[發(fā)明專利]一種基于飛秒激光的固體危化品切割裝置及切割方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910377828.1
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN110202272A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐勤杰;張連新;張日升;劉勇;張玉杰;張安
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院機(jī)械制造工藝研究所
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/08;B23K26/082;B23K26/12;B23K26/142;B23K26/70
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 熊曦

本發(fā)明公開了一種基于飛秒激光的固體危化品切割裝置及切割方法，所述裝置包括：框架(14)、床身(13)、Y軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)(1)、X軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)(2)、直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(3)、輔助支承(15)、密封罐(4)、Z軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)(7)、掃描振鏡(5)、可移動反射鏡(11)、光學(xué)安裝板(9)、秒激光器(6)、鏡組箱(8)、吸塵器(10)；通過本裝置可實(shí)現(xiàn)特定規(guī)格的危化品安全切割。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢舊危化品處理領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于飛秒激光的固體危化品切割裝置及切割方法。

背景技術(shù)

由于歷史原因，一部分危險化學(xué)品或爆炸物被遺留在一些地方。隨著越來越多的危險化學(xué)品或爆炸物被發(fā)現(xiàn)，由于其狀態(tài)屬性信息不全，其安全處置問題正引起關(guān)注。一部分爆炸物可通過引爆方式銷毀，但存在一部分危化品由于內(nèi)含劇毒化學(xué)品而不適合引爆銷毀。對于此類危化品，一般通過拆解的方式進(jìn)行處理。

目前，采用高壓水射流技術(shù)拆除廢舊危化品，是處理廢舊危化品最高效、經(jīng)濟(jì)的方法，在世界各國得到廣泛應(yīng)用。然而，由于危化品自身的特殊性，水射流的高能束射流對危化品的沖擊，可能會使危化品發(fā)生爆炸；另外，高壓水射流易造成環(huán)境污染、多人操作存在安全隱患，經(jīng)常有人員傷亡事故。

飛秒激光具有極短的脈寬和極高的峰值功率，脈寬短于材料晶格熱馳豫時間(ps量級)，峰值功率可達(dá)到GW量級。在與材料作用時，激光光子直接破壞目標(biāo)材料的結(jié)合鍵，瞬間的高能量密度沉積使電子的吸收和運(yùn)動方式發(fā)生變化，避免了激光線性吸收、能量轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散等的影響，從而在根本上改變了激光與物質(zhì)相互作用的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了材料的非熱熔加工。飛秒激光的非熱熔性加工可以說是一種“冷”加工過程。飛秒激光的非熱熔性“冷”加工特點(diǎn)，給固體危化品拆解處置帶來一種新的技術(shù)途徑，其無熱傳遞和低沖擊壓強(qiáng)的安全綠色“冷”加工可以滿足危化品的拆解處置需求。

國內(nèi)少數(shù)科研單位開展了含能材料替代品的初步微加工演示實(shí)驗(yàn)，但還沒有飛秒激光加工含能材料以及用于固體危化品拆解處置的深入研究方案。本發(fā)明提供了一種基于飛秒激光的固體危化品切割裝置，可實(shí)現(xiàn)特定規(guī)格的危化品安全切割。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于飛秒激光的固體危化品切割裝置及切割方法，可實(shí)現(xiàn)特定規(guī)格的危化品安全切割。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本申請?zhí)峁┝艘环N基于飛秒激光的固體危化品切割裝置，所述裝置包括：

框架、床身、Y軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)、X軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)、直驅(qū)轉(zhuǎn)臺、輔助支承、密封罐、Z軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)、掃描振鏡、可移動反射鏡、光學(xué)安裝板、秒激光器、鏡組箱、吸塵器；

床身放置于框架上，床身上固定有Y軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)或X軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)，當(dāng)床身上固定有Y軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)時，X軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)固定在Y軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)的臺面上，Y軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)用于在水面面Y軸方向?qū)軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)的直線運(yùn)動進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)床身上固定有X軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)時，Y軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)固定在X軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)的臺面上，X軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)用于在水面面X軸方向?qū)軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)的直線運(yùn)動進(jìn)行調(diào)整；

直驅(qū)轉(zhuǎn)臺固定在Y軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)和X軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)兩者中位于上方的該機(jī)構(gòu)的臺面上，直驅(qū)轉(zhuǎn)臺中的A軸端面安裝固體危化品，固體危化品下放置輔助支承，輔助支承與Y軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)和X軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)兩者中位于上方的該機(jī)構(gòu)的臺面固定連接；密封罐將直驅(qū)轉(zhuǎn)臺、固體危化品、輔助支承密封其中；吸塵器的管道一端延伸至密封罐內(nèi)；

橫梁安裝固定在床身上，Z軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)位于床身橫梁上，Z軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)的臺面與橫梁固定連接；Z軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)用于對安裝在其上的部件進(jìn)行豎直方向的直線運(yùn)動調(diào)整；掃描振鏡固定安裝在Z軸方向直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)的臺面上，掃描振鏡與可移動反射鏡固定連接；橫梁上方固定安裝有安裝光學(xué)安裝板，光學(xué)安裝板上固定安裝飛秒激光器和鏡組箱；飛秒激光器產(chǎn)生激光通過鏡組箱進(jìn)行傳輸后對固體危化品進(jìn)行切割。