CN111224306A - 一种ip68防护级承压式激光灯灯箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种IP68防护级承压式激光灯灯箱，包括电连接的激光器和激光电源，还包括激光器散热器、激光电源散热器，以及由四周侧壁首尾相接组成的上下贯通的机箱，激光器散热器和激光电源散热器分别作为机箱的底板和顶盖，与机箱连接组成封闭的腔体，激光器和激光电源置于该腔体内。本发明将激光电源散热片和机箱顶盖整合为一个整体，同时将光学平台、激光器散热片和机箱底板整合为一个整体，而激光器散热片和激光电源散热片均直接暴露于空气中，提高了散热效率，并减轻了激光灯的重量，同时也提高了IP68防护级承压式激光灯灯箱的密封性能和承压性能，避免空气及水汽进入承压式激光灯灯箱的内部，进而延长激光灯的寿命。

Description

一种IP68防护级承压式激光灯灯箱

技术领域

本发明属于激光器散热技术领域，具体涉及一种IP68防护级承压式激光灯灯箱。

背景技术

激光灯又称激光表演***，是指以激光器为光源，安装于光学平台上，加装扫描***及辅助***而成的激光设备。主要应用在舞台表演、喷泉水景、照明亮化等领域。

激光灯的散热***对于提高激光灯能量转换效率有很大的影响，在激光器件运转过程中，如果可以及时地排除工作气体产生的热量，就可以迅速地使工作气体的温度保持稳定，从而获得高效的RF电光转换效率，提高激光和稳定激光输出功率。现有激光灯的散热方式主要有风冷和水冷。

对于水冷散热，这导致激光灯***的重量和体积过大，故障率较高。因此，不适用于在对体积、重量有严苛要求的环境中。

风冷散热一般以气体作为传热介质，通过风扇强制气体快速流动，以对流的方式带走激光灯工作时产生的热量。与水冷散热***相比，风冷散热***具有体积小、重量轻、结构简单等优点，获得了广泛应用，成为激光灯普遍使用的散热方式。

目前采用风冷散热方式的激光灯的机箱为敞开式机箱，激光灯散热片及其他配件的散热片均安装于机箱内部，结合风机强制散热，这样的散热结构使得机箱无法密封，进而无法避免空气、灰尘及水汽进入设备内部，从而造成对激光灯及辅件的氧化、腐蚀，光路被污染，使激光灯的故障增多，光衰增加、寿命受到影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有的激光灯散热结构均置于机箱内和机箱开设敞口，造成的空气、灰尘及水汽易进入机箱导致激光器及其他辅件的氧化、腐蚀、光路污染、故障等问题。

为此，本发明提供了一种IP68防护级承压式激光灯灯箱，包括电连接的激光器和激光电源，还包括激光器散热器、激光电源散热器，以及由四周侧壁首尾相接组成的上下贯通的机箱，所述激光器散热器和激光电源散热器分别作为机箱的底板和顶盖，与机箱连接组成封闭的腔体，所述激光器和激光电源置于该腔体内。

进一步地，激光器与激光器散热器相背而设并紧贴接触，激光电源与激光电源散热器相背而设并紧贴接触。

进一步地，IP68防护级承压式激光灯灯箱还包括支撑和放置机箱的光学平台，所述激光器散热器作为光学平台的上表面，光学平台与腔体形成一体式整体结构。

进一步地，所述激光器散热器和激光电源散热器均为散热片。

进一步地，所述散热片沿机箱的长度方向覆盖在机箱的的上下贯通口处，所述散热片与机箱四周侧壁的边部密封连接贴合，且散热片的长度与机箱的长度一致。

进一步地，所述激光器散热器与激光器之间、激光电源散热器与激光电源之间分别设置有含石墨烯的导热层。

底板或顶盖与所述机箱一体成型铸造或焊接而成；

进一步地，所述腔体内充填有正压力惰性气体。

进一步地，所述惰性气体为氦气或氮气。

本发明的有益效果：本发明提供的这种IP68防护级承压式激光灯灯箱，将激光电源散热片和机箱顶盖整合为一个整体，同时将激光器散热片、光学平台、和机箱底板整合为一个整体，而激光器散热片和激光电源散热片均直接暴露于空气中，提高了散热效率，并减轻了激光灯的重量，同时由于激光器散热片、激光电源散热片与机箱组成了密封的腔体，进而也提高了激光灯灯箱的密封性能，避免空气、灰尘及水汽进入激光灯灯箱内部，进而延长激光灯的寿命。

IP68防护级承压式激光灯灯箱采用一体铸造或者焊接而成的箱体与上盖密封盖合组成密封封闭的机箱，无胶封，可以隔绝空气、灰尘和水汽的进入，进而避免水汽和空气、灰尘对激光灯及其辅件的腐蚀、氧化、污染，延长激光灯的寿命；另外，密封的机箱内充满正压力惰性气体，将机箱内原有的空气置换出来，充当保护气，给激光灯及其辅件全面的保护，使激光灯的机箱即使处于水下，也可以承受高压，不会损坏激光灯。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是IP68防护级承压式激光灯灯箱的整体结构示意图。

图2是未设置散热片的激光灯灯箱示意图。

附图标记说明：1.机箱；2.激光器；3.激光器散热器；4.激光电源；5.激光电源散热器；6.光学平台；7.腔体；8.充气口。

具体实施方式

实施例1：

为了解决现有的激光灯散热结构均置于机箱内和机箱开设敞口，造成的灰尘、空气及水汽易进入机箱导致激光器及其他辅件的氧化、腐蚀、故障等问题。本实施例提供了一种IP68防护级承压式激光灯灯箱，如图1所示，包括电连接的激光器2和激光电源4，还包括激光器散热器3、激光电源散热器5，以及由四周侧壁首尾相接组成的上下贯通的机箱1，激光器散热器3和激光电源散热器5分别作为机箱1的底板和顶盖，与机箱1连接组成封闭的腔体7，激光器2和激光电源4置于该腔体7内。

具体地，激光器2和激光电源4均紧贴安装于腔体7的内壁。

与传统的水冷散热不同的是，本实施例中的激光器散热器3和激光电源散热器5均安装于机箱1外部，且机箱1与激光器散热器3、激光电源散热器5组成了密封的结构。由于激光器散热器3和激光电源散热器5都安装在机箱1外部，减轻了激光灯的重量；换句话说，激光器散热器3和激光电源散热器5均置于机箱1外壁直接暴露于空气中，提高了散热效率方便携带和运输；机箱1与激光器散热器3、激光电源散热器5组成了密封的结构，可以避免灰尘、空气及水汽进入设备内部，从而造成对激光器及辅件的氧化、腐蚀、污染，使激光灯的故障增多，光衰增加、寿命受到影响。

而当置于水中时，为了具有较好的承压和密封效果，本实施例中将底板与机箱、顶盖与机箱1均一体成型铸造或焊接而成，而代替传统的拼接板结构，可以确保机箱的密封性能，提高机箱的密封承压性能，延长机箱的使用寿命，进而也就延长了激光灯的使用寿命。

当本实施例的IP68防护级承压式激光灯灯箱在空气中安装使用时，作为优选，选择铝合金材质的机箱1；当IP68防护级承压式激光灯灯箱在水下安装使用时，优选不锈钢材质的机箱。

同时在腔体7内充填有正压力惰性气体（如0.12MPa～0.2MPa的氮气或氦气），确保机箱的承压能力，同时也可以防氧化。惰性气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡6种气体，它们的化学性质很不活泼，不容易和其它物质发生反应，因此作为本实施例中激光灯的保护气。本实施例中，根据一般的使用习惯，优选填充氦气或氮气。机箱的腔体7内充满正压力的惰性气体（将机箱腔体内原有的空气置换出来），则是为了确保激光灯在水下工作时，机箱可以承受一定压力的水压，确保机箱不会因为水压而损坏，进一步保护激光灯。

需要特别说明的是，为了方便正压力惰性气体的充入，机箱上开设有用于向机箱本体1内充入正压力惰性气体的充气口8（见图2）。

具体地说，在激光灯的构件放进灯箱内后，将上盖盖合至灯箱上部，并通过O型密封圈密封，然后利用泵将正压力惰性气体通过充气口8向灯箱内泵入正压力惰性气体，充气完成后，再将充气口8密封，确保灯箱内的惰性气体不会泄露，进一步提高机箱的密封性能。

特别地，在上述惰性气体的基础上，本实施例中机箱整体为密封封闭结构，可以防止灰尘、空气和水汽进入机箱本体1，且经过试验，本实施例的内部充满惰性气体的全密封机箱达到了IP68的防护等级。

需要说明的是，IP是Ingress Protection的缩写，IP68等级是针对电气设备外壳对异物侵入的防护等级。IP68表示设备能够完全防止粉尘进入，并且在一定压力下，能够长时间浸水，而不会损坏设备。

因此，本实施例提供的密封激光灯灯箱完全阻绝了灰尘的进入，***内部的光路***、光学配件始终在无尘的环境下工作，光损耗更低，更稳定；完全拒绝水汽的进入，光学***、电路部分不再被凝露所威胁，永远处于干燥的环境，运行更平稳、故障率更低；完全阻隔了空气的进入，充以正压力惰性气体，电路板、控制部分从此告别氧化的危害，工作更稳定、寿命更长；在上述保护下，本实施例可以进一步提供更为高端的激光器，光束质量更好，光束质量的提高，带来了更高的扫描速度，更大的扫描角度。画面更稳定，投射更远。

实施例2：

本实施例提供了一种IP68防护级承压式激光灯灯箱，如图1所示，包括电连接的激光器2和激光电源4，还包括激光器散热器3、激光电源散热器5，以及由四周侧壁首尾相接组成的上下贯通的机箱1，所述激光器散热器3和激光电源散热器5分别作为机箱1的底板和顶盖，与机箱1连接组成封闭的腔体7，所述激光器2和激光电源4置于该腔体7内。

作为进一步优化，如图1所示，所述激光器2与激光器散热器3相背而设并紧贴接触，激光电源4与激光电源散热器5相背而设并紧贴接触。

具体地说，为了说明本实施例提供的IP68防护级承压式激光灯灯箱的具体结构，作为优选，机箱1为具有四面的矩形箱体（并不仅限于此形状），它的四周侧壁首尾相连形成上下贯通的围挡结构，也就是说机箱1是无顶和无底的，而激光电源散热器5作为顶盖覆盖在机箱1的上贯通口处、激光器散热器3作为底板覆盖在机箱1的下贯通口处，也就是说，激光器散热器3、激光电源散热器5和四个侧壁组成了容纳激光器2和激光电源4的密封腔体7。换句话说，激光器散热器3即是散热器，也是机箱的底板，激光电源散热器5即是散热器也是机箱1的顶盖，这也是本实施例所述的“整体式”激光器散热装置的特别之处。

在上述结构中，激光器散热器3具有机箱底板和散热两种功用，可减轻设备重量，提高散热效率，有利于密封防护；类似的，激光电源散热器5具有机箱顶盖和散热两种功用，可减轻设备重量，提高散热效率，有利于密封防护。

如图1所示，由于机箱1内空间有限，而激光灯的构成较复杂，为了节省空间，作为优化布局，激光器2和激光电源4上下相对而设。

特别地，本实施例作为优选，将激光器2和激光电源4分别布置于腔体7的上下相对的顶盖内壁和底板内壁，但并不仅限与此，也可以根据实际应用情况，作出相应的修改以适合现场使用。

实施例3：

在实施例2的基础上，IP68防护级承压式激光灯灯箱还包括支撑和放置机箱1的光学平台6，激光器散热器3作为光学平台6的上表面，光学平台6与腔体7形成一体式整体结构。由于机箱1的上下分别连接激光电源散热器5和激光器散热器3，而激光器散热器3又作为光学平台6的上表面与光学平台6连接，因此，本发明的散热装置为整体式结构。

值得一提的是，在本实施例中，激光器散热器3具有光学平台、机箱底板和散热三种功用，由于只需要一个激光器散热器3，就可以兼有光学平台和机箱底板的功用，而无需再额外增加光学平台上表面和机箱底板，因此，该IP68防护级承压式激光灯灯箱减轻了激光灯设备的重量，同时由于散热器都直接暴露于空气中，所以也提高了散热效率，且因为取消了传统的敞口机箱的设计，本实施例的IP68防护级承压式激光灯灯箱更加有利于密封防护。

实施例4：

在实施例2或者实施例3的基础上，作为优选，所述激光器散热器3和激光电源散热器5均为散热片。也可以为其他的风冷散热结构。

实施例5：

本实施例提供了一种IP68防护级承压式激光灯灯箱，如图1所示，包括电连接的激光器2和激光电源4，还包括激光器散热器3、激光电源散热器5，以及由四周侧壁首尾相接组成的上下贯通的机箱1，激光器散热器3和激光电源散热器5分别作为机箱1的底板和顶盖，与机箱1连接组成封闭的腔体7，所述激光器2和激光电源4置于该腔体7内。

作为进一步优化，如图1所示，所述激光器2与激光器散热器3相背而设并紧贴接触，激光电源4与激光电源散热器5相背而设并紧贴接触。激光器散热器3和激光电源散热器5均为传统的散热片，一般为铝材制成。

特别地，为了提高散热效率，增大散热面积，散热片沿机箱1的长度方向覆盖在机箱1的上下贯通口处，散热片与机箱1四周侧壁的边部密封连接贴合，且散热片的长度与机箱1的长度一致。

因此，上散热片（激光器散热器3）、下散热片（激光电源散热器5）分别作为机箱1的底板和顶盖与机箱1形成封闭的腔体7，在本实施例中，散热片与机箱1四周侧壁的边部密封连接贴合，且散热片的长度与机箱1的长度一致，隔离了空气、灰尘和水汽进入腔体7，进一步提高了腔体1的密封性能。

实施例6：

在实施例2的基础上，所述激光器散热器3与激光器2之间、激光电源散热器5与激光电源4之间分别涂覆有一层厚度为0.1mm的石墨烯。

特别地，石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，具有非常好的热传导性能，在激光器散热器3与激光器2之间、激光电源散热器5与激光电源4之间涂覆石墨烯，可以提高散热效率，使激光器2和激光电源4产生的热量通过石墨烯迅速传导至外界环境中。

为了确保密封性能和使石墨烯具有更好的热传导性，经过多次调试试验，本实施例得出了0.1mm厚度的石墨烯或含有石墨烯的导热层为最佳导热方案。

综上所述，本发明提供的这种IP68防护级承压式激光灯灯箱，将激光电源散热片和机箱顶盖整合为一个整体，同时将光学平台、激光器散热片和机箱底板整合为一个整体，而激光器散热片和激光电源散热片均直接暴露于空气中，提高了散热效率，并减轻了激光灯的重量，同时也提高了IP68防护级承压式激光灯灯箱的密封性能，避免空气、灰尘及水汽进入机箱部，保证激光灯灯箱内部干净无尘、干燥无水汽，同时在密封机箱内充入正压力惰性气体防止机箱内器件的氧化，进而延长激光灯的寿命。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (8)

1.一种IP68防护级承压式激光灯灯箱，包括电连接的激光器（2）和激光电源（4），其特征在于：还包括激光器散热器（3）、激光电源散热器（5），以及由四周侧壁首尾相接组成的上下贯通的机箱（1），所述激光器散热器（3）和激光电源散热器（5）分别作为机箱（1）的底板和顶盖，与机箱（1）连接组成封闭的腔体（7），所述激光器（2）和激光电源（4）置于该腔体（7）内。

2.如权利要求1所述的IP68防护级承压式激光灯灯箱，其特征在于：所述激光器（2）与激光器散热器（3）相背而设并紧贴接触，激光电源（4）与激光电源散热器（5）相背而设并紧贴接触。

3.如权利要求2所述的IP68防护级承压式激光灯灯箱，其特征在于：还包括支撑和放置机箱（1）的光学平台（6），所述激光器散热器（3）作为光学平台（6）的上表面，光学平台（6）与腔体（7）形成一体式整体结构。

4.如权利要求2或3所述的IP68防护级承压式激光灯灯箱，其特征在于：所述激光器散热器（3）和激光电源散热器（5）均为散热片。

5.如权利要求4所述的IP68防护级承压式激光灯灯箱，其特征在于：所述散热片沿机箱（1）的长度方向覆盖在机箱（1）的上下贯通口处，所述散热片与机箱（1）四周侧壁的边部密封连接贴合，且散热片的长度与机箱（1）的长度一致。

6.如权利要求2所述的IP68防护级承压式激光灯灯箱，其特征在于：所述激光器散热器（3）与激光器（2）之间、激光电源散热器（5）与激光电源（4）之间分别设置有含石墨烯的导热层。

7.如权利要求1所述的IP68防护级承压式激光灯灯箱，其特征在于：所述底板或顶盖与所述机箱（1）一体成型铸造或焊接而成；

所述腔体（7）内充填有正压力惰性气体。

8.如权利要求7所述的IP68防护级承压式激光灯灯箱，其特征在于：所述惰性气体为氦气或氮气。

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