專利名稱：具有單一電連接的微波激發(fā)紫外線燈系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及電源，尤其是，涉及一種用于控制磁控管中燈絲電壓的電源和方法。
背景技術(shù)：
在照明加熱和固化應(yīng)用中，一個或多個磁控管用于給如用于工業(yè)應(yīng)用中粘合劑，密封劑或涂層的固化的無電極紫外(UV)燈的照明源提供微波輻射。當(dāng)燈的等離子被每個磁控管的微波輻射充分激發(fā)時，燈發(fā)光以提供用于特定加熱或固化過程中所需的光的波長和強(qiáng)度。
典型的微波激發(fā)燈系統(tǒng)具有單獨(dú)的電源，其將高電壓提供給每個磁控管并將稍小的電壓提供給吹風(fēng)機(jī)和每個磁控管的燈絲。該電源可以進(jìn)一步與設(shè)置在系統(tǒng)和系統(tǒng)燈頭中的傳感器電連接。從而，多根電纜從電源延伸到燈頭。例如，傳統(tǒng)的雙磁控管燈系統(tǒng)包括從電源延伸到磁控管的高壓電纜，和從電源延伸到磁控管燈絲以及用于冷卻燈頭的內(nèi)部吹風(fēng)機(jī)的低壓電纜。在具有內(nèi)部吹風(fēng)機(jī)的傳統(tǒng)的單磁控管系統(tǒng)中，燈系統(tǒng)包括給磁控管施加電壓的單高壓電纜，以及給吹風(fēng)機(jī)和磁控管燈絲施加電壓的單低壓電纜。傳統(tǒng)的微波激發(fā)燈系統(tǒng)還可以包括用于在電源和系統(tǒng)傳感器之間傳輸信號的電纜。
不考慮特殊的電纜結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的微波激發(fā)燈系統(tǒng)需要多根從電源延伸到燈頭的電纜，其增加了電源與燈頭之間電連接的復(fù)雜性。此外，多根電纜中的任何一個都會無意地與電源或燈頭斷開連接。這種無意的斷開連接的可能性隨著電纜的數(shù)量而增加。而且，必須對燈系統(tǒng)進(jìn)行誤差檢查以檢驗(yàn)多根電纜是否都連接好。誤差檢查可以基于軟件和硬件。在兩個磁控管系統(tǒng)中，將電源與燈頭連接的電纜可以包括用于檢驗(yàn)電纜與磁控管的電連接性的導(dǎo)體。
因此，需要一種微波激發(fā)紫外燈系統(tǒng)，其中電源不是通過多根電纜與燈頭相連接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了當(dāng)前公知的電源與微波激發(fā)紫外燈系統(tǒng)電連接的電源和方法中所存在的前述及其它缺點(diǎn)和缺陷。雖然將結(jié)合特定實(shí)施例來描述本發(fā)明，但是可以理解，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。相反，本發(fā)明包括包含在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的所有替換物，修改和等效替換物。
根據(jù)本發(fā)明的原理，燈系統(tǒng)用于產(chǎn)生紫外輻射。該燈系統(tǒng)包括電源，燈頭以及將電源與燈頭電連接的單電纜，該燈頭包括受微波激發(fā)時，能夠產(chǎn)生紫外輻射的燈。
本發(fā)明的電源和方法尤其適用于簡化電源與燈系統(tǒng)的燈頭之間的電連接。由于必須檢驗(yàn)只有單電纜的狀態(tài)，因此電纜數(shù)量的減少使得無意斷開連接的可能性減少。此外，由于只需要檢查一根電纜，而不是常規(guī)燈系統(tǒng)中的多根電纜，因此簡化了誤差檢查。由于只有一根電纜需要連接在電源與燈頭之間，因此簡化了燈系統(tǒng)的安裝。對于多燈系統(tǒng)共用占用空間的應(yīng)用中，因此電纜數(shù)量的減少具有額外的好處。
本發(fā)明的上述和其它目的以及優(yōu)點(diǎn)將從附圖及其描述中清楚得知。


附圖包括在結(jié)合并構(gòu)成說明書的一部分，與上面給出的本發(fā)明的概括性描述一起描述本發(fā)明的實(shí)施例，以及下面給出的實(shí)施例的具體描述用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的原理用于將工作電壓從高壓電源提供給一對磁控管和一個系統(tǒng)吹風(fēng)機(jī)的包括有電纜的照明加熱或固化系統(tǒng)的電路框圖。
圖2是圖1中電纜的視圖；以及圖3是基本上沿圖2的3-3線截取電纜的截面圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，電源10可控制地用于將工作電壓提供給用16表示的安裝在照明加熱或固化系統(tǒng)的燈頭14中的一對磁控管12，13，并提供給裝配用于引導(dǎo)強(qiáng)制空氣流以冷卻燈頭14的吹風(fēng)機(jī)，照明加熱或固化系統(tǒng)以標(biāo)號16表示。電源10安裝在磁控管12，13的遠(yuǎn)端并通過具有7.62米(約25英尺)或以上的長度的延長電纜18與磁控管12，13電連接。電源10和燈頭14各自包括有一與電纜18匹配的防水電連接器(bulkhead electrical connector)(未示出)以在電源10與電纜18以及燈頭14的元件與電纜18中的電路之間分別生成電連接。每個防水電連接器具有多個電觸點(diǎn)，該電觸點(diǎn)以適于與用于與電纜18的導(dǎo)體建立電連接的方式設(shè)置。
電源10最好連接到用于在其輸入端接收交流線電壓的電力線L1和L2，并且如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的，在其輸出端提供必要的工作電壓給磁控管12，13用于產(chǎn)生微波能，并提供給吹風(fēng)機(jī)17。吹風(fēng)機(jī)17為燈頭14的外殼內(nèi)的熱空氣提供持續(xù)的冷空氣交換，并減少因燈頭14過熱所引起的其它維修量。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知道，微波激發(fā)紫外燈系統(tǒng)，如燈系統(tǒng)16產(chǎn)生的大量熱量必須被消除以避免無法接受的高工作溫度。
磁控管12，13的微波能耦合到燈20(圖1)，如位于外殼24的內(nèi)腔22(圖1)中的無電極(electrodeless)紫外(UV)光源，當(dāng)燈20的等離子被來自磁控管12，13的微波能充分激發(fā)時，燈20發(fā)光以提供用于特定加熱或固化過程所必需的光的波長和強(qiáng)度。例如，燈系統(tǒng)16可以是用于工業(yè)應(yīng)用中固化粘合劑、密封劑或涂層的UV照明系統(tǒng)，或者其他任何需要特定波長和強(qiáng)度的光以得到期望的加熱或固化結(jié)果的加熱或固化處理。
電源10可控制地用于通過電纜18提供高壓直流電源給磁控管12，13的陽極，通過電纜18提供調(diào)節(jié)的交流電源給磁控管12的燈絲26和磁控管13的燈絲27，并通過電纜18提供穩(wěn)定低壓AC電源給吹風(fēng)機(jī)17。此外電纜18包括用于在電源10和燈頭14之間傳輸?shù)蛪嚎刂坪蛡鞲衅餍盘柕膶?dǎo)體。例如，燈頭14包括各種不同的傳感器28，如感應(yīng)燈20的輸出存在的光檢測器以及將反饋信號提供給電源10用于確保燈系統(tǒng)16正常工作的壓力傳感器。本發(fā)明設(shè)想吹風(fēng)機(jī)17可以是與燈頭分開的單元以將冷空氣流提供給燈頭14的入口并由不是電源10的電壓提供電壓。
參考圖2和3，電纜18包括多個如4個位于內(nèi)靜電屏蔽32里面的內(nèi)導(dǎo)體30，多個如10個位于外靜電屏蔽36里面的外導(dǎo)體34，以及一對電連接器(未示出)，該電連接器具有能夠分別與電源10和燈頭14上的防水連接器的電觸頭電連接的電觸頭。電連接器之一連接到導(dǎo)體30，32和屏蔽32，36的一端，電連接器的另一個連接到導(dǎo)體30，34和屏蔽34，36的相對端。電連接器可以是金屬護(hù)套連接器以保護(hù)屏蔽電纜18的整個長度。
內(nèi)靜電屏蔽32接地用于將內(nèi)導(dǎo)體30與外導(dǎo)體34隔離以將電磁干擾(EMI)的不利影響限制到最小。同樣，外靜電屏蔽36接地用于將外導(dǎo)體34與電纜18的外部環(huán)境隔離。實(shí)際上，內(nèi)導(dǎo)體30是重復(fù)或雙重屏蔽電磁干擾。
可以采用聚氯乙烯(PVC)或類似外殼徑向套在外靜電屏蔽36的外面。每個單個導(dǎo)體30，34密封在外聚合物殼體中以提供導(dǎo)體間的電絕緣。一個實(shí)施例中，每個單個導(dǎo)體30，34是30型號(gauge)線。靜電屏蔽32，36可以為復(fù)合結(jié)構(gòu)，該復(fù)合結(jié)構(gòu)由編織導(dǎo)體和內(nèi)徑鋁化的MYLAR覆蓋構(gòu)成。
內(nèi)導(dǎo)體30提供高壓以激發(fā)磁控管12，13，而且必須能夠承載通常低于約10KV尤其是約4KV和約6KV之間的直流高電壓。兩個內(nèi)導(dǎo)體30表示相應(yīng)于磁控管12，13之一的高壓導(dǎo)線，而且內(nèi)導(dǎo)體30中的一個接地且與磁控管12，13共用的返回通路。外導(dǎo)體34提供用于供應(yīng)相對較低電壓的交流電源的導(dǎo)電通路以給吹風(fēng)機(jī)17提供電能，給燈絲26，27提供電能，以及在電源10和傳感器28之間傳輸控制信號。外導(dǎo)體34能夠承載低于約300V的AC電壓。但是，應(yīng)該理解單個外導(dǎo)體30可以承載不同的電壓。例如可以通過一個熱導(dǎo)體34給吹風(fēng)機(jī)17提供240V的交流電，可以通過兩個熱導(dǎo)體34給燈絲26，27提供240V的交流電，另一個導(dǎo)體34可以給240V交流電提供公共接地端，剩余的導(dǎo)體34可以在240VAC或更少時給傳感器28傳送信號。外導(dǎo)體34上提供的電源可以是經(jīng)電源10變換得到的。
如果這些特殊導(dǎo)體不必要在電源10和燈頭14之間提供電連接，則任何單個內(nèi)導(dǎo)體30或單個外導(dǎo)體34可以由相同尺寸的空間填充物替代?？臻g填充物用于輔助導(dǎo)體30或?qū)w34的裝填。例如，在所述雙磁控管系統(tǒng)中，由于只有兩個內(nèi)導(dǎo)體30承載電壓，所以剩余的兩個導(dǎo)體30可以留著不用或者由空間填充物替代。
本發(fā)明設(shè)想，燈頭14可以包括用于激發(fā)燈20的單磁控管12。當(dāng)只給某些內(nèi)導(dǎo)體30施加電壓而其它內(nèi)導(dǎo)體留著不用時，電纜18也可以用在單磁控管系統(tǒng)上。因此，電纜18可以是用于雙磁控管和單磁控管燈系統(tǒng)的雙用途的電纜。即使在單磁控管系統(tǒng)，電纜18也不需要具有將高壓傳送到磁控管的電纜，以及一個或多個附加的將低壓傳送到燈絲，吹風(fēng)機(jī)和/或傳感器的獨(dú)立電纜。
進(jìn)一步設(shè)想，吹風(fēng)機(jī)17可以設(shè)置在燈頭14的外部并通過與燈頭14的空氣入口流體流通的管道連接。即使在這種裝置中，電纜18仍然不需要多個將電源10與燈頭14電連接的電纜。這種情況下，外導(dǎo)體34用于輸送電能用于給燈絲26，27提供電能，以及在電源10和傳感器28之間傳輸信號，內(nèi)導(dǎo)體30給磁控管12，13(或單磁控管)提供高電壓。
根據(jù)本發(fā)明的原理，在電源和燈頭之間延伸的電纜的數(shù)量顯著減少。在某些生產(chǎn)線上，多個不同的固化系統(tǒng)16可以設(shè)置在公共占地面積中，使得電纜數(shù)量更加顯著地減少。
雖然通過各種實(shí)施例的說明描述了本發(fā)明，而且雖然相當(dāng)詳細(xì)地描述了這些實(shí)施例，但是，申請人的目的不在于將所附權(quán)利要求的范圍以任何形式的限定限制到這些細(xì)節(jié)。對所屬領(lǐng)域技術(shù)人員來說附加的優(yōu)點(diǎn)和修改是顯而易見的。因此本發(fā)明的主要方面不限于特定細(xì)節(jié)，代表性的裝置或方法，以及所示并描述的例證性實(shí)例。因此，在不脫離申請人總的發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍下可以從這些細(xì)節(jié)得到該方案。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生紫外輻射的燈系統(tǒng)，包括電源；燈頭，其包括當(dāng)受微波激發(fā)時能夠產(chǎn)生紫外輻射的燈；多個磁控管，其將微波能提供給所述燈頭以有效激發(fā)在用于產(chǎn)生紫外輻射的所述燈中的等離子；至少一個與所述燈頭連接的低壓設(shè)備；和單一電纜，其用于可控地將所述電源與所述多個磁控管電連接以及可控地將所述電源與所述至少一個低壓設(shè)備電連接。
2.如權(quán)利要求1的燈系統(tǒng)，特征在于所述電纜包括配置為承載第一電壓的第一組導(dǎo)體，和配置為承載低于所述第一電壓的第二電壓的第二組導(dǎo)體，所述第一組導(dǎo)體將所述電源與所述多個磁控管電連接，以及所述第二組導(dǎo)體將所述電源與所述至少一個低壓設(shè)備電連接。
3.如權(quán)利要求2的燈系統(tǒng)，特征在于所述第一電壓低于大約10,000伏特直流電壓，和所述第二電壓低于大約300伏特交流電壓。
4.如權(quán)利要求2的燈系統(tǒng)，特征在于所述第一電壓在大約4,000V到大約6,000V直流電壓的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1的燈系統(tǒng)，特征在于所述至少一個低壓設(shè)備選自由吹風(fēng)機(jī)，傳感器，所述多個磁控管之一的燈絲構(gòu)成的組中。
6.一種用于燈系統(tǒng)的電纜，該燈系統(tǒng)包括電源，具有當(dāng)受微波能激發(fā)時能夠產(chǎn)生紫外輻射的燈的燈頭，多個磁控管，用于將微波能提供給所述燈頭以有效激發(fā)用于產(chǎn)生紫外輻射的所述燈中的等離子，以及至少一個與所述燈頭連接的低壓設(shè)備，所述電纜包括配置為承載第一電壓的第一組導(dǎo)體，所述第一組導(dǎo)體適于將所述電源與所述多個磁控管電連接；和配置為承載低于所述第一電壓的第二電壓的第二組導(dǎo)體，所述第二組導(dǎo)體將所述電源與所述至少一個低壓設(shè)備電連接。
7.如權(quán)利要求6的電纜，特征在于所述第一電壓低于大約10，000伏特的直流電壓，和所述第二電壓低于大約300伏特的交流電壓。
8.如權(quán)利要求6的電纜，特征在于所述第一電壓在大約4,000V到大約6,000V直流電壓的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求6的電纜，特征在于所述第一組導(dǎo)體徑向位于所述第二組導(dǎo)體的中，并進(jìn)一步包括徑向設(shè)置在所述第一組導(dǎo)體和所述第二組導(dǎo)體之間的第一屏蔽。
10.如權(quán)利要求9的電纜，特征在于進(jìn)一步包括徑向設(shè)置在所述第二組導(dǎo)體外部的第二屏蔽蔽。
11.一種用于燈系統(tǒng)的電纜，該燈系統(tǒng)包括電源，具有當(dāng)受微波能激發(fā)時能夠產(chǎn)生紫外輻射的燈的燈頭，多個磁控管，其用于將微波能提供給所述燈頭以有效激發(fā)用于產(chǎn)生紫外輻射的所述燈中的等離子，以及至少一個與所述燈頭連接的低壓設(shè)備，所述電纜包括與所述多個磁控管電連接的多個高壓導(dǎo)體；與所述至少一個低壓設(shè)備電連接的多個低壓導(dǎo)體；將所述多個高壓導(dǎo)體與所述多個低壓導(dǎo)體隔離的內(nèi)屏蔽；和環(huán)繞所述多個低壓導(dǎo)體的外屏蔽。
12.如權(quán)利要求11的電纜，特征在于所述多個高壓導(dǎo)體以第一圓形徑向設(shè)置在所述內(nèi)屏蔽內(nèi)，和多個低壓導(dǎo)體以第二圓形設(shè)置在所述內(nèi)屏蔽和所述外屏蔽之間。
13.如權(quán)利要求12的電纜，特征在于所述內(nèi)屏蔽蔽徑向設(shè)置在所述多個高壓導(dǎo)體和所述多個低壓導(dǎo)體之間。
14.如權(quán)利要求11的電纜，特征在于所述多個低壓導(dǎo)體的數(shù)量多于所述多個高壓導(dǎo)體。
全文摘要
一種微波激發(fā)紫外線燈系統(tǒng)，具有將工作電壓從電源提供給燈頭的單電纜。該單電纜可以給燈頭的磁控管提供高電壓，并給燈頭的內(nèi)部吹風(fēng)機(jī)提供較低電壓。該電纜可以包括用于在電源和與燈頭相連的傳感器之間傳輸通信信號的導(dǎo)體。
文檔編號H05B41/24GK1551705SQ20041000671
公開日2004年12月1日 申請日期2004年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月31日
發(fā)明者J·W·施密特肯, C·A·布雷特默斯基, J·沃爾夫, , J W 施密特肯, 布雷特默斯基 申請人:諾德森公司