專利名稱：Led防爆燈具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種以LED作為光源的燈具，尤其涉及一種增安型LED防爆燈具。
背景技術：
防爆燈是一種特殊燈具，用于爆炸性環(huán)境中。為防止點燃周圍爆炸性環(huán)境而對電氣設備采取的各種特定措施稱為防爆型式，包括隔爆外殼保護、增安型保護和本質安全型保護等等(參見中國國家標準GB836. 1-2010)。其中，增安型保護通過對燈具采取附加措施，防止其在正常運行或規(guī)定的異常條件下產生危險溫度、電弧和火花的可能性。LED是一種固態(tài)光源，使用直流供電，具有光效高、壽命長和體積小等優(yōu)點，隨著LED制造成本的降低，LED已逐步應用于防爆燈具。由于LED體積較小，因此便于使用光學系統(tǒng)改變光強分布，從而提高光能利用率，增強節(jié)能效果。同時，較小的光源尺寸也有利于 減小防爆燈具的整體體積。根據(jù)應用場合的不同，各種防爆燈具需要滿足的配光要求也有所差別，在已公開LED防爆燈具設計方案中，有的使用反射器(如中國專利CN 201731301U)或透鏡(如中國專利CN 201615372U和CN 201615372U等)配光，有的利用多面體底座擴大照明范圍(如中國專利CN 201715291U)，還有一些則未采用任何配光措施(如中國專利CN 201757312U和CN 201212662Y)。當應用于爆炸性環(huán)境的道路照明、室內照明或深孔照明時，為提高照明均勻度和光能利用率，或為了滿足截光等方面的要求還需設計更加合理有效的非成像光學系統(tǒng)。散熱是LED燈具設計中需要解決的關鍵問題。在已公開的LED防爆具的設計方案中，普遍采用直接或間接通過防護外殼散熱的方法。例如，中國專利CN 201187752Y和CN 201731301U等公開的方案使用熱管將LED產生的熱量傳導至外殼，中國專利CN201661912U和CN 200982560Y等的方案首先通過密封在外殼中的散熱片傳導熱量，再利用腔體中的空氣對流和外殼傳導將熱量傳輸至燈具外部。上述方案中散熱系統(tǒng)的結構比較復雜，由于熱管或散熱片與外殼的接觸面積較小，導致較大的熱阻，從而影響整體散熱效果。在中國專利CN 201661872U和CN 201443739U等公開的方案中將LED安裝在與外殼一體的底座上，由于熱源距離外殼的外表面的距離較長，且傳熱底座的截面積較小，因此傳熱效率仍不夠聞。
發(fā)明內容本實用新型旨在簡化LED防爆燈具的結構，減小防爆燈具的體積和重量，使LED光效高、體積小的優(yōu)點能夠得到充分利用，而提供一種LED防爆燈具。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案是一種LED防爆燈具，包括LED，透鏡、散熱器、鋁基電路板、蓋板、支撐板、保護外殼、驅動電路及其電器箱，其特點是若干個大功率LED安裝在鋁基電路板上，鋁基電路板安裝在散熱器的下表面上；每個大功率LED上裝有透鏡，且透鏡通過支撐板和蓋板固定連接在散熱器上。[0008]散熱器由基板、散熱片組和向內凹進的光源腔體組成，并呈一體結構，其中，向內凹進的光源腔體位于基板的下表面，光源腔體內安裝LED及鋁基電路板，散熱片組位于基板的上表面，與LED的安裝區(qū)域相對應，使LED產生的熱量通過散熱片傳輸至外部環(huán)境。透鏡設有腔體和凸出的外緣，腔體表面為光線入射表面，呈半球面或圓柱面或圓柱面與自由曲面的組合曲面，并通過支撐板和蓋板固定在散熱器的下側表面，且LED發(fā)光表面的對稱軸與透鏡腔體的對稱軸重合。透鏡也作為防爆燈具的透明保護罩，由鋼化處理的玻璃材料制成。支撐板與散熱器下側光源腔體邊緣的連接處以及支撐板與各個透鏡的連接處分別設有第一，二密封圈，使LED及其電路板與外部隔離。電器箱與光源腔體通過穿透散熱器基板的通孔連通，LED的供電電纜從驅動電路 接出，穿過通孔后連接至鋁基電路板，在通孔處安裝密封圈或填充密封材料。電器箱的保護外殼上裝有供電電纜引入裝置，用于夾緊電纜和電器箱的密封。在電器箱的保護外殼與散熱器基板的連接處設有密封件，使LED的驅動電路與外部隔離。電器箱中安裝有接觸開關，當電器箱的保護外殼開啟時，外部輸入的供電電路被切斷。本實用新型的有益效果是本實用新型采用散熱片形式的散熱器，并利用LED尺寸小的特點，將散熱器作為保護外殼的一個組成部件，整體結構簡單緊湊，制造成本較低，并有利于減小燈具的體積和重量。將LED直接安裝在散熱片的下方，熱傳導距離短、截面積大，有利于提高傳熱效率。通過鋼化處理提高玻璃透鏡的強度，不需要再使用額外的保護罩，在滿足各種場合的配光要求的同時，簡化了燈具的結構。

圖I是本實用新型的結構局剖視圖；圖2是圖I的左視局部視圖；圖3是本實用新型的立體圖；圖4是散熱器結構立體圖；圖5是使用截光型透鏡的LED防爆燈具的結構主視圖；圖6是圖5的立體圖。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步的說明。如附圖I至圖3所示，本實用新型的LED防爆燈具由LEDI，透鏡2、散熱器3、鋁基電路板4、蓋板5、支撐板6和驅動電路8及其保護外殼7等部件組成。LED光源對溫度比較敏感，需采取合理的散熱措施，使LED的結溫在正常工作過程中保持在額定的范圍內。在爆炸性環(huán)境中，LEDl及其驅動電路8安裝在密封的保護殼體7中，LEDl產生的熱量需要通過保護外殼7散發(fā)到外部環(huán)境中。本實用新型采用散熱片形式的散熱器3，利用LED尺寸小的特點，將散熱器3作為防爆燈具保護外殼7的一個組成部件。將LEDl置于散熱器3的密封腔體303中，而將驅動電路8安裝在電氣箱11中。為提高散熱效率，采用多光源形式，多個LEDl分散安裝在鋁基電路板4上，鋁基電路板4進一步安裝在散熱器3的腔體303表面。如圖4所示，散熱器3由基板301、散熱片組302和向內凹進的光源腔體303組成，三部分為一體結構。散熱片組302位于基板301的上表面，而安裝LEDl及其電路板的向內凹進的光源腔體303位于基板301的下表面，并處于散熱片組302的正下方。本實用新型根據(jù)配光要求的不同，透鏡可以采用不同的形式，包括但不限于匯聚型透鏡、截光型透鏡和能夠產生矩形照明光斑的透鏡。圖I顯示了采用匯聚型透鏡的LED防爆燈具的結構，圖5，6顯示了使用截光型透鏡的LED防爆燈具的結構。如圖I，2所示，透鏡2具有腔體，腔體表面為光線入射表面，可以是半球面、圓柱面或圓柱面與自由曲面的組合曲面，用于容納LED1，LEDl發(fā)光表面的對稱軸與透鏡腔體的對稱軸重合。透鏡2亦具有凸出的外緣，與支撐板6上的安裝孔配合，通過支撐板6和蓋板5將透鏡2固定在散熱器3上。根據(jù)透鏡的形式，支撐板6和蓋板5可以是兩個獨立的零件，也可以合并為一個零件。在支撐板6與光源腔體303的連接處以及支撐板6與各個透鏡2的連接處分別放置第一，二密封圈9、10。透鏡2亦作為防爆燈具的透明保護罩，采用玻璃材料制造，并進行鋼化處理，從而滿足抗沖擊的要求。透鏡2、散熱器3和支撐板6以及必要的密封與緊固件共同構成了 LED及其電路板的保護外殼7，使LED及其電路板不會與外部可燃性物質發(fā)生接觸。如圖2，3所示，電器箱11安裝于散熱器3的上側表面，并置于散熱片組302的旁邊，使LEDl的散熱免受影響。電器箱11的腔體由保護外殼7和散熱器基板301共同構成，將LED的驅動電路8安裝在電器箱11中，并使用密封圈和緊固件使驅動電路8與外部隔離。電器箱11與安裝LED的光源腔體303采用穿透散熱器基板的通孔304連通，驅動電路8輸出的電源線穿過通孔304連接至LED的鋁基電路板4。在通孔304處安裝密封圈或填充密封材料以滿足防護要求。在電器箱的保護外殼7上安裝電纜引入裝置12，用于夾緊電纜并保證電器箱11的密封。在電器箱11中安裝接觸開關，使外部輸入的供電電路在保護外殼7開啟時能夠被切斷，從而避免拆卸燈具時產生火花。
權利要求1.一種LED防爆燈具，包括LED (1)，透鏡(2)、散熱器(3)、鋁基電路板(4)、蓋板(5)、支撐板(6 )、驅動電路(8 )及其電器箱(11)，其特征在于若干個大功率LED (I)安裝在鋁基電路板(4 )上，鋁基電路板(4 )安裝在散熱器(3 )的下表面上；每個大功率LED (I)上裝有透鏡(2)，且透鏡(2)通過支撐板(6)和蓋板(5)固定連接在散熱器(3)上。
2.根據(jù)權利要求I所述的LED防爆燈具，其特征在于所述散熱器(3)由基板(301)、散熱片組(302)和向內凹進的光源腔體(303)組成，并呈一體結構，其中，向內凹進的光源腔體(303)位于基板(301)的下表面，光源腔體(303)內安裝LED (I)及鋁基電路板(4)，散熱片組(302)位于基板(301)的上表面，與LED (I)的安裝區(qū)域相對應，使LED (I)產生的熱量通過散熱片傳輸至外部環(huán)境。
3.根據(jù)權利要求I所述的LED防爆燈具，其特征在于所述透鏡(2)設有腔體和凸出的外緣，腔體表面為光線入射表面，呈半球面或圓柱面或圓柱面與自由曲面的組合曲面，并通過支撐板(6 )和蓋板(5 )固定在散熱器(3 )的下側表面，且LED (I)發(fā)光表面的對稱軸與透鏡(2)腔體的對稱軸重合。
4.根據(jù)權利要求I所述的LED防爆燈具，其特征在于所述透鏡(2)也作為防爆燈具的透明保護罩，由鋼化處理的玻璃材料制成。
5.根據(jù)權利要求I所述的LED防爆燈具，其特征在于所述支撐板(6)與散熱器(3)下側光源腔體(303 )邊緣的連接處以及支撐板(6 )與各個透鏡(2 )的連接處分別設有第一，二密封圈(9，10)，使LED及其電路板與外部隔離。
6.根據(jù)權利要求I所述的LED防爆燈具，其特征在于所述電器箱(11)與光源腔體(303)通過穿透散熱器基板(301)的通孔(304)連通，LED的供電電纜從驅動電路(8)接出，穿過通孔(304)后連接至鋁基電路板(4)，在通孔(304)處安裝密封圈或填充密封材料。
7.根據(jù)權利要求I所述的LED防爆燈具，其特征在于所述電器箱(11)的保護外殼(7)上裝有供電電纜引入裝置(12 )，用于夾緊電纜和電器箱的密封。
8.根據(jù)權利要求I所述的LED防爆燈具，其特征在于所述電器箱(11)的保護外殼(7)與散熱器基板的連接處設有密封件，使驅動電路(8)與外部隔離。
9.根據(jù)權利要求I所述的LED防爆燈具，其特征在于所述電器箱(11)中安裝有接觸開關，當電器箱(11)的保護外殼(7)開啟時，外部輸入的供電電路被切斷。
專利摘要本實用新型涉及一種LED防爆燈具，包括LED，透鏡、散熱器、鋁基電路板、蓋板、支撐板、保護外殼、驅動電路及其電器箱。若干個大功率LED安裝在鋁基電路板上，鋁基電路板安裝在散熱器的下表面上；每個大功率LED上裝有透鏡，且透鏡通過支撐板和蓋板固定連接在散熱器上。本實用新型采用散熱片形式的散熱器，并利用LED尺寸小的特點，將散熱器作為保護外殼的一個組成部件，整體結構簡單緊湊，制造成本較低，并有利于減小燈具的體積和重量。將LED直接安裝在散熱片的下方，熱傳導距離短、截面積大，有利于提高傳熱效率。通過鋼化處理提高玻璃透鏡的強度，不需要再使用額外的保護罩，在滿足各種場合的配光要求的同時，簡化了燈具的結構。
文檔編號F21V29/00GK202501276SQ20122012209
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權日2012年3月28日
發(fā)明者樂燕芬, 施偉斌, 翁振克, 蘇勝君 申請人:上海寶臨防爆電器有限公司, 上海理工大學