CN114639589B - 一种小功率氙气灯及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小功率氙气灯及其制备工艺，包括灯头、灯管和设置在灯管内的电弧管，所述灯管端部设置有夹封口，电弧管内的第一电极引线和第二电极引线穿过所述夹封口，所述灯头包括固定座和设置在固定座一端的金属插杆，所述固定座另一端设置有用于安装灯管的腔体，所述固定座内设置有四条连接通道，四条连接通道一端均分别连通腔体，第一连接通道和第三连接通道的另一端合并一起连接到金属插杆，第二连接通道和第四连接通道的另一端合并一起连接到另一金属插杆。所制造的小功率氙气灯使用寿命长、出光均匀、显色指数高、穿透力强。

Description

一种小功率氙气灯及其制备工艺
技术领域
本发明属于氙气灯技术领域，具体涉及一种小功率氙气灯及其制备工艺。
背景技术
氙气灯是指内部充满包括氙气在内的惰性气体混合体，没有卤素灯所具有的灯丝的高压气体放电灯，简称HID氙气灯，可称为金属卤化物灯或氙气灯。氙气灯的发光原理是在UV-cut抗紫外线水晶石英玻璃管内，以多种化学气体充填，其中大部份为氙气与碘化物等，然后再透过增压器将普通民用电压瞬间增压至23000伏特的电压，经过高压震幅激发石英管内的氙气电子游离，在两电极之间产生光源，这就是所谓的气体放电。而由氙气所产生的白色超强电弧光，可提高光线色温值，类似白昼的太阳光芒，HID氙气灯工作时所需的电流量仅为3.5A，亮度是传统卤素灯泡的三倍，使用寿命比传统卤素灯泡长10倍。
色温是描述光源颜色的度量单位，是电光源最重要的参数之一，可以通过仪器定量测试具体数值，也可以通过肉眼观察颜色来对其进行定性辨别。气体放电光源的色温不仅与温度有关系，而且还受温度分布均匀性、填充物种类、各元素的比重、外泡壳荧光粉种类和性能等诸多因素的影响。光源对物体本身颜色呈现和程度称为显色性，也就是颜色逼真的程度，显色性高的光源对颜色表现较好，用显色指数(Ra)表示，国际照明委员会CIE把太阳的显色指数定为100，各类光源的显色指数各不相同，显色指数越接近100，显色性能越好。
目前，普通金卤灯的使用较为广泛，它的发光效率也很高，光色也能达到6000K。但它也存在一个比较大的问题，不能热启动，頻繁的点亮与熄灭会大大缩短使用寿命；因此，在现有金卤灯结构一致的灯管的发光管中充入氙气及少量稀有金属制备成大功率HID氙气灯，可以解决使用寿命的问题，但其加工工艺复杂，合格率低，难以实现大批量生产。
中国专利CN106356277B公开了一种单端氙气灯及其制造工艺，其制备的氙气灯结构整体性、可靠性好，整体外观更加美观；氙气灯发光管的泡壳表面光滑，厚度均匀，工作时表面温度均匀、透光性好，使用寿命可提升10％以上，但由于在小功率时，氙气灯的色温在4200-8000K，导致其穿透力差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单，发光效率高，稳定性好的小功率氙气灯；同时本发明的另一个目的在于提供一种加工、装配工艺简单，所制造的产品使用寿命长、出光均匀、显色指数高、穿透力强的小功率氙气灯制造工艺。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种小功率氙气灯，包括灯头、灯管和设置在灯管内的电弧管，所述灯管端部设置有夹封口，电弧管内的第一电极引线和第二电极引线穿过所述夹封口，所述灯头包括固定座和设置在固定座一端的金属插杆，所述固定座另一端设置有用于安装灯管的腔体，所述固定座内设置有四条连接通道，四条连接通道一端均分别连通腔体，第一连接通道和第三连接通道的另一端合并一起连接到金属插杆，第二连接通道和第四连接通道的另一端合并一起连接到另一金属插杆；所述灯管的夹封口插装在腔体内；所述电弧管的外部环绕有钨丝，所述钨丝的一端连接第一钨丝引线，另一端连接第二钨丝引线。
优选的，所述电弧管内部两侧设有第一电极和第二电极，所述电弧管外部两侧分别设置有玻管，两侧玻管内均设置有带钼片的钼杆，玻管上在钼片位置设置有夹封位，位于两夹封位的外侧的钼杆上设置有顶压于玻管内壁的限位灯脚。
优选的，所述电弧管内部还填充有微量金属卤化物、氩气和氙气。
优选的，所述灯管的另一端还设有固定部。
优选的，所述固定座外壁还设有弧形突起。
优选的，所述第一电极引线和第一钨丝引线分别通过第一连接通道和第三连接通道连接在一金属插杆上，所述第二电极引线和第二钨丝引线分别通过第二连接通道和第四连接通道连接在另一金属插杆上。
优选的，所述第一电极引线、第二电极引线、第一钨丝引线和第二钨丝引线上分别连接有夹封钼片，所述夹封钼片均位于灯管的夹封口内。
优选的，所述氙气灯的功率为15-70W。
本发明还保护一种所述小功率氙气灯的制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备电弧管；
选择适当长度的石英玻璃管，通过吹泡机将中间部份吹成椭圆形截面的泡体；将一带有限位灯脚的第一钼杆插入泡体的一侧玻管中，使第一钼杆的电极端头置于泡体内，对玻管在第一钼杆的钼片处进行夹封密实；将一端夹封好的泡体放入真空高温炉，经7-10小时、1000-1100℃高温炉抽真空脱羟；将经脱羟处理后的泡体冷却，在泡壳内从未夹封的玻管一端加入金属卤化物；将带有限位灯脚的第二钼杆插入未夹封的玻管，使第二钼杆的电极端头位于泡体内，调整两钼杆电极端头之间的距离，再将其固定在一次夹封机或等离子火焰封上；从未夹封的玻管端充氙气和氩气入泡壳，充入氙气和氩气后先直接通过一次夹封机或等离子火焰封将玻管管口夹封密实，然后再将该端玻管在钼杆的钼片处进行夹封密实；将两玻管端部切割平整，露出适当长度的钼杆，第二钼杆端部延伸至固定部内；
(2)采用钼丝制备L形电弧管支撑支架，在支撑支架上套设绝缘套，并将消气片焊接在支撑支架上；
(3)将支撑支架一端与电弧管上一钼杆杆端焊接，支撑支架的另一端连接一电极引线，支撑支架与电极引线之间通过与一钼片两端焊接连接；将电弧管上靠灯头的一端弯折呈L形，在其端部连接另一电极引线，两者之间通过与一钼片两端焊接连接；将该安装好支撑支架和电极引线的发光管放入到灯管内；
(4)采用钼丝制备直线形钨丝支撑支架，在支撑支架上套设绝缘套，将支撑支架一端与钨丝一端焊接，支撑支架的另一端连接一钨丝引线，支撑支架与钨丝引线之间通过与一钼片两端焊接连接；将安装好支撑支架、钨丝引线和钨丝放入到灯管内；用灯管夹封机在灯管管端进行夹封，形成夹封口，并使与两根电极引线、两根钨丝引线焊接连接的四夹封钼片位于夹封口内，两根电极引线、两根钨丝引线从夹封口穿出；
(5)将第一电极引线对准位于灯头腔体底部的第一连接通道入口，第二电极引线对准位于灯头腔体底部的第二连接通道入口，第一钨丝引线对准位于灯头腔体底部的第三连接通道入口，第二钨丝引线对准位于灯头腔体底部的第四连接通道入口，然后将灯管的夹封口一端插装到灯头的腔体内，将第一电极引线与第一钨丝引线合并后穿入一金属插杆，第二电极引线与第二钨丝引线合并入穿入另一金属插杆，将电极引线分别焊接在金属插杆上；
(6)在灯头的腔体内填充硅胶或灯头固定粉，放入烘箱加温至90-150℃烘干。
优选的，所述金属卤化物为碘化钠、碘化镧、碘化钇，其质量百分比为1：1-3：1-5。
优选的，所述氙气与氩气的质量百分比为100：5-10。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明提供的小功率氙气灯，通过在电弧管内充入惰性气体氙气和氩气，并加入微量金属卤化物，光线穿透性强，光照能力好。
(2)本发明提供的小功率氙气灯，通过在电弧管外圈环绕设置钨丝，由钨丝发出的低色温光，进一步提高了氙气灯的光线穿透性，同时，钨丝发出的黄光与小功率氙气灯发出的光中和，使得整体的光源更加接近太阳光光源，显色性能越好。
(3)通过在灯头上设置四条独立的连接通道，不仅将两根电极引线、两根钨丝引线隔离防止引线之间产生电弧放电，而且便于灯管的安装，使整个氙气灯结构整体性、可靠性好，整体外观更加美观。
附图说明
图1为本发明实施例中小功率氙气灯的结构示意图；
图2为本发明实施例中的灯头结构示意图。
其中，1、灯头；101、腔体；1021、第一连接通道；1022、第二连接通道；1023、第三连接通道；1024、第四连接通道；103、弧形突起；104、金属插杆；105、固定座；2、灯管；3、电弧管；4、夹封口；51、第一电极引线；52、第二电极引线；53、第一钨丝引线；54、第二钨丝引线；6、第一电极；7、第二电极；8、夹封钼片；9、钼杆；10、钼片；11、限位灯脚；12、固定部；13、消气片；14、金属卤化物；15钨丝；16、绝缘管；17、玻管；18、夹封位；19、支撑支架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参见图1和图2，一种小功率氙气灯，包括灯头1、灯管2和设置在灯管2内的电弧管3，所述灯管2端部设置有夹封口4，电弧管3内的第一电极引线51和第二电极引线52穿过所述夹封口4，所述灯头1包括固定座105和设置在固定座105一端的金属插杆104，所述固定座105另一端设置有用于安装灯管2的腔体101，所述固定座105内设置有四条连接通道，四条连接通道一端均分别连通腔体101，第一连接通道1021和第三连接通道1023的另一端合并一起连接到金属插杆104，第二连接通道1022和第四连接通道1024的另一端合并一起连接到另一金属插杆104；所述灯管2的夹封口4插装在腔体101内；所述电弧管3的外部环绕有钨丝15，所述钨丝15的一端连接第一钨丝引线53，另一端连接第二钨丝引线54。
在本实施例中，所述电弧管3内部两侧设有第一电极6和第二电极7，所述电弧管3外部两侧分别设置有玻管17，两侧玻管17内均设置有带钼片10的钼杆9，玻管17上在钼片位置设置有夹封位18，位于两夹封位18的外侧的钼杆9上设置有顶压于玻管17内壁的限位灯脚11。
在本实施例中，所述灯管2的另一端还设有固定部12。
在本实施例中，所述固定座105外壁还设有弧形突起103。
在本实施例中，所述第一电极引线51和第一钨丝引线53分别通过第一连接通道1021和第三连接通道1023连接在一金属插杆104上，所述第二电极引线52和第二钨丝引线54分别通过第二连接通道1022和第四连接通道1024连接在另一金属插杆104上。
在本实施例中，所述第一电极引线51、第二电极引线52、第一钨丝引线53和第二钨丝引线54上分别连接有夹封钼片8，所述夹封钼片均位于灯管2的夹封口内。
在本实施例中，所述氙气灯的功率为50W。
一种所述小功率氙气灯的制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备电弧管；
选择适当长度的石英玻璃管，通过吹泡机将中间部份吹成椭圆形截面的泡体；将一带有限位灯脚的第一钼杆插入泡体的一侧玻管中，使第一钼杆的电极端头置于泡体内，对玻管在第一钼杆的钼片处进行夹封密实；将一端夹封好的泡体放入真空高温炉，经8小时、1000℃高温炉抽真空脱羟；将经脱羟处理后的泡体冷却，在泡壳内从未夹封的玻管一端加入金属卤化物；将带有限位灯脚的第二钼杆插入未夹封的玻管，使第二钼杆的电极端头位于泡体内，调整两钼杆电极端头之间的距离，再将其固定在一次夹封机或等离子火焰封上；从未夹封的玻管端充氙气和氩气入泡壳，充入氙气和氩气后先直接通过一次夹封机或等离子火焰封将玻管管口夹封密实，然后再将该端玻管在钼杆的钼片处进行夹封密实；将两玻管端部切割平整，露出适当长度的钼杆，第二钼杆端部延伸至固定部内；
(2)采用钼丝制备L形电弧管支撑支架，在支撑支架上套设绝缘套，并将消气片焊接在支撑支架上；
(3)将支撑支架一端与电弧管上一钼杆杆端焊接，支撑支架的另一端连接一电极引线，支撑支架与电极引线之间通过与一钼片两端焊接连接；将电弧管上靠灯头的一端弯折呈L形，在其端部连接另一电极引线，两者之间通过与一钼片两端焊接连接；将该安装好支撑支架和电极引线的发光管放入到灯管内；
(4)采用钼丝制备直线形钨丝支撑支架，在支撑支架上套设绝缘套，将支撑支架一端与钨丝一端焊接，支撑支架的另一端连接一钨丝引线，支撑支架与钨丝引线之间通过与一钼片两端焊接连接；将安装好支撑支架、钨丝引线和钨丝放入到灯管内；用灯管夹封机在灯管管端进行夹封，形成夹封口，并使与两根电极引线、两根钨丝引线焊接连接的四夹封钼片位于夹封口内，两根电极引线、两根钨丝引线从夹封口穿出；
(5)将第一电极引线对准位于灯头腔体底部的第一连接通道入口，第二电极引线对准位于灯头腔体底部的第二连接通道入口，第一钨丝引线对准位于灯头腔体底部的第三连接通道入口，第二钨丝引线对准位于灯头腔体底部的第四连接通道入口，然后将灯管的夹封口一端插装到灯头的腔体内，将第一电极引线与第一钨丝引线合并后穿入一金属插杆，第二电极引线与第二钨丝引线合并入穿入另一金属插杆，将电极引线分别焊接在金属插杆上；
(6)在灯头的腔体内填充硅胶或灯头固定粉，放入烘箱加温至120℃烘干。
在本实施例中，所述金属卤化物为碘化钠、碘化镧、碘化钇，其质量百分比为1：2：2。
在本实施例中，所述氙气与氩气的质量百分比为100：5。
本发明小功率氙气灯的灯管采用石英玻璃管，其热膨胀系数极小，能承受剧烈的温度变化，使用过程中不会产生因温度变化导致的炸裂，安全性好；使用温度范围广，可在1100℃下长时间使用；同时，本发明小功率氙气灯的功率为15-70W，启动电压为10000V，色温为4300-5600K，光效为100lm/W，显色指数在95以上，具有良好的显色指数和穿透力。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种小功率氙气灯，包括灯头(1)、灯管(2)和设置在灯管(2)内的电弧管(3)，所述灯管(2)端部设置有夹封口(4)，电弧管(3)内的第一电极引线(51)和第二电极引线(52)穿过所述夹封口(4)，其特征在于，所述灯头(1)包括固定座(105)和设置在固定座(105)一端的金属插杆(104)，所述固定座(105)另一端设置有用于安装灯管(2)的腔体(101)，所述固定座(105)内设置有四条连接通道，四条连接通道一端均分别连通腔体(101)，第一连接通道(1021)和第三连接通道(1023)的另一端合并一起连接到金属插杆(104)，第二连接通道(1022)和第四连接通道(1024)的另一端合并一起连接到另一金属插杆(104)；所述灯管(2)的夹封口(4)插装在腔体(101)内；所述电弧管(3)的外部环绕有钨丝(15)，所述钨丝(15)的一端连接第一钨丝引线(53)，另一端连接第二钨丝引线(54)；
所述电弧管(3)内部两侧设有第一电极(6)和第二电极(7)，所述电弧管(3)外部两侧分别设置有玻管(17)，两侧玻管(17)内均设置有带钼片(10)的钼杆(9)，玻管(17)上在钼片位置设置有夹封位(18)，位于两夹封位(18)的外侧的钼杆(9)上设置有顶压于玻管(17)内壁的限位灯脚(11)；
所述第一电极引线(51)和第一钨丝引线(53)分别通过第一连接通道(1021)和第三连接通道(1023)连接在一金属插杆(104)上，所述第二电极引线(52)和第二钨丝引线(54)分别通过第二连接通道(1022)和第四连接通道(1024)连接在另一金属插杆(104)上；
所述第一电极引线(51)、第二电极引线(52)、第一钨丝引线(53)和第二钨丝引线(54)上分别连接有夹封钼片(8)，所述夹封钼片均位于灯管(2)的夹封口内。
2.根据权利要求1所述的小功率氙气灯，其特征在于，所述灯管(2)的另一端还设有固定部(12)。
3.根据权利要求1所述的小功率氙气灯，其特征在于，所述固定座(105)外壁还设有弧形突起(103)。
4.根据权利要求1所述的小功率氙气灯，其特征在于，所述氙气灯的功率为15-70W。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的小功率氙气灯的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备电弧管；
选择适当长度的石英玻璃管，通过吹泡机将中间部份吹成椭圆形截面的泡体；将一带有限位灯脚的第一钼杆插入泡体的一侧玻管中，使第一钼杆的电极端头置于泡体内，对玻管在第一钼杆的钼片处进行夹封密实；将一端夹封好的泡体放入真空高温炉，经7-10小时、1000-1100℃高温炉抽真空脱羟；将经脱羟处理后的泡体冷却，在泡壳内从未夹封的玻管一端加入金属卤化物；将带有限位灯脚的第二钼杆插入未夹封的玻管，使第二钼杆的电极端头位于泡体内，调整两钼杆电极端头之间的距离，再将其固定在一次夹封机或等离子火焰封上；从未夹封的玻管端充氙气和氩气入泡壳，充入氙气和氩气后先直接通过一次夹封机或等离子火焰封将玻管管口夹封密实，然后再将该端玻管在钼杆的钼片处进行夹封密实；将两玻管端部切割平整，露出适当长度的钼杆，第二钼杆端部延伸至固定部内；
(2)采用钼丝制备L形电弧管支撑支架，在支撑支架上套设绝缘套，并将消气片焊接在支撑支架上；
(3)将支撑支架一端与电弧管上一钼杆杆端焊接，支撑支架的另一端连接一电极引线，支撑支架与电极引线之间通过与一钼片两端焊接连接；将电弧管上靠灯头的一端弯折呈L形，在其端部连接另一电极引线，两者之间通过与一钼片两端焊接连接；将安装好支撑支架和电极引线的发光管放入到灯管内；
(4)采用钼丝制备直线形钨丝支撑支架，在支撑支架上套设绝缘套，将支撑支架一端与钨丝一端焊接，支撑支架的另一端连接一钨丝引线，支撑支架与钨丝引线之间通过与一钼片两端焊接连接；将安装好支撑支架、钨丝引线和钨丝放入到灯管内；用灯管夹封机在灯管管端进行夹封，形成夹封口，并使与两根电极引线、两根钨丝引线焊接连接的四夹封钼片位于夹封口内，两根电极引线、两根钨丝引线从夹封口穿出；
(5)将第一电极引线对准位于灯头腔体底部的第一连接通道入口，第二电极引线对准位于灯头腔体底部的第二连接通道入口，第一钨丝引线对准位于灯头腔体底部的第三连接通道入口，第二钨丝引线对准位于灯头腔体底部的第四连接通道入口，然后将灯管的夹封口一端插装到灯头的腔体内，将第一电极引线与第一钨丝引线合并后穿入一金属插杆，第二电极引线与第二钨丝引线合并入穿入另一金属插杆，将电极引线分别焊接在金属插杆上；
(6)在灯头的腔体内填充硅胶或灯头固定粉，放入烘箱加温至90-150℃烘干。
6.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，所述金属卤化物为碘化钠、碘化镧、碘化钇，其质量百分比为1：1-3：1-5。
7.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，所述氙气与氩气的质量百分比为100：5-10。
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