一種採用中頻爐加熱方式的陶瓷金滷燈電弧管封接爐頭的製作方法

2023-06-28 16:12:36 2

一種採用中頻爐加熱方式的陶瓷金滷燈電弧管封接爐頭的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種採用中頻爐加熱方式的陶瓷金滷燈電弧管封接爐頭，適用於陶瓷金屬滷化物燈電弧管的真空封接。其特徵在於：該封接爐頭包括PLC控制系統、中頻爐、鐘罩、石墨加熱體、高溫隔熱機構、電弧管託具、爐頭底座及氣缸升降裝置；本實用新型提供的自動化陶瓷金滷燈電弧管封接爐頭，相比傳統封接爐頭，降低了爐頭結構的複雜性、節省材料與成本，其次加熱速度快、氧化脫炭少。不僅省去冷卻水管道而且減少了體積，更大好處是便於安裝和清潔鐘罩內部汙垢。本實用新型新的石墨加熱體體積比石墨電阻式加熱體體積還小，它的特殊結構又可對陶瓷管封接部四周環形均勻加熱，可以精確控制焊料的封接深度和一致性，保證了產品質量。
【專利說明】一種採用中頻爐加熱方式的陶瓷金滷燈電弧管封接爐頭
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種採用中頻爐加熱方式的陶瓷金滷燈電弧管封接爐頭，適用於陶瓷金屬滷化物燈電弧管的真空封接。
【背景技術】
[0002]目前，陶瓷金滷燈電弧管封接設備基本是在鈉燈電弧管封接設備基礎上發展起來的。現有的鈉燈電弧管封接設備將電弧管在封接爐內排成一排，爐體空間較大造成封接爐體內兩端熱量損失較大，爐體內溫度不一致，使電弧管封接時受熱不均勻；同時加熱過程中陶瓷電弧管管腔部分未能得到有效隔熱，致使管腔內的汞及金屬滷化物不同程度蒸發。
[0003]另外一種封接爐頭也為圓筒形爐體，此爐體採用金屬做成，石墨加熱體則採用電阻式加熱，石墨體本身為加熱電阻，體積較大，管壓不易控制，封接時產生大量的熱量輻射到陶瓷電弧管上，致使汞和金屬滷化物不同程度蒸發，另外其金屬爐體內還需設有對其進行冷卻的冷卻水(或防凍液)管道，結構比較複雜，造價高。

【發明內容】

[0004]發明目的:本實用新型提供一種採用中頻爐加熱方式的陶瓷金滷燈電弧管封接爐頭，其目的在於解決現有的封接爐頭存在金屬滷化物的蒸發、冷卻困難、設備結構複雜等方面存在的問題。
[0005]技術方案:本實用新型是通過以下技術方案實施的:
[0006]一種採用中頻爐加熱方式的陶瓷金滷燈電弧管封接爐頭，其特徵在於:該封接爐頭包括PLC控制系統、中頻爐、鐘罩、石墨加熱體、高溫隔熱機構、電弧管託具、爐頭底座及氣缸升降裝置；鐘罩為半球圓柱筒形狀；石墨加熱體上設有若干槽孔與電弧管託具的槽孔相對應；高溫隔熱機構設有若干槽孔與電弧管託具的槽孔相對應；在封接爐頭內通過高溫隔熱機構將石墨加熱體與電弧管核心部位隔開，以保護陶瓷電弧管內汞及金屬滷化物的穩定性；升降裝置上承放電弧管託具，電弧管託具帶有若干槽孔用於承放陶瓷電弧管；電弧管託具的形狀與爐頭底座孔的形狀相適配，在爐頭底座圓周周圍設有冷卻水管道及抽氣管路；中頻爐的加熱線圈環繞在鐘罩的外部；PLC控制系統與中頻爐、抽氣管路及升降裝置連接在一起。
[0007]所述的高溫隔熱機構由高溫隔熱墊和高溫隔熱管組成，高溫隔熱管為管狀結構，設置在鐘罩內，其內徑大於電弧管託具的直徑；高溫隔熱墊設置在高溫隔熱管上部，高溫隔熱墊上設有若干槽孔與電弧管託具的槽孔相對應。
[0008]所述的中頻爐也可為高頻爐；所述鐘罩為石英或陶瓷材質；所述高溫隔熱墊和高溫隔熱管為石英或陶瓷材質，電弧管託具為鋁合金材質或不鏽鋼金屬材質。
[0009]高溫隔熱墊根據電弧管託具開槽的數量適配同樣數量的圓形孔與之匹配，開孔尺寸根據陶瓷電弧管兩端外徑尺寸的要求開孔直徑在2?8mm，石墨加熱體同樣根據電弧管託具槽孔的數量適配同樣數量的圓形槽孔與之匹配，槽孔根據陶瓷電弧管兩端外徑尺寸的要求開孔直徑為2?10_，並稍大於高溫隔熱墊的開孔直徑。
[0010]所述升降裝置包括電弧管託具、直線軸承、軸承架、軸承杆固定座、氣缸軸、直線軸承杆和氣缸組成，所述電弧管託具設置於軸承架之上，軸承架與直線軸承相固定，直線軸承套在直線軸承杆上。
[0011]所述鐘罩通過鐘罩卡蓋緊固在爐頭底座上。
[0012]所述爐頭底座外圓周平均分布若干開槽孔，通過壓塊將爐頭底座牢牢地緊固在手套箱上層面。
[0013]優點及效果:
[0014]1.本實用新型提供的自動化陶瓷金滷燈電弧管封接爐頭，相比傳統封接爐頭，降低了爐頭結構的複雜性、節省材料與成本，其次加熱速度快、氧化脫炭少。
[0015]2.傳統的爐頭採用不鏽鋼外筒，不鏽鋼爐頭帶有冷卻水管道，使用石英或陶瓷鐘罩代替傳統的不鏽鋼爐頭，不僅省去冷卻水管道而且減少了體積，更大好處是便於安裝和清潔鐘罩內部汙垢。
[0016]3.由於新的石墨加熱體體積比石墨電阻式加熱體體積還小，它的特殊結構又可對陶瓷電弧管封接部位四周環形均勻加熱，可以精確控制焊料的封接深度和一致性，保證了
產品質量。
[0017]4.傳統託具帶有冷卻水裝置，對陶瓷電弧管的尺寸和形狀有著嚴格的要求，只有陶瓷電弧管的管腔形狀與託具的形狀完全相吻合才可以達到工藝要求的冷卻效果。本實用新型採用高溫隔熱墊和高溫隔熱管技術，在託具中不需設有冷卻水，因此爐頭託具對陶瓷電弧管管腔的尺寸和形狀沒有嚴格的要求。
[0018]5.採用PLC控制系統完全脫離於人為操作，能夠均勻控制每一批次電弧管的加熱時間都相同；採用多槽位託具，可以一次性增加封裝電弧管的數量，爐頭內的溫度場均勻，陶瓷電弧管的封接一致性好；採用升降裝置與封接爐頭的嚴密對接，減小石英鐘罩空間降低了能量消耗。
[0019]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0020]圖1為本實用新型主要結構的示意圖；
[0021]圖2為本實用新型主要結構的俯視圖。
[0022]圖中標註:1為鐘罩，2為石墨加熱體,3為高溫隔熱墊,4為高溫隔熱管,5為電極，6為焊料，7為陶瓷電弧管,8為電弧管託具,9為爐頭底座，10為鐘罩卡蓋,11為鐘罩卡蓋O形密封圈，12為底座槽，13為壓塊，14為壓緊螺杆，15抽氣管路，16為初抽閥，17為高抽閥，18為一次充氣閥，19為二次充氣閥，20為爐頭底座O形密封圈，21為冷卻水管道，22為手套箱上層面，23為託具底座，24為直線軸承，25為軸承架，26為軸承杆固定座，27為氣缸軸，28為直線軸承杆，29為手套箱臺架下層面，30為氣缸，31為中頻爐加熱線圈，32為中頻爐，33為託具O形密封圈，34為託具固定螺杆。
[0023]【具體實施方式】:
[0024]本實用新型一種採用中頻爐加熱方式的陶瓷金滷燈電弧管封接爐頭，該封接爐頭包括PLC控制系統、中頻爐32、鐘罩1、石墨加熱體2、高溫隔熱墊3、高溫隔熱管4、電弧管託具8、爐頭底座9及氣缸升降裝置。鐘罩I為半球圓柱筒，以往的爐頭需要設置環繞的冷卻水管道，而本實用新型的圓柱體內壁四周不需環繞冷卻水管道；石墨加熱體2設有若干槽孔與電弧管託具8的槽孔相對應，但石墨加熱體2不需連接電源；在封接爐頭內通過高溫隔熱管4和高溫隔熱墊3將高溫石墨加熱體2與電弧管核心部位隔開，保證陶瓷電弧管7內汞及金屬滷化物的穩定性；升降裝置上承放電弧管託具8，電弧管託具8使用鋁合金材質，採用自然冷卻方式。電弧管託具8帶有若干槽孔用於承放陶瓷電弧管7，電弧管託具8的形狀與爐頭底座通孔的形狀相適配，在爐頭底座9圓周周圍設有冷卻水管道21及抽氣管路15 ;抽氣管路15連有抽真空閥門及工作氣體閥門16?19。電弧管託具8通過氣缸升降裝置進入鐘罩I內，升降裝置與爐頭底座9緊密接觸使鐘罩I內形成密閉環境，通過抽氣管路15抽真空、充氬氣。採用PLC控制系統與中頻爐8及升降裝置連接在一起，實現自動化封接，保證陶瓷電弧管7的封接一致性好，封接溫度及封接時間得到均勻控制。
[0025]在上述封接爐頭中，採用中頻爐加熱方式相比傳統的石墨電阻式加熱方式，優點在於降低爐頭結構的複雜性、節省材料與成本，其次加熱速度快、氧化脫炭少。由於中頻感應加熱的原理為電磁感應，其熱量在石墨內自身產生加熱均勻，芯表溫差極小，溫控精度高，這對製備陶瓷金屬滷化物燈電弧管是非常重要的，應用溫控系統可實現對溫度的精確控制提高產品質量和合格率。
[0026]高溫隔熱管4和高溫隔熱墊3是本實用新型的高溫隔熱機構，高溫隔熱管4為圓柱形體，置於鐘罩I內部，高溫隔熱管4外徑小於鐘罩I內徑，高溫隔熱管4內徑大於電弧管託具8的直徑；高溫隔熱墊3平放於高溫隔熱管4上部，在高溫隔熱墊3上設有與電弧管託具8的管槽位置適配的通孔；開孔尺寸根據陶瓷電弧管7兩端外徑尺寸的要求開孔直徑在2?8_。石墨加熱體2同樣根據電弧管託具8槽孔的數量適配同樣數量的圓形槽孔與之匹配，槽孔根據陶瓷電弧管7兩端外徑尺寸的要求開孔直徑為2?10mm，並稍大於高溫隔熱墊3的開孔直徑。採用高溫隔熱管4和高溫隔熱墊3的方式，實現了隔熱節能的同時降低了陶瓷電弧管7管腔內汞與金屬滷化物的蒸發。
[0027]所述升降裝置包括託具底託23、直線軸承24、軸承架25、軸承杆固定座26、氣缸軸27、直線軸承杆28、和氣缸30，所述託具底託置於軸承架25之上，軸承架25與直線軸承24相固定，直線軸承24套在直線軸承杆28上；所述升降氣缸的缸體與手套箱臺架下層面29相固定，直線軸承杆28與軸承架25相作用，推動電弧管託具8升降。
[0028]所述的中頻爐32也可用高頻爐替代。
[0029]所述抽氣管路15包括初抽閥門16、高抽閥門17、一次充氣閥門18和二次充氣閥門19。所述鐘罩通過鐘罩卡蓋10固定在爐頭底座9上，爐頭底座9通過壓塊13卡住底座槽12位置，將爐頭底座9固定在手套箱上層面22上。
[0030]使用時，將陶瓷電弧管7置於電弧管託具8上的管槽內，PLC控制系統啟動升降裝置，將電弧管託具8置於鐘罩I內，並且電弧管託具8上的數個陶瓷電弧管7的上端穿過高溫隔熱墊3進入對應的石墨加熱體2槽孔內，通過電弧管託具8封住鐘罩I底部，然後對鐘罩I內抽低真空，抽低真空完成後，低真空閥門關閉；高真空閥門打開抽高真空，數秒後PLC控制系統控制中頻爐32加熱石墨體，抽高真空閥門關閉，PLC控制中頻爐32 二次加熱開始，數秒後往陶瓷電弧管7內充入工作氣體氬氣，對陶瓷電弧管7進行封接。封接完成後，PLC控制系統控制二次充氣閥19向封接爐體內充入平衡氣壓的氬氣，PLC控制系統啟動升降裝置下降將託具移出鐘罩，並對置於託具上的陶瓷電弧管進行自然冷卻。在此過程中，爐頭底座9內的冷卻水管道21 —直對底座進行冷卻，保證爐頭產生的熱量不傳入手套箱上層面。由上述過程可以看出，整個過程節省了輔助時間，提高生產效率。
【權利要求】
1.一種採用中頻爐加熱方式的陶瓷金滷燈電弧管封接爐頭，其特徵在於:該封接爐頭包括PLC控制系統、中頻爐(32)、鐘罩(I)、石墨加熱體(2)、高溫隔熱機構、電弧管託具(8)、爐頭底座(9)及氣缸升降裝置；鐘罩(I)為半球圓柱筒形狀；石墨加熱體(2)上設有若干槽孔與電弧管託具(8)的槽孔相對應；高溫隔熱機構設有若干槽孔與電弧管託具(8)的槽孔相對應；在封接爐頭內通過高溫隔熱機構將石墨加熱體(2)與電弧管核心部位隔開，以保護陶瓷電弧管(7)內汞及金屬滷化物的穩定性；升降裝置上承放電弧管託具(8)，電弧管託具(8)帶有若干槽孔用於承放陶瓷電弧管(7);電弧管託具(8)的形狀與爐頭底座(9)孔的形狀相適配，在爐頭底座(9)圓周周圍設有冷卻水管道(21)及抽氣管路(15);中頻爐(32)的加熱線圈(31)環繞在鐘罩的外部；PLC控制系統與中頻爐(32)、抽氣管路(15)及升降裝置連接在一起。
2.根據權利要求1所述的一種採用中頻爐加熱方式的陶瓷金滷燈電弧管封接爐頭，其特徵在於:所述的高溫隔熱機構由高溫隔熱墊(3)和高溫隔熱管(4)組成，高溫隔熱管(4)為管狀結構，設置在鐘罩(I)內，其內徑大於電弧管託具(8)的直徑；高溫隔熱墊(3)設置在高溫隔熱管(4)上部，高溫隔熱墊(3)上設有若干槽孔與電弧管託具(8)的槽孔相對應。
3.根據權利要求1所述的一種採用中頻爐加熱方式的陶瓷金滷燈電弧管封接爐頭，其特徵在於:所述的中頻爐(32)也可為高頻爐；所述鐘罩(I)為石英或陶瓷材質；所述高溫隔熱機構中的高溫隔熱墊(3)和高溫隔熱管(4)為石英或陶瓷材質，電弧管託具(8)為鋁合金材質或不鏽鋼金屬材質。
4.根據權利要求1或2所述的一種採用中頻爐加熱方式的陶瓷金滷燈電弧管封接爐頭，其特徵在於:高溫隔熱墊(3)根據電弧管託具(8)開槽的數量適配同樣數量的圓形孔與之匹配，開孔尺寸根據陶瓷電弧管(7)兩端外徑尺寸的要求開孔直徑在2?8_，石墨加熱體(2)同樣根據電弧管託具(8)槽孔的數量適配同樣數量的圓形槽孔與之匹配，槽孔根據陶瓷電弧管(7)兩端外徑尺寸的要求開孔直徑為2?10_，並稍大於高溫隔熱墊(3)的開孔直徑。
5.根據權利要求1所述的一種採用中頻爐加熱方式的陶瓷金滷燈電弧管封接爐頭，其特徵在於:所述升降裝置包括電弧管託具(8)、直線軸承(24)、軸承架(25)、軸承杆固定座(26)、氣缸軸(27)、直線軸承杆(28)和氣缸(30)組成，所述電弧管託具(8)設置於軸承架(25)之上，軸承架(25)與直線軸承(24)相固定，直線軸承(24)套在直線軸承杆(28)上。
6.根據權利要求1所述的一種採用中頻爐加熱方式的陶瓷金滷燈電弧管封接爐頭，其特徵在於:所述鐘罩(I)通過鐘罩卡蓋(10)緊固在爐頭底座(9)上。
7.根據權利要求1所述的一種採用中頻爐加熱方式的陶瓷金滷燈電弧管封接爐頭，其特徵在於:所述爐頭底座(9)外圓周平均分布若干開槽孔，通過壓塊(13)將爐頭底座牢牢地緊固在手套箱上層面(22)。
【文檔編號】H01J9/26GK203631474SQ201320861538
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】尚忠法 申請人:尚忠法