CN1331834A - 带有保护组件的全天候荧光灯 - Google Patents

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Abstract

一种具有保护管(16)和玻璃管(12)的荧光灯,在端盖附近的保护管上设有多个按特定数目和特定大小制造的透气孔(30)。

Description

带有保护组件的全天候荧光灯
当荧光灯破裂时，玻璃管碎片、水银和管内磷涂层的粉末会四处散开。在食品被加工或存储的地方，特别是在超市的光照展示柜旁，库房职员和顾客在柜灯附近搬动食品时，极其希望并且常为政府规定所要求，柜灯须被保护起来，尽量减少柜灯破裂的可能性，而如果破裂，必须消除玻璃碎片、水银、和磷粉逸出并污染食品的可能性。带有保护组件的荧光灯已为人所知并为此目的而被广泛使用。这种灯的范例曾在下列美国专利编号中被说明并示出：4,048,537(授予Blaisdell等，1977)、4,924,368(Northrup等，1990)、5,173,637(Sica，1992)、5,536,998(Sica，1996)、和5,729,085(Sica，1998)。这三个Sica的专利均为本发明的受托人所拥有。
冷冻食品的储存展示柜除了需要减少灯破裂及玻璃和粉末逸出的可能性外，还要求保持灯在低温环境下的最佳光输出；按周围室温约为70°F下运行而设计的荧光灯在低的周围温度下提供的光输出比它们在室温下提供的小得多，因此有不少关于使荧光灯适应低温运行的建议，如同在下列美国专利编号中所揭露的：2,135,696(Baumhauser等，1938)、2,363,109(Keiffer，1944)、2,581,959(Koehler，1952)、3,358,167(Shanks，1967)、3,453,470(Hammer，1969)、3,602,759(Evans，1971)、3,720,826(Gilmore等，1973)、和4,916,352(Haim等，1990)。
在大多数情况下，现有技术的荧光灯保护组件包括专门模制的端配件，该配件可配装在灯的端盖上并夹持一个在灯外面的保护套筒。在某些情况下，端配件是特意设计的，使它们能从灯上卸下，这样当灯烧坏而更换时，保护组件可再使用。在灯破裂时，可卸下的保护组件并不能完全确保将玻璃碎片和磷粉留在其内。不管端配件是永久地连结在灯上还是可卸下，它们都比较昂贵并且通常须为一个特定的灯式样设计以确保适当的配装。
Sica’637专利(见上)的灯能对灯的破裂提供良好的保护并且在灯破裂时，保护组件能提供一个封闭物可靠地防止玻璃碎片和磷粉的飞散。就该方面言，灯管外面的保护管用颈圈被牢固地连接在灯的端盖上，该颈圈既用机械方法接合又用胶粘固定在保护管和端盖上。Sica’637专利的灯生产起来并不贵，因为它采用简单的管件和商业上有供售的胶粘剂。
Sica’998专利也是上面提到的，它涉及一种被保护的荧光灯，该灯被构造得可在冷环境下运行如超市的冷冻小间和冷冻柜或在冷天的户外环境中。该专利采用标准的“室温”(70°F、21℃)荧光灯，有一保护管套在灯管的外面，由两端的可压缩的泡沫材料间隔环使保护管在径向上与玻璃灯管间隔开，这样在两者之间便形成一个空气间隙。被截留在其内的空气形成一个绝热层，可限制从灯到保护管外周围空气的热传递和将热沿着灯管长度对流地分布的空气的循环。保留在空气间隙中的热量可防止灯的冷却，从而可将光输出保持在或接近于该灯在室温下的光输出。保护管能吸收冲击并减少灯被破裂的可能性。如果灯破裂，那么用胶粘方法还用机械方法连接到灯管端盖法兰上和保护管上的冷缩配合的颈圈可将由保护管、颈圈和端盖组成的封闭物的整体性保持下来，用来容纳灯管碎片和磷的粉末。
泡沫材料间隔环可提供好几种作用。首先，它是一个使保护管与灯玻璃管间隔开的间隔垫，它在灯管的两端各造成一个均匀的空气间隙，由于保护管是刚性的，这样就可在灯管的整个长度上造成一个均匀的空气间隙。第二，泡沫材料间隔环可在空气间隙的两端提供热绝缘，并防止在保护管的两端生成冷点。第三，泡沫材料间隔环可在保护管和灯管之间提供冲击吸收垫，这可减少冲击灯管的可能性，特别是在靠近灯管的两端，这种冲击会使灯断裂。间隔环用胶粘剂粘结在灯管上，这样不仅当将保护组件安装在灯上而要使保护管滑动越过灯管时而且在灯管的整个寿命中，间隔环都可坚持在位。为了提高绝缘功能而要避免在灯管内产生应力，并且在间隔环已经在位时要使保护管能够滑动越过灯管，在间隔环和保护管之间的配合为“适贴”配合。由于间隔环为一可压缩的泡沫材料，因此能略微压缩，要使保护管滑动越过灯管并不困难。
为了各种用途，Sica的’998和’637专利在本文被引用。
按照Sica'998专利的带有保护组件的灯在商业上有供售，它在预定的低温即从冰点(32°F、0℃)到-34℃(-30°F)的范围内可很好地工作。但在该范围的较高部及在冰点以上的温度，该灯会过热以致减少其寿命，并且保护盖的端部当时间一长时可能会变色以致减少光输出。在某些环境中如用来生产奶制品、某些沙拉的覆盖层和其他产品的冷气间虽被保持冷却但多少在冰点之上，这时按照Sica’998专利的被保护的灯就不能很好地工作。在另一方面，被保护的室温灯如Sica'637专利也不能令人满意，因为它在温度低于约10℃(50°F)时会减少光输出。
本发明的目的是要提供一种被保护的灯组件，它能比Sica’637专利或Sica’998专利的灯在较宽的温度范围内即从约10℃(50°F)到约-34℃(-30°F)的范围内工作。该范围允许同一个被保护的灯组件可被用在冷气间和冷冻间内。
按照本发明，上述目的和其他目的可以达到，办法是改进标准荧光灯的保护组件，该灯的型式为一狭长的玻璃管，两端各有金属端盖，每一盖各有一个靠近玻璃管的法兰部。该组件包括一个保护管，该保护管由半刚性的、不脆的、聚合物的、透明的或半透明的材料预制成型，能够稳定地承受紫外辐射，并能被接受在玻璃管之外使其内表面与玻璃管的外表面基本上均匀地间隔开，形成一个空气空间作为灯的绝缘。保护管基本上与灯在纵长方向上的玻璃管的整个直径部共同延伸，并被固定在灯的法兰部上，使当灯管破裂时保护管仍被固紧在端盖上。
所作改进是在保护管两个接近端盖的部分上设置多个透气孔，该透气孔小到使破裂灯管的玻璃碎片不能从其中通过。透气孔的数目使在玻璃灯管和保护管之间的空气间隙能够得到适度的通风，使该灯在从约10℃(50°F)到约-34℃(-30°F)的周围温度的范围内，光输出不会有多大的减少，保护管也不会有多大的变色。
按照本发明，改进的两个重要方面为：(1)透气孔要足够小，使当玻璃灯管破裂时能够防止固体物质如玻璃碎片和磷微粒从完整无损的保护管/端盖的结构中逸出；(2)这些小孔被这样排列并且有足够的数目使在玻璃灯管和保护管之间的空气空间内有有限的通风。虽然我们未能使通风程度量化，也没有努力去这样做，但可以这样说，过多的通风会使该灯在过低的温度下运行，这会显著减少光输出；而过少的通风会使该灯在过高的温度下运行，这会使保护管变色，特别是在靠近两端的地方，那里灯温最高。通风的正确数量可由实验确定，在下面说明的实施例中我们就曾这样做过。
具体地说，曾经发现透气孔的直径小到约1.27mm(0.050英寸)就足够在玻璃灯管破裂时防止固体材料(相对于气体而言)从保护管、两个终端所构成的保护封闭物中逸出。在保护管的两个端部上的小孔应均匀地分布在保护管的周围上。当所有透气孔均位在离开保护管每一端约为3英寸以内时可以得到良好的效果。例如试验曾经确定一个被保护的灯在10℃(50°F)和-34℃(-30°F)之间的各种周围温度下运行时，其灯寿命和光输出可与在室温下运行的标准灯(未经保护的灯)接近，其时在保护管的每一端各制有直径为1.27mm(0.05英寸)的72个透气孔，排列成3个圆周列，每列24个等距间隔开的透气孔，列与列的间矩为22mm(7/8英寸)。
为了更好了解本发明，可结合附图参阅下面关于示范实施例的说明。
图1为装在传统的荧光灯上的保护组件的一个实施例的一端的侧剖视图，也是另一端的镜中映象，两端都是相同的构造。
图2为本发明的被保护的灯的一个实施例的侧立视图，中央部已被断开。
首先参阅图1，标号10指出一个传统的、在商业上有供售的、室温用的荧光灯，其型式为有一狭长的玻璃管12，在其两端各有一个轻微的缩颈并各被一个具有周边法兰部14a的、金属的杯状端盖14封闭。灯基可以是传统的双销(如图所示)、单销或凹槽的双触点式。保护组件的保护管16由半刚性的、不脆的、透明的聚合物材料预先成形，并被接纳在玻璃管上，形成一个在玻璃管的外表面和保护管内表面之间的、基本上与玻璃管一同在纵长方向上延伸的间隙“C”，这个间隙“C”是由位在玻璃管两端邻近的间隔环18造成并保持的。每一间隔环都由胶粘层18a胶粘地连结在玻璃管上，胶粘层18a由能够抗热和抗紫外辐射的半刚性聚合物泡沫料的带状材料制成，形式为一带，具有基本上均匀的长方形横截面和这样一个厚度使环的外表面与保护管的内表面形成一个适贴配合，从而使保护管能够沿纵向滑动到灯上。有一由可热缩的聚合物材料预先成形的颈圈20以叠置的方式被接受在保护管16的两个端部和邻近盖的法兰部14a上，并热缩而密封在其上。胶粘层22被插置在每一个颈圈20和保护管16的相应端之间，而胶粘层24被插置在每一个颈圈20和相应的盖法兰部14a之间。在玻璃灯管和颈圈20之间没有胶粘剂。
在本发明的用38.1mm(1.5英寸)直径荧光灯的具体例子中，保护管16是从一根挤压管上切下来的一段，该段沿着纵长方向延伸越过灯管的整个直径部分(但不越过任一端的缩颈部)，挤压管由在紫外辐射下高度稳定的聚碳酸酯制成。保护管可以是透明的或半透明的，并在任一种情况下都可以是带色的。合适的、透明的聚碳酸酯管可从美国新泽西州Sterling的热塑性加工者公司得到供售，称为产品58UV号，该产品由Mobay公司供应的树脂(树脂3207-1112M50号)制成。保护管的壁厚为1.59mm(0.0625英寸)，内直径为49.2mm(1-13/16英寸)。在半径上，玻璃管的外侧和保护管的内侧之间的间隙为2.38mm(3/32英寸)。这个间隙是合乎需要的，它在玻璃灯管和保护管之间提供一个热绝缘的空气屏障，可在灯管和保护管外的环境之间保持一个合乎需要的温度差。这个间隙还允许对流空气在其内流动，从而沿着灯的长度可保持一个合乎需要的热梯度。
间隔环18由硅树脂橡胶泡沫材料带制成，该带具有基本均匀的长方形横截面，宽为12.7mm(1/2英寸)、厚为6.35mm(1/4英寸)。泡沫材料的压缩变形关系为压力从约41.4KPa(6磅/方英寸)到约95.6KPa(14磅/方英寸)。压缩变形都可为25％(ASTM D1056)。在该带的一个面上敷有丙烯酸胶粘剂涂层，而在胶粘剂之上有一防粘衬里。在制造该环时，从供应卷材上预先切下一段具有所需长度的泡沫材料带，将它卷绕在灯管上使在两端汇合处形成一个适贴的对接。该带被这样敷设在灯上使其较接近灯端盖的边缘基本上与保护管的端头重合。
颈圈20为从管状产品切下来的长度为38.1mm的一段，该管状产品可从美国NJ州、Motuchen的E.H.Canis&Son公司得到供售，商标为“Astramelt FP301”。大约19mm(3/4英寸)的颈圈叠置在保护管上，所用胶粘剂为GE PSA，这样除了颈圈的缩紧配合外，还在其上提供增添的机械保持，并在灯和保护组件之间提供水分的屏障和气密性密封。
如果被保护的灯破裂，保护组件可将端盖保持住并防止玻璃碎片和磷粉的散开。保护组件并不减少光的传送，因为保护管是完全透明的。
为了使被保护的灯能在温度高约10℃(50°F)时正常地运行而不会减少其寿命或使保护管端头附近灯最热的地方变色，在保护管16的两个端部都设有透气孔30。在本实施例中，透气孔30都具有1.27mm(0.050英寸)的同一直径。曾经确定这样大小的孔当玻璃灯管破裂时便可防止玻璃碎片、磷粉和水银的逸出。透气孔被均匀分布在保护管的圆周上，这样当被保护的灯方位不正时便可避免不均匀的通风作用。透气孔的数目要求将灯的运行温度保持得足够低以免在周围温度高达10℃(50°F)发生过热的问题，在本例中这个数目在保护管的每一端部约为72。合适的布置是将它们排列成3个圆周列，列间的距离约为22.2mm(7/8英寸)，最接近保护管端头的一列离开端头的距离亦为22.2mm(7/8英寸)。
上述具体设计只是希望用作一个指导。显然，不同的透气孔排列模式、不同的透气孔数目、以及略大于或略小于1.27mm(0.050英寸)的孔都是能够使用并得出良好效果的。尺寸足够小的透气孔的任何一种布置只要能将玻璃碎片、磷粉和水银保持在破裂的灯内，数目足够大的定位在保护管上的透气孔的任何一种布置只要能提供通风使灯在周围温度高达10℃时不会被过热，都是合适的。曾经确定，透气孔实际上并不改变被保护灯在温度低达-34℃时的良好效能。
上述带有保护组件的灯之所以能够保持释出的物质还有一个方面是，当灯破裂时在保护组件内的压力最初会跌落到比大气压低得多的水平，这是因为在灯管内的低真空体积加入到空气间隙体积内的缘故，因此外面的空气通过透气孔进入到由端盖和保护管限定的体积内。空气的流入阻止在限定体积内的物质通过透气孔的释出。虽然在灯破裂后在限定体积内的压力不久便会达到大气压，但因为有空气通过透气孔引入，透气孔的存在并不改变保护组件在防止灯内物质被释放到周围环境中的有效性。

Claims (9)

1.一种带有保护组件的荧光灯，
该灯具有一个狭长的玻璃管，两端各有金属端盖，每一端盖各有一个靠近玻璃管的法兰部，
保护组件有一保护管，由半刚性的、不脆的、聚合物的、透明或半透明的材料预制成型，能够稳定地承受紫外辐射，并能被接受在玻璃管之外而将其两端连接在端盖的法兰部上，保护管有一内表面基本上均匀地与玻璃管的外表面间隔开，在其间形成一个空气空间作为灯的绝缘，保护管基本上与灯在纵长方向上的玻璃管共同延伸，
其特征为，
在保护管两个接近端盖的部分上设有多个透气孔，该透气孔小到使破裂灯管的玻璃碎片不能从其中通过，而透气孔的数目有足够多，使该灯在从约10℃(50°F)到约-34℃(-30°F)的周围温度的范围内运行时，光输出不会有多大的减少，保护管也不会有多大的变色。
2.根据权利要求1的灯，其特征为，每一透气孔的直径都约为1.27mm(0.050英寸)。
3.根据权利要求1的灯，其特征为，透气孔基本上均匀地分布在保护管的圆周上。
4.根据权利要求1的灯，其特征为，每一透气孔的直径都约为1.27mm(0.050英寸)，并且透气孔基本上均匀地分布在保护管的圆周上。
5.根据权利要求4的灯，其特征为，透气孔被排列成圆周列，并且每一列内的透气孔基本上以等距离互相间隔开。
6.根据权利要求4的灯，其特征为，在保护管每一端部上的透气孔均位在离开保护管的端头约76mm(3英寸)的范围内。
7.根据权利要求4的灯，其特征为，在保护管的每一端约有72个透气孔。
8.根据权利要求1的灯，其特征为，每一透气孔的直径约为1.27mm(0.05英寸)，在保护管每一端部上的透气孔均被排列成3个基本上等距离互相间隔开的圆周列，每一圆周列上有约24个等距离互相间隔开的透气孔。
9.根据权利要求8的灯，其特征为，与保护管的较近端最为接近的那一列离开该较近端约为22.2mm(7/8英寸)，而各列之间互相间隔开的距离也约为22.2mm(7/8英寸)。
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