一种激光清洗弯曲钢管内壁的装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109226116A(43)申请公布日2019.01.18(21)申请号201811079820.9(22)申请日2018.09.17(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人戴峰泽裴智鹏(51)Int.Cl.B08B9/04(2006.01)B08B7/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种激光清洗弯曲钢管内壁的装置(57)摘要本发明涉及表面处理领域，具体涉及一种激光清洗弯曲钢管内壁的装置。装置主要包括光纤、激光输出头、聚焦透镜、反射镜、电动机、自适应支撑轮、后保护套、前保护套、玻璃护罩、可调支撑轮、气嘴、透光窗口和清洗口。采用支撑轮和自适应支撑轮的组合，保证了激光束的反射中心始终位于钢管的轴线上，从而可以适应弯曲钢管的清洗；聚焦镜的中心和反射镜的中心之间的距离能够调整，可以使本装置适应不同内径钢管内壁的清洗；清洗装置与未聚焦前的激光束方向相同，可以保证清洗后的钢管内壁免受粉尘的二次污染。本发明可应用于弯曲钢管的除锈。CN109226116ACN109226116A权利要求书1/1页1.一种激光清洗弯曲钢管内壁的装置，其特征在于，所述装置由光纤、激光输出头、聚焦透镜、反射镜、电动机、自适应支撑轮、后保护套、前保护套、玻璃护罩、可调支撑轮、气嘴、透光窗口和清洗口组成；激光束通过光纤传输至激光输出头，经激光输出头扩束整形后，传输到聚焦透镜；聚焦透镜和反射镜安装在玻璃护罩内，聚焦透镜的焦距为S，聚焦透镜的中心和反射镜的中心之间的距离d能够调整；后保护套和前保护套通过玻璃护罩相连，沿玻璃护罩的中心轴线对称布置，后保护套的内壁和前保护套的内壁形成透光窗口，后保护套的外壁和前保护套的外壁形成清洗口；后保护套的端部安装有气嘴；电动机安装在前保护套的底座，同时位于玻璃护罩内；反射镜安装在电动机的输出轴上，反射镜的法线与电动机的主轴夹角α的值为55°～65°；激光束经聚焦透镜后，在焦前到达反射镜，接着激光束透过透光窗口，然后穿过清洗口到达弯曲钢管的内壁，电动机带动反射镜旋转；气嘴通入压缩空气，压缩空气从清洗口排出，压缩空气从清洗口的排出方向与激光束经反射镜反射后的反射方向相同；可调支撑轮的高度可以调节，保证反射镜的中心位于激光束的轴线上，同时保证反射镜的中心位于弯曲钢管的中心线上，以清洗不同直径的钢管，可调支撑轮共有四组，在清洗口前后两侧各安装两组，可调支撑轮的中心连线为一长方形，该长方形关于弯曲钢管的对称平面对称；自适应支撑轮共有两组，分别安装在清洗口的前方和后方，自适应支撑轮的中心线位于弯曲钢管的对称平面；自适应支撑轮上部安装有弹簧，弹簧始终处于压缩状态，以提供支撑力，保证反射镜的中心位于弯曲钢管的中心线上。2.如权利要求1所述的一种激光清洗弯曲钢管内壁的装置，其特征在于，弯曲钢管的内径为D，则有d+D/2sinα＝S；S为聚焦透镜的焦距；d为聚焦透镜的中心和反射镜的中心之间的距离；α为反射镜的法线与电动机的主轴夹角。3.如权利要求1所述的一种激光清洗弯曲钢管内壁的装置，其特征在于，所述的激光束为脉冲光纤激光。4.如权利要求1所述的一种激光清洗弯曲钢管内壁的装置，其特征在于，所述的弯曲钢管的内径D范围为10～50cm。5.如权利要求1所述的一种激光清洗弯曲钢管内壁的装置，其特征在于，所述的玻璃护罩材质为K9光学玻璃，能够透过激光束。6.如权利要求1所述的一种激光清洗弯曲钢管内壁的装置，其特征在于，所述电动机的转速为800～3000r/min。2CN109226116A说明书1/3页一种激光清洗弯曲钢管内壁的装置技术领域[0001]本发明涉及表面处理领域，具体涉及一种激光清洗弯曲钢管内壁的装置。背景技术[0002]钢管内壁通常需要进行除锈处理，而弯曲钢管内壁的除锈在当前是难题。激光清洗是一种新型的清洗手段，绿色环保，可以有效去除附着在钢管表面的锈蚀层，然而，由于传统激光除锈头的尺寸较大，通常无法对直径小于30cm的管道除锈。申请号为201410421688.0的中国发明专利申请公布了一种环形激光带除锈机，该激光除锈机通过光学组件将激光束整形成环状，从而实现对管壁的清洗，由于激光清洗需要106GW/cm2以上的功率密度，脉宽需要超过100ns，因此实现该种带状清洗的激光器的功率需要高达数万瓦，目前市场上尚没有此类脉冲激光器出售，此外该专利的除锈头也容易受到粉尘的污染。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种激光清洗弯曲钢管内壁的装置，以有效清除附着在小口径管状零件内壁的锈蚀层。[0004]为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：[0005]一种激光清洗弯曲钢管内壁的装置，由