专利名称：隔爆型的防爆灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及防爆环境中的防爆灯，特别是涉及隔爆型的防爆灯。
背景技术：
将电能转换为光能以提供光通量的设备或器具可被称为电光源。电光源按其发光原理的不同分为热辐射光源、气体放电光源和场致光源。其中，白炽灯和卤钨灯是热辐射光源，是第一代光源；普通荧光灯、节能灯和低压钠灯属于气体放电光源中的低压放电灯，是第二代光源；高压钠灯、高压汞灯和金属卤化物灯属气体放电光源中的高压放电灯，是第三代光源；发光二极管(LED)属场致放电灯，是第四代光源。气体放电灯的启动方式有多种，包括热起动(如日光灯)，辅助电极起动(如高压汞灯)，高压冷起动(如高压钠灯)等。气体放电灯具有冷态阻抗大、起动后阻抗又急剧变小的特点，其特性类似于电弧特性。因此，这类灯在起动时都要设法产生一个脉冲高电压或采用起动电极，使气体游离导电。由于起动后内阻太小，又不得不采用限流措施，即所谓用镇流器来限制电流，这就使得气体放电灯的接线比白炽灯复杂得多。气体放电灯由于其非线性的内阻特性，因而在交流电路中在限流电感和分布电容的作用下，灯的两端会出现高频振铃现象，严重干扰通讯设备和其它电子设备的正常工作。由于气体放电灯采用了电感限流，因而其功率因数较低，谐波含量高，易对电网造成污染。另外，在电源过零点时，气体放电灯不发光，成为每秒100次的脉冲光源，这对视力是极其有害的。值得注意的是，在工厂车间，如果使用气体放电灯，当机器转速达到某一特定值(对应于光源闪烁频率的整数倍)时，在视觉上机器就和没有转动一样，这种错觉对安全生产来说是一种隐患。由于气体放电光源存在上述缺点，有必要对其进行改进。现在已存在以灯丝代替镇流器的自镇流汞灯，对电能的利用率较高。基于其灯丝的热惯性，能够部分补偿灯芯的抖动光，但并未彻底改变气体放电灯的性质。虽然日光灯近来普遍采用电子镇流器，也采用了干扰抑制措施，但仍采用电感镇流方式，只是提高了光源的抖动频率(38kHz左右)；而且，如果灯管接触不良或损坏，则镇流器内产生的高压极易使其电子元件击穿损坏。此外，气体放电灯启动时间长，约2-10分钟。无极灯也属气体放电灯，由高频发生器、耦合器和灯泡三部分组成。无极灯通过高频发生器电磁场以感应方式耦合到灯内，使灯泡内的气体雪崩电离，形成等离子体。等离子受激原子返回基态时辐射出紫外线。灯泡内壁的荧光粉受到紫外线激发产生可见光。无极灯的主要问题包括a.光效问题无极灯理论光效只有80Lm/W，而实际产品光效有的只有65Lm/W，与节能灯相当，虽然优于白炽灯，但根本无法与目前应用于路灯的“钠灯/金卤灯”相比(钠灯 /金卤灯光效110-120Lm/W)。由于无极灯光效低，与钠灯比，对于发出相同光，意味耗电更多、发热更严重。如果用185W无极灯代替250W钠灯，事实上只会更暗。目前无极灯光效， 不符合国家节能产业政策。[0009]b.电磁干扰和空间电磁辐射问题无极灯是靠“电磁波或微波”工作，其微波发生器发出超大功率电磁波，传播距离可达千公里，在近距离更是成为无法解决的“干扰源”，甚至发生“无极灯干扰航空导航系统”的严重事故。建设部《“十一五”城市绿色照明工程规划纲要实施细则》中指出，无极荧光灯因为工作于高频，因而必须通过电磁干扰测试，否则会对电网以及附近用电器产生干扰威胁。然而，由于无极灯是靠超大功率“微波”激发荧光粉发光，因而目前还无法有效解决“电磁干扰问题”。目前的无极灯电磁兼容技术无法满足建设部的要求。在一些应用环境中，例如在矿井环境中，存在可能发生化学反应而爆炸的气体或粉尘(例如瓦斯气体)，因而需要通过专用防爆灯进行照明。目前采用气体放电光源防爆灯 (特别是隔爆型防爆灯)，不过，其存在如下技术问题1)气体放电灯存在重金属污染可能性，2)气体放电灯需要脉冲高电压激发，3)气体放电灯的电磁干扰和空间电磁辐射高，4)气体放电灯的频闪问题严重，5)气体放电灯启动时间长，6)气体放电灯光效低，因而耗电量高。
实用新型内容针对上述现有技术的问题，本实用新型提供的隔爆型防爆灯，能够安全、高效、快速地实现照明。本实用新型提供了一种隔爆型的防爆灯，包括灯壳；发光组件，其被可拆卸地安装在所述灯壳中并具有安装到所述灯壳中的基体，和固定到所述基体的基板的发光二极管(LED)光源；和灯罩，其密封地安装到所述灯壳以将所述发光组件封装在所述灯壳中。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述发光组件进一步包括散光结构，其设置在所述LED光源与所述灯罩之间，优选地所述散光结构为凸球形或方罩形或板形。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述发光组件进一步包括垫板，其设置在所述基板与所述灯壳的支撑框架之间。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述散光结构是是半球形散光罩并紧固到所述基板或所述垫板，例如通过螺纹紧固。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述基板由铝或铝合金或者铜或铜合金制成；和/或所述垫板由铝或铝合金或者铜或铜合金制成；和/或所述灯罩由透明或半透明材料制成；和/或所述散光结构由透明或半透明材料制成。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述灯壳包括散热结构，所述散热结构更优选地包括设置在所述灯壳的外表面上的多个散热鳍片。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述的防爆灯进一步包括[0032]固定圈，其被可拆卸地紧固到所述灯壳的支撑框架，以将所述灯罩的边缘密封地紧固在所述固定圈与所述灯壳之间。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述的防爆灯进一步包括供电组件，其安装在所述灯壳中并电连接到所述LED光源。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述供电组件包括交直流变换器，其具有与所述灯壳之内或之外的电源电连接的交流输入端和与所述LED光源电连接的直流输出端。本实用新型提供一种隔爆型的防爆灯，包括灯壳，其具有支撑框架；发光组件，其被可拆卸地安装在所述灯壳中并具有安装到所述灯壳中的基体，固定到所述基体的基板的发光二极管(LED)光源，设置在所述基板与所述灯壳的支撑框架之间的垫板，和设置在所述LED光源与所述灯罩之间并紧固到所述基板或所述垫板的半球形
散光罩；灯罩，其密封地安装到所述灯壳以将所述发光组件封装在所述灯壳中；和供电组件，其安装在所述灯壳中并包括交直流变换器，所述交直流变换器具有与所述灯壳之外的电源电连接的交流输入端和与所述LED光源电连接的直流输出端。通过本实用新型提供的隔爆型防爆灯，能够安全、高效、快速地实现照明，而且不存在重金属污染、不需要脉冲高电压激发、不存在频闪问题。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下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，以下描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。图1是根据本实用新型的实施例的隔爆型防爆灯的剖视图。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然， 所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。在一个方案中，本实用新型提供一种隔爆型的防爆灯，包括灯壳(例如图1中所示部件4)；发光组件，其被可拆卸地安装在所述灯壳中并具有安装到所述灯壳中的基体，和固定到(例如通过焊接固定到)所述基体的基板(例如图1中所示部件9)的发光二极管 (LED)光源；和灯罩(例如图1中所示部件7)，其密封地安装到所述灯壳以将所述发光组件封装在所述灯壳中。通过本实用新型提供的隔爆型防爆灯，其中采用LED光源，能够安全、高效、快速地实现照明，而且不存在重金属污染、不需要脉冲高电压激发、不存在频闪问题。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述发光组件进一步包括散光结构(例如图1中所示部件10)，其设置在所述LED光源与所述灯罩(例如图1中所示部件7)之间。 这样，从LED光源发出的光不直接透过灯罩发射到防爆灯之外，而是先透过散光结构之后才透过灯罩发射到防爆灯之外，从而可实现预配光，使得通过散光结构处理之后经由灯罩发出的光可具有更佳的视觉效果，例如，具有更佳的照明效果或均勻性。散光结构的设计能够调整光的传播方向，提高光学扩散效果，使光照射范围更广，保证无眩光。其中，应理解的是，LED光源可包括多个LED发光元件，这些LED发光元件可均勻排布，以利于实现更均勻的发光。例如，根据所选LED芯片的发光角，LED芯片可按一定间距均勻排布；散光结构(例如散光罩)可增加扩散范围，以保证无眩光、不刺眼。散光结构在设计上可为结构_配光一体化设计，而且可根据需要进行专门构造设计，从而在结构上和光学上实现应用要求。在一个实施例中，散光结构(例如由PC材料制成)内部经特殊处理以满足结构上和光学上的应用要求。例如，可在散光结构(例如散光罩)的内侧或内部涂覆颗粒状的光扩散材料，使得照射到颗粒表面的光通过经历折射和/ 或漫反射的一系列过程，从而使最终通过散光结构发出的光更柔和、均勻。可控制所述颗粒的大小和形状以控制光的传播方向和散光程度，例如，根据实际应用场所对光照度的要求可选择特定形状和大小的颗粒。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述散光结构(例如图1中所示部件10)为凸球形或方罩形或板形。在图1中所示的实施例中，散光结构10为凸球形的罩(或半球形散光罩)，当然在实际使用时也可为任意适合的凸形形状。在另一实施例中，散光结构可为方罩形，g卩，为盒形的结构。在又一实施例中，散光结构可为简单的散光板(单板或多板)。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述散光结构(例如图1中所示部件10)由透明或半透明材料制成，以允许光至少部分地透过。当然，如果需要，散光结构也可由透明材料和半透明材料或不透明材料相结合而制成。类似地，在本实用新型的各实施例中，优选地，所述灯罩(例如图1中所示部件7) 由透明或半透明材料制成，以允许光至少部分地透过。当然，如果需要，灯罩也可由透明材料和半透明材料或不透明材料相结合而制成。在一个实施例中，灯罩为凸球形(例如半球形)或方罩形。如前所述，在本实用新型的各实施例中，所述散光结构设置在LED光源与所述灯罩之间。应理解的是，散光结构不必紧固或连接到LED光源或基体(例如其基板)，而只要处于LED光源与所述灯罩之间的光路径上能够实现散光作用即可。不过，在本实用新型的各实施例中，优选地，所述散光结构可紧固到所述基体(例如其基板)上(例如通过螺纹紧固)。在这种情况下，散光结构更优选地例如可为凸球形或方盒形的散光罩(例如，如图1中所示的半球形散光罩)，从而可将LED光源封闭或半封闭在由散光罩与基体限定的空间中。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述发光组件进一步包括垫板(例如图1 中所示部件8)，其设置在所述基板(例如图1中所示部件9)与所述灯壳(例如图1中所示部件4)的支撑框架之间。在这种情况下，垫板为发光组件的组成部分，其可连接到灯壳。类似地，在本实用新型的各实施例中，优选地，所述散光结构也可紧固到所述垫板(例如图1中所示部件8)。在这种情况下，散光结构可为凸球形或方盒形的散光罩(例如， 如图1中所示的半球形散光罩)，从而可将LED光源封闭或半封闭在由散光罩与垫板限定的空间中。应理解，本实用新型各实施例中的基体包括基板(例如图1中所示基板9)，而处于基板与灯壳支撑框架之间的垫板(例如图1中所示垫板8)则是可选的。在一个实施例中， 垫板可以集成于基体中，在这种情况下，基体包括处于外侧的基板(例如在图1中所示的处于下方的基板9)和处于内侧的垫板(例如在图1中所示的处于上方的垫板8)。在另一实施例中，垫板可以是分立于基体的部件，并可与基体固定在一起(例如通过螺纹件固定)。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述基板(例如图1中所示部件9)由铝或铝合金或者铜或铜合金制成，或者由其它具有良好导热性的材料制成，以实现良好的散热效果。应理解，根据需要，基板中还可包括其它材料。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述垫板(例如图1中所示部件8)由铝或铝合金或者铜或铜合金制成，或者由其它具有良好导热性的材料制成，以实现良好的散热效果。这样，在由LED光源的LED发光元件的PN结、LED固定点(例如焊点)、基板(例如铝基板9)、垫板(例如铝垫板8)、灯壳4 (例如包括散热结构，如散热鳍片)至外部空气的散热路径中，通过尽可能采用具有良好导热性的材料制成(或者部分地使用良好导热性的材料制成)上述部件，可有利于所述防爆灯的散热。在较佳实施例中，在所述散热路径上的各部件之间，任何可能存在的密封结构尽可能采用高导热率的材料(例如导热硅树脂或导热硅胶)，和/或，任何可能存在的连接结构尽可能采用高导热率的材料(例如金属)，从而确保所述LED光源以及整个防爆灯的散热要求及使用寿命。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述灯壳(例如图1中所示部件4)包括散热结构，所述散热结构更优选地包括设置在所述灯壳的外表面上的多个散热鳍片。这样，从防爆灯中传导(例如通过所述基板和/或垫板传导)出的热量可更有效地传导散发到防爆灯之外。较佳地，所述多个散热鳍片可围绕防爆灯的中心轴线沿周向对称分布。在一个实施例中，为利于防爆灯散热，所述灯壳可部分地或全部地由具有良好导热性的材料制成。由上可知，本实用新型提供的防爆灯中的发光组件被可拆卸地安装在所述灯壳中并具有安装到所述灯壳中的基体，和固定到所述基体的基板(例如图1中所示部件9)的发光二极管LED光源，而且优选地可包括所述散光结构和/或所述垫板。所述发光组件中的各部件可完全地或部分地集成，即，其中的基板和LED光源(以及可选的散光结构和所述垫板)相互之间可集成，甚至可以完全集成为单一件，这样，所述发光组件可作为一个整体而方便地安装到灯壳中或从灯壳中拆除，从而有利于更换作为消耗件的发光组件。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述的防爆灯进一步包括固定圈(例如图1中所示部件5)，其被可拆卸地紧固到所述灯壳(例如图1中所示部件4)的支撑框架，以将所述灯罩(例如图1中所示部件7)的边缘密封地紧固在所述固定圈(例如图1中所示部件5)与所述灯壳(例如图1中所示部件4)之间。较佳地，为确保密封，可至少在灯罩与固定圈之间(例如，如图1中所示)和/或与灯壳支撑框架之间设置密封件。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述的防爆灯进一步包括供电组件，其安装在所述灯壳(例如图1中所示部件4)中并电连接到所述LED光源。这样，通过供电组件可直接或间接地为发光组件中的LED光源供电。在本实用新型的各实施例中，优选地，所述供电组件包括交直流变换器(例如图 1中所示部件3)，其具有与所述灯壳(例如图1中所示部件4)之内或之外的电源电连接的交流输入端和与所述LED光源电连接的直流输出端。在这种情况下，可通过直流电对LED 光源进行恒流或恒压供电。在另一方案中，如图1中所示，本实用新型还提供一种隔爆型的防爆灯，包括灯壳4，其具有支撑框架；发光组件，其被可拆卸地安装在所述灯壳4中并具有安装到所述灯壳4中的基体，固定到所述基板的基板9的LED光源，设置在所述基板9与所述灯壳4的支撑框架之间的垫板8，和设置在所述LED光源与所述灯罩7之间并紧固到所述基板9或所述垫板8的半球形散光罩；灯罩7，其密封地安装到所述灯壳4以将所述发光组件封装在所述灯壳4中；和供电组件，其安装在所述灯壳4中并包括交直流变换器3，所述交直流变换器3 具有与所述灯壳4之外的电源电连接的交流输入端和与所述LED光源电连接的直流输出端。在如图1所述实施例中，所述防爆灯还可以包括密封部11，灯座1，和可用于使电导线穿过而连接到外部电源的线套2。在本实用新型的各实施例中，根据具体的应用要求，在各相关部件之间可设置相应的密封件或密封构造(例如，在图1中所示的在灯罩7与固定圈5之间的硅胶密封圈6， 或在灯壳4与灯座1之间的0形密封圈12)以确保密封，而且在各相连部件之间可设置任意类型紧固件或紧固机构(例如，螺纹连接件或压配合件或互锁配合件)以确保可靠连接。在本实用新型的优选实施例中，例如如图1中所示，隔爆型LED防爆灯包括灯座 1，线套2，电源3，灯壳4，固定圈5，硅胶密封圈6，钢化玻璃罩7，铝垫板8，铝基板9，散光罩 10，密封部11，0形密封圈12，及若干紧固件。其中铝垫板8、铝基板9 (和焊于其上的LED 光源)和散光罩10组成了通过LED光源发光的发光组件。在发光组件中，铝基板9底部可在均勻涂抹导热硅脂后通过螺钉固定于铝垫板8上，散光罩10通过螺纹连接到铝垫板8以封闭LED光源。发光组件通过螺钉固定于灯壳4的支撑框架上，固定圈5将玻璃灯罩7的边缘压紧在固定圈5与灯壳4之间，从而将发光组件封闭于由灯壳4和灯罩7限定的光源防爆密封腔内。在一个实施例中，LED光源通过灯壳(例如支撑框架)上的孔以电导线电连接到如图1中所示的处于LED光源(或发光组件)上方的电源防爆密封腔中，并与电源连接。在图1中所示的实施例中，所述防爆灯可在其下方形成将发光组件封闭的光源防爆密封腔，并在其上方形成将供电组件(例如电源或其它供电元件)封闭的电源防爆密封腔，且在其顶端在密封部11处密封(在防爆灯安装之前在相应位置可设置丝堵)，从而实现整体密封结构。本申请的各实施例中提供的隔爆型LED防爆灯区别于气体放电光源防爆灯由于不含重金属而绿色环保；低压工作(无需脉冲高电压激发)；没有电磁干扰和空间电磁辐射；由于通过直流供电而无频闪，因而不伤眼、无安全隐患；瞬时(在几十毫秒内响应)启动或重启，延迟极小；光效高(达到110 150Lm/W或更高)，在相同瓦数下更亮或者在相同亮度下耗电更低，而且寿命更长(可达50000 100000小时)。此外，本申请的各实施例中提供的隔爆型LED防爆灯与传统气体放电防爆灯相比还具有以下优势1)目前市场上的LED灯具中LED光源与灯具一体固定无法拆卸，因而更换维修复杂，甚至不得不整灯返厂处理；本申请的各实施例中提供的隔爆型LED防爆灯的发光组件以可拆卸方式安装，因而更换维修方便。2)本申请的各实施例中提供的隔爆型LED防爆灯采用固体LED光源，因而抗震性强。本实用新型提供的各种实施例可根据需要以任意方式相互组合，通过这种组合得到的技术方案，也在本实用新型的范围内。显然，本领域技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也包含这些改动和变型在内。
权利要求1.一种隔爆型的防爆灯，其特征在于，包括灯壳⑷；发光组件，其被可拆卸地安装在所述灯壳(4)中并具有安装到所述灯壳(4)中的基体，和固定到所述基体的基板(9)的发光二极管LED光源；和灯罩(7)，其密封地安装到所述灯壳(4)以将所述发光组件封装在所述灯壳(4)中。
2.如权利要求1所述的防爆灯，其特征在于，所述发光组件进一步包括散光结构 (10)，其设置在所述LED光源与所述灯罩(7)之间。
3.如权利要求2所述的防爆灯，其特征在于，所述散光结构(10)为凸球形或方罩形或板形。
4.如权利要求1至3之一所述的防爆灯，其特征在于，所述发光组件进一步包括垫板 (8)，其设置在所述基板(9)与所述灯壳(4)的支撑框架之间。
5.如权利要求4所述的防爆灯，其特征在于，所述散光结构(10)是半球形散光罩并通过螺纹紧固到所述基板(9)或所述垫板(8)。
6.如权利要求1至3之一所述的防爆灯，其特征在于，进一步包括固定图(5)，其被可拆卸地紧固到所述灯壳(4)的支撑框架，以将所述灯罩(7)的边缘密封地紧固在所述固定图(5)与所述灯壳(4)之间。
7.如权利要求1至3之一所述的防爆灯，其特征在于，进一步包括供电组件，其安装在所述灯壳(4)中并电连接到所述LED光源。
8.如权利要求7所述的防爆灯，其特征在于，所述供电组件包括交直流变换器(3)，其具有与所述灯壳(4)之内或之外的电源电连接的交流输入端和与所述LED光源电连接的直流输出端。
9.如权利要求1至3之一所述的防爆灯，其特征在于，所述灯壳(4)包括设置在其外表面上的多个散热鳍片。
10.一种隔爆型的防爆灯，其特征在于，包括灯壳(4)，其具有支撑框架；发光组件，其被可拆卸地安装在所述灯壳(4)中并具有安装到所述灯壳(4)中的基体，固定到所述基体的基板(9)的发光二极管LED光源，设置在所述基板(9)与所述灯壳 (4)的支撑框架之间的垫板(8)，和设置在所述LED光源与所述灯罩(7)之间并紧固到所述基板(9)或所述垫板(8)的半球形散光罩；灯罩(7)，其密封地安装到所述灯壳(4)以将所述发光组件封装在所述灯壳(4)中；和供电组件，其安装在所述灯壳(4)中并包括交直流变换器(3)，所述交直流变换器(3) 具有与所述灯壳(4)之外的电源电连接的交流输入端和与所述LED光源电连接的直流输出端。
专利摘要本实用新型涉及防爆环境中的防爆灯，特别是涉及一种隔爆型的防爆灯，包括灯壳(4)；发光组件，其被可拆卸地安装在所述灯壳(4)中并具有安装到所述灯壳(4)中的基体，和固定到所述基体的基板(9)的发光二极管光源；和灯罩(7)，其密封地安装到所述灯壳(4)以将所述发光组件封装在所述灯壳(4)中。通过本实用新型提供的隔爆型防爆灯，能够安全、高效、快速地实现照明，而且不存在重金属污染、不需要脉冲高电压激发、不存在频闪问题。
文档编号F21V29/00GK202065757SQ201120200670
公开日2011年12月7日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者杨剑, 舒群, 阿娜尔 申请人:北京磐能电气技术有限公司