CN1372099A - 电灯组件 - Google Patents

Abstract

一种电灯组件,用于印刷和涂覆工业中快速处理各种基底材料上的油墨及类似物,包括一个细长辐射源,一个具有细长反射表面的反射器,该反射表面部分地围绕所述辐射源并具有一个使得辐射向下发射到一个基底上、以处理其上涂层的开口,所述反射器具有两个主体部件,每个都具有一个成形表面,当所述主体部件被固定在第一相对位置以形成一个空腔时,所述辐射源位于该空腔中并且所述反射表面被提供于该空腔表面上,所述成形表面彼此结合,至少有一条通过各主体部件的通路用于冷却水流动,并且一条用于冷却水流的管位于发射开口附近,其中一个主体部件中的所述通路或一条通路与所述管路连接,而所述管与另一个主体部件中的所述通路或一条通路连接。该组件所需水管的数目少,结构简化,操作简单,并使电灯或辐射源容易更换。

Description

电灯组件

技术领域

本发明涉及电灯组件，特别是用于印刷和涂覆工业中在各种基底材料上快速处理油墨及类似物的电灯组件。在这种处理过程中，基底沿一条处于某种细长电灯组件下方的路径移动，使该基底上的涂层为这种电灯组件发出的光所照射，从而以一种连续的工艺处理该涂层。这种基底可为连续的，或者包括被连续地馈送通过该电灯的多层基底。

背景技术

众所周知应用一个或多个中压紫外线灯所发出的紫外线辐射来对基底上的涂层加以处理。大家也很熟悉在一种带有反射器的组件中提供这种电灯，这种反射器包括部分围绕该电灯的反射表面，用于将从其发出的辐射反射到所述基底上。该反射表面具有通常为椭圆形或者抛物面的凹陷轮廓，所述电灯安装在这一轮廓的几何中心线上并且接近顶点。

这种反射器增大了可处理材料所接受的辐射强度。进入所述材料的辐射穿透深度是处理中的一个重要指标，尽管穿透深度随不同的颜色和材料而变化，但强度越高则穿透深度越好。

已知方案的一个问题是反射器辐射输出的角度范围会相当大，结果使得横跨基底宽阔区域所接受的辐射处于不同的强度水平。最高强度位置要依赖于所述组件所提供的聚焦程度，但会有些低强度水平区域。大角度范围意味着，如果要让辐射强度足够高则基底必须移动得比所希望的速度更低。

已知方案所引出的另一问题是部分辐射被反射到电灯自身，这减少了可用于处理的辐射能量数值，并使电灯被加热——这可对电灯运行造成不利影响，并增加数值原本已经较大的所述组件所发射出的热量，这种热量会引起涂层和/或基底的翘曲及变形。

在法国专利第2334966号中已认识到这一问题，该专利描述了一种其形状为两个半壳体的反射器，每个这种半壳体都可在空腔内绕一个纵轴而向其几何中心线两边转动。该法国专利提出，使反射器的顶部区域变形，通过将每个半壳体的顶部边缘向下朝电灯弯曲，而给予它一种从外部看来横跨电灯宽度的大体上凹陷的形状。

法国专利第2334966号中所公开的装置由于其基本形式而具有一些缺点，在这种基本形式中必须以一种复杂系统来取得所需的转动运动而且不得不为这两个半壳体的转动提供空间，这与当前寻求更小处理组件的工业需求不一致。又因为适应这种转动运动的要求，难以冷却这两个半壳体。在这一法国专利中对电灯自热问题所提出的解决方案也出现了问题。反射器朝向电灯的变形会导致变形部分的过度受热，并使得冷却电灯相邻区域的难度大幅增加。

上述寻求更小处理组件的工业需求产生了这样的问题，即减少组件宽度来使其受约束地占据更小空间，就得到了使所发射辐射的角度范围增大的结果。这又会引发以上已讨论过的问题。

电灯组件的效率和有效冷却已经成为一个经常性问题，随着采用不断增加的电灯功率以取得更快处理(从而使基底速度得以提升)，这一问题甚至已变得更为重要。

例如，在所述法国专利的年代，1975年，电灯功率仅处于每英寸250瓦(每厘米100瓦)范围。电灯功率现在普遍为每英寸200～400瓦(每厘米80～160瓦)，而且日益增多地使用甚至具有更高功率的电灯，即每英寸500～600瓦(每厘米200～240瓦)。此外，UV处理的优点，包括清洁及质量，已导致了对这样的处理系统的需求：这种系统能够对许许多多的基底进行作业，包括非常易于受到热损伤的那些基底。

早期的组件一般仅用风冷。在第一代风冷系统中，通过在电灯上方设置的一个或多个开口从反射器中抽风，以带出热量。在后期系统中，还是通过位于电灯边的开口，而将冷却气流吹入组件并吹到电灯上。风冷的问题是所需吹风机加大了组件体积，使其难于安装到多座印刷机(multi-stand press)的各座之间。

这一点，以及由更高电灯功率所带来的更高冷却需求，导致使用水冷或者水冷结合风冷。通过附加的或与反射器一体制成的管路来供给冷却水。另外，还提出了一些带有过滤器的设计，包括一个或多个置于电灯和基底之间的石英管，液体(通常为去离子水)从该石英管中流过。除了起冷却作用以外，所述过滤器还具有过滤红外辐射(这种辐射使基底加热)的主要作用，并将来自电灯的光聚焦到基质上。所述液体冷却剂通过冷却装置或制冷装置而在全部管路中往复循环。

随电灯功率增加，不断需要更加实用有效的冷却系统来使温度保持在可接收范围以内，不仅防止损坏基底，而且防止对相邻设备和打印系统的操作者造成损害。

一种电灯组件的已知结构具有一种部件(block)形式的反射器，在提供反射表面的表面上带有一个空腔。所述反射表面可通过抛光该空腔表面或在其上固定一个特殊反射器部件来形成。两种情况下，人们都懂得要在所述反射表面上覆以吸热材料涂层。

英国专利第2315850号公开了一种电灯组件，其中所述反射器部件由两部分形成。两块反射板提供了所述反射器表面，各反射板通过可调紧固装置而装配在延展至空腔内的法兰与固定到这半个反射器部件端部的卡箍之间。

大家知道，对于水冷反射器部件来说，在其中形成一个或多个通路以用于冷却水流动。对于两部分的部件来说，这就要求两部分都有水的出口和入口管，也就是说，总共四个管路。为了要提供这些管路并保持这些水封与部件通路之间的整体性，就使得所述组件整体上笨重，而且难于使一部件部分与另一部分彼此分开。

对于部件形式反射器(而且实际上也是对其它反射器)来说，还有一个问题就是辐射源常常是不容易接近的，这就使得要用大量时间来更换所述辐射源。这意味着当必须要更换电灯或其它类型的辐射源时，就要有大量的停机时间。

发明内容

本发明一个总的目的是提供一种电灯组件，该电灯组件克服了如上讨论的已知部件所具有的问题。更为具体的目的是提供一种电灯组件，该电灯组件具有小尺寸，但通过减少辐射的角度范围而仍可提供高强度辐射。还有一个具体目的是提供一种具有水冷系统的电灯组件，该水冷系统具有最少部件并且较易于容纳在所述组件中。另外还有一个具体目的是提供一种电灯组件，其中的电灯或其它辐射源易于接近并从而易于进行更换。

根据本发明第一方面的电灯组件包括一个细长的辐射源，一个具有细长反射表面的反射器，该反射表面部分围绕所述辐射源并具有使得辐射向下发射到基底上、以处理其上涂层的一个开口，所述反射器具有两个主体部件，每个都具有一个成形表面，当所述主体部件被固定在第一相对位置以形成一个空腔时(所述辐射源位于该空腔中并且所述反射表面提供于该空腔表面上)，所述成形表面彼此结合，至少有一条通过各主体部件的通路用于冷却水流动，还有一条用于冷却水流的管位于发射开口附近，其中一个主体部件中的所述通路或一条通路与所述管连接，所述管与另一个主体部件中的所述通路或一条通路连接。

这一设计的优点在于仅需要一个入水管和一个出水管，一个主体部件的出水口经所述冷却管而成为另一个主体部件的入水口。因此，所述冷却管路被用作两个主体部件之间的流动通道，而水管数目与所述反射器由两个主体部件形成的已知方案相比，即从四个减少一半，成为两个。

根据本发明另一方面，提供了一种电灯组件，包括一个细长的辐射源，一个带有细长反射表面的反射器，该反射表面部分围绕所述辐射源并具有使得辐射向下发射到基底上、以处理其上涂层的一个开口，所述反射表面具有大体凹陷的轮廓，所述辐射源位置接近该凹面底部，其中所述反射器包括两个反射器构件，每个都具有一个成形表面，当所述构件被固定在第一相对位置以形成一个空腔时(所述辐射源位于该空腔中并且所述反射表面提供于该空腔表面上)，所述成形表面彼此结合，而且所述辐射源以这样一种方式安装成可移动的：当一个构件处于相对于另一构件的第二位置时，其中所述辐射源处于使用者可接近的位置。

这一方案克服了电灯组件所遇到的要花大量时间来更换辐射源的问题。通过将所述辐射源以一个构件相对于另一构件而移动到一个使用者可接触到的位置，即可更迅速地完成对所述辐射源的修理或更换。

所述反射器构件优选包括一个主体部件，该主体部件具有至少一条用于冷却水流的通路，并且通过所述主体部件中通路而将所述第一和第二方面相结合，所述通路经一个位于发射开口附近的冷却水管而连接起来。

如果所述可移动主体部件可围绕一条平行于所述冷却管纵轴的枢轴而相对于另一主体部件转动，则所述结合特别有效。所述冷却管起到转动连接器的作用，并允许接近所述辐射源而不对所述水封完整性造成潜在不利影响。

还有一个方面，本发明提供了一种电灯组件，包括一个细长的辐射源，一个具有细长反射表面的反射器，该反射表面部分围绕所述辐射源并具有使得辐射向下发射到基底上、以处理其中涂层的一个开口，所述反射表面具有一个在所述发射开口的边缘之间弯曲成大体上凹陷的轮廓，它关于一条中心线对称(所述辐射源即位于该中心线上)，其中所述反射器具有两个细长的辐射转向表面，从所述发射开口边缘向下伸展，而且配置成反射为反射表面所反射的辐射并将其换向成朝向所述中心线，从而减少了到达基底的辐射的角度范围。

业已发现，通过提供从所述发射开口边缘向下伸展的这种辐射转向表面，即可能将所述辐射聚焦为狭窄射束，该狭窄射束具有增大到达所述基底的辐射强度的作用。当作为一个整体的所述组件的宽度被减小时，提供这种转向表面特别有用，这是因为正如上面所讨论的，这种组件宽度的减小会在另一方面导致角度范围变宽的可能，以及由此而引发的问题。

所述转向表面可以以偏离中心线的角度而伸展，并且可以是平面或略微弯曲。在这样的配置下，它们的主要作用是使得从所述辐射源较低两侧所发出的辐射，该辐射趋向于以相对较大角度偏离所述中心线重又朝向所述中心线，并与从所述辐射源顶部和底部所发出的辐射相结合，提供一种具有相对恒定高强度的聚焦射束。

所述反射器可包括一个具有空腔的主体，所述辐射源位于该空腔中并且所述反射表面提供于该空腔表面上，而且可在安装于该主体上的分立的端部零件上提供所述转向表面。如果采用已知方案，从而所述反射表面包括至少一个被一个卡箍(该卡箍处于所述发射开口任一侧)所固定的平板，则所述卡箍即可起到所述端部零件的作用。无论所述端部零件取何种形式，它们都适于以某种反光材料制成或加以涂覆，优选第一种方案。

可结合所有所述三个方面来取得一种电灯组件，该电灯组件可以既小而又仍能产生具有小角度范围的高强度辐射，同时，它通过单独一根入水和出水管而被水冷却。而且所述组件在使用中具有高效率，这是因为可容易地接近所述辐射源，从而需要修理或更换该辐射源的停机时间可减到最少。

附图说明

现在将参照附图以举例方式来进一步描述本发明，其中：

图1是根据本发明在第一位置(闭合位置)的一个电灯组件部分端视图；

图2是图1电灯组件在第二位置(打开位置)的端视图；

图3是根据本发明在第一位置(闭合位置)的一个电灯组件透视端视图；

图4是图3电灯组件在第二位置(打开位置)的透视图；

图5示出利用本发明的电灯组件所产生的和利用已知的电灯组件所产生的辐射型式。

具体实施方式

图1和图2示出一个反射器2，该反射器形成图3和图4所示电灯组件的一部分。

所述反射器2包括两个反射器主体部件6、8，其中每个都成形为一个挤压件(extrusion)。所述挤压件6、8各有一个成形表面10，该成形表面在所述挤压件6、8处于图1所示第一相对位置时，形成一个空腔12。

在所述空腔12中安装一个电灯14，经构造在所述成形表面10的底部边缘之间的所述空腔开口，向下将辐射发射到在所述反射器2下方通过的一个基底上。从所述电灯组件14底部所发出的辐射被直接发射到所述基底上，而从两侧和顶部所发出的辐射则被一对反射板16所反射，该对反射板贴靠所述成形表面10安装在所述挤压件6、8上。所述反射板16可由某种二向色性材料(dichroic material)制成或涂覆。每个所述反射板都被固定在所述挤压件6、8的法兰18与一个卡箍20之间，该卡箍通过螺栓22而在所述成形表面10的靠下端部被固定到所述挤压件6、8上。

所述卡箍20的截面大体为三角形而且适用于所述挤压件6、8，使表面24(它限定了所述三角形的斜边)大体横向伸展到所述挤压件6、8的成形表面10的邻近部分。所述卡箍表面24的作用是通过以银这样的适当反射材料来制成所述卡箍20，而使其上所接受的辐射转向。另外，所述卡箍20还可以用非反射材料制成，并以反射材料来涂覆该转向器表面24。

在所述成形表面10的端部之间，并且从而也是在所述卡箍20之间，安装一个冷却管26。该冷却管26的尺寸和位置使得实际上所有由所述电灯14所发出的辐射都会穿过所述管26，无论是直接的还是从所述反射板16反射之后。

所述冷却管26优选以石英制成并供以去离子水。从而除了冷却所述电灯组件4之外，所述冷却管26可起到将所述电灯14所发出的辐射中过滤红外辐射的作用，而且还将该辐射聚焦到一个在所述反射器下方通过的基底上。

所述电灯组件4还由流过通路28的冷却水所冷却，该通路形成于所述挤压件6、8之中。所述通路28环绕所述空腔12而成形，从而使所述空腔12中由于所述电灯14运行而生成的热量得以最大程度地散失。

所述挤压件6、8制成为分别具有端部零件30、32，在图3和图4中可看到它们每一个。在这些图中所述电灯组件4的端部，所述挤压件6的端部零件30形成为具有一个灯座34，而挤压件8的端部零件32形成为具有一个冷却管座36。这些端部是传递的(handed)，从而在所述电灯组件4的相对端，所述挤压件6的端部零件30形成为具有一个冷却管座36，而挤压件8的端部零件32形成为具有一个灯座34。

所述冷却管座36具有大体为圆形截面并且容纳于所述灯座34的尺寸及形状相应的凹座38中。所述座36与凹座38结合形成枢轴，围绕该枢轴，所述挤压件6可在图1和图3所示的关闭位置与图2和图4所示的打开位置之间，相对于所述挤压件8转动。在图1和图3所示的关闭位置，所述挤压件6、8由一个螺栓40固定在一起，置于挤压件8上的该螺栓与构造在挤压件6上的一个螺孔42相接合。

在关闭位置，如所指出的那样，成形表面10结合形成了空腔12。在打开位置，随挤压件6相对于挤压件8转动，所述空腔12被从上面打开，使所述电灯可被接近并使修理或更换工作得以进行。所以通过实际上将冷却管26用作一个转动连接器，使得所述电灯14可很容易被接近，从而便利于维修和更换并因此减少了这种维修和更换所花的停机时间。

所述冷却管26借助其固定件，在所述电灯组件4从所述打开位置移动到所述闭合位置时保持不动，反之亦然。这就使得可将所述冷却管26用作冷却液体源的一部分而向所述挤压件6、8的通路28供应冷却液。而这又使所述电灯组件14所需的水管数目得以减少。如图3和图4所示，所述电灯组件14仅有两个水管44、46。冷却水经这些水管44、46中的一个而提供给所述挤压件6或8中的一个。水沿所述挤压件6或8的通路28流过，并从那里经一个冷却管座36而流到所述冷却管26。所述冷却水随后经另一个冷却管座36而流到所述另一挤压件6或8，沿该挤压件的通路流动并经第二个水管46流出。

在使用处于闭合位置的所述电灯组件并经管44、46供水时，所述电灯14经引线48和高压电缆50来供电。另一电缆50向一个温度显示器(未示)提供低电压。如图5所示，从所述电灯14发出辐射。如该图所示，几乎所有发出的辐射都通过所述冷却管26。而且所有通过该冷却管26的辐射都至多仅一次即被所述反射板16所反射。

表面10(并且因而还有空腔12)形状还使得从该空腔开口发出的辐射具有相对宽的角度分布。这是由于所述空腔12被成形为朝向所述开口变窄，使得所述电灯组件4整体变得比如图5右半部所示的已知组件更窄。

但是，所述辐射的这一宽角度分布为所述转向器表面24所减小。这些表面通过将射向所述冷却管26侧面的辐射转向，向内回到朝向所述空腔12的中心线50(所述电灯14及冷却管26的中心，即位于该中心线上)，而起到使所示辐射被聚焦为更窄射束的作用。由所述转向器表面24所产生的这种辐射聚焦还具有增大到达所述基底的UV强度的作用。

所述组件2有一些明显优点。首先，由于所述空腔12的形状，该组件是狭窄的，这使得更易于将其装配成一行。这一点得以达到然而并不损害处理效率，是因为采用了所述转向器表面24来将发射的辐射聚焦为更窄射束，该更窄的射束还导致到达所述基底的UV强度增大。

另外，因为水管数目被减到最少，所述电灯组件4结构与已知电灯组件相比被简化。因为所述电灯可被移到使用者可接近的位置，操作也得以简化。通过将水供入一个挤压件，流过所述冷却管并随后进入另一挤压件，而且将所述水冷管设置成起到某种转动连接器的作用，从而取得了这些优点。

Claims (15)

1.一种电灯组件，包括一个细长辐射源，一个具有细长反射表面的反射器，该反射表面部分地围绕所述辐射源并具有一个使得辐射向下发射到一个基底上、以处理其上涂层的开口，所述反射器具有两个主体部件，每个都具有一个成形表面，当所述主体部件被保持在第一相对位置以形成一个空腔时，所述辐射源位于该空腔中并且所述反射表面被提供于该空腔表面上，所述成形表面彼此结合，至少有一条通过各主体部件的通路用于冷却水流，并且一条冷却水流管位于发射开口附近，其中一个主体部件中的所述通路或一条通路与所述管连接，而所述管与另一个主体部件中的所述通路或一条通路连接。

2.一种电灯组件，包括一个细长的辐射源，一个具有细长反射表面的反射器，该反射表面部分地围绕所述辐射源并具有一个使得辐射向下发射到一个基底上、以处理其上涂层的开口，所述反射表面具有大体凹陷的轮廓，所述辐射源位于接近该凹面底部，其中所述反射器包括两个反射器构件，每个都具有一个成形表面，当所述构件被保持在第一相对位置以形成一个空腔时，所述辐射源位于该空腔中并且所述反射表面被提供于该空腔表面上，所述成形表面彼此结合，而且所述辐射源以这样一种方式安装成可移动的：当一个构件处于相对于另一构件的第二位置时，其中所述辐射源处于使用者可接近的位置。

3.一种如权利要求2所述的电灯组件，其特征在于，所述反射器构件每个包括一个主体部件，该主体部件具有至少一条用于冷却水流的通路，其中所述电灯组件包括一个位于所述发射开口附近的冷却水流动管，并且其中一个主体部件中的所述通路或一条通路与所述管连接，而所述管与另一个主体部件中的所述通路或一条通路连接。

4.一种如权利要求3所述的电灯组件，其特征在于，所述可运动主体部件可围绕一条平行于所述冷却管纵轴的转轴相对于另一主体部件转动。

5.一种如前述权利要求中任一项所述的电灯组件，其特征在于，所述反射表面具有一个在所述发射开口的边缘之间弯曲成大体上凹陷、并且关于一条中心线对称的轮廓，所述辐射源位于该中心线上，而且其中所述反射器具有两个细长的辐射转向表面，从所述发射开口边缘向下伸展，并设置成反射被反射表面所反射的辐射并将其转向到朝向所述中心线。

6.一种电灯组件，包括一个细长辐射源，一个具有细长反射表面的反射器，该反射表面部分地围绕所述辐射源并具有一个使得辐射向下发射到一个基底上、以处理其中涂层的开口，所述反射表面具有一个在所述发射开口的边缘之间弯曲成大体上凹陷、并且关于一条中心线对称的轮廓，所述辐射源位于该中心线上，其中所述反射器具有两个细长的辐射转向表面，从所述发射开口边缘向下伸展，而且设置成反射被反射表面所反射的辐射并将其转向成朝向所述中心线，从而减少到达基底的辐射的角度范围。

7.一种如权利要求6所述的电灯组件，其特征在于，所述转向器表面以某种偏离所述中心线的角度而伸展。

8.一种如权利要求7所述的电灯组件，其特征在于，所述转向器表面为平面或略微弯曲。

9.一种如权利要求6或7或8所述的电灯组件，其特征在于，所述反射器包括一个具有一个空腔的主体，所述辐射源位于该空腔中并且所述反射表面被提供于该空腔表面上，并且其中所述转向器表面被提供于安装于所述主体上的分离端部零件上。

10.一种如从属于权利要求1、3和4中任一项的权利要求8或9所述的电灯组件，其特征在于，所述转向器表面被提供于分离的端部零件上，该分离的端部零件安装在所述主体部件之一上。

11.一种如权利要求9或10所述的电灯组件，其特征在于，所述反射表面由至少一个平板来提供，该平板被一个处于所述发射开口任一侧的卡箍固定在所述空腔中，并且所述卡箍还起到所述端部零件的作用。

12.一种如权利要求9到11中任一项所述的电灯组件，其特征在于，所述端部零件以一种反光材料制成或以一种反光材料涂覆。

13.一种如从属于权利要求6的权利要求6或7或8中任一项所述的电灯组件，其特征在于，一个冷却水流管设置在所述发射开口附近。

14.一种如权利要求1到4，以及13中任一项所述的电灯组件，其特征在于，所述管的尺寸和相对于所述发射开口的位置，使得所有由所述辐射源所发出的辐射都穿过其中。

15.一种如权利要求1到4、13和14中任一项所述的电灯组件，其特征在于，所述电灯相对于所述辐射源和所述反射表面的位置这样设置：使从所述辐射源一侧反射的辐射，在所述管纵轴上，与从另一侧反射的辐射交叉。

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