Токоввод в газоразрядную лампу высокого давления

 

ТОКОВВОД В ГАЗОРАЗРЯДНУЮ ЛАМПУ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащий спаянный с внутренней поверхностью монокристаллической или поликристаллической трубки металлический штенгель , внутри которого установлен керн электрода и примыкающий к нему с торца , противоположного электроду, вкладыш металлического припоя, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности и долговечности лампы, на участке керна электрода выполнена кольцевая проточка, глубина h, ширина 1 и расстояние L от рабочего конца электрода которой связаны следующими соотношениями: 2t, Ьб |d, hi 1ё 2h, 103 Jim ,( ), f где u - величина кольцевого зазора между керном электрода и внутренним диаметром штенгеля; d - диаметр керна электрода; Im - максимальный рабочий ток лампы . А; сл Т - температура плавления припоя , К.

,СОЮЗ СООЕТСНИХ ONIH

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 H 01 J 61/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3 тс. ъ

%P i

2дй h

h 1 2h, 1 О 47m.

L 21 (— — — )

Т где д—

Im—

Т—

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITMA (21) 3496366/24-07 (22) 04.10.82 (46) 15.04.88. Бюл. Я - 14 (72) Е.H.Гайдуков, Г.С.Леонов и В.В.Павлов (53) 621.327(088.8) (54)(57) ТОКОВВОД В ГАЗОРАЗРЯДНУ10

ЛАМПУ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащий спаянный с внутренней поверхностью монокристаллической или поликристаллической трубки металлический штенгель, внутри которого установлен керн электрода и примыкающий к нему с торца, противоположного электроду, вкладыш металлического припоя, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности и долговечности лампы, на участке керна электрода выполнена кольцевая проточка, глубина h, ширина 1 и расстояние L от рабочего конца электрода которой связаны следующими соотношениями: величина кольцевого зазора между керном электрода и внутренним диаметром штенгеля; диаметр керна электрода; максимальный рабочий ток лампы, А; температура плавления припоя, К.

С:

Изобретение относится к лампам высокого давления с излучающими добавками, в частности к конструкции токоввода в манокристаллическую или керамическую трубку.

Известны горелки ламп высокого давления с добавками щелочных металлов, представляющие собой керамическую или монокристаллическую трубку, соединенную герметично с электродными узлами у ее торцов. Обычно один из электродных узлов лампы содержит металлический штенгель, предназначенный как для закрепления электрода, так и для откачки и капалнсния лампы рабочим веществом.

Одним из основных недоста-ков такой конструкции токоввода в лампу, служащега одновременно для откачки и наполнения„ является сообщающаяся с разрядным объемом лампа попасть, представляющая собой отрезок штенгеля, остающийся после отпайки лампы от откачной установки. Поскольку при раба- ;те лампы температура в этой полости значительно ниже температуры в разрядном объеме, здесь скапливается основное количес rêo излучающих дсбс— вок, Поэтому для обеспечения кеаб::o О димого давления паров излучающих добавок в разряде требуется либо зка-: t тельный дополнительный внешний подс-грев этой холодиой зоны, либо термастатировакие всей горелки в газонаполнекной или вакуумной колбе, Известны также конструкции ввода в керамическую разрядную трубу, в котсрой дополнительное уменьшение объема электродной холодной зоны и некоторое увеличение ее температуры достигается тем, чта в штенгеле после вакуумной обработки и наполнения лампы помещается вкладыш из тугоплавкого металла.

Основным недостатком описанной конструкции является отсутств.iå гер-метичкога отделения полости ште от разрядпага объема, что вызывает постепенный переход излучающих добавок в наиболее холодную часть его иа. ласти п1тенгеля па зазору между его поверхностью и металлической встав= кой. Это сопровождается изменением электрических и излучательных характеристик лампы в процессе ее работы.

Внешний прогрев всего заэлектродного объема, включая штенгель, для стаби= лизации работы лампы в необходимом режиме приводит к существенному увеличекюо рабочей температуры спая электродного узла с оболочкой и, как следствие, к снижению долговечности лампы.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному токовваду является токоввод в газоразрядную лампу высокого давления, содержащий спаянный с внутренней поверхностью мокскристаллической или поликристаллической трубки металлический штен " гель, внутри которого установлен керн электрода и примыкаюший к нему с торца, противоположного электроду, вкладыш металлического припоя.

Недостатком зтай конструкции токаввода является то, что при проведении операции расплавления во".ìîæíî проникновение жидкого металла припоя в разрядкуа полость лампы через зазор между керком электрода и поверхностью штекгеля пад действием капиллярных сил. В результате материал припоя погадает ипи ка рабочую часть электрода, нарушая его нормальное функционирова:::.ие и пр mops к нестабильности р:1Goò»I лампы, или HB внутреннюю поверхность оболочки лампы, что уменью ет вь;ход излучения лампы, а также кижаст ее долговечность. ! сраме того, выход части припоя из, .-.лора между керкам -пектрада и штен- . гелем уменьшает надежность спая, отделя:-»щего полость штскгеля от разряд-кo=.о объема, Цслью изобретения является повьппекие стабильности и увеличение долговечности пампы.

Это достигается те.", что в предложенном токовводе в газсразрядкую лампу высокого давления,, содержащем спаянный с внутренней поверхности моно-! кристаллической или поликристяллической трубки металлический штекгель, внутри которо"о установлен керк электрода и примыкающий к нему с торпа„ противоположного электроду, вкладыш металлического припая, на участке керна электрода выполнена кольцевая проточка, глубина >i, ширина 1 и расстояние L от рабоче-о конца электрода которой связаны следующими соотношениямии: з

10854 где д — величина кольцевого зазора между керном электрода и вну-. тренним диаметром штенгеля; б — диаметр керна электрода;

I - максимальный рабочий ток лампы, А;

Т вЂ” температура плавления припоя, К.

На чертеже изображен предложенный токоввод в газоразрядную лампу.

В штенгеле 1 электродного узла размещен керн 2 электрода, . на котором выполнена кольцевая проточка глубинои h и шириной 1. Зазор между кер15 ном и внутренней поверхностью штенгеля -Ь. Перед откачкой и наполнением лампы в штенгеле непосредственно у торца керна 2 помещают вкладыш припоя 3. В данном конкретном случае ис- пользуется смесь Ti + Ni в соотношении 70:30 °

После откачки и наполнения лампы рабочим веществом проводят герметиза25 цию штенгеля и далее осуществляют герметичное отделение полости штенгеля от раздельного объема лампы, расплавляя вкладыш припоя 3. Лампу при этом располагают вертикально, так что вкладыш припоя 3 находится сверху керна электрода на его торце. При расплавлении зона распространения припоя ограничена кольцевой проточкой, выполненной на керне электрода. В области проточки прекращается или суще- З5 ственным образом ослабляется действие капиллярных сил. В результате весь . расплавленный припой остается в зоне от торца керна до проточки, обеспечивая тем самым надежное герметичное 40 отделение полости штенгеля от разрядного объема и не попадая в него.

Нижние границы допустимых значений

h 2д и 1 h установлены эксперимен45 тально и обуславливаются необходимос35

4 тью существенно ослабить или прекратить действие капиллярных сил.

1 1

Верхние границы h - d и 1 2h

4 обуславливаются необходимостью сохранить достаточную прочность электрода при его изготовлении. Конструктивно нецелесообразно увеличивать глубину проточки более чем на половину ради1 уса (-d) керна и ширину более чем ра4 диус. Расстояние L от рабочего торца электрода до проточки ограничено

10з.Д сверху величиной 21 (†††) полуh т ченной из приближенной оценки зависимости температуры рабочей поверхности электрода в режиме термоэмиссии от силы тока и с учетом экспоненциального снижения температуры электрода с расстоянием от его рабочей поверхности. Экспериментальные исследования подтвердили справедливость выбранного критерия для L. В случае

10з нарушения условия L». 21 (— - — ) у и лампы в процессе эксплуатации наблюдается постепенный выход материала припоя в разрядный объем и распыление его вблизи электрода, а также в ряде случаев происходит разгерметиз ация спая, о чем можно судить по уходу из излучающих добавок их разрядного объема.

Использование в этой лампе токоввода предлагаемой конструкции позволяет повысить стабильность работы лампы и увеличить ее долговечность с 500 до 3000 ч, а также дает возможность при изготовлении ламп практически полностью устранить распыление на внутреннюю поверхность оболочки лампы материала припоя, проникающего в разрядный объем.

1085435

Техред H. Ходанич Корректор И- Зрдеии

Редактор Н.Сильнягина

Тираж 746 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3371

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул ° Проектная, 4