一种激光器放电腔电极损耗可补偿结构

文档序号:382877 发布日期:2021-12-10 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 一种激光器放电腔电极损耗可补偿结构 (Structure capable of compensating electrode loss of laser discharge cavity ) 是由 吴劲松 刘斌 陈文斌 马放 江锐 于 2021-07-23 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种激光器放电腔电极损耗可补偿结构,其包括:放电腔腔体;所述腔体内相对设置有第一电极和第二电极;第一电极和第二电极的极性相反;在垂直于第一电极长度方向的截面上,第一电极包括环形基带,环形基带上平行间隔设置有多个电极条;环形基带可携带着所述电极条转动设置,进而第二电极可选择地与其中一个电极条配合产生高压放电。本发明结构简单,当第一电极上在使用的电极条发生损耗而高度变小,第二电极与该电极条间距变大时,可通过转动环形基带,使得其他新电极条与第二电极相对,从而实现第一电极和第二电极间距的补偿和恢复,操作简单而快捷,不影响激光器的正常使用。(The invention provides a structure capable of compensating electrode loss of a laser discharge cavity, which comprises: a discharge cavity body; a first electrode and a second electrode are oppositely arranged in the cavity; the polarity of the first electrode is opposite to that of the second electrode; on a cross section perpendicular to the length direction of the first electrode, the first electrode comprises an annular base band, and a plurality of electrode strips are arranged on the annular base band at intervals in parallel; the annular base band can be rotatably arranged along with the electrode strips, and the second electrode can be selectively matched with one of the electrode strips to generate high-voltage discharge. The invention has simple structure, when the used electrode strip on the first electrode is worn and the height is reduced and the distance between the second electrode and the electrode strip is increased, other new electrode strips can be opposite to the second electrode by rotating the annular base band, thereby realizing the compensation and the recovery of the distance between the first electrode and the second electrode, having simple and rapid operation and not influencing the normal use of the laser.)

一种激光器放电腔电极损耗可补偿结构

技术领域

本发明涉及激光器技术领域,尤其是涉及一种准分子激光器放电腔电极损耗可补偿结构。

背景技术

目前,准分子激光器放电腔里面的电极在放电过程中会不断产生损耗,其中以阴极损耗尤为严重,从而导致阴极放电区域表面由于损耗高度而逐渐下降,进而使得阴极和阳极之间距离逐渐变大,从而影响放电性能,当阴极阳极间距增大到一定程度时,就必须更换电极,其中操作复杂、效率低,影响准分子激光器的持续使用。

为了保持阴极和阳极之间的距离不变,现有技术中采用在电极高度方向上对电极进行升降以减小阴阳两电极间距的补偿方式。电极升降调节方式存在的不足之处是:由于材料不均匀、装配位置偏差,电气性能不完全一致等原因导致电极表面的损耗在各处是不均匀的,升降调节的方式只能平均性地补偿损耗,局部还会出现不均匀情况,尤其是边缘部分损耗大于中间位置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光器放电腔电极损耗可补偿结构,以解决现有技术中存在的至少一个上述技术问题。

为解决上述技术问题,本发明提供的一种激光器放电腔电极损耗可补偿结构,包括:放电腔腔体;

所述腔体内相对设置有第一电极和第二电极;第一电极和第二电极的极性相反;

在垂直于第一电极长度方向的截面上,第一电极包括环形基带,环形基带上平行间隔设置有多个电极条;环形基带可携带着所述电极条转动设置,进而第二电极可选择地与其中一个电极条配合产生高压放电。

本发明结构简单,当第一电极上在使用的电极条发生损耗而高度变小,第二电极与该电极条间距变大时,可通过转动环形基带,使得其他新电极条与第二电极相对,从而实现第一电极和第二电极间距的补偿和恢复,操作简单而快捷,不影响激光器的正常使用。

进一步地,所述第一电极为阳极或阴极,第二电极为阴极或阳极。

当阴极损耗不明显的情况下,优选地,所述第一电极为阳极,多个所述电极条等高设置。

在本申请中,电极条的高度为电极条的工作顶面与环形基带表面之间的距离,即电极条凸出环形基带表面的凸出高度。

更为优选地,在所述环形基带的旋转方向上,多个所述电极条的高度依次增加。

电极条的高度依次增加,不仅仅可以补偿自身损耗,同时还可补偿相对电极的损耗。例如,第一电极为阳极时,通过旋转更换电极条,不仅可以补偿第一电极的高度损耗,同时还可以补偿作为阴极的第二电极的高度损耗。

进一步地,还包括支架和驱动机构,所述支架设置在所述腔体内,支架上可转动地设置有转轴,所述环形基带套装在所述转轴上,所述驱动机构用于带动所述转轴转动,进而实现环形基带的旋转以及电极条的更替。

进一步地,所述转轴的周向上均匀布设有齿牙结构,所述环形基带上设置有与齿牙结构卡接的卡槽或卡孔。

齿牙结构和卡槽或卡孔的卡接配合,可以有效避免转轴转动过程中环形基带打滑、进而无法实现电极条精准定位。

进一步地,所述支架上设置有抵触座,抵触座设置在所述转轴上靠近所述第二电极一侧;所述环形基带同时套装在所述抵触座和所述转轴上,整体呈向第二电极尖端凸出的楔形。

进一步地,在垂直于抵触座和第一电极长度方向的截面内,所述抵触座在靠近所述第二电极一端设置有圆弧面,所述圆弧面的半径小于所述转轴半径,进而在环形基带套装在两者上后形成一个一端大一端小的楔形截面。

进一步地,所述抵触座在靠近或远离所述第二电极方向上可滑动地设置在所述支架上,所述支架与所述抵触座之间设置弹力件,弹力件趋向于迫使所述抵触座靠近所述第二电极,进而涨紧所述环形基带。

进一步地,所述支架上以及所述第一电极长度方向的左右两侧分别设置有左陶瓷导流片和右陶瓷导流片;左陶瓷导流片和右陶瓷导流片之间留有条形缝隙,准备工作或处于工作状态的电极条插入所述条形缝隙与所述第二电极相对设置。

左陶瓷导流片和右陶瓷导流片左右相对设置,仅仅保留一个电极条插入的条形缝隙,可有效避免第二电极与其他电极条产生放电现象。

进一步地,还包括滑座,所述滑座在靠近或远离所述第二电极的方向上可移动地设置在所述支架上;所述抵触座、所述转轴以及所述环形基带设置在所述滑座上;所述滑座远离所述第二电极时,准备工作或处于工作状态的电极条退出所述条形缝隙,便于环形基带的旋转以及电极条的更替;当电极条更换完成后,滑座向第二电极方向移动,准备进入工作状态的电极条插入所述条形缝隙。

优选地,所述支架上设置有滑轨、滑槽等形式的导向限位结构,用于所述滑座导向限位。

进一步地,还包括用于带动所述滑座移动的升降机构,所述升降机构形式较多,可以是设置在转轴轴向两端的电动伸缩机构,还可以是伸出腔体外的手动扳手。

进一步地,所述驱动机构为步进电机,步进电机与所述转轴连接,通过转轴带动所述环形基带和所述电极条转动。

优选地,所述驱动机构包括伞齿轮副和旋转机构,伞齿轮副包括相互垂直设置的第一伞齿轮和第二伞齿轮;第一伞齿轮套装在所述转轴上,所述旋转机构用于带动所述第二伞齿轮旋转,进而通过第一伞齿轮带动转轴转动。其中,旋转机构可以是电机,也可以是旋转手柄等。

进一步地,所述驱动机构包括相互配合的齿轮和齿条,所述齿轮套装在所述转轴上,所述齿条在垂直于所述转轴的方向上可平移地设置在所述腔体上,通过抽拉所述齿条从而通过齿轮带动所述转轴转动。

进一步地,还包括用于驱动所述齿条平移的执行机构;其中执行机构形式很多,可以是电动的伸缩杆件;也可以是手动的连接杆,连接杆一端与齿条连接,另一端伸出所述腔体。

优选地,所述执行机构包括腔体上可转动设置的旋转套筒,旋转套筒在齿条一端设置有内螺纹孔;所述齿条的一端设置有与所述内螺纹孔配合的螺纹杆,通过转动旋转套筒可带动齿条平移。其中,优选地,腔体内设置有限制齿条转动的限位结构,例如限位滑槽等。

优选地,旋转套筒在腔体外的一端设置有与扳手或螺丝刀适配的端部。

其中更为优选地,所述电极条间距相等,且通过旋转设定角度的旋转套筒或第二伞齿轮可完成一个电极条的更替。

进一步地,所述左陶瓷导流片和/或右陶瓷导流片可左右移动地设置在所述支架上。

两个导流片至少一个可平移设置,由此所述条形缝隙宽度可调,进而在旋转所述环形基带时,为电极条提供旋转空间,避免退出工作状态的电极条和准备进入工作状态的电极条与左陶瓷导流片或右陶瓷导流片发生干涉。当电极条更换到位后,可移动的陶瓷导流片向中间移动,缩小条形缝隙的宽度,甚至将两者中间的电极条夹持住。

进一步地,在所述第一电极和第二电极的长度方向的两侧分别设置有回流片。

进一步地,所述第二电极与所述第一电极结构相同。即第二电极同样设置有可转动的环形基带和电极条,从而两个电极均可实现自我补偿。

采用上述技术方案,本发明具有如下有益效果:

本发明采用的替换方式的电极损耗补偿方式,采用一个全新的电极条完全替换掉了发生损耗的电极条,更换以后的处于工作状态的电极条表面处于全新状态,整个装置的放电性能可以回复到最新的初始状态;成本更低、且方法简单而更换快捷,不影响激光器的持续使用。

以及,多个电极条高度采用逐次增高的设计,可以同时补偿阳极和阴极的损耗,使得阴极和阳极之间距离保持在基本设定范围内。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的激光器放电腔电极损耗可补偿结构的第一视角的结构示意图;

图2为本发明实施例1提供的激光器放电腔电极损耗可补偿结构的第二视角的结构示意图;

图3为图1所示的第一电极的局部结构示意图;

图4为支架的立体图;

图5为支架以及第一电极的立体图;

图6为电极条逐一升高的结构示意图;

图7为实施例1提供的第一电极和第二电极的局部立体结构图;

图8为本发明实施例2提供的激光器放电腔电极损耗可补偿结构的结构示意图。

附图标记:

10-腔体;11-回流片;20-第一电极;21-环形基带;22-电极条;22a-工作状态电极条;22b-预备状态电极条;22c-废弃电极条;30-第二电极;31-阴极底座;32-预电离结构;40-支架;41-抵触座;42-转轴;42a-齿牙结构;43-滑座;44-滑槽;45-安装孔;50-齿轮;51-齿条;60-陶瓷导流片;61-左陶瓷导流片;62-右陶瓷导流片;Y-旋转方向;70-升降机构。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。

实施例1

如图1-7所示,本实施例提供的一种激光器放电腔电极损耗可补偿结构,包括放电腔的腔体10;腔体10内相对设置有第一电极20和第二电极30;第一电极20和第二电极30的极性相反;具体而言,在本实施例里第二电极30为阴极,第一电极20为阳极。其中,第二电极30通过阴极底座31固定在腔体10侧壁上。在第二电极30附近设置有预电离结构32。在第一电极20和第二电极30的长度方向的两侧分别设置有回流片11。

如图3所示,第一电极20包括环形基带21,环形基带21整体呈套筒状,在垂直于第一电极20长度方向的截面上,环形基带21呈环形,以便于实现可转动设置。

环形基带21上平行间隔设置有多个电极条22;电极条22与第一电极20和第二电极30的长度方向平行。

环形基带21可携带着电极条22转动设置,进而第二电极30可选择地与其中一个电极条22配合产生高压放电。

根据不同状态,电极条22可分为工作状态电极条22a、预备状态电极条22b以及废弃电极条22c;当第一电极20上在使用的工作状态电极条22a发生损耗而高度变小,第二电极30与该电极条22间距变大时,可通过顺时针转动环形基带21,使得左侧的预备状态电极条22b转动到工作位置变成工作状态电极条22a,并与第二电极30相对,从而实现第一电极20和第二电极30间距的补偿和恢复,操作简单而快捷,不影响激光器的正常使用。而原有的工作状态电极条22a向右转动退出工作位置变成废弃电极条22c。

在上述实施方式基础上,当阳极或阴极中一个损耗不明显时(例如阴极),可以把第一电极20设定为损耗较快的电极(例如为阳极),这时,第一电极20上的多个电极条22可以采用等高设置。即只需要补偿自身的损耗即可。

在本申请中,电极条22的高度为电极条22的工作顶面与环形基带21表面之间的距离,即电极条22凸出环形基带21表面的凸出高度。

在上述实施方式基础上,如图6所示,当阳极或阴极在工作中都会产生损耗时,优选地,在环形基带21的旋转方向Y上,多个电极条22的高度依次增加,如图中所示,三个电极条22的高度h3>h2>h1。电极条22的高度依次增加,不仅仅可以补偿自身损耗,同时还可补偿相对电极的损耗。例如在本实施例中第一电极20为阳极时,通过旋转更换电极条22,不仅可以补偿第一电极20的高度损耗,同时还可以补偿作为阴极的第二电极30的高度损耗,补偿两电极之间增大的距离差,从而保持阴阳电极间距基本恒定。

参照图3所示,本实施例还包括支架40和驱动机构,支架40设置在腔体10内,支架40上可转动地设置有转轴42,环形基带21套装在转轴42上,驱动机构用于带动转轴42转动,进而实现环形基带21的旋转以及电极条22的更替。

更为优选地,转轴42的周向上均匀布设有齿牙结构42a,参照图5所示,环形基带21上设置有与齿牙结构42a卡接的卡孔21a。

齿牙结构42a和卡孔21a的卡接配合,可以有效避免转轴42转动过程中环形基带21打滑、进而无法实现电极条22精准定位。

进一步地,支架40上设置有抵触座41,抵触座41设置在转轴42靠近第二电极30一侧;环形基带21同时套装在抵触座41和转轴42上,整体呈向第二电极30尖端凸出的楔形。

在本实施例中,在垂直于抵触座41和第一电极20长度方向的截面内,抵触座41在靠近第二电极30一端设置有圆弧面,圆弧面的半径小于转轴42半径,进而在环形基带21套装在两者上后形成一个一端大一端小的楔形截面。该楔形形状,有助于工作状态电极条22a尽可能地靠近第二电极30,而非工作状态电极条22b尽可能地远离第二电极30,在提高放电效率的同时,降低对非工作状态电极条22b的不利影响,避免不必要的电极损耗。

本实施例还包括陶瓷导流片60,具体而言,支架40上以及第一电极20长度方向的左右两侧分别设置有左陶瓷导流片61和右陶瓷导流片62;左陶瓷导流片61和右陶瓷导流片62之间留有条形缝隙,工作状态电极条22a插入该条形缝隙与第二电极30相对设置。

左陶瓷导流片61和右陶瓷导流片62左右相对设置,仅仅保留一个电极条22插入的条形缝隙,可有效避免第二电极30与其他非工作状态电极条22b产生放电现象。

为实现环形基带21和电极条22顺利转动而不与陶瓷导流片60发生干涉,参照图2、5和7所示,本实施例还包括滑座43,滑座43在靠近或远离第二电极30的方向上可移动地设置在支架40上;抵触座41、转轴42以及环形基带21设置在滑座43上;滑座43远离第二电极30时,原有的工作状态电极条22a退出条形缝隙,便于环形基带21的旋转以及电极条22的更替,当电极条22更换完成后,滑座43向第二电极30方向移动,新的工作状态电极条22a插入条形缝隙。

参照图4和5所示,支架40上设置有滑槽44作为导向限位结构,用于滑座43导向限位。

更为优选地,本实施例还包括用于带动滑座43移动的升降机构70,升降机构70形式较多,可以是设置在转轴42轴向两端的电动伸缩机构,还可以是伸出腔体10外的手动扳手。电动伸缩机构或手动扳手可推动滑座43沿滑槽44移动。

在上述实施方式中更为优选地,抵触座41在靠近或远离第二电极30方向上可滑动地设置在滑座43上,滑座43与抵触座41之间设置弹力件(例如压力弹簧,未示出),弹力件趋向于迫使抵触座41靠近第二电极30,进而涨紧环形基带21。

本实施例中的驱动机构包括相互配合的齿轮50和齿条51,齿轮50套装在转轴42上,当滑座43带着第一电极20向第二电极30移动时,齿轮50脱离齿条51。而当滑座43带着第一电极20向远离第二电极30方向移动时,齿轮50逐渐靠近并最终与齿条51啮合。

齿条51在垂直于转轴42的方向上可平移地设置在腔体10上,通过抽拉齿条51从而通过齿轮50带动转轴42转动。

本实施例还包括用于驱动齿条51平移的执行机构;其中执行机构形式很多,可以是电动的伸缩杆件;也可以是手动的连接杆,连接杆一端与齿条51连接,另一端伸出腔体10。

在本实施例中,执行机构包括腔体10上设置的旋转套筒,旋转套筒在周向上可转动设置在支架40的安装孔45上,在轴向上相对于支架40或腔体10相对固定设置。其中,腔体10内设置有限制齿条51转动的限位结构,例如限位滑槽等,齿条51在旋转套筒的周向上相对于支架40或腔体10相对固定设置,在旋转套筒的轴向上相对于支架40或腔体10相对平移设置。旋转套筒在齿条51一端设置有内螺纹孔;齿条51的一端设置有与内螺纹孔配合的螺纹杆,进而两者之间形成螺纹传动结构,通过转动旋转套筒可带动齿条51平移。优选地,旋转套筒在腔体10外的一端设置有与扳手适配的夹持头,或者设置有与螺丝刀适配的一字槽或十字槽等。

其中更为优选地,电极条22间距相等,且通过旋转设定角度的旋转套筒或第二伞齿轮50可完成一个电极条22的更替。

本发明采用的替换方式的电极损耗补偿方式,采用一个全新的电极条22完全替换掉了发生损耗的电极条22,更换以后的处于工作状态的电极条22表面处于全新状态,整个装置的放电性能可以回复到最新的初始状态;成本更低、且方法简单而更换快捷,不影响激光器的持续使用。

以及,多个电极条22高度采用逐次增高的设计,可以同时补偿阳极和阴极的损耗,使得阴极和阳极之间距离保持在基本设定范围内。

实施例2

本实施例提供的一种激光器放电腔电极损耗可补偿结构与实施例1结构基本相同,不同之处在于:

如图8所示,左陶瓷导流片61和右陶瓷导流片62可左右移动地设置在支架40上。两个导流片可平移设置,由此两者间的条形缝隙宽度可调,进而在旋转环形基带21时,为电极条22提供旋转空间,避免退出工作状态的电极条22和准备进入工作状态的电极条22与左陶瓷导流片61或右陶瓷导流片62发生干涉。当电极条22更换到位后,可移动的陶瓷导流片向中间移动,缩小条形缝隙的宽度,甚至将两者中间的电极条22夹持住。

以及,转轴42的驱动机构还可以为步进电机,步进电机与转轴42连接,通过转轴42带动环形基带21和电极条22转动。或者,驱动机构包括伞齿轮副和旋转机构,伞齿轮副包括相互垂直设置的第一伞齿轮和第二伞齿轮;第一伞齿轮套装在转轴42上,旋转机构用于带动第二伞齿轮旋转,进而通过第一伞齿轮带动转轴42转动。其中,旋转机构可以是电机,也可以是旋转手柄等。

相对于实施例1,本实施例结构更加紧凑,制作成本低,运行更加稳定。

实施例3

本实施例提供的一种激光器放电腔电极损耗可补偿结构与实施例1或实施例2结构基本相同,不同之处在于:

第二电极30与第一电极20结构相同。第二电极30与第一电极20上下对称设置,即第二电极30与第一电极20一样设置有可转动的环形基带21、电极条22以及相应的驱动机构等,从而两个电极均可实现自我补偿。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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