UV光源以及用于UV光源的垫片的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年11月23日提交的美国临时专利申请no.62/258815的权益，其内容通过引用并入本文。

本发明涉及用于紫外线(uv)光源的柔性垫片，更具体地涉及uv光源，该uv光源在其元件之间包括柔性弹性体垫片。

背景技术：

紫外线(uv)光源(例如uv固化灯组件)在元件之间使用垫片。典型地，这种垫片是在元件之间使用的金属(例如不锈钢)编织垫片。这种垫片受到许多限制。例如，这种金属编织垫片趋于难以插入元件且趋于在使用期间永久变形。此外，这种金属编织垫片可能对不准，这导致在运行期间局部电气连续性“断开”从而导致元件之间(例如反射器和波导之间)产生电弧。这些元件可能损坏严重。即使垫片完全对准，在长时间运行下锈蚀趋于发生在金属编织垫片的孔隙内。这可能导致导电性降低，并且可能增加元件之间(例如波导和反射器之间)产生电弧的可能性。

进一步来说，“微电弧”趋于常见于金属编织垫片。编织垫片的各条金属丝线的尖的、锋利的边缘在点灯阶段期间(特别是在微波能量被组件的灯泡中的等离子体充分吸收之前)可能导致极高的电场线，这导致小的局部电弧。经过许多点灯周期，这种微电弧可能从小麻烦发展成严重的失效机理，这是因为所述元件(例如反射器和波导)之间的电阻由于之前的微电弧事件而发生的氧化而继续增强。

因此，本发明的各方面的目的是克服传统的金属编织垫片及相关的紫外线光源的某些缺陷。

技术实现要素：

根据本发明的示例性实施例，提出了一种用于紫外线光源中的垫片。该垫片包括由弹性体材料形成的主体部分。该主体部分是导电的。

根据本发明的另一个示例性实施例，提出了一种紫外线光源。该紫外线光源包括：(i)包括至少一个反射器元件的反射器组件；(ii)用于将微波能量导向该反射器组件的波导；以及(iii)在所述波导和所述反射器组件的至少一个反射器元件之间的垫片。该垫片由弹性体材料形成。该垫片是导电的。

根据本发明的又一个示例性塑料，提出了一种紫外线光源。该紫外线光源包括：(i)包括多个反射器元件的反射器组件；(ii)用于将微波能量导向该反射器组件的波导；以及(iii)多个垫片，所述垫片中的每个位于所述波导和所述反射器元件中的至少一个之间。所述垫片中的每个由弹性体材料形成，并且所述垫片中的每个是导电的且包括遍及该垫片的多个导电颗粒。

附图说明

将以下详细描述与附图放在一起能够最好地理解本发明。要强调的是，根据惯例，附图的各个特征是不成比例的。相反地，各个特征的尺寸为了清楚而任意扩大或缩小。附图包括以下内容：

图1a-1d是根据本发明的各个示例性实施例的垫片的透视图；

图1e是图1a的一部分的详细视图；

图2a是根据本发明的一个示例性实施例的紫外线光源的分解透视图；

图2b是图2a的紫外线光源的前视截面图；

图2c和图2d是图2b的各个部分的详细视图；

图3a是根据本发明的另一个示例性实施例的紫外线光源的分解透视图；

图3b是图3a的紫外线光源的前视截面图；

图3c是图3a的紫外线光源的侧视截面图；

图3d是图3b的一部分的详细视图；以及

图3e是图3c的一部分的详细视图。

具体实施方式

本发明的各个示例性实施例涉及用于紫外线(uv)光源(例如uv固化灯组件)中的柔性的、可重复使用的导电弹性体垫片。这种垫片能够用于例如由heraeusnoblelightamericallcofgaitherburg,maryland,usa销售的uv光源(例如微波灯)中。例如，参见说明示例性uv光源的各方面的美国专利no.8251526.

根据本发明的垫片可能具有不同尺寸。具有矩形横截面的非常具体的、非限制的垫片具有0.01-0.02英寸之间的厚度。在不同的紫外线光源中，根据需要可以使用不同数量的创造性垫片。

根据本发明的柔性的、可重复使用的弹性体垫片可由导电颗粒(例如金属纤维、石墨纤维、镍纤维、包镍石墨纤维/颗粒等等)浸透的硅基材料形成。因此，能够提供柔性的导电垫片(例如永久或大体上永久柔性的，从而该垫片可重复使用)。这种垫片能够在元件(例如微波灯波导和反射器组件)之间重复挤压而不失去导电性。这是重要的，因为紫外线光源的某些元件(例如反射器元件)可能是消耗性元件。然而，该创造性垫片能够重复使用，即使在更换相关的消耗性元件之后。

能够与本发明一起使用的示例性垫片材料可从例如(i)schlegelelectronicmaterials(http://www.schlegelsemi.com)；和(ii)leadertech(http://www.leadertechinc.com)获得。

根据本发明的垫片可能被设计成在某些元件的槽、孔、腔等等(例如波导的壁，如本文所说明和描述的)中接合。在其他示例中，该垫片可能自己粘附(例如包括粘合剂以根据需要临时与结构接合)。

于此说明并描述示例性垫片。某些垫片(例如具有t形横截面的垫片、具有l形横截面的垫片等)能用于处理其中槽(或其他的孔或腔)由紫外线光源的波导或其他元件限定的某些系统。某些垫片(例如具有矩形横截面的垫片)能用于其他用途。然而，细长的垫片的确切形状可能取决于具体用途。本发明不限于任意具体形状或结构。

图1示出具有细长形状的垫片100a，当在图1a所示非形变状态下该垫片沿纵向轴线延伸。垫片100a由图1a所示主体部分限定，且包括侧壁100a1和100a2。侧壁100a1、100a2(以及在图1a中未标出的其他侧壁)限定图1e中详细示出的矩形横截面100a3。垫片100a是柔性的，且期望由弹性体材料形成。此外，期望垫片100a是导电的，且包括遍布所述主体部分分布的导电颗粒100a4(见图1e)。尽管颗粒100a4似乎具有大体上一致的形状和方向，但这只是示意。要理解的是所述颗粒可能根据需要(例如随机地或相反)遍布该垫片分布。此外，尽管未就各种其他垫片实例示出，但要理解的是，本发明范围内的任意垫片都可以是导电的，并且都可以包括如图1e所示的带电颗粒。

图1b示出具有细长形状的另一种垫片100b，当在如图1b所示的非形变状态下该垫片沿纵向轴线延伸。垫片100b由图1b所示的主体部分限定，且包括侧壁100b1和100b2。侧壁100b1、100b2(以及在图1b中未标出的其他侧壁)限定图1e中详细示出的矩形横截面100a3。垫片100a是柔性的，且期望由弹性体材料形成，且期望是导电的。

图1c示出具有细长形状的另一垫片100c，当在如图1c所示的非形变状态下该垫片沿纵向轴线延伸。垫片100c由图1c所示的主体部分限定，且包括第一细长部分100c1和第二细长部分100c2。第一细长部分100c1和第二细长部分100c2可由单个片材料形成。在另一个示例中，第一细长部分100c1和第二细长部分100c2可固定在一起以形成图1c所示t形状。即，垫片100c具有t形横截面。垫片100c是柔性的，其期望由弹性体材料形成，且期望是导电的。

图1d示出具有细长形状的另一种垫片100d，当在图1d所示的非形变状态下时该垫片沿纵向轴线延伸。垫片100d由图1d所示主体部分限定，且包括第一细长部分100d1和第二细长部分100d2。第一细长部分100d1和第二细长部分100d2可能由单个片材料形成。在另一个示例中，第一细长部分100d1和第二细长部分100d2可固定在一起以形成图1d所示l形状。即，垫片100d具有l形横截面。垫片100d是柔性的，且期望由弹性体材料形成，且期望是导电的。

图2a是紫外线光源202的分解透视图，且图2b是紫外线光源202的前视截面图。紫外线光源202包括用于将微波能量提供给一对波导212的微波源216(例如磁控管)。每个波导212包括帮助限定各个波导空腔214的壁212a、212b。来自各个微波源216的微波能量被从各个波导212导向至反射器组件204。即，主反射器元件208限定孔208a(例如槽)。微波能量通过孔208a进入反射器组件204并与灯泡(为了简化未示出)互相作用。灯泡吸收微波能量导致产生用于固化、干燥以及紫外线光源202的其他用途的等离子能量。

图2a以分解视图示出反射器组件204，其中反射器组件204包括主反射器元件208和末端反射器210。应理解的是，反射器组件204可能包括额外的反射器元件(未示出)，包括但不限于另一个末端反射器210。图2a还示出了在紫外线光源202的组装期间使用的两个示例性垫片200a、200b(根据安装需要而弯曲/成形)。具体地，图2c-2d示出垫片200a、200b的安装。

垫片200a是t形垫片(大体上与图1c所示垫片100c类似)。垫片200a包括第一细长部分200a1和第二细长部分200a2。垫片200a位于波导212和反射器组件204的一部分之间。更具体地，如图2c所示，垫片200a的细长部分200a2配合到由波导212的内壁212b限定的槽212b1中。此外，如图2c所示，主反射器元件208的下表面208c与垫片200a的上细长部分200a1相接触。

垫片200b是l形垫片(大体上与图1d所示垫片100d类似)。垫片200b包括第一细长部分200b1和第二细长部分200b2。垫片200b位于波导212和反射器组件204的一部分之间。更具体地，如图2d所示，垫片200b的细长部分200b1和200b2中的每个顶着由波导212的外壁212a限定的阶梯部分安装。此外，如图2d所示，主反射器元件208的下表面208c与垫片200b的上细长部分200b1相接触。

当然，根据本发明的额外的垫片可能设在反射器组件204和波导212之间，或者在紫外线光源202的不同元件之间。

图3a是紫外线光源302的分解透视图，图3b是紫外线光源302的前视截面图，并且图3c是紫外线光源302的侧视截面图。紫外线光源302包括用于将微波能量提供给波导312的微波源316(例如磁控管)。波导312包括帮助限定波导空腔314的壁312a、312b。来自微波源316的微波能量被从波导312导向至反射器组件304。即，主反射器元件308限定孔308a(例如槽)。微波能量通过孔308a进入反射器组件304，并且与灯泡互相作用(为简化未示出)。灯泡吸收微波能量导致产生对于固化、干燥以及紫外线光源302的其他用途有用的等离子能量。

图3a以分解视图示出反射器组件304，其中反射器组件304包括主反射器元件308和末端反射器310。应理解的是反射器组件304可包括额外的反射器元件(未示出)，包括但不限于另一个末端反射器310(见图3b)。图3a还示出在紫外线光源302的组装期间使用的示例性垫片300a、300b和300c。具体地，图3d-3e示出垫片300a、300b和300c的安装。

垫片300a是l形垫片(大体上与图1d所示垫片100d类似)。垫片300a包括第一细长部分300a1和第二细长部分300a2。垫片300a位于波导312和反射器组件304的一部分之间。更具体地，如图3d所示，垫片300a的细长部分300a1和300a2中的每个顶着由波导312的壁312b限定的阶梯部分安装。此外，如图3d所示，主反射器元件308的下表面308c与垫片300a的上细长部分300a1相接触。

垫片300b是t形垫片(大体上与图1c所示垫片100c类似)。垫片300b包括第一细长部分300b1和第二细长部分300b2。垫片300b位于波导312和反射器组件304的一部分之间。更具体地，如图3e所示，垫片300b的细长部分300b2配合到波导312的侧轨312d的槽312d1中。此外，如图3e所示，主反射器元件308的下表面308c与垫片300b的上细长部分300b1相接触。

根据本发明的垫片还可以提供给其他元件之间的接合区域。即，本发明很大程度上是关于在(i)波导的各部分和(ii)反射器组件的各部分之间的垫片描述的。然而，本发明不限于此。例如，图3e示出了具有矩形横截面的垫片300c(大体上与图1a所示的垫片100a类似)。垫片300c位于波导312的侧轨312d和波导312的壁312c之间。更具体地，垫片配合到由侧轨312d限定的槽312d2中，并且在右侧垫片300c与波导312的壁312c相接触。

正如本领域中技术人员将理解的，在根据本发明的紫外线光源的相关元件(例如反射器组件的元件)的组装之后，该创造性垫片可以变形，这是因为它们是柔性的且由弹性体材料形成。这种组装可以包括紧固件(例如螺钉、螺栓等)的紧固。在这种变形或压缩下，期望该垫片保持它们的导电性。

虽然本发明于此参照具体实施例说明和描述，但是本发明并不旨在被限于所示细节。不如说，在所附权利要求的等价物的范围内且不脱离本发明，可以做出各种改变。