СИСТЕМА ТЕПЛОВОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ

СИСТЕМА ТЕПЛОВОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ


RU (11) 2087061 (13) C1

(51) 6 H01S3/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5056308/25 
(22) Дата подачи заявки: 1992.07.24 
(45) Опубликовано: 1997.08.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Заявка Франции N 2020976, кл. H 01 S 3/00, 1970. Заявка Франции N 2088187, кл. H 01 S 3/00, 1972. 
(71) Заявитель(и): Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам РАН 
(72) Автор(ы): Коншу Л.А.; Бондаренко А.И.; Леонов П.Г.; Петрухин А.П.; Александров А.Г.; Антюхов В.В.; Живописцев В.С. 
(73) Патентообладатель(и): Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам РАН 

(54) СИСТЕМА ТЕПЛОВОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ 

Использование: изобретение относится к лазерной технике. Сущность: в системе тепловой стабилизации лазерного излучателя, содержащей теплообменник со встроенным осевым вентилятором, устройство для осуществления циркуляции, выполненное в виде центробежного насоса, состоящего из корпуса с входным и выходным отверстиями, рабочего колеса, связанного с теплообменником и блоком лазерного излучения, теплообменник выполнен в виде набора цельных плит с прорезями, образующими в плитах ребра, в которых расположены каналы. Кроме того, каналы сообщаются между собой посредством двух полостей, расположенных по концам каналов, каждая полость плиты сообщается с одной из полостей рядом расположенной плиты. Ребра выполнены в виде ромба со скруглениями вершинами, а также смещены в каждой плите на расстояние, равное половине расстояния между ребрами, рабочее колесо и корпус выполнены по диаметру ступенчатыми. Корпус дополнительно снабжен отверстиями, расположенными в зоне ступеньки рабочего колеса тангенциально и с наклоном к оси вращения рабочего колеса. 6 з.п. ф-лы, 6 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к лазерной технике, в том числе к устройствам для обеспечения стабильной работы лазера.

Известна система тепловой стабилизации лазерного излучателя [1] содержащая устройство для осуществления циркуляции теплоносителя, выполненного в виде центробежного насоса, состоящего из корпуса с входным и выходным отверстиями.

Недостатком указанного устройства является то, что необходимо использовать для охлаждения теплоносителя водяную систему, которая затрудняет широкое использование лазерной установки небольшой мощности.

Известна система тепловой стабилизации лазерного излучателя [2] в которую входят теплообменник с встроенным осевым вентилятором, устройство для осуществления циркуляции теплоносителя, выполненного в виде насоса, состоящего из корпуса с входным и выходным отверстиями, рабочего колеса и связанного с теплообменником и с блоком охлаждения.

Недостатком указанной системы является то, что конструкция теплообменника излишне сложна и недостаточно надежна в работе из-за необходимости большого количества сварных или паяных элементов. Ввиду неравномерного смешивания теплоносителя нарушается стабильность излучения лазера.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства, повышение надежности и стабильности лазерного излучения.

Задача решается за счет того, что в системе тепловой стабилизации лазерного излучателя, содержащей теплообменник с встроенным осевым вентилятором, устройство для осуществления циркуляции теплоносителя, выполненного в виде насоса, состоящего из корпуса с входным и выходным отверстиями, рабочего колеса и связанного с теплообменником и с блоком лазерного излучения, теплообменник выполнен в виде набора цельных плит с прорезями, образующими в плитах ребра, в которых расположены каналы, сообщающиеся между собой посредством двух плоскостей, находящихся по концам каналов, причем каждая полость плиты сообщается с одной из полостей рядом расположенной плиты, а сечение ребра выполнены в виде ромба со скругленными вершинами и смещены в каждой последующей плите на расстояние, равное половине расстояния между ребрами, причем рабочее колесо и корпус в нижней части выполнен с меньшим диаметром ступенчатыми, причем в нижней части корпуса выполнены отверстия, расположенные с наклоном к оси вращения рабочего колеса.

Выполнение в системе тепловой стабилизации лазерного излучателя теплообменника в виде цельных плит с прорезями, образующими в плитах ребра, в которых расположены каналы, сообщающиеся между собой посредством двух полостей, находящихся по концам каналов, позволит отказаться от выполнения трудоемких и недостаточно надежных в эксплуатации сварных или же паяльных видов работ мелких изделий и заменить их на блочные цельнолитые конструкции, не требующие трудоемких механообрабатывающих и сборочных процессов.

Выполнение в системе тепловой стабилизации лазерного излучателя теплообменника в виде пакета цельных плит, каждая полость которых сообщается с одной из полостей рядом расположенной плиты, а также выполнение сечения ребра в виде ромба со скругленными вершинами и смещение ребер в каждой последующей плите на расстояние, равное половине расстояния между ребрами, позволит производить набор теплообменника из унифицированных элементов в зависимости от необходимой отводимой мощности.

Выполнение рабочего колеса и корпуса в нижней части меньшего диаметра и снабжение в нижней части корпуса дополнительными отверстиями, расположенными с наклоном к оси вращения рабочего колеса, позволит отказаться от использования дополнительных устройств для смешивания теплоносителя и тем самым позволит также упростить конструкцию, повысить ее надежность, а также повысит эффективность перемешивания теплоносителя, что стабилизирует качество излучения.

На фиг. 1 показана лазерная установка с предложенной системой тепловой стабилизации; на фиг.2 теплообменник; на фиг.3 соединение плит между собой; на фиг. 4 сечение А-А на фиг.2; на фиг.5 насос, разрез; на фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.5.

Предложенная система тепловой стабилизации лазерного излучателя содержит теплообменник 1 с встроенным осевым вентилятором 2, устройство 3 для осуществления циркуляции теплоносителя, выполненного в виде центробежного насоса 4, состоящего из корпуса 5 с входным 6 и выходным 7 отверстиями, рабочего колеса 8. Насос 4 связан с теплообменником 1 и с блоком 9 лазерного излучения посредством соединений 10, раздающих теплоноситель по узлам лазера, в том числе в блок генерации луча 11, источник питания 12, регистратор мощности 13 и т.д. Теплообменник 1 выполнен в виде набора цельных плит 14 с прорезями 15, образующими в плитах 14 ребра 16. В ребрах 16 расположены каналы 17, сообщающиеся между собой посредством двух полостей 18, расположенных по концам каналов 17. Каждая полость 18 плиты 14 сообщается с одной из полостей 18 рядом расположенной плиты 14 посредством отверстий 19 и уплотняется кольцами 20. Сечение ребра 16 для обеспечения эффективного теплосъема выполнены в виде ромба со скругленными вершинами. Ребра 16 смещены в каждой последующей плите 14 на расстояние, равное половине расстояния между ребрами 16. Рабочее колесо 8 и корпус 5 выполнены в нижней части с меньшим диаметром. Корпус 5 дополнительно снабжен отверстиями 21, расположенными в зоне ступеньки рабочего колеса 8 с наклоном к оси вращения рабочего колеса 8. Насос 4 частично погружен в теплоноситель, заполняющий емкость 22, где также размещены нагревательные элементы 23. В емкости 22, а также на входе теплообменника 1 установлены датчики температуры 24.

Предложенная система тепловой стабилизации лазерного излучателя работает следующим образом.

Включаются нагревательные элементы 23, разогревающие в емкости 22 теплоноситель до необходимой температуры, после чего по сигналу датчиков температуры 24 запускается насос 4, осуществляющий подачу теплоносителя по узлам лазера, в том числе в блок генерации луча 11, источник питания 12, регистратор мощности 13 и т.д. Сняв выделенное тепло в узлах лазера, теплоноситель поступает в плиты 14 теплообменника 1 через полость 18, откуда растекается по каналам 17. Из другой полости 18 плиты 14, теплоноситель поступает через отверстие 19 в полость рядом установленной плиты 14, где также проходит тот же путь только в обратном направлении. В зависимости от необходимой отводимой от излучателя мощности выбирается количество плит 14 в пакете. На стыке плиты уплотняются между собой кольцами 20. Образующиеся прорезями 15 в плитах 14 ребра 16 обдуваются воздухом, нагнетаемым осевым вентилятором 2. Для лучшего теплосъема, при минимальном сопротивлении воздушному потоку, сечение ребра 16 выполнены в виде ромба со скругленными вершинами и смещены в каждой последующей плите 14 на расстояние, равное расстоянию между ребрами 16. Протекая по набору цельных плит 14, теплоноситель охлаждается до необходимой температуры и поступает в емкость 22. Из емкости 22 центробежным насосом 4 через входное отверстие 6 теплоноситель всасывается в корпус 5, где рабочим колесом 8 выводится, основной объем через выходное отверстие 7, а часть объема через отверстия 21 в корпусе 5, расположенные в зоне ступеньки рабочего колеса 8 с наклоном к оси вращения рабочего колеса 8, что обеспечивает интенсивное перемешивание потоков теплоносителя.

Предложенная система тепловой стабилизации лазерного излучателя позволит значительно упростить конструкцию, повысить надежность и стабильность лазерного излучения. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Система тепловой стабилизации лазерного излучателя, содержащая теплообменник с встроенным осевым вентилятором, устройство для осуществления циркуляции, выполненное в виде насоса, состоящего из корпуса с входным и выходным отверстиями, рабочего колеса, связанного с теплообменником и с блоком лазерного излучения, отличающаяся тем, что теплообменник выполнен в виде набора цельных плит с прорезями, образующими в плитах ребра, и снабжен каналами, расположенными в ребрах, сообщающимися между собой посредством двух полостей, расположенных по концам каналов.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждая полость одной из плит сообщается с полостью рядом расположенной плиты.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что сечение ребра выполнено в виде ромба.

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что ребра выполнены с округленными краями.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что ребра смещены в каждой плите на расстояние, равное половине расстояния между ребрами.

6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что рабочее колесо и корпус выполнены в нижней части с меньшим диаметром.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что в нижней части корпуса выполнены отверстия, расположенные с наклоном к оси вращения колеса.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к лазерным квантовым генераторам, а именно лазеры и лазерное оборудование:

- твердотельные полупроводниковые лазеры

- газовые лазеры

- химические лазеры

- практическое применение в промышленности, науке и в быту газовых, твердотельных и химических лазеров.


Лазеры. Лазерное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+газовый -лазер".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "лазер" будут найдены слова "лазеры", "лазерный" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("лазер!").



Рейтинг@Mail.ru