CN205122528U - 手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于生产照明电器的设备，特别是涉及一种手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备。该设备为多面操作手套箱构造，包含手套箱、手套箱台架、第一过渡舱、第二过渡舱、右面操作工位、正面操作工位、左面操作工位；手套箱上面连接封接炉头；封接炉头通过加热线圈连接加热电源；封接炉头通过抽气充气管路与抽真空机械泵、抽真空分子泵、充气机构相连接，抽真空分子泵同时与抽真空机械泵相连接；封接炉头正下方为升降机构；手套箱与气体循环系统相连；手套箱底部有冷却系统，冷却系统与冷水机连接；手套箱PLC控制系统与封接炉头及升降机构气缸、抽真空分子泵及抽真空机械泵等连接在一起，实现自动控制。

Description

手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备

技术领域

本实用新型属于生产照明电器的设备，特别是涉及一种手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备。

背景技术

陶瓷金卤灯是继白炽灯、低压汞灯、高压汞灯、高压钠灯和石英金属卤灯之后的第四代光源。由于陶瓷放电管的寿命长，发光效率高，显色性好，节能等优点，将被广泛用于道路、广场、商业及厂矿照明，是真正意义上的绿色照明。

目前，国内厂家制造陶瓷金卤灯电弧管普遍采用两种设备：一是直接进口国外的封接设备，价格昂贵。而另一种是国内生产的设备，价格约三百万元左右，虽然价格较低但产品质量差。这两种设备基本原理和结构大同小异。

上述设备都存在以下缺点：

1.直流加热封接，采用电阻式加热，加热体（石墨）大。由于加热体大，加热面积就大，热量消耗多。但陶瓷电弧管体积很小，因此热量大就势必将陶瓷管内所装填的汞和药丸蒸发掉。电弧管质量难以达到要求，为此需要水冷或液氮冷却，使设备复杂。

2.需要多人同时操作，对操作人员的数量要求较高，缺少一名操作人员都不能进行操作。

3.设备制造成本高，不利于陶瓷金属卤灯的推广普及与发展。

发明内容

发明目的：本实用新型提供一种多面操作新型手套箱式电弧管封接设备，其目的在于解决现有的电弧管封接设备结构复杂、操作人员数量要求过多，工人操作难度大、冷却困难等方面存在的问题。

技术方案：

本实用新型是通过以下技术方案实施的：

一种手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：该设备包含手套箱、手套箱台架、第一过渡舱、第二过渡舱、右面操作工位、正面操作工位、左面操作工位；手套箱上部连接封接炉头；封接炉头通过加热线圈连接加热电源；封接炉头通过抽气充气管路与抽真空机械泵、抽真空分子泵、充气机构相连接，抽真空分子泵与抽真空机械泵相连接；封接炉头正下方为升降机构；手套箱与气体循环系统相连；手套箱底部有冷却系统，冷却系统与冷水机连接；封接炉头、气缸、真空分子泵、抽真空机械泵分别与PLC控制器连接。

所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：该设备的正面设置有正面操作工位，左侧设置有左面操作工位，右侧设置有右面操作工位。

所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：所述封接炉头为使用中频炉加热方式的电弧管封接炉头。

所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：所述升降机构包括电弧管托具、电弧管托具底座、导轨和气缸；导轨垂直安装在手套箱内部；电弧管托具底座安装在导轨上；气缸固定在手套箱的底部；气缸活塞与电弧管托具底座连接；高导热性金属材料制成的电弧管托具放置在电弧管托具底座上。

所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：高导热性的金属材料制成的电弧管托具底座内部设置有冷却水管道。

所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：所述冷却系统为循环液体冷却系统。

所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：所述电弧管托具底座上平面设置有密封O型圈。

所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：所述手套箱在右面操作工位、正面操作工位、左面操作工位的对应位置设置有手套操作接口，所述手套操作接口上安装有密封操作手套。

所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：所述手套箱与气缸、密封操作手套、第一过渡舱、第二过渡舱、封接炉头之间的连接部位安装有密封装置。

所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：两个封接炉头之间的距离为600mm-900mm；封接炉头与手套箱正面操作视窗的距离为300mm-500mm；封接炉头与手套箱左侧操作视窗的距离为300mm-500mm；封接炉头与手套箱右侧操作视窗的距离为300mm-500mm。

优点及效果：

1.本实用新型解决了对操作工人数量的要求。

2.该实用新型比传统手套箱体积小，氩气循环快，纯度高。

3.该设备结构紧密，尽量减少了不必要的传动机构连续运转的可靠性提高。

4.该实用新型通过PLC控制每个封接炉头的封接时间，以及控制封接炉的加热冷却时间，从而保证了产品质量及一致性，提高了生产效率。

附图说明：

图1为：本实用新型的主要结构示意图；

图2为：本实用新型主要结构的俯视图；

图中标注：1手套箱，2封接炉头，3加热电源，4加热线圈，5第一过渡舱，6第二过渡舱，7气体循环系统，8电弧管托具，9电弧管托具底座，10导轨，11冷却系统，12气缸，13抽真空机械泵，14抽真空分子泵，15充气机构，16右面操作工位，17正面操作工位，18左面操作工位，19冷水机，20抽气充气管路，21手套箱台架。

具体实施方式：

本实用新型为手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：该设备为多面操作手套箱构造，包含手套箱1、手套箱台架21、第一过渡舱5、第二过渡舱6、右面操作工位16、正面操作工位17、左面操作工位18；手套箱1上面连接封接炉头2；封接炉头2通过加热线圈4连接加热电源3；封接炉头2通过抽气充气管路20与抽真空机械泵13、抽真空分子泵14、充气机构15相连接，抽真空分子泵14同时与抽真空机械泵13相连接；封接炉头2正下方为升降机构；手套箱1与气体循环系统7相连；手套箱1底部有冷却系统11，冷却系统11与冷水机19连接；手套箱PLC控制系统与封接炉头2及升降机构气缸12、抽真空分子泵14及抽真空机械泵13等连接在一起，实现自动控制。

在上述封接炉头2中，采用中频炉加热方式相比传统的石墨电阻式加热方式，优点在于降低炉头结构的复杂性、节省材料与成本，其次加热速度快、氧化脱炭少。由于中频感应加热的原理为电磁感应，其热量在石墨内自身产生加热均匀，芯表温差极小，温控精度高，这对制备陶瓷金属卤化物灯电弧管是非常重要的，应用温控系统可实现对温度的精确控制提高产品质量和合格率。

所述升降机构包括电弧管托具8、电弧管托具底座9、导轨10和气缸12组成，电弧管托具底座9随着气缸12轴上下沿着导轨垂直往复运动，电弧管托具8放置在电弧管托具底座9上，可随时更换。

所述的中频炉也可用高频炉替代，或者用激光加热方式代替。

电弧管托具8及电弧管托具底座9为易散热的金属材料构成，如铜、铜合金、铝、铝合金等，也可外加散热片或热管，电弧管托具底座9可以通水冷却。

冷却系统11为循环液体冷却，也可辅助做金属扇热片冷却、风扇冷却等方式。

电弧管托具底座9上平面设置有密封O型圈，其沿着导轨上升至顶端时与封接炉头之间密封连接，形成封接炉头内为独立的封闭空间，可以实现抽真空。

两个封接炉头之间的距离为600-900mm之间，两个封接炉头与正面操作视窗的距离为300-500mm之间，保证封接炉头在正面操作工位的操作范围内；左面的封接炉头距离左面操作视窗的距离为300-500mm之间，保证左面的封接炉头在左面操作工位的操作范围内；右面的封接炉头距离左面操作视窗的距离为300-500mm之间，保证右面的封接炉头在右面操作工位的操作范围内。

三名操作工人操作时，右面操作工人负责右面封接炉头进行一端封接，正面操作工人负责装药、装汞及传递，左面操作工人负责左面的封接炉头进行二端封接，封接炉头封接时间由PLC设置为90秒，即90秒可封接6个电弧管，每小时产量240只电弧管。两名操作工人操作时，正面的操作工人负责右面的封接炉头进行一端封接及装药，左面的操作工人负责左面的封接炉头进行装汞及二端封接，封接炉头封接时间由PLC设置为150秒，即150秒可封接6个电弧管，每小时产量144只电弧管。当仅有一名操作工人操作时，正面的操作工人同时负责两个封接炉头，并负责装药、装汞，封接炉头的封接时间由PLC设置为240秒，即每240秒可封接6个电弧管，每小时产量90只电弧管。当然上面所示的封接时间只是大概数值，实际操作工程中可以所相应调整，本实用新型的优点就是1~3名操作工人均可以进行操作，可以根据目标产量进行随时调整，不会造成人力资源的无故损耗。

具体封接过程中，将陶瓷电弧管置于电弧管托具上的管槽内，PLC控制系统启动升降装置，将电弧管托具置于封接炉头内部，并且电弧管托具上的数个陶瓷电弧管的上端穿过高温隔热垫进入对应的石墨加热体槽孔内，通过电弧管托具底座封住封接炉头底部，然后对封接炉头内抽低真空，抽低真空完成后，低真空阀门关闭；高真空阀门打开抽高真空，数秒后PLC控制系统控制中频炉加热石墨体，抽高真空阀门关闭，PLC控制中频炉二次加热开始，数秒后往陶瓷电弧管内充入工作气体氩气，对陶瓷电弧管进行封接。封接完成后，PLC控制系统控制二次充气阀向封接炉体内充入平衡气压的氩气，PLC控制系统启动升降装置下降将托具移出封接炉头，操作工人拿出电弧管托具并置于冷却系统上进行冷却。在此过程中，炉头底座内的冷却水管道一直对底座进行冷却，保证炉头产生的热量不传入手套箱上层面。由上述过程可以看出，整个过程均有PLC控制，保证了关键生产环节的一致性，并提高生产效率。

生产过程：大型原材料通过第一过渡舱进入到整个手套箱内部，小型工具通过第二过渡舱进入到整个手套箱内部，尽量减少由于进出物体对手套箱内部气体的破坏。所以，整个的生产流水线都是在与氧气完全隔离的状态下进行，保证了产品的质量。

本实用新型所采用的封接炉头具有以下优点：

1.本实用新型提供的自动化陶瓷金卤灯电弧管封接炉头，相比传统封接炉头，降低了炉头结构的复杂性、节省材料与成本，其次加热速度快、氧化脱炭少。

2.传统的炉头采用不锈钢外筒，不锈钢炉头带有冷却水管道，使用石英或陶瓷钟罩代替传统的不锈钢炉头，不仅省去冷却水管道而且减少了体积，更大好处是便于安装和清洁钟罩内部污垢。

3.由于新的石墨加热体体积比石墨电阻式加热体体积还小，它的特殊结构又可对陶瓷管封接部四周环形均匀加热，可以精确控制焊料的封接深度和一致性，保证了产品质量。

4.传统托具带有冷却水装置，对陶瓷电弧管的尺寸和形状有着严格的要求，只有陶瓷电弧管的管腔形状与托具的形状完全相吻合才可以达到工艺要求的冷却效果。本实用新型采用高温隔热垫和高温隔热管技术，在托具中不需设有冷却水，因此炉头托具对陶瓷电弧管管腔的尺寸和形状没有严格的要求。

5.采用PLC控制系统完全脱离于人为操作，能够均匀控制每一批次电弧管的加热时间都相同；采用多槽位托具，可以一次性增加封装电弧管的数量，炉头内的温度场均匀，陶瓷电弧管的封接一致性好；采用升降装置与封接炉头的严密对接，减小石英钟罩空间降低了能量消耗。

该实用新型通过实践操作，每班产量1500只左右，合格率达96%以上，产品一致性好。

Claims (10)

1.一种手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：该设备包含手套箱（1）、手套箱台架（21）、第一过渡舱（5）、第二过渡舱（6）、右面操作工位(16)、正面操作工位(17)、左面操作工位(18)；手套箱（1）上部连接封接炉头（2）；封接炉头（2）通过加热线圈（4）连接加热电源（3）；封接炉头（2）通过抽气充气管路（20）与抽真空机械泵（13）、抽真空分子泵（14）、充气机构（15）相连接，抽真空分子泵（14）与抽真空机械泵（13）相连接；封接炉头（2）正下方为升降机构；手套箱（1）与气体循环系统（7）相连；手套箱（1）底部有冷却系统（11），冷却系统（11）与冷水机（19）连接；封接炉头（2）、气缸（12）、真空分子泵（14）、抽真空机械泵（13）分别与PLC控制器连接。

2.根据权利要求1所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：该设备的正面设置有正面操作工位(17)，左侧设置有左面操作工位(18)，右侧设置有右面操作工位(16)。

3.根据权利要求1所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：所述封接炉头（2）为使用中频炉加热方式的电弧管封接炉头。

4.根据权利要求1所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：所述升降机构包括电弧管托具(8)、电弧管托具底座（9）、导轨(10)和气缸(12)；导轨(10)垂直安装在手套箱（1）内部；电弧管托具底座（9）安装在导轨(10)上；气缸(12)固定在手套箱（1）的底部；气缸(12)活塞与电弧管托具底座（9）连接；高导热性金属材料制成的电弧管托具（8）放置在电弧管托具底座（9）上。

5.根据权利要求1所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：高导热性金属材料制成的电弧管托具底座（9）内部设置有冷却水管道。

6.根据权利要求1所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：所述冷却系统（11）为循环液体冷却系统。

7.根据权利要求4所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：所述电弧管托具底座（9）上平面设置有密封O型圈。

8.根据权利要求1所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：所述手套箱（1）在右面操作工位(16)、正面操作工位(17)、左面操作工位(18)的对应位置设置有手套操作接口，所述手套操作接口上安装有密封操作手套。

9.根据权利要求1所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：所述手套箱（1）与气缸（12）、密封操作手套、第一过渡舱（5）、第二过渡舱（6）、封接炉头（2）之间的连接部位安装有密封装置。

10.根据权利要求1所述的手套箱式中频炉加热陶瓷金卤灯电弧管封接设备，其特征在于：两个封接炉头（2）之间的距离为600mm-900mm；封接炉头（2）与手套箱（1）正面操作视窗的距离为300mm-500mm；封接炉头（2）与手套箱（1）左侧操作视窗的距离为300mm-500mm；封接炉头（2）与手套箱（1）右侧操作视窗的距离为300mm-500mm。