體導(dǎo)入排水罩9。電機(jī)13外部設(shè)有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕35，可通過不同的施工深度調(diào)節(jié)主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速36從而控制產(chǎn)氣絲32的輸送速度，進(jìn)而增大或減小產(chǎn)氣量。
[0029]所述氣體匣20由送絲器21、轉(zhuǎn)軸39、滑軌24、錐形突起42組成。氣體匣20內(nèi)部設(shè)有轉(zhuǎn)軸39，產(chǎn)氣絲32纏繞在兩根轉(zhuǎn)軸39上，產(chǎn)氣絲32的一頭穿過送絲器21，經(jīng)由錐形突起42送往送絲裝置。氣體匣20的外側(cè)設(shè)有滑軌24，用于將氣體匣20固定在切割頭100上。所述送絲器21由V形開關(guān)40和托架43組成，安裝在氣體匣20內(nèi)部。送絲器21可在氣體匣20表面滑動(dòng)，將送絲器21推至氣體匣20上方，通過按壓V形開關(guān)40并向下拉動(dòng)送絲器21，可將產(chǎn)氣絲32向下拉動(dòng)，使產(chǎn)氣絲32從錐形突起42伸出，經(jīng)送絲管37送至送絲裝置14中的主動(dòng)輪處36。
[0030]本發(fā)明提供的水下激光切割方法，該方法包括如下步驟:
[0031]利用受熱易分解為氣體的材料制成產(chǎn)氣絲，產(chǎn)氣絲安裝在氣體匣內(nèi)，氣體匣安裝在切割頭的一側(cè);在海底通過小功率激光器加熱產(chǎn)氣絲使其迅速分解產(chǎn)生大量氣體，氣體導(dǎo)入排水罩后向外噴出，形成具有空間的氣體環(huán)境，此時(shí)打開激光器進(jìn)行切割;該方法無需向深海輸送空氣的增壓設(shè)備，節(jié)省了海上設(shè)備面積，也避免了向海底鋪設(shè)輸氣管的麻煩。
[0032]具體實(shí)施例1
[0033]所述產(chǎn)氣絲32可由C5H8N401:^C12H16N4018(或其它宜受熱分解的可塑性物質(zhì))混合制成，其中C12H16N4O18S纖維狀，受熱分解為NO2、NO、CO、CO2、CH2O等氣體，為產(chǎn)氣絲的基體，產(chǎn)氣絲產(chǎn)生氣體的主要成分SC5H8N4O12，其受熱分解方程式為C5H8N4O12 = 2C0+3C02+4H20+2N2—體積的產(chǎn)氣絲32可在受熱分解時(shí)產(chǎn)生^^一體積的氣體，通過不斷分解產(chǎn)氣絲完全可以滿足產(chǎn)生大量氣體并將小范圍內(nèi)的海水排空的要求。
[0034]進(jìn)行水下切割時(shí)，首先由潛水員攜帶切割頭100下潛至所需切割深度，打開小功率激光器22，啟動(dòng)送絲器14，潛水員用過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕35調(diào)整產(chǎn)氣絲32輸送速度，激光102加熱產(chǎn)氣絲32使其分解產(chǎn)生大量氣體，并將排水罩9內(nèi)的海水排空，此時(shí)啟動(dòng)大功率激光器，激光光束101經(jīng)光纖傳輸至切割頭，激光光束101經(jīng)凸透鏡2聚焦后通過凹透鏡7調(diào)整為平行光束，射出割嘴10外，此時(shí)潛水員通過橫向握柄26和輔助把手30操作切割頭100進(jìn)行水下切割作業(yè)。潛水員可攜帶數(shù)個(gè)氣體匣32，當(dāng)一個(gè)氣體匣32耗盡時(shí)可更換新的氣體匣32繼續(xù)切割工作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水下激光切割裝置，其特征在于，該裝置包括切割頭(100)、設(shè)置在該切割頭(100)外表面的氣體匣(20)、設(shè)置在氣體匣(20)上方的小功率激光器(22)、設(shè)置在氣體匣(20)下方的送絲裝置(14)、設(shè)置在送絲裝置(14)與切割頭外表面之間的緩氣腔(12); 所述切割頭(100)包括端蓋(1)、凸透鏡(2)、光纖(3)、透鏡架(4)、橡膠墊圈(5)、若干過渡部件(6)、凹透鏡(7)、防爆透鏡(8)、排水罩(9)、割嘴(10)、橡膠圈(11)、氣體匣基座(16)、彈簧夾緊裝置(17)、鎖緊裝置(25)、滑軌(38)、橫向握柄(26)、輔助把手(30); 端蓋(I)兩個(gè)端部分別與過渡部件(6)連接，端蓋(I)與過渡部件(6)構(gòu)成一框架;在相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)過渡部件(6)之間安裝兩個(gè)透鏡架(4)，凸透鏡(2)和凹透鏡(7)從上到下依次設(shè)置在透鏡架(4)上;所述防爆透鏡(8)通過過渡部件(6)及排水罩(9)固定在切割頭(100)內(nèi)部;排水罩(9)的內(nèi)部設(shè)有割嘴(10)用于阻擋熔融雜質(zhì)進(jìn)入割嘴(10)與防爆透鏡(8)之間； 排水罩(9)的下部設(shè)有橡膠圈(11)，用于與切割部件間形成接觸，方便在切割部件表面形成排水區(qū)；切割頭(100)的側(cè)面還設(shè)有滑軌(38)、氣體匣基座(16)和夾緊裝置(17)，所述氣體匣基座(16)的外部設(shè)有彈簧夾緊裝置(17)，與氣體匣(20)表面的凹槽(41)配合，用于卡緊氣體匣(20);氣體匣基座(16)配合滑軌(38)將氣體匣(20)固定在切割頭(100)的側(cè)面；夾緊裝置(25)用于固定小功率激光器(22);氣體匣(20)下方設(shè)有送絲裝置(14)用于將氣體匣(20)中的產(chǎn)氣絲(32)輸送至小功率激光器(22)下方;排水罩(9)的側(cè)面安裝有緩氣腔，緩氣腔(12)通過輸氣管(29)與送絲裝置(14)相連;切割頭(100)的側(cè)面還設(shè)有橫向握柄(26)和輔助把手(30)，方面海底人員操作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下激光切割裝置，其特征在于，所述送絲裝置14包括電機(jī)(13)、主動(dòng)輪(36)、從動(dòng)輪(45)、送絲座(32)、滾輪(34)、送絲管(37)、透鏡(27)、外螺紋(44)組成； 送絲管(37)用于將產(chǎn)氣絲(32)從氣體匣(20)導(dǎo)入至主動(dòng)輪(36)與從動(dòng)輪(45)，電機(jī)(13)帶動(dòng)主動(dòng)輪(36)，產(chǎn)氣絲(32)通過主動(dòng)輪(36)和從動(dòng)輪(45)之間的摩擦力向前運(yùn)輸，送絲座(32)的作用在于保持產(chǎn)氣絲(32)的水平位置防止其因重力彎;送絲座(32)上設(shè)有滾輪(34)用于固定產(chǎn)氣絲(32)的運(yùn)動(dòng)方向；產(chǎn)氣絲(32)不斷向前運(yùn)動(dòng)，直至透鏡(27)下方，小功率激光器(22)發(fā)射出的激光(102)通過透鏡(27)作用于產(chǎn)氣絲(32)使其受熱分解產(chǎn)生大量氣體，用于排出海水;送絲裝置(14)的外螺紋(44)用于與緩氣腔(12)的送氣管(29)相連，方便氣體導(dǎo)入排水罩(9);電機(jī)(13)外部設(shè)有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕(35)，通過不同的施工深度調(diào)節(jié)主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速(36)從而控制產(chǎn)氣絲(32)的輸送速度，進(jìn)而增大或減小產(chǎn)氣量。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水下激光切割裝置，其特征在于，所述氣體匣(20)包括送絲器(21)、轉(zhuǎn)軸(39)、滑軌(24)、錐形突起(42); 氣體匣(20)內(nèi)部設(shè)有轉(zhuǎn)軸(39)，產(chǎn)氣絲(32)纏繞在兩根轉(zhuǎn)軸(39)上，產(chǎn)氣絲(32)的一頭穿過送絲器(21)，經(jīng)由錐形突起(42)送往送絲裝置;氣體匣(20)的外側(cè)設(shè)有滑軌(24)，用于將氣體匣(20)固定在切割頭(100)上;所述送絲器(21)由V形開關(guān)(40)和托架(43)組成，安裝在氣體匣(20)內(nèi)部；送絲器(21)在氣體匣(20)表面滑動(dòng)，將送絲器(21)推至氣體匣(20)上方，通過按壓V形開關(guān)(40)并向下拉動(dòng)送絲器(21 )，將產(chǎn)氣絲(32)向下拉動(dòng)，使產(chǎn)氣絲(32)從錐形突起(42)伸出，經(jīng)送絲管(37)送至送絲裝置(14)中的主動(dòng)輪處(36)。4.一種水下激光切割方法，其特征在于:該方法包括如下步驟: 利用受熱易分解為氣體的材料制成產(chǎn)氣絲，產(chǎn)氣絲安裝在氣體匣內(nèi)，氣體匣安裝在切割頭的一側(cè);在海底通過小功率激光器加熱產(chǎn)氣絲使其迅速分解產(chǎn)生大量氣體，氣體導(dǎo)入排水罩后向外噴出，形成具有空間的氣體環(huán)境，此時(shí)打開激光器進(jìn)行切割。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水下激光切割裝置，該裝置包括切割頭(100)、設(shè)置在該切割頭(100)外表面的氣體匣(20)、設(shè)置在氣體匣(20)上方的小功率激光器(22)、設(shè)置在氣體匣(20)下方的送絲裝置(14)、設(shè)置在送絲裝置(14)與切割頭外表面之間的緩氣腔(12)；所述切割頭(100)包括端蓋(1)、凸透鏡(2)、光纖(3)、透鏡架(4)、橡膠墊圈(5)、若干過渡部件(6)、凹透鏡(7)、防爆透鏡(8)、排水罩(9)、割嘴(10)、橡膠圈(11)、氣體匣基座(16)、彈簧夾緊裝置(17)、鎖緊裝置(25)、滑軌(38)、橫向握柄(26)、輔助把手(30)。本發(fā)明節(jié)省了水上工作空間，提供了效率。
【IPC分類】B23K26/122, B23K26/38
【公開號(hào)】CN105598592
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610179839
【發(fā)明人】孫桂芳, 張永康, 盧軼, 李倩, 郇學(xué)東, 王占棟
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日