CN102760626B - 无极灯微汞制备的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无极灯微汞制备装置及其工艺技术，它是在机架的上端设有左右两个升降机，升降机的底端设有螺旋轴，螺旋轴的下端装有烘箱，烘箱的上端设有温度控制面板，温度控制面板的上端设有温控仪，烘箱内设有电加热丝，烘箱的底侧设有隔热板，隔热板上设有灯泡孔，灯泡孔的上侧设有机头，隔热板的底侧装有电磁阀，电磁阀的底侧装有复合式分子泵，本发明由复合式分子泵直接替代以前的真空泵和护散泵，其真空度由原来的3.0E-2提高到2.0E-2，每灯的用汞量由原来的5-10mg，减少到小于1mg。
Description
技术领域
本发明涉及一种无灯极的制备装置及其工艺技术，确切的说是一种无极灯灯管微汞制备装置及其工艺技术。
背景技术
无极灯与LED同称为第四代电光源，以其光效高，寿命长，显色指数高，色温可调，光线柔和，节能而倍受关爱和重视。但是无极灯属于低气压荧光灯，其发光原理是依靠汞原子放出的253.7nm紫外线激发荧光粉发光，汞的污染产生于制灯环节，寿终废弃品环节和液汞的加注环节，工作气体是汞蒸汽，汞蒸汽失散后造成汞污染，不仅污染环境，而且损害人体健康，目前现有的制灯企业大都采用液汞，并使用园排车或长排车注汞，这些传统的注汞装置对汞量的计量不精确，注量偏多，每灯高达10mg以上，注入位置有时提前或滞后，更有甚者，注入一次还可能再者二次，不仅增大用量而且还容易流失，流失的水银无孔不入，职工尿毒超标或轻度汞中毒现象时有发生。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种无极灯灯管的微汞制备装置及其制造工艺技术，以解决液汞的流失减少汞用量，防止污染，确保人体健康。
本发明的方案是由机架、烘箱、隔热板及复合式分子泵组成，其结构特点是在机架的上端设有左右两个升降机，升降机的底端设有螺旋轴，螺旋轴的下端装有烘箱，烘箱的上端设有温度控制面板，温度控制面板的上端设有温控仪。烘箱内设有3-5个电加热丝，烘箱的底侧设有隔热板，隔热板上设有40-60个灯泡孔，灯泡孔的上侧设有与灯泡孔相对应的40-60个机头，机头上装有灯泡，灯泡的底端设有外径为4.75mm的抽真空的专用玻璃管，灯泡内管的顶部设有铟网。隔热板的底侧装有电磁阀，电磁阀的底侧装有复合式分子泵，机架的右侧设有氩气罐。
本发明由复合式分子泵直接替代以前的真空泵和护散泵，其真空度由原来的3.0E-2Pa提高到2.0E-2Pa，抽真空时间由原来的45分钟缩短到30分钟，每灯的用汞量由原来的5-10mg，减少到小于1mg，即称为微汞技术。
下面结合附图作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
图1中示出的机架1的上端设有左右两个升降机5，升降机的底端设有螺旋轴7，螺旋轴的下端装有烘箱3，烘箱的上端设有温度控制面板4，温度控制面板的上端设有温控仪6，烘箱内装有3-5个电加热丝8，烘箱的底侧设有隔热板2，隔热板上设有40-60个灯泡孔，灯泡孔的上侧设有40-60个机头10，机头上装有灯泡9，灯泡的底端设有专用玻璃管，灯泡内管的顶部装有铟网，隔热板的底侧设有电磁阀11，电磁阀的底侧装有复合式分子泵12，机架的右侧设有氩气罐13。
微汞技术的制作步骤：
1、汞齐的制作：
①选料：
钙5-43千克，钙是一种化学元素，化学符号Ca；铋35-55千克，铋属VA族金属元素，元素符号B1；银7-13千克，银属VA族金属元素，元素符号Ag；锌6-13千克，锌属IIB族金属元素符号，元素符号Zn；锡7-14千克，锡属IVA族金属元素，元素符号Sn，汞2-5毫克。
②制备：
按重量取钙5-43千克，铋35-55千克，银7-13千克，锌6-13千克，锡7-14千克，加入汞2-5毫克混合制成固态颗粒Φ0.5mm-1mm汞齐，即可直接投入使用，生产的汞齐需瓶装冰箱低温存放。
2、微汞灯的制作方法：
制作时，从冰箱中取出瓶装汞齐放在室温下2小时，打开瓶盖，将含有汞元素的汞齐颗粒装入外径为4.75mm的灯泡底端设置的专用玻璃管内，该玻璃管与内壁均匀涂有荧火粉的灯泡壳真空室相连通，然后用焊枪把玻璃管口封死，开启分子泵进行抽真空排气，直至真空度达到2.0E-2Pa时，再用真空检测仪检查有无漏气，无漏气时对灯泡进行充氩气20Pa，然后用液化气焊枪把灯泡从机架内割掉，进行烤汞老化。烤汞时，当烤汞机的温度达到280度时，再把灯泡放在烤汞机上，待烤汞机旋转一周烤汞完成，取出灯泡放在老化台上老化1小时制成微汞无极灯。点亮时开启电源，启动耦合器，固态汞齐被激发后发出汞原子，汞原子激励荧火粉发光。当关闭电源时，汞原子又恢复成固态汞齐，被吸附在铟网上。当无极灯损坏或者废弃时，将固汞齐从铟网上回收起来，避免了汞对环境的污染。铟网的使用是在原来表面积5×5mm的基础上增加到5×7mm，即可直接投入使用。所述的铟网亦称辅助汞齐，是由金属片冲孔或金属网制成网体，在其表面涂覆铟层，故称铟网。铟网安装在灯泡内管的顶端，所述的内管是在灯泡的底部设有一个向里凸起的内管，内管的空腔内涂有荧光粉，耦合器置于空腔内，灯泡与空腔之间的空间为真空。铟网的用途是确保灯管在启动瞬间汞气压快速达到定值的部件，可以更快地吸收热辅射的热能，使铟网片即辅汞齐瞬间升温至300℃以上，更快更大量地释放汞原子，帮助灯管快速启动，缩短光通量建立时间，同时灯管点亮稳定后铟网片的温度较低，更有利于铟层的定位，避免铟层蠕动。铟网的工作原理是：熄灯时吸收汞原子，灯管启动时放出汞原子。因此，对铟网的要求是：1、表面有铟涂层能吸、放汞原子。2、基材有良好的点焊性能。3、有效表面积，即涂附铟层的面积要大。4、热容量要小。目前铟网的结构都是在不锈钢带上轧出菱形的孔或滚花，再涂铟层，这样可防止铟流失，减少热容量。
无极灯是汞——惰性气体低气压放电灯，汞气压对其放电效率起着决定性的作用，选用合格的汞齐，可以将汞气压控制在最佳范围，从而提高无极灯的发光效率等光电性能，同时通过汞齐的使用以有效的控制汞的用量，减少污染，达到保护环境的目的。
汞齐是含汞的合金，汞含量少时是固态，对于制灯地区和消费地区均有良好的环保效果。在制灯环节中，由于汞齐的汞原子挥发量远远小于液汞，可以有效地克服液汞流失的危害，因此能有效地保护制灯地区的生产环境。在消费环节，汞齐可以精密地控制无极灯的用汞量，能轻松符合欧盟RoHS指令（关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令），同时固态汞齐有利于废弃无极灯的回收处理，容易实施欧盟WEEE指令“关于电器与电子设备废料指令”。
无极灯属于低气压荧光灯，其最佳的汞气压是0.8Pa。如用液汞其对应的灯管壁温度为40－50℃，管壁温度每超过1℃，其光效即降低约1%，容易形成“温升光衰”，无极灯的灯管壁温度大都超过50℃以上，有的甚至高达150℃以上，影响其发光效率约20%－30%，严重的可以达到50%以上，而汞齐则可以通过调节汞和合金元素的配比，获得不同的温度特性曲线，不同的汞齐在不同的温度下，可以获得比较相对稳定的汞气压0.8Pa，因此通过多年的大量的试验数据证明，无极灯只要选用合格的汞齐，即能使灯管始终保持最佳的发光效率，克服液汞形成的“温升光衰”，同时减少用汞量。
3、汞齐在无极灯中比液汞有40%的节能效果：
无极灯及低气压荧光灯只有汞气压在0.8Pa，才能获得最佳的光效，其发光原理依赖于受激发的汞原子回归到基态时，所释放出的253.7nm紫外线，253.7nm紫外线的强度决定了各种灯管的性能，253.7nm紫外线越强，激发荧光粉的发光效率越高，因此，在各种无极灯的设计制造中，共最终的目的都是获得最强的253.7nm紫外线。
(1)紫外线或称紫外辐射，产生于正柱区的电弧轴线附近，经过无数次的撞击运行到灯管壁上激发荧光粉发光。紫外线在运行到灯管壁的过程中受到周围汞原子撞击，有部分能量受到损失被周围的汞原子所吸收，又称为共振吸收，因此真正激发荧光粉发光的紫外线强度是紫外线辐射减去共振吸收后所剩余的有效紫外线辐射，即紫外辐射减共振吸收等于有效紫外辐射，因此灯管内的汞原子浓度（汞气压）既不能太低（不利产生紫外辐射），也不能太高（不利于共振吸收）。
实践证明：只有当汞原子浓度（汞气压）在0.8Pa附近时，才能获得最强的有效紫外辐射。
(2)温升光衰的形成，无极荧光内的汞气压（汞原子浓度）与灯管壁温度成正比，当灯管壁温度在40℃左右时，管内可获得0.8Pa的汞气压，传统的T12荧光灯在25℃室温下燃点，其灯管壁温度大约是40℃，可获得0.8Pa的汞气压，发光效率也最佳，但是随着灯管径变细和紧湊型荧光灯的兴起，灯管壁的温度远远高于40℃，灯管内的汞气压也远高于0.8Pa，温度越高，汞气压偏离0.8Pa越大，共振吸收越强，253.7nm有效紫外线辐射越低，灯管的发光效率也降低，这种灯管的发光效率随着灯管壁温度的升高而下降的现象称为温升光衰。
温升光衰是可逆的，当灯管温度降低后，光效可以恢复，实践表明，当灯管温度高于最佳管壁温度后，每偏离1℃，将影响0.8%－1%的光效。例如：某种球形节能灯的灯管温度达到80℃，以上，其光效损失将超过30%。
(3)选用汞齐可以克服温升光衰，使灯管始终保持 最高发光效率。为了克服液汞所带来的温升光衰，少数管型可以设计成“冷端”，取得部分效果，但真正要解决温升光衰问题还必须选用适合于灯管温度的汞齐。
所述的复合式分子泵是涡轮分子泵与牵引分子泵的串联组合，集两种泵的优点于一体。泵在很宽的压力范围内 (10-6～1Pa) 具有较大的抽速和较高的压缩比，大大提高了泵的出口压力。法国 Alcatle 公司生产的一种采用气体静压轴承和动密封的复合分子泵，可以做到完全无油，且不用前级泵直接向大气中排气。
复合式分子泵的分类：复合式分子泵的形式很多，按结构分，主要有两种：一种是涡轮叶片与盘式牵引泵的串联组合；另一种是涡轮叶片与筒式牵引泵的串联组合。涡轮级主要用来提高泵的抽速，一般采用有利于提高抽速的叶片形状，级数在 l0 级以内。牵引级主要用来增加泵的压缩比，提高泵的出口压力。盘式牵引级是在平板圆盘平面上按一定规律开出数条型线沟槽，然后将数块圆盘串接起来构成，型线有阿基米德螺线、对数螺线、圆弧线等。抽气时靠高速转动的圆盘对气体分子进行“拖动”，使其沿沟槽作由内向外及由外向内的往复折回的定向流动，从而达到抽气目的。筒式牵引级是在圆筒形的转子或定子的圆柱面上开一定断面形状的沟槽，如矩形、圆弧形、三角形及其它形状的多头螺旋槽。由于简式牵引泵型线沟槽开在转子圆柱外表面或泵体内表面上，因此可以充分利用圆柱外圆较高的线速度对气体分子进行动量传递，提高泵的抽气效果。在设计制造中，可以通过改变螺旋沟槽通道与抽气方向之间的夹角 ( 螺旋升角 ) 来达到较理想的抽气效果。
Claims (1)
1.一种无极灯微汞制备的工艺方法，其特征在于：它包括下列步骤：
（1）汞齐的制作：
①选料：
钙5-43千克，钙是一种化学元素，化学符号Ca；铋35-55千克，铋属VA族金属元素，元素符号B1；银7-13千克，银属VA族金属元素，元素符号Ag；锌6-13千克，锌属IIB族金属元素符号，元素符号Zn；锡7-14千克，锡属IVA族金属元素，元素符号Sn，汞2-5毫克；
②制备：
按重量取钙5-43千克，铋35-55千克，银7-13千克，锌6-13千克，锡7-14千克，加入汞2-5毫克混合制成固态颗粒Φ0.5mm-1mm汞齐，即可直接投入使用，生产的汞齐需瓶装冰箱低温存放；
（2）微汞灯的制作：
制作时，从冰箱中取出瓶装汞齐放在室温下2小时，打开瓶盖，将含有汞元素的汞齐颗粒装入外径为4.75mm的灯泡底端设置的专用玻璃管内，该玻璃管与内壁均匀涂有荧火粉的灯泡壳真空室相连通，然后用焊枪把玻璃管口封死，开启分子泵进行抽真空排气，直至真空度达到2.0E-2Pa时，再用真空检测仪检查有无漏气，无漏气时对灯泡进行充氩气20Pa，然后用液化气焊枪把灯泡从机架内割掉，进行烤汞老化；烤汞时，当烤汞机的温度达到280度时，再把灯泡放在烤汞机上，待烤汞机旋转一周烤汞完成，取出灯泡放在老化台上老化1小时制成微汞无极灯。
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