CN101266903A - 一种可充分利用氙气的充排气方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可充分利用氙气的充排气方法和装置，其方法是采用一个与充排气系统并联的回收系统将充排气系统内残余的氙气进行收集存贮，并用于下一批电弧管的充气。其装置由一个充排气系统和残余氙气的回收系统组成，充排气系统包括一个四通连接件以及分别与该四通连接件四个端口连接的三个阀门和一个电弧管排列管道，三个阀门分别连接抽真空装置、冲洗气体进口和工作气体氙气进口，电弧管排列管道上可同时放置多只待充气的电弧管；回收系统设置在电弧管排列管道的一端，由一个回收装置和阀门组成，所述阀门设置于所述电弧管排列管道与回收装置之间。本发明可使氙气灯生产中氙气的利用率大大提高，由现在不足30％提高到95％以上。

Description

一种可充分利用氙气的充排气方法和装置
技术领域
本发明属于电光源技术领域，具体涉及一种可充分利用和回收氙气的充排气方法和装置，适用于汽车氙气前大灯和其它以氙气为工作气体的电光源产品的制造。
背景技术
车用氙气灯具有瞬时强光输出、节能、安全和超长寿命等优点，是汽车前大灯的发展方向。车用氙气灯内充有约6个大气压的氙气作为启动气体，现有的充气方法是利用一个充排气系统对排成一排的若干个电弧管进行抽真空与冲洗杂质气体的多次交替工作，待电弧管内杂质气体降至工艺要求后，再通过该充排气系统充入工作气体，最后通过封管完成充气过程。这种充排气方法的缺点是，氙气太浪费，利用率太低。因为每次对一批电弧管充氙气后，管路中留下来的氙气，在下一次充排气过程中，与下一批电弧管内的空气一起被抽出，白白浪费掉。在目前氙气价格昂贵且不断上涨情况下，这种充排气工艺严重威胁到氙气灯制造厂家的生产成本和产品的市场竞争力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的缺点，提供一种新颖的氙气冲排气方法及装置，使氙气灯生产中氙气的利用率大大提高。
本发明解决技术问题所采用的技术方案分别是：
一种可充分利用氙气的充排气方法，用于以氙气为工作气体的电光源产品的充排气工序，它利用一个充排气系统先对排成一排的若干个电弧管进行抽真空和冲洗杂质气体的多次交替工作，直至电弧管内杂质气体降至工艺要求后，再由所述充排气系统向所述成排的电弧管内充入氙气，待这批半成品氙气灯封割后，再通过一个与所述充排气系统并联的回收系统将充排气系统内残余的氙气进行收集存贮，回收系统内存贮的氙气用于下一批电弧管的充气。
一种应用上述方法的氙气充排气装置，主要由一个充排气系统组成，所述充排气系统包括一个四通连接件以及分别与该四通连接件四个端口连接的三个阀门和一个电弧管排列管道，三个阀门分别连接抽真空装置、冲洗气体进口和工作气体氙气进口，所述电弧管排列管道上可同时放置多只待充气的电弧管；除上述充排气系统外，还有一个可收集残余氙气的回收系统，该回收系统设置在电弧管排列管道的一端，由一个回收装置和阀门组成，所述阀门设置于所述电弧管排列管道与回收装置之间。
为便于控制电弧管内氙气的充入量，充排气系统上设置了一个压力表。
作为进一步优化，回收装置是一个气缸。气缸的容积是充排气系统内腔容积13倍或以上时效果更好。
回收装置也可以是一个带有可分离冷却装置的容器。如一个石英瓶，而石英瓶放在一个液氮容器内。
有益效果：本发明的充排气方法和装置，与现有技术相比，由于增设了一个回收系统，可对前一次充气后在充排气系统中残余的氙气进行暂时存贮，用于下一次充气，从而实现重复利用，大大提高了价格昂贵的工作气体——氙气的利用率，达到了降低材耗和产品成本的效果。当回收装置是一个气缸时，通过增加气缸与充排气系统内腔的容积比，可使充排气系统内残余氙气在经气缸作用后压力变得非常小、非常稀薄，亦即进行下一次充气前被抽真空系统排出外面浪费掉的氙气变得很少。同样，当回收装置是一个带可分离冷却装置的容器时，通过增大充排气系统内部与回收容器的温度差，也可提高氙气回收利用率、减少浪费。
附图说明
图1是本发明装置的一个具体结构示意图；
图2是本发明装置使用与图1不同的回收装置时的一个具体结构示意图；
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
具体实施方式
如图1所示，本发明装置由充排气系统9和可收集残余氙气的回收系统1 0组成。充排气系统9由四通连接件1、电弧管排列管道8、压力表7和电磁阀门2、3、4组成，压力表7可显示充排气系统内的真空度和所充气体的压力。电磁阀门2连接抽真空泵，电磁阀门3连接氩气进口，电磁阀门4连接氙气进口，电弧管排列管道8上可同时放置八个待充气的电弧管。回收系统10设置在电弧管排列管道8的尾端，由气缸6和电磁阀门5组成，电磁阀门5设置在电弧管排列管道8与气缸6之间。
在电弧管排列管道8上安装好一批待充气电弧管后，先开启阀门2进行抽真空，然后关闭阀门2和开启阀门3，放入氩气对电弧管进行杂质气体冲洗，再关闭阀门3和开启阀门2，重新进行抽真空，上述抽真空过程和冲洗过程交替进行2～3次，直至充排气系统和电弧管内的杂质气体降至工艺要求后，打开阀门4，并通过压力表7的监控充入所需的氙气。为了实现汽车前大灯照明的即开即亮的特殊要求，封排后的成品氙气灯内的氙气压力至少需要6个大气压，由此值并通过热力学的等温定律可换算知道充入电弧管的氙气气压。根据氙气灯所用电弧管的几何尺寸，可推算出电弧管内充入氙气的气压均在0.6个大气压以上。氙气充到所需压力后关闭阀门4，即可割封电弧管排列管道8上的半成品氙气灯。
本实施方式中，待半成品氙气灯封割后，先打开阀门5，并通过气缸6将充排气系统内即四通连接件1和电弧管排列管道8内残存的高压氙气抽入气缸内，然后关闭阀门5。由于气缸6相对四通连接件1和电弧管排列管道8具有很大的容积比，经气缸抽气后，四通连接件1和电弧管排列管道8内的氙气压将降至0.05个大气压以下，该部分也就是下一次充气前被真空泵抽走并浪费的氙气量。可见，经气缸作用后，充排气系统内残存而在下一次充氙气前会被排放掉的氙气量比现有技术减少了10倍以上。
待下一批电弧管经冲洗和抽真空后需充入氙气时，先打开阀门5，通过气缸的推进将上一次储存在气缸内的氙气压入电弧管和四通连接件1及电弧管排列管道8内，然后再关闭阀门5，同样由于大容积比的原因，压入的氙气压力可达0.5个大气压左右，此时，再打开氙气充气阀门4，将氙气压补充至所需值。
重复上述充排气和回收工作过程，可实现对电弧管的连续充氙气，而且氙气被最大限度的利用。
经计算，对35W汽车氙气前大灯充排气时，需充入氙气0.62个大气压。六只电弧管与充排气系统的容积比为0.27。按照原来工艺，氙气的利用率不到30％。本实施方式中，若气缸容积是充排气系统的13倍，经气缸抽气后，充排气系统中的氙气压降至0.043个大气压；气缸中存贮的氙气压入下一批电弧管内时可形成0.557个大气压的氙气压，仅需额外补充0.063个大气压的氙气。图1所示实施方式的实际效果是使1立方米氙气的可充量由现有技术的不到4万只提高到了25万只以上，也就是使氙气的利用率由现有技术的不足30％提高到95％以上。
如图2所示实施方式，除了将回收装置改成石英瓶11外，其余与图1所示实施方式相同，石英瓶11放在液氮容器12内。在液氮容器12作用下，石英瓶11的温度大大低于充排气系统内的温度，所以当阀门5打开时，充排气系统内残存的氙气产生流动被冻入石英瓶11中，此时充排气系统内的氙气压将降至0.02个大气压左右。待下一批电弧管需充入氙气时，先打开阀门5，然后将石英瓶11移出液氮容器12，同样由于温差关系，使上一次储存在石英瓶11内的氙气流入充排气系统和电弧管内，且氙气压可达0.5个大气压左右，再关闭阀门5，然后，再打开氙气充气阀门4，将氙气压补充至所需值。
经实际使用，本实施方式装置对六只35W汽车氙气前大灯进行充排气，残余氙气被冻入石英瓶11后，充排气系统内的氙气压将降至0.021个大气压；储存的氙气从石英瓶进入第二批电弧管内时压力可达0.582个大气压，仅需额外补充0.038个大气压的氙气。图2所示实施方式的实际效果是使1立方米氙气的可充量由现有技术的不到4万只提高到了28万只以上，也就是使氙气的利用率由现有技术的不足30％提高到99％以上。
本发明方法和装置不仅适用氙气灯的充排气，也适用于以其它气体为工作气体的电光源产品的充排气，其中的冲洗气体也不局限于氩气。所有采用类似于本发明的方法和装置，替换工作气体和冲洗气体，应用于电光源产品制造的其它方法和装置，都视为本发明的等同技术。

Claims (7)

1、一种氙气的充排气方法，用于以氙气为工作气体的电光源产品的充排气工序，它利用一个充排气系统先对排成一排的若干个电弧管进行抽真空和冲洗杂质气体的多次交替工作，直至电弧管内杂质气体降至工艺要求后，再由所述充排气系统向所述成排的电弧管内充入氙气，其特征在于：待这批半成品氙气灯封割后，再通过一个与所述充排气系统并联的回收系统将充排气系统内残余的氙气进行收集存贮，回收系统内存贮的氙气用于下一批电弧管的充气。
2、一种氙气充排气装置，应用了权利要求1所述的方法，它主要由一个充排气系统组成，所述充排气系统包括一个四通连接件以及分别与该四通连接件四个端口连接的三个阀门和一个电弧管排列管道，三个阀门分别连接抽真空装置、冲洗气体进口和工作气体氙气进口，所述电弧管排列管道上可同时放置多只待充气的电弧管，其特征在于：本充排气装置还有一个可收集残余氙气的回收系统，该回收系统设置在电弧管排列管道的一端，由一个回收装置和阀门组成，所述阀门设置于所述电弧管排列管道与回收装置之间。
3、如权利要求2所述氙气充排气装置，其特征在于：所述充排气系统上设置了一个压力表。
4、如权利要求2所述氙气充排气装置，其特征在于：所述回收装置是一个气缸。
5、如权利要求4所述氙气充排气装置，其特征在于：所述气缸的容积是充排气系统内腔容积的13倍或以上。
6、如权利要求2所述氙气充排气装置，其特征在于：所述回收装置是一个带有可分离冷却装置的容器。
7、如权利要求6所述氙气充排气装置，其特征在于：所述作为回收装置的容器是一个石英瓶，冷却装置是一个液氮容器，所述石英瓶放在液氮容器内。
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