本实用新型涉及二氧化碳封离型激光器技术领域，具体涉及一种二氧化碳封离型激光器放电管连接结构。
背景技术：
现有的二氧化碳封离型激光器通常包括一个由特硬玻璃烧制成的储气管，在储气管的两端分别设置前端盖和后端盖以封闭储气管，在前端盖上设有前镜片，在后端盖上设有后镜片，前、后镜片需保持平行。此外，在储气管内还同轴地设有玻璃制成的放电管，放电管一端开通，另一端连接在后端盖上。另外，在储气管的外侧还烧结有冷却管，冷却管的两端分别密封烧结在储气管上，从而在冷却管与储气管之间形成密封的冷却水腔体。在冷却管上还需分别设置冷却水进水管和冷却水出水管，冷却水进水管和冷却水出水管分别向外穿出储气管，以便于向冷却水腔体内输入冷却水，以冷却放电管。当然，在冷却管的外侧还需绕设回气管，该回气管的一端与放电管相连通，另一端开通，从而与储气管的内腔相连通。激光器通电工作时，放电管内形成高达几万伏的高压，从而使放电管内的二氧化碳气体电离而形成等离子流体，储气管内的二氧化碳气体通过放电管的开通一端进入放电管内，被电离后再通过回气管回到储气管的内腔，从而使出气管内的二氧化碳气体形成一个循环。而冷却管中循环流动的冷却水则可冷却放电时产生高温的放电管，使放电管工作在正常的温度。
由于现有激光器的放电管通常是通过溶焊方式固结在后端盖内侧的，而放电管的另一端悬空在出气管内。也就是说，放电管为悬臂梁结构，其自身的重量以及冷却水流动时的作用力等全部直接作用在放电管与后端盖的连接处。因此，激光器在实际使用过程中，当冷却水的压力、流速等发生轻微的突变时，连成一体的冷却管和放电管会产生轻微的变形；或者，当放电管的温度以及环境温度发生较大的变化时，冷却管以及放电管的热应力会随之发生一定的变化。上述因素作用到后端盖上，会导致后镜片产生一个轻微的偏转，从而降低前、后镜片之间的平行度，进而使激光谐振腔失调，激光器功率下降，激光光束质量恶化。
技术实现要素：
本实用新型的目的是为了解决现有的二氧化碳封离型激光器所存在的工作时后镜片容易产生轻微偏转的问题，提供一种二氧化碳封离型激光器放电管连接结构，可有效地避免工作时后镜片因外部因素导致的轻微偏转，从而使激光器保持功率不变，并改善激光光束质量。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种二氧化碳封离型激光器放电管连接结构，包括储气管，在储气管的前端设置具有前镜片的前端盖，在储气管的后端设置具有后镜片的后端盖，储气管内同轴地设有两端开通的放电管，在放电管的外侧设有与放电管密封连接的冷却管，从而在冷却管与放电管之间形成密封的冷却水腔体，冷却管的外侧绕设有回气管，回气管的一端与放电管相连通，另一端与储气管的内腔相连通，在后端盖的内侧设有环形密封槽，放电管的一端开口处设有外扩的法兰盘，所述法兰盘覆盖环形密封槽，在法兰盘与后端盖内侧之间设有调节间隙，环形密封槽内嵌设有弹性的密封圈，密封圈高出环形密封槽并紧紧贴靠法兰盘，在储气管的管壁上分别固设有冷却水进水管和冷却水出水管，冷却水进水管的内端向内穿入储气管并连接在冷却管的一端管壁上，冷却水出水管的内端向内穿入储气管并连接在冷却管的另一端管壁上，并且冷却水进水管、冷却水出水管的内端均与冷却水腔体连通。
本实用新型在后端盖的内侧设置环形密封槽，并在环形密封槽内嵌设一个弹性的密封圈，同时在放电管的端部开口处设置外扩的法兰盘。由于环形密封槽内的密封圈高出环形密封槽，因此，密封圈可紧紧贴靠法兰盘，以便使靠近后端盖的放电管与储气管内腔相互隔离。特别是，放电管是依靠固设在储气管的管壁上的冷却水进水管和冷却水出水管固定在储气管内的，并且在法兰盘与后端盖内侧之间设有调节间隙，从而使放电管与后端盖之间通过密封圈形成弹性连接。这样，激光器在实际使用过程中，当冷却水的压力、流速等发生轻微的突变时，或者当放电管的温度以及环境温度发生较大的变化时，冷却管以及放电管的轻微变形和热应力不会直接传导给后端盖。也就是说，密封圈可将冷却管以及放电管的轻微变形和热应力与后端盖隔离开，从而确保后端盖上的后镜片与前镜片之间保持平行状态，使激光器保持功率不变，并改善激光光束质量。
作为优选，所述环形密封槽的横截面呈U形，密封圈在与法兰盘贴合一侧以及与环形密封槽的底面贴合一侧分别设有横截面呈V形的降压环槽，从而在降压环槽的内外两侧形成密封环唇。
降压环槽可使密封圈形成两道密封环唇，并且有利于减小密封圈与法兰盘以及环形密封槽的底面的接触面积。可以理解的是，密封环唇由于尺寸减小，因此其弹性增加，并且与法兰盘以及环形密封槽底面接触的压强增加，因此，密封环唇可设置较大的挤压变形量，从而避免因制造及安装误差造成密封圈密封效果的下降，并且方便放电管的安装连接。特别是，即使有微量的放电管内的气体突破第一道密封环唇而进入到降压环槽内，由于此时的气体压力大大降低，因此，第二道密封环唇可确保气体不会外溢，进而确保靠近后端盖的放电管与储气管内腔相互隔离。
作为优选，所述回气管呈螺旋状，回气管的一端连接在放电管上靠近后端盖一端的管壁上。
当放电管内高压放电时，放电管内被电离后温度较高的二氧化碳即可从回气管中向外逸出，并通过螺旋状的回气管进入储气管内腔，而储气管内腔中的二氧化碳气体则从放电管靠近前端盖一端的开口处进入放电管内，从而形成循环流动。特别是，螺旋状绕设在冷却管外侧的回气管有利于回气管与冷却管之间进行充分的热量交换，可提高冷却管对回气管的冷却效果。
作为优选，所述回气管远离后端盖一端通过熔接柱与冷却管外侧壁相连接，从而使回气管的前后两端均得到可靠的支承，有利于提高回气管的强度和使用寿命，避免因回气管的振动而降低前、后镜片之间的平行度。
作为优选，所述放电管包括中间管径较小的过渡段，所述冷却管设置在过渡段的外侧，冷却管的外侧壁与放电管前后两端的外侧壁齐平。
由于放电管中间的过渡段管径较小，因此，气体通过过渡段的阻力较大。放电管内高压放电时，靠近后端盖一端的放电管内的二氧化碳气体被电离升温，此时电离的气体会优先通过回气管进入储气管内腔，而储气管内的二氧化碳气体则会从前端开口处进入放电管内，并通过过渡段进入放电管内靠近后端盖一端，从而形成气体的循环。特别是，冷却管的外侧壁与放电管前后两端的外侧壁齐平，从而有利于玻璃制成的放电管、冷却管的一体烧制。
因此，本实用新型具有如下有益效果：可有效地避免工作时后镜片因外部因素导致的轻微偏转，从而使激光器保持功率不变，并改善激光光束质量。
附图说明
图1是本实用新型的一种分解结构示意图。
图2是图1中A处的局部放大图。
图中：1、收集支架 2、转动平台 21、步进电机 22、转动轴 23、定位孔 24、直杆穿孔 25、锁止螺钉 26、锁止螺母 3、收集器 31、收集直杆 32、收纳套筒 321、下封环 322、上封环 323、连接螺套 33、底盘 331、转动孔 332、定位插销 34、基板 341、锁止通孔 4、升降气缸 41、活塞杆 42、顶针 5、接近传感器。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
如图1所示，一种二氧化碳封离型激光器放电管连接结构，包括用特硬玻璃制成的储气管1，储气管的两端开通，在储气管的前端开口处设置前端盖2，在储气管的后端开口处设置后端盖3，从而使储气管的内腔密封。当然，在储气管内需填充二氧化碳气体。后端盖包括两端开通的圆柱形的后激光管口31，在后激光管口的前端开口边缘径向延伸形成后端盖法兰32，在后激光管口的后端开口处设置后镜片33，储气管的后端开口熔接在后端盖的后端盖法兰上；相类似地，前端盖包括两端开通的圆柱形的前激光管口21，在前激光管口的后端开口边缘径向延伸形成前端盖法兰22，在前激光管口的前端开口处设置前镜片23，储气管的前端开口熔接在前端盖的前端盖法兰上。
此外，储气管内同轴地设置用玻璃制成的两端开通的放电管4，在放电管的外侧设置冷却管5，冷却管的两端与放电管的管壁烧结在一起，从而使冷却管与放电管密封连接，冷却管与储气管之间即可形成密封的冷却水腔体。另外，在冷却管的外侧绕设一根由玻璃制成的回气管6，回气管的一端与放电管相连通并烧结在一起，回气管另一端开通，从而与储气管的内腔相连通。
需要说明的是，本实施例中将放电管内正极一端定义为后端，负极一端定义为前端。
进一步地，我们还需在储气管前端的管壁上设置冷却水进水管51，在储气管后端的管壁上设置冷却水出水管52，冷却水进水管的内端向内穿入储气管并连接在冷却管的前端管壁上，冷却水出水管的内端向内穿入储气管并连接在冷却管后端管壁上，冷却水进水管、冷却水出水管的内端均与冷却水腔体连通，从而使烧结在一起的冷却管和放电管在储气管内可靠地支撑、定位。
我们知道，放电管在放电时位于后端的温度会高于前端的温度，而本实用新型的冷却水是从冷却管的前端进入，从冷却管的后端流出的，因此，刚刚流入冷却管内温度较低的冷却水可先对前端温度较低的放电管吸热、冷却，此时冷却水的温度与有所提高，然后会流到冷却管的后端，对后端温度较高的放电管进行吸热冷却，从而使放电管各处与外部的冷却管之间形成大致一致的温差，有利于冷却水对放电管的充分吸热、冷却。
为了避免放电管、冷却管等的震动、变形、热应力等对后端盖造成影响，我们可在后端盖位于储气管内的内侧面上设置环形密封槽34，并在环形密封槽内嵌设有弹性的密封圈7，密封圈应高出环形密封槽。相应地，放电管的后端开口处设置外扩的法兰盘41，法兰盘覆盖环形密封槽，并在法兰盘与后端盖内侧面之间设置调节间隙，从而使法兰盘紧紧贴靠并挤压密封圈，以便使靠近后端盖的放电管与储气管内腔相互隔离，实现放电管与后端盖之间的弹性密封连接。这样，放电管的形变、以及冷却管和放电管的重量、冷却水的波动等因素会被密封圈很好的隔离开。激光器在实际使用过程中，当冷却水的压力、流速等发生轻微的突变时，或者当放电管的温度以及环境温度发生较大的变化时，冷却管以及放电管的轻微变形和热应力不会直接传导并影响后端盖。也就是说，密封圈可将冷却管以及放电管的轻微变形和热应力与后端盖隔离开，从而确保后端盖上的后镜片与前镜片之间保持平行状态，使激光器保持功率不变，并改善激光光束质量。
优选地，如图2所示，环形密封槽的横截面呈U形，相应地，密封圈的横截面呈矩形，密封圈在与法兰盘贴合一侧以及与环形密封槽的底面贴合一侧分别设置横截面呈V形的降压环槽71，从而在降压环槽的内外两侧形成密封环唇72，以减小密封圈与法兰盘以及环形密封槽的底面的接触面积。由于密封环唇尺寸减小，因此其弹性增加，在受到相同挤压力时的变形量会增大。因此，我们可使密封圈高出环形密封槽0.8-1.5mm，法兰盘与后端盖内侧面之间的调节间隙则可控制在0.2-0.5mm之间，以便使密封环唇具有较大的挤压变形量。也就是说，此时密封环唇所受到的法兰盘以及环形密封槽底面的压强较大，有利于提高密封效果，避免因制造及安装误差造成密封圈密封效果的下降，并且方便放电管的安装连接。当有微量的放电管内的气体突破第一道密封环唇而进入到降压环槽内时，由于此时的气体压力大大降低，因此，第二道密封环唇可确保气体不会外溢，进而确保靠近后端盖的放电管与储气管内腔相互隔离。也就是说，内圈的密封环唇可起到良好的降压作用，而外圈的密封环唇则可起到良好的密封作用。
作为另一种优选方案，绕设在冷却管上的回气管可制成螺旋状，回气管的一端连接在放电管上靠近后端盖的后端的管壁上。当放电管内高压放电时，放电管内被电离后温度较高的二氧化碳等离子体即可通过回气管向外逸出而进入储气管内腔，而储气管内腔中的二氧化碳气体则从放电管前端的开口处进入放电管内，从而形成循环流动。螺旋状绕设在冷却管外侧的回气管有利于回气管与冷却管之间进行充分的热量交换，可提高冷却管对回气管的冷却效果。
为了提高冷却管的支撑强度，我们可在回气管远离后端盖的前端设置与冷却管外侧壁相连接的熔接柱61，熔接柱可通过烧结工艺连接在回气管的外侧壁和冷却管的外侧壁之间，从而使回气管的前后两端均得到可靠的支承，有利于提高回气管的强度和使用寿命，避免因回气管的振动而降低前、后镜片之间的平行度。
最后，放电管包括中间管径较小的过渡段42，从而使放电管形成两端大、中间小的结构，冷却管则设置在过渡段的外侧，并且冷却管的外侧壁与放电管前后两端的外侧壁齐平。由于放电管中间的过渡段管径较小，因此，气体通过过渡段的阻力较大。当放电管内高压放电时，靠近后端的放电管内的二氧化碳气体被电离升温形成等离子体，此时等离子体会优先通过回气管进入储气管内腔，而储气管内的二氧化碳气体则会从前端开口处进入放电管内，并通过过渡段进入放电管内靠近后端盖一端，从而形成气体的循环。特别是，冷却管的外侧壁与放电管前后两端的外侧壁齐平，从而有利于玻璃制成的放电管、冷却管的一体烧制。
除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。