CN110018541A - 紫外线光固化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种紫外线光固化设备，包括灯箱，用于产生紫外线光；以及光纤管，用于导出所述灯箱中的紫外线光；包括两组或两组以上的光纤、一个收光头和两个或两个以上的出光头，所述光纤的一端与所述收光头连接，另一端与所述出光头连接，一组所述光纤连接一个所述出光头；其中，所述灯箱包括箱体、反光罩、光源和光纤接头，所述反光罩和光源均设置在所述箱体内，所述光纤接头设置在所述箱体的一侧面上，所述反光罩、光源和光纤接头顺序设置，所述收光头与所述光纤接头连接。上述紫外线光固化设备，提高光源的有效利用率，降低了光源的损耗；在不额外增加占用空间的前提下提高了工作效率，缩短光源的连续工作时间。

Description

紫外线光固化设备
技术领域
本发明涉及紫外线应用领域，特别是涉及一种紫外线光固化设备。
背景技术
紫外线光固化设备是一种能够发出可利用的强紫外线光纤的表面处理的机械设备，主要用于印刷、涂装行业。紫外线光固化设备中，一个灯箱所产生的紫外线光一次只能用于一个操作工位，单工位工作时，工作效率过低，同时灯箱内的光源的连续工作时间过长，缩短了光源的使用寿命；多个工位同时工作时，则需提供与工作工位数量相等的紫外线光固化设备，增大了占用空间。
发明内容
基于此，针对上述问题，有必要提供一种紫外线光固化设备，在提高工作效率的同时，不额外增加占用空间。
一种紫外线光固化设备，包括：
灯箱，用于产生紫外线光；以及
光纤管，用于导出所述灯箱中的紫外线光；包括两组或两组以上的光纤、一个收光头和两个或两个以上的出光头，所述光纤的一端与所述收光头连接，另一端与所述出光头连接，一组所述光纤连接一个所述出光头；
其中，所述灯箱包括箱体、反光罩、光源和光纤接头，所述反光罩和光源均设置在所述箱体内，所述光纤接头设置在所述箱体的一侧面上，所述反光罩、光源和光纤接头顺序设置，所述收光头与所述光纤接头连接。
在其中一个实施例中，所述出光头内设置有光学棱镜，所述光学棱镜的表面设有用于隔绝红外线光的涂层。
在其中一个实施例中，所述光学棱镜为凹透镜。
在其中一个实施例中，所述光纤接头与所述光源之间设置有滤光片。
在其中一个实施例中，所述滤光片为红外线光滤光片。
在其中一个实施例中，所述光源发出的紫外线光与所述反光罩反射的紫外线光汇集所形成的光斑对准所述光纤接头。
在其中一个实施例中，所述反光罩的中心、所述光源的中心和所述光纤接头的中心在同一直线上。
在其中一个实施例中，所述反光罩的中部为平面，边缘部分为弧面。
在其中一个实施例中，所述光纤接头包括第一透光孔，所述收光头包括第二透光孔，所述第一透光孔和第二透光孔连通；
所述光斑的直径、所述第一透光孔的直径和所述第二透光孔的直径相等。
在其中一个实施例中，所述出光头包括第三透光口，所述第二透光孔和每个第三透光口之间各自通过一组光纤连通；每组光纤的光纤数量相等。
上述紫外线光固化设备，将光纤分组，并增加光纤管的出光头数量，提高光源的有效利用率，降低了光源的损耗；一个紫外线光固化设备可同时作用于多个操作工位，在不额外增加占用空间的前提下提高了工作效率，缩短光源的连续工作时间。
附图说明
图1为一个实施例中紫外线光固化设备的结构示意图；
图2为另一个实施例中紫外线光固化设备的结构示意图；
图3为另一个实施例中紫外线光固化设备的结构示意图；
图4为另一个实施例中紫外线光固化设备的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
图1为一个实施例中紫外线光固化设备的结构示意图，该紫外线光固化设备包括用于产生紫外线光的灯箱100和用于导出灯箱100中的紫外线光的光纤管200；光纤管200的一端与灯箱100连接，另一端用于将紫外线光导出并照射在指定设备的操作工位上。
其中，灯箱100包括箱体110、反光罩120、光源130和光纤接头140，反光罩120、光源130均设置在箱体110内，光纤接头140设置在箱体110的一侧面上，反光罩120、光源130和光纤接头140顺序设置。具体地，光源130用于产生紫外线光；反光罩120用于反射光源130发出的部分紫外线光，使光源130发出的紫外线光汇集在一个方向；光纤接头140与光纤管200连接，用于将光源130在箱体110内的紫外线光导出至光纤管200。
光纤管200包括两组或两组以上的光纤210、一个收光头220和两个或两个以上的出光头230，光纤210的一端与收光头220连接，另一端与出光头230连接，其中，一组光纤210连接一个出光头230。具体的，收光头220与光纤接头140连接，该连接为可拆卸连接，用于接收光纤接头140中的紫外线光；光纤210用于将收光头220中的紫外线光传输到出光头230；两个或两个以上的出光头230分别用于将紫外线光导出并照射在指定设备的两个或两个以上操作工位上。
本实施例中的紫外线光固化设备，光源130发出紫外线光；反光罩120反射光源130向光纤接头140反方向发出的紫外线光，使光源130发出的紫外线光汇集在光纤接头140的方向上，通过光纤接头140向光纤管200传输；光纤管200中的收光头220接收紫外线光，该紫外线光通过光纤210传输到出光头230，由出光头230导出并照射在指定设备的多个操作工位上。
上述紫外线光固化设备，将光纤210分组，并增加光纤管200的出光头230数量，提高光源的有效利用率；一个紫外线光固化设备可同时作用于多个操作工位，在不额外增加占用空间的前提下提高了工作效率，缩短光源的连续工作时间。
图2为另一个实施例中紫外线光固化设备的结构示意图，该紫外线光固化设备中，其出光头230内设置有光学棱镜231，该光学棱镜231的表面设有用于隔绝红外线光的涂层，用于隔绝红外线光，从而降低导出的紫外线光的温度。具体的，该光学棱镜231可以是凹透镜，可起到扩散光照直径、提高容错率的作用。
本实施例中的紫外线光固化设备，光纤管200中的收光头220接收紫外线光后，该紫外线光通过光纤210传输到出光头230；在出光头230中，该紫外线光穿过光学棱镜231后照射在指定设备的多个操作工位上，隔绝了红外线光，降低导出的紫外线光的温度，使紫外线光的温度低于60℃，减少温度对操作工位的影响。
上述紫外线光固化设备，降低了导出的紫外线光的温度，使紫外线光的温度低于60℃，减少了温度对操作工位的影响，且其实际光照直径可通过调节光学棱镜231的焦距调节，提高设备的容错率。
图3为另一个实施例中紫外线光固化设备的结构示意图，该紫外线光固化设备中，光纤接头140与光源130之间设置有滤光片150，该滤光片150遮盖住光纤接头140，使进入光纤接头140的紫外线光必须经过该滤光片150，可滤除紫外线光中无用波段的光，增大紫外线光的比例，本实施例中该光纤接头140为红外线光滤光片，主要用于滤除红外线光，降低紫外线光的温度，使紫外线光的温度低于60℃。
本实施例中的紫外线光固化设备，光源130发出紫外线光直接或间接照射在光纤接头140的方向上，紫外线光经过滤光片150的后，通过光纤接头140向光纤管200传输；光纤管200中的收光头220接收紫外线光，该紫外线光通过光纤210传输到出光头230，在出光头230中，该紫外线光穿过光学棱镜231后照射在指定设备的多个操作工位上。
上述紫外线光固化设备，通过设置滤光片150和光学棱镜231，对隔绝红外线光做了双重保障，保证导出的紫外线光的温度不受红外线光影响，降低紫外线光的温度，使紫外线光的温度低于60℃，减少温度对操作工位的影响。
在一个实施例中，如图1-3所示，光源130发出的紫外线光与反光罩120反射的紫外线光汇集形成的光斑对准光纤接头140。具体的，反光罩120的中心、光源130的中心和光纤接头140的中心在同一直线上，若设有滤光片150，则反光罩120的中心、光源130的中心、光纤接头140的中心和滤光片光纤接头140的中心在同一直线上，提高紫外线光的利用率，使更多的紫外线光可进入光纤接头140。
其中，反光罩120的中部为平面，边缘部分为弧面，整个反光罩120呈碗状，凹陷侧罩设在光源130上，在一些实施例中，反光罩120相对于光源130的罩设角度为180度，反射所有光源130中向远离光纤接头140方向发出的紫外线光，提高紫外线光的利用率，使更多的紫外线光可进入光纤接头140；在其他实施例中，反光罩120相对于光源130的罩设角度还可以是其他度数。具体的，反光罩120的平面的形状与光源130朝向反光罩120中部一侧的截面形状一致，且大小相同，使与光纤接头140方向相反的部分紫外线光垂直射入反光罩120，从而让该部分紫外线光被反射进入光纤接头140。
图4为另一个实施例中紫外线光固化设备的结构示意图，该紫外线光固化设备中，光纤接头140包括第一透光孔141，收光头220包括第二透光孔221，出光头230包括第三透光口232，第一透光孔141、第二透光孔221和第三透光口232之间相互连通，第二透光孔和每个第三透光口之间各自通过一组光纤连通。
其中，光源130发出的紫外线光与反光罩120反射的紫外线光汇集所形成的光斑的直径、第一透光孔141的直径和第二透光孔的直径相等。具体的，可以通过调整反光罩120的反射角度，也可以通过调节反光罩120、光源130和光纤接头140之间的距离，使反光罩120反射得到的紫外线光的光照直径与光纤接头140中第一透光孔141的直径一致，且位置相同。
若该紫外线光固化设备中设有光学棱镜231，该光学棱镜231则内嵌在第三透光口232的内壁上，保证导出的紫外线光均已穿过光学棱镜231。
为了保证多个出光头230之间的输出功率差小于或等于输出总功率的10％，每个出光头230中的第三透光口232的尺寸相同，每组光纤210的数量相等。其中，每组光纤210的数量和第三透光口232的尺寸均可根据操作工位所需的光照尺寸而定，因此上述尺寸或数量均可根据实际需要选择，在此不作具体限定。
在每个出光头230中的第三透光口232的尺寸相同，每组光纤210的数量相等的情况下，针对两个出光头230进行为期一周的功率检测，检测数据如下表所示：
单位：mW/cm2
在一个实施例中，出光头230的数量为两个，形状为矩形；光斑的直径、第一透光孔141的直径和第二透光孔的直径设为10毫米；每组光纤210的数量设为1000根，每根光纤210的直径为0.2毫米，则每组光纤210的总面积为31.4平方毫米。在固定尺寸的矩形内嵌入圆形，其面积比例约为1:0.83，故第三透光口232的面积约为37.8平方毫米。在不设有光学棱镜231时，若一个操作工位需要的光照尺寸为20.57*0.6毫米，则第三透光口232的长L和宽W需要满足的条件是：
L≥20.57mm；
W≥0.6mm；
L*W＝37.8mm2。
本实施例中，此时第三透光口232的长L可以为30毫米，宽W可以为1.26毫米，该长和宽即可满足上述三个条件。
若设有光学棱镜231，紫外线光的照射面积可通过调节光学棱镜231的焦距调节，可降低对第三透光口232的尺寸设计精度要求。本实施例中，该紫外线光固化设备设有光学棱镜231，该光学棱镜可使输出的紫外线光的扩散3～4毫米，可保证能够完全覆盖操作工位所需的光照区。
上述的光纤210可以为抗恶环境光纤，该光纤210的表面多涂覆一层塑料涂层，该塑料可以是耐热性交好的四氟乙烯，以对该光纤210进行机械保护，使其可耐高温，可降低红外线光产生的温度对塑料涂层的影响；该光纤210采用掺杂OH或F素的石英玻璃，以抑制因辐射线造成的光损耗，并使该光纤210的耐绕折性能增加，不易出现光纤210断裂等问题，降低了机械层面的异常导致的功率衰减。使用该光纤210可将紫外线光在传导过程中的损耗降低至10％以内，同时增加该光纤210的使用寿命。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种紫外线光固化设备，其特征在于，包括：
灯箱，用于产生紫外线光；以及
光纤管，用于导出所述灯箱中的紫外线光；包括两组或两组以上的光纤、一个收光头和两个或两个以上的出光头，所述光纤的一端与所述收光头连接，另一端与所述出光头连接，一组所述光纤连接一个所述出光头；
其中，所述灯箱包括箱体、反光罩、光源和光纤接头，所述反光罩和光源均设置在所述箱体内，所述光纤接头设置在所述箱体的一侧面上，所述反光罩、光源和光纤接头顺序设置，所述收光头与所述光纤接头连接。
2.根据权利要求1所述的紫外线光固化设备，其特征在于，所述出光头内设置有光学棱镜，所述光学棱镜的表面设有用于隔绝红外线光的涂层。
3.根据权利要求2所述的紫外线光固化设备，其特征在于，所述光学棱镜为凹透镜。
4.根据权利要求1所述的紫外线光固化设备，其特征在于，所述光纤接头与所述光源之间设置有滤光片。
5.根据权利要求1所述的紫外线光固化设备，其特征在于，所述滤光片为红外线光滤光片。
6.根据权利要求1所述的紫外线光固化设备，其特征在于，所述光源发出的紫外线光与所述反光罩反射的紫外线光汇集所形成的光斑对准所述光纤接头。
7.根据权利要求6所述的紫外线光固化设备，其特征在于，所述反光罩的中心、所述光源的中心和所述光纤接头的中心在同一直线上。
8.根据权利要求7所述的紫外线光固化设备，其特征在于，所述反光罩的中部为平面，边缘部分为弧面。
9.根据权利要求6所述的紫外线光固化设备，其特征在于，所述光纤接头包括第一透光孔，所述收光头包括第二透光孔，所述第一透光孔和第二透光孔连通；
所述光斑的直径、所述第一透光孔的直径和所述第二透光孔的直径相等。
10.根据权利要求9所述的紫外线光固化设备，其特征在于，所述出光头包括第三透光口，所述第二透光孔和每个第三透光口之间各自通过一组光纤连通；每组光纤的光纤数量相等。
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