一种高光强低温节能UV灯箱的制作方法

本发明涉及uv固化灯具技术领域，特别涉及一种高光强低温节能uv灯箱。

背景技术：

随着国家对环保节能的要求更加严格和执行力度不断加大，各行业针对各自产品所使用的各种涂料、胶粘剂被硬性要求改成水性或uv(即ultraviolet，紫外线)体系，因而uv固化灯具将会被更广泛地投入使用。

目前uv固化基本上采用传统有极uv灯管固化和leduv灯珠固化两种方案。传统有极uv灯管固化，具有高耗电、高温、臭氧排放大等缺点。近几年新开发出来的leduv灯珠固化与传统有极uv灯管固化相比，具有低耗电、低温、不产生臭氧等优点，其缺点是灯珠是单一波长，因此整套系统昂贵，而且需要使用专用的led固化涂料或胶粘剂。而国内生产的led专用涂料较昂贵，产品极不稳定，不仅在国内，在国际上也只有高端电子产品才会使用。

目前市场上绝大多数有极uv灯管采用风冷或风冷加水冷的冷却方式。采用风冷方式的传统uv灯箱结构如图1所示，在uv灯管的下方设置有被固化物，上方设置有铝型材灯罩及插取式镜面铝反射片，铝型材灯罩及插取式镜面铝反射片上设置有抽风口，uv灯管产生的紫外线及红外线被镜面铝反射片反射回被固化物表面，风从uv灯管的下方流向抽风口，对铝型材灯罩进行冷却。

传统uv灯管每1kw的电光转换率约为30％的uv光谱(200～420nm)，15％的可见光(420～700nm)及55％的红外线(700～1100nm)，由此可见，大量的红外线也被反射回被固化物表面。

风冷方式是目前被大量采用的，它只是被动冷却，在灯罩不被烤熔的同时遮挡一下紫外线的外泄。

而风冷加水冷的方式也只是在铝型材灯罩上留有通水孔，将冷却后的水不断注入灯罩内部降温而已，并不能解决红外线反射的问题。

风冷加水冷方式通常用在胶印或凹印机上，由于有冷却水管及水冷却装置，其系统复杂、庞大且更加耗电。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种高光强低温节能uv灯箱，克服传统有极uv灯管的缺点，同时放大其优点，可实现节能、高效、高光强、超低温固化，结构简单小巧，而且方便更换uv灯管。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种高光强低温节能uv灯箱，包括灯箱外罩，还包括置于所述灯箱外罩内的灯箱内罩，所述灯箱内罩插入所述灯箱外罩上的凹槽固定，所述灯箱内罩的内罩侧壁上沿长度方向均匀地开有若干注风孔，所述灯箱内罩的内部设置有冷镜，所述冷镜上沿长度方向均匀地开有若干风孔，所述灯箱内罩的下方设置有热镜，所述灯箱内罩沿长度方向的两端设置有挡板，所述挡板的中部开有圆孔，uv灯管置于所述灯箱内罩内，所述uv灯管的两端分别固定在所述挡板的圆孔内，所述灯箱内罩的顶部开有出风口。

作为优选，所述灯箱内罩与热镜之间形成腔室区，所述内罩侧壁与灯箱外罩的外罩侧壁之间形成冷风区，所述灯箱内罩的内罩顶部与灯箱外罩的外罩顶部之间形成热风区。

作为优选，所述腔室区包括五个区域，上冷镜与内罩侧壁之间形成两个上腔室区，下冷镜与内罩侧壁之间形成两个下腔室区，中间为中腔室区。

作为优选，所述冷镜包括所述上冷镜和下冷镜，所述上冷镜和下冷镜分别有两块，所述两块上冷镜对称固定在所述灯箱内罩的上部，所述两块下冷镜对称固定在所述灯箱内罩的下部。

作为优选，所述上冷镜为椭球柱面镜或球面镜，所述下冷镜为平面镜，所述两块下冷镜呈倒“八”字形，所述两块下冷镜的夹角为19°～38°。

作为优选，所述两块下冷镜的夹角为24°。

作为优选，所述热镜为平面镜、弧面镜、平凸镜或凸镜。

作为优选，所述灯箱内罩比灯箱外罩在长度方向两端各缩进100mm，所述灯箱外罩凸出所述灯箱内罩的一端底部设有进风口，所述灯箱外罩的另一端连接高压风机。

作为优选，所述内罩侧壁上开的若干注风孔比所述冷镜上开的若干风孔的总体截面面积大。

作为优选，所述挡板的截面形状为所述腔室区与热风区的截面形状的组合。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明通过冷镜和热镜的组合以及灯箱外罩和灯箱内罩的组合形成相对密闭的腔体，冷风从注风孔进入，经过风孔进入腔室区，然后从灯箱内罩顶部的出风口流出，高速流动的冷风带走了腔室区内uv灯管的大量热量，因此灯箱下方的温度仅有几十℃，可实现超低温固化。

2、冷镜和热镜形成的腔室，将uv灯管所发出的全部uv光线(紫外线)经冷镜反射后从热镜透过，同时uv灯管下方所产生的红外线又被热镜反射回去，再次分离红外线与紫外线，所以透过热镜的紫外线非常密集，从而产生高光强，而透过的红外线比目前市场上的传统uv灯箱少了85％以上，因此灯箱下方的温度非常低，低温接近leduv灯珠固化。

3、由于采用了冷镜和热镜的组合结构与悬挂结构，因此仅需一台高压风机即可实现冷却的目的，省掉了冷却水用的空压机、大型冷水塔等庞大而耗电的附件，而且冷却效果更好、更全面。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中采用风冷方式的传统uv灯箱的结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的立体图；

图4为图3中a部分的局部放大图。

图中，1-灯箱外罩，101-外罩顶部，102外罩侧壁，103-进风口，2-灯箱内罩，201-内罩顶部，202-内罩侧壁，203-注风孔，3-冷镜，31-上冷镜，32-下冷镜，321-风孔，4-热镜，5-热风区，6-uv灯管，7-冷风区，8-腔室区，801-上腔室区，802-下腔室区，803-中腔室区，9-出风口，10-铝型材外罩，11-插取式镜面铝反射片，12-被固化物，13-紫外线及红外线，14-风流向，15-抽风口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图2所示，本发明公开的一种高光强低温节能uv灯箱，包括灯箱外罩1、置于灯箱外罩1内的灯箱内罩2、冷镜3、热镜4和置于灯箱内罩2内的uv灯管6，灯箱内罩2插入灯箱外罩1上的凹槽固定，灯箱内罩2的内罩侧壁202上沿长度方向均匀地开有若干注风孔203，灯箱内罩2的内部设置有冷镜3，冷镜3上沿长度方向均匀地开有若干风孔303，灯箱内罩2的下方设置有热镜4，灯箱内罩2沿长度方向的两端(即图3中灯箱内罩2的前端和后端)设置有挡板(图中未示出)，挡板的中部开有圆孔，uv灯管6置于灯箱内罩2内，uv灯管6的两端分别固定在挡板的圆孔内，方便更换uv灯管，灯箱内罩2的顶部开有出风口9。

灯箱内罩2与热镜4之间形成腔室区8，内罩侧壁202与灯箱外罩1的外罩侧壁102之间形成冷风区7，灯箱内罩2的内罩顶部201与灯箱外罩1的外罩顶部101之间形成热风区5。

腔室区8包括五个区域，上冷镜301与内罩侧壁202之间形成两个上腔室区801，下冷镜302与内罩侧壁202之间形成两个下腔室区802，中间为中腔室区803。

冷镜3镀有反射uv全波段、透射红外线波段的光学石英片。冷镜3包括上冷镜301和下冷镜302，上冷镜301和下冷镜302分别有两块，两块上冷镜301对称固定在灯箱内罩2的上部，两块下冷镜302对称固定在灯箱内罩2的下部。

上冷镜301优选为椭球柱面镜，当然也可用球面镜代替。采用椭球柱面镜时，椭球柱面镜半长焦及半短焦的改变，均会改变焦距；采用球面镜时，光强会变弱。下冷镜302为平面镜。

两块下冷镜302呈倒“八”字形。为使uv灯管6得到高光强，提高uv灯管6的电光转换率，通过光学建模试验，得到两块下冷镜302的夹角α可为19°～38°，最佳夹角为24°，角度过大会导致光强变弱，角度过小则会导致灯箱外罩1过大，不方便使用，当角度小到一定程度(比如下冷镜302设置在上冷镜301的延长线的位置)时，光线的反射会很差。

热镜4镀有透射紫外线全波段、反射红外线波段的光学石英片。热镜4优选为平面镜，当然也可以根据客户要求改成弧面镜或平凸镜、凸镜。热镜4的长度应适中，其长度的改变将会造成灯距和焦距的改变，从而改变uv能量密度。

本发明公开的冷镜3和热镜4的结构及其组合方式以及灯箱内罩2的结构均为最佳实施例，采用其他结构将会改变腔室区8的大小、形状和数量，从而影响冷却效果。

灯箱内罩2比灯箱外罩1在长度方向两端各缩进大约100mm，其中灯箱外罩1凸出灯箱内罩2的一端(即图3中灯箱外罩1的前端)底部设有进风口103，灯箱外罩1的另一端(即图3中灯箱外罩1的后端)连接高压风机(图中未示出)。

内罩侧壁202上开的若干注风孔203比冷镜3上开的若干风孔303的总体截面面积大。作为实施例一，可以将注风孔203之间的间距与风孔303之间的间距设为一样，而将注风孔203的孔径开得比风孔303的孔径大一些，比如注风孔203的孔径设为6mm而风孔303的孔径设为5mm；作为实施例二，可以将注风孔203和风孔303的孔径设为一样，比如均为5mm，而将注风孔203之间的间距设为2mm，将风孔303之间的间距设为5mm；或者采用其他方式设置，只要注风孔203比风孔303的总体截面面积大即可。

挡板的截面形状为腔室区8与热风区5的截面形状的组合，当挡板设置在灯箱内罩2的两端时，挡板可以将腔室区8和热风区5完全封住，而将冷风区7露出来。

热风区5内还可设置隔热罩(图中未示出)，用于隔绝热量。

作为对本发明的进一步说明，现说明其工作原理及过程：灯箱内罩2的两端设置有挡板，挡板将腔室区8和热风区5完全封住，而将冷风区7露出来。启动灯箱内罩2另一端的高压风机，冷风从灯箱内罩2一端的进风口103进入，由于腔室区8和热风区5被挡板完全封住，冷风只能流向冷风区7。由于内罩侧壁202上开有若干注风孔203，冷镜3上开有若干风孔303，冷风从注风孔203进入两个上腔室区801和两个下腔室区802，并从风孔303进入中腔室区803。由于注风孔203比风孔303的总体截面面积大，冷风从注风孔203进入上腔室区801和下腔室区802并从风孔303出来时，每个腔室都由于注风孔203面积大而风孔303面积小形成负压腔，从而使冷风高速流动，高速流动的冷风从风孔303进入中腔室区803，会快速冷却冷镜3，并在中腔室区803形成负压腔。由于uv灯管6工作时其表面温度高达700～800℃，冷风高速流动的同时带走uv灯管6的大量热量，变成热风，然后从灯箱内罩2顶部的出风口9进入热风区5。高压风机将热风区5中的热风抽走并被排出，从而完成整个过程。由于uv灯管6的大量热量被带走，因此灯箱下方的温度仅有几十℃，可实现超低温固化。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。