紫外光LED发生装置及加工方法和紫外光辐照装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种紫外光LED发生装置及加工方法和紫外光辐照装置，辐照装置包括紫外LED辐照腔、传动构件和机架；所述的紫外LED辐照腔由多个发光部件组成，所述的发光部件是由固定件和多个LED发光光源装配而成，所述的LED发光光源由LED灯珠、LED基板、驱动电源、光学元件和冷却座组成，由两端固定件联接实现LED发光光源的定位与固定，使LED发光光源相互轴向平行，横向有夹角，且发出的光束均照射向同一轴线。本发明专利技术可快速分开辐照腔的组成部件，使各部件间具有足够的操作空间，便于快速清洁和维修保养；交联对象处于紫外辐照装置光斑柱内的布置方式，能够实现对交联对象周向表面紫外光辐照强度较均匀的要求，提高产品质量。

【技术实现步骤摘要】
紫外光LED发生装置及加工方法和紫外光辐照装置
本专利技术涉及一种紫外光LED发生装置及加工方法和一种可开合的LED紫外光辐照装置。
技术介绍
在紫外光辐照电线电缆交联行业中，目前紫外光辐照电缆交联设备中采用中压汞灯作为紫外线辐射源。中压汞灯的寿命大约在500～1000小时，在使用过程中紫外光光强衰减较快，中压汞灯的发光光谱峰值波长范围较宽，能够用于辐照交联的特定波长的紫外光部分占总功率的2～3％，效率特别低，同时所产生的红外光部分发热量特别大，故需要配备大功率冷却设备，而达到匹配高速生产所需的辐照剂量，设备所需的装机容量大，现有70KW(中压汞灯功率54KW)、110KW(中压汞灯功率81KW)两种配置。有一种紫外LED所发出的特定波长为峰值的紫外光中，能够用于紫外交联的紫外光所占用的功率能达到输入功率的30％以上，且紫外LED在使用40000小时后的辐照强度仍能达到其初始强度的70％；同时，LED点亮方式仅需要瞬时点亮(中压汞灯从点灯到稳定状态需要数十秒)，提高了生产效率，且非常节能；紫外LED没有红外线发出，因此没有更高的环境温升，仅需针对LED芯片进行冷却即可；紫外LED采用半导体发光，对环境无污染；因此，相对中压汞灯而言，紫外LED在应用中不仅提升有效光功率、降低能耗、增加使用寿命、而且减少了臭氧的排放，在紫外交联固化领域有很大优势。另外，在电线电缆交联行业中，随着生产工艺的改进，紫外光辐照交联技术越来越得到行业的认可，第一代紫外光辐照电缆交联设备中采用中压汞灯作为紫外线辐射源，针对中压汞灯的寿命短、效率低、产生热量大、有效紫外波少、工作时产生臭氧对环境造成污染等缺点，提出了一种寿命长、效率高、产生热量少且波长单一紫外光的LED发光方式，同时提供了一种用于电缆紫外光交联的LED紫外光辐照装置。由于电线电缆紫外光辐照交联是一种在线交联方法，要求交联速度匹配电缆的生产速度，故需交联速度高，从而要求足够数量的LED灯珠产生紫外光，为了提高安装效率及设计灵活性，提出了模块化结构，即将LED灯珠多个集成为一体的组件，成为LED发光光源。LED紫外发光光源中，为提高紫外光利用效率，LED灯珠发出的紫外光经准直透镜折射后以接近平行或聚光的光路传播，而电缆绝缘层是圆周分布的，并且要求在圆周截面上要交联均匀，显然单一方向传播来的紫外光不能使电缆绝缘层均匀交联，甚至没有朝向发光光源的背面，由于没有紫外光照射而不发生交联反应，故对电缆的交联辐照需要多个LED紫外发光光源，共同完成对电缆的圆周辐照，同时紫外辐照的强度要均匀，这就对发光组件的位置精度要求较高，且便于维修，更换效率高。另外，在紫外交联过程中，会产生交联衍生物，该衍生物会附着在准直透镜表面上，结合表面附着的灰尘，使紫外光穿过透镜时产生严重衰减，因此需对LED发光光源中的光学元件要定期清洁表面，发光光源的组合结构要便于清洁和保养。针对高压汞灯寿命短，效率低的问题，本专利技术提出了一种交联用紫外光的LED发光装置。同时为满足上述要求，本专利技术提出了一种可开合的LED紫外光辐照装置，满足了LED发光光源周向均匀布置、固定位置准确、便于维护和维修且更换效率高的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种辐照交联用紫外光LED发生装置及加工方法，解决了传统汞灯的紫外能量低、寿命短、发热量大、能效低的问题。本专利技术的另一目的是提供一种可开合的LED紫外辐照的装置。上述的目的通过以下的技术方案实现：一种紫外光LED发生装置，包括电源模块、基板、集成电路和LED灯珠，所述的集成电路连接的一组所述的LED灯珠，构成一个LED紫外光发光单元，所述的基板上沿长度方向集成一组所述的LED紫外发光单元，所述的基板的另一面紧贴且固定在冷却座的b面上，每个所述的LED紫外发光单元连接一个所述的电源模块，一组所述的电源模块以并联的方式组成一个电源模块组。所述的电源模块组由一条电源信号电缆供电与控制，所述的电源模块组固定在由盒体和盒盖组成的电源盒中，在所述的电源盒上，开设有与所述的冷却座上的横向走线槽相对应的接线过孔，所述的电源盒的盒端板开设有一个插孔，所述的电源盒固定在所述的冷却座的U型底外表面上，准直透镜通过两个透镜端板与所述的冷却座的U型口两内侧面被固定在所述的冷却座的U形口上。每一个所述的LED灯珠由透镜和LED芯片组合而成，所述的冷却座的长度根据所需的LED灯珠的排列长度而定，所述的冷却座的侧面开设有相应的横向走线槽和冷却孔，所述的冷却孔的两端用密封堵密封，分别将两个旋转接头的一端旋入所述的冷却座的两端与所述的冷却孔联通的螺纹孔，另一端分别与冷却介质进孔和出孔连接，构成冷却回路。所述的冷却座的两端分别安装一个固定板，通过所述的固定板上的螺纹孔固定透镜端板，固定板上的U形面为LED紫外发光装置的定位面，通过定位面上的螺纹孔进行固定整个装置。所述的基板为导热良好的长条薄板形结构，所述的LED灯珠为能够发出特定波长范围紫外光的LED灯珠，所述的冷却座是一种厚底U型座，其U型厚底中开有所述的冷却孔。一种紫外光LED发生装置的加工方法，包括如下步骤：透镜与LED芯片组合在一起构成能够发出特定波长紫外光的LED灯珠，LED灯珠焊接于集成电路上，根据需要，一个集成电路上焊接3-20个LED灯珠，构成一个LED紫外光发光单元，该LED紫外光发光单元通过两根电源线与集成电源模块连接供电，LED紫外光发光单元集成在导热良好的长条薄板形的基板的一面，根据辐照功率需要，在基板上，沿长度方向集成若干LED紫外发光单元；基板的另一面紧贴在冷却座的b面且固定在b面上，冷却座是一种厚底U型座，其U型厚底中设有冷却孔，与基板上集成的LED紫外光发光单元相同数目的电源模块以并联的方式组成一个电源模块组，由一条电源信号电缆供电与控制，电池模块组安装在由盒体和盒盖组成的电源盒中，电源盒上开有与冷却座上的横向走线槽相对应的接线过孔，相应顺序的LED紫外光发光单元和电源模块的连接电源线通过横向走线槽和接线过孔，电源盒的一个电源端板设有一个插孔，集成电源模块组与总电源连接的电源信号线通过该插孔，该电源盒固定于冷却座的U型底外表面上，激发LED灯珠，能够发出特定波长范围的紫外光，该紫外光能够激发被照对象中的光引发剂，使材料发生交联反应，完成紫外交联与固化。一种可开合的LED紫外光辐照装置，其组成包括：紫外LED辐照腔、传动构件和机架；所述的紫外LED辐照腔由多个发光部件组成，所述的发光部件是由固定件和多个LED发光光源装配而成，所述的LED发光光源由LED灯珠、LED基板、驱动电源、光学元件和冷却座组成，由两端固定件联接实现LED发光光源的定位与固定，使LED发光光源相互轴向平行，横向有夹角，且发出的光束均照射向同一轴线。多个LED发光部件组合成紫外LED辐照腔的方式为，所有部件中LED发光光源发出的紫外光束均在轴线上叠加，所有部件中LED发光光源所发出的紫外光束均照向共同的轴线，且所有部件两侧的固定件均分别处于垂直轴线的两个平行平面内，两端对齐，LED发光光源中，在垂直于轴线的横截面内，LED灯珠发出特定波长范围的紫外光，经过光学元件进行准直或聚焦，所有发光部件组合成辐照腔后，其中所有LED发光光源发出的紫外光束均汇交于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可开合的LED紫外光辐照装置，其特征在于，所述的可开合的LED紫外光辐照装置包括：紫外LED辐照腔、传动构件和机架；所述的紫外LED辐照腔由多个发光部件组成，所述的发光部件是由固定件和多个LED发光光源装配而成，所述的LED发光光源由LED灯珠、LED基板、光学元件和冷却座组成，LED发光光源相互轴向平行，横向有夹角，且发出的光束均照射向同一轴线。

【技术特征摘要】
1.一种可开合的LED紫外光辐照装置，其特征在于，所述的可开合的LED紫外光辐照装置包括：紫外LED辐照腔、传动构件和机架；所述的紫外LED辐照腔由多个发光部件组成，所述的发光部件是由固定件和多个LED发光光源装配而成，所述的LED发光光源由LED灯珠、LED基板、光学元件和冷却座组成，LED发光光源相互轴向平行，横向有夹角，且发出的光束均照射向同一轴线。2.根据权利要求1所述的可开合的LED紫外光辐照装置，其特征在于，所述的LED发光光源由一列LED灯珠和LED基板、一个准直透镜和冷却座组成，LED灯珠发出的紫外光经准直透镜折射后，实现准直或聚焦的功能，在各部件合拢后的辐照腔中，所有LED发光光源发出的紫外光束以共同的轴线为中心相互交叉，在垂直于共同的轴线的平面内，以与共同的轴线的交点为圆心，在所有LED发光光源发出紫外光的交叉区域中做所有紫外光束的内包络圆即核心区，以该包络圆为截面，以共同的轴线为轴线的圆柱为该LED紫外光辐照装置的紫外光斑柱，位于光斑柱即核心区中的辐照对象，表面接收的紫外辐照强度和均匀度最高，超出该光斑柱的范围但位于完全照射区内的辐照对象，表面接收的紫外强度随与共同的轴线的距离变大而降低且不均匀增加，处于不完全照射区的辐照对象，表面有部分没有紫外光直接照射。3.根据权利要求1所述的可开合的LED紫外光辐照装置，其特征在于，所述的LED发光光源由一列LED灯珠、反光曲面、LED基板和冷却座组成，装有LED灯珠的LED基板固定在冷却座的侧壁上，发出特定波长范围的紫外光经过特殊形状的反光曲面反射后，实现准直或聚焦，采用玻璃板实现灯源与辐照腔的隔离；所述的LED发光光源采用多列反射式光源结构组成。4.根据权利要求1所述的可开合的LED紫外光辐照装置，其特征在于，所述的LED发光光源采用两列反射式光源结构，由两列LED灯珠和LED基板、对应的两个反光曲面和一个共用冷却座组成，其中第一列LED灯珠发出的紫外光经过同侧反光曲面反射后，实现准直或聚焦，另一列LED灯珠与同侧反光曲面的位置与第一列LED灯珠和反光曲面结构对称，且两侧反光曲面反射后的紫外光束产生交叉或焦点重合，将具有两列反射式光源结构的LED发光光源装配入各部件且组成LED紫外辐照腔后，所有LED发光光源发出的紫外光在以共同的轴线为中心的区域交叉或均以共同的轴线为焦线，在此交叉区域中的包络圆即为该LED紫外光辐照装置的紫外光斑柱，在辐照腔中，根据紫外光束交叉情况不同分为核心区、完全辐照区和不完全辐照区。5.根据权利要求1所述的可开合的LED紫外光辐照装置，其特征在于，所述的LED发光光源由一列LED灯珠和LED基板、两个准直透镜及一个冷却座组成，LED灯珠发出的紫外光经过两个准直透镜折射后完成准直或聚焦，将该LED发光光源装配入各部件且组成LED紫外光辐照装置后，所有LED发光光源发出的紫外光同样在共同的轴线处交汇，在交汇处作出的包络圆柱即为紫外光斑柱，在辐照腔中，根据紫外光束交叉情况不同，分为核心区、完全辐照区和不完全辐照区。6.根据权利要求1所述的可开合的LED紫外光辐照装置，其特征在于，所述的LED发光光源包括LED基板、集成电路和LED灯珠，所述的集成电路连接一组所述的LED灯珠，构成一个LED紫外发光单元，所述的LED基板上沿长度方向集成一组所述的LED紫外发光单元，所述的LED基板的另一面紧贴且固定在冷却座的b面上。7.根据权利要求1所述的可开合的LED紫外光辐照装置，其特征在于，多个LED发光部件组合成紫外LED辐照腔的方式为，所有部件中LED发光光源发出的紫外光束均在轴线上叠加，所有部件中LED发光光源所发出的紫外光束均照向共同的轴线，且所有部件两侧的固定件均分别处于垂直轴线的两个平行平面内，两端对齐，LED发光光源中，在垂直于轴线的横截面内，LED灯珠发出特定波长范围的紫外光，经过光学元件进行准直或聚焦，所有发光部件组合成辐照腔后，其中所有LED发光光源发出的紫外光束均汇交于共同的轴线，在垂直于轴线的截面内，以各LED发光光源发出的紫外光束边缘为边界，做出包络圆，以该包络圆为截面，以共同的轴线为轴线的圆柱，称为光斑柱，只要被辐照对象处于该光斑柱中，就会接受来自于LED发光光源发出的紫外光对表面的均匀照射；所有发光部件两端对齐，合拢在一起但不直接连接固定，组成完整的闭合辐照腔，其中一个发光部件直接固定于机架，其余的发光部件均通过传动构件与机架连接，驱动传动构件，能够使与传动构件连接的发光部件实现与固定于机架上的发光部件的相对运动，实现相对打开和合拢的目的；组成辐照腔的发光部件在传动构件的驱动下合拢后，形成完整的辐照腔，通过传动构件的支撑，能够实现各组成部件间的相对定位与固定，沿轴向各发光部件两端对齐，各发光部件的轴线重合，所有LED发光光源绕重合的轴线周向分布，且发出的紫外光束照向重合的轴线，各发光部件合拢后，相互接触但不直接连接固定，其接触面位于过重合的轴线的轴向截面中，各发光部件中，两侧固定件与其相邻部件的固定件的接触面均通过辐照腔中紫外光汇聚的轴线；发光部件间相对运动的方式是相对移动或做曲线轨迹的相对运动，驱动力由电动、液压、气动或人工手动提供；完整的紫外LED辐照腔由两个发光部件组成，其中一个发光部件直接固定于机架上，另一个发光部件不直接与固定的发光部件连接，而是通过传动构件与机架间接连接，能够做与固定的发光部件开合的相对运动，气缸体的端部以转动副与机架铰接，传动构件为摆杆，摆杆与机架铰接，能够相对机架转动，其一端与气缸的活塞杆铰接，另一端与紫外LED辐照腔的活动发光部件刚性连接，汽缸活塞杆伸出，驱动摆杆相对于机架顺时针转动，带动活动的发光部件相对于固定于机架的发光部件分开；气缸活塞杆收回，驱动活动的发光部件与固定的发光部件合拢，直至两个发光部件的辐照轴线重合，组成完整的紫外LED辐照腔。8.根据权利要求1所述的可开合的LED紫外光辐照装置，其特征在于，完整的紫外LED辐照腔由两...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪，郑海峰，李迎，
申请(专利权)人：哈尔滨哈普电气技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23