专利名称：低电导率循环水冷却装置的制作方法
技术领域：
一种低电导率循环水冷却装置属于大功率固体激光器技术领域。
背景技术：
大功率固体激光器具有高能量储存、波长短、金属吸收率高，易于光纤传输，实现柔性加工的优点，是激光加工的重要应用系统。目前已在机械、电子、汽车、航空航天、钢铁、造船、军工等行业获得较为广泛的应用。
大功率灯泵浦固体激光器中，泵浦灯光源的辐射光能传输到工作物质即Nd:YAG棒，以激励激光工作物质产生激光，存在热效应，包括①泵浦带和荧光能量差通过无辐射跃迁散失到基质晶格中，②荧光过程的量子效率小于1，部分光子能量散失到基质晶格中，③泵浦光非吸收光谱区的能量转换为热。需要循环水冷却系统对激光棒、泵浦灯等进行冷却，以保证激光器长期稳定工作。
由于泵浦灯在正常运行前需要高压预电离，以保证正常的气体放电通道。大功率固体激光器泵浦灯预电离的电压超过1万伏，存在防止漏电问题。固体激光器中，激光棒、泵浦灯、聚光腔均放置于泵浦腔中，通过循环水冷却系统，特别是全腔水冷却泵浦腔，激光棒、泵浦灯、聚光腔均浸泡于循环冷却水中，泵浦灯的电极之间充满循环冷却水，若循环冷却水的电导率高，预电离时电极之间存在漏电电流，影响泵浦灯的预电离，严重时泵浦灯无法预电离，激光器无法正常运转。
常用的循环水冷却系统包括外循环系统和内循环系统。内循环系统为闭合回路水冷系统，其系统内的水用来对大功率固体激光器进行腔内冷却，而激光器的泵浦灯就是浸泡在腔内冷却水的环境下工作的，为了使泵浦灯在正常运行前高压预电离，腔内水的电导率必须小于10毫西门子，而且要保证激光器的长时间稳定工作，循环冷却水的电导率就必须长期满足这一条件。
目前水冷系统的内循环冷却装置不能长时间的保证低电导率，需要频繁的定期换水，通常为需要每月换一次，来达到这一条件，不能满足全腔水冷灯泵浦大功率固体激光器冷却的需要，进而不能满足工业化的需要。
为了解决这一问题目前市面上也有在目前水冷系统的内循环冷却装置(图1)的过滤器3和出水接头4中间串连一个过滤装置来降低电导率的做法，但是这种做法增加了内循环水阻，因而大大减小了输出流量，从而占用了激光器工作中所需要的水流量，是不宜被应用到工业中去的。
常用的循环水冷却系统包括外循环水冷系统和内循环水冷系统，其中内循环(图1)为闭合回路水冷系统，其工作原理为冷却水从水箱1经水泵2进入过滤器3流入出水接头4后进入负载5对负载进行冷却，而后冷却水从负载5流出进入回水接头6，经回水接头6流入热交换器7冷却水在热交换器7中进行热交换后流回水箱1。
实用新型内容本实用新型提供了一种低电导率循环水冷却装置，冷却水从水箱1经水泵2进入过滤器3流入出水接头4，其特征在于当冷却水由出水接头4流出后分为两路一路进入负载5对负载进行冷却，而后冷却水从负载5流出进入回水接头6，经回水接头6流入热交换器7冷却水在热交换器7中进行热交换后流回水箱1；另一路从出水接头4流出的水经并联的过滤装置8后直接流回水箱1；通过并联过滤器的水流量占内循环总流量的5％～10％，在不影响内循环冷却系统输出流量的情况下达到过滤离子的效果。
本实用新型低电导率循环水冷却装置的性能在于长时间保持循环冷却水的低电导率，能够保证灯泵浦大功率固体激光器的长期稳定运行，不需要频繁换水，通常情况下半年换一次，即免维护，这正是工业化需要的，本实用新型低电导率循环水冷却装置并联的小型过滤装置(图2虚框所示)安装简捷易于更换，实践应用中所体现的优点如下1可长期维持内循环冷却水的低电导率，对工作过程中内循环冷却水出现的离子进行过虑。
2通过并联过滤装置的水流量与内循环总水流量相比很小，约占总水流量的5％～10％，即是在不影响整个内循环冷却系统输出流量的情况下达到去离子效果的。
工作原理常用的循环水冷却系统包括外循环系统和内循环系统，本低电导率循环水冷却装置其内循环冷却系统工作原理如下所述设内循环冷却水的水流起点为图2中的水箱处1，在水泵2的抽运下，冷却水由水箱1经水泵2进入过滤器3，流出后进入出水接头4，当冷却水由出水接头4流出后，分为两路一路经负载5对激光器进行冷却后进入回水接头6，接着进入热交换器7经热交换器交换热量后流回水箱1。另一路经并联的过滤装置8直接流回水箱1中。至此，内循环冷却水进入下一个循环。所加的并联过滤器的作用是在不减小输出到负载的水流量的情况下，降低冷却水的电导率的，对工作过程中出现的离子进行及时过虑。
图1是常用的循环水冷系统内循环水冷系统水路走向简图图2是本实用新型内循环水冷系统水路走向原理简图图中1.水箱2.水泵3.过滤器4.出水接头5.负载6.回水接头7.热交换器8.过滤装置9.水箱进口对丝10.离子过滤器出口对丝11.离子过滤器进口对丝12.出水接头出口对丝具体实施方式
如图2将内径为约15～20厘米的线绕虑芯的过滤装置8的进口对丝11和出水接头的出口对丝12用软管连接，再用另一根软管将过滤器的出口对丝10和水箱背面的进口对丝9连接。其示意图如图2中虚框所示。并联离子过滤器后的大功率激光器的内循环水冷效果明显它不仅可以长期维持内循环冷却水的低电导率，对工作过程中内循环冷却水中出现的离子进行及时过虑，而且使换水频率由原来的平均一月一次降低为平均六个月一次，进一步保证了灯泵浦大功率固体激光器的长期稳定运行，进而能满足工业化的需要。
权利要求1.一种低电导率循环水冷却装置，冷却水从水箱(1)经水泵(2)进入过滤器(3)流入出水接头(4)，其特征在于当冷却水由出水接头(4)流出后分为两路一路进入负载(5)对负载进行冷却，而后冷却水从负载(5)流出进入回水接头(6)，经回水接头(6)流入热交换器(7)冷却水在热交换器(7)中进行热交换后流回水箱(1)；另一路从出水接头(4)流出的水经并联的过滤装置(8)后直接流回水箱(1)；通过并联过滤器的水流量占内循环总流量的5％～10％。
专利摘要低电导率循环水冷却装置属大功率固体激光器领域。目前水冷系统的内循环冷却装置不能长时间的保证低电导率，需要频繁换水，通常每月一次。本实用新型冷却水从水箱(1)经水泵(2)进入过滤器(3)流入出水接头(4)，其特征在于当冷却水由出水接头(4)流出分两路一路进入负载(5)，而后冷却水从负载(5)流出进入回水接头(6)，经回水接头(6)流入热交换器(7)进行热交换后流回水箱(1)；另一路从出水接头(4)流出的水经并联的过滤装置(8)后直接流回水箱(1)；通过并联过滤器的水流量占内循环总流量的5％～10％。它可长期维持内循环冷却水的低电导率，且使换水频率由原来的平均一月一次降低为平均六个月一次。
文档编号H01S5/024GK2922220SQ20062011329
公开日2007年7月11日 申请日期2006年4月29日 优先权日2006年4月29日
发明者李强, 王志敏, 姜梦华, 王保华, 庞恺 申请人:北京工业大学