[发明专利]一种基于曲面全反射镜的管道激光清洗装置

说明书

本发明提供了一种基于曲面全反射镜的管道激光清洗装置，包括中心均位于同一条直线上的激光器、透镜系统、曲面全反射镜和电机；激光器与透镜系统相隔一定距离，使得激光器出射的激光被透镜系统准直，经透镜系统准直的光变为圆环状平行光，并平行入射到曲面全反射镜上；曲面反射镜与电机的丝杆相连，使其当丝杆顺时针旋转时，曲面全反射镜沿第一方向运动，当丝杆逆时针旋转时，曲面全反射镜沿第二方向运动。本发明通过光学整形系统和使用抛物面反射镜使得出射激光的焦点在管道表面上，从而较小的平均功率就可以获得较大的单位面积功率，使污染物瞬间蒸发、气化或分解，从而减小了热传导损耗。出射激光是环形聚焦光，对管道清洗效率高。

技术领域

本发明属于激光清洗技术领域，更具体地，涉及一种基于曲面全反射镜的管道激光清洗装置。

背景技术

传统的清洗方法主要有4类：高压水清洗法、机械清洗法、化学清洗法和超声波清洗法。这些清洗方法主要是用来清除以锈迹和油脂为主的混有颗粒的表面污染物，在很大程度上满足了现有工业生产和日常生活中的需求。

然而传统的清洗方法通常伴随着高污染，高消耗，清洗效率低，甚至有可能会损伤需要清洗的设备。在环境保护和高精度的要求下，清洗技术的应用受到很大的限制，也给世界范围内清洗业的发展带来了巨大的挑战，同时也带来了前所未有的机遇。近来，人们一直在研究开发各种新的有利于环境保护的清洗技术，激光清洗技术就是其中之一。激光清洗技术是工业清洗技术原理的一场革命，它具有节能环保效率高精度高等传统清洗技术所无法比拟的优势。

可是现有的激光清洗设备主要用于清洗设备的外表面，对于管道的内部不能清洗，同时对于圆柱面的清洗不能一次到位，需要多次来回清洗，降低清洗效率和质量。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种可清洗管道的激光清洗设备，旨在解决现有技术中清洗设备无法清洗管道表面，容易损伤管道，清洗速度慢，效率低，耗能多的技术问题。

本发明提供了一种基于曲面全反射镜的管道激光清洗装置，包括中心均位于同一条直线上的激光器、透镜系统、曲面全反射镜和电机；所述激光器与所述透镜系统间隔一定距离，使得激光器出射的激光被所述透镜系统准直，经所述透镜系统准直的光变为圆环状平行光，并平行入射到所述曲面全反射镜上；所述曲面全反射镜与所述电机的丝杆相连，使其当丝杆顺时针旋转时，所述曲面全反射镜沿第一方向运动，当丝杆逆时针旋转时，所述曲面全反射镜沿第二方向运动；所述第一方向是指所述曲面全反射镜中心到所述激光器中心的方向，所述第二方向是指与所述第一方向相反的方向。

更进一步地，曲面全反射镜的反射面形状是由一段抛物线360^o旋转而成，而抛物线焦点位于待清洗的管道的内表面或外表面。

更进一步地，工作时，激光的能量聚焦到待清洗的管道的内表面或外表面，在焦点附近产生高温使污垢瞬间蒸发、气化或分解。

更进一步地，所述电机驱动丝杆顺时针旋转，带动曲面全反射镜沿第一方向运动，从而使得焦点向第一方向移动，当运动到管道出口处时，电机驱动丝杆逆时针旋转，并带动曲面全反射镜向第二方向运动，即原路返回，实现二次清洗管道。

更进一步地，所述曲面全反射镜包括：前表面、后表面和侧表面；在所述侧表面上镀有全反膜，且所述前表面和后表面都不做处理；所述前表面和所述后表面为平行的环形面。

更进一步地，所述管道激光清洗装置还包括一滚动轴，与所述曲面全反射镜的所述后表面相连；且在所述曲面全反射镜沿轴心方向设置有一个和所述电机丝杆配套的所述螺纹孔，使得当丝杆顺时针旋转时所述曲面全反射镜向第一方向移动，当丝杆逆时针旋转时所述曲面全反射镜向第二方向移动。

更进一步地，所述曲面全反射镜包括：前表面、后表面和侧表面；所述前表面为曲面方程所确定的面，所述侧表面为圆柱面，所述后表面为环形面，所述侧表面与后表面相互垂直；在所述前表面上镀有全反膜，且在所述侧表面和所述后表面均不做处理。