CN1551705A - 具有单一电连接的微波激发紫外线灯系统 - Google Patents

Abstract

一种微波激发紫外线灯系统，具有将工作电压从电源提供给灯头的单电缆。该单电缆可以给灯头的磁控管提供高电压，并给灯头的内部吹风机提供较低电压。该电缆可以包括用于在电源和与灯头相连的传感器之间传输通信信号的导体。

Description

具有单一电连接的微波激发紫外线灯系统

技术领域

本发明总体涉及电源，尤其是，涉及一种用于控制磁控管中灯丝电压的电源和方法。

发明背景

在照明加热和固化应用中，一个或多个磁控管用于给如用于工业应用中粘合剂，密封剂或涂层的固化的无电极紫外(UV)灯的照明源提供微波辐射。当灯的等离子被每个磁控管的微波辐射充分激发时，灯发光以提供用于特定加热或固化过程中所需的光的波长和强度。

典型的微波激发灯系统具有单独的电源，其将高电压提供给每个磁控管并将稍小的电压提供给吹风机和每个磁控管的灯丝。该电源可以进一步与设置在系统和系统灯头中的传感器电连接。从而，多根电缆从电源延伸到灯头。例如，传统的双磁控管灯系统包括从电源延伸到磁控管的高压电缆，和从电源延伸到磁控管灯丝以及用于冷却灯头的内部吹风机的低压电缆。在具有内部吹风机的传统的单磁控管系统中，灯系统包括给磁控管施加电压的单高压电缆，以及给吹风机和磁控管灯丝施加电压的单低压电缆。传统的微波激发灯系统还可以包括用于在电源和系统传感器之间传输信号的电缆。

不考虑特殊的电缆结构，传统的微波激发灯系统需要多根从电源延伸到灯头的电缆，其增加了电源与灯头之间电连接的复杂性。此外，多根电缆中的任何一个都会无意地与电源或灯头断开连接。这种无意的断开连接的可能性随着电缆的数量而增加。而且，必须对灯系统进行误差检查以检验多根电缆是否都连接好。误差检查可以基于软件和硬件。在两个磁控管系统中，将电源与灯头连接的电缆可以包括用于检验电缆与磁控管的电连接性的导体。

因此，需要一种微波激发紫外灯系统，其中电源不是通过多根电缆与灯头相连接。

发明内容

本发明克服了当前公知的电源与微波激发紫外灯系统电连接的电源和方法中所存在的前述及其它缺点和缺陷。虽然将结合特定实施例来描述本发明，但是可以理解，本发明并不限于这些实施例。相反，本发明包括包含在本发明精神和范围内的所有替换物，修改和等效替换物。

根据本发明的原理，灯系统用于产生紫外辐射。该灯系统包括电源，灯头以及将电源与灯头电连接的单电缆，该灯头包括受微波激发时，能够产生紫外辐射的灯。

本发明的电源和方法尤其适用于简化电源与灯系统的灯头之间的电连接。由于必须检验只有单电缆的状态，因此电缆数量的减少使得无意断开连接的可能性减少。此外，由于只需要检查一根电缆，而不是常规灯系统中的多根电缆，因此简化了误差检查。由于只有一根电缆需要连接在电源与灯头之间，因此简化了灯系统的安装。对于多灯系统共用占用空间的应用中，因此电缆数量的减少具有额外的好处。

本发明的上述和其它目的以及优点将从附图及其描述中清楚得知。

附图说明

附图包括在结合并构成说明书的一部分，与上面给出的本发明的概括性描述一起描述本发明的实施例，以及下面给出的实施例的具体描述用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明的原理用于将工作电压从高压电源提供给一对磁控管和一个系统吹风机的包括有电缆的照明加热或固化系统的电路框图。

图2是图1中电缆的视图；以及

图3是基本上沿图2的3-3线截取电缆的截面图。

具体实施方式

参考图1，电源10可控制地用于将工作电压提供给用16表示的安装在照明加热或固化系统的灯头14中的一对磁控管12，13，并提供给装配用于引导强制空气流以冷却灯头14的吹风机，照明加热或固化系统以标号16表示。电源10安装在磁控管12，13的远端并通过具有7.62米(约25英尺)或以上的长度的延长电缆18与磁控管12，13电连接。电源10和灯头14各自包括有一与电缆18匹配的防水电连接器(bulkhead electrical connector)(未示出)以在电源10与电缆18以及灯头14的元件与电缆18中的电路之间分别生成电连接。每个防水电连接器具有多个电触点，该电触点以适于与用于与电缆18的导体建立电连接的方式设置。

电源10最好连接到用于在其输入端接收交流线电压的电力线L1和L2，并且如本领域普通技术人员所公知的，在其输出端提供必要的工作电压给磁控管12，13用于产生微波能，并提供给吹风机17。吹风机17为灯头14的外壳内的热空气提供持续的冷空气交换，并减少因灯头14过热所引起的其它维修量。本领域技术人员应该知道，微波激发紫外灯系统，如灯系统16产生的大量热量必须被消除以避免无法接受的高工作温度。

磁控管12，13的微波能耦合到灯20(图1)，如位于外壳24的内腔22(图1)中的无电极(electrodeless)紫外(UV)光源，当灯20的等离子被来自磁控管12，13的微波能充分激发时，灯20发光以提供用于特定加热或固化过程所必需的光的波长和强度。例如，灯系统16可以是用于工业应用中固化粘合剂、密封剂或涂层的UV照明系统，或者其他任何需要特定波长和强度的光以得到期望的加热或固化结果的加热或固化处理。

电源10可控制地用于通过电缆18提供高压直流电源给磁控管12，13的阳极，通过电缆18提供调节的交流电源给磁控管12的灯丝26和磁控管13的灯丝27，并通过电缆18提供稳定低压AC电源给吹风机17。此外电缆18包括用于在电源10和灯头14之间传输低压控制和传感器信号的导体。例如，灯头14包括各种不同的传感器28，如感应灯20的输出存在的光检测器以及将反馈信号提供给电源10用于确保灯系统16正常工作的压力传感器。本发明设想吹风机17可以是与灯头分开的单元以将冷空气流提供给灯头14的入口并由不是电源10的电压提供电压。

参考图2和3，电缆18包括多个如4个位于内静电屏蔽32里面的内导体30，多个如10个位于外静电屏蔽36里面的外导体34，以及一对电连接器(未示出)，该电连接器具有能够分别与电源10和灯头14上的防水连接器的电触头电连接的电触头。电连接器之一连接到导体30，32和屏蔽32，36的一端，电连接器的另一个连接到导体30，34和屏蔽34，36的相对端。电连接器可以是金属护套连接器以保护屏蔽电缆18的整个长度。

内静电屏蔽32接地用于将内导体30与外导体34隔离以将电磁干扰(EMI)的不利影响限制到最小。同样，外静电屏蔽36接地用于将外导体34与电缆18的外部环境隔离。实际上，内导体30是重复或双重屏蔽电磁干扰。

可以采用聚氯乙烯(PVC)或类似外壳径向套在外静电屏蔽36的外面。每个单个导体30，34密封在外聚合物壳体中以提供导体间的电绝缘。一个实施例中，每个单个导体30，34是30型号(gauge)线。静电屏蔽32，36可以为复合结构，该复合结构由编织导体和内径铝化的MYLAR覆盖构成。

内导体30提供高压以激发磁控管12，13，而且必须能够承载通常低于约10KV尤其是约4KV和约6KV之间的直流高电压。两个内导体30表示相应于磁控管12，13之一的高压导线，而且内导体30中的一个接地且与磁控管12，13共用的返回通路。外导体34提供用于供应相对较低电压的交流电源的导电通路以给吹风机17提供电能，给灯丝26，27提供电能，以及在电源10和传感器28之间传输控制信号。外导体34能够承载低于约300V的AC电压。但是，应该理解单个外导体30可以承载不同的电压。例如可以通过一个热导体34给吹风机17提供240V的交流电，可以通过两个热导体34给灯丝26，27提供240V的交流电，另一个导体34可以给240V交流电提供公共接地端，剩余的导体34可以在240VAC或更少时给传感器28传送信号。外导体34上提供的电源可以是经电源10变换得到的。

如果这些特殊导体不必要在电源10和灯头14之间提供电连接，则任何单个内导体30或单个外导体34可以由相同尺寸的空间填充物替代。空间填充物用于辅助导体30或导体34的装填。例如，在所述双磁控管系统中，由于只有两个内导体30承载电压，所以剩余的两个导体30可以留着不用或者由空间填充物替代。

本发明设想，灯头14可以包括用于激发灯20的单磁控管12。当只给某些内导体30施加电压而其它内导体留着不用时，电缆18也可以用在单磁控管系统上。因此，电缆18可以是用于双磁控管和单磁控管灯系统的双用途的电缆。即使在单磁控管系统，电缆18也不需要具有将高压传送到磁控管的电缆，以及一个或多个附加的将低压传送到灯丝，吹风机和/或传感器的独立电缆。

进一步设想，吹风机17可以设置在灯头14的外部并通过与灯头14的空气入口流体流通的管道连接。即使在这种装置中，电缆18仍然不需要多个将电源10与灯头14电连接的电缆。这种情况下，外导体34用于输送电能用于给灯丝26，27提供电能，以及在电源10和传感器28之间传输信号，内导体30给磁控管12，13(或单磁控管)提供高电压。

根据本发明的原理，在电源和灯头之间延伸的电缆的数量显著减少。在某些生产线上，多个不同的固化系统16可以设置在公共占地面积中，使得电缆数量更加显著地减少。

虽然通过各种实施例的说明描述了本发明，而且虽然相当详细地描述了这些实施例，但是，申请人的目的不在于将所附权利要求的范围以任何形式的限定限制到这些细节。对所属领域技术人员来说附加的优点和修改是显而易见的。因此本发明的主要方面不限于特定细节，代表性的装置或方法，以及所示并描述的例证性实例。因此，在不脱离申请人总的发明构思的精神和范围下可以从这些细节得到该方案。

Claims (14)

1.一种用于产生紫外辐射的灯系统，包括：

电源；

灯头，其包括当受微波激发时能够产生紫外辐射的灯；

多个磁控管，其将微波能提供给所述灯头以有效激发在用于产生紫外辐射的所述灯中的等离子；

至少一个与所述灯头连接的低压设备；和

单一电缆，其用于可控地将所述电源与所述多个磁控管电连接以及可控地将所述电源与所述至少一个低压设备电连接。

2.如权利要求1的灯系统，特征在于：所述电缆包括配置为承载第一电压的第一组导体，和配置为承载低于所述第一电压的第二电压的第二组导体，所述第一组导体将所述电源与所述多个磁控管电连接，以及所述第二组导体将所述电源与所述至少一个低压设备电连接。

3.如权利要求2的灯系统，特征在于：所述第一电压低于大约10,000伏特直流电压，和所述第二电压低于大约300伏特交流电压。

4.如权利要求2的灯系统，特征在于：所述第一电压在大约4,000V到大约6,000V直流电压的范围内。

5.如权利要求1的灯系统，特征在于：所述至少一个低压设备选自由吹风机，传感器，所述多个磁控管之一的灯丝构成的组中。

6.一种用于灯系统的电缆，该灯系统包括电源，具有当受微波能激发时能够产生紫外辐射的灯的灯头，多个磁控管，用于将微波能提供给所述灯头以有效激发用于产生紫外辐射的所述灯中的等离子，以及至少一个与所述灯头连接的低压设备，所述电缆包括：

配置为承载第一电压的第一组导体，所述第一组导体适于将所述电源与所述多个磁控管电连接；和

配置为承载低于所述第一电压的第二电压的第二组导体，所述第二组导体将所述电源与所述至少一个低压设备电连接。

7.如权利要求6的电缆，特征在于：所述第一电压低于大约10，000伏特的直流电压，和所述第二电压低于大约300伏特的交流电压。

8.如权利要求6的电缆，特征在于：所述第一电压在大约4,000V到大约6,000V直流电压的范围内。

9.如权利要求6的电缆，特征在于：所述第一组导体径向位于所述第二组导体的中，并进一步包括：

径向设置在所述第一组导体和所述第二组导体之间的第一屏蔽。

10.如权利要求9的电缆，特征在于：进一步包括：

径向设置在所述第二组导体外部的第二屏蔽蔽。

11.一种用于灯系统的电缆，该灯系统包括电源，具有当受微波能激发时能够产生紫外辐射的灯的灯头，多个磁控管，其用于将微波能提供给所述灯头以有效激发用于产生紫外辐射的所述灯中的等离子，以及至少一个与所述灯头连接的低压设备，所述电缆包括：

与所述多个磁控管电连接的多个高压导体；

与所述至少一个低压设备电连接的多个低压导体；

将所述多个高压导体与所述多个低压导体隔离的内屏蔽；和

环绕所述多个低压导体的外屏蔽。

12.如权利要求11的电缆，特征在于：所述多个高压导体以第一圆形径向设置在所述内屏蔽内，和多个低压导体以第二圆形设置在所述内屏蔽和所述外屏蔽之间。

13.如权利要求12的电缆，特征在于：所述内屏蔽蔽径向设置在所述多个高压导体和所述多个低压导体之间。

14.如权利要求11的电缆，特征在于：所述多个低压导体的数量多于所述多个高压导体。

Images