阻尼环的制作方法

用于处理气体、尤其是液体(例如水)的UV辐射单元装置已为我们熟知。由这些装置产生的UV辐射用于对水消毒，例如含有细菌和病毒的饮用水和需要在排放到环境之前进行消毒的废水。UV辐射也可用于物理破坏某些化合物，如卤代碳水化合物，水中的药物痕迹等。

紫外辐射的消毒潜力也可用于消毒从船舶排出的压载水，以防止外来物种进入港口的当地水体和河流。

这种最常见的UV辐射器装置包括具有基本上为圆柱形灯体的细长的气体放电灯，该灯体由石英管制成。在灯的两端，灯体被密封并携带电极。灯的内部充满了含有少量汞的气体。电极之间存在一空间，气体放电在该空间内展开，以使得汞逸出并释放所需波长(所谓的杀菌波长)的紫外辐射。

需要保护这些灯不与周围的水直接接触，主要是因为工作温度，该工作温度应保持在一定的温度范围以用于有效的UV输出，但又因为表面可能被非透明材料污染，又会减少灯的UV输出。最后，应保护灯本身免受机械损坏。为此，也由紫外的透明石英材料制成的套管包围UV灯并防止灯与待处理的流体接触。

灯在套管内的位置对工作条件有某些影响。在套管周围有冷水的情况下，有助于将灯定位在套管的中心，即同中心地，以使得灯的任何区域都不会极为靠近套管，因为这种接近可以导致灯的该区域冷却，并最终降低灯内的汞气压力。这会减少UV输出。

在主要由振动或冲击事件引起的机械应力的情况下，还必须有一些保护措施以防止灯击中套管，这可能导致套管、灯或两者的损坏。

如果紫外灯装置用于便携设备或移动设备，如供灾区移动消毒或排除污染使用的容器，或在排放压载水的过程中用于船舶，因为可能会有振动泵和振动管道对灯装置施加振动，或因为高速水流本身，则会出现这种导致机械应力事件的工作条件。

认为美国专利No.5,166,527为最接近的现有技术，从中已知紫外辐射灯的一个实施方式，该紫外辐射灯通过定心环或阻尼环固定在套管内的中心位置。在该文件中，优选由合成塑料材料制成的定心环位于电弧管上，该电弧管是灯体。定心环同轴地围绕电弧管且摩擦接合并支撑电弧管，而且帮助电弧管固定在套管内的中心位置。

尽管这种布置对于将灯固定在套筒内的中心位置是有用的，但已发现塑料定心环、橡胶定心环或类似装置的定心环不足以保护灯免受机械损坏，尤其是在移动应用中。

因此，本发明的一个目的是提供一种UV辐射器装置，提高关于冲击和振动方面的机械阻力。本发明的另一个目的是提供一种新的阻尼环，该阻尼环设置在灯体和石英管之间，能吸收机械应力并同时在工作条件下是耐用的。

这些目的通过具有方案1的特征的紫外灯装置和具有方案10的特征的阻尼环的使用来实现。

由于阻尼环包括第一侧方元件和第二侧方元件以及至少一个连接部，其中，在所述第一侧方元件和所述第二侧方元件之间设有轴向间距，并且所述至少一个连接部实体连接所述第一侧方元件和所述第二侧方元件，因此，实现了冲击和振动的有效抑制。在这种配置中，所述阻尼环可以在载荷的作用下弯曲或压缩，但仍然是耐用的形状。

优选地，这两个侧方元件是环形或圆形的，并且尤其是扁平的基本形状。此外，还优选的是，环形或圆形的侧方元件的尺寸设置为使得灯体可以进入到所述侧方元件中，因此，所述侧方元件围绕所述灯体。优选地，所述侧方元件之间的间隙-更确切地说是所述侧方元件的内表面和所述灯体之间的间隙-非常小或为零，使得灯体在振动或摇动等机械应力下不能在侧方元件的内侧径向移动。

优选的是，所述阻尼环具有至少一个径向向内的表面，该表面与所述灯体的外表面摩擦接合，以使得在组装和工作期间，所述阻尼环可以根据需要定位且保持在该位置。

在一种优选的实施方式中，所述至少一个连接部构成所述阻尼环直径最大的部分。在这种情况下，所述阻尼环取得了增强的灵活性。

优选的是，所述阻尼环的直径与所述套管的内径以这种方式匹配：所述连接部接触所述套管，或者，所述连接部与所述套管的内表面之间设有小于1mm的间隙。在这种情况下，优化了所述灯体在所述套管内的同心定位。

在一种优选的实施方式中，所述阻尼环和所述灯体的摩擦接合与所述阻尼环和所述套管的摩擦接合保持平衡，以使得所述阻尼环与所述灯体之间的静摩擦力大于所述阻尼环与所述套管之间的静摩擦力。通过这种方式，当将所述灯体安装到所述套管中时，将阻尼环在灯体上可靠地保持位置。

在一种优选的实施方式中，设有多个所述连接部，并且在所述连接部之间设有开口，使得所述开口允许UV光线在径向方向上从所述灯体传播到所述套管。在这种情况下，所述阻尼环区域中的UV损失减少，并因此提高了所述装置的效率。

在一种优选的实施方式中，所述连接部是拱形的且连接于各自的侧方元件，其中，所述连接部在圆周方向上具有基本宽度，并且所述连接部的宽度在所述两个侧方元件之间的中心位置处具有最小值。这个特征使得所述阻尼环具有特别且更好的弹性。

优选的是，所述连接部宽度最小的位置也是所述阻尼环外径最大的位置。在这种情况下，在阻尼环与套管接触时使得摩擦力最小化。

在一种优选的实施方式中，所述阻尼环的径向向内的表面设有凹槽，该凹槽构成所述内表面与所述灯体不接触的空间。在这种特征下，可以引导电线从所述灯体的自由端穿过所述灯体和所述套管之间的所述间隙延伸至电插座，并且所述电线能够定位在所述凹槽内以确保所述电线的特定位置。

在紫外辐射器装置中使用阻尼环，该阻尼环设置在灯体和套管之间的间隙中，以将所述灯体固定并限制在所述套管内的中心位置，由于所述阻尼环设置有第一侧方元件和第一侧方元件，实现了阻尼环的积极弹性和阻尼特性。其中，所述第一侧方元件和第二侧方元件之间设有轴向间距，并且所述阻尼环设置有至少设有一个连接部，该至少一个连接部实体连接所述第一侧方元件和所述第二侧方元件。

优选的是，所述至少一个连接部构成所述阻尼环外径最大的部分。因此，改善了阻尼环的弹性性能。

优选的是，所述阻尼环设有多个连接部，并且所述连接部之间设有开口，使得所述开口允许UV光线在径向方向上从所述灯体传播至所述套管。这样，阻尼环不会阻止UV光线在径向方向上传播到不希望的范围。

可选择地，所述连接部是拱形的并且连接于各自的侧方元件，其中所述连接部在圆周方向上具有基本宽度，并且所述连接部的宽度在所述两个侧方元件之间的中心位置处具有最小值，实现了在径向方向上进步的弹性特征。

优选的是，所述连接部宽度最小的位置也是所述阻尼环外径最大的位置。这使得所述阻尼环在径向方向上初始压缩时较柔软。

在一个优选的实施方式中，所述阻尼环的径向向内的表面设有凹槽，该凹槽构成所述内表面与所述灯体不接触的空间。这允许所述阻尼环在紫外辐射器装置中更灵活地安装。

在下文中，参考附图描述本发明的优选实施方式，其中：

图1：阻尼环的立体图；

图2：图1中的阻尼环在轴向方向上的视图；

图3：图1和图2的阻尼环沿图2中III-III线的截面视图；

图4：图2中的阻尼环沿图2中IV-IV线的截面视图；和

图5：灯装置的示意图，其中仅示出了具有阻尼环的部分。

图1示出了根据本发明的阻尼环1。阻尼环基本上关于纵向轴线2旋转对称。

由于这种几何形状，有助于在本说明书的上下文中定义方向和距离，这样，可以使用平行于轴线2的轴向位置或距离，距轴线2的径向位置或距离，以及圆周位置或距离。

所述阻尼环包括具有第一圆周内表面3a的第一侧方元件3和具有第二圆周内表面4a的第二侧方元件4，第一圆周内表面3a和第二圆周内表面4a面向轴线2。外表面5面向轴线2的方向并且定向为基本上垂直于内表面3a和内表面4a。这同样适用于背离外表面5的内表面5a。在径向向外的方向上，外表面5连接于连接部6。连接部6在一端连接于外表面5，在另一端连接于外表面7，外表面7背离外表面5并且定向为基本上垂直于内表面4a。另一个内表面7a设置为背离外表面7且平行于内表面5a延伸，并且与内表面5a有一定距离。

表面5、5a、7和7a基本上是平的。

连接部6是桥形或拱形的，并且它们的外表面为凸面。最大半径(从轴线2到连接部6的最外面的点)的点位于中心的平面上，该平面位于外表面5和外表面7之间的中间位置，并且相应地也位于内表面3a和内表面4a之间的中间位置。

在这种优选实施方式中，内表面3a区域中的壁厚和内表面4a区域中的壁厚大于连接部6的壁厚，因此，使用弹性材料的连接部6表现出增强的灵活性。

外表面5和外表面6中的每一者均设有凹槽8和凹槽9。凹槽通过切割获得并与内表面3a和内表面4a相交，以使得阻尼环的内径在凹槽8和凹槽9的区域中增大。在这种特别的实施方式中，凹槽为半圆形。

阻尼环1的几何形状也可以看作是一个具有U形横截面的环，其中，横截面的开口侧朝向轴线2，并且U形面的闭合侧径向向外。之后，通过在阻尼环1的主体的外圆周上设置切口或开口10来形成连接部6。在该特别的实施方式中，有十二个连接部6，它们沿着阻尼环1的外侧互相以相等的角距离间隔地分布。相应地，沿着阻尼环1的外表面以相等的角距离设置有十二个切口10。

图2示出了垂直于图1中的阻尼环1的轴线2的截面。可以看出的是，阻尼环1的后部的内表面4a是圆形的并且凹槽9是半圆形的。凹槽9的开口侧面向中心轴线2。因此，内表面4a以90°的间隔角度被分割。在外侧，可以看出的是，连接部6从其径向向内的基部开始，宽度连续减小到最小值，并在径向向外的点处到达最小值。在该图中，凹槽或切口10为部分圆形的，以使得它们可以例如使用铣削工艺制造，其中，工具的旋转轴线平行于中心轴线2并且与中心轴线2间隔。

图3示出了沿图2中III-III线的截面。该截面示出了内表面5a和外表面5之间的部分与内表面7a和外表面7之间的部分基本上厚度一致。与此相反的是，连接部6的厚度减小。

图4示出了沿图2中IV-IV线的截面。同样，相同的元件用相同的附图标记表示。图4所示的截面不与连接部6相交，而图3中所述的截面在所述连接部之间的开口10的区域中与阻尼环相交。

最后，图5示出了紫外灯装置的示意图，该紫外灯装置中设有阻尼环1。图5的截面示出了处于图4方向(即沿图2中IV-IV线的截面)上的阻尼环1。阻尼环1的同一元件用相同的附图标记表示。

灯装置包括灯体15和套管16。图5中仅示出了两个元件的一小部分。灯体15在两端20密封并且包含电极17，电极17设置在密封的端部，并且延伸到灯的内部空间18中，该空间18与外界隔绝地密封。空间18包含气体填充物，通常是含有少量汞的惰性气体。该气体的压力取决于灯的具体结构。如现有技术中所熟知，如果以适当的形式向电极17供应电能，则电极17之间会产生放电19。气体放电19最终产生紫外辐射，它能穿过UV透明灯体15并离开灯。

阻尼环1围绕灯体15。阻尼环1通过侧方元件3的内表面3a和侧方元件4的内表面4a与灯体15的外表面接合。在一种优选的实施方式中，阻尼环1的内径与灯体15的外径设置为使得阻尼环1在灯体5上摩擦地保持位置。

阻尼环1和灯体15与纵向轴线2基本上同轴对齐。套管16围绕灯体15和阻尼环1，并且也与纵向轴线2对齐，以使得灯体15基本上定位在套筒16内的中心位置。这是通过阻尼环1及其外侧的连接部6在径向方向上延伸到套管16的内表面这一事实来实现的。根据选择，阻尼环1位于连接部6中心的外径和套管16的内径能够以这种方式匹配：阻尼环1和套管16之间存在一些间隙。可以根据需求设置为直径基本相同，使得阻尼环刚好接触套管16的内表面。也可以根据需求设置为阻尼环1的外径大于套管16的内径，使得阻尼环1的接触区域变形并摩擦地保持套管6。在任何情况下，阻尼环1的外径和套管16的内径之间的差值应该小，即低于1mm，且优选地低于0.5mm。

在一种优选的实施方式中，阻尼环1由有弹力的弹性塑料材料制成，例如PTFE。该材料可以机加工成型、烧结成型或注塑成型。

在工作中，灯体1居中并保持在阻尼环1中，阻尼环1又将灯体15和其自身定位在套管16内的中心位置。优选地，阻尼环1靠近灯体15的自由端设置，而灯体15的另一端由电接触装置保持，例如插座(未示出)。因此，阻尼环1将灯体15的自由端定位在套筒16内的中心位置。在机械载荷下，灯体15通过表面3a和表面4a将惯性力传递给阻尼环1。之后，阻尼环1将这些力传递到与套管16接触的区域中，即连接部6。这些连接部6仅在小的表面区域中接触套管，由于连接部6减小的厚度，这些连接部能够偏转并用作弹簧/阻尼器的结合。在这种情况下，优选的是，阻尼环1的材料在弹性变形的过程中吸收一些能量，与金属弹簧相反，金属弹簧通常仅表现出很小的能量吸收并因此具有很小的阻尼效果。

因此，如机械冲击或机械振动的任何外部负载都只导致灯体15相对于套管16有限的移动，以使得灯体15和套管16之间不可能直接接触。力和振动能量受到阻尼环1的限制或吸收。因此，在移动应用、压载水排放期间的船舶或便携式设备中可能出现的重大冲击或振动所造成的损坏风险显著地降低。

可选择地，如图5所示的灯装置设置有一个以上的阻尼环1，这样不仅能支撑灯体15的自由端，而且也能支撑灯体的中心区域或其它区域。这对于通常具有超过1.5米的长度的所谓的低压汞灯尤其有用。在具有较短的灯体的所谓的中压汞灯的应用中，优选的实施方式是，在灯体的自由端设置有一个阻尼环1。

需要接触电极17以启动灯并使得灯工作。在大多数应用中，灯仅从一端接触，使得电极17的电连接通过从灯体17的自由端延伸到与电插座连接的另一端的电线(未示出)来建立。电线在灯体15和套管16之间布线。这些电线可以由阻尼环1的凹槽8和凹槽9来引导穿过，通过这种方式，也帮助这些电线固定和定位。