礦用防爆節能燈的製作方法
2023-05-22 13:52:41 1
專利名稱：礦用防爆節能燈的製作方法
技術領域：
本設計屬礦用防爆照明設備，用於煤礦井下瓦斯爆塵工作場所或其它具有爆炸性氣體場作的照明。
目前流行的KBY－15、KBY－20型防爆螢光燈是1945年PBЛA型螢光燈的改型產品，額定功率為15－20瓦，光通量580－930流明，在額定電壓為127伏的線路上電流為0.3－0.35安培，功率因數僅0.45。供電電壓受動力負載影響較大有時電壓高達140伏使燈管燒壞或發黑，有時低到90伏則燈管難以起輝。防爆型白熾燈雖可解決供電電壓低難以起輝問題，但白熾燈光效僅10流明／瓦，若電壓降低10％則光通量減少30％。且白熾燈燈絲工作溫度高達2000℃多度，燈泡在意外事故破損時即使立即切斷電源，由於燈絲具有熱隋性也要經過100－200毫秒時間才能降到不至引起瓦斯爆炸的安全溫度。
本設計的目的是提供一種光效高、耗電小、功率因數高、適應電壓波動大、無燈絲熱隋性的新型礦用防爆燈。
本設計的目的是這樣實現的，包括防爆型外殼1、2、L形板制護網3、玻璃罩4、稀土三基色燈管8、超前切斷電源裝置10、電子電路板11所構成的防爆節能燈。電子電路LC產生串聯自由振蕩，振蕩頻率f0=12LC]]>。 電源經R1給C2充電，C2充電電壓達到擊穿D6電壓時經D6輸出一窄脈衝鋸齒電流使BG2導通，電源經D1－D4橋式整流後的直流電壓E、向LC串諧迴路充電，由於高頻變壓器B的互感耦合作用使BG2截止、BG1導通，LC串諧迴路放電。若串諧迴路容抗XC＝ 1/(2πfc) 與感抗XL＝2πfL，二式互等即XC＝XL，迴路的阻抗Z即等於迴路的直流電阻RZ=R2+(XC-XL)2=R2=R]]>，迴路的電流I將最大I＝ (E)/(Z) ，為了減少起輝時大電流對燈管燈絲的衝擊，在迴路中設置了R7，調整R7的阻值可以選擇起輝電流的大小。迴路中C越小低電壓起輝性能越好但工作電流越小，L的電感量越小工作電流越大，但電壓與電流成線性變化，穩定性差。適當選擇變壓器B的匝數比，即可調整開關管BG1、BG2的基極輸入電流幅值使集電極的方形波更加陡峭，開關管集電極與發射極之間壓降最小，電路效率最高，自耗在1W以下。燈管起輝後串諧迴路的頻率略有下降，一般約在30KHZ－31.5KHZ之間功率因數0.9左右，電路呈容性即容抗大於感抗XC＞XL，阻抗也大於直流電阻Z＞R，適當選擇元件參數，可以使電源電壓在70伏至155伏範圍內變化，電路額定功率電流不隨電源電壓變化，而有數毫安的負增長，電流特性曲線為N形。
本設計選用的稀土三基色燈管8為TDN13－H和YDN13－2H型，額定功率13瓦，在額定電壓127伏時電源電流100毫安，燈管功率12.3瓦，光通量785流明，光效、63.8流明／瓦，紅光31％。在額定電壓127伏時－20℃～40℃或常溫下75伏－150伏電壓可以一次起輝，起輝後工作頻率高達30KHZ－31KHZ，故無工頻頻閃效應，眼睛不易疲勞。玻璃罩4的透光面相對位置小於180°範圍內滿面粘塗反光物質和耐熱耐潮保護材料4.1、使有效光量投射到需要的方向去。玻璃罩4的外面設置L形板材衝制護網3、遮光率較KBY型減少2倍多，護網3固定在外殼2上，外殼2與外殼1藉助螺釘聯為一體，外殼2內裝燈座切斷裝置21，外殼1內裝電路板11、和超前切斷電源裝置10、外殼1設引線口6以便電源引入和引出，外殼1、2淨容積小於0.5升由抗拉強度、20KG／MM2的ZL15合金鋁鑄造，其中含矽6－8％，鎂0.3％，鋅11－14％，加工設計符合《煤礦電氣設備製造規程》要求。
超前切斷電源裝置10是為防止燈管8受到意外破碎時電子電路板11處於空載狀態，二、三極體、電阻、電容要發熱甚至燒紅而引起瓦斯爆炸。切斷裝置10的作用，當燈管8破碎時，燈管對動燈座20的壓力立即消失，彈簧22復位，動觸點24斷開裝於定燈座23上面的靜觸點25，燈管8電路被切斷。固定於燈座蓋26、導向套27中的傳動杆28頂壓電路板蓋12的力也同時消失，電路板11藉助導向杆16上面彈簧17的力使觸片13與定位圈15內的保險管14斷開，電路板11的電源被切斷，觸片13的電源來源於聯接片19上的螺釘18，全部元件裝於一塊耐弧塑料座上、組成斷切裝置10，又因電路板11元件發熱於瓦斯爆炸之前就被切斷電源，故稱超前切斷電源裝置。
電子電路板11也可裝配於KBY－15、KBY－20型目前應用的礦用防爆螢光燈內，取代電感式鎮流器，重量只有原電感式鎮流器、1／8，取消了原危險的(火花)起輝器，燈管壽命延長1.5－2倍，光效提高、50流明／瓦以上，電源電壓在75－150伏變化可以一次起輝，電源電流由0.35安減為0.15安，節能效果顯著。
本設計通過這一新穎結構組合，在於避免了現有礦用防爆照明技術之不足，而提供一種新型的礦用防爆節能燈。
附圖給出了本設計的實例
圖1是礦用防爆節能燈正視圖。
圖2是超前切斷電源結構圖。
圖3是燈座切斷裝置結構圖。
圖4、5是圖1的剖視圖。
圖6、7是電路、電路板圖。
本實施例的防爆外殼1、2燈座切斷裝置21的結構與公知的防爆結構一致，電路中三級管開關原理、LC串諧原理與公知的原理類同，其公稱尺寸分H型、2H型，其中H型φ100MM、長330MM，2H型φ100MM，長250MM。
電子電路板11依助導向杆16聯結於超前切斷裝置10導向杆的另一端將超前切斷裝置10緊固於外殼1，外殼1與外殼2用螺釘聯為一體，外殼2內裝燈座切斷裝置21，下端聯接護網3，倒掛環5的螺釘頂緊玻璃罩4、與外殼2聯結，透明軟塑緩衝墊9將燈管頂入燈座切斷裝置21。
工作時首先將燈管8的燈腳裝入燈座切斷裝置21，調節燈座21與外殼2之間嚙合的螺紋使動觸點24與靜觸點25閉合，傳動杆28受動燈座20中心軸的力，推動電路板蓋12、受力於電路板11，壓縮彈簧17，保險管14接通觸片13的電源使燈管8受電起輝。
固定接裝於永久大巷的防爆燈宜用H型燈，以掛環7、倒掛環5將燈管8水平橫裝於大巷中心頂板處，或用無反光物4.1的2H型燈垂直裝於大巷中心頂板處。對於高度不足2M的巷道按裝的防爆燈宜用2H型以掛環7掛於巷道上方兩側直角處，由於掛環7中心偏離兩引線口6軸線，故懸掛後產生與頂平面成30°～50°的頃斜角，使光線中心投向地面需要照明處。移動式照明難免有衝擊、碰撞的可能，雖有強度較高的護網3保護玻璃罩4，但宜用單端引入口6的外殼，並用倒掛環5使玻璃罩4向上，鋁合金外殼1向下，耐碰撞係數可提高許多倍。
權利要求1.一種實用新型礦用防爆節能燈由防爆外殼1、2護網3、玻璃罩4，掛環5、7，燈管8，超前切斷電源裝置10，電子電路板11等組成，其特徵在於全部電路元件、電路板被小於0.5升的防爆外殼1.2遮蔽，燈管8裝在平底形玻璃罩4內。
2.根據權利要求1所述的防爆節能燈，其特徵在於採用了稀土三基色燈管8，燈管8受玻璃罩4和L形護網3保護，在燈管8底部與平底玻璃罩4之間設置了透明的緩衝、定位墊9，在玻璃罩4的透光面相對位置小於180°範圍內滿面粘塗反光物質4.1並在反光物質的外層塗有耐熱耐潮保護材料。
3.根據權利要求1所述的防爆節能燈，其特徵在於電源切斷裝置10是在觸片13與電子電路板11之間設置了保險管14，藉助導向杆16、彈簧17的作用，在燈管8意外破碎時電子電路板11的電源被超前切斷裝置10切斷。
4.根據權利要求1所述的防爆節能燈，其特徵在於外殼1上設置中心略偏於兩引線口6軸線的掛環7，在L形板制護網3、底部設有倒掛環5。
5.根據權利要求1所述的防爆節能燈，其特徵在於電子電路11具有電流負增長特性，特性曲線為「N」形。
專利摘要實用新型防爆節能燈，是礦用防爆照明的換代產品，稀土高效燈管及電子電路板、超前切斷電源裝置分別裝於L形板制護網、玻璃罩和防爆型外殼內。電子電路板適用於交直流電源，在額定電源電壓最低至最高變化兩倍時，燈管可以一次起輝，而輸入電流穩定。較目前流行的KBY—15型防爆螢光燈輸入電流小2/3、輸出光通量大1/3，較防爆型白熾燈輸入電流小6倍多。並且體積小、重量輕、光色好、無頻閃效應眼睛不易疲勞，功率因數高達0.9以上，適用於煤礦井底車場、永久大巷、電氣洞室、運輸道和掘進、回採、檢修用移動照明。
文檔編號H05B41/14GK2110135SQ9122504
公開日1992年7月15日 申請日期1991年9月15日 優先權日1991年9月15日
發明者陸維康 申請人:陸維康