2024年6月3日发(作者：是元冬)
实用技术推广
中国科技信息２０１ ５年第０１期ＣＩ－ｑｌＮＡ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ］－ＥＣ￣ＩＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡ ｎＯＮ ）ａｔｌ ２０ １５
洪晓松
ＤＯＩ：１ ０．３％９／ｊ．ｉｓｓｎ．１ ００１—８９７２．２０１ ５．０１．０５３
户外ＬＥ Ｄ灯具压力平衡呼吸器的原理及应用
概述
随着时代的发展和社会经济的进步，我国城市化水平
越来越高，在城市化飞速发展的今天，户外照明工程也得
到了大力发展。其中，ＬＥＤ灯具作为户外照明工程的主要
组成部分，在能源资源日趋紧张的情况下，需要朝着高效、
节能、环保和健康的方向发展。
目前，环境问题日益严重，能源资源越来越紧张，在
这种情况下，我国开始大力推广节能减排项目。在城市照
Ｔ为气体热力学温度）
可见，当灯具温度升高，内部压强将会增加，与大气
形成压力差，如果灯具存在一定的缝隙，腔体内的气体就
会泄出，当灯具温度下降，内部气压降低，外面的空气甚
至水气将渗入，这便是腔体呼吸效应的过程。即使新的灯
具气密性良好，在长期工作中发生老化导致气体（水气）
渗透，长期的正负压力差交替将会导致结构件衔接的缝隙
变大，最终导致密闭性变差，产生呼吸效应。
呼吸效应带来最严重的问题是，水气的渗入。一旦灯
具内部湿度增加，不仅导致透镜上水珠凝结影响效果的现
象，还会导致透镜、光源等器件被腐蚀、加速老化，甚至
导致电器短路等引起各种安全问题。另外即使气压差不足
明中，以户外照明为主，传统的户外照明如路灯是光效很
低的高压钠灯，造成了严重的能源浪费，与节能减排的大
环境相违背。绿色环保、节能高效、高显色性、长寿命等
诸多优点集一身的ＬＥＤ户外灯具可以很好地取代传统户
外照明灯具，这也是未来户外照明的发展趋势。
以导致呼吸效应，密闭的腔体高温时产生的高压，对光源
和透镜会有所损害。因此，保证户外ＬＥＤ的使用寿命，
维持灯具内外气压平衡十分必要。
呼吸效应对灯具的影响
压力平衡呼吸器（透气阀）的结构及原理
随着ＬＥＤ照明的普及，越来越多应用在道路照明、
景观照明等场合的ＬＥＤ灯具。由于户外等工作环境甚为
严酷，要求灯具能在高温、严寒、雨水等状态中正常工作，
因此户外灯具的结构达到ＩＰ６５的防尘防水等级，为一个
通过对呼吸效应的理解及高分子材料的发展和应用，
针对上述的问题，户外ＬＥＤ灯具的设计可以通过加装压
力平衡呼吸器，即透气阀来解决。
密闭的腔体结构。除了工作环境温度、湿度等的变化影响，
户外ＬＥＤ灯具工作时也会因电能对光能的转换效率问题
而产生较高的温度。从理想气体状态方程
ＰＶ＝ｎＲＴ
呼吸器的基本结构
顾及户外灯具ｌＰ要求，呼吸器的防水防尘等级也要
达到ＩＰ６５或以上。呼吸器通常为螺纹式注塑件（图１），
考虑到高温及耐久性也有金属材质的呼吸器。
（Ｐ为气体压强，Ｖ为气体体积，ｎ为气体物质的量
］１３８
ｃ｝ｑＩＮＡＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤ ｒＥＣＨＮＯＩ—ＯＧＹ ＦＮＦＯＲＭＡ＿『ＩＯＮ Ｊａｎ ２０１５・中国科技信息２０１５年第０１期
实用技术推广
◆一。
图１ 呼吸器实物图
灯具呼吸器的极佳材料。
密封性能卓越
膨体聚四氟乙烯密封带具有高度的可压缩性，极其容
易填满密封面上存在的空洞和沟槽，很好地堵塞界面的泄
漏 并且在受到张力作用时，有回弹膨胀的特性。因此，
内部介质压力越高，密封作用力越大，这是聚四氟乙烯密
封带最神奇之特性。
使用方便快捷
剪取一段一定长度的密封带，只要两端交叉相迭，即
可以构成一个任意尺寸、任意形状的密封圈，附在密封带
上的粘胶带能使密封带固定在工作位置上以方便安装，形
成很好的包围密封。
经久耐用
聚四氟乙烯具有非常优越的耐腐蚀性、不老化性，经
过特殊加工后的密封带，被赋予了很好的耐蠕变性 并且
具备在很宽的温度范围内能长期安全使用的性能。
清洁干净
聚四氟膨体密封带为白色纯聚四氟乙烯制品，因其不
会被腐蚀、不会老化，因此不会因脱落而污染所接触的流
体。
安装件 密封圈
图２呼吸器剖面结构图
呼吸器的应用
呼吸器安装于ＬＥＤ灯体上，使内部空气与大气通
过ｅＰＴＦＥ薄膜交换气体。当灯体内温度发生变化，气
呼吸器主要由安装件、硅胶（橡胶）密封图、膨体聚
四氟乙烯（ｅＰＴＦＥ）透气膜和顶盖组成（图２）。
体膨胀或压缩时，与外部大气形成压力差，空气将通过
ｅＰＴＦＥ流动，使灯体内部气压与大气压保持平衡，同时
隔绝水气的进入，合理利用呼吸效应解决了气压差带来的
影响，保证灯具的正常工作，延长了灯具的使用寿命。
膨体聚四氟乙烯的特性
呼吸器中最为关键的部件就是ｅＰＴＦＥ薄膜。ｅＰＴＦＥ
是由ＰＴＦＥ（聚四氟乙烯）通过特殊的成型加工工艺制作
的材料。ｅＰＴＦＥ具有纤维化的内却ｒｌｌＪＭ仕：：：ｌ构，这些微细的纤
维经节点的连接构成网状结构，微细的纤维间形成无数的
细孔。由于材料和结构的特性，ｅＰＴＦＥ具有极佳的柔韧
性、模塑性以及极好的填充性、自润滑性、低摩擦系数等
优点，其中对呼吸器最为重要的特点是其极差的亲水性和
吸附性，以及透气性和极好的耐腐蚀性。ｅＰＴＦＥ密集的
气孔可以允许空气通过，但对于微粒和水气有良好的阻隔
ＬＥＤ作为第四代固态光源取代传统光源已经是大势所
趋，节能减排的一系列政策的出台更是加快了城市户外照
明的更新换代。使用寿命长是ＬＥＤ灯具的优势之一，面
对恶劣的户外环境，压力平衡呼吸器是十分重要的保护器
件。本文通过对呼吸效应＿￣Ｊｌ Ｉ］２－吸器材料的讨论，论证了呼
吸器对户外ＬＥＤ灯具的保护作用，有效解决了灯具裂缝
产生及水气渗入的问题。
能力，加上耐腐蚀长寿命的特点让它成为了制作户外ＬＥＤ
～
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2024年6月3日发(作者：是元冬)
实用技术推广
中国科技信息２０１ ５年第０１期ＣＩ－ｑｌＮＡ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ］－ＥＣ￣ＩＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡ ｎＯＮ ）ａｔｌ ２０ １５
洪晓松
ＤＯＩ：１ ０．３％９／ｊ．ｉｓｓｎ．１ ００１—８９７２．２０１ ５．０１．０５３
户外ＬＥ Ｄ灯具压力平衡呼吸器的原理及应用
概述
随着时代的发展和社会经济的进步，我国城市化水平
越来越高，在城市化飞速发展的今天，户外照明工程也得
到了大力发展。其中，ＬＥＤ灯具作为户外照明工程的主要
组成部分，在能源资源日趋紧张的情况下，需要朝着高效、
节能、环保和健康的方向发展。
目前，环境问题日益严重，能源资源越来越紧张，在
这种情况下，我国开始大力推广节能减排项目。在城市照
Ｔ为气体热力学温度）
可见，当灯具温度升高，内部压强将会增加，与大气
形成压力差，如果灯具存在一定的缝隙，腔体内的气体就
会泄出，当灯具温度下降，内部气压降低，外面的空气甚
至水气将渗入，这便是腔体呼吸效应的过程。即使新的灯
具气密性良好，在长期工作中发生老化导致气体（水气）
渗透，长期的正负压力差交替将会导致结构件衔接的缝隙
变大，最终导致密闭性变差，产生呼吸效应。
呼吸效应带来最严重的问题是，水气的渗入。一旦灯
具内部湿度增加，不仅导致透镜上水珠凝结影响效果的现
象，还会导致透镜、光源等器件被腐蚀、加速老化，甚至
导致电器短路等引起各种安全问题。另外即使气压差不足
明中，以户外照明为主，传统的户外照明如路灯是光效很
低的高压钠灯，造成了严重的能源浪费，与节能减排的大
环境相违背。绿色环保、节能高效、高显色性、长寿命等
诸多优点集一身的ＬＥＤ户外灯具可以很好地取代传统户
外照明灯具，这也是未来户外照明的发展趋势。
以导致呼吸效应，密闭的腔体高温时产生的高压，对光源
和透镜会有所损害。因此，保证户外ＬＥＤ的使用寿命，
维持灯具内外气压平衡十分必要。
呼吸效应对灯具的影响
压力平衡呼吸器（透气阀）的结构及原理
随着ＬＥＤ照明的普及，越来越多应用在道路照明、
景观照明等场合的ＬＥＤ灯具。由于户外等工作环境甚为
严酷，要求灯具能在高温、严寒、雨水等状态中正常工作，
因此户外灯具的结构达到ＩＰ６５的防尘防水等级，为一个
通过对呼吸效应的理解及高分子材料的发展和应用，
针对上述的问题，户外ＬＥＤ灯具的设计可以通过加装压
力平衡呼吸器，即透气阀来解决。
密闭的腔体结构。除了工作环境温度、湿度等的变化影响，
户外ＬＥＤ灯具工作时也会因电能对光能的转换效率问题
而产生较高的温度。从理想气体状态方程
ＰＶ＝ｎＲＴ
呼吸器的基本结构
顾及户外灯具ｌＰ要求，呼吸器的防水防尘等级也要
达到ＩＰ６５或以上。呼吸器通常为螺纹式注塑件（图１），
考虑到高温及耐久性也有金属材质的呼吸器。
（Ｐ为气体压强，Ｖ为气体体积，ｎ为气体物质的量
］１３８
ｃ｝ｑＩＮＡＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤ ｒＥＣＨＮＯＩ—ＯＧＹ ＦＮＦＯＲＭＡ＿『ＩＯＮ Ｊａｎ ２０１５・中国科技信息２０１５年第０１期
实用技术推广
◆一。
图１ 呼吸器实物图
灯具呼吸器的极佳材料。
密封性能卓越
膨体聚四氟乙烯密封带具有高度的可压缩性，极其容
易填满密封面上存在的空洞和沟槽，很好地堵塞界面的泄
漏 并且在受到张力作用时，有回弹膨胀的特性。因此，
内部介质压力越高，密封作用力越大，这是聚四氟乙烯密
封带最神奇之特性。
使用方便快捷
剪取一段一定长度的密封带，只要两端交叉相迭，即
可以构成一个任意尺寸、任意形状的密封圈，附在密封带
上的粘胶带能使密封带固定在工作位置上以方便安装，形
成很好的包围密封。
经久耐用
聚四氟乙烯具有非常优越的耐腐蚀性、不老化性，经
过特殊加工后的密封带，被赋予了很好的耐蠕变性 并且
具备在很宽的温度范围内能长期安全使用的性能。
清洁干净
聚四氟膨体密封带为白色纯聚四氟乙烯制品，因其不
会被腐蚀、不会老化，因此不会因脱落而污染所接触的流
体。
安装件 密封圈
图２呼吸器剖面结构图
呼吸器的应用
呼吸器安装于ＬＥＤ灯体上，使内部空气与大气通
过ｅＰＴＦＥ薄膜交换气体。当灯体内温度发生变化，气
呼吸器主要由安装件、硅胶（橡胶）密封图、膨体聚
四氟乙烯（ｅＰＴＦＥ）透气膜和顶盖组成（图２）。
体膨胀或压缩时，与外部大气形成压力差，空气将通过
ｅＰＴＦＥ流动，使灯体内部气压与大气压保持平衡，同时
隔绝水气的进入，合理利用呼吸效应解决了气压差带来的
影响，保证灯具的正常工作，延长了灯具的使用寿命。
膨体聚四氟乙烯的特性
呼吸器中最为关键的部件就是ｅＰＴＦＥ薄膜。ｅＰＴＦＥ
是由ＰＴＦＥ（聚四氟乙烯）通过特殊的成型加工工艺制作
的材料。ｅＰＴＦＥ具有纤维化的内却ｒｌｌＪＭ仕：：：ｌ构，这些微细的纤
维经节点的连接构成网状结构，微细的纤维间形成无数的
细孔。由于材料和结构的特性，ｅＰＴＦＥ具有极佳的柔韧
性、模塑性以及极好的填充性、自润滑性、低摩擦系数等
优点，其中对呼吸器最为重要的特点是其极差的亲水性和
吸附性，以及透气性和极好的耐腐蚀性。ｅＰＴＦＥ密集的
气孔可以允许空气通过，但对于微粒和水气有良好的阻隔
ＬＥＤ作为第四代固态光源取代传统光源已经是大势所
趋，节能减排的一系列政策的出台更是加快了城市户外照
明的更新换代。使用寿命长是ＬＥＤ灯具的优势之一，面
对恶劣的户外环境，压力平衡呼吸器是十分重要的保护器
件。本文通过对呼吸效应＿￣Ｊｌ Ｉ］２－吸器材料的讨论，论证了呼
吸器对户外ＬＥＤ灯具的保护作用，有效解决了灯具裂缝
产生及水气渗入的问题。
能力，加上耐腐蚀长寿命的特点让它成为了制作户外ＬＥＤ
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