CN104006369B - 一种水下led照明灯具防水密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水下LED照明灯具防水密封装置，其包括有上壳体、下壳体、上基板、下基板、LED模组、LED驱动电路等，所述LED模组安装在上壳体中上基板和下基板之间，LED驱动电路安装在下壳体中，所述上壳体内上基板和上壳体之间安装有弹性密封垫，所述弹性密封垫内侧设有环形凹槽，环形凹槽中装夹出光片；所述下基板上设有向下凸出的基台，下壳体上设有与该基台相对应的基座，基座内侧向上设有环形凸台；所述下壳体上环形凸台和下基板之间安装有柔性石墨环；所述下基板上基台和下壳体上基座之间安装有柔性石墨圈。本发明结构紧凑，装配简单，加工成本低，各部件受力均匀，密封性能好、可靠性高，并有利于灯具散热。

Description

一种水下LED照明灯具防水密封装置

技术领域

本发明涉及水下电器设备防水密封领域，具体地说是一种水下LED照明灯具防水密封装置。

背景技术

LED照明装置用于水下时，需要综合考虑出光、防水密封和散热等问题，使其密封结构的设计变得较为复杂，至少需要包括透光部件（如玻璃、PC或亚克力等材料制成的灯罩）、灯壳（通常用金属制成）、机械紧固机构和密封部件。

现有防水或水下照明灯具防水密封部件的设计和制作通常有两种方式：（1）在出光窗口与灯壳间施加某种密封胶，通过一定的固化工艺，将出光窗口与灯壳粘接起来，灌封成一个整体，从而达到防水密封的目的。大多数市售水下LED灯具采用这种密封方式。这种密封方法对灯具各部件的加工精度要求低，但施胶设备、胶的性能和质量及操作人员的主观因素等都会直接影响密封的效果。同时，出光窗口与灯壳灌封后，需要维修时必须破环密封部位，可维修性能极差。（2）在出光窗口与灯壳接触的位置处设置不同形状的弹性密封件，如密封圈、密封垫或密封胶条等。如专利号为201220054064.6的中国实用新型专利《一种LED照明灯具的防水密封结构》采用了一种横截面形状较为复杂的密封胶圈来实现密封。专利号为200420102989.9的中国专利《一种紫外灯管的水下密封结构》中则使用一个橡胶内接头和一个橡胶垫圈进行多重防漏。

使用密封件进行密封必须配合使用一定的机械紧固机构。最常用的是在出光窗口外围用若干螺钉进行紧固。如专利号为201020695587.X的中国专利《灯具的防水密封装置》就采用了这种结构。使用这种结构，在装配时，各个螺钉紧固的程度不同，会导致密封件在不同位置受到的挤压不同，变形也不同，从而使外壳、出光窗口和密封件的受力都不均匀，严重影响密封的可靠性和各部件的使用寿命。为了解决这一问题，专利号为200910108819.9的中国专利《防水密封灯具》采用销轴铰链结构，并配合过渡型密封圈，使密封件受力均匀。中国专利申请200910211618.1公开了一种《防水密封照明装置》，其使用不可拆卸的预装配结构来缩短密封垫的长度，通过铰接的可动头为密封垫提供均匀的压力。

现有的各种密封结构中，密封的实现和散热通常是一对矛盾。因为在这些密封结构中需要采用弹性好的密封件，这些密封件可以是环氧树脂、有机硅等高分子材料，导热能力差，对散热不利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服上述现有技术中的不足，提供一种结构紧凑，装配简单，加工成本低，各部件受力均匀，密封性能好、可靠性高，并有利于灯具散热的水下LED照明灯具防水密封装置。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种水下LED照明灯具防水密封装置，其包括有上壳体、下壳体、上基板、下基板、LED模组、LED驱动电路、电缆密封固定接头、出光片，所述LED模组安装在上壳体中上基板和下基板之间，所述上基板、下基板与上壳体之间分别安装有弹性密封圈，所述LED驱动电路安装在下壳体中，所述上壳体和下壳体通过螺纹连接，其特征是：所述上壳体内上基板和上壳体上端面之间安装有弹性密封垫，所述弹性密封垫内侧设有环形凹槽，所述出光片装夹在弹性密封垫的环形凹槽中；所述下基板上设有向下凸出的基台，下壳体上设有与该基台相对应的基座，基座内侧向上设有环形凸台；所述下壳体上环形凸台和下基板之间安装有柔性石墨环；所述下基板上基台和下壳体上基座之间安装有柔性石墨圈。形成可靠的多重防水密封。

进一步，所述柔性石墨环上向下设有环形凹槽，该环形凹槽与下壳体上的环形凸台相对应，所述柔性石墨环扣合在环形凸台上。

进一步，所述上壳体上端面、弹性密封垫、上基板的中央分别开有相对应的出光窗口。

进一步，所述下壳体外侧设有放射状排布的散热片，下壳体下端中央有电缆过孔，通过电缆密封固定接头安装固定电缆。

进一步，所述柔性石墨圈设置填充在下壳体上环形凸台外壁与上壳体内壁之间。

本发明装配时，拧紧上壳体和下壳体间的螺纹，在上壳体上端面和下壳体上环形凸台的相互挤压下，弹性密封垫、上、下弹性密封圈、上基板、LED模组、下基板、柔性石墨环和柔性石墨圈依次被挤压固定在上壳体和下壳体之间，弹性密封垫、柔性石墨环、柔性石墨圈及弹性密封圈等各密封部件均匀受力变形。出光窗口、下基板与下壳体间以及上壳体与下壳体间连接的位置等各个需要密封的位置都能够形成可靠的双重甚至多重防水密封。均匀的受力可以避免局部位置的应力集中，延长各部件及整个防水密封装置的寿命。除上、下弹性密封圈外，其余各个密封件都与相应位置的固体壁面形成面接触，较大的接触面积能有效提高密封效果。对照现有技术，本发明结构紧凑，装配简单，加工成本低，各部件受力均匀，密封性能好、可靠性高，并有利于灯具散热。是一种理想的水下LED照明灯具防水密封装置。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明组成结构示意图。

图中标号是：1.出光片，2.上壳体，3.弹性密封垫，4.上基板，5.弹性密封圈，6.LED模组，7.下基板，8.柔性石墨环，9.弹性密封圈，10.柔性石墨圈，11.下壳体，111.散热片，112.环形凸台，12.LED驱动电路，13.电缆密封固定接头，14.电缆。

具体实施方式

图1为本发明较佳实施例使用状态下的剖面示意图。如图1所示，本发明一种水下LED照明灯具防水密封装置，其包括有上壳体2、下壳体11、上基板4、下基板7、LED模组6、LED驱动电路12、电缆密封固定接头13、出光片1等。所述上壳体2和下壳体11均由机械强度好的高导热材料（如金属）制成。所述LED模组6安装在上壳体2中上基板4和下基板7之间，LED模组6固定在下基板7上。LED模组6包括LED灯及其配套光学部件。所述上基板4、下基板7与上壳体2之间分别安装有弹性密封圈5和弹性密封圈9。所述LED驱动电路12安装在下壳体11中，LED驱动电路12通过导线与LED模组6相连接。所述上壳体2和下壳体12通过螺纹连接。

本发明的特点是：所述上壳体2内上基板4和上壳体上端面之间安装有弹性密封垫3，所述弹性密封垫3内侧设有环形凹槽，所述出光片1装夹在弹性密封垫3的环形凹槽中；所述下基板7上设有向下凸出的基台，下壳体11上设有与该基台相对应的基座，基座内侧向上设有环形凸台112；所述下壳体11上环形凸台112和下基板7之间安装有柔性石墨环8；所述下基板7上基台和下壳体11上基座之间安装有柔性石墨圈10。

进一步，所述柔性石墨环8上向下设有环形凹槽，该环形凹槽与下壳体上的环形凸台112相对应，所述柔性石墨环8扣合在环形凸台112上。

进一步，所述上壳体2上端面、弹性密封垫3、上基板4的中央分别开有相对应的出光窗口。

进一步，所述下壳体11外侧设有放射状排布的散热片111，下壳体下端中央有电缆过孔，通过电缆密封固定接头13安装固定电缆14。

进一步，所述柔性石墨圈10设置填充在下壳体11上环形凸台112外壁与上壳体2内壁之间。

本发明装配时，拧紧上壳体2和下壳体11间的螺纹，在上壳体2上端面和下壳体上环形凸台112的相互挤压下，弹性密封垫3、上、下弹性密封圈5、9、上基板4、LED模组6、下基板7、柔性石墨环8和柔性石墨圈10依次被挤压固定在上壳体2和下壳体11之间，弹性密封垫3、柔性石墨环8、柔性石墨圈10及弹性密封圈5、9等各密封部件均匀受力变形。出光窗口、下基板7与下壳体11间以及上壳体2与下壳体11间连接的位置都能够形成可靠的多重防水密封。均匀的受力可以避免局部位置的应力集中，延长各部件及整个防水密封装置的寿命。除上、下弹性密封圈5、9外，其余各个密封件都与相应位置的固体壁面形成面接触，较大的接触面积能有效提高密封效果。

本发明的突出优点之一是各个需要密封的位置都具有两重甚至多重密封：在上壳体2上端面与上基板4间通过弹性密封垫3和弹性密封圈5形成两重密封，防止水从此处进入上壳体2。弹性密封垫3包在出光片2边缘上、下两个表面上，同样形成两重密封，使水无法从出光窗口位置进入上壳体2。上壳体2和下壳体11之间由柔性石墨圈10和弹性密封圈9形成两重密封，有效阻止水从这个位置进入上壳体2。下基板7与下壳体11之间则由柔性石墨圈10和柔性石墨环8构成两重密封，防止水进入下壳体11。另外，柔性石墨圈10和柔性石墨环8之间的空隙位置中有空气，当拧紧上下壳体2和11时，空气被气密性良好的柔性石墨密封件密闭在这个空间内，并随着该空间的不断减小而在一定程度上被压缩，压缩后的气体也能防止水的进入，进一步增强防水密封效果。各密封件都选用气密性的材料，不仅防止水进入壳体，还可防止水气的侵入，延长LED模组6的寿命并保证LED驱动电路12的正常工作。优异的密封效果使这种密封装置能在深水条件下使用。

本发明又一突出优点是这种防水密封装置不仅密封性能优异，同时导热、散热能力良好。下基板7与下壳体11间采用柔性石墨环8，上壳体2与下壳体11间采用柔性石墨圈10作为密封件。柔性石墨同时具有良好的密封性能和导热性能。LED模组固定在下基板7上，工作时发出的热量可以通过下基板7、柔性石墨环8和柔性石墨圈10导到上、下壳体2和11上。下壳体11主体外壁还设有散热片111，能保证良好的散热，延长LED模组的使用寿命。

本发明另一优点是柔性石墨具有良好的润滑性，能保证拧紧上、下壳体2和11时相对发生滑动的下基板7和下壳体11间不会形成较大的摩擦，而产生磨损和破坏。同时柔性石墨能保证良好的机械性能并减轻重量。

本发明再一优点是整个密封装置部件数目不多，密封件形状简单，便于加工制造，上、下弹性密封圈5和9、柔性石墨圈10等均可选用标准件，电缆密封固定接头13也可以选用现有成熟产品，成本低廉。各部件间相互接触的部分均设置有防止划伤的倒角，防止各部件间相互损伤，便于装配。所述弹性密封垫3和弹性密封圈5、9优选氟橡胶，以保证其具有良好的机械性能、变形能力、防水性能及气密性。整个安装过程只需顺次将各部件装入上壳体，然后拧紧上、下壳体间的螺纹即可，便于现场安装，可维修性能良好。

另一点需要说明的是，本发明中的防水密封装置还可应用于其他水下设备中，如水下摄影设备的密封防水，此时只需将LED模组换成水下摄像头及配套照明模组即可。以附图1所示，仅为本发明较佳的实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故凡在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种水下LED照明灯具防水密封装置，其包括有上壳体、下壳体、上基板、下基板、LED模组、LED驱动电路、电缆密封固定接头、出光片，所述LED模组安装在上壳体中上基板和下基板之间，所述上基板、下基板与上壳体之间分别安装有弹性密封圈，所述LED驱动电路安装在下壳体中，所述上壳体和下壳体通过螺纹连接，其特征是：所述上壳体内上基板和上壳体上端面之间安装有弹性密封垫，所述弹性密封垫内侧设有环形凹槽，所述出光片装夹在弹性密封垫的环形凹槽中；所述下基板上设有向下凸出的基台，下壳体上设有与该基台相对应的基座，基座内侧向上设有环形凸台；所述下壳体上环形凸台和下基板之间安装有柔性石墨环；所述下基板上基台和下壳体上基座之间安装有柔性石墨圈。

2.根据权利要求1所述的水下LED照明灯具防水密封装置，其特征是：所述柔性石墨环上向下设有环形凹槽，该环形凹槽与下壳体上的环形凸台相对应，所述柔性石墨环扣合在环形凸台上。

3.根据权利要求1所述的水下LED照明灯具防水密封装置，其特征是：所述上壳体上端面、弹性密封垫、上基板的中央分别开有相对应的出光窗口。

4.根据权利要求1所述的水下LED照明灯具防水密封装置，其特征是：所述下壳体外侧设有放射状排布的散热片，下壳体下端中央有电缆过孔，通过电缆密封固定接头安装固定电缆。

5.根据权利要求1所述的水下LED照明灯具防水密封装置，其特征是：所述柔性石墨圈设置填充在下壳体上环形凸台外壁与上壳体内壁之间。