Способ извлечения ртути из ртутных ламп и изделий, содержащих ртуть или пары ртути

 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к способам извлечения ртути из ртутных ламп. Техническим результатом предложенного изобретения является снижение опасности отравления и загрязнения окружающей среды парами ртути и повышение качества извлечения ртути из ртутных ламп, что достигается за счет того, что разгерметизацию ламп и сбор ртути в специальном резервуаре проводят после охлаждения лампы в жидком азоте до температуры лежащей ниже температуры кристаллизации ртути в течение 1-3 мин.

Изобретение относится к различным технологическим процессам, а именно к способам извлечения ртути из ртутных ламп и изделий, содержащих ртуть.

Ртутная лампа представляет собой герметически закрытую с двух сторон стеклянную трубку, заполненную ртутью или парами ртути при пониженном или повышенном давлении внутри стеклянной трубки. Подобную конструкцию имеют и другие изделия, содержащие ртуть.

Ртуть - высокотоксичное вещество - относится к 1 классу опасных веществ. Поскольку пары ртути вредны для здоровья человека и окружающей среды, то поиск более совершенных способов извлечения ртути из ртутных ламп и изделий, содержащих ртуть или пары ртути, отслуживших свой срок, представляется весьма актуальным и жизненно важным.

Известен способ извлечения ртути из ртутных ламп и изделий, содержащих ртуть, включающий следующие основные операции:

- разгерметизацию лампы либо изделия;

- сбор ртути в специальном резервуаре.

Такой способ достаточно прост и не требует больших затрат.

Недостатком этого способа является значительное загрязнение окружающей среды непосредственно парами ртути во время разгерметизации лампы либо изделия, а также за счет капель ртути, остающихся на стенках стеклянной трубки.

Известен способ извлечения ртути из ртутных ламп и изделий, содержащих ртуть - прототип, включающий в себя следующие основные операции:

- подключение лампы либо изделия к специальному резервуару;

- разгерметизацию лампы либо изделия;

- вытеснение из лампы либо из изделия паров ртути путем закачивания в них воздуха;

- осаждение паров ртути в специальном резервуаре при нормальном давлении.

Преимуществом прототипа перед аналогом является подключение специального резервуара до разгерметизации, что частично снижает степень загрязнения окружающей среды.

Недостатком этого способа извлечения ртути из ртутных ламп и изделий, содержащих ртуть, является наличие капель ртути, оседающих на стенках стеклянной трубки в процессе разгерметизации лампы и не поддающихся извлечению, а также сложность и опасность процесса извлечения.

Техническим результатом настоящего изобретения является снижение степени загрязнения окружающей среды парами ртути, упрощение процесса извлечения ртути из ртутных ламп и изделий, содержащих ртуть или пары ртути, и сокращение времени осуществления этого процесса.

Технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения ртути из ртутных ламп и изделий, содержащих ртуть или пары ртути, включающем разгерметизацию лампы либо изделия, содержащего ртуть, и сбор ртути в специальном резервуаре, перед разгерметизацией лампу либо изделие, содержащее ртуть, охлаждают в течение 1-3 мин до температуры, лежащей ниже температуры кристаллизации ртути по шкале Кельвина Т, определяемой для давления паров ртути р в атмосферах из выражения Т=Тпар/(1-0,2 lg(p)), где Тпар - температура парообразования ртути при нормальном давлении ро=1 атмосфера, при этом процесс сбора ртути производят в течение не более 0,5 мин после разгерметизации.

Охлаждение перед разгерметизацией лампы либо изделия, содержащего ртуть, осуществляют в жидком азоте.

Суть изобретения заключается в следующем.

При нормальном давлении ро=1 атмосфера и комнатной температуре to=20 градусов Цельсия ртуть представляет собой жидкость с окружающем ее слабоинтенсивным облаком пара. Температура парообразования ртути при ро=1 атмосфера составляет tпap=375 градусов Цельсия (Тпар=630 градусов Кельвина). Зависимость давления р насыщенных паров ртути в замкнутом объеме от температуры Т, согласно закону Клайперона-Клазиуса, имеет вид Т=Тпар/(1-0,2 lg(p)). Если понижать температуру Т, то пары ртути будут конденсироваться. При снижении температуры окружающей среды ниже температуры кристаллизации ртути tкр=-39 градусов Цельсия ртуть будет превращаться в твердое тело и ее легко можно будет собрать в специальный резервуар. Такая низкая температура может быть достигнута, например, при погружении лампы в жидкий азот, температура которого составляет минус 190 градусов Цельсия, и охлаждении лампы в течение 1-3 мин. За это время ртуть из парообразного состояния перейдет в отвердевшее кристаллическое.

Отвердение ртути существенно ослабляет связь ее с стеклянными стенками трубки лампы, что позволяет более полно собрать ее в специальный резервуар и тем самым снизить степень загрязнения окружающей среды парами ртути.

После разгерметизации лампы кристаллы ртути извлекаются простым высыпанием в специально плотно закрытый резервуар, что позволяет исключить операцию вытеснения паров ртути из лампы, и тем самым упростить процесс извлечения ртути, и сократить время осуществления этого процесса. Чем ниже температура охлаждения, тем качественнее извлечение ртути.

Охлаждение лампы в течение времени менее 1 мин нежелательно, так как ртуть не полностью кристаллизуется, и тем самым резко снижается качество извлечения, а в течение времени более 3 мин недопустимо, так как приводит к разрушению стеклянной трубки лампы.

Сбор ртути по истечении более 0,5 мин не допустим, так как будет происходить обратный процесс - переход ртути из кристаллического в парообразное состояние.

Пример 1.

Ртутную лампу дневного света:

- погружают в сосуд с жидким азотом,

- через 2 мин лампу вынимают,

- стеклянную трубку лампы с одного конца разрушают, и производят сбор ртути в виде кристаллов в течение не более 0,5 мин после разгерметизации, и помещают их в специальный плотно закрываемый резервуар.

Наблюдается полное извлечение ртути из лампы.

Пример 2.

Извлечение ртути из лампы дневного света осуществляют, как в примере 1, но охлаждение производят в течение 1 мин. Эффект извлечения аналогичен, как в примере 1.

Пример 3.

Извлечение ртути из лампы дневного света осуществляют, как в примере 1, но охлаждение производят в течение 3 мин. Эффект извлечения аналогичен, как в примере 1.

Пример 4.

Извлечение ртути из лампы дневного света осуществляют, как в примере 1, но охлаждение производят в течение времени менее 1 мин, а сбор ртути производят спустя 0,5 мин после разгерметизации. Наблюдается некачественное извлечение.

Пример 5.

Извлечение ртути из лампы дневного света осуществляют, как в примере 1, но охлаждение производят в течение более 3 мин. Наблюдается растрескивание трубки.

Преимуществом предлагаемого способа извлечения ртути из ртутных ламп и изделий, содержащих ртуть или пары ртути, по сравнению с прототипом является:

- во-первых, снижение степени загрязнения окружающей среды парами ртути в результате существенного (на порядок) снижения, а в ряде случаев и полного исключения остатков паров и капель ртути на стенках трубки;

- во-вторых, упрощение процесса извлечения ртути из ртутных ламп и изделий, содержащих ртуть или пары ртути, и сокращение времени осуществления этого процесса в два раза.

Источники информации

1. Ртутные лампы высокого давления./Пер. под ред. Г.Н.Рохлина. М: Энергия. 1971.

2. Рохлин Г.Н. Газоразрядные источники света. М: Энергия. 1966.

Формула изобретения

Способ извлечения ртути из ртутных ламп и изделий, содержащих ртуть или пары ртути, включающий разгерметизацию лампы либо изделия, содержащего ртуть, и сбор ртути в резервуаре, отличающийся тем, что перед разгерметизацией лампы либо изделия проводят их охлаждение в жидком азоте в течение 1-3 мин до температуры, лежащей ниже температуры кристаллизации ртути по шкале Кельвина Т, а сбор ртути производят в течение не более 0,5 мин после разгерметизации в плотно закрытом резервуаре.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в технологии изготовления газонаполненных приборов, в частности водородных тиратронов, плазменно-пучковых СВЧ-приборов, гироскопов и лазеров
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в технологии откачки мощных электровакуумных приборов, в частности с вторично-эмиссионными холодными (безнакальными) катодами

Изобретение относится к области квантовой электроники, в частности к газоразрядным лазерам

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано, в частности, при изготовлении газоразрядных индикаторных панелей (ГИП) переменного тока, предназначенных для отображения знаковой, графической и образной информации
Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано при изготовлении газоразрядных индикаторных панелей (ГИП)

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии вакуумной плазмохимической обработки деталей, заготовок преимущественно электровакуумных приборов, и может быть использовано в технологии изготовления электронных приборов различного назначения

Изобретение относится к электротехнической промышленности, преимущественно к производству источников света
Изобретение относится к области газоразрядной техники и может быть использовано в производстве газоразрядных индикаторных панелей (ГИП) переменного тока

Изобретение относится к электронной технике, а конкретно к способам изготовления мощных электровакуумных приборов (ЭВП)

Изобретение относится к очистке поверхностей различных диэлектрических изделий, в частности химической и медицинской посуды, и может быть использовано в областях науки и техники, где конечный результат зависит от чистоты исходной поверхности используемых изделий

Изобретение относится к электронной промышленности. Технический результат - снижение трудоемкости наполнения инертным газом прибора и повышение надежности и срока службы прибора. Способ откачки и наполнения прибора газом содержит откачку и прогрев прибора, напуск газа в прибор и герметизацию прибора. Вначале проводят форвакуумную откачку камеры до давления 5-10-2 мм рт.ст. и напуск осушенного азота в прибор до давления не более 2 атмосфер, затем откачку прекращают и измеряют вакуум в камере. Если степень вакуума не изменилась, то ведут безмасляную форвакуумную откачку прибора до давления 5·10-2 мм рт.ст., а затем откачку турбомолекулярным насосом до давления 5·10-6 мм рт.ст., прибор во время откачки прогревают до температуры не более 100°C. Насосы отсоединяют, выключают и проводят напуск инертного газа до давления не более 1,3 атмосферы. Камеру заполняют азотом и герметизируют прибор холодным отпаем штенгеля. 1 ил.

Изобретение относится к технологическому сверхвысоковакуумному оборудованию, применяемому в электронной промышленности для откачки электровакуумных приборов (ЭВП) различного назначения, в частности крупногабаритных клистронов с размером по высоте до 2-х метров и весом более 100 кг, а также приборов других типов. Техническим результат - повышение надежности и качества откачки ЭВП, упрощение конструкции поста и повышение его производительности. Высоковакуумный пост для откачки электровакуумных приборов содержит защитную камеру и вакуумную систему откачки приборов, включающую турбомолекулярный и безмаслянный форвакуумный насосы. Металлические охлаждаемые стенки камеры по вертикали разделены уплотнительной прокладкой на две части, одна из которых подвижна. На основании неподвижной части расположено с возможностью перемещения по трем координатам юстирующее устройство для крепления приборов. Вдоль стенок камеры по вертикали расположены нагреватели с независимыми источниками питания. Вверху камеры расположен коллектор для подачи азота. В основании установлен кран с ручным управлением потоком азота. Вакуумная система откачки подключена к прибору через прогреваемый кран. Вакуумная система откачки прибора может быть выполнена на безмасляном форвакуумном спирального типа насосе. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к очистке поверхностей различных диэлектрических изделий, в частности лабораторного оборудования пищевой и медицинской промышленности, где результат зависит от чистоты исходной поверхности. Технический результат-упрощение процесса очистки и повышение степени очистки диэлектрических поверхностей любых геометрических форм и размеров. Способ состоит в том, что внутрь очищаемого изделия помещают порцию ферромагнитного порошка в виде сферических тел размером 30-60 мкм, затем к наружной поверхности очищаемого изделия подносят устройство для очистки, состоящее из полой трубки из диэлектрического материала с глухим концом, в котором расположен постоянный магнит, для создания в месте соприкосновения с поверхностью изделия локального постоянного магнитного поля, которое собирает и удерживает на внутренней поверхности изделия ферромагнитный порошок, оказывающий определенное давление па эту поверхность. Затем очищаемое изделие заполняют водой и производят манипуляции концом устройства для очистки с постоянным магнитом по всей наружной поверхности, перемещая тем самым пучок ферромагнитного порошка по внутренней поверхности и, тем самым производя ее очистку. Силу давления ферромагнитного порошка на внутреннюю поверхность регулируют изменением расстояния между постоянным магнитом и ферромагнитным порошком. 1 ил.

Изобретение относится к области квантовой электроники, в частности к способам очистки газоразрядных приборов, например резонаторов моноблочных газовых лазеров, в процессе технологической обработки. Способ ионно-плазменной очистки внутренней поверхности резонатора газового лазера включает установку корпуса резонатора газового лазера на откачной пост, высоковакуумную откачку и наполнение газом, создание тлеющего разряда между электродами, тренировку и стабилизацию собственных электродов. Способ отличается тем, что на корпус резонатора устанавливают съемные вспомогательные электроды, вакуумно-плотно ограничивающие его внутренний объем, после высоковакуумной откачки и наполнения корпуса резонатора инертным газом с массовым числом не менее 20 проводят ионную очистку внутренних каналов корпуса резонатора в тлеющем разряде постоянного тока путем зажигания и поддержания тлеющего разряда между парами вспомогательных электродов, ограничивающих контур корпуса резонатора, с сохранением знака полярности напряжения на каждом из вспомогательных электродов при обработке любых газоразрядных промежутков, проводят последовательно ионную очистку собственного катода, затем анодов газового лазера при подаче на них отрицательной полярности напряжения постоянного тока в парах с соответствующими вспомогательными электродами положительной полярности, меняют знаки полярности напряжения постоянного тока на электродах на противоположные и проводят ионную очистку приэлектродных поверхностей корпуса резонатора газового лазера с использованием соответствующих вспомогательных электродов с отрицательной полярностью. После высоковакуумной откачки и наполнения корпуса резонатора кислородом проводят ионно-плазменную очистку внутренних каналов корпуса резонатора в тлеющем разряде кислорода путем зажигания и поддержания тлеющего разряда между парами вспомогательных электродов с измененными на противоположные полярностями напряжения по сравнению с этапом ионной очистки внутренних каналов с сохранением знака полярности напряжения на каждом из вспомогательных электродов при обработке любых газоразрядных промежутков на этом этапе, затем проводят ионно-плазменную очистку собственного катода и подводящих к нему полостей корпуса резонатора газового лазера путем зажигания и поддержания тлеющего разряда между катодом с отрицательной полярностью напряжения постоянного тока и вспомогательным электродом с положительной полярностью, после тренировки и стабилизации собственных электродов газового лазера вспомогательные электроды снимают с корпуса резонатора. Технический результат - увеличение срока службы газового лазера. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 7 табл.

Изобретение относится к области лазерной техники, а именно к кольцевым моноблочным лазерным гироскопам, предназначенным для измерения угловой скорости вращения. Технический результат - повышение надежности кольцевых лазерных гироскопов за счет повышения герметичности индиевого соединения стеклокерамического корпуса с позолоченными анодами и повышения эффективности обезгаживания внутреннего объема кольцевого лазерного гироскопа от сорбированных примесных газов. Кольцевой лазерный гироскоп устанавливают на вакуумный пост, откачивают до высокого вакуума, проверяют герметичность. Внутренний объем резонатора очищают трехкратным повторением последовательности операций: заполнение кислородом, прожиг в разряде кислорода, откачка. Затем трехкратно повторяют следующую последовательность операций: заполнение резонатора смесью кислорода с неоном, прожиг в разряде этих газов, откачка, затем обезгаживание установленных в гироскопе газопоглотителей. На электроды кольцевого лазерного гироскопа устанавливают охлаждаемые экраны и подключают их к системе подачи охлаждающей жидкости или газа. Корпус гироскопа с установленными экранами нагревают до температуры 260°C, при постоянной подаче охлаждающей жидкости или газа, осуществляют обезгаживание в течение 48 часов и после охлаждения до температуры 50-60°C проводят трехкратные наполнения рабочей гелий-неоновой смесью, наработку и откачку. Далее проводится активация газопоглотителей, наполнение гелий-неоновой смесью до рабочего давления, измерение электрических параметров и герметизация. 3 ил.

Изобретение относится к области электровакуумной техники, в частности к ускоренному переводу адсорбционных газовых слоев в свободный газ с помощью тепловых и механических средств, а именно к откачке газа из объема электровакуумного прибора (ЭВП). Технический результат - уменьшение длительности откачки и энергетических затрат на откачку. В способе откачки ЭВП, включающем откачку воздуха из объема корпуса ЭВП, в который помещен катод, с одновременным приложением к корпусу ультразвуковых колебаний, корпус нагревают в условиях прохождения ультразвуковых колебаний при частоте максимального прохождения ультразвуковой волны через ЭВП. Нагревание корпуса ЭВП при частоте максимального прохождения ультразвуковых колебаний создает не известный ранее эффект ускоренного разрыва адсорбционных связей молекул воздуха с поверхностью материала, приводящий к увеличению десорбционных потоков, и является физической причиной уменьшения длительности откачки. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к способам извлечения ртути из ртутных ламп

Наверх