一種自啟動熱陰極紫外線燈的製作方法

2023-05-27 16:30:56 1

專利名稱：一種自啟動熱陰極紫外線燈的製作方法
技術領域：
一種自啟動熱陰極紫外線燈技術領域[0001 ] 本實用新型涉及一種紫外線燈，尤其是一種自啟動熱陰極紫外線燈。
技術背景[0002]我們日常使用的紫外線殺菌燈(UV燈)屬於一種熱陰極弧光放電低壓汞燈，採用鎢絲做陰極主體，其表面塗敷低逸出功金屬氧化物(電子粉)，通電後，通過鎢絲的加熱工作， 使汞以及其他物質蒸發在燈管內形成低壓汞蒸氣，利用低逸出功金屬氧化物產生的電子流激發低壓汞蒸氣產生電弧的原理產生殺菌消毒用的紫外線。[0003]現有的紫外線燈通常採用圓筒形燈管，其兩端均設有燈絲，此類雙燈絲的設計需同時給兩端的燈絲供電，紫外線燈的安裝較為複雜，燈啟動和點燃時需要啟輝器和鎮流器。 另外，燈管由於採用燈絲加熱產生汞蒸氣和使電子粉發射電子，密封燈管內不可避免地產生雜質氣體，在缺乏對應措施的情況下，對現有的紫外線燈管的壽命產生負面影響；另外， 在某些應用中，比如需要較高的紫外線強度，但燈體的體積受到限制。早期公開的一種白熾燈式的低壓汞燈在低色溫的白熾燈內充汞，通過燈絲加熱並激發汞，使汞原子產生邪4毫微米紫外線。這種燈的優點是它點燃時並不需要鎮流器和啟輝器，故外形可做成球形，體積很小，使用方便。但白熾燈式低壓汞燈也有缺點，因為輸入燈內的功率，絕大部分用於給燈絲加熱，只有很少一部分能量用來使汞原子激發輻射，因此它的邪4毫微米紫外線轉換效率比熱陰極低壓汞燈低。[0004]以這兩款紫外線燈管為代表的傳統設計並不能滿足某些特殊場合的需要，市場需要一種新型的結構緊湊安裝簡易紫外線強度高的紫外線燈管。實用新型內容[0005]為了克服現有技術的缺點，並滿足市場的需要，本實用新型提供一種採用V字型或U字型燈絲的單端自啟動熱陰極紫外線燈，利用發熱燈絲對塗覆在燈絲兩端的電子發射物質進行加熱產生熱電子，進而激發燈管內的汞原子弧光放電以產生較強的紫外線輻射， 並且在燈點燃時並不需要啟輝器就能實現自啟動。[0006]本實用新型採用的技術方案可以描述為[0007]—種自啟動熱陰極紫外線燈，包括由石英玻璃製成的密封燈管，所述燈管的密封腔內充有汞和惰性氣體並設有發熱燈絲，所述發熱燈絲由單條雙螺旋發熱燈絲彎折成V字形或U字形布置，所述發熱燈絲的電阻值介於10到25歐姆之間，所述發熱燈絲兩端還塗覆有電子粉。[0008]作為以上技術方案的一種改進，所述單條雙螺旋發熱燈絲為單根鎢絲繞制或，採用多根鎢絲設計繞製成的主輔式或纜索式。[0009]作為以上技術方案的一種改進，所述發熱燈絲的兩端通過密封固定在夾板內的金屬引線引出並固定，所述發熱燈絲通過金屬支架連有含有鎳、鋯、鋁的金屬或鎳、鋯、鋁形成合金製成的吸氣片，所述吸氣片上塗覆有吸氣劑。[0010]作為以上技術方案的一種改進，所述金屬引線上固定有玻璃塊，所述金屬支架固定在所述玻璃塊內，所述金屬支架的一端與所述吸氣片固定連接，另一端與所述發熱燈絲固定連接。[0011]作為以上技術方案的一種改進，所述吸氣片位於所述發熱燈絲的正面。[0012]作為以上技術方案的一種改進，所述吸氣片與所述發熱燈絲平行布置。[0013]作為以上技術方案的一種改進，所述吸氣片為片狀或弧形，其長度小於40mm，寬度小於17mm。[0014]作為以上技術方案的一種改進，所述發熱燈絲的兩端分別纏繞在一段芯線上並連同所述芯線一起固定在所述金屬引線上。[0015]作為以上技術方案的一種改進，所述燈管內充有的汞和惰性氣體具有介於0. 1到 2. 5KPa之間的壓力。[0016]作為以上技術方案的一種改進，所述自啟動熱陰極紫外線燈進一步包括燈頭及夾板，所述夾板通過夾封加工形成於燈管的一端，所述夾板被燈頭所罩設，所述燈頭為螺旋式或插口式或插腳式。[0017]本實用新型的有益效果是[0018]本實用新型所公開的新型自啟動熱陰極紫外線燈採用了 V字形或U字形的單條雙螺旋形燈絲設計並結合燈絲電阻值介於10到25歐姆之間的設計，在無需改變燈管大小或使用複雜結構(比如多條發熱燈絲)的前提下提供最優化的燈絲結構，其在燈點燃時並不需要啟輝器就能實現自啟動，並在燈點燃後將大部分能量用於激發燈內低壓汞蒸氣進行弧光放電以產生較強的紫外線輻射。本實用新型只在燈絲兩端塗覆電子粉，避免了常規設計中燈絲中部的電子粉受熱氧化反應不完全時產生雜質氣體的問題。另外，發熱燈絲的中部還連接有一塗覆有吸氣劑的吸氣片，其上塗覆的吸氣劑能有效地吸附密封腔內的雜質氣體， 進一步延長燈管壽命。本實用新型使產品更為小型化，紫外線強度高，安裝使用更為方便， 從而使產品的適用範圍更廣。


[0019]圖1為本實用新型的自啟動熱陰極紫外線燈的結構示意圖；[0020]圖2為圖1中的自啟動熱陰極紫外線燈的側視圖；[0021]圖3為圖1中A處的局部放大圖。
具體實施方式
[0022]如圖1和圖2所示，本實用新型所提出的自啟動熱陰極紫外線燈包括密封的燈管 1，所述燈管1 一端設有封接的夾板2，夾板2上通過金屬引線7和金屬支架5在燈管1內固定有發熱燈絲3和吸氣片6，夾板2外罩設有用於固定燈泡並連接外部電源的燈頭10。 其中，燈管1採用石英製成，以最大程度地讓紫外線透過；燈管1內充有壓力介於0. 1到 2. 之間的汞和氬、氖或氪等惰性氣體；燈頭10可根據具體需要選用螺旋式或插口式或插腳式結構。[0023]在一個實施例中，發熱燈絲3採用單條雙螺旋形結構的鎢燈絲並彎成一個「V」字形布置，並只在發熱燈絲3兩端塗覆有電子粉4，燈絲中部(即V字形發熱燈絲3的底端)通4過一個金屬支架5連接有塗覆有吸氣劑的吸氣片6，此吸氣片6由含有鎳、鋯、鋁的金屬或鎳、鋯、鋁形成的合金製成，吸氣劑可以選用鋯粉。[0024]當然，在另外的實施例中，發熱燈絲3可以彎成一個「U」字形以達到同樣的效果。 另外，發熱燈絲3可以選用單根鎢絲繞製成雙螺旋狀的燈絲，或者是採用多根鎢絲設計繞製成主輔式或纜索式的單條燈絲設計，燈絲同樣為雙螺旋狀。注意到，「V」字形或「U」字形的燈絲結構均為一種在燈絲兩端配合電子粉使用即可實現弧光放電功能的設計，其在燈點燃時並不需要啟輝器就能實現自啟動。[0025]優選地，發熱燈絲3的電阻值介於10到25歐姆之間，能提供恰到好處的發熱量和工作電流，能有效地提高燈泡的效率。[0026]V字形或U字形的發熱燈絲3的兩個頂端通過密封固定在夾板2內的金屬引線7 固定在燈管1的密封腔內，金屬引線7與封裝在夾板2內的鉬片11相連接，鉬片11再通過金屬引腳12與燈頭10上的極點相連接。另外，用於固定發熱燈絲3的兩根金屬引線7上還固定有玻璃塊8，金屬支架5貫穿固定在玻璃塊8上，金屬支架5的兩端分別與發熱燈絲 3和吸氣片6固定連接，吸氣片6位於發熱燈絲3的正面並與發熱燈絲3平行布置以吸收燈絲髮熱時產生的雜質氣體。優選地，吸氣片6為片狀或弧形，其長度小於40mm，寬度小於 17mm，在不影響發光效率的情況下最大限度地吸收雜質氣體。[0027]除此之外，發熱燈絲3的兩端分別纏繞在一段芯線9上並連同芯線9 一起焊接或夾裝固定在金屬引線7上，芯線9由含有鎢、鉬或鎳的金屬，或鎢、鉬或鎳形成的合金製成。 帶有芯線的燈絲具有連接牢固、強度高、組裝過程損傷小、抗振效果好、燈絲功率損耗小、使用壽命長的優點。[0028]這樣，本發明使用單根雙螺旋的V字形或U字形發熱燈絲作為燈管的熱陰極，在電流的作用下，作為陰極的發熱燈絲的兩端上的電子粉受熱發射電子激發汞蒸氣放電產生電弧，電流大部分通過電弧產生紫外線輻射，小部分流過燈絲使燈絲保持一定溫度，並且燈在點燃時並不需要啟輝器就能實現自啟動。發熱燈絲的V字形或U字形結構有利於建立電極之間的放電電壓，燈絲中部未塗覆電子粉4，有效地減少了雜質氣體的產生，同時吸氣片6 上塗覆的吸氣劑能有效地吸附密封腔內的雜質氣體，進一步延長燈管壽命。[0029]以上所述只是本實用新型優選的實施方式，其並不構成對本實用新型保護範圍的限制，只要是以基本相同的手段實現本實用新型的目的都應屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種自啟動熱陰極紫外線燈，包括由石英玻璃製成的密封燈管(1)，其特徵在於所述燈管(1)的密封腔內充有汞和惰性氣體並設有發熱燈絲(3)，所述發熱燈絲(3)為單條雙螺旋發熱燈絲彎折成V字形或U字形布置，所述發熱燈絲(3)的電阻值介於10到25歐姆之間，所述發熱燈絲(3 )兩端還塗覆有電子粉(4 )。
2.根據權利要求1所述的自啟動熱陰極紫外線燈，其特徵在於所述單條雙螺旋發熱燈絲(3 )為單根鎢絲繞制，或採用多根鎢絲設計繞製成主輔式或纜索式。
3.根據權利要求1所述的自啟動熱陰極紫外線燈，其特徵在於所述發熱燈絲(3)的兩端通過密封固定在夾板(2)內的金屬引線(7)引出並固定，所述發熱燈絲(3)通過金屬支架 (5)連接有含有鎳、鋯、鋁的金屬或鎳、鋯、鋁形成的合金製成的吸氣片(6)，所述吸氣片(6) 上塗覆有吸氣劑。
4.根據權利要求3所述的自啟動熱陰極紫外線燈，其特徵在於所述金屬引線(7)上固定有玻璃塊(8 )，所述金屬支架(5 )固定在所述玻璃塊(8 )內，所述金屬支架(5 )的一端與所述吸氣片(6)固定連接，另一端與所述發熱燈絲(3)固定連接。
5.根據權利要求3所述的自啟動熱陰極紫外線燈，其特徵在於所述吸氣片(6)位於所述發熱燈絲(3)的正面。
6.根據權利要求3所述的自啟動熱陰極紫外線燈，其特徵在於所述吸氣片(6)與所述發熱燈絲(3)平行布置。
7.根據權利要求3所述的自啟動熱陰極紫外線燈，其特徵在於所述吸氣片(6)為片狀或弧形，其長度小於40mm，寬度小於17mm。
8.根據權利要求3所述的自啟動熱陰極紫外線燈，其特徵在於所述發熱燈絲(3)的兩端分別纏繞在一段芯線(9)上並連同所述芯線(9) 一起固定在所述金屬引線(7)上。
9.根據權利要求1所述的自啟動熱陰極紫外線燈，其特徵在於所述燈管(1)內充有的汞和惰性氣體具有介於0. 1到2. 5KPa之間的壓力。
10.根據權利要求1所述的自啟動熱陰極紫外線燈，其特徵在於所述自啟動熱陰極紫外線燈進一步包括燈頭(10)及夾板(2)，所述夾板(2)通過夾封加工形成於燈管(1)的一端，所述夾板(2)被所述燈頭(10)所罩設，所述燈頭(10)為螺旋式或插口式或插腳式。
專利摘要本實用新型公開了一種自啟動熱陰極紫外線燈，其包括密封燈管，所述燈管一端設有封接的夾板，所述燈管內充有汞和惰性氣體並在夾板上設有彎折成V字形或U字形布置的單條雙螺旋狀發熱燈絲，其電阻值介於10到25歐姆之間，其兩端還塗覆有電子粉，中部通過金屬支架連接塗覆有吸氣劑的吸氣片。本實用新型採用兩端塗覆有電子粉的V字形或U字形單根燈絲結構以建立電極之間的放電電壓，此自啟動熱陰極紫外線燈不僅結構緊湊安裝簡便，且紫外線強度高，從而滿足特殊場合的需要，並能有效地延長了燈絲的壽命，便於安裝使用。
文檔編號H01J61/04GK202275799SQ20112040785
公開日2012年6月13日 申請日期2011年10月24日 優先權日2011年10月24日
發明者程泰松 申請人:鶴山市廣明源照明電器有限公司