本实用新型涉及一种激光出射头保护镜筒，设置了水冷和气封两条通道。其中水冷通道：降温水通过进水嘴、进水孔进入通水层内的导管内，然后从出水孔和出水嘴流出。气封通道：冷却气体依次通过所述进气嘴、所述进气孔、所述通气层，通过所述通气孔流入到所述保护筒，经所述出气口排出。气体在流出的过程中可以带走大量的热量，同时经通气孔射出的气体，可以在出气口和熔液表面形成一个无粉体的真空带，大大降低了粉尘对于激光的反射，提高了激光的利用效率和延长了使用寿命。同时在保护筒内设置了视窗玻璃，视窗玻璃可以保证设备处于线)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 CN 215880403 U (45)授权公告日 2022.02.22 (21)申请号 1.5 (22)申请日 2021.08.30 (73)专利权人 深圳市百柔新材料技术有限公司 地址 518000 广东省深圳市龙岗区宝龙街 道宝龙社区宝清路8号双环工业区A栋 4楼、1楼 (72)发明人 葛大梁林宇新龙集贤 (74)专利代理机构 深圳市道勤知酷知识产权代 理事务所(普通合伙) 44439 代理人 何兵吕诗 (51)Int.Cl. B23K 26/70 (2014.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (54)实用新型名称 一种激光出射头保护镜筒 (57)摘要 本实用新型涉及一种激光出射头保护镜筒， 设置了水冷和气封两条通道。其中水冷通道：降 温水通过进水嘴、进水孔进入通水层内的导管 内，然后从出水孔和出水嘴流出。气封通道：冷却 气体依次通过所述进气嘴、所述进气孔、所述通 气层，通过所述通气孔流入到所述保护筒，经所 述出气口排出。气体在流出的过程中可以带走大 量的热量，同时经通气孔射出的气体，可以在出 气口和熔液表面形成一个无粉体的真空带，大大 降低了粉尘对于激光的反射，提高了激光的利用 效率和延长了使用寿命。同时在保护筒内设置了 视窗玻璃，视窗玻璃可以保证设备处于真空密封 U 状态，同时也能让激光透过，可以保护激光出射 3 头，并且成本低，方便进行更换。 0 4 0 8 8 5 1 2 N C CN 215880403 U 权利要求书 1/1页 1.一种激光出射头保护镜筒，其特征在于，包括： 筒体，所述筒体从内到外包括中心孔、通水层和通气层，所述中心孔和所述通气层上下 贯通； 保护筒法兰，连接在所述筒体的上端，所述保护筒法兰上设有若干连通所述通水层的 进水孔和出水孔、以及连通所述通气层的进气孔，所述进水孔连接有进水嘴，所述出水孔连 接有出水嘴，所述进气孔连接有进气嘴，所述通水层内设置有导管，所述导管一端连接所述 进水孔、另一端连接所述出水孔，所述导管内流通有降温水； 筒底法兰，与所述筒体的下端连接，所述筒底法兰设有若干与所述通气层连通的通气 孔，所述筒底法兰内设有安装槽，所述安装槽内设有视窗玻璃，所述视窗玻璃封闭所述中心 孔的下端； 保护筒，所述保护筒上下贯通，上端与所述筒底法兰连接并通过所述通气孔与所述通 气层连通，下端形成出气口，且所述保护筒的下部为内径沿从上至下的方向逐渐减小的锥 形部； 其中，冷却气体依次通过所述进气嘴、所述进气孔、所述通气层，通过所述通气孔流入 到所述保护筒，经所述出气口排出。 2.根据权利要求1所述的一种激光出射头保护镜筒，其特征在于，所述安装槽内还设置 有压紧装置，所述压紧装置通过螺纹方式与所述筒底法兰连接将所述视窗玻璃密封压紧在 所述安装槽内。 3.根据权利要求2所述的一种激光出射头保护镜筒，其特征在于，所述安装槽内设有环 槽，所述环槽内配置有密封垫圈。 4.根据权利要求3所述的一种激光出射头保护镜筒，其特征在于，所述压紧装置呈环 形，其内径大于所述中心孔的内径。 5.根据权利要求1所述的一种激光出射头保护镜筒，其特征在于，所述视窗玻璃为高透 光、耐高温的石英玻璃。 6.根据权利要求1所述的一种激光出射头保护镜筒，其特征在于，所述视窗玻璃上镀有 激光增透膜。 7.根据权利要求1所述的一种激光出射头保护镜筒，其特征在于，所述通气孔环形阵列 设置有多个。 2 2 CN 215880403 U 说明书 1/4页 一种激光出射头保护镜筒 技术领域 [0001] 本实用新型涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种激光出射头保护镜筒。 背景技术 [0002] 激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属) 进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及作为光源，识别物体等的一门技术，传统应用 最大的领域为激光加工技术。目前的激光出射头应用的环境大部分都是在常压常温下，如 申请号8.X纳米材料制备设备和方法中提到的激光加热方法，此种情况下的激 光光源主要作用为在材料被加热熔化后通过激光进一步加热，从而致使熔液气化。在此情 况下，由于激光的聚焦长度限制，要想激光的焦点聚焦在熔液上面，则激光出射头就必须安 装在熔液上方合适高度处。在纳米粉体制备过程中，设备处于负压情况下，同时由于制备过 程中设备内会产生纳米粉体，这些粉体会附着在出射头壳体和透镜上面，会造成激光出射 被遮挡，同时由于设备内充满着一定浓度的纳米粉体，当浓度达到一定水平后，悬浮在空气 中的纳米粉体会吸收大部分从出射头射出的激光能量，致使到达熔液表面的激光能量大幅 度降低。由于熔液的温度会达到1000℃以上，对于聚焦较短的出射头而言，安装位置靠近熔 液，会吸收大量的热辐射从而导致出射头受损。在制备过程中随着熔液的逐渐气化，液面会 逐渐下降，此时也需要调节激光出射头的位置。目前现阶段激光出射头满足不了上述使用 工况，为了解决上述问题，本实用新型激光出射头保护镜筒可以在不改变现有激光出射头 情况下满足上述要求。 实用新型内容 [0003] 鉴于上述状况，有必要提出一种保护激光出射头的激光出射头保护镜筒。 [0004] 为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种激光出射头保护镜 筒，包括：筒体，所述筒体从内到外包括中心孔、通水层和通气层，所述中心孔和所述通气层 上下贯通；保护筒法兰，连接在所述筒体的上端，所述保护筒法兰上设有若干连通所述通水 层的进水孔和出水孔、以及连通所述通气层的进气孔，所述进水孔连接有进水嘴，所述出水 孔连接有出水嘴，所述进气孔连接有进气嘴，所述通水层内设置有导管，所述导管一端连接 所述进水孔、另一端连接所述出水孔，所述导管内流通有降温水；筒底法兰，与所述筒体的 下端连接，所述筒底法兰设有若干与所述通气层连通的通气孔，所述筒底法兰内设有安装 槽，所述安装槽内设有视窗玻璃，所述视窗玻璃封闭所述中心孔的下端；保护筒，所述保护 筒上下贯通，上端与所述筒底法兰连接并通过所述通气孔与所述通气层连通，下端形成出 气口，且所述保护筒的下部为内径沿从上至下的方向逐渐减小的锥形部；其中，冷却气体依 次通过所述进气嘴、所述进气孔、所述通气层，通过所述通气孔流入到所述保护筒，经所述 出气口排出。 [0005] 进一步的，所述安装槽内还设置有压紧装置，所述压紧装置通过螺纹方式与所述 筒底法兰连接将所述视窗玻璃密封压紧在所述安装槽内。 3 3 CN 215880403 U 说明书 2/4页 [0006] 进一步的，所述安装槽内设有环槽，所述环槽内配置有密封垫圈。 [0007] 进一步的，所述压紧装置呈环形，其内径大于所述中心孔的内径。 [0008] 进一步的，所述视窗玻璃为高透光、耐高温的石英玻璃。 [0009] 进一步的，所述视窗玻璃上镀有激光增透膜。 [0010] 进一步的，所述通气孔环形阵列设置有多个。 [0011] 本实用新型的有益效果在于：设置了水冷和气封两条通道。其中水冷通道：降温水 通过进水嘴、进水孔进入通水层内的导管内，然后从出水孔和出水嘴流出。水冷通道能有效 降低出射头的工作温度。气封通道：冷却气体依次通过所述进气嘴、所述进气孔、所述通气 层，通过所述通气孔流入到所述保护筒，经所述出气口排出。气体在流出的过程中可以带走 大量的热量，同时经通气孔射出的气体，可以在出气口和熔液表面形成一个无粉体的真空 带，激光通过这个区域的时候不会碰到炉体内的粉体，大大提高了激光的能量利用率。通过 水冷和气封的作用，既可以保护出射头的工作温度处于正常环境下，又可以给激光通路形 成一个无粉尘的通道，大大提高了激光的利用效率和延长了使用寿命。同时在保护筒内设 置了视窗玻璃，视窗玻璃可以保护激光头，让整个设备处于真空密封状态，出射头处于封闭 真空设备之外，并且成本低，方便进行更换。 附图说明 [0012] 图1是本实用新型实施例一种激光出射头保护镜筒的结构示意图； [0013] 图2是本实用新型实施例一种激光出射头保护镜筒的保护筒法兰的结构示意图； [0014] 图3是本实用新型实施例一种激光出射头保护镜筒的筒底法兰的结构示意图； [0015] 图4是本实用新型实施例一种激光出射头保护镜筒的筒底法兰的另一方向的结构 示意图； [0016] 图5是本实用新型实施例一种激光出射头保护镜筒的保护筒的结构示意图。 [0017] 标号说明: [0018] 100、筒体；110、中心孔；120、通水层；121、导管；130、通气层； [0019] 200、保护筒法兰；210、进水嘴；220、出水嘴；230、进气嘴； [0020] 300、筒底法兰；310、通气孔；320、安装槽；321、视窗玻璃； [0021] 322、压紧装置；330、环槽；331、密封垫圈；400、保护筒；410、出气孔。 具体实施方式 [0022] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型一种激光出射头保护镜筒进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的 具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 [0023] 请参照图1‑图5，一种激光出射头保护镜筒，包括：筒体100，筒体100从内到外包括 中心孔110、通水层120和通气层130，中心孔110和通气层130上下贯通；保护筒法兰200，连 接在筒体100的上端，保护筒法兰200上设有若干连通通水层120的进水孔和出水孔、以及连 通通气层130的进气孔，进水孔连接有进水嘴210，出水孔连接有出水嘴220，进气孔连接有 进气嘴230，通水层120内设置有导管121，导管121一端连接进水孔、另一端连接出水孔，导 管121内流通有降温水；筒底法兰300，与筒体100的下端连接，筒底法兰300设有若干与通气 4 4 CN 215880403 U 说明书 3/4页 层130连通的通气孔310，筒底法兰300内设有安装槽320，安装槽320内设有视窗玻璃321，视 窗玻璃321封闭中心孔110的下端；保护筒400，保护筒400上下贯通，上端与筒底法兰300连 接并通过通气孔310与通气层130连通，下端形成出气口，且保护筒400的下部为内径沿从上 至下的方向逐渐减小的锥形部；其中，冷却气体依次通过进气嘴230、进气孔、通气层130，通 过通气孔310流入到保护筒400，经出气口排出。 [0024] 设置了水冷和气封两条通道。其中水冷通道：降温水通过进水嘴210、进水孔进入 通水层120内的导管121内，然后从出水孔和出水嘴220流出。水冷通道能有效降低出射头的 工作温度。气封通道：冷却气体依次通过进气嘴230、进气孔、通气层130，通过通气孔310流 入到保护筒400，经出气口排出。气体在流出的过程中可以带走大量的热量，同时经通气孔 310射出的气体，可以在出气口和熔液表面形成一个无粉体的真空带，激光通过这个区域的 时候不会碰到炉体内的粉体，大大提高了激光的能量利用率。通过水冷和气封的作用，既可 以保护出射头的工作温度处于正常环境下，又可以给激光通路形成一个无粉尘的通道，大 大提高了激光的利用效率和延长了使用寿命。同时在保护筒400内设置了视窗玻璃321，视 窗玻璃321可以保护激光头，让整个设备处于真空密封状态，出射头处于封闭真空设备之 外，并且成本低，方便进行更换。水冷加气冷的组合，可以使得出射头在不改变其现有设计 的情况下，可以在高温、负压、粉尘量大的恶劣环境下使用；在更换激光类型时，只需要更换 本申请的激光出射头保护镜筒，而不需要对出射头做过多调整，降低了成本。 [0025] 请参照图3，安装槽320内还设置有压紧装置322，压紧装置322通过螺纹方式与筒 底法兰300连接将视窗玻璃321密封压紧在安装槽320内。设置压紧装置322，不仅可以提高 密封性能，并且可以方便视窗玻璃321的维护和更换。 [0026] 请参照图1，安装槽320内设有环槽330，环槽330内配置有密封垫圈331。配置密封 垫331提高密封性能。特别的。视窗玻璃321在压紧装置322的抵接下挤压密封垫圈331。 [0027] 请参照图3，压紧装置322呈环形，其内径大于激光在视窗玻璃321上的光斑直径， 或者直接大于中心孔110的内径。避免遮挡激光射出。 [0028] 优选的，视窗玻璃321为高透光、耐高温的石英玻璃。 [0029] 优选的，视窗玻璃321上镀有激光增透膜。即通过物理或者化学镀膜增加激光的透 过率，具体镀膜材料可以根据激光的波段进行选择。 [0030] 优选的，通气孔310环形阵列设置有多个。 [0031] 优选的，还包括水冷循环装置，水冷循环装置的出水端连接进水嘴210，进水端连 接出水嘴220。 [0032] 优选的，在通水层120的底部设有环形导管，环形导管通过竖向进水导管连接进水 孔、通过竖向出水导管连接出水孔，即冷却水依次通过水冷循环装置的出水端、进水嘴210、 进水孔、竖向进水导管、环形导管、竖向出水导管、出水孔、出水嘴220、水冷循环装置的进水 端。 [0033] 特别的，还包括固定在保护筒400外的测距传感器，通过测距传感器测量保护筒 400与熔液表面的距离，从而保护保护筒400，并且可以方便调节激光出射头的高度。简单 的，也可以将测距传感器固定在激光出射头上，保护筒400固定不动，激光出射头连接直线 移动机构，方便调整其焦距。 [0034] 特别的，安装槽320的周壁高度低于或等于锥形部的上沿高度。即保证风流的流向 5 5 CN 215880403 U 说明书 4/4页 能够集中到出风口，避免在保护筒400内的气流紊乱，影响激光效果。 [0035] 需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、 后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对 位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。 [0036] 综上所述，本实用新型提供的一种激光出射头保护镜筒，可以使出射头的工作环 境变得安全可靠，避免了真空环境，以及高温情况下对出射头的伤害；筒体三层结构既能很 好的起到保证出射头工作温度，还能通过出气口形成一个无粉尘地带，避免了粉体对视窗 的遮挡，同时也避免了激光在射出过程中照射到悬浮在设备空间内的粉体上，大大提高了 激光的利用率；传统的结构由于熔液的逐渐气化，液面会逐渐下降，必须调整出射头的位 置，保证激光的焦点在熔液表面，在真空多粉尘设备环境下，不管采用何种密封结构，都会 大幅度减短机构的使用寿命，采用本实用新型可以保证出射头工作环境安全可靠，可以如 常规使用一样正常调节高度，提高使用寿命。 [0037] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上 的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟 悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内 容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内 容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍 属于本实用新型技术方案的范围内。 6 6 CN 215880403 U 说明书附图 1/3页 图1 图2 7 7 CN 215880403 U 说明书附图 2/3页 图3 图4 8 8 CN 215880403 U 说明书附图 3/3页 图5 9 9

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