Led紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置及加工、工作方法
【專利摘要】一種LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置及加工、工作方法。傳統(tǒng)汞燈的紫外能量低、壽命短、發(fā)熱量大、能效低。本發(fā)明組成包括：輻照箱體（3），輻照箱體內(nèi)部具有石英管道（2），石英管道一端具有集煙除煙裝置，石英管道另一端具有阻煙裝置（13），輻照箱體內(nèi)石英管道周圍安裝有一組紫外LED芯片（5），紫外LED芯片前端安裝有透鏡準(zhǔn)直裝置（6），紫外LED芯片后端與水冷基座（7）連接，水冷機(jī)座通過冷卻水管（4）與制冷壓縮機(jī)（8）連接，水冷機(jī)座通過冷卻回水管（25）與回水水箱（10）連接，制冷壓縮機(jī)通過冷卻水管與循環(huán)水泵（9）連接。本發(fā)明應(yīng)用于輻照電纜交聯(lián)。
【專利說明】
LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置及加工、工作方法
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置及加工、工作方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
在紫外光輻照電線電纜交聯(lián)行業(yè)中，目前紫外光輻照電纜交聯(lián)設(shè)備中采用中壓汞燈作為紫外線輻射源。
[0003]中壓汞燈的壽命大約在500?1000小時(shí)，在使用過程中紫外光強(qiáng)衰減較快，中壓汞燈的發(fā)光光譜峰值波長比較多，能夠用于輻照交聯(lián)的紫外波長為350?375nm之間，而在低于400nm波長中有用的365nm中心波長的紫外部分占總功率的2~3%，所產(chǎn)生的紅外光部分發(fā)熱量特別大，需要配備大功率冷卻設(shè)備，而達(dá)到匹配高速生產(chǎn)所需的輻照劑量，設(shè)備所需的裝機(jī)容量大，現(xiàn)有70KW(中壓汞燈功率54KW)、110KW(中壓汞燈功率81KW)兩種配置。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置的加工、工作方法，解決了傳統(tǒng)汞燈的紫外能量低、壽命短、發(fā)熱量大、能效低的問題。
[0005]上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置，其組成包括:輻照箱體，所述的輻照箱體內(nèi)部具有石英管道，所述的石英管道一端具有集煙除煙裝置，所述的石英管道另一端具有阻煙裝置，所述的輻照箱體內(nèi)石英管道周圍安裝有一組紫外LED芯片，所述的紫外LED芯片前端安裝有透鏡準(zhǔn)直裝置，所述的紫外LED芯片后端與水冷基座連接，所述的紫外LED芯片通過LED供電電源線路與電氣控制柜連接，所述的水冷機(jī)座通過冷卻水管與制冷壓縮機(jī)連接，所述的水冷機(jī)座通過冷卻回水管與回水水箱連接，所述的制冷壓縮機(jī)通過冷卻水管與循環(huán)水栗連接，所述的循環(huán)水栗通過冷卻水管與回水水箱連接。
[0006]所述的LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置，所述的電氣控制柜內(nèi)具有溫度控制裝置、電源功率控制裝置、光控裝置，所述的溫控裝置包括溫度傳感器，所述的溫度傳感器安裝在所述的冷卻水管內(nèi)，所述的溫度傳感器與溫度儀表盤連接，所述的溫度儀表盤安裝在所述的電氣控制柜內(nèi)部，所述的溫度儀表與人機(jī)交互裝置連接，所述的人機(jī)交互裝置包括觸摸屏，所述的觸摸屏與可編程控制器連接，所述的電源功率控制裝置包括電源系統(tǒng)，所述的電源系統(tǒng)分別與所述的可編程控制器、紫外LED芯片連接，所述的光控系統(tǒng)包括光電傳感器，所述的光電傳感器安裝在所述的輻照箱體內(nèi)，所述的光電傳感器與光控儀表盤連接，所述的光控儀表盤安裝在所述的電氣控制柜內(nèi)部，所述的光控儀表盤與所述的人機(jī)交互裝置連接。
[0007]所述的LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置，所述的紫外LED芯片包括PCB基板，所述的PCB基板上焊接一組LED燈珠。
[0008]所述的LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置，所述的透鏡準(zhǔn)直裝置為平行光透鏡、聚焦透鏡、漫射光鏡板中的一種，所述的平行光透鏡、所述的聚焦透鏡、所述的漫射光鏡板的材料為石英材質(zhì)、硬質(zhì)玻璃材質(zhì)、普通玻璃材質(zhì)中的一種。
[0009]所述的LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置，所述的集煙除煙裝置包括抽吸風(fēng)機(jī)，所述的抽吸風(fēng)機(jī)與排煙管道連接，所述的阻煙裝置包括高壓風(fēng)機(jī)，所述的阻煙裝置的出風(fēng)面為環(huán)形截面。
[0010]—種利用權(quán)利要求1-5之一所述的LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置的加工、工作方法，該加工方法包括如下步驟:
首先，根據(jù)設(shè)計(jì)功率與速度的關(guān)系計(jì)算出線陣紫外LED芯片單排的數(shù)量，從而設(shè)計(jì)出冷卻底座的長度，在冷卻底座的表面上涂覆導(dǎo)熱硅脂，把焊接了紫外LED的基板壓在涂好導(dǎo)熱硅脂的冷卻底座上，并用螺釘固定;在冷卻底座的側(cè)面安裝透鏡準(zhǔn)直裝置，再把這樣單組線陣的光源均勻分布安裝輻照箱體內(nèi)部；
然后，用冷卻水管連接每個(gè)冷卻基座，并連接在輻照箱體上的制冷壓縮機(jī)上，所述的制冷壓縮機(jī)，外置設(shè)計(jì)好的水冷機(jī)由制冷壓縮機(jī)、循環(huán)水栗、回水水箱構(gòu)成，回水水箱前端放置有溫度傳感器把該處溫度反饋到溫控儀表對制冷溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示；
該工作方法包括如下步驟:
首先，集煙排煙裝置安裝在輻照箱體入口的側(cè)面，集煙排煙裝置產(chǎn)生真空負(fù)壓，入口方向進(jìn)入與石英管道阻擋的煙與空氣由于負(fù)壓的作用，從集煙排煙裝置的一側(cè)吸入，從另一側(cè)排出；石英管道中心線與輻照箱體的中心線重合，石英管道的另外一側(cè)連接阻煙裝置，該裝置的位置的風(fēng)壓大于石英管道入口處風(fēng)壓，當(dāng)被輻照電纜在通過石英管道時(shí)；
在紫外LED產(chǎn)生的紫外線的照射下，被輻照電纜的絕緣層發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，在此過程中，由于被輻照線纜的絕緣層內(nèi)有助劑、交聯(lián)劑等揮發(fā)，產(chǎn)生大量煙霧，該煙霧在阻煙裝置)和集煙排煙裝置產(chǎn)生負(fù)壓的作用下流向石英管道的入口方向，當(dāng)流經(jīng)到集煙排煙裝置的位置時(shí)，在集煙排煙裝置產(chǎn)生的真空負(fù)壓作用下排出，從而阻止了揮發(fā)物附著在石英管壁、光學(xué)透鏡表面上。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明中紫外LED所發(fā)出的光為單一波長，其中365nm峰值波長的LED光功率能達(dá)到輸入功率的30%以上，且紫外LED在使用40000小時(shí)后的輻照強(qiáng)度仍能達(dá)到其初始強(qiáng)度的70%，其使用壽命相當(dāng)于汞燈的30-50倍；同時(shí)，LED點(diǎn)亮方式僅需要瞬時(shí)點(diǎn)亮(中壓汞燈從點(diǎn)燈到穩(wěn)定狀態(tài)需要數(shù)十秒)，提高了生產(chǎn)效率，且非常節(jié)能;UV LED沒有紅外線發(fā)出，因此沒有更高的環(huán)境溫升，僅需針對LED芯片進(jìn)行冷卻即可；紫外LED采用半導(dǎo)體發(fā)光，對環(huán)境無污染；因此，相對中壓汞燈而言，紫外LED在應(yīng)用中不僅提升有效光功率、降低能耗、增加使用壽命、而且減少了臭氧的排放，在UV交聯(lián)固化領(lǐng)域有很大優(yōu)勢。
[0012]本發(fā)明填補(bǔ)與改進(jìn)了傳統(tǒng)的輻照方法，有效的提升了輻照效率與生產(chǎn)速度，大幅度降低了設(shè)備的用電能耗，增加了光源的使用壽命，降低了設(shè)備維護(hù)成本，無臭氧排放。
[0013]【附圖說明】:
附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖2是本發(fā)明控制部分程序框圖。
[0015]附圖3是附圖1中的A-A截面圖。
[0016]附圖4是LED芯片的俯視圖。
[0017]附圖5是附圖4中的B-B截面圖。
[0018]附圖6是LED與透鏡組合的光路圖。
[0019]附圖7是輻照箱內(nèi)部LED陣列光源的排布與光路圖。
[0020]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1:
一種LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置，其組成包括:輻照箱體3，所述的輻照箱體內(nèi)部具有石英管道2，所述的石英管道一端具有集煙除煙裝置，所述的石英管道另一端具有阻煙裝置13，所述的輻照箱體內(nèi)石英管道周圍安裝有一組紫外LED芯片5，所述的紫外LED芯片前端安裝有透鏡準(zhǔn)直裝置6，所述的紫外LED芯片后端與水冷基座7連接，所述的紫外LED芯片通過LED供電電源線路11與電氣控制柜12連接，所述的水冷機(jī)座通過冷卻水管4與制冷壓縮機(jī)8連接，所述的水冷機(jī)座通過冷卻回水管25與回水水箱10連接，所述的制冷壓縮機(jī)通過冷卻水管與循環(huán)水栗9連接，所述的循環(huán)水栗通過冷卻水管與回水水箱連接。
[0021]實(shí)施例2:
根據(jù)實(shí)施例1所述的LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置，所述的電氣控制柜內(nèi)具有溫度控制裝置、電源功率控制裝置、光控裝置，所述的溫控裝置包括溫度傳感器19，所述的溫度傳感器安裝在所述的冷卻水管內(nèi)，所述的溫度傳感器與溫度儀表盤20連接，所述的溫度儀表盤安裝在所述的電氣控制柜內(nèi)部，所述的溫度儀表與人機(jī)交互裝置連接，所述的人機(jī)交互裝置包括觸摸屏14，所述的觸摸屏與可編程控制器21連接，所述的電源功率控制裝置包括電源系統(tǒng)22，所述的電源系統(tǒng)分別與所述的可編程控制器、紫外LED芯片連接，所述的光控系統(tǒng)包括光電傳感器23，所述的光電傳感器安裝在所述的輻照箱體內(nèi)，所述的光電傳感器與光控儀表盤24連接，所述的光控儀表盤安裝在所述的電氣控制柜內(nèi)部，所述的光控儀表盤與所述的人機(jī)交互裝置連接。
[0022]實(shí)施例3:
根據(jù)實(shí)施例1或2所述的LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置，所述的紫外LED芯片包括PCB基板15，所述的PCB基板上焊接一組LED燈珠16。
[0023]實(shí)施例4:
根據(jù)實(shí)施例1或2所述的LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置，每個(gè)所述的水冷基座上分別加工有進(jìn)水口，出水口，所述的進(jìn)水口通過冷卻水管與另一個(gè)水冷機(jī)座上的出水口連接，所述的出水口通過冷卻水管與另一水冷機(jī)座上的進(jìn)水口連接。
[0024]實(shí)施例5:
根據(jù)實(shí)施例1或2所述的LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置，所述的透鏡準(zhǔn)直裝置為平行光透鏡、聚焦透鏡、漫射光鏡板中的一種，所述的平行光透鏡、所述的聚焦透鏡、所述的漫射光鏡板的材料為石英材質(zhì)、硬質(zhì)玻璃材質(zhì)、普通玻璃材質(zhì)中的一種。
[0025]實(shí)施例6:
根據(jù)實(shí)施例1或2所述的LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置，所述的集煙除煙裝置包括抽吸風(fēng)機(jī)，所述的抽吸風(fēng)機(jī)與排煙管道連接，所述的阻煙裝置包括高壓風(fēng)機(jī)，所述的阻煙裝置的出風(fēng)面為環(huán)形截面。
[0026]實(shí)施例7:
一種利用權(quán)利要求1-5之一所述的LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置的加工、工作方法，該加工方法包括如下步驟:
首先，根據(jù)設(shè)計(jì)功率與速度的關(guān)系計(jì)算出線陣紫外LED芯片單排的數(shù)量，從而設(shè)計(jì)出冷卻底座的長度，在冷卻底座的表面上涂覆導(dǎo)熱硅脂，把焊接了紫外LED的基板壓在涂好導(dǎo)熱硅脂的冷卻底座上，并用螺釘固定;在冷卻底座的側(cè)面安裝透鏡準(zhǔn)直裝置，再把這樣單組線陣的光源均勻分布安裝輻照箱體內(nèi)部；
然后，用冷卻水管連接每個(gè)冷卻基座，并連接在輻照箱體上的制冷壓縮機(jī)上，所述的制冷壓縮機(jī)，外置設(shè)計(jì)好的水冷機(jī)由制冷壓縮機(jī)、循環(huán)水栗、回水水箱構(gòu)成，回水水箱前端放置有溫度傳感器把該處溫度反饋到溫控儀表對制冷溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示；
該工作方法包括如下步驟:
首先，集煙排煙裝置安裝在輻照箱體入口的側(cè)面，集煙排煙裝置產(chǎn)生真空負(fù)壓，入口方向進(jìn)入與石英管道阻擋的煙與空氣由于負(fù)壓的作用，從集煙排煙裝置的一側(cè)吸入，從另一側(cè)排出；石英管道中心線與輻照箱體的中心線重合，石英管道的另外一側(cè)連接阻煙裝置，該裝置的位置的風(fēng)壓大于石英管道入口處風(fēng)壓，當(dāng)被輻照電纜在通過石英管道時(shí)；
在紫外LED產(chǎn)生的紫外線的照射下，被輻照電纜的絕緣層發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，在此過程中，由于被輻照線纜的絕緣層內(nèi)有助劑、交聯(lián)劑等揮發(fā)，產(chǎn)生大量煙霧，該煙霧在阻煙裝置)和集煙排煙裝置產(chǎn)生負(fù)壓的作用下流向石英管道的入口方向，當(dāng)流經(jīng)到集煙排煙裝置的位置時(shí)，在集煙排煙裝置產(chǎn)生的真空負(fù)壓作用下排出，從而阻止了揮發(fā)物附著在石英管壁、光學(xué)透鏡表面上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置，其組成包括:輻照箱體，其特征是:所述的輻照箱體內(nèi)部具有石英管道，所述的石英管道一端具有集煙除煙裝置，所述的石英管道另一端具有阻煙裝置，所述的輻照箱體內(nèi)石英管道周圍安裝有一組紫外LED芯片，所述的紫外LED芯片前端安裝有透鏡準(zhǔn)直裝置，所述的紫外LED芯片后端與水冷基座連接，所述的紫外LED芯片通過LED供電電源線路與電氣控制柜連接，所述的水冷機(jī)座通過冷卻水管與制冷壓縮機(jī)連接，所述的水冷機(jī)座通過冷卻回水管與回水水箱連接，所述的制冷壓縮機(jī)通過冷卻水管與循環(huán)水栗連接，所述的循環(huán)水栗通過冷卻水管與回水水箱連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置，其特征是:所述的電氣控制柜內(nèi)具有溫度控制裝置、電源功率控制裝置、光控裝置，所述的溫控裝置包括溫度傳感器，所述的溫度傳感器安裝在所述的冷卻回水管內(nèi)，所述的溫度傳感器與溫度儀表盤連接，所述的溫度儀表盤安裝在所述的電氣控制柜內(nèi)部，所述的溫度儀表與人機(jī)交互裝置連接，所述的人機(jī)交互裝置包括觸摸屏，所述的觸摸屏與可編程控制器連接，所述的電源功率控制裝置包括電源系統(tǒng)，所述的電源系統(tǒng)分別與所述的可編程控制器、紫外LED芯片連接，所述的光控系統(tǒng)包括光電傳感器，所述的光電傳感器安裝在所述的輻照箱體內(nèi)，所述的光電傳感器與光控儀表盤連接，所述的光控儀表盤安裝在所述的電氣控制柜內(nèi)部，所述的光控儀表盤與所述的人機(jī)交互裝置連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置，其特征是:所述的紫外LED芯片包括PCB基板，所述的PCB基板上焊接一組LED燈珠。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置，其特征是:所述的透鏡準(zhǔn)直裝置為平行光透鏡、聚焦透鏡、漫射光鏡板中的一種，所述的平行光透鏡、所述的聚焦透鏡、所述的漫射光鏡板的材料為石英材質(zhì)、硬質(zhì)玻璃材質(zhì)、普通玻璃材質(zhì)中的一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置，其特征是:所述的集煙除煙裝置包括抽吸風(fēng)機(jī)，所述的抽吸風(fēng)機(jī)與排煙管道連接，所述的阻煙裝置包括高壓風(fēng)機(jī)，所述的阻煙裝置的出風(fēng)面為環(huán)形截面。6.—種利用權(quán)利要求1-5之一所述的LED紫外光輻照電纜交聯(lián)裝置的加工、工作方法，其特征是:該加工方法包括如下步驟: 首先，根據(jù)設(shè)計(jì)功率與速度的關(guān)系計(jì)算出線陣紫外LED芯片單排的數(shù)量，從而設(shè)計(jì)出冷卻底座的長度，在冷卻底座的表面上涂覆導(dǎo)熱硅脂，把焊接了紫外LED的基板壓在涂好導(dǎo)熱硅脂的冷卻底座上，并用螺釘固定;在冷卻底座的側(cè)面安裝透鏡準(zhǔn)直裝置，再把這樣單組線陣的光源均勻分布安裝輻照箱體內(nèi)部； 然后，用冷卻水管連接每個(gè)冷卻基座，并連接在輻照箱體上的制冷壓縮機(jī)上，所述的制冷壓縮機(jī)，外置設(shè)計(jì)好的水冷機(jī)由制冷壓縮機(jī)、循環(huán)水栗、回水水箱構(gòu)成，回水水箱前端放置有溫度傳感器把該處溫度反饋到溫控儀表對制冷溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示； 該工作方法包括如下步驟: 首先，集煙排煙裝置安裝在輻照箱體入口的側(cè)面，集煙排煙裝置產(chǎn)生真空負(fù)壓，入口方向進(jìn)入與石英管道阻擋的煙與空氣由于負(fù)壓的作用，從集煙排煙裝置的一側(cè)吸入，從另一側(cè)排出；石英管道中心線與輻照箱體的中心線重合，石英管道的另外一側(cè)連接阻煙裝置，該裝置的位置的風(fēng)壓大于石英管道入口處風(fēng)壓，當(dāng)被輻照電纜在通過石英管道時(shí)； 在紫外LED產(chǎn)生的紫外線的照射下，被輻照電纜的絕緣層發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，在此過程中，由于被輻照線纜的絕緣層內(nèi)有助劑、交聯(lián)劑等揮發(fā)，產(chǎn)生大量煙霧，該煙霧在阻煙裝置)和集煙排煙裝置產(chǎn)生負(fù)壓的作用下流向石英管道的入口方向，當(dāng)流經(jīng)到集煙排煙裝置的位置時(shí)，在集煙排煙裝置產(chǎn)生的真空負(fù)壓作用下排出，從而阻止了揮發(fā)物附著在石英管壁、光學(xué)透鏡表面上。
【文檔編號】H01B13/00GK105869779SQ201610376529
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】鄭海峰, 李迎, 趙洪, 王亮, 國家輝, 陳春銘
【申請人】哈爾濱哈普電氣技術(shù)有限責(zé)任公司