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Co2-Laser-Röhrenaufblastechnologie
Die Lebensdauer des Co2-Lasers beträgt 20.000 Stunden.Wenn der Laser seine Lebensdauer erreicht hat, kann er nur durch Nachfüllen (Ersetzen des Resonatorgases) für 20.000 Stunden wiederverwendet werden.Wiederholtes Aufblasen kann die Lebensdauer des Lasers erheblich verlängern.
CO2-Laserröhrengas oder Hohlraumgas ist leicht zu transportieren.CO2, Stickstoff und Helium werden durch Hochdruckzylinder bei 2200 PSIG (Pfund pro Quadratzoll, Überdruck) zugeführt.Dieses Gasversorgungsverfahren ist aufgrund der geringen Verbrauchsrate des Resonanzhohlraumgases kostengünstig und bequem.Für jedes Gas betrug der Druck, der in den Laserhohlraum strömte, 80 PSIG und die Durchflussrate reichte von 0,005 bis 0,70 scfh (Normkubikfuß pro Stunde).

Tatsächlich wurde festgestellt, dass durch die Angabe des Reinheitsgrades des Gases drei Hauptverschmutzungsanforderungen reduziert wurden: Kohlenwasserstoffe, Feuchtigkeit und Feinstaub.Der Kohlenwasserstoffgehalt muss auf 1 ppm begrenzt sein, die Feuchtigkeit muss weniger als 5 ppm betragen und die Partikel müssen kleiner als 10 Mikrometer sein.Das Vorhandensein dieser Arten von Verunreinigungen kann zu einem starken Verlust der Strahlleistung führen.Außerdem können sie Ablagerungen oder Korrosionsflecken auf den Spiegeln des Resonanzhohlraums hinterlassen, was die Wirksamkeit der Spiegel verringert und ihre Lebensdauer verkürzt.

Für Lasergas wird ein Hydraulikzylinder als primäre Gasversorgungsquelle und der andere Hydraulikzylinder als Backup-Gasversorgungsquelle verwendet.Sobald der Hydraulikzylinder als Primärluftversorgungsquelle leer ist, wird der Hydraulikzylinder als Ersatzluftversorgungsquelle auf Versorgungsluft umgeschaltet, wodurch verhindert wird, dass der Laser aktiv abgeschaltet wird, wenn die Primärluftversorgungsquelle kein Gas mehr hat.Das Bedienfeld des Terminals verfügt über einen Dreiwegeregler, mit dem der Einlassdruck am Lasereinlass fein eingestellt werden kann.Bei Aufbereitungsanlagen beträgt die Leckrate von Helium etwa 1 x 10-8 scc/s (Standardkubikzentimeter/Sekunde, nach Umrüstung beträgt die Leckrate von Helium etwa 1 Kubikzentimeter/3,3 Jahre).Edelstahlrohre und Rohre

Festziehgeräte werden verwendet, um eine hohe Gasreinheit aufrechtzuerhalten.Die Umrüstungsausrüstung enthält auch ein T-Sieb, das alle Verunreinigungen entfernt, die in die Pipeline gelangen, die aus der anfänglichen Bauphase oder beim Austausch des Hydraulikzylinders stammen können, oder alle Lecks, die in der Pipeline aufgetreten sind.Wenn das Gas in den Laser eintritt, bieten ein 2-Mikrometer-Filter und ein Sicherheitsventil mit hohem Durchfluss einen abschließenden Schutz, um eine Partikelkontamination oder das Auftreten von Überdruckbedingungen zu verhindern.
Stickstoff kann zum Hilfsschneiden von Kohlenstoffstahl, Edelstahl und Aluminiummaterialien verwendet werden.Die Schnittgeschwindigkeit von mit Stickstoff erzieltem Kohlenstoffstahl ist geringer als die mit Sauerstoff erzielte.Die Verwendung von Stickstoff verhindert jedoch die Bildung von Oxiden auf der Schnittfläche.Bei Stickstoff reichen die Düsengrößen von 1,0 mm bis 2,3 mm, die Drücke an den Düsen können bis zu 265 PSIG erreichen und die Durchflussraten können 1800 scfh erreichen.TRUMPF empfiehlt eine Stickstoffreinheit von mindestens 99,996 % bzw. Klasse 4,6.Je höher die Gasreinheit ist, desto höher ist auch die resultierende Schnittgeschwindigkeit und der Schnitt wird sauberer.Alle gasbezogenen Zusatzgeräte müssen ebenfalls speziell konstruiert sein, um eine hohe Gasreinheit aufrechtzuerhalten.
Die höhere Durchflussrate des Hilfsgases macht den Hydraulikzylinder oder das Dewar-Gefäß zu einer kostengünstigeren Luftquelle als der Hochdruckzylinder.Da es sich bei dem, was gespeichert wird, um eine flüssige Substanz bei niedriger Temperatur handelt, wird das ausgeatmete Gas im Kopfraum gespeichert.Gängige Hydraulikzylinder haben verschiedene Arten von Sicherheitsventilen mit Luftdrücken von 230, 350 oder 500 PSI.Typischerweise sind Hydraulikzylinder mit einem Druck von 500 PSI (auch bekannt als Laserzylinder) aufgrund der hohen Druckanforderungen des Laserunterstützungsgases der einzig geeignete Typ.Stoffe können gasförmig oder flüssig aus Hydraulikzylindern entnommen werden.Allerdings können nur gasförmige Substanzen den Laser und die Laserkonditionierungsgeräte passieren.Wenn verflüssigtes Gas verwendet wird, muss das verflüssigte Gas durch einen externen Verdampfer verdampft werden, bevor es verwendet werden kann.

Es sollte darauf hingewiesen werden, dass der Prozess der Entnahme von Gas aus einem Hydraulikzylinder ziemlich kompliziert sein kann.Die maximale Gasextraktionsrate aus einem einzelnen Dewar-Zylinder beträgt ungefähr 350 Kubikfuß pro Stunde. Bei aufeinanderfolgenden Anwendungen nimmt die Extraktionsrate weiter ab, wenn die Kapazität des Hydraulikzylinders abzunehmen beginnt.Der Einsatz von Mehrrohranlagen in unterschiedlichen Hydraulikzylindern wirkt sich nicht immer positiv aus.Da die aus den oberen Drücken verschiedener Zylinder erhaltenen Geschwindigkeiten nicht gleich sind, kann der Luftstrom in dem Zylinder mit dem stärkeren Druck den Luftstrom aus dem Zylinder mit dem niedrigeren Druck blockieren.Bei Mehrrohranlagen werden nur 20 % der ursprünglichen Dewar-Durchflussrate (dh 70 Kubikfuß pro Stunde) für jeden hinzugefügten Hydraulikzylinder hinzugefügt.Um den Luftstrom der Hydraulikzylinder-Mehrrohrausrüstung zu verbessern, ist es auch erforderlich, ein Mehrrohrventil zu installieren.Das Mehrrohrventil kann den Luftdruck an der Oberseite jedes Hydraulikzylinders gleichmäßiger machen und dann den Extraktionsprozess des Gases in den verschiedenen Hydraulikzylindern gleichmäßiger machen.Bei Verwendung eines Mehrrohrventils kann jeder zusätzliche Hydraulikzylinder ungefähr 80 % des ursprünglichen Dewar-Durchflusses hinzufügen (dh 280 Kubikfuß pro Stunde).
In Bezug auf den Status von Sauerstoff und Stickstoff als Hilfsgase erwartet das Unternehmen in Zukunft, dass die Gasversorgungsmethode von Stickstoff zu Feststofftanks wird.Da der Sauerstoffbedarf nicht sehr hoch ist, nur bis zu 50 PSI und 250 scfh, kann dieser über zwei Hydraulikzylinder mit einem Verteiler an einen kuppeldruckbeaufschlagten Konditionierer im Balance-Bar-Stil angeschlossen werden.Das Ausgleichsstangendesign ermöglicht Durchflussraten von bis zu 10.000 Kubikfuß pro Stunde pro Stunde bei einem geringen Druckabfall zwischen 30 und 40 PSI.Herkömmliche Klimaanlagen für den Rückwärtsgang sind aufgrund ihres starken Abfalls der Luftstromkurve für diese Anwendung nicht geeignet.Als die Anforderungen an die Durchflussrate für die Konditionierer stiegen, wurde der resultierende Druckabfall am Auslass stärker.Auf diese Weise wird, wenn der Mindestdruck im Laser nicht gehalten werden kann, der Wartungskreis ausgelöst und der Laser aktiv geschlossen.

Die Kuppeldruckbeaufschlagungsfunktion des Konditionierers ermöglicht, dass ein kleiner Teil des Gases aus dem Primärkonditionierer in den Sekundärkonditionierer ausgestoßen wird, der das Gas in die Kuppel des Primärkonditionierers zurückführt.Verwenden Sie diese Gase anstelle einer Feder, um die Membran niederzuhalten, um den Ventilsitz zu öffnen und stromabwärtiges Gas passieren zu lassen.Diese Planung ermöglicht es, dass der Ausgangsdruck zwischen 0–100 PSI oder 0–2000 PSI variiert, und obwohl der Eingangsdruck schwankt, bleiben die Ausgangsströmungsrate und der Ausgangsdruck konstant.
Es ist nicht sehr sinnvoll, Stickstoff auf die gleiche Weise zuzuführen, wie ein Hydraulikzylinder Gas liefert.Da die erforderliche maximale Durchflussrate 1800 scfh beträgt und der Druck 256 PSIG beträgt, würde dies erfordern, dass acht Hydraulikzylinder miteinander verbunden werden, und ein Verteilerventil müsste verwendet werden, um diese Aufgabe zu erfüllen.Angenommen, die Flüssigkeit wird aus zwei Flüssigkeitstanks gezogen und in einen Rippenverdampfer mit einer Durchflussrate von 5000 scf geleitet.Stickstoff, der aus dem Vergaser fließt, wird einem domdruckbeaufschlagten Ausgleichsstab-Konditionierer zugeführt, ähnlich dem, der in einer Sauerstoffversorgung zu finden ist.