CN201502992U - 内呼吸型气囊压力自平衡式防爆防腐灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种内呼吸型气囊压力自平衡式防爆防腐灯具，包括灯体，所述灯体外部设置设有气囊；所述的气囊内部与灯体内部连通，其外部处于大气环境中；所述的气囊通过刚性气囊外罩设置于灯体的灯壳外部，与灯体形成一体；所述的灯具采用集群式，多个灯具通过管道系统集中排放到一个放在地面的大的气囊中；所述的气囊中设置有气体分析传感装置，用于实时监控；所述的气囊和灯体中充装二氧化碳、氮气或惰性气体；所述的气囊经过一散热器与灯体内部连通；所述的散热器采用薄壁细铜盘管。该灯具在使用过程中能够与外界环境无压差的情况下自由呼吸，不存在与环境中的气体或尘雾交换的问题，气囊视为灯具内自带的呼吸器，它的防爆防腐性能是显然的。

Description

内呼吸型气囊压力自平衡式防爆防腐灯具

技术领域

本实用新型涉及防爆防腐灯具的结构，特别涉及一种内呼吸型气囊压力自平衡式防爆防腐灯具。

背景技术

众所周知，灯具在使用过程中由于灯内气体的热胀冷缩会产生呼吸作用。空气每升高一摄氏度体积膨胀零摄氏度时的273分之一，不同电光源的灯具虽然温升不同，我们做过实验就连电子节能灯这样的冷光源放在密封灯具内也可以产生70℃以上的温升，使灯具内的空气体积膨胀四分之一左右，足以爆破5毫米厚的钢化玻璃。所以，大量的一般用途的灯具就做成敞开式的，但户外灯具起码要做到防雨防尘，一般灯具要做到一定的密封水平，例如IP65防护等级，但这类密封等级的灯具具有明显的呼吸作用，不能用在具有潜在爆炸危险性环境场所，因为假如在熄灯时正好遇到环境中有易燃易爆的气体或粉尘就会被吸入灯体内，当再次点灯时就可能发生爆炸危险。

国外的限制呼吸型防爆防腐灯具近几年已经进入我国，属于“n”型防爆产品的一种，在我国还是属于新产品。它的原理是设计一种密封性能非常良好的灯具外壳，将光源和相关电器装入其内，限制呼吸型防爆灯具外壳能承受灯内一定程度的正压，只有在灯内膨胀气体超过规定压力才向外泄漏，同样也能承受一定程度的负压，超过限度时还会吸进灯外气体。这种灯具的特点是在一个呼吸周期内将吸气开始时间延迟、吸气的速度减慢、吸气的总量减少而已。它的优点使用光源种类比增安型灯具多，重量比隔爆型灯具轻。它的缺点一是使用范围比隔爆型灯具少，只能用在具有潜在爆炸危险性气体环境2区(环境事故很少发生，即使发生维持时间很短，因此很难与灯具的吸气期重合，即使重合吸进的危险气体也不足以产生爆炸)；二是灯壳密封制作难度大，限制呼吸型防爆灯具外壳密封试验要求对外壳内抽真空至-3kPa，然后依靠外壳自身的密封性能使其在3min内不下降至1.5kPa，一般情况下，制造厂家很难做得到。

在限制呼吸型防爆灯具出现以前，防爆灯具还有隔爆型、增安型等等。隔爆型灯具可以用在具有潜在爆炸危险性气体环境1区的场所中，该灯具主要是利用产品外壳的高强度和隔爆性来达到防爆目的，允许周围环境中有事故发生，也允许灯具内存在危险物质。它是利用灯具外壳的强度防止灯具内部爆炸产生的压力损坏灯体而点燃周围环境，同时利用外壳金属接合面极小的间隙，防止灯具内的火焰传出点燃周围的可燃性物质。增安型灯具是通过增加一系列安全措施，如加大电气间隙和爬电距离、增加外壳的防护等级、将灯具内可能出现火花的地方用隔爆措施处理、限制灯具的温度级别等来达到安全目的。这种防爆型灯具大部分使用在2区。

综上所述，不难发现限制呼吸型灯具是通过壳体良好的密封性限制爆炸性气体、薄雾或腐蚀性气体进入灯体内部来达到防爆防腐目的；隔爆型灯具是利用灯具外壳接合面良好的结构和高强度外壳来达到防爆目的；增安型灯具是通过增加灯具本身的安全性来达到灯具的防腐目的。它们有各自的缺点：限制呼吸型灯具密封要求高，难以达到；隔爆型灯具结构庞大、笨重；增安型灯具结构复杂，对灯内电器制造技术要求高。但它们都有一个共同的致命的缺点，即不能杜绝环境中有害气体进入灯体内。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种全新的内呼吸型气囊压力自平衡式(以下简称内呼吸型)防爆防腐灯具，从结构的原理上来杜绝环境中有害气体进入灯体内，其防爆结构极为简单、易作、轻巧，且重量小、安全性高、使用寿命长、维护方便。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种内呼吸型气囊压力自平衡式防爆防腐灯具，包括灯体，其特征在于，所述灯体外部设置设有气囊；所述的气囊内部与灯体内部连通，其外部处于大气环境中。

作为一种优选，所述的气囊通过刚性气囊外罩设置于灯体的灯壳外部，与灯体形成一体。应用中，气囊的形状可以随灯壳外形及与其配套形成协调的外观而任意设计的，例如缩颈圆桶(酒瓶)型、圆环(轮胎)型、扁方(热水袋)型、隔膜(草帽)型等等。

作为进一步的优选，所述的灯具采用集群式，即多个灯具通过管道系统集中排放到一个放在地面的大的气囊中。所述的气囊中设置有气体分析传感装置，用于实时监控。

作为进一步的优选，所述的气囊和灯体中充装二氧化碳、氮气或惰性气体，以进一步增加其安全性，尤其适合上述集群式灯具系统中。因为理论上灯内气体是不会外泄的，除了光源或电器维修时打开灯盖。

作为又一优选，所述的气囊经过一散热器与灯体内部连通。所述的散热器采用薄壁细铜盘管。特别是，如果采用大功率高温电光源例如400W以上金卤灯、钠灯，将气囊与灯腔连接管道加长(例如用薄壁细铜管)盘在气囊室附近或周围，使灯腔内排出的热气体经过管道散热后进入气囊，以降低气囊的温度。

本实用新型的制作气囊的材质首选是能满足灯壳排放出的气体温度要求，与不同的光源，不同的功率，不同的灯壳形状和体积是相关的，这些不难从实验中得到；其次是使用寿命和对周围环境的耐受能力，主要是耐老化、耐腐蚀等性能；再其次是能够做得轻薄、柔软，使它对覆盖在气囊中气体上部不会由于气囊自身的重量对气体产生压力。由于气囊在工作过程中始终是处于松弛状态，对气囊的张力和弹力要求不高。

本实用新型的优点在于，本实用新型将灯具内温度升高时排放的气体通过一个小的管子收集到灯壳腔体外的气囊里，气囊所处环境是与灯外环境相通的，熄灯后随着灯壳内温度下降，气囊里的气体又会自动不断的回到灯壳内，只要气囊的体积大于灯壳内排出的气体体积，而且气囊材质足够的柔软和轻薄，那么整个呼吸过程中，灯具内的气体气压始终与灯外环境气压是一样的。气囊通过刚性气囊外罩将气囊罩在灯壳外的适合的地方，与灯具形成一体，成为一个独立的防爆防腐灯具。

这样，灯具在使用过程中能够与外界环境无压差的情况下在灯具内部自由呼吸，不存在与环境中的气体或尘雾交换的问题，气囊视为灯具内自带的呼吸器，它的防爆防腐性能是显然的。由于该方法的呼吸作用与周围环境无压差，因此，对灯壳的密封要求是很低的，我们做过试验凡是通过0.5-1KPa水密试验的灯壳都能达到满意的结果。这样的灯具密封比较容易制造，比限制呼吸型灯具制造成本低得多，比隔爆型灯具重量轻得多，可以节约大量的金属材料和能源。

本实用新型优点还有使用环境广，所有防爆灯使用环境它都能适应，防腐灯使用环境更能适应，集群灯将气囊室放置岸上可作为水下景观灯使用，作为隧道灯和户外灯具(如广告灯、路灯)使用，它具有非常好的防雨、防湿性能。

附图说明

图1是本实用新型的一实施例的示意图；

其中，图1a为一种大功率节能泛光灯具的正视图，图1b为灯具的剖视图，图1c为缩颈圆筒形气囊的示意图。

图2是本实用新型的又一实施例的示意图；

其中，图2a为一种大功率工矿灯具的结构示意图，图2b为圆环形气囊的示意图，图2c为散热管的正视图；

图3是本实用新型的又一实施例的示意图；

其中，图3a为大功率LED灯具的正视图，图3b为其灯具的侧视图，图3c为扁方袋式气囊的结构示意图；

图4是本实用新型的又一实施例的示意图。

附图标识

1、灯壳              2、气囊               3、刚性气囊外罩

4、光源              5、呼吸管接头         6、电器室

7、电子镇流器        8、钢化玻璃           9、散热器

10、灯腔呼吸进出口   11、气囊呼吸进出口    12、电器室呼吸进出口

13、集群灯吸排气分管 14、集群灯吸排气总管  15、集群灯总气囊室

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的内呼吸型气囊压力自平衡式防爆防腐灯具。

如图1所示，是一款浅弧蜂腰型外形的内呼吸型大功率电子节能泛光灯应用示意图。缩颈瓶形气囊2放置在灯壳1的蜂腰凹槽处，气囊外有刚性气囊外罩3，充分利用灯壳外的有效空间，以减少整个灯具的厚度。呼吸管接头5做成90°弯头一端与灯腔呼吸进出口连接，另一端与气囊呼吸进出口11连接。光源4和电子镇流器7放在灯壳和钢化玻璃8组合的封闭灯腔内。所述灯壳为铝合金压铸成型，外表通过防静电喷塑处理，该灯具密封只有两处，一是钢化玻璃与灯壳周边通过耐温耐腐蚀抗老化胶条(本图没有标注)密封，二是灯壳与电器腔引出电线之间的密封(本图没有标注)，只要做到水下5-10cm的水密试验就能达到本实用新型的密封要求。

如图2所示，是一款内呼吸型工矿灯应用示意图。使用大功率光源4，例如400W以上的钠灯、金属卤化物灯，呼吸管道加了散热器9，而且灯管腔和电器室6是分开设置的，灯管是单独放在灯壳1和钢化玻璃8组成的灯管腔内，因为灯管使用时温度比较高，灯腔体积设置也比较大，因此灯壳表面积也较大，便于散热，以降低灯腔内气体温度，由于呼吸进入气囊中的气体比较多，图中气囊2设计成圆环(轮胎)形，并留有两个呼吸进出口11，灯腔呼吸进出口10与散热器一端连接，散热器另一端与气囊呼吸进出口11连接，电器室呼吸进出口12直接与气囊另一呼吸进出口11连接。气囊罩壳3放在灯壳上方，保护气囊和散热器。本款灯具灯腔呼吸和电器室呼吸共用同一个气囊，目的一是缩小整灯体积，二是简化结构。

如图3所示，是一款内呼吸型大功率LED薄板型泛光灯应用示意图。LED光源板4与开关电源放置在薄板形压铸铝合金灯壳1和钢化玻璃8组成的密封灯腔内，气囊2做成扁方形放置与灯壳背面的气囊罩壳3内，整个灯具结构简单、轻薄。

以上3款的灯具，我们都经过试验，效果都非常好，均能达到本实用新型内容所述的目的。

如图4所示，是一款集群式灯具呼吸系统结构示意图。灯腔及电器室6(如果与灯腔分设的情况下)的呼吸进出口通过分管道13、总管道14与设在地面的总气囊室15连接。因为结构非常简单，本文未作详细叙述。

综上所述，本实用新型内呼吸型气囊压力自平衡式防爆防腐灯具，由于其防爆防腐结构新颖、独特，使用环境中的任何气体和尘雾不可能进入灯腔和电器室内，而且比以前的任何防爆灯具结构都简单，制造成本低廉，一旦实施，将会给防爆灯具大家庭新添一类全新的防爆防腐灯具，会对国内国际防爆灯具行业产生巨大的影响。

Claims (7)

1.一种内呼吸型气囊压力自平衡式防爆防腐灯具，包括灯体，其特征在于，所述灯体外部设置设有气囊；所述的气囊内部与灯体内部连通，其外部处于大气环境中。

2.根据权利要求1所述的内呼吸型气囊压力自平衡式防爆防腐灯具，其特征在于，所述的气囊通过刚性气囊外罩设置于灯体的灯壳外部，与灯体形成一体。

3.根据权利要求1所述的内呼吸型气囊压力自平衡式防爆防腐灯具，其特征在于，所述的灯具采用集群式，多个灯具通过管道系统集中排放到一个放在地面的大的气囊中。

4.根据权利要求3所述的内呼吸型气囊压力自平衡式防爆防腐灯具，其特征在于，所述的气囊中设置有气体分析传感装置，用于实时监控。

5.根据权利要求1或3所述的内呼吸型气囊压力自平衡式防爆防腐灯具，其特征在于，所述的气囊和灯体中充装二氧化碳、氮气或惰性气体。

6.根据权利要求1所述的内呼吸型气囊压力自平衡式防爆防腐灯具，其特征在于，所述的气囊经过一散热器与灯体内部连通。

7.根据权利要求6所述的内呼吸型气囊压力自平衡式防爆防腐灯具，其特征在于，所述的散热器采用薄壁细铜盘管。

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