CN205746196U - 基于电加热的led灯头安装设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于电加热的LED灯头安装设备，安装设备包括用于插设灯头的环形支架，在所述环形支架内设有电热元件，该电热元件匹配有相应的驱动电路。LED灯头安装时将内壁涂有胶泥的灯头插接在灯管端部，加热使胶泥固化完成灯头与灯管的固定，加热胶泥前在灯头外围布置电热元件，通过该电热元件将胶泥加热至80～200℃，保持10秒～3分钟后使胶泥固化。本实用新型安装设备结构简洁，便于装配，采用电加热结合冷却装置可以更加精细的控制灯头内胶泥的固化过程，能提高LED灯管的安全性和使用寿命。

Description

基于电加热的LED灯头安装设备

技术领域

本实用新型涉及LED灯的制造领域，尤其是涉及一种LED灯的灯头安装设备。

背景技术

LED灯节电高达70％以上，寿命为普通灯管的10倍以上，几乎是免维护，不存在要经常更换灯管、镇流器、启辉器的问题，约半年下来节省的费用就可以换回成本。绿色环保型的半导体电光源，光线柔和，色彩纯正，有利于人们的视力保护及身体健康。

LED灯在外形上分为球泡灯，管灯等多种，以LED灯管为例，也俗称LED光管、LED日光灯管、LED日光灯，其光源采用LED作为发光体。传统的日光灯管又称荧光灯，灯两端各有一灯丝，灯管内充有微量的氩和稀薄的汞蒸气，灯管内壁上涂有荧光粉，两个灯丝之间的气体导电时发出紫外线，使荧光粉发出可见光。由于含有重金属污染物质“汞”，使得报废的荧光灯管对环境的污染十分严重。而LED灯管采用发光二极管作为光源，光效更高、更为节能、使用寿命更长，而且更为环保，成为目前阶段代替荧光灯管的最理想产品。

LED灯管与传统的日光灯在外型尺寸口径上都一样，有T5灯管，T8灯管，T10灯管，长度有0.6m，0.9m，1.2m，1.5m，1.8m和2.4m。

LED灯管安装非常简单，安装时将原有的日光灯取下换上LED灯管，并将镇流器和启辉器去掉，让220V交流市电直接加到LED灯管两端即可。

现有的LED灯管在组装过程中，尤其是针对灯头(也称端盖)与灯管的连接，一般使用的是硅酮胶，这种胶在长时间使用下会老化，从而导致松头，容易产生安全隐患。

作为改进，有些技术采用金属灯头，灯头与灯管之间填充有胶泥(焊泥)，胶泥经固化后，完成灯头的安装和固定，就灯头本身的安装而言可以采用注焊泥机完成焊泥的涂抹再经烤头机使胶泥加热固化。

也有用水玻璃材料做粘结剂生产高温焊泥，但用于氙气灯、或投影灯等HID灯或高功率紫外灯时，易击穿短路，且耐水性差，可能致使灯头脱落，造成安全事故。

加热固化时可以采用中国专利申请201510281192.2公开的LED灯管胶泥微波烘干装置，涉及LED灯管设备技术领域，由玻管、灯帽、微波炉腔、微波发射孔和隔离层构成，在玻管两端均设有微波炉腔，微波炉腔内设有灯帽，灯帽和玻管之间设有隔离层，隔离层和灯帽之间设有胶泥，所述微波炉腔上设有微波发射孔。

不仅LED灯管如此，其他形状的LED灯大多会也涉及到灯头与灯管的安装固定。

另外中国专利申请201510160408.X公开了一种新型耐高温绝缘灯用焊泥及其制备方法和应用。焊泥包括如下按质量百分比计的组分：高温粘结剂28.0～35.0％，功能填料60.0～70.0％，溶剂0.8～1.5％，防沉剂0.4～1.2％，成膜助剂0.05～0.07％；所述高温粘结剂为硅溶胶；所述功能填料为耐热绝缘材料；所述溶剂为高纯水，其绝缘电阻≥10MΩ。所述新型耐高温绝缘灯用焊泥应用于连接玻璃灯泡灯头。

不仅LED灯管如此，其他形状的LED灯大多会也涉及到灯头与灯管(或灯罩)的安装固定。而现有针对胶泥的加热固化，比较多的是采用传统的火焰加热或采用微波加热，但采用火焰加热，温度不易控制，波动较大，次品率较高，而且火焰为明火，存在安全隐患，能耗相对较大。

采用微波加热对胶泥的组分有一定的要求，不同组分对微波的响应是有差异的，尤其在一些特殊使用环境，或对固化后的胶泥的强度、绝缘性、耐候性等有特殊要求的时候，所采用的胶泥不一定适合采用微波加热形式，因此针对LED灯的灯头安装，需要开发适用性更广的胶泥固化方式。

实用新型内容

为了实现采用电加热进行LED灯头的安装，本实用新型提供一种安装设备，专门用于灯头与灯管之间胶泥的固化，采用电加热的形式不仅方便控温，没有明火，而且对胶泥的组分没有特殊要求，可以获得更好的密封以及电器性能，提高灯头部位的安全性和使用寿命。

一种基于电加热的LED灯头安装设备，包括用于插设灯头的环形支架，在所述环形支架内设有电热元件，该电热元件匹配有相应的驱动电路。

所述环形支架的作用首先是支撑和固定灯头，此时灯头内已经涂有胶泥并与灯管插接到一起，环形支架的根据灯管形状以及灯头位置适应性安装，以LED灯管为例，灯管两端均有灯头，对应的，环形支架成对设置，位置与两端灯头相应。

为了使环形支架与灯头更好的贴合以便于导热，所述环形之间为具有一定厚度的筒形，电热元件既可以嵌装在筒壁内，也可以包裹在筒的外壁。

作为优选，所述环形支架包括与灯头直接接触的内筒以及固定在内筒外壁的外筒或外板，所述电热元件处在外筒或外板处。

作为一种优选，所述环形支架包括与灯头直接接触的内筒以及设置在内筒外部的外板，所述电热元件处在外板处。

外板中部设有通孔，所述内筒穿设在通孔中，且与通孔内缘贴紧，外板垂直内筒的轴线布置。

作为可选的方案所述电热元件嵌装在外板内或所述外板兼做电热元件。

当电热元件嵌装在外板内时，电热元件可以采用电热丝等，并匹配有相应的驱动电路。

当所述外板兼做电热元件时，可采用一体结构的电热板、电热膜等形式，并匹配有相应的驱动电路。

电热元件的驱动电路包括调频供电单元以及用于采集灯头温度并反馈至调频供电单元的传感器。

调频供电单元根据传感器采集反馈的信号，通过调频方式改变电热元件的输出功率，以获得预期的温度以及温度变化趋势。

本实用新型的环形支架采用内外结构，可以避免灯头对环形支架的温度变化过于敏感，以便于温度的精细调节。

作为优选，所述内筒采用热的良导体，一般可以采用铜材质，为了实现对温度震荡的适当缓冲，所述内筒优选具有一定的厚度，例如5～15mm。

而外板或外筒也优选一定的厚度，例如5～12mm。外板或外筒通电加热后，热量通过内筒稳定的传导至灯头，实现温度的精确控制。

作为进一步的优选，所述外板或外筒包覆内筒外壁的局部，沿内筒轴向，所述外板或外筒包覆内筒外壁的1/4～2/3。

灯头内壁涂抹胶泥时，在灯头轴向上，胶泥仅覆盖灯头内壁的局部，例如1/4～2/3，当胶泥受热体积变化或流动时，可以避免溢出，这样做也可以在保证密封粘结性能的同时降低成本。

不仅如此，胶泥涂抹区相对灯头的轴向位置有可能会根据胶泥的流动性不同略有差异，为了解决与胶泥位置的适应问题，作为优选的方案，所述外板或外筒通过过盈配合箍紧在内筒外部。

外板或外筒与内筒外壁之间设有周向定位的键槽结构。如此设计便于调节外板或外筒相对于内筒轴向的位置，以适应胶泥位置的不同。

外板或外筒与内筒通过过盈配合可以保证导热效果，避免加热不均匀导致固化不同步。

为了便于轴线定位，可以在内筒外壁设置轴向定位件，例如径向设置的销钉等。

为了适应温度调节的需要，所述安装设备还包括作用于环形支架的冷却装置。

所述冷却装置为绕置在环形支架外围的空心环，空心环轴向端部为封闭结构，内壁带有出风孔，外壁上设有供气管路。

所述供气管路上设有调节阀，该调节阀的控制电路从所述传感器获得温度信号以控制调节阀的开度。

作为优选所述出风孔绕空心环轴线均匀分布在空心环内壁。出风孔的位置与环形支架中内筒的裸露部分(没有被外筒或外板覆盖的区域)相对应。

需要调节温度时，调节调节阀的开启程度，气源可以是经过过滤的常温空气，优选惰性气体，例如氮气等，这样可以避免造成金属部件的氧化，也提高了安全性。

气体通过供气管路进入空心环的内腔，再通过出风孔喷射至环形支架中内筒的裸露部分，可以灵敏的调节和改变灯头的温度。

为了提高集成控制，调节阀的控制电路以及电热元件的调频供电单元可以进行集成，利用软件实现灯头温度的自动控制，单就温度的控制方式而言，无论采用传统模拟电路或利用安装在芯片内的软件都可以使用现有技术，本实用新型重点之一在于采用电加热结合外部冷却的方式进行灯头胶泥的固化。

作为进一步的优选，所述内筒靠近灯管的一侧为外露部分(即没有被外板或外筒包络)，所述空心环处在该外露部分的外周。

由于LED灯管内设有相应的电路，电路元件或基板等一般不宜处在高温环境，尤其当温度发生波动时，本实用新型可以冷却灯头的空心环更加靠近灯管，因此在进行冷却降温时，可以起到对灯管内电路元件更好的保护效果。

作为适应，灯头内壁涂抹胶泥时，在灯头轴向上，胶泥仅覆盖灯头内壁1/4～2/3，且胶泥处在远离灯管的一侧，或在灯头内壁在靠近灯管的一侧至少有一段为没有涂抹胶泥的空白区。

为了获得适宜的冷却效果，空心环的内壁与内筒外壁之间应保持一定的距离，作为优选，空心环的内壁与内筒外壁之间的距离为5～25mm。

作为进一步的优选，内筒外壁与空心环对应的部位设有沿轴向开设的换热槽，多个换热槽绕周向依次排布，这样可以提高冷却的效果，对气体起到了导流作用。

由于外板或外筒与内筒外壁之间设有周向定位的键槽结构，因此作为更加优选，内筒外壁的换热槽兼做键槽，外板或外筒的内缘带有与键槽配合的定位键。

空心环在喷射气体时，受换热槽的导向作用，气流会向灯管一侧流动，优先冷却电路元件，可以起到对灯管内电路元件更好的保护效果。

本实用新型安装设备结构简洁，便于装配，采用电加热结合冷却装置可以更加精细的控制灯头内胶泥的固化过程，相配合的固化工艺以及特定的胶泥可以提高胶泥固化后的理化性质，胶泥固化后微观结构规整稳定不易老化，能提高LED灯管的安全性和使用寿命。

附图说明

图1为LED灯头以及灯管结合部位的结构示意图；

图2为本实用新型安装设备的结构示意图；

图3为本实用新型安装设备使用状态的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，图中灯管1与灯头2之间相互套接，间隙中填充固定有胶泥。

为了实现外周的整洁，灯管1的端头部位设有缩口部3，缩口部3的之间比照灯管1的其他部分直径略小，其直径差异恰好被胶泥5以及灯头2所补偿。

缩口部3与灯管1的其他部分的衔接部位形成一过渡台阶，过渡台阶设有沿轴向下陷的环形槽4，下限方向即远离该端的灯头方向。

灯头2套设在灯管2上后，灯头2的端沿恰好插入环形槽4内，为了刚好的与环形槽4相配合，灯头2的端沿内收形成径向内折，恰好抵紧环形槽4内。

在灯头2上可以依照现有技术设置绝缘板6，并在绝缘板6上安装极柱，在灯管1与灯头2的间隙中涂抹有胶泥5。灯头2的端沿插入环形槽4还可以防止胶泥受热流动溢出，即使胶泥流动也基本会沿图中方向向左流动，有少量溢出也会被限制在灯管2内部，不会影响外观。

胶泥5并不需要完全填满灯管1与灯头2的间隙，在向灯头2内壁涂抹胶泥时，在轴向上，胶泥涂抹区的长度为灯管1与灯头2的间隙长度的一半。

图中灯管1与灯头2的间隙在轴向上，中部为胶泥5，左侧为第一空隙7，第一空隙7可以避免高温对绝缘板6以及极柱的不良影响。胶泥5右侧为第二空隙8，第二空隙8可以避免流动的胶泥5从灯头2与灯管1的接缝处溢出，第一空隙7和第二空隙8的设置一方面节省胶泥5另一方面给流动的胶泥以缓冲补偿的空间。

参见图2、3，本实用新型基于电加热的LED灯头安装设备包括用于插设灯头的环形支架，环形支架包括与灯头直接接触的内筒9以及固定在内筒9外壁的外筒11，使用时灯头2插设在内筒9内。

环形支架的作用首先是支撑和固定灯头2，此时灯头2内已经涂有胶泥5并与灯管1插接到一起，环形支架的根据灯管1形状以及灯头2位置适应性安装，本实施例为LED灯管，灯管1两端均有灯头2，对应的，环形支架成对设置，位置与两灯头2相应。

为了更敏感的检测灯头2的温度，在距离灯头2位置较近的内筒9的筒壁中嵌装有传感器10，电热元件12嵌装在外筒11的筒壁中。

传感器10处于内筒9筒壁径向中部，同理电热元件12嵌装在外筒11筒壁径向中部。这样无论是加热还是检测温度均可以相对准确客观的反应加热进程。

本实施例的环形支架采用内外嵌套结构，可以避免灯头2温度变化过于敏感，以便于温度的精细调节。

驱动电路16可以采集传感器10的信号以控制电热元件12的功率，电热元件12的可以采用变频供电等形式便于功率的调节。

本实施例中，内筒9以及外筒11采用热的良导体，例如铜材质，为了实现对温度震荡的适当缓冲，内筒9厚度5～15mm，外筒厚度5～12mm。外筒11通电加热后，热量通过内筒9稳定的传导至灯头2，实现温度的精确控制。

本实施例中外筒11包覆内筒9外壁的局部，图中可见，外筒11和内筒9左端基本平齐，或者说内筒9远离灯管1的一端被外筒11完全包覆，内筒9靠近灯管1的一端为裸露部分，沿内筒9的轴向，外筒11包覆内筒9外壁的2/3。

胶泥5所在区域，即胶泥涂抹区相对灯头2的轴向位置有可能会根据胶泥的流动性不同略有差异，为了解决与胶泥位置的适应问题，本实施例的外筒11过盈配合箍紧在内筒9外部，过盈配合可以保证导热效果，避免加热不均匀导致不同区域的胶泥固化不同步的问题。

为了进一步的定位，外筒11与内筒9外壁之间设有周向定位的键槽结构，其中内筒9外壁带有槽13，外筒11内壁设有键14。

需要改变外筒11与内筒9的相对位置时，只需在轴向上对外筒11施力，在键槽结构的导向下，外筒11会有轴向的位移，尽管内筒9靠近灯管1的一端为裸露部分，但外筒11至少包络胶泥5所在的区域。

为了适应温度调节的需要，本实施例安装设备还包括冷却装置，冷却装置为绕置在环形支架外围的空心环17，空心环17轴向两端部为封闭结构，内壁带有出风孔21，外壁上设有连通气源19的供气管路，供气管路上设有调节阀18，该调节阀18也受控于驱动电路16，通过传感器10获得温度信号以控制调节阀18的开度。

空心环17的内腔20为与供气管路连通的布风腔，出风孔21为多个，一般为4～10个，绕空心环17轴线均匀分布在空心环17的内壁。

图中可见，出风孔17的轴向位置与内筒9的裸露部分相对应，便于灵敏及时的改变内筒9的温度。

需要调节温度时，驱动电路16可以改变调节阀18的开启程度，气源19采用压缩的惰性气体，如氩气等可以避免造成附近金属部件的氧化，进而提高了安全性。

为了获得适宜的冷却效果，空心环17的内壁与内筒9的外壁之间应保持一定的距离，可选的距离为5～25mm。

由于外筒11与内筒9外壁之间设有周向定位的键槽结构，内筒9外壁的槽13可以兼做换热槽，这样可以提高冷却的效果，对气体起到了导流作用。空心环17在喷射气体时，受换热槽的导向作用，气流会沿图中箭头方向向灯管2一侧流动，优先冷却电路元件，可以起到对灯管1内的电路元件更好的保护效果。

本实施例中内筒9外壁的槽13的深度大于键14的高度，这样的话在槽13的底部与键14的顶部之间会留有间隙15，间隙15在径向上的高度为2～5mm，空心环17在喷射气体时，一部分气流会通过间隙15从灯头2的左侧流出，以辅助冷却。

Claims (9)

1.一种基于电加热的LED灯头安装设备，包括用于插设灯头的环形支架，其特征在于，在所述环形支架内设有电热元件，该电热元件匹配有相应的驱动电路。

2.如权利要求1所述的基于电加热的LED灯头安装设备，其特征在于，所述环形支架包括与灯头直接接触的内筒以及固定在内筒外壁的外筒或外板，所述电热元件处在外筒或外板处。

3.如权利要求2所述的基于电加热的LED灯头安装设备，其特征在于，所述内筒厚度5～15mm；外筒厚度5～12mm。

4.如权利要求3所述的基于电加热的LED灯头安装设备，其特征在于，所述外筒包覆内筒外壁的局部，沿内筒轴向，所述外筒包覆内筒外壁的1/4～2/3。

5.如权利要求4所述的基于电加热的LED灯头安装设备，其特征在于，所述外板或外筒通过过盈配合箍紧在内筒外部，外板或外筒与内筒外壁之间设有周向定位的键槽结构。

6.如权利要求5所述的基于电加热的LED灯头安装设备，其特征在于，所述安装设备还包括作用于环形支架的冷却装置，所述冷却装置为绕置在环形支架外围的空心环，空心环轴向端部为封闭结构，内壁带有出风孔，外壁上设有供气管路。

7.如权利要求6所述的基于电加热的LED灯头安装设备，其特征在于，所述出风孔绕空心环轴线均匀分布在空心环内壁，出风孔的位置与环形支架中内筒的裸露部分相对应。

8.如权利要求7所述的基于电加热的LED灯头安装设备，其特征在于，所述内筒靠近灯管的一侧为外露部分，所述空心环处在该外露部分的外周。

9.如权利要求8所述的基于电加热的LED灯头安装设备，其特征在于，内筒外壁与空心环对应的部位设有沿轴向开设的换热槽，多个换热槽绕周向依次排布。