一种压力平衡调节装置及应用其的激光切割头的制作方法

本实用新型涉及压力调节技术领域，特别涉及一种压力平衡调节装置及应用其的激光切割头。

背景技术：

现有的压力调节设备应用领域较为狭窄，往往一种压力调节设备只能应用到一种工业设备中，利用率非常低，造成一定的资源浪费，而且目前的压力调节设备结构较为复杂，成本较高。因此，急需一种应用领域广泛、结构简单、成本低的压力调节设备。

在激光切割技术领域中，在对切割要求较高的激光切割头中，往往需要冲入稳压气体，一般为干燥洁净的空气，一方面用于制造一个比外界常态稍高的气压，从而避免外部污染物入侵到切割头内部，另一方面对激光切割头内部起到一个冷却恒温的作用，但是，随着稳压气体的不断冲入，内部气压越来越大，易造成安全隐患，急需一种能够实时调整内部气压、保证内部恒压以及相对恒温的设备。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种压力平衡调节装置及应用其的激光切割头。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种压力平衡调节装置，包括调节阀、弹簧以及端盖，弹簧的一端抵靠调节阀，弹簧的另一端连接有弹簧座，弹簧座与端盖固定连接，端盖设有泄压孔。

其有益效果是：这种结构的压力平衡调节装置能够应用到流体通道当中，可以利用弹簧的弹力沿弹簧伸长方向对调节阀施加一个推力，使得调节阀处于关闭的初始状态，此时流体通道和泄压孔不相通，随着流体通道内的压力不断升高，当内外压力差大于弹簧的弹力时，该压力平衡调节装置即对流体通道内的压力进行平衡调节，此时，调节阀受到流体通道内流体的压力，沿弹簧压缩方向运动，与调节阀相抵靠的弹簧被压缩，调节阀被打开，流体能够通过调节阀与流体通道之间的空隙流至端盖处，最后通过端盖上的泄压孔排出流体通道，当内外压差达到设定值时，弹簧伸长，恢复原状，此时，调节阀再次受到弹簧沿其伸长方向的推力，恢复关闭的 初始状态，当下次内外压差再次大于弹簧的弹力时，循环以上平衡调节步骤，从而达到压力平衡调节的目的。本实用新型的压力平衡调节装置通过弹簧和调节阀的配合动作实现流体通道内压力平衡的目的，调节原理简单，结构简单，并且应用领域广泛，具有良好的使用性能和应用前景。

在一些实施方式中，泄压孔为内宽外窄的漏斗形状。

其有益效果是：将泄压孔设计成内宽外窄的漏斗形状，一方面对流体起到一个导向作用，使得调节阀打开泄压时，流体不会杂乱无章地流动，而能够统一聚集到端盖的泄压孔处，经由内部较宽的部分以及外部较窄的部分集中排出；另一方面防止流体集中在泄压孔处，压力过大造成泄压障碍，设计成漏斗形状的话，流体能够在漏斗状泄压孔内部较宽的区域进行缓存，然后再通过外部较窄的区域排出，这样一定程度上避免了泄压孔处压力过大的情况，提高了该压力平衡调节装置的使用性能。

在一些实施方式中，还包括过滤棉，过滤棉设于弹簧座与泄压孔之间。

其有益效果是：过滤棉的设置，一方面能够对流体的流向起到一个导向作用，使得流体能够顺着过滤棉内的纹路到达泄压孔，进行集中泄压；另一方面能够过滤掉流体中的杂质和有害成分，保证排出去的流体不会造成环境污染。

在一些实施方式中，还包括第一密封圈，第一密封圈设于弹簧座与过滤棉之间。

其有益效果是：第一密封圈的设置使得流体能够沿着弹簧座和过滤棉之间运动，不会向外运动，对流体起到一个导向作用，防止流体泄露出去。

在一些实施方式中，弹簧与调节阀相抵靠的一端设有限位套。

其有益效果是：当内外压差大于弹簧的弹力，调节阀受到内部压力向弹簧压缩方向运动时，弹簧被压缩，这个被压缩的过程，弹簧易偏离轴向，向侧面弯曲，从而影响该压力平衡调节装置的使用，在弹簧与调节阀相抵靠的一端设置限位套的话，有利于限制弹簧的压缩方向，使得弹簧能够沿轴向压缩，不发生偏转，增强了其使用性能。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种激光切割头，包括前述的压力平衡调节装置，激光切割头内腔中设有压力调节通道，前述的压力平衡调节装置设于压力调节通道内，调节阀与激光切割头内腔中的进气通道连通，端盖和压力调节通道之间通过螺纹连接，且激光切割头的侧壁设有出气孔，出气孔与泄压孔对应设置。

其有益效果是：本实用新型的激光切割头采用了上述的压力平衡调节装置，当内腔中气路和外部的气压差小于弹簧的弹力时，调节阀受弹簧的沿弹簧伸长方向的推力，位于进气通道和压力调节通道中间的位置，此时， 压力调节通道关闭，随着稳压气体不断被冲入进气通道中，内外压差大于弹簧的弹力时，调节阀受到进气通道的压力，向压力调节通道运动，弹簧被压缩，进而压力调节通道被打开，内部气体进入压力调节通道中，并经由限位套、弹簧、弹簧座、过滤棉到达端盖上的泄压孔，由于泄压孔与激光切割头上的出气孔对应设置，因此气体通过出气孔排出，从而实现泄压的目的。当内外压差达到设定值时，弹簧伸长，恢复原状，并利用其弹力将调节阀复位，压力调节通道关闭，当内外压差再次大于弹簧弹力时，重复以上步骤从而达到激光切割头内部气压实时平衡调节的目的。由于端盖与压力调节通道之间通过螺纹连接，且端盖与弹簧座固定连接，因此使用时，能够通过调节螺纹的连接深度，来调节弹簧的压缩量，从而设定实际所需的内部压力，实现调节的功效，从而保证激光切割效果。本实用新型的激光切割头能够自动调节内部稳压气体压力，达到恒压以及相对恒温的目的，并且提高了持续切割的稳定性，另外，在更换保护镜的时候形成扫气，防止外界污染物入侵，本实用新型原理简单，调节效率高，结构简单，成本较低，具有良好的应用前景。

在一些实施方式中，压力调节通道为圆管形通道，调节阀为与圆管形通道相匹配的球塞。

其有益效果是：圆管形通道易加工，加工成本低，与圆管形通道相配合的球塞能够恰好封住圆管形通道的内端，保证初始状态时进气通道的密封性，当内外压差大于弹簧弹力时，球塞受力，能够顺利沿圆管形通道向弹簧压缩方向移动，避免出现阻碍磕碰等情况，从而形成气体能够通过的空隙，保证排气效率。

在一些实施方式中，球塞为橡胶材质制作而成。

其有益效果是：橡胶具有良好的回弹性、可塑性，并且耐热耐压耐磨，因此使用橡胶材质来制作球塞的话，大大增加了球塞的耐磨性耐热性耐压性，延长了球塞的使用寿命，并使得球塞在移动过程中不会对压力调节通道以及激光切割头内腔造成磨损，延长了压力调节通道以及内腔的使用寿命，同时球塞利用橡胶的回弹性，能够顺利在压力调节通道中移动，提高了其使用便利性。

在一些实施方式中，端盖与压力调节通道之间设有第二密封圈。

其有益效果是：第二密封圈设于端盖和压力调节通道之间的话，能够填满端盖和压力调节通道之间的空隙，保证端盖安装时的紧密性，防止端盖晃动，进一步提高了该实用新型的使用性能。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的压力平衡调节装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施方式的应用压力平衡调节装置的激光切割头的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的压力平衡调节装置。如图1所示，包括调节阀101、弹簧102以及端盖103，弹簧102的一端抵靠调节阀101，弹簧102的另一端连接有弹簧座104，弹簧座104与端盖103固定连接，端盖103设有泄压孔105。

这种结构的压力平衡调节装置能够应用到流体通道当中，可以利用弹簧102的弹力沿弹簧102伸长方向对调节阀101施加一个推力，使得调节阀101处于关闭的初始状态，此时流体通道和泄压孔105不相通，随着流体通道内的压力不断升高，当内外压力差大于弹簧102的弹力时，该压力平衡调节装置即对流体通道内的压力进行平衡调节，此时，调节阀101受到流体通道内流体的压力，沿弹簧102压缩方向运动，与调节阀101相抵靠的弹簧102被压缩，调节阀101被打开，流体能够通过调节阀101与流体通道之间的空隙流至端盖103处，最后通过端盖103上的泄压孔105排出流体通道，当内外压差达到设定值时，弹簧102伸长，恢复原状，此时，调节阀101再次受到弹簧102沿其伸长方向的推力，恢复关闭的初始状态，当下次内外压差再次大于弹簧102的弹力时，循环以上平衡调节步骤，从而达到压力平衡调节的目的。本实用新型的压力平衡调节装置通过弹簧102和调节阀101的配合动作实现流体通道内压力平衡的目的，调节原理简单，结构简单，并且应用领域广泛，具有良好的使用性能和应用前景。

优选地，泄压孔105为内宽外窄的漏斗形状。将泄压孔105设计成内宽外窄的漏斗形状，一方面对流体起到一个导向作用，使得调节阀101打开泄压时，流体不会杂乱无章地流动，而能够统一聚集到端盖103的泄压孔105处，经由内部较宽的部分以及外部较窄的部分集中排出；另一方面防止流体集中在泄压孔105处，压力过大造成泄压障碍，设计成漏斗形状的话，流体能够在漏斗状泄压孔105内部较宽的区域进行缓存，然后再通过外部较窄的区域排出，这样一定程度上避免了泄压孔105处压力过大的情况，提高了该压力平衡调节装置的使用性能。

优选地，还包括过滤棉106，过滤棉106设于弹簧座104与泄压孔105之间。过滤棉106的设置，一方面能够对流体的流向起到一个导向作用，使得流体能够顺着过滤棉106内的纹路到达泄压孔105，进行集中泄压；另 一方面能够过滤掉流体中的杂质和有害成分，保证排出去的流体不会造成环境污染。

优选地，还包括第一密封圈107，第一密封圈107设于弹簧座104与过滤棉106之间。第一密封圈107的设置使得流体能够沿着弹簧座104和过滤棉106之间运动，不会向外运动，对流体起到一个导向作用，防止流体泄露出去。

优选地，弹簧102与调节阀101相抵靠的一端设有限位套108。当内外压差大于弹簧102的弹力，调节阀101受到内部压力向弹簧102压缩方向运动时，弹簧102被压缩，这个被压缩的过程，弹簧102易偏离轴向，向侧面弯曲，从而影响该压力平衡调节装置的使用，在弹簧102与调节阀101相抵靠的一端设置限位套108的话，有利于限制弹簧102的压缩方向，使得弹簧102能够沿轴向压缩，不发生偏转，增强了其使用性能。

图2示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的激光切割头。如图2所示，包括了前述的压力平衡调节装置，激光切割头内腔中设有压力调节通道109，前述的压力平衡调节装置设于压力调节通道109内，调节阀101与激光切割头内腔中的进气通道110连通，端盖103和压力调节通道109之间通过螺纹连接，其中端盖103呈凹字形，端盖103的侧面外壁与压力调节通道109通过螺纹连接，端盖103的侧面内壁与弹簧座104固定连接，且激光切割头的侧壁设有出气孔111，出气孔111与泄压孔105对应设置。

本实用新型的激光切割头采用了上述的压力平衡调节装置，当内腔中气路和外部的气压差小于弹簧102的弹力时，调节阀101受弹簧102的沿弹簧102伸长方向的推力，位于进气通道110和压力调节通道109中间的位置，此时，压力调节通道109关闭，随着稳压气体不断被冲入进气通道110中，内外压差大于弹簧102的弹力时，调节阀101受到进气通道110的压力，向压力调节通道109运动，弹簧102被压缩，进而压力调节通道109被打开，内部气体进入压力调节通道109中，沿图中所示运动方向运动，经由限位套108、弹簧102、弹簧座104、过滤棉106到达端盖103上的泄压孔105，由于泄压孔105与激光切割头上的出气孔111对应设置，因此气体通过出气孔111排出，从而实现泄压的目的。当内外压差达到设定值时，弹簧102伸长，恢复原状，并利用其弹力将调节阀101复位，压力调节通道109关闭，当内外压差再次大于弹簧102弹力时，重复以上步骤从而达到激光切割头内部气压实时平衡调节的目的。由于端盖103与压力调节通道109之间通过螺纹连接，且端盖103与弹簧座104固定连接，因此使用时，能够通过调节螺纹的连接深度，来调节弹簧102的压缩量，从而设定 实际所需的内部压力，实现调节的功效，从而保证激光切割效果。本实用新型的激光切割头能够自动调节内部气体压力，达到恒压以及相对恒温的目的，并且提高了持续切割的稳定性，另外，在更换保护镜的时候形成扫气，防止外界污染物入侵，本实用新型并且原理简单，调节效率高，结构简单，成本较低，具有良好的应用前景。

优选地，压力调节通道109为圆管形通道，调节阀101为与圆管形通道相匹配的球塞。圆管形通道易加工，加工成本低，与圆管形通道相配合的球塞能够恰好封住圆管形通道的内端，保证初始状态时进气通道110的密封性，当内外压差大于弹簧102弹力时，球塞受力，能够顺利沿圆管形通道向弹簧102压缩方向移动，避免出现阻碍磕碰等情况，从而形成气体能够通过的空隙，保证排气效率。

优选地，球塞为橡胶材质制作而成。橡胶具有良好的回弹性、可塑性，并且耐热耐压耐磨，因此使用橡胶材质来制作球塞的话，大大增加了球塞的耐磨性耐热性耐压性，延长了球塞的使用寿命，并使得球塞在移动过程中不会对压力调节通道109以及激光切割头内腔造成磨损，延长了压力调节通道109以及内腔的使用寿命，同时球塞利用橡胶的回弹性，能够顺利在压力调节通道109中移动，提高了其使用便利性。

优选地，端盖103与压力调节通道109之间设有第二密封圈112。第二密封圈112设于端盖103和压力调节通道109之间的话，能够填满端盖103和压力调节通道109之间的空隙，保证端盖103安装时的紧密性，防止端盖103晃动，进一步提高了该实用新型的使用性能。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。