用于硬化在細長空腔的內(nèi)壁上的涂層或塑料襯墊的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】在用于硬化在細長空腔的內(nèi)壁上的涂層或塑料襯墊的已知設(shè)備中，設(shè)置有用于發(fā)射光輻射的UV燈，該UV燈具有外罩燈泡。為了由此出發(fā)說明一種用于硬化在細長空腔的內(nèi)壁上的涂層或塑料襯墊的設(shè)備，該設(shè)備具有長的使用壽命并且在該設(shè)備的情況下減少健康損害和材料損害的風險，根據(jù)本發(fā)明提出：設(shè)置用于減少光輻射的紫外線輻射部分的發(fā)射的濾光器元件，所述濾光器元件在400nm到450nm的波長范圍中具有至少80%cm-1的光譜透射并且所述濾光器元件的邊緣波長處于350nm到380nm的范圍中。
【專利說明】用于硬化在細長空腔的內(nèi)壁上的涂層或塑料襯墊的設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于硬化在細長空腔的內(nèi)壁上的涂層或塑料襯墊的設(shè)備，包括具有外罩燈泡(HUllkolben)的UV燈，用于發(fā)射光輻射。
【背景技術(shù)】
[0002]為了修理管道和通道系統(tǒng)，多年以來使用整修方法，通過這些整修方法可以恢復(fù)管道和通道系統(tǒng)的功能能力并且由此能夠延長其使用壽命。作為整修方法，除了用于涂覆空腔的內(nèi)壁的涂覆方法之外也使用襯墊，這些襯墊是纖維復(fù)合材料，該纖維復(fù)合材料由用樹脂浸透的紡織材料、例如玻璃纖維構(gòu)成。
[0003]涂層或樹脂的硬化在管路或通道系統(tǒng)中實現(xiàn)并且例如可以以熱學方式通過引入熱水或水蒸氣來實現(xiàn)或可以以光學方式在使用紫外線輻射的情況下實現(xiàn)。用于熱硬化的襯墊必須冷卻地儲存并且甚至在冷卻的儲存時也只能受限地被保持。光學方法的使用具有更好的儲存能力的優(yōu)點，此外這些方法是能量有效的并且環(huán)保的。
[0004]這種用于照射細長空腔的內(nèi)壁、尤其用于硬化可輻射硬化的塑料層壓材料的設(shè)備由CA 2，337，239 Al已知。可在空腔中行進的設(shè)備裝配有UV燈，這些UV燈被布置在燈座中并且在相對的側(cè)上具有壓力彈簧。通過螺紋軸驅(qū)動裝置(Gewindespindeltrieb)能夠?qū)崿F(xiàn)燈間距與待硬化的合成樹脂層壓材料的內(nèi)壁的可變的適配。
[0005]用于利用UV輻射照射細長空腔的內(nèi)壁的另一輻射源在DE 298 20 521 Ul中被提出。該輻射源在端部處具有布置在管道橫截面中的有彈性的運行單元，這些運行單元彼此連接并且分別具有處于軸向的石英玻璃管。在石英玻璃管之內(nèi)布置有燈，該燈用于照射管道內(nèi)部空間。
[0006]在DE 101 45 648 Al中公開了用于照射對象的照射設(shè)備，其中作為輻射源設(shè)置有具有含有鎵的填充氣體的氣體放電燈。
[0007]此外，CH 328 598 A教導了一種由石英玻璃構(gòu)成的紫外線濾光器，該紫外線濾光器被用作氣體放電管的壁。該紫外線濾光器具有選擇性地消除UV光譜的確定區(qū)域的目的。
[0008]純石英玻璃對于直到UVC-VUV范圍的波長范圍內(nèi)的UV輻射是透明的并且因此是用于UV光源的優(yōu)選的燈材料。
[0009]如果將這種燈使用在用于硬化涂層或塑料襯墊的設(shè)備中，這些燈除了發(fā)射工作輻射之外也發(fā)射一部分較短波長的紫外線輻射，該輻射可能導致健康損害或造成處于附近的部件的老化。這尤其適用于由塑料構(gòu)成的部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]因此，本發(fā)明所基于的任務(wù)是說明一種用于硬化在細長空腔的內(nèi)壁上的涂層或塑料襯墊的設(shè)備，該設(shè)備具有長的使用壽命，并且在該設(shè)備的情況下減少了健康損害和材料損害的風險。
[0011]該任務(wù)從開頭所提到的類型的管道和通道修理設(shè)備出發(fā)根據(jù)本發(fā)明通過如下方式來解決:外罩燈泡包含含鎵的填充氣體，并且設(shè)置用于減少光輻射的紫外線輻射部分的發(fā)射的濾光器元件，該濾光器元件在400nm到450nm的波長范圍中具有至少SOWcnT1的光譜透射并且該濾光器元件的邊緣波長處于350nm到380nm的范圍中。
[0012]在到目前為此的管道和通道修理設(shè)備中，對于在直到UVC-VUV范圍的波長范圍內(nèi)的UV輻射透明的純石英玻璃被用作UV燈的燈材料。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，由此出發(fā)提出兩種修改方案，其中一種修改方案涉及在外罩燈泡中產(chǎn)生的輻射的發(fā)射光譜，而另一修改方案涉及該發(fā)射光譜與在按規(guī)定使用該設(shè)備時的情況的適配。
[0014]填充氣體摻雜鎵產(chǎn)生特征發(fā)射光譜。這樣產(chǎn)生的輻射在如下波長范圍中顯示出顯著的強度最大值:該波長范圍覆蓋用于硬化在細長空腔的內(nèi)壁上的涂層或塑料襯墊的設(shè)備的工作范圍。
[0015]所使用的輻射的優(yōu)選波長工作范圍處于400nm到450nm之間。已顯示出，所發(fā)射的波長小于400nm和大于450nm的輻射對于硬化涂層或塑料襯墊而言并不一定是必要的。
[0016]然而，含鎵的填充氣體也在工作范圍之外并且尤其在紫外線波長范圍內(nèi)發(fā)射。
[0017]為了使所產(chǎn)生的光譜與工作范圍相適配，UV輻射部分通過使用濾光器元件來減少或消除。由濾光器元件減少或消除的輻射包括UV波長范圍或其一部分，使得避免由所發(fā)射的UV輻射造成的健康損害并且同時能夠?qū)崿F(xiàn)該設(shè)備的處于附近的部件的長使用壽命。
[0018]為此,濾光器元件具有在350nm到380nm的范圍中的邊緣波長。該邊緣波長對應(yīng)于如下波長，在該波長處光譜內(nèi)透射比為阻帶和通帶的內(nèi)透射比的最大差值的一半。光譜內(nèi)透射比不考慮反射損耗并且通過定義被理解為外出的光譜輻射流與進入的輻射流的比例。
[0019]濾光器元件被實施為涂層或基板的摻雜?；逶谧詈唵蔚那闆r下為UV燈的外罩燈泡。
[0020]在一種優(yōu)選的修改方案中規(guī)定，輻射源在400nm到450nm的波長范圍內(nèi)具有至少一個主發(fā)射線，其波長比邊緣波長大至少IOnm且最高大50nm。
[0021]濾光器元件消除或削弱發(fā)射光譜中對于硬化涂層或襯墊來說不需要的UV輻射的部分。然而由此僅還剩下窄的波長范圍作為可用的工作輻射。因此，在該波長范圍內(nèi)的主發(fā)射對于設(shè)備的按規(guī)定的使用而言是特別重要的。
[0022]通過主發(fā)射的波長與濾光器元件的邊緣波長直接相鄰來實現(xiàn)吸收主發(fā)射的可能的不期望的UV輻射部分。另一方面，由于波長比邊緣波長大至少10nm，所以不過度妨礙主發(fā)射線的發(fā)射。如果主發(fā)射線的波長比邊緣波長大了多于50nm，則一方面存在不期望的短波的紫外線輻射的部分未有效地被最小化的風險。另一方面，在大邊緣波長的情況下，在工作范圍內(nèi)對于主發(fā)射線還可供使用的波長范圍非常窄，使得存在不能實現(xiàn)足夠的照射強度的風險。
[0023]該設(shè)備的一種優(yōu)選的變型方案規(guī)定，濾光器元件由摻雜鋁的石英玻璃制成。
[0024]由摻雜鋁的石英玻璃構(gòu)成的濾光器元件在化學上和在熱學上是穩(wěn)定的并且與涂層相比可以不受損傷。
[0025]已證明為有利的是,濾光器元件具有在10重量ppm到20重量ppm的范圍內(nèi)的招含量。
[0026]具有小于10重量ppm的鋁含量的濾光器元件導致不期望的UV輻射部分的少量減少。具有大于20重量ppm的鋁含量的濾光器元件明顯地減少工作范圍中的光譜透射。
[0027]在一種替代的優(yōu)選的變型方案中規(guī)定，濾光器元件由摻雜鈰的石英玻璃制成。
[0028]由摻雜鈰的石英玻璃構(gòu)成的濾光器元件在化學上和在熱學上是穩(wěn)定的并且與涂層相比可以不受損傷。
[0029]在一種有利的擴展方案中規(guī)定，濾光器元件是石英玻璃空心柱體，在該石英玻璃空心柱體中布置有UV燈。
[0030]通過將UV燈布置在石英玻璃空心柱體中來保護UV燈以避免機械作用和雜質(zhì)。石英玻璃空心柱體可以容易地清潔和替換并且石英玻璃空心柱體形式的濾光器元件可以簡單且成本低廉地制造。通過管道形狀來保證由UV輻射器朝所有空間方向發(fā)射的UV輻射的盡可能各向同性的吸收。石英玻璃空心柱體的外徑可以與通道或管道的內(nèi)部幾何形狀適配。
[0031]在另一種優(yōu)選的擴展方案中規(guī)定，石英玻璃空心柱體氣密地包圍UV燈并且具有針對用于電接觸UV燈的電流套管(StromdurchfUhrung)的氣密的密封件。
[0032]通過將UV燈布置在石英玻璃空心柱體中來保護UV燈以避免機械作用。通過該石英玻璃空心柱體氣密地包圍UV燈并且具有針對用于電接觸UV燈的電流套管的氣密的密封件，總體上能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊的結(jié)構(gòu)形式。該石英玻璃空心柱體可以具有一個或多個氣密的密封件。該石英玻璃空心柱體可以單側(cè)或雙側(cè)套接地實施。該石英玻璃空心柱體可以填充有惰性氣體或具有真空。
[0033]在最簡單的情況下，濾光器元件是UV燈的外罩燈泡。
[0034]同時為UV燈的外罩燈泡的濾光器元件可以成本低廉地制造并且能夠?qū)崿F(xiàn)該設(shè)備的特別緊湊的結(jié)構(gòu)形式。
[0035]對此替代地或補充地，但也已證明為有利的是，濾光器元件被實施為石英玻璃空心柱體和/或外罩燈泡上的涂層。
[0036]該涂層在此被設(shè)置在石英玻璃空心柱體和/或外罩燈泡的外側(cè)和/或內(nèi)側(cè)上。涂層可以簡單地施加并且能夠在其特性方面可變地調(diào)節(jié)。合適的涂層例如可以被構(gòu)造為由二氧化鈦和二氧化硅構(gòu)成的多層的干涉反射濾光器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]以下借助實施例和附圖進一步描述本發(fā)明。詳細地:
圖1以示意圖示出根據(jù)本發(fā)明的具有石英玻璃空心柱體形式的濾光器元件的設(shè)備的燈單元的實施方式，以及
圖2以示意圖示出UV燈的光譜強度分布，所摻雜的石英玻璃的透射曲線被示意性地繪入到該光譜強度分布中。
【具體實施方式】
[0038]根據(jù)本發(fā)明的用于硬化在細長空腔的內(nèi)壁上的涂層或塑料襯墊的設(shè)備包括燈單元，如在圖1中所示的那樣，并且該燈單元總體上被分配參考數(shù)字I。燈單元I包括用于發(fā)射光輻射的UV燈、氣密的石英玻璃空心柱體3和氣密的密封件4。UV燈是額定功率為600W的汞中壓輻射器2。此外，為了硬化涂層或塑料襯墊，設(shè)置有額定功率為100W到2000W的輻射器。萊中壓福射器2具有氣密的外罩燈泡10,該外罩燈泡填充有萊、惰性氣體和鎵。在汞中壓輻射器2的兩個氣密的密封件7中分別設(shè)置有電流套管5a、5b，用于電接觸電極6a、
6b ο
[0039]實例I
萊中壓福射器2被石英玻璃空心柱體包圍，該石英玻璃空心柱體由優(yōu)質(zhì)石英玻璃(Quarzglasqualitjit)制成，該優(yōu)質(zhì)石英玻璃由哈瑙的Heraeus Quarzglas GmbH&C0.KG 以名稱“HLQ382”提供。該石英玻璃包含0.6ppm的鋰、0.3ppm的鈉、0.4ppm的鉀、0.05ppm的鎂、0.5ppm的?丐、0.1ppm的鐵、少于0.05ppm的銅、少于0.05ppm的猛和15ppm的招。石英玻璃空心柱體3用作本發(fā)明意義上的濾光器元件。 [0040]實例 2
在一種替代的實施方式中，石英玻璃空心柱體3由如例如由哈瑙的Heraeus QuarzglasGmbH & C0.KG以名稱“M 382 Plus”或“M382 S Plus”提供的摻雜鈰的石英玻璃制成。在此情況下，作為化學雜質(zhì)，該石英玻璃包含Ippm的鋰、Ippm的鈉、0.8或0.1ppm的鉀、0.1ppm的鎂、1.0或0.1ppm的?丐、0.8或0.2ppm的鐵、0.1ppm的銅、0.1ppm的鉻、0.05ppm的猛和20或IOppm的鋁。此外，該石英玻璃摻雜有鈰。
[0041]石英玻璃空心柱體3氣密地圍繞萊中壓福射器2。在石英玻璃空心柱體3與萊中壓輻射器2之間的空腔8填充有惰性氣體氬。通過石英玻璃空心柱體3的氣密的密封件4，設(shè)置有兩個用于電接觸汞中壓輻射器2的電流套管9a、9b。
[0042]圖2示出在250nm到750nm之間的波長范圍內(nèi)的汞中壓輻射器2的光譜強度分布。用于硬化涂層或塑料襯墊的工作輻射的波長范圍為400nm到450nm。汞中壓輻射器2發(fā)出在該工作范圍之外和之內(nèi)的輻射。尤其是，該光譜具有在大約410nm和420nm處的兩個主發(fā)射線。
[0043]為了使工作波長范圍之外的短波部分的發(fā)射(E)最小化,將石英玻璃空心柱體3用作濾光器玻璃。示意性地將根據(jù)實例I的石英玻璃空心柱體3的透射率曲線(T:透射)繪入上述輻射源的光譜輻射強度分布中。在工作波長范圍之內(nèi)石英玻璃(在表面上無散射和反射損耗)的光譜透射大于90%^]!'但是可看出，大約400nm之下的波長越來越多地被濾光器元件吸收并且由此被濾出。
[0044]濾光器的邊緣波長處于大約380nm處。兩個所提到的在大約410nm和420nm處的主發(fā)射線通過石英玻璃空心柱體3的過濾作用盡管受到影響，但未被消除。
【權(quán)利要求】
1.一種用于硬化細長空腔的內(nèi)壁上的涂層或塑料襯墊的設(shè)備，具有用于發(fā)射光輻射的UV燈(2)，所述UV燈具有外罩燈泡(10)，其特征在于，所述外罩燈泡(10)包含含有含鎵的填充氣體，并且設(shè)置有用于減少所述光輻射的紫外線輻射部分的發(fā)射的濾光器元件，所述濾光器元件在400nm到450nm的波長范圍中具有至少SOWcnT1的光譜透射并且所述濾光器元件的邊緣波長處于350nm到380nm的范圍中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述UV燈(2)在400nm到450nm的波長范圍中具有至少一個主發(fā)射線，所述主發(fā)射線的波長比邊緣波長大至少IOnm且最高50nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述濾光器元件(3)由摻雜鋁的石英玻璃制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，鋁含量處于10重量ppm到20重量ppm的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述濾光器元件(3)由摻雜鈰的石英玻璃制成。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述濾光器元件是石英玻璃空心柱體(3 )，在所述石英玻璃空心柱體中布置有所述UV燈(2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述石英玻璃空心柱體(3)氣密地包圍所述UV燈(2 )并且具有針對用于電接觸所述UV燈(2 )的電流套管的氣密的密封件(4 )。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述濾光器元件是所述外罩燈泡。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述濾光器元件被實施為所述外罩燈泡(10)上的涂層。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求6或7之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述濾光器元件被實施為所述石英玻璃空心柱體(3 )上的涂層或所述石英玻璃空心柱體(3 )和所述外罩燈泡(10 )上的涂層。
【文檔編號】F16L55/18GK103842708SQ201280038398
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月4日
【發(fā)明者】T.阿諾爾德 申請人:賀利氏特種光源有限責任公司