Аккумулятор ртути для дозирования и введения ртути в разрядные лампы

 

Использование: в газоразрядных лампах. Сущность изобретения: аккумулятор ртути для введения заданного количества ртути в разрядные лампы представляет собрй компакт в виде таблетки из одного или нескольких металлов или сплавов элементов побочных групп, преимущественно железа, никеля , меди, хрома, содержащий в объемной структуре компакта ртуть, удерживаемую поверхностными силами. Для снижения контакта с жидкой ртутью и повышения экологичности при изготовлении, хранении и эксплуатации устойчивости при хранении, стабильности выхода ртути в разряд во время срока службы ламп аккумулятор представляет собой однородную таблетку, спрессованную из одного или нескольких металлических порошков или порошков сплавов, на поверхность одного из которых нанесен слой металлической ртути. Указанные частицы выбраны размером 1-50 мкм. Данный аккумулятор ртути позволит улучшить экологические условия при производстве , эксплуатации и утилизации газоразрядных ламп. 2 з. п. ф-лы, 1 табл. м Ё

(iy) г ц

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4841587/07 (22) 24.04,90 (46) 23.06.92. Бюл. Йг 23 (71) Добровольное общество содействия развитию молодежных жилищных комплексов при Севастопольском РК ВЛКСМ r. Москвы (72) Л.Л. Зусман, В.В. Кулешов, А.M. Подорожный, С.Л. Рыбалов и Л.А, Смородинова (53) 621.327(088.8) (56) Патент ФРГ N 3545073, кл. H Oi S 61/28, 1986. (54) АККУМУЛЯТОР РТУТИ ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ И ВВЕДЕНИЯ РТУТИ В РАЗРЯДНЫЕ ЛАМПЫ (57) Использование: в газоразрядных лампах.

Сущность изобретения: аккумулятор ртути для введения заданного количества ртути в разрядные лампы представляет собой компакт в виде таблетки из одного или нескольИзобретение относится к дозированному введению ртути в разрядные лампы, конкретнее к аккумуляторам ртути.

Ртуть необходима при изготовлении практически всех газоразрядных ламп. В лампы низкого давления, в частности люми. несцентные лампы, ртуть вводится непосредственно в виде капли. Из-за высокого поверхностного натяжения и залипания ртути в штенгеле затруднено введение небольших количеств ртути, что приводит к передозировке ее в лампу. Это осложняет экологическую обстановку при производстве газораэрядных ламп, а также окружающей среды при разрушении. ламп в процессе эксплуатации, связанную с большой токсичностью высоколетучих паров ртути. ких металлов или сплавов элементов побочных групп, преимущественно железа, никеля, меди, хрома, содержащий;в объемной структуре компакта ртуть, удерживаемую. поверхностными силами. Для .снижения контакта с жидкой ртутью и повышения экологичности при изготовлении, хранении и эксплуатации устойчивости при хранении, стабильности выхода ртути в разряд во время срока службы ламп аккумулятор представляет собой однородную таблетку, спрессованную иэ одного или нескольких металлических порошков .или порошков сплавов, на поверхность одного из которых нанесен слой металлической ртути. Указанные частицы выбраны размером 1-50 мкм, Данный аккумулятор ртути позволит улучшить экологические условия при производстве, эксплуатации .и утилизации газоразрядных ламп. 2 з. и. ф-лы, 1 табл.

Для увеличения точности дозирования и ислючения передозировки используют капсулы, заполненные ртутью или амальгамами, Освобождение ртути из них происходит при локальном термическом нагреве ВЧ или лазерным излучением, Данный способ требует дорогостоящего оборудования и не обеспечивает требуемой надежности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является диспенсер для дозирования и введения в разрядные лампы жидкой ртути или жидких амальгам.

Диспенсер — это гранула, в порах которой находится определенное количество дозируемого вещества (ртути или амальгамы), состоящая из одного или нескольких металлов или их сплавов, элементов tV-ЧИ! побочных

1742902 групп периодической системы с температурой плавления выше 250 С, смачиваемых ртутью и не образующих с ней сплавов, обладающих высокой окислительной стойкостью, преимущественно железа, меди, никеля, хрома, Известные гранулы изготавливаются путем катодного восстановления выше названных металлов на поверхности ртути с последующим отжимом излишней ртути и формирования прессованием гранул (таблеток), состоящих иэ ряда открытых и закрытых пор, заполненных ртутью. Известный диспенсер имеет ряд существенных недостатков: присутствует контакт с жидкой фазой ртути в процессе изготовления, хранения и использования гранул; нельзя гарантировать стабильность поддержания рабочего давления ртути в лампе в процессе длительного срока службы, так как капли ртути могут быть "зацементированы" структурированной в процессе изготовления пленкой осажденного металла; при хранении происходит выделение ртути иэ системы вследствие окислительных процессов, протекающих на поверхности дисперс-i . ных частиц осажденного металла, и за счет укрупнения частиц и "выжимания" ртути из пор, что не позволяет длительно хранить диспенсер.

Цель изобретения — снижение контакта е жидкой ртутью и повышение экологичности при изготовлении, хранении и эксплуатации аккумулятора, устойчивости при хранении, стабильности выхода ртути в разряд во время срока службы ламп с аккумулятором ртути.

Указанная цель достигается тем, что аккумулятор для дозирования и введения ртути в разрядные лампы выполнен в виде таблетки из частиц по крайней мере одного

-металла или сплавов элементов побочных групп, преимущественно железа, никеля, хрома, меди, содержащей в обьемной структуре компакта ртуть, причем каждая частица металла указанной таблетки покрыта ртутью, порошковые частицы выбраны размером 1 — 50 мкм, а для повышения точности дозирования и улучшения условий прессования в таблетку дополнительно вводят второй порошок из укаэанных металлов, не покрытых ртутью.

Использование порошка, покрытого . ртутью как самостоятельно, так и в композиции с другими. порошками побочных групп периодической системы, для получения таблеток аккумулятора ртути устраняет необходимость работы с жидкой ртутью.

Так как полученный компакт представляет собой комплекс из частиц металла, окруженных оболочкой ртути (в отличие от известного диспенсера, где диспенсер — частица ртути, окруженная оболочкой из металла), удается стабилизировать выход ртути в разряд во время всего срока службы ламп, изготовленных с использованием аккумулятора, В силу этих же причин, а также иэ-за повышенной окислительной устойчивости порошков металлов по сравнению с частицами в диспенсере повышается стойкость

10 при хранении аккумуляторов

Получить порошок железа или никеля, покрытый ртутью, размером частиц менее

1 мкм не удается из-эа растворения порошка при проведении реакции восстановления ртути, Если размер частиц превышает 50 мкм. реакция образования покрытия идет очень медленно, а также затруднено компактирование. Использование композиционных смесей порошков, покрытых ртутью, и по20 рошков элементов побочных групп периодической системы необходимо с точки зрения оптимального давления прессования таблеток, так как высокие давления прессования— свыше 700 МПа монопорошков железа и

30 никеля, покрытых ртутью, требуемые для получения таблеток аккумулятора, невыгодны в условиях массового производства.

Полученный порошок железа или никеля, покрытый ртутью, прессуется в таблетки заданной массы и геометрии при давлении до 1000 МПа. Для получения композиционного порошка берут исходный порошок, покрытый ртутью, и необходимый второй порошок, смешивают на воздухе в бегунах и прессу35 ют в таблетки. Теоретически порошковый композиционный аккумулятор ртути может быть получен иэ элементов побочных групп периодической системы, смачиваемых ртутью и не образующих с ней сплавов и

40 соединений. Практически используются порошки тех металлов, которые не токсичны, не радиоактивны и экономичны G точки зрения затрат, а именно порошки железа, никеля, меди, хрома, титана. Хорошие результаты, 45 относящиеся кзапасанию ртути, окислительной стойкости, а также равномерному освобождению ртути в разрядном промежутке, показывают таблетки аккумулятора из 1050 об.о порошка железа, покрытого ртутью, 50 идо100о6.% порошкаодногоизэлементов: меди, хрома, никеля, титана. Такие же хорошие результаты показывают таблетки акку. мулятора ртути из 10-50 об. железа, покрытого ртутью, 85-45 об. порошка ме55 ди и до 100 об; порошка никеля, Такие таблетки могут содержать до

40 мас. ртути, что позволяет в дальнейшем легко вводить ртуть в разрядную лампу.

Измерения показывают, что в таблетках иэ .оазличн ых компонентов, изготовлен н ы х

1742902 при одинаковых условиях, запасенное количество ртути колеблется в пределах+1$. В этом случае, в зависимости от веса таблетки, можно с достаточной точностью ввести требуемое количество ртути. Таблетки аккумулятора ртути обладают магнитными свойствами и их легко вводить в лампу. При длительном хранении (до 6 мес ) исходного

i порошка и готовых аккумуляторов в комнатных условиях содержание ртути в композиции не изменяется. Испытания разрядных ламп, в которых ртуть вводят в виде аккумулятора; показывают их устойчивую работоспособность в течение заданного срока службы.

Пример 1. На частицы железа фракционного состава 1-50 мкм электрохимическим восстановлением наносят слой ртути.

Порошок отмывают от нитратов, сушат на воздухе и вакууме. 40 об.% порошка железа, покрытого ртутью, смешивают в бегунах с

60 об. порошка меди одинакового фракционного состава. Из полученного композиционного материала прессуют таблетки аккумулятора заданных состава, размера и геометрии при давлении 500 МПа. Содержание ртути в аккумуляторе составляет около

12, с его использованием изготавливают люминесцентные лампы мощностью 30 Вт.

ll р и м е р 2. На частицы никеля фракционного состава 1-.50 мкм электрохимическим восстановлением наносят слой ртути из раствора нитрата ртути. Порошок отмывают от нитратов, сушат на воздухе и в вакууме. 20 об.% порошка смешивают в бегунах с 50 об. порошка меди и 30 об. порошка железа одинакового фракционного состава. Из полученного композиционно- го порошка изготавливают таблетки требуемых геометрии и. массы прессованием при 700 МПа. Содержание ртути в аккумуляторе около 8 мас. . С использованием ртутного аккумулятора изготавливают люминесцентные лампы мощностью 18 Вт.

П римеры 3 — 22. По примерам1 и 2 из исходных частиц размером до 100 мкм получают порошки железа и никеля, покрытые ртутью. Полученный порошок, покрытый ртутью, смешивают с одним или несколькими порошками второго металла или порошком сплава второго металла, после чего из

5 смеси прессуют таблетки аккумулятора ртути требуемых геометрии и массы. В полученных аккумуляторах ртути определяют содержание ртути и испытывают их в люминесцентных лампах.

10 В практике изготовления люминесцентных ламп установлено, что с точки зрения зкономической и технологической целесообразности получения конечной продукции (ламп), содержание ртути в таблетках акку15 мулятора должно быть не менее 2,5 мас.

Кроме того, при массовом производстве аккумуляторов ртути давления прессования порошков выше 700 МПа экономически невыгодны.

20 Результаты проведенных экспериментов и испытаний представлены в таблице.

Формула изобретения

1. Аккумулятор ртути для дозирования и 25 введения ртути в разрядные лампы, выполненный в виде таблетки из частиц по крайней мере одного металла или сплавов элементов побочных-групп, преимущественно железа, никеля, меди, хрома, содер30 жащей в объемной структуре компакта ртуть, о т л и ч а ю щ.и и с я тем; что, с целью снижения контакта с жидкой ртутью и повышения экологичности при изготовлении, хранении и эксплуатации, устойчивости при

35 хранении, стабильности выхода ртути в разряд во время срока службы ламп, каждая частица металла указанной таблетки покрыта ртутью.

2. Аккумулятор по и. 1, о т л и ч а ю щ и й40 с я тем, что укаэанные частицы выбраны размером 1-50 мкм.

3. Аккумулятор по пп. 1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности дозирования и улучшения условий

45 прессования, в таблетку дополнительно вводят второй порошок из указанных металлов, не покрытых ртутью.

1742902

Продолжение таблицы

Пример

Состав композиции, Мас.Я, ртути в аккумуляторе

Давление прессования, MIla

Порошок,покрытый ью мкм

Исходный порошок, мкм

Nl < 1

Ni 1-50

Nl >50

Fe 1-50

Раство ение по ошка

7

500

До 40

Не более 0,1

Не более 2,5

1-50

>50

1-50

500

1-50

2,5

12

1-50

500

500

1-50

760

1-50

550

Не более 2,5

1-50

530

2,5

1-50

600

1-50

600

Fe 1-50

17

1-50 18

Fe 1-50

Fe 1-50

780

1-50

12, неравномерный выход ртути в лампе

12

1г

12, неравномерный выход ртути в лампе

600

1-50

Fe 1-50

Fe 1-50

Fe 1-50

780

1-50

Fe+Hg 40

Cu44;Nl 6

Fe+Hg 40

Си 14; Nl 46

Fe+Hg 50

Си 46; Ni 4

800

22

1-50

700

Составитель Л, Зусман

Техред M. Моргентал

Корректор О. Ципле

Редактор А. Козориз

Заказ 2290 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Fe 1-50

Fe 1-50

Fe 1-50

Fe 1-50

Fe 1-50

Fe 1-50

Fe 1-50

Ni+Hg 100

Ni+Hg 100

Fe+Hg 9

Си 91

Fe+Hg 10

Си 90

Fe+Hg 40

Си 60

Fe+Hg 50

Си 50

Fe+Hg 51

Си 49

Fe+Hg 9

Cu85;Nl 6

Fe+Hg 10

Cu85;Ni 5

Fe+Hg 40

Си 50; Nl 10

Fe+Hg 50

Cu45; Nl 5

Fe+Hg 51

Cu45;NI 4

Fe+Hg 40

Си56;Ю 4