一种全一体化结构的紫外固化无极光源机箱的制作方法

本实用新型涉及一种全一体化结构的紫外固化无极光源机箱，属于紫外骨架设备技术领域。

背景技术：

紫外固化是一种光化学过程，即用高光强的紫外线迅速固化或照干液态的"紫外照射可硬化的材料"，如油墨，涂层，胶粘或充填料等，是一种高效的聚合反应方式的非挥发固化，而不是溶剂挥发的过程，非常节能环保，广泛适用于印刷，镀膜，涂层等制造过程以及产品和材料胶粘的装配过程，使许多工业和制造领域实现流水线生产及增进自动化程度。

等离子无电极紫外灯在紫外固化行业中一直扮演着主要紫外固化光源的角色，其原理是用射频或微波能量激励灯管中的等离子来发出紫外光，基于成本的优势，在许多无极紫外灯产品中采用微波输出功率为2kw和3kw的磁控管作为微波发生源。现有技术中的无极紫外灯的灯头结构如附图1所示，包括高压电源10、高压电源10连接的6英寸长灯管和2kw微波功率的磁控管12、磁控管12底部的波导腔14、和位于波导腔14底部、由主反射罩22、两个侧反射片24和射频屏蔽网26构成的谐振腔20，谐振腔20内设有无极灯管28。

上述无极紫外灯灯头的工作和风冷冷却原理为：高压电源10驱动磁控管12产生高功率微波，经磁控管12的天线16耦合到波导腔14中，然后再通过两个馈入槽18到达谐振腔20，在微波的激励下，谐振腔20中的无极灯管28发出紫外光，通过射频屏蔽网26，大部分紫外光直射和经过主反射罩22和侧反射片24反射聚焦在工件30上；在工作过程中，磁控管12和无极灯管28都产生以百瓦为计量单位的热量，需要用强风进行冷却，高压气流首先吹磁控管12的散热片32，然后穿过波导腔14和主反射罩22上的众多气孔34去吹无极灯管28，如此磁控管12和无极灯管28上的热量被冷却气流带走并穿过射频屏蔽网26被排出灯外实现灯头冷却降温；

紫外无极灯初始时采用较为笨重的工频变压器技术实现3kw或4kw功率的驱动电源，灯头与电源分开并以4千伏的高压电缆和信号电缆连接，存在系统抗干扰能力差、安全性低和成本高等缺点，后改进为冷却风机与灯头集成在一起，但传统技术的电源过于笨重，仍然无法将其与灯头合并，导致传统紫外无极灯的系统结构如附图2所示，风机40和灯头42集成在一起为系统的一部分，电源44为单独的另一部分，灯头42和电源44由主电缆46连接，风机供电用另一个电缆由风机插座48接入；

因此传统紫外无极灯中的冷却气流流向结构图如附图3所示，包括具有罩壳的风机40、风机底部由磁控管58、波导腔70、谐振腔构成的灯头，风机40与灯头之间设有进气通道50，谐振腔包括主反射罩78、射频屏蔽网84，谐振腔内设有无机灯管82，当高压气流从风机40沿灯头的进气管道50吹入灯头42，箭头52指示总气流的方向；所有进风气流54沿着进气管道50直接从由向左吹过磁控管58的散热片组56，通常2kw的磁控管产生的热量超过600瓦，经过磁控管58上的散热片组56的气流被加热为热气流60；

热气流60吹向灯头外壳壁62，分开为向上热气流64和向下热气流66和68，大部分热气流穿过波导腔70上的许多孔72和74进入其内，然后再从主反射罩78顶端的两排气流孔76吹向无机灯管82，冷却灯管气流为由上向下吹过灯管82两侧的气流80，最后这些被无机灯管82加热得更热的气流穿过射频屏蔽网84沿箭头86方向排出灯头外；灯头罩壳62内从灯头顶端和中部过来的部分气流88从两排辅助排气孔90沿箭头92方向排出灯头外。

综上，传统的紫外无极灯系统的结构不得不分离为两个子系统，存在系统抗干扰能力差、体积大、安全性低和成本高等缺点，由于电子电源技术的发展，实现体积小重量轻的大功率电源早已经成为可能，因此亟待研发一种全一体化结构的紫外固化无极光源机箱以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种全一体化结构的紫外固化无极光源机箱，采用主风道和次风道构成的双风道结构、通过分流和流量控制实现单一风流源由主风道对灯头、次风道对电源进行不同程度的强风冷却，集成全一体化结构、较传统结构具有简洁紧凑、重量轻、体积小、成本低、更抗干扰和更安全等优点。

本实用新型是通过如下的技术方案予以实现的：

一种全一体化结构的紫外固化无极光源机箱，包括具有罩壳的风机、电源和由磁控管、位于磁控管底部的波导腔和谐振腔构成的灯头，其中，所述风机的出风口与电源连通，所述电源位于风机和灯头之间、且风机、电源和灯头的罩壳连成一体式结构，所述电源内设有隔风板，所述隔风板一侧设有具有排气口的次风道，隔风板上设有与次风道连通的若干第一气孔，所述灯头上设有与电源连通的主风道；

所述风机、电源和灯头由上至下依次设置，所述隔风板和次风道延伸至灯头内，位于灯头内的隔风板上设有与次风道连通的若干第二气孔，所述主风道和次风道位于灯头异侧，所述排气口位于灯头的罩壳上、且位于第二气孔侧底部，或位于电源的罩壳上，所述磁控管上设有若干散热片，若干第二气孔与散热片对应设置；

若干第一气孔的总面积使通过电源的风流量占风机总风流量的1/8～1/6之间，所述谐振腔包括主反射罩和射频屏蔽网，谐振腔内设有位于主反射罩和射频屏蔽网之间的无极灯管，所述波导腔、主反射罩顶端均设有若干第三气孔，机箱外部设有与风机和电源电连接的插座和远程控制线组插排。

本实用新型的有益效果为：

(1)高压气流从风机的出风口进入电源，采用主风道和次风道构成的双风道结构、通过分流实现单一风流源由主风道对灯头、次风道对电源、灯头罩壳进行不同程度的强风冷却，降低了电气方面的复杂性并提高了可靠性；

(2)由电源延伸至灯头的隔风板隔出次风道可以加速灯头罩壳冷却，以隔风板上的若干第一气孔和第二气孔的分布和面积，实现调节和平衡电源、灯头内的磁控管和无极灯管所需的不同冷却气流量，并最终汇集由次风道的排气口排出灯头外；

综上，通过紫外固化无极光源的风机、电源和灯头集成在一起的全一体化结构，紫外固化无极光源机箱内的电源和灯头冷却由单一风机承担，较传统结构具有简洁紧凑、重量轻、体积小、成本低、更抗干扰和更安全等优点。

附图说明

图1为传统紫外无极灯的灯头结构图。

图2为传统的紫外无极灯系统结构图。

图3为冷却气流在传统紫外无极灯灯头中的流向图。

图4为本实用新型结构示意图。

图5为冷却气流在本实用新型中的流向图。

图中标记如下：

图1中：高压电源10、磁控管12、波导腔14、馈入槽18、主反射罩22、侧反射片24、射频屏蔽网26、谐振腔20、无极灯管28、工件30，散热片32；

图2-3中：风机40、灯头42、电源44、主电缆46、插座48、磁控管58、波导腔70、主反射罩78、射频屏蔽网84、进气通道50、无机灯管82、散热片组56、外壳壁62、无机灯管82、排气孔90；

图4-5中：风机100、电源102、灯头104，隔风板116，排气口132/136，次风道124、主风道134、第一气孔137、第二气孔138、插座106和远程控制线组插排108。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

一种全一体化结构的紫外固化无极光源机箱，包括具有罩壳的风机100、电源102和由磁控管、位于磁控管底部的波导腔和谐振腔构成的灯头104，其中，所述风机100的出风口与电源102连通，所述电源102位于风机100和灯头104之间、且电源102和灯头104的罩壳连成一体式结构，所述电源102内设有隔风板116，所述隔风板116一侧设有具有排气口132的次风道124，隔风板116上设有与次风道124连通的若干第一气孔137，所述灯头104上设有与电源102连通的主风道134；

所述风机100、电源102和灯头104由上至下依次设置，所述隔风板116和次风道124延伸至灯头104内，位于灯头104内的隔风板116上设有与次风道124连通的若干第二气孔138，所述主风道134和次风道124位于灯头104异侧，所述排气口132位于灯头104的罩壳上、且位于第二气孔138侧底部，或位于电源102的罩壳上，如标号136所示，所述磁控管上设有若干散热片，若干第二气孔138与散热片对应设置；

若干第一气孔137的总面积使通过电源的风流量占风机100总风流量的1/8～1/6之间，所述主风道134两侧为位于灯头104内部的l形板和y形导风板，主风道134尾端与磁控管上的散热片对应设置，所述谐振腔包括主反射罩和射频屏蔽网，谐振腔内设有位于主反射罩和射频屏蔽网之间的无极灯管，所述波导腔、主反射罩顶端均设有若干第三气孔，机箱外部设有与风机100和电源102电连接的插座106和远程控制线组插排108。

本实用新型的冷却结构工作原理为：

参见附图4，风机100、电源102和灯头104由上至下依次设置呈一体式结构，紫外固化无极光源机箱内的电源102和灯头104冷却由单一风机100承担，机箱外部设有与风机100和电源102电连接的插座106和远程控制线组插排108，由于采用全一体化结构，只需一个普通的220伏输入电源电缆插入插座106向风机100和电源102供电，远程控制线组插排108是由使用者的需要实现对紫外固化无极光源进行远程控制的可选控制方式；

由于灯头104中的无极灯管和磁控管需要足够压力的气流来冷却，而电源102并不需要那么大的气流量冷却，所以采用主风道134和次风道124构成的双风道结构通过分流和风流量控制分别优先冷却灯头104、和次冷却电源102；

从风机100吹出的冷却气流在全一体化结构的紫外固化无极光源机箱内的流向如图5所示，高压气流从风机100的出风口进入电源102，如箭头110所示；大部分气流一直向下由主风道134进入灯头104，如箭头112所示；小部分气流由右向左吹过电源102内的电子部件，对其进行冷却，如箭头114所示；

在电源102的左侧的隔风板116隔出次风道124，隔风板116上若干第一气孔137的总面积与流过电源102的冷却气流量成正比，第一气孔137的总面积大，冷却气流114的流量就大，反之亦然；由于电源102是采用效率很高的电子电源，其热损耗功率在300w到400w之间，所以控制隔风板116上的第一气孔137的总面积使电源102的冷却风流量占从风机100产生的总风流量的1/8～1/6之间适宜；

隔风板116上多个第一气孔137的分布应保证电源102内较热的部件能流过较多的冷却气流，流过电源102的气流118通过隔风板116上的第一气孔137进入次风道124，形成向下走的气流120，然后流入次风道124的下端如箭头122所示；

l形板和y形导风板构成主风道134，风机100进入电源102的风流112由主风道134进入灯头104，其气流量占风机100总气流量的5/6～7/8，这个气流冷却磁控管和无极灯管的功效和流向与背景技术中图3的传统无极紫外灯系统灯头104内的气流冷却功效和流向基本相同，不再复述，区别在于省却了图3中两排辅助排气孔90，代替的辅助排气孔为在图5次风道124下端右侧内壁对应于磁控管散热片的三排第二气孔138；

一部分从磁控管散热片吹过的热气流126穿过这些第二气孔138形成向下流动的气流128，气流120和气流128在次风道124的底端汇集在一起从其排气口132排出灯头104外，由于灯头罩壳的温度比电源的温度要高许多，当冷却电源后的气流120向下从灯头104内的次风道124下端一段通过时，进一步冷却与次风道侧壁为一体的灯头104罩壳，从而提高了气流120在次风道的冷却效率；

在次风道124顶端可以开辅助排气口136，使部分从电源102排出的气流120从上方辅助排气口136直接排出，实现主风道134的气流用于灯头104的冷却磁控管和无极灯管，次风道124的气流用于冷却电源102和灯头104罩壳。

综上，本实用新型采用主次双风道的结构实现单一风机100对灯头104和电源102进行不同程度的强风冷却，降低了电气方面的复杂性并提高了可靠性，由电源102延伸至灯头104的隔风板116隔出次风道124可以加速灯头104罩壳冷却，并以隔风板116上的若干第一气孔137和第二气孔138调节和平衡电源102、灯头104的磁控管和无极灯管所需的不同冷却气流量，把紫外固化无极光源机箱的风机100、电源102和灯头104集成在一起的全一体化结构具有简洁紧凑、重量轻、体积小、成本低、更抗干扰和更安全等优点。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。