將第一電極6和第二電極7設置為中空的筒狀，避免第一電極6和第二電極7阻擋放電管5內雷射束的反射路徑，保證雷射器是輸出質量。
[0038]作為優選，所述儲氣管1中間部分的直徑大於其兩端端部的直徑。儲氣管1中間部分的直徑大於兩端端部的直徑，即呈一種中間粗而兩端細的結構，首先是提高了儲氣管1的結構強度，由於本發明的雷射器，其長度遠超過目前通常的雷射器，由於雷射器本身結構為細長結構，由於其長度增加過大，而在安裝時，雷射器是通過間隔設置在儲氣管1外部的兩個支撐部件來支撐起整個雷射器，所以當長度增大時，儲氣管1的繞度增大，其本身的結構強度也隨之降低，致使儲氣管1上的彎曲量增大，急劇的降低了雷射器的精度，同時也造成了製造、運輸和使用上的不便，所以發明人設計了中間粗兩端細的儲氣管1結構，當支撐部件支撐起雷射器後，儲氣管1的兩個端部分別超出兩個支撐部件呈懸空狀態，其懸空部分的長度可以根據雷射器的實際尺寸決定，保證儲氣管1上受力的平衡，最大限度的減小儲氣管1的彎曲量。
[0039]作為優選，所述儲氣管1的直徑由中部向兩端呈階梯狀的逐漸縮小，其兩端端部的直徑為最小，並分別對應的與所述反射窗2和輸出窗3相配合。由於雷射器為細長結構，特別是針對於本發明的雷射器，較傳統雷射器而言長度更長，若採用傳統雷射器結構的直管狀儲氣管1，在安裝到位後，由於其長度長，跨度大，導致其繞度增大，致使其具有較低的抗彎強度，直接降低了儲氣管1兩端端部的同軸度精度，所以在本發明中，將儲氣管1設置為直徑由中部向兩端呈階梯狀的逐漸縮小，使得，在中部大徑段支撐起雷射器時，整個儲氣管1具有較小的繞度，保證了輸出窗2和反射窗3的對齊精度，進而保證了雷射器輸出雷射束的質量。
[0040]作為優選，所述儲氣管1包括有位於中部的大徑段、位於所述大徑段兩側的中徑段和與所述中徑段連接的小徑段。將儲氣管1設置為大徑段、中徑段和小徑段，使儲氣管1呈中間粗兩端細的結構，提高了儲氣管1的結構強度，減小儲氣管的繞度，保證雷射器輸出雷射束的質量。
[0041 ] 凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種用於二氧化碳雷射器的直腔式超長儲氣管，包括儲氣管，所述儲氣管內套設有水冷管，所述水冷管內套設有放電管，所述儲氣管中間部分的直徑大於其兩端端部的直徑。
2.根據權利要求1所述的儲氣管，其特徵在於，所述儲氣管上直徑最大的部分與直徑最小的部分之間平滑過渡連接。
3.根據權利要求1所述的儲氣管，其特徵在於，所述儲氣管由中部向兩端呈階梯狀的逐級縮小，其兩端端部的直徑為最小。
4.根據權利要求3所述的儲氣管，其特徵在於，所述儲氣管包括有位於中部的大徑段、位於所述大徑段兩側的中徑段和與所述中徑段連接的小徑段，所述大徑段、中徑段和小徑段同軸心設置。
5.根據權利要求1-4任意一項所述的儲氣管，其特徵在於，所述儲氣管的兩端分別布置有反射窗和輸出窗，所述放電管兩端分別設置有第一電極，所述放電管的中部設置有第二電極，所述第一電極和所述第二電極的極性相反，所述第一電極和第二電極分別與外部電源連接。
6.根據權利要求5所述的儲氣管，其特徵在於，所述放電管上與所述第二電極對應的部分斷開，其斷開端向所述水冷管內壁延伸，並與所述水冷管的內部封閉連接，形成第一封閉端和第二封閉端，將所述水冷管分割成第一水冷管和第二水冷管，所述第一封閉端與第二封閉端之間形成容納所述第二電極的電極室，所述第一封閉端與第二封閉端之間的距離與所述第二電極的長度相配合。
7.根據權利要求6所述的儲氣管，其特徵在於，所述第一水冷管上設置有與之連通的第一進水管和第一出水管，所述第二水冷管上設置有與之連通的第二進水管和第二出水管，所述第一出水管與所述第二進水管之間連通。
8.根據權利要求6所述的儲氣管，其特徵在於，所述第一水冷管與所述放電管之間設置有第一套管，所述第一套管其中一端懸空，所述第一套管的另一端向所述第一水冷管延伸並與所述第一水冷管的內壁封閉連接形成第一隔斷，所述第一進水管和第一出水管分別位於所述第一隔斷兩側，所述第二水冷管與所述放電管之間設置有第二套管，所述第二套管其中一端懸空，所述第二套管的另一端向所述第二水冷管延伸並與所述第二水冷管的內壁封閉連接形成第二隔斷，所述第二進水管和第二出水管分別位於所述第二隔斷兩側。
9.根據權利要求6所述的儲氣管，其特徵在於，所述第一水冷管與儲氣管之間設置有第一支撐，所述第一支撐與第一進水管位於沿所述儲氣管的同一徑向上，所述第二水冷管與儲氣管之間設置有第二支撐，所述第二支撐與所述第二出水管位於沿所述儲氣管的同一徑向上。
10.根據權利要求8所述的儲氣管，其特徵在於，所述第一套管與所述放電管之間間隔設置有若干支撐架，所述支撐架上設置有通道使兩側的空間導通，所述第一套管與所述第一水冷管之間間隔設置有若干所述支撐架，所述第二套管與所述放電管之間間隔設置有若干所述支撐架，所述第二套管與所述第二水冷管之間間隔設置有若干所述支撐架。
【文檔編號】H01S3/03GK104242023SQ201410543799
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月15日 優先權日:2014年10月15日
【發明者】殷衛援 申請人:成都微深科技有限公司