本发明涉及高功率激光器领域,尤其是涉及一种便携式激光器散热装置。
背景技术:
1、激光是原子受激辐射发出的光,具有方向性好、亮度高、延伸纯、能量大的优点,在工业、通讯、医疗、军事等领域有着广泛的应用。激光器是指能够发射激光的装置,激光器通过泵浦将工作介质激励到激发态,在工作介质从激发态向亚稳态跃迁时释放出具有一定能量的辐射光子,形成激光。其中,大功率激光主要应用在工业切割加工、激光手术、激光武器等领域,尤其是激光武器是个军事强国重点研发的高科技武器装备。
2、高功率激光的产生依赖于高功率的激光泵浦提供大量的能量对工作介质进行持续激光,激光泵浦的高功率工作会释放出大量的热量。如不及时将激光泵浦产生的热量散发出去,热量的积累会导致激光器的温度持续升高,影响激光器的正常工作,甚至导致激光器烧毁。因此,通常为高功率激光配备专用的散热装置进行散热,保证激光泵浦产生的热量能够及时散发出去,以维持高功率激光器的持续工作。
3、对于固定设置的高功率激光器,通常会配备复杂的散热装置,综合利用高效率的液冷、制冷和蓄冷系统提供强大的散热能力,为激光泵浦提供优秀的散热性能。而对于一些移动式高功率激光器,如单兵激光武器,目前通常使用以风冷为主的散热方式,其能够提供的散热功率有限。也有的移动式高功率激光器采用水冷或者制冷的散热方式,但在人力能够携带的条件下,所能够提供的水冷或者制冷功率及其有限,影响了高功率激光器的散热效果。而为散热装置提供过大的散热功率,又会影响对高功率激光器的能量供应。
技术实现思路
1、为了以较小的能量输出提高高功率激光器的散热效果,本发明提供一种便携式激光器散热装置。
2、本发明提供的便携式激光器散热装置,采用如下的技术方案:
3、一种便携式激光器散热装置,包括冷却剂容器、冷却容器安装板、冷却剂喷淋系统和泵浦散热板,所述冷却剂容器与所述冷却容器安装板可分离地连接,所述冷却容器安装板上设置有能够与所述冷却剂容器相连通的冷却剂连接口,所述冷却剂喷淋系统与所述冷却剂连接口相连接,以能够驱动所述冷却剂容器中的冷却剂,喷淋到所述泵浦散热板上,所述泵浦散热板上安装有激光器的激光泵浦。
4、优选地,所述冷却剂容器上设置有压通式出液嘴,所述压通式出液嘴的外周设置有容器密封环;所述冷却剂连接口为与所述压通式出液嘴对应设置的压通连接口,所述压通连接口的外周设置有安装板密封环,当所述冷却剂容器与所述冷却容器安装板处于连接状态时,所述压通式出液嘴与所述压通连接口相连通,所述容器密封环抵紧所述安装板密封环。
5、进一步优选地,所述压通式出液嘴包括压通管、压通隔板、压通活塞、压通活塞杆和压通弹簧,所述压通管贯穿所述冷却剂容器的壁部设置,所述压通隔板连接在所述压通管的管腔内壁上,所述压通活塞设置在所述压通隔板的内侧,所述压通活塞杆的一端与所述压通活塞相连接,另一端穿过所述压通隔板延伸至所述压通管的外侧开口处,所述压通弹簧设置在所述压通活塞的内侧与所述压通管的管壁之间,以能够推动所述压通活塞压紧所述压通隔板,所述压通活塞和压通隔板上设置有相互交错的连通孔;所述压通连接口包括安装板连接管和压通块,所述压通块跨越所述安装板连接管的管腔固定在所述安装板连接管开口端的管壁上。
6、进一步地,所述冷却剂容器端面的不同部位设置有多个所述压通式出液嘴,所述冷却容器安装板上的对应位置设有多个所述压通连接口,每个所述压通连接口的所述安装板连接管穿过所述冷却容器安装板与所述冷却剂喷淋系统相连接,所述安装板连接管上设置有液位传感器和冷却剂电磁阀,所述液位传感器能够检测所述安装板连接管中是否存在冷却剂,并能够在检测到冷却剂时控制所述冷却剂电磁阀打开。
7、优选地,所述冷却剂容器远离所述压通式出液嘴的侧壁上设置有进气单向阀。
8、优选地,所述冷却剂容器上设置有可分离联结头,所述冷却容器安装板上的对应位置设置有冷却容器连接孔,所述冷却容器安装板的相对侧设置有可分离卡接机构,所述可分离卡接机构能够与穿过所述冷却容器连接孔的所述可分离联结头相卡接或者相分离。
9、进一步优选地,所述可分离联结头包括卡接柱、设置在所述卡接柱外周面上的卡接槽和设置在所述卡接柱端部的引导弧面;所述可分离卡接机构包括卡接条、卡接弹簧、分离块安装座、分离推块、推块驱动螺杆、推块驱动电机和推块滑杆,两个所述卡接条的一端转动连接在所述冷却容器安装板上,且位于所述冷却容器连接孔的相对两侧,所述卡接弹簧连接在两个所述卡接条的另一端之间,所述卡接条的内侧设置有分离斜面,两个所述分离块安装座设置在所述冷却容器连接孔的相对两侧,所述推块驱动螺杆分别与所述分离块安装座转动连接,所述推块滑杆设置在所述两个所述分离块安装座之间,所述分离推块与所述推块驱动螺杆螺纹连接,且与所述推块滑杆滑动连接,所述分离推块朝向所述冷却容器连接孔的一面设置为楔形斜面,且设置有与所述分离斜面相抵接的卡接条推动楔块,所述推块驱动电机与所述推块驱动螺杆驱动连接。
10、优选地,本发明的便携式激光器散热装置还包括安装盒,所述泵浦散热板固定在所述安装盒的一侧,形成所述安装盒的一个侧面,所述激光泵浦设置在所述泵浦散热板的外侧面上,所述安装盒内设置有与所述泵浦散热板平行设置的隔板,所述隔板将所述安装盒内空间分隔为以所述泵浦散热板为侧壁的喷淋腔和远离所述泵浦散热板的存储腔,所述喷淋腔相对侧的侧板上设置有通气孔,一侧的侧板上设置有与所述通气孔相对设置的排风扇;所述存储腔一侧的侧板上设置有冷却容器安装孔,所述冷却剂容器能够通过所述冷却容器安装孔插装在所述冷却容器安装板上。
11、进一步优选地,所述冷却剂喷淋系统包括冷却剂驱动泵和冷却剂喷淋头,所述冷却剂驱动泵设置在所述存储腔内,进液口与所述冷却剂连接口相连接,所述冷却剂驱动泵的出液口与所述冷却剂喷淋头相连接,所述冷却剂喷淋头固定在所述隔板上,且喷口朝向所述泵浦散热板。
12、进一步地,所述喷淋腔一侧的所述隔板上设置有冷却剂方管,所述冷却剂方管与所述冷却剂驱动泵的出液口相连接,在所述冷却剂方管朝向所述泵浦散热板的一侧设置有多个所述冷却剂喷淋头。
13、综上所述,本发明包括以下至少一种有益技术效果:
14、1、通过与冷却剂容器相连接的冷却剂喷淋系统,能够将冷却剂容器中的冷却剂喷淋到泵浦散热板上,利用冷却剂的气汽化大量吸收泵浦散热板上激光泵浦工作产生的热量,以较小的重量,较低的能量消耗产生更好的散热效果,满足便携式高功率激光器的散热需要。
15、2、通过冷却剂容器与冷却容器安装板的可分离连接,并通过设置在冷却容器安装板上的冷却剂连接口,能够在冷却剂容器中的冷却剂耗尽后,方便地更换新的装满冷却剂的冷却剂容器,为本发明的便携式激光器散热装置提供持续的散热能力,保证便携式高功率激光器长时间连续工作的需要。
16、3、通过设置在冷却剂容器上的压通式出液嘴,和设置在冷却容器安装板上的压通连接口,能够在冷却剂容器与冷却容器安装板相连接时,保证安装板连接管与冷却剂容器相连通,从而能够抽取冷却剂容器中的冷却剂对泵浦散热板进行冷却,而在冷却剂容器与冷却容器安装板相分离时,保证压通式出液嘴处于关闭状态,防止冷却剂容器中的冷却剂流失。
17、4、通过设置在冷却剂容器上的可分离联结头,和设置在冷却容器安装板上的可分离卡接机构,能够在将冷却剂容器推向冷却容器安装板时,将冷却剂容器锁定在冷却容器安装板上,而且能够通过可分离卡接机构解锁冷却剂容器与冷却容器安装板之间的连接,将冷却剂容器推离冷却容器安装板,便于冷却剂容器的取出和更换。
1.一种便携式激光器散热装置,其特征在于:包括冷却剂容器(1)、冷却容器安装板(2)、冷却剂喷淋系统(3)和泵浦散热板(4),所述冷却剂容器(1)与所述冷却容器安装板(2)可分离地连接,所述冷却容器安装板(2)上设置有能够与所述冷却剂容器(1)相连通的冷却剂连接口,所述冷却剂喷淋系统(3)与所述冷却剂连接口相连接,以能够驱动所述冷却剂容器(1)中的冷却剂,喷淋到所述泵浦散热板(4)上,所述泵浦散热板(4)上安装有激光器的激光泵浦。
2.根据权利要求1所述的便携式激光器散热装置,其特征在于:所述冷却剂容器(1)上设置有压通式出液嘴(11),所述压通式出液嘴(11)的外周设置有容器密封环(12);所述冷却剂连接口为与所述压通式出液嘴(11)对应设置的压通连接口(21),所述压通连接口(21)的外周设置有安装板密封环(22),当所述冷却剂容器(1)与所述冷却容器安装板(2)处于连接状态时,所述压通式出液嘴(11)与所述压通连接口(21)相连通,所述容器密封环(12)抵紧所述安装板密封环(22)。
3.根据权利要求2所述的便携式激光器散热装置,其特征在于:所述压通式出液嘴(11)包括压通管(111)、压通隔板(112)、压通活塞(113)、压通活塞杆(114)和压通弹簧(115),所述压通管(111)贯穿所述冷却剂容器(1)的壁部设置,所述压通隔板(112)连接在所述压通管(111)的管腔内壁上,所述压通活塞(113)设置在所述压通隔板(112)的内侧,所述压通活塞杆(114)的一端与所述压通活塞(113)相连接,另一端穿过所述压通隔板(112)延伸至所述压通管(111)的外侧开口处,所述压通弹簧(115)设置在所述压通活塞(113)的内侧与所述压通管(111)的管壁之间,以能够推动所述压通活塞(113)压紧所述压通隔板(112),所述压通活塞(113)和压通隔板(112)上设置有相互交错的连通孔;所述压通连接口(21)包括安装板连接管(211)和压通块(212),所述压通块(212)跨越所述安装板连接管(211)的管腔固定在所述安装板连接管(211)开口端的管壁上。
4.根据权利要求3所述的便携式激光器散热装置,其特征在于:所述冷却剂容器(1)端面的不同部位设置有多个所述压通式出液嘴(11),所述冷却容器安装板(2)上的对应位置设有多个所述压通连接口(21),每个所述压通连接口(21)的所述安装板连接管(211)穿过所述冷却容器安装板(2)与所述冷却剂喷淋系统(3)相连接,所述安装板连接管(211)上设置有液位传感器(213)和冷却剂电磁阀(214),所述液位传感器(213)能够检测所述安装板连接管(211)中是否存在冷却剂,并能够在检测到冷却剂时控制所述冷却剂电磁阀(214)打开。
5.根据权利要求2所述的便携式激光器散热装置,其特征在于:所述冷却剂容器(1)远离所述压通式出液嘴(11)的侧壁上设置有进气单向阀(13)。
6.根据权利要求1所述的便携式激光器散热装置,其特征在于:所述冷却剂容器(1)上设置有可分离联结头(14),所述冷却容器安装板(2)上的对应位置设置有冷却容器连接孔(23),所述冷却容器安装板(2)的相对侧设置有可分离卡接机构(24),所述可分离卡接机构(24)能够与穿过所述冷却容器连接孔(23)的所述可分离联结头(14)相卡接或者相分离。
7.根据权利要求6所述的便携式激光器散热装置,其特征在于:所述可分离联结头(14)包括卡接柱(141)、设置在所述卡接柱(141)外周面上的卡接槽(142)和设置在所述卡接柱(141)端部的引导弧面(143);所述可分离卡接机构(24)包括卡接条(241)、卡接弹簧(242)、分离块安装座(243)、分离推块(244)、推块驱动螺杆(245)、推块驱动电机(246)和推块滑杆(247),两个所述卡接条(241)的一端转动连接在所述冷却容器安装板(2)上,且位于所述冷却容器连接孔(23)的相对两侧,所述卡接弹簧(242)连接在两个所述卡接条(241)的另一端之间,所述卡接条(241)的内侧设置有分离斜面(2411),两个所述分离块安装座(243)设置在所述冷却容器连接孔(23)的相对两侧,所述推块驱动螺杆(245)分别与所述分离块安装座(243)转动连接,所述推块滑杆(247)设置在所述两个所述分离块安装座(243)之间,所述分离推块(244)与所述推块驱动螺杆(245)螺纹连接,且与所述推块滑杆(247)滑动连接,所述分离推块(244)朝向所述冷却容器连接孔(23)的一面设置为楔形斜面(2441),且设置有与所述分离斜面(2411)相抵接的卡接条推动楔块(2442),所述推块驱动电机(246)与所述推块驱动螺杆(245)驱动连接。
8.根据权利要求1所述的便携式激光器散热装置,其特征在于:还包括安装盒(5),所述泵浦散热板(4)固定在所述安装盒(5)的一侧,形成所述安装盒(5)的一个侧面,所述激光泵浦设置在所述泵浦散热板(4)的外侧面上,所述安装盒(5)内设置有与所述泵浦散热板(4)平行设置的隔板(51),所述隔板(51)将所述安装盒(5)内空间分隔为以所述泵浦散热板(4)为侧壁的喷淋腔(501)和远离所述泵浦散热板(4)的存储腔(502),所述喷淋腔(501)相对侧的侧板上设置有通气孔(52),一侧的侧板上设置有与所述通气孔(52)相对设置的排风扇(53);所述存储腔(502)一侧的侧板上设置有冷却容器安装孔(54),所述冷却剂容器(1)能够通过所述冷却容器安装孔(54)插装在所述冷却容器安装板(2)上。
9.根据权利要求8所述的便携式激光器散热装置,其特征在于:所述冷却剂喷淋系统(3)包括冷却剂驱动泵(31)和冷却剂喷淋头(32),所述冷却剂驱动泵(31)设置在所述存储腔(502)内,进液口与所述冷却剂连接口相连接,所述冷却剂驱动泵(31)的出液口与所述冷却剂喷淋头(32)相连接,所述冷却剂喷淋头(32)固定在所述隔板(51)上,且喷口朝向所述泵浦散热板(4)。
10.根据权利要求9所述的便携式激光器散热装置,其特征在于:所述喷淋腔(501)一侧的所述隔板(51)上设置有冷却剂方管(33),所述冷却剂方管(33)与所述冷却剂驱动泵(31)的出液口相连接,在所述冷却剂方管(33)朝向所述泵浦散热板(4)的一侧设置有多个所述冷却剂喷淋头(32)。