专利名称：防碎荧光灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及荧光灯，更具体说，是涉及防碎荧光灯。
背景技术：
在本人先前的专利US 3,673,401中，本人公开一种装置，其中，通过用聚合物材料做成圆筒状的、透明的、且不易碎的防护套，加上两个类似橡胶的塑料端盖，可以使荧光灯防碎。该圆筒状防护套，是由一定长度的、适合各种荧光灯直径尺寸的、挤出的塑料管作成，而有边缘加强肋或凸缘的端盖与圆筒状管的端部对接。该装置有好几个步骤要用手工组装。首先，一个端盖靠摩擦配合，安装到荧光灯一端的金属包头上。其次，在荧光灯上滑移该圆筒状防护套，直至它的端部与边缘加强肋对接。最后，第二端盖靠摩擦配合，安装到相反端的金属包头上，并调整其位置，直至其边缘加强肋与圆筒状防护套的相反端对接。防碎的可靠性取决于用户如何小心地把该四种单元放在一起。如果荧光灯从固定架掉下或落下，它的玻璃外壳炸裂，那么，所有玻璃碎片连同灯内的磷光粉及水银都能被包住。该种防碎荧光灯组件在工业设施中将非常普遍，特别是那些必须防止有毒粉尘与材料污染的工业设施。
已经公布的更近期的专利，针对制作更安全地结合在一起的组件。例如，专利US 5,173,637和US 4,924,368指出，可以在灯的金属包头外部加粘合剂，使端盖更牢固地粘在灯上。虽然粘合剂的使用，可允许制作端盖时有更大的公差，并且与靠摩擦配合使组件内径紧紧包围金属包头比较，更便于组装，但组装操作仍保留某种程度上繁琐的手工操作，就是要求灯光维护人员，在现场用手工把荧光灯保护组件各单元装配到一起，而不是只需替换坏了的灯。取消必须的现场组装，同时提供一种更可靠的封装方法，是有利的。
发明内容
按照本发明的原理，例如作为示范而举出的实施例，一种防碎荧光灯组件，不需要分开的、用手工组装的管和端盖，能把灯内使用的所有玻璃、粉尘、和水银，封在聚合物的外壳内。代替用手工把端盖与一定长度的预先切割的圆筒状管装配在一起，一种保护的聚合物覆盖层，最好用聚碳酸酯，直接挤压在荧光灯上，以便基本上与灯玻璃外壳和金属包头全部边界紧密地一致接触。让灯通过气门，进入挤压机直角头(crosshead)的主腔膛，该主腔膛与真空泵连接。挤出的热的聚合物材料圆筒，因真空而沿半径往内向灯的边缘收缩。挤出的圆筒有一定的壁厚，所以当冷却时，呈现足够的横向强度，即使荧光管的玻璃外壳破碎，也能保持圆筒状。
在把荧光灯插入直角头之前，把一段短的容易移去的硅酮管，安装在灯的每一端的电插头上，避免插头被任何塑胶等物永久覆盖。按照一个实施例，灯的金属包头预先涂覆粘合剂，最好是热活化的粘合剂。按照另一个实施例，代替用粘合剂，可以加热灯的每一端，然后浸入粉末状乙烯醋酸乙烯共聚物的空气流化床，预先涂覆灯的金属包头。然后，在两种情况中，都让灯通过挤压机的直角头，涂覆圆筒状护套，该护套与灯两端的预涂覆部分粘结。最好是，当第一支荧光灯的尾部进入直角头时，插入第二支荧光灯，以便使过程连续对许多接连的灯进行。动力推动的辊子，在直角头下游的常规距离上，把已封装的灯移向第一切割位置，在该位置上，切开接连各灯端部之间的挤出物，把已封装的灯彼此分开。第二次切割操作，是在灯的金属包头端部切割挤出物，以便移去套在电插头上的硅酮管。于是，已涂覆的防碎灯可以装箱运输了。通过把灯端部浸入粉末状塑料空气流化床，该粉末状塑料是挤出物能粘结的，那么，荧光灯的端部连同玻璃外壳基本上被完全包住。
结合附图阅读下面的说明书，可对本发明前面所说的目的和特征有更清楚的了解，附图有
图1是总图，表明本发明的封装方法；图2画出通过图1的直角头设备之后，但在一系列封装的灯切割分离之前，一系列封装的荧光灯的剖面；图3画出已分离并从电插头去除临时保护管之后，已封装的荧光灯端部的放大图；图4画出直角头的气门的剖面；图5画出气门的辊子；图6画出直角头的气门气密装置；图7画出荧光灯端部浸入粉末状塑料空气流化床，以涂覆挤出物能粘结的粉末状塑料覆盖层；图8画出已经经过图7处理，从挤压机直角头出来之后的灯；和图9画出已经把硅酮保护套管移去之后的灯的端部。
具体实施例方式
图1画出通常的、市面上可买到的荧光灯10，在通过本发明的封装设备时的情形。灯10包括细长的玻璃管12，在每一端的截面略为收缩，以便套上金属包头15。荧光灯通常都在每一端装有单个的电插头，或如图所示的一对电插头18、18′。
本人先前的专利已指出，现有技术的实际作法，是把荧光灯10的玻璃管部分12，用半刚性的、不易碎的、聚合物材料的透明管制成的较大直径套管封住。该保护套管利用橡胶端盖，用摩擦配合安装在金属包头杯上，扣紧金属包头15。在现有技术中，常常认为，必须使保护套管的直径大于玻璃外壳的外直径，不仅为了便于组装，也为了提供一“空气隙”供各种用途。但按照本发明，没有必要使用该气隙，也不需要端盖和在现场的手工装配及组装操作。代替的是，参照图1(不是按比例画的)，在该灯通过与螺旋挤压机30连接的直角头20时，在荧光灯10上挤出塑料，把灯封住。
荧光灯10被送进直角头20前，在灯两端的金属包头15、15′的周边，涂上粘合剂19。最好是，粘合剂搭接至金属包头端壁的一小部分。然后，把灯经过气门送进直角头20，气门最好包括一段传送辊子22和一气密装置23(更完整的细节分别画在图5和图6)。当灯10通过直角头20时，挤压机30在压力下把熔化的热塑性材料31，注入直角头部分25与26之间的环形空间24。从直角头20挤出热塑性材料的圆筒。同时，对通向直角头主腔膛28的部分27抽真空。由于气门22、23的密封作用，真空使挤出的热塑性材料32的圆筒，沿半径向内收缩，与灯10外表面成紧密一致的接触。按顺序，当短的保护管14′离开直角头20时，它首先与向内收缩的挤压材料32接触，并与之粘结。其次，当金属包头15′、玻璃外壳12、金属包头15、和最后是短的保护管14，离开挤压机直角头20的膛28时，它们全被封装起来。从直角头20出来的塑性材料的热量，使粘合剂19活化，有助于挤出材料与金属包头15′及15的粘结。
一旦第一灯10-1的尾端已在直角头20内处理，最好把第二灯10-2通过气门22、23送进直角头20，这样能以不间断的挤压过程按第一灯相同方式封装，其中，一系列封装的灯，一个接着一个通过挤压机直角头。在直角头20下游，按常规距离，有一组动力驱动的引出辊50夹紧已封装的灯10-1，拖动它离开挤压机，并且在图2和3放大图更清楚地表明，在某种程度上，使灯端部挤出材料的壁厚略为变薄。之后，该系列已封装的灯被切开。最好是，切开分两步完成。第一步如图2所示，把封装套管32沿接连的灯10-1和10-2之间的“切割-切割”线切开。此时，灯的电插头仍旧被短的保护管14、14′套住。第二步，在每一金属包头15、15′端部与相应保护管14、14′端部之间，切割封装套管32的壁厚，于是，保护管14、14′能从灯10的每一端部移去。图3画出移去保护管14的封装了的灯10。注意，覆盖层32在点32a、32b、32c和32d，紧紧包裹灯10各处边界，从而哪怕灯的玻璃外壳12破碎，灯内所有部件都被完全包裹。此时，封装了的灯可以装箱，并运抵现场，在现场安装灯时，无需任何额外的操作。
图4、5和6画出直角头20输出端气门22、23的细节，荧光灯是通过气门送进去封装的。设置一列辊子22r，帮助把灯沿轴方向对准直角头的内膛28。辊子22r最好用橡胶类材料制作，有助于引导灯10的玻璃外壳12通过直角头。辊子22r最好有动力驱动。气密装置22有一个或多个密封环22sr，其内径比玻璃外壳12外径略小，以减少空气漏进直角头的膛28。
现在参考图7至图9，这些图公开另一种封装荧光灯的工艺。首先，把保护的硅酮套管14套在灯的电插头上。然后加热每一灯10端部不长的一段，最好是把它暴露在红外加热源(未画出)。灯的加热的端部，应包围端部金属包头16和不长的一段玻璃外壳12。然后，把加热的端部浸入包含多孔石71和一定量塑料粉末的容器70，塑料粉末最好是冻干的乙烯醋酸乙烯共聚物，然后磨成粉末。多孔石71最好用类似于经常被养鱼缸采用的那种。多孔石71与气源(未画出)连接，以产生向上的气流72，把塑料粉末变成云状气团，即空气流化塑料床73。空气流化粉末粘结在加热的灯端部，从而提供预覆盖层75a、75b、和75c。部分75a粘结在玻璃管12的端部，部分75b粘结在金属包头16上，而部分75c粘结在该灯安放插头部分的横截面部分。
然后，如上所述，把预涂覆的灯端部插入挤压机的直角头，以涂覆挤出的主圆柱形覆盖层32。现在参考图8，挤出的覆盖层的部分32a，与玻璃外壳12的圆柱部分粘结。挤出的覆盖层的部分32b，与玻璃外壳12的过渡部分粘结，该部分现在已涂覆了覆盖层75a。类似地，挤出的覆盖层的部分32c，现在与灯10的预涂覆金属包头部分75b粘结。
如上所述，在第一灯10-1已经离开直角头之后，最好把端部也已经有预覆盖层75的第二灯10-2插入直角头。图8画出离开挤压机之后，已有覆盖层32封装的相继的灯10-1、10-2。图9画出的灯端部，是已经把覆盖层32在接连两灯10-1与10-2之间切开，且保护的硅酮套管14已被移去。然后，按图8所示的“切割”线对覆盖层32修边。本发明的该实施例，优点在于，挤出物32与预覆盖层75彼此粘结，特别是在点32c和75c，给出灯的更完整的封装。
应当认为，前面所述是用例子说明本发明的原理。显然，聚合物的挤出物32，可以用聚乙烯、聚丙烯、PETG、聚碳酸酯、或其他类似的材料，要求其壁厚能提供足够的横向强度，即使玻璃外壳破碎，也能保持圆筒状。特别应当指出，虽然不再生产有各种颜色的荧光灯，因为用于某些彩色荧光粉的金属复合物引起对环境的担忧，但是，该类荧光粉可以安全地用于挤出物中，因为它们被完全封装在塑料覆盖层自身之内。因此，可以在白色荧光灯上，挤出各种不同颜色的塑料外壳。在一个示例性实施例中，如图3所示，聚合物覆盖层32的壁厚32约0.015″，壁厚32b约0.016″，而在金属包头15端部的壁厚32c约0.006″。显然，保护管14的内径在插头18上应紧密配合，且管14的端部应离开金属包头的端壁，有利于切透挤出物32。但是，本领域熟练人员，在不违背本发明的精神和范围下，可以作进一步的和其他的修改。
权利要求
1.一种防碎荧光灯，有紧密一致地在灯外表面上挤出的聚合物覆盖层。
2.按照权利要求1的防碎荧光灯，有玻璃外壳和在每一端的金属包头，其中，挤出的覆盖层包围所述玻璃外壳和所述金属包头。
3.按照权利要求2的防碎荧光灯，在所述挤出覆盖层与所述金属包头之间，包括一种粘结材料。
4.按照权利要求3的防碎荧光灯，其中所述粘结材料是一种粘合剂。
5.按照权利要求4的防碎荧光灯，其中所述粘合剂是热活化的。
6.一种有玻璃外壳的荧光灯的防碎方法，包括在所述外壳的外表面上，挤出一种热的聚合物覆盖层。
7.按照权利要求6的荧光灯防碎方法，其中，用抽真空使所述热聚合物覆盖层收缩，与所述外壳边界紧密一致地接触。
8.按照权利要求7的防碎方法，其中所述灯包括在每一端的金属包头上，且其中用抽真空使所述覆盖层收缩，与所述金属包头成紧密一致的接触。
9.按照权利要求8的防碎方法，其中在所述金属包头上涂上一种热活化的粘结材料。
10.按照权利要求9的防碎方法，其中所述热活化粘结材料，是空气流化塑料粉末。
11.一种有玻璃外壳并在每一端有金属包头的荧光灯的防碎方法，所述金属包头的直径小于所述玻璃外壳，该方法包括a)把所述荧光灯送进挤压机直角头的中心膛，该直角头产生基本上圆柱形的、沿所述膛径向向外的挤出物；b)对挤压机的膛抽真空，使所述挤出物沿径向向内，对着所述膛的轴收缩，且与所述玻璃外壳和金属包头的外表面成紧密一致的接触。
12.按照权利要求11的方法，其中，在把所述灯送进所述挤压机膛之前，所述灯的每一端在塑料粉末的空气流化床中预涂覆。
13.按照权利要求12的方法，其中，用所述挤压机连续地对接连的荧光灯进行封装。
14.按照权利要求13的方法，其中所述荧光灯在所述金属包头每一端，包括一个或多个电插头，其中，在用所述空气流化塑料粉末预涂覆之前，把短的保护管套在所述插头上。
15.按照权利要求12的方法，其中接连的灯是连续地送进所述膛的，以便由所述挤出物连续地封装。
16.按照权利要求15的方法，其中所述挤出物是在接连的所述各灯之间切透的。
17.按照权利要求14的方法，其中所述挤出物被切透，以便把所述保护管从所述插头分离。
全文摘要
一种防碎荧光灯，其制作是通过在荧光灯上挤出聚合物覆盖层(32a、32b、32c)，使覆盖层紧密包围基本上全部灯的边界，包括灯的玻璃外壳(12)和端部的金属包头(15)。用抽真空使灯往里向着腔的轴通过气门，进入直角头(20)的主腔(28)。一连串连续的封装了的灯，从直角头排出，然后可以切开，制作出个别已完全封装的灯。
文档编号H01J9/20GK1439167SQ01809564
公开日2003年8月27日 申请日期2001年5月4日 优先权日2000年7月24日
发明者保罗·罗伯特·杜邦 申请人:卡斯托姆光谱发光有限责任公司