CN109502690A - 用于泳池净化消毒的水冷led装置 - Google Patents
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Abstract
本案涉及一种用于泳池净化消毒的水冷LED装置，包括：灯管、水冷散热管、光源基板、LED灯珠、导光板、密封层；所述灯管上设有与所述端板相匹配的开口，所述端板嵌于灯管开口处，所述水冷散热管贴合于与所述开口相对的灯管内壁顶部，所述光源基板与所述水冷散热管底部贴合；所述LED灯珠两侧设有聚光板；所述导光板包括端板和若干根导光棒，所述导光棒和端板的材料为PMMA，所述导光棒的制备方法为：在棒状PMMA材料上压制若干凹点后，在硅溶胶溶液中浸提，然后在60‑66℃条件下，采用磁控溅射工艺在棒状PMMA材料表面喷涂光触媒剂，再干燥固化；本发明利用紫外线和光触媒反应，对泳池中的水进行净化消毒，净化效率高，还有能耗低，寿命长，水处理量大的特点。
Description
技术领域
本发明属于LED领域，具体涉及一种用于泳池净化消毒的水冷LED装置。
背景技术
对泳池中水的消毒杀菌常采用臭氧、化学消毒等方法，但这些方法在使用中均存在不少缺陷，以紫外线照射为例，传统的杀菌消毒功能通常是采用低压水银蒸汽灯发出的紫外线实现的，低压水银蒸汽灯存在着能耗高、寿命短、体积大、容易破损、需要专用电源、启动时间长等诸多缺点，并且由于紫外线在水中的透射率很低，只能对紫外灯附近的水体进行有效消毒，处理水量有限；另外，自外灯中含有水银成分容易造成环境污染。
目前有出现LED消毒灯具，功率较小，照射角度小，杀菌效率低，不适合大面积的消毒杀菌，且其往往只适合于空气消毒，不适合大量水处理消毒。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够对泳池循环水进行高效紫外线消毒处理的LED装置。
本发明的另一个目的是利用光触媒反应，提供一种能够对泳池循环水进行消毒，并分解水体中部分有机物分子的光触媒LED装置。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种用于泳池净化消毒的水冷LED装置，包括：灯管、水冷散热管、光源基板、LED灯珠、导光板、密封层；
所述灯管上设有与所述端板相匹配的开口，所述端板嵌于灯管开口处，所述水冷散热管贴合于与所述开口相对的灯管内壁顶部，所述光源基板与所述水冷散热管底部贴合，所述LED灯珠有若干个，封装于光源基板上；
所述LED灯珠与所述端板表面的距离为10-20mm；温度高于86℃时，PMMA材料会变软或融化，因此，使LED灯珠与所述端板表面存在一定的安全距离，可防止LED灯珠表面温度过高使导光板上的端板和导光棒出现形变。
所述密封层设于灯管外壁，将所述端板密封于灯管内。
所述LED灯珠两侧设有聚光板；可增加进入导光棒的紫外线强度。
所述导光板包括端板和若干根导光棒，所述导光棒分为平行排列的3-5排；所述端板设于导光棒靠近灯管一端，所述导光棒与所述端板一体成型；
所述导光棒和端板的材料为PMMA；虽然石英能完全透过紫外线,但价格高昂,易碎且难以再次加工，普通玻璃只能透过0.6％的紫外线,不能作为导光棒材料；PMMA的紫外线透过率为73％，可弯折且塑性好，容易再次加工。
所述导光棒和端板的材料为PMMA，所述导光棒的制备方法为：在棒状PMMA材料上压制若干凹点后，室温下在硅溶胶溶液中浸提1-2次，50-55℃条件下旋转干燥3-5min，进行初步干燥，然后在60-66℃条件下，采用磁控溅射工艺在棒状PMMA材料表面喷涂光触媒剂，50-60℃热风干燥固化20-30min，冷却后得所述导光棒；本方法制得的导光棒，当硅溶胶和光触媒剂中的水份完全蒸发时，粒子间形成硅氧结合，胶体粒子牢固地附着在物体表面，使光触媒剂在导光棒的表面厚度均匀，附着力好，耐水性佳且不易脱落；凹点的存在使用于光触媒反应的表面积大大增加，水在凹点处的流速降低，使得在凹点处的光触媒净化消毒效果更加集中高效。
优选的，所述用于泳池净化消毒的水冷LED装置，其中，所述导光棒的单根直径为1-2mm，极大的提高了光触媒反应的表面积。
优选的，所述用于泳池净化消毒的水冷LED装置，其中，所述灯管材料和水冷散热管材料为铝合金或铜，有助于提高散热效果，提高使用寿命。
优选的，所述用于泳池净化消毒的水冷LED装置，其中，所述密封层材料为导热硅胶，有着良好的绝缘防腐和导热、散热效果。
优选的，所述用于泳池净化消毒的水冷LED装置，其中，所述LED灯珠为深紫外LED灯，可发出波长小于300nm紫外线，有助于提高紫外线杀菌效果和促进光触媒反应。
所述光源基板为铝基板，可降低制造成本。
优选的，所述用于泳池净化消毒的水冷LED装置，其中，所述凹点半径在0.1mm-0.3mm，深0.1-0.2mm；凹点越大越深，越有助于提高光触媒反应的表面积，但过大过深的凹点会使水流进后难以流出，经过多次实验，认为凹点的半径：深度＝1-1.5：1时净化消毒效果最佳。
优选的，所述用于泳池净化消毒的水冷LED装置，其中，所述凹点的密度为100-400个/cm2。
所述灯管一端接有电源线并密封，另一端设有可拆卸的密封端盖，便于对灯管进行维护，以减缓紫外LED灯功率的衰减。
所述灯管一端密封有电源线，另一端设有可拆卸的密封端盖；以便于对灯管进行维护，减缓紫外LED灯功率的衰减；所述密封端盖上设有与水冷散热管相匹配的进水口，所述进水口可外接冷却水，也可利用泳池循环水净化通道内水流，使其流入水冷散热管，从而起到散热的作用，采用水冷方法可明显提高LED灯珠的使用寿命和减缓紫外光发射强度的衰减。
优选的，所述用于泳池净化消毒的水冷LED装置，其中，所述硅溶胶的胶体粒径为500-580nm，二氧化硅含量为25％-30％，该含量下的硅溶胶在PMMA材料上的附着力较好。
有益效果：
本发明的用于泳池净化消毒的水冷LED装置利用紫外线和光触媒反应，对泳池中的水进行净化消毒，净化效率可达90％以上，同时兼具能耗低，使用寿命长，净化水量大的特点。
附图说明
图1为用于泳池净化消毒的水冷LED装置的立体示意图。
图2为用于泳池净化消毒的水冷LED装置的横截面示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
如图1、2所示，一种用于泳池净化消毒的水冷LED装置，包括：灯管1、导热2板、光源基板3、LED灯珠4、导光板5、密封层6；
所述灯管1上设有与所述端板相匹配的开口，所述端板501嵌于灯管开口处，水冷散热管1贴合于与端板501相对的灯管1内壁顶部，所述光源基板3与所述水冷散热管2底部贴合，所述LED灯珠4有若干个，封装于光源基板3上；所述LED灯珠4与所述端板501表面的距离为18mm，所述密封层6贴合于灯管1外壁，将所述端板501密封于灯管1内；所述LED灯珠4两侧设有聚光板7；
所述导光板5包括端板501和若干根导光棒502，所述导光棒502分为平行排列的3排；所述端板501设于导光棒502靠近灯管一端，所述导光棒502与所述端板501一体成型；
所述导光棒501和端板502的材料为PMMA，所述导光棒501的制备方法为：在棒状PMMA材料上压制若干凹点503后，室温下在硅溶胶溶液中浸提2次，50℃条件下旋转干燥3-5min，进行初步干燥，然后在65℃条件下，采用磁控溅射工艺在棒状PMMA材料表面喷涂光触媒剂，接着50℃热风干燥固化30min，冷却后得所述导光棒。其中，所用硅溶胶为绍兴上虞江枫化工有限公司生产的低钠型硅溶胶，标称二氧化硅含量为30％，CAS号为7631-86-9。
所述导光棒502的单根直径为1.2mm，长250mm。值得说明的是，导光棒502的长度不应超过400mm，否则会因紫外线在导光棒502内的衰减过于明显而导致净化消毒效果显著下降。
所述灯管1材料为，水冷散热管2材料为铜。
所述密封层6材料为导热硅胶。
所述LED灯珠4为深紫外LED灯，整体功率为7w。
所述光源基板3为铝基板。
所述凹点503半径在0.3mm，深0.2mm。
所述凹点503的密度为160个/cm2。
所述灯管1一端密封有电源线，另一端设有可拆卸的密封端盖8；所述密封端盖上设有与水冷散热管2相匹配的进水口801。
实施例2
将实施例1中的用于泳池净化消毒的水冷LED装置置于泳池循环水的通道内，必要时可将导光棒502进行弯折以适应通道形状；接通电源，LED灯珠4发出紫外光，紫外光进入导光棒502内，沿导光棒向前运动，在这个过程中，附着在导光棒表面的光触媒剂被紫外光激发，杀灭水体中的细菌和病毒，并分解水体中的部分有机物；剩余未被利用的紫外光从导光棒前端射入水中，对周围的水体进行消毒；LED灯珠4所产生的热量通过外接的冷却水冷却，外接的冷却水从进水口801处进入水冷散热管的空腔201，从另一端流出，在此过程中将LED灯珠4所产生的热量带走。
本发明利用紫外光和光触媒进行双重杀菌，杀菌效果最高可达95％，同时光触媒反应还能分解水中的部分小分子有机物，有减少水体富营养化和浑浊，提高水体透明度，消除水体异味的效果。
实施例3
将实施例1中的用于泳池净化消毒的水冷LED装置置于泳池循环水的通道内，共并列放置2个，通道内的平均水流量为3m3/h,水的流速平均为0.3m/s；泳池为人工恒温泳池，连续3天，在每天下午4点钟的游泳人数高峰期对净化前和净化后的水体采样，在此期间不采用其他净化消毒手段，且只补充新水，不整体换水，测得结果如下：
第一天：
| 项目(单位) | 净化前 | 净化后 |
| 水温(℃) | 25.2 | 25.2 |
| pH值 | 7.0 | 7.0 |
| 浑浊度(度) | 2.2 | 2.1 |
| 尿素(mg/l) | 1.19 | 1.04 |
| 细菌总数(个/ml) | 614 | 51 |
| 大肠杆菌(个/ml) | 12 | 0 |
第二天：
第三天：
| 项目(单位) | 净化前 | 净化后 |
| 水温(℃) | 25.6 | 25.6 |
| pH值 | 7.8 | 7.7 |
| 浑浊度(度) | 3.3 | 3.0 |
| 尿素(mg/l) | 3.13 | 2.89 |
| 细菌总数(个/ml) | 921 | 76 |
| 大肠杆菌(个/ml) | 16 | 2 |
由以上数据可知，本发明的用于泳池净化消毒的水冷LED装置具有较好的杀菌消毒效果，同时有一定的降低水体浑浊度和分解水中以尿素为代表的部分有机物的效果。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (10)
1.一种用于泳池净化消毒的水冷LED装置，其特征在于，包括：灯管、水冷散热管、光源基板、LED灯珠、导光板、密封层；
所述灯管上设有与所述端板相匹配的开口，所述端板嵌于灯管开口处，所述水冷散热管贴合于与所述开口相对的灯管内壁顶部，所述光源基板与所述水冷散热管底部贴合，所述LED灯珠有若干个，封装于光源基板上；所述LED灯珠与所述端板表面的距离为10-20mm，所述密封层设于灯管外壁，将所述端板密封于灯管内；所述LED灯珠两侧设有聚光板；
所述导光板包括端板和若干根导光棒，所述导光棒分为平行排列的3-5排；所述端板设于导光棒靠近灯管一端，所述导光棒与所述端板一体成型；
所述导光棒和端板的材料为PMMA，所述导光棒的制备方法为：在棒状PMMA材料上压制若干凹点后，室温下在硅溶胶溶液中浸提1-2次，50-55℃条件下旋转干燥3-5min，进行初步干燥，然后在60-66℃条件下，采用磁控溅射工艺在棒状PMMA材料表面喷涂光触媒剂，50-60℃热风干燥固化20-30min，冷却后得所述导光棒。
2.如权利要求1所述的用于泳池净化消毒的水冷LED装置，其特征在于，所述导光棒的单根直径为1-2mm。
3.如权利要求1所述的用于泳池净化消毒的水冷LED装置，其特征在于，所述灯管材料和水冷散热管材料为铝合金或铜。
4.如权利要求1所述的用于泳池净化消毒的水冷LED装置，其特征在于，所述密封层材料为导热硅胶。
5.如权利要求1所述的用于泳池净化消毒的水冷LED装置，其特征在于，所述LED灯珠为深紫外LED灯。
6.如权利要求1所述的用于泳池净化消毒的水冷LED装置，其特征在于，所述光源基板为铝基板。
7.如权利要求1所述的用于泳池净化消毒的水冷LED装置，其特征在于，所述凹点半径在0.1mm-0.3mm，深0.1-0.2mm。
8.如权利要求1所述的用于泳池净化消毒的水冷LED装置，其特征在于，所述凹点的密度为100-400个/cm2。
9.如权利要求1所述的用于泳池净化消毒的水冷LED装置，其特征在于，所述灯管一端密封有电源线，另一端设有可拆卸的密封端盖；所述密封端盖上设有与水冷散热管相匹配的进水口。
10.如权利要求1所述的用于泳池净化消毒的水冷LED装置，其特征在于，所述硅溶胶的胶体粒径为500-580nm，二氧化硅含量为25％-30％。
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