Led紫外光辐照电缆交联装置及加工、工作方法
【专利摘要】一种LED紫外光辐照电缆交联装置及加工、工作方法。传统汞灯的紫外能量低、寿命短、发热量大、能效低。本发明组成包括：辐照箱体（3），辐照箱体内部具有石英管道（2），石英管道一端具有集烟除烟装置，石英管道另一端具有阻烟装置（13），辐照箱体内石英管道周围安装有一组紫外LED芯片（5），紫外LED芯片前端安装有透镜准直装置（6），紫外LED芯片后端与水冷基座（7）连接，水冷机座通过冷却水管（4）与制冷压缩机（8）连接，水冷机座通过冷却回水管（25）与回水水箱（10）连接，制冷压缩机通过冷却水管与循环水泵（9）连接。本发明应用于辐照电缆交联。
【专利说明】
LED紫外光辐照电缆交联装置及加工、工作方法
[0001 ] 技术领域:
本发明涉及一种LED紫外光辐照电缆交联装置及加工、工作方法。
[0002]【背景技术】:
在紫外光辐照电线电缆交联行业中，目前紫外光辐照电缆交联设备中采用中压汞灯作为紫外线辐射源。
[0003]中压汞灯的寿命大约在500?1000小时，在使用过程中紫外光强衰减较快，中压汞灯的发光光谱峰值波长比较多，能够用于辐照交联的紫外波长为350?375nm之间，而在低于400nm波长中有用的365nm中心波长的紫外部分占总功率的2~3%，所产生的红外光部分发热量特别大，需要配备大功率冷却设备，而达到匹配高速生产所需的辐照剂量，设备所需的装机容量大，现有70KW(中压汞灯功率54KW)、110KW(中压汞灯功率81KW)两种配置。
[0004]
【发明内容】
:
本发明的目的是提供一种LED紫外光辐照电缆交联装置的加工、工作方法，解决了传统汞灯的紫外能量低、寿命短、发热量大、能效低的问题。
[0005]上述的目的通过以下的技术方案实现:
一种LED紫外光辐照电缆交联装置，其组成包括:辐照箱体，所述的辐照箱体内部具有石英管道，所述的石英管道一端具有集烟除烟装置，所述的石英管道另一端具有阻烟装置，所述的辐照箱体内石英管道周围安装有一组紫外LED芯片，所述的紫外LED芯片前端安装有透镜准直装置，所述的紫外LED芯片后端与水冷基座连接，所述的紫外LED芯片通过LED供电电源线路与电气控制柜连接，所述的水冷机座通过冷却水管与制冷压缩机连接，所述的水冷机座通过冷却回水管与回水水箱连接，所述的制冷压缩机通过冷却水管与循环水栗连接，所述的循环水栗通过冷却水管与回水水箱连接。
[0006]所述的LED紫外光辐照电缆交联装置，所述的电气控制柜内具有温度控制装置、电源功率控制装置、光控装置，所述的温控装置包括温度传感器，所述的温度传感器安装在所述的冷却水管内，所述的温度传感器与温度仪表盘连接，所述的温度仪表盘安装在所述的电气控制柜内部，所述的温度仪表与人机交互装置连接，所述的人机交互装置包括触摸屏，所述的触摸屏与可编程控制器连接，所述的电源功率控制装置包括电源系统，所述的电源系统分别与所述的可编程控制器、紫外LED芯片连接，所述的光控系统包括光电传感器，所述的光电传感器安装在所述的辐照箱体内，所述的光电传感器与光控仪表盘连接，所述的光控仪表盘安装在所述的电气控制柜内部，所述的光控仪表盘与所述的人机交互装置连接。
[0007]所述的LED紫外光辐照电缆交联装置，所述的紫外LED芯片包括PCB基板，所述的PCB基板上焊接一组LED灯珠。
[0008]所述的LED紫外光辐照电缆交联装置，所述的透镜准直装置为平行光透镜、聚焦透镜、漫射光镜板中的一种，所述的平行光透镜、所述的聚焦透镜、所述的漫射光镜板的材料为石英材质、硬质玻璃材质、普通玻璃材质中的一种。
[0009]所述的LED紫外光辐照电缆交联装置，所述的集烟除烟装置包括抽吸风机，所述的抽吸风机与排烟管道连接，所述的阻烟装置包括高压风机，所述的阻烟装置的出风面为环形截面。
[0010]—种利用权利要求1-5之一所述的LED紫外光辐照电缆交联装置的加工、工作方法，该加工方法包括如下步骤:
首先，根据设计功率与速度的关系计算出线阵紫外LED芯片单排的数量，从而设计出冷却底座的长度，在冷却底座的表面上涂覆导热硅脂，把焊接了紫外LED的基板压在涂好导热硅脂的冷却底座上，并用螺钉固定;在冷却底座的侧面安装透镜准直装置，再把这样单组线阵的光源均匀分布安装辐照箱体内部；
然后，用冷却水管连接每个冷却基座，并连接在辐照箱体上的制冷压缩机上，所述的制冷压缩机，外置设计好的水冷机由制冷压缩机、循环水栗、回水水箱构成，回水水箱前端放置有温度传感器把该处温度反馈到温控仪表对制冷温度进行数据显示；
该工作方法包括如下步骤:
首先，集烟排烟装置安装在辐照箱体入口的侧面，集烟排烟装置产生真空负压，入口方向进入与石英管道阻挡的烟与空气由于负压的作用，从集烟排烟装置的一侧吸入，从另一侧排出；石英管道中心线与辐照箱体的中心线重合，石英管道的另外一侧连接阻烟装置，该装置的位置的风压大于石英管道入口处风压，当被辐照电缆在通过石英管道时；
在紫外LED产生的紫外线的照射下，被辐照电缆的绝缘层发生交联反应，在此过程中，由于被辐照线缆的绝缘层内有助剂、交联剂等挥发，产生大量烟雾，该烟雾在阻烟装置)和集烟排烟装置产生负压的作用下流向石英管道的入口方向，当流经到集烟排烟装置的位置时，在集烟排烟装置产生的真空负压作用下排出，从而阻止了挥发物附着在石英管壁、光学透镜表面上。
[0011]本发明的有益效果:
本发明中紫外LED所发出的光为单一波长，其中365nm峰值波长的LED光功率能达到输入功率的30%以上，且紫外LED在使用40000小时后的辐照强度仍能达到其初始强度的70%，其使用寿命相当于汞灯的30-50倍；同时，LED点亮方式仅需要瞬时点亮(中压汞灯从点灯到稳定状态需要数十秒)，提高了生产效率，且非常节能;UV LED没有红外线发出，因此没有更高的环境温升，仅需针对LED芯片进行冷却即可；紫外LED采用半导体发光，对环境无污染；因此，相对中压汞灯而言，紫外LED在应用中不仅提升有效光功率、降低能耗、增加使用寿命、而且减少了臭氧的排放，在UV交联固化领域有很大优势。
[0012]本发明填补与改进了传统的辐照方法，有效的提升了辐照效率与生产速度，大幅度降低了设备的用电能耗，增加了光源的使用寿命，降低了设备维护成本，无臭氧排放。
[0013]【附图说明】:
附图1是本发明的结构示意图。
[0014]附图2是本发明控制部分程序框图。
[0015]附图3是附图1中的A-A截面图。
[0016]附图4是LED芯片的俯视图。
[0017]附图5是附图4中的B-B截面图。
[0018]附图6是LED与透镜组合的光路图。
[0019]附图7是辐照箱内部LED阵列光源的排布与光路图。
[0020]【具体实施方式】:
实施例1:
一种LED紫外光辐照电缆交联装置，其组成包括:辐照箱体3，所述的辐照箱体内部具有石英管道2，所述的石英管道一端具有集烟除烟装置，所述的石英管道另一端具有阻烟装置13，所述的辐照箱体内石英管道周围安装有一组紫外LED芯片5，所述的紫外LED芯片前端安装有透镜准直装置6，所述的紫外LED芯片后端与水冷基座7连接，所述的紫外LED芯片通过LED供电电源线路11与电气控制柜12连接，所述的水冷机座通过冷却水管4与制冷压缩机8连接，所述的水冷机座通过冷却回水管25与回水水箱10连接，所述的制冷压缩机通过冷却水管与循环水栗9连接，所述的循环水栗通过冷却水管与回水水箱连接。
[0021]实施例2:
根据实施例1所述的LED紫外光辐照电缆交联装置，所述的电气控制柜内具有温度控制装置、电源功率控制装置、光控装置，所述的温控装置包括温度传感器19，所述的温度传感器安装在所述的冷却水管内，所述的温度传感器与温度仪表盘20连接，所述的温度仪表盘安装在所述的电气控制柜内部，所述的温度仪表与人机交互装置连接，所述的人机交互装置包括触摸屏14，所述的触摸屏与可编程控制器21连接，所述的电源功率控制装置包括电源系统22，所述的电源系统分别与所述的可编程控制器、紫外LED芯片连接，所述的光控系统包括光电传感器23，所述的光电传感器安装在所述的辐照箱体内，所述的光电传感器与光控仪表盘24连接，所述的光控仪表盘安装在所述的电气控制柜内部，所述的光控仪表盘与所述的人机交互装置连接。
[0022]实施例3:
根据实施例1或2所述的LED紫外光辐照电缆交联装置，所述的紫外LED芯片包括PCB基板15，所述的PCB基板上焊接一组LED灯珠16。
[0023]实施例4:
根据实施例1或2所述的LED紫外光辐照电缆交联装置，每个所述的水冷基座上分别加工有进水口，出水口，所述的进水口通过冷却水管与另一个水冷机座上的出水口连接，所述的出水口通过冷却水管与另一水冷机座上的进水口连接。
[0024]实施例5:
根据实施例1或2所述的LED紫外光辐照电缆交联装置，所述的透镜准直装置为平行光透镜、聚焦透镜、漫射光镜板中的一种，所述的平行光透镜、所述的聚焦透镜、所述的漫射光镜板的材料为石英材质、硬质玻璃材质、普通玻璃材质中的一种。
[0025]实施例6:
根据实施例1或2所述的LED紫外光辐照电缆交联装置，所述的集烟除烟装置包括抽吸风机，所述的抽吸风机与排烟管道连接，所述的阻烟装置包括高压风机，所述的阻烟装置的出风面为环形截面。
[0026]实施例7:
一种利用权利要求1-5之一所述的LED紫外光辐照电缆交联装置的加工、工作方法，该加工方法包括如下步骤:
首先，根据设计功率与速度的关系计算出线阵紫外LED芯片单排的数量，从而设计出冷却底座的长度，在冷却底座的表面上涂覆导热硅脂，把焊接了紫外LED的基板压在涂好导热硅脂的冷却底座上，并用螺钉固定;在冷却底座的侧面安装透镜准直装置，再把这样单组线阵的光源均匀分布安装辐照箱体内部；
然后，用冷却水管连接每个冷却基座，并连接在辐照箱体上的制冷压缩机上，所述的制冷压缩机，外置设计好的水冷机由制冷压缩机、循环水栗、回水水箱构成，回水水箱前端放置有温度传感器把该处温度反馈到温控仪表对制冷温度进行数据显示；
该工作方法包括如下步骤:
首先，集烟排烟装置安装在辐照箱体入口的侧面，集烟排烟装置产生真空负压，入口方向进入与石英管道阻挡的烟与空气由于负压的作用，从集烟排烟装置的一侧吸入，从另一侧排出；石英管道中心线与辐照箱体的中心线重合，石英管道的另外一侧连接阻烟装置，该装置的位置的风压大于石英管道入口处风压，当被辐照电缆在通过石英管道时；
在紫外LED产生的紫外线的照射下，被辐照电缆的绝缘层发生交联反应，在此过程中，由于被辐照线缆的绝缘层内有助剂、交联剂等挥发，产生大量烟雾，该烟雾在阻烟装置)和集烟排烟装置产生负压的作用下流向石英管道的入口方向，当流经到集烟排烟装置的位置时，在集烟排烟装置产生的真空负压作用下排出，从而阻止了挥发物附着在石英管壁、光学透镜表面上。
【主权项】
1.一种LED紫外光辐照电缆交联装置，其组成包括:辐照箱体，其特征是:所述的辐照箱体内部具有石英管道，所述的石英管道一端具有集烟除烟装置，所述的石英管道另一端具有阻烟装置，所述的辐照箱体内石英管道周围安装有一组紫外LED芯片，所述的紫外LED芯片前端安装有透镜准直装置，所述的紫外LED芯片后端与水冷基座连接，所述的紫外LED芯片通过LED供电电源线路与电气控制柜连接，所述的水冷机座通过冷却水管与制冷压缩机连接，所述的水冷机座通过冷却回水管与回水水箱连接，所述的制冷压缩机通过冷却水管与循环水栗连接，所述的循环水栗通过冷却水管与回水水箱连接。2.根据权利要求1所述的LED紫外光辐照电缆交联装置，其特征是:所述的电气控制柜内具有温度控制装置、电源功率控制装置、光控装置，所述的温控装置包括温度传感器，所述的温度传感器安装在所述的冷却回水管内，所述的温度传感器与温度仪表盘连接，所述的温度仪表盘安装在所述的电气控制柜内部，所述的温度仪表与人机交互装置连接，所述的人机交互装置包括触摸屏，所述的触摸屏与可编程控制器连接，所述的电源功率控制装置包括电源系统，所述的电源系统分别与所述的可编程控制器、紫外LED芯片连接，所述的光控系统包括光电传感器，所述的光电传感器安装在所述的辐照箱体内，所述的光电传感器与光控仪表盘连接，所述的光控仪表盘安装在所述的电气控制柜内部，所述的光控仪表盘与所述的人机交互装置连接。3.根据权利要求1或2所述的LED紫外光辐照电缆交联装置，其特征是:所述的紫外LED芯片包括PCB基板，所述的PCB基板上焊接一组LED灯珠。4.根据权利要求1或2或3所述的LED紫外光辐照电缆交联装置，其特征是:所述的透镜准直装置为平行光透镜、聚焦透镜、漫射光镜板中的一种，所述的平行光透镜、所述的聚焦透镜、所述的漫射光镜板的材料为石英材质、硬质玻璃材质、普通玻璃材质中的一种。5.根据权利要求1或2或3或4所述的LED紫外光辐照电缆交联装置，其特征是:所述的集烟除烟装置包括抽吸风机，所述的抽吸风机与排烟管道连接，所述的阻烟装置包括高压风机，所述的阻烟装置的出风面为环形截面。6.—种利用权利要求1-5之一所述的LED紫外光辐照电缆交联装置的加工、工作方法，其特征是:该加工方法包括如下步骤: 首先，根据设计功率与速度的关系计算出线阵紫外LED芯片单排的数量，从而设计出冷却底座的长度，在冷却底座的表面上涂覆导热硅脂，把焊接了紫外LED的基板压在涂好导热硅脂的冷却底座上，并用螺钉固定;在冷却底座的侧面安装透镜准直装置，再把这样单组线阵的光源均匀分布安装辐照箱体内部； 然后，用冷却水管连接每个冷却基座，并连接在辐照箱体上的制冷压缩机上，所述的制冷压缩机，外置设计好的水冷机由制冷压缩机、循环水栗、回水水箱构成，回水水箱前端放置有温度传感器把该处温度反馈到温控仪表对制冷温度进行数据显示； 该工作方法包括如下步骤: 首先，集烟排烟装置安装在辐照箱体入口的侧面，集烟排烟装置产生真空负压，入口方向进入与石英管道阻挡的烟与空气由于负压的作用，从集烟排烟装置的一侧吸入，从另一侧排出；石英管道中心线与辐照箱体的中心线重合，石英管道的另外一侧连接阻烟装置，该装置的位置的风压大于石英管道入口处风压，当被辐照电缆在通过石英管道时； 在紫外LED产生的紫外线的照射下，被辐照电缆的绝缘层发生交联反应，在此过程中，由于被辐照线缆的绝缘层内有助剂、交联剂等挥发，产生大量烟雾，该烟雾在阻烟装置)和集烟排烟装置产生负压的作用下流向石英管道的入口方向，当流经到集烟排烟装置的位置时，在集烟排烟装置产生的真空负压作用下排出，从而阻止了挥发物附着在石英管壁、光学透镜表面上。
【文档编号】H01B13/00GK105869779SQ201610376529
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】郑海峰, 李迎, 赵洪, 王亮, 国家辉, 陈春铭
【申请人】哈尔滨哈普电气技术有限责任公司