CN102347183B

CN102347183B - 一种陶瓷金卤灯电弧管封接炉

Info

Publication number: CN102347183B
Application number: CN201110302014.5A
Authority: CN
Inventors: 何荣开; 吕家东; 王海鸥; 张建; 陈刚
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2011-10-09
Filing date: 2011-10-09
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2031-10-09
Also published as: CN102347183A

Abstract

本发明公开了一种陶瓷金卤灯电弧管封接炉，包括炉体、石墨电极、模具、炉体底板、模具托盘和升降装置；炉体内炉腔为圆筒形腔体，在腔壁内设有冷却水通道；升降装置上设有承托台，模具托盘放置在承托台上；模具托盘的形状与炉体底板上通孔的形状相适配，且其内设有对其进行冷却的冷却水通道；模具放置在模具托盘上；模具通过模具托盘和承托台置于炉体的炉腔内，且模具托盘封住炉体底板的通孔；模具上设有一组承装陶瓷电弧管的管腔，且管腔成圆周形排布。本发明提供的封接炉，采用圆筒形炉腔以及陶瓷电弧管圆周形排布，使陶瓷电弧管的封接一致性好；氪氩气的利用效率高、排放少；可移动式的模具设计，减少了辅助时间的消耗，提高了生产效率。

Description

一种陶瓷金卤灯电弧管封接炉

技术领域

本发明涉及一种高效节能的陶瓷金卤灯电弧管封接炉，适用于气体放电光源陶瓷金属卤化物灯电弧管的真空封接，也可适用于钠灯陶瓷电弧管的封接。

背景技术

目前，陶瓷金属卤化物灯电弧管封接设备基本是在钠灯电弧管封接设备基础上发展起来的，电弧管在封接炉内排成一排，这需要较大的炉体内空间，造成了充入灯管内的氪氩混合气的严重浪费；且炉体内两端热量损失较大，炉体内温度不一致，使电弧管封接时受热不均匀，降低了合格率；同时炉体内空间大，使加热温区不够集中，热损耗较大，加热需要更大的电流，能耗较大，不够节能；且模具与托架固定连接，装卸电弧管所需的辅助时间较长，设备使用效率低。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高效节能的陶瓷金卤灯电弧管封接炉。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种陶瓷金卤灯电弧管封接炉，该封接炉包括炉体、石墨电极、承装陶瓷电弧管的模具、炉体底板、承托模具的模具托盘和升降装置；所述炉体内设有放置模具的炉腔，且炉腔为圆筒形腔体，开口端设置在炉体的底端，其腔壁内设有对其进行冷却的冷却水通道，在炉体上连接有工作气充气电磁阀、平衡气压充气电磁阀和抽真空接头；所述石墨电极包括发热端和接线柱，所述接线柱穿过炉体的腔壁，并与炉体相固定，且发热体置于炉体的炉腔内，在接线柱与炉体之间设有绝缘隔板；所述炉体底板固定在炉体上，封住炉体的底端开口，在炉体底板上设有通孔；所述升降装置上设有承托台，所述模具托盘放置在承托台上；所述模具托盘的形状与炉体底板上通孔的形状相适配，且其内设有对其进行冷却的冷却水通道；所述模具放置在模具托盘上；所述模具通过模具托盘和承托台置于炉体的炉腔内，且模具托盘封住炉体底板的通孔；所述模具上设有一组承装陶瓷电弧管的管腔，且管腔成圆周形排布。

在上述封接炉中，炉腔采用圆筒形炉腔，管腔采用环形分布，与现有的成排分布结构相比，模具在炉体内部的占用空间更小，炉腔的空间也小，能够节省氪氩混合气的使用，并且能够安装更多的陶瓷电弧管；炉体的腔壁上的冷却水通道可以设计成环绕炉腔数周的环形通道，这样能够使炉体的冷却更均匀。

使用时，将陶瓷电弧管置于模具上的管腔内，再盖上陶瓷盖板，将模具放置在模具托盘上，然后将模具托盘连同放入陶瓷电弧管的模具置于承托台上，启动升降装置，将模具置于炉腔内，并通过模具托盘封住炉体底板并固定好模具托盘，对炉体内抽真空，石墨电极加热，并在陶瓷电弧管内充入工作气体，对瓷电弧管进行封接。封接完成后，炉体内充入平衡气压的氩气，启动升降装置下降后，整体移出模具以及置于其内的陶瓷电弧管进行炉外冷却，将新的放置好待封接的陶瓷电弧管的模具放置在模具托盘上即可进行新一轮的封接了。由上述过程可以看出，整个过程节省了辅助时间，提高生产效率。

该封接炉还包括陶瓷盖板，其上设有与模具的管腔位置适配的通孔，所述陶瓷盖板盖在模具上，位于模具和石墨电极的发热端之间；在陶瓷盖板的两侧面固定有隔热屏；所述炉体的内壁上固定有隔热屏。通过多重的隔热屏设计能够使工作时，炉腔内部的温度更高、更均匀，实现高效节能目的。所述隔热屏优选为钼片隔热屏，钼片能够将能量反射回去，同时陶瓷片能够起到隔热的作用，实现了隔热，节能的同时降低了汞与金卤丸的蒸发。

所述模具上的管腔排成同心的内外两圈圆周，相比一圈的设计，两圈的设计更能够提高炉体内部空间的利用。

所述石墨电极为一根呈曲线的发热体，当陶瓷电弧管置于炉体内时，石墨电极距离相等地排布在陶瓷电弧管的两侧，且每一个陶瓷电弧管的轴心距离陶瓷电弧管的最近距离相等。等距离的设计使得每个陶瓷电弧管封接处受到的热量相同，每个陶瓷电弧管在相同的时间熔融封接，使得焊接深度一致。

所述绝缘隔板采用石英玻璃板，在石墨电极的接线柱与绝缘隔板之间、以及绝缘隔板与炉体之间通过硅氟橡胶密封；设计时需要考虑接线柱的冷却问题，可以设计为冷却水冷却，与炉壁上的冷却水通道设计为一路。

所述模具可以采用无氧铜材质，这是由于无氧铜的热负载较大，将模具放置在通水冷却的模具托盘上，就能使模具底部保持低温，以免陶瓷电弧管第二段封接时汞和金卤丸的蒸发。

所述升降装置包括上安装板、下安装板、升降气缸、导向轴、以及承托台，所述上安装板与炉体底板相固定；所述导向轴一端与上安装板固定，另一端与下安装板固定；所述承托台上设有导向孔，并通过导向孔套装在导向轴上，位于上安装板和下安装板之间；所述升降气缸的缸体与下安装板固定，活塞杆与承托台相固定。

该封接炉还包括通水套管，所述通水套管与模具托盘的冷却水通道相连通，且通水套管与上安装板相固定。

上述封接炉主要适用于35W～150W陶瓷电弧管的封接，针对35～150W不同功率的陶瓷电弧管，其陶瓷管的管脚尺寸和电极尺寸是一样的，只是管壳尺寸不同，所以在模具设计时，只需要更改模具上管腔的尺寸即可实现不同功率的陶瓷电弧管的封接。

有益效果：本发明提供的陶瓷金卤灯电弧管封接炉，采用圆筒形炉腔以及陶瓷电弧管圆周形排布，可以增加一次封装的数量，炉体内的温度场均匀，陶瓷电弧管的封接一致性好；同时炉腔内空间小，增加氪氩混合气的利用效率，减少其排放；且小空间的炉腔降低了加热负载，减少了能量消耗；采用可移动式的模具设计，使得冷却过程不需要在炉腔内进行，陶瓷电弧管的装拆亦可在炉腔外进行，减少了辅助时间的消耗，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明中通水套管连接部分的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1、2、3所示为一种陶瓷金卤灯电弧管封接炉，包括升降气缸101、下安装板102、导向轴103、承托台104、模具托盘105、上安装板106、炉体底板107、圆周隔热屏108、三通抽真空接头109、炉体110、炉体顶部隔热屏111、平衡气压充气电磁阀112、模具113、陶瓷电弧管114、工作气充气电磁阀115、带有接线柱118的石墨电极116、陶瓷盖板117、绝缘隔板119、绝缘隔板固定螺钉A120、托架与炉体底板密封圈A121、气缸接头压板122、气缸接头123、密封套124、冷却水接头125；压阻式真空规管201、填充环202、规管连接卡箍A203、真空电磁阀连接卡箍B204、真空电磁阀205、三通抽真空接头与炉体连接卡箍C206、炉体连接螺钉B207、炉体底板连接螺钉C208、炉体底板冷却水接头209、电极与接线柱压紧螺母A210、绝缘隔板与炉体密封圈B211、绝缘隔板与接线柱密封圈C212、水套压紧螺母B213、接线柱与电缆压紧螺母C214、冷却水套215、接线柱处隔热屏216；进水端盖压紧螺母D301、进水端盖302、密封圈D303、密封圈E304、密封圈F305、内六角螺钉D306、密封圈G307、密封圈H308、通水套管309、压紧法兰310、密封圈I311、内六角螺钉E312、密封圈J313、密封圈K314、导向轴拉紧螺栓315、拉紧法兰316、直线轴承317、锁紧螺母E318、导向轴拉钉319、内六角螺钉F320、拉钉压紧法兰321。

在炉体110内设有放置模具113的炉腔，且炉腔为圆筒形腔体，开口端设置在炉体110的底端，其腔壁内设有对其进行冷却的冷却水通道；在炉体110上连接有工作气充气电磁阀115、平衡气压充气电磁阀112、和抽真空接头109；真空接头109一端通过卡箍C206与炉体110连接，另一端和压阻式真空规管201通过卡箍A203连接，在真空规管201内装入填充环202，以减少内空间，提高工作气体的利用率，真空接头109第三端与真空电磁阀205通过卡箍B204连接。所述炉体底板107通过炉体连接螺钉B207固定在炉体110上，在炉体底板107和炉体110之间采用真空密封圈密封，封住炉体110的底端开口，炉体底板107上设有通孔。

所述石墨电极116包括发热端和接线柱118，发热端和接线柱118通过电极与接线柱压紧螺母A210固定；接线柱118套在绝缘隔板119上，再套上冷却水套215，并通过水套压紧螺母B213固定在绝缘隔板119上，接线柱118与绝缘隔板119由密封圈C212密封；绝缘隔板119采用固定螺钉A120固定在炉体110上，并真空密封，接线柱118处通过接线柱处隔热屏216挡住电极热量的散发。

所述升降装置包括上安装板106、下安装板102、升降气缸101、导向轴103、直线轴承317以及承托台104，所述上安装板106与炉体底板107相固定，并通过密封圈J313和密封圈K314进行密封；所述承托台104与直线轴承317相固定，承托台104和直线轴承317套装在导向轴103上，位于上安装板106和下安装板102之间；导向轴103上端连接拉紧螺栓315，用拉紧法兰316与上安装板106连接，下端连接导向轴拉钉319，并用锁紧螺母E318锁紧，拉钉319装在拉钉压紧法兰321内，并用内六角螺钉F320与下安装板102连接，下安装板102、上安装板106和导向轴103构成整体，升降气缸101的缸体安装在下安装板102上，活塞杆通过气缸接头123、接头压板122和承托台104连接，升降气缸101伸缩实现模具的升降，升降气缸101的活塞杆与下安装板102通过密封套124密封。

所述模具托盘105的形状与炉体底板107上通孔的形状相适配，且其内设有对其进行冷却的冷却水通道，冷却水通过冷却水接头209接入。所述模具113上设有一组承装陶瓷电弧管114的管腔，且管腔成双层圆周形排布。

所述升降装置上设有承托台104，模具托盘105放置在承托台104，模具113放置在模具托盘105上；所述模具113通过模具托盘105和承托台104置于炉体110的炉腔内，且模具托盘105封住炉体底板107的通孔。

所述模具托盘105的形状与炉体底板107上通孔的形状相适配，且其内设有对其进行冷却的冷却水通道，冷却水通过通水套管309以及冷却水接头209接入；其进水端盖302安装在通水套管309下端面，用压紧螺母D301把进水端盖302压紧在通水套管309上，进水端盖302和通水套管309之间用密封圈D303、密封圈E304、密封圈F305进行密封，以免漏水。通水套管309与下安装板102之间密封采用密封套124，而密封套124采用密封圈G307、密封圈H308密封，用内六角螺钉D306与下安装板102固定，通水套管309上端面与模具托盘105连接，之间用密封圈I311密封，用压紧法兰310把通水套管309与模具托盘105压紧，冷却水从通水套管309内管进入到模具托盘105，循环后回到通水套管309内管与外套之间夹层，完成冷却水循环。

所述陶瓷盖板117，其上设有与模具113的管腔位置适配的通孔，所述陶瓷盖板117盖在模具113上，位于模具113和石墨电极116的发热端之间；在陶瓷盖板117的两侧面固定有隔热屏；且在炉体110的内壁上固定有隔热屏，位于炉腔侧壁的为圆周隔热屏108，位于炉腔顶壁的为炉体顶部隔热屏111；所述隔热屏为钼片隔热屏。

所述石墨电极116为一根呈曲线的发热管，当陶瓷电弧管114置于炉体110内时，石墨电极116距离相等地排布在陶瓷电弧管114的两侧，且每一个陶瓷电弧管114的轴心距离陶瓷电弧管114的最近距离相等。

所述绝缘隔板119为石英玻璃板，所述模具113采用无氧铜材质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种陶瓷金卤灯电弧管封接炉，该封接炉包括炉体（110）、石墨电极（116）、承装陶瓷电弧管的模具（113）、炉体底板（107）、承托模具（113）的模具托盘（105）和升降装置；其特征在于：所述炉体（110）内设有放置模具（113）的炉腔，且炉腔为圆筒形腔体，开口端设置在炉体（110）的底端，其腔壁内设有对其进行冷却的冷却水通道，在炉体（110）上连接有工作气充气电磁阀（115）、平衡气压充气电磁阀（112）和抽真空接头（109）；所述石墨电极（116）包括发热端和接线柱（118），所述接线柱（118）穿过炉体（110）的腔壁，并与炉体（110）相固定，且发热体置于炉体（110）的炉腔内，在接线柱（118）与炉体（110）之间设有绝缘隔板（119）；所述炉体底板（107）固定在炉体（110）上，封住炉体（110）的底端开口，在炉体底板（107）上设有通孔；所述升降装置上设有承托台（104），所述模具托盘（105）放置在承托台（104）上；所述模具托盘（105）的形状与炉体底板（107）上通孔的形状相适配，且其内设有对其进行冷却的冷却水通道；所述模具（113）放置在模具托盘（105）上；所述模具（113）通过模具托盘（105）和承托台（104）置于炉体（110）的炉腔内，且模具托盘（105）封住炉体底板（107）的通孔；所述模具（113）上设有一组承装陶瓷电弧管的管腔，且管腔成圆周形排布。

2.根据权利要求1所述的陶瓷金卤灯电弧管封接炉，其特征在于：该封接炉还包括陶瓷盖板（117），其上设有与模具（113）的管腔位置适配的通孔，所述陶瓷盖板（117）盖在模具（113）上，位于模具（113）和石墨电极（116）的发热端之间；在陶瓷盖板（117）的两侧面固定有隔热屏；且在炉体（110）的内壁上固定有隔热屏。

3.根据权利要求2所述的陶瓷金卤灯电弧管封接炉，其特征在于：所述隔热屏为钼片隔热屏。

4.根据权利要求1所述的陶瓷金卤灯电弧管封接炉，其特征在于：所述模具（113）上的管腔排成同心的内外两圈圆周。

5.根据权利要求1所述的陶瓷金卤灯电弧管封接炉，其特征在于：所述石墨电极（116）为一根呈曲线的发热管，当陶瓷电弧管置于炉体（110）内时，石墨电极（116）距离相等地排布在陶瓷电弧管的两侧，且每一个陶瓷电弧管的轴心距离陶瓷电弧管的最近距离相等。

6.根据权利要求1所述的陶瓷金卤灯电弧管封接炉，其特征在于：所述绝缘隔板（119）为石英玻璃板，在石墨电极（116）的接线柱（118）与绝缘隔板（119）之间、以及绝缘隔板（119）与炉体（110）之间通过硅氟橡胶密封。

7.根据权利要求1所述的陶瓷金卤灯电弧管封接炉，其特征在于：所述模具（113）采用无氧铜材质。

8.根据权利要求1所述的陶瓷金卤灯电弧管封接炉，其特征在于：所述升降装置包括上安装板（106）、下安装板（102）、升降气缸（101）、导向轴（103）、以及承托台（104），所述上安装板（106）与炉体底板（107）相固定；所述导向轴（103）一端与上安装板（106）固定，另一端与下安装板（102）固定；所述承托台（104）上设有导向孔，并通过导向孔套装在导向轴（103）上，位于上安装板（106）和下安装板（102）之间；所述升降气缸（101）的缸体与下安装板（102）固定，活塞杆与承托台（104）相固定。

9.根据权利要求8所述的陶瓷金卤灯电弧管封接炉，其特征在于：该封接炉还包括通水套管（309），所述通水套管（309）与模具托盘（105）的冷却水通道相连通，且通水套管（309）与上安装板（106）相固定。