Способ изготовления газоразрядных ламп с кварцевой колбой

 

О П И С А Н И Е ()940253

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцнапнстнчесинх

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл..

H 01 J 9/38 (22)» »е» 26. 12. 80 (21) 3224677/18-21 с присоединением заявки,яЪ

Раударстинны1 квинтет

ССВР

lo laaaal «забретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК621. 327. .032.94(088.8) Опубликовано 30.06.82. Бюллетень М24

Дата опубликования описания 30.06 ° 82 (72) Авторы изобретения

В.А.Якусевич и М.А.Хузмиев (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ

ЛАМП С КВАРЦЕВОЙ КОЛБОЙ

Изобретение относится к способам изготовления газоразрядных ламп с кварцевой колбой, а более конкрет но к дегазации кварцевых баллонов в условиях машинной откачки, и может быть применено на предприятиях, выпускающих кварцевые лампы импульсного и непрерывного действия.

Известны способы изготовления приборов в кварцевой оболочке, включающие обезгаживание кварцевой колбы на технологической операции откачки путем прогрева в вакууме. Кварцевое стекло содержит на поверхности лишь небольшое количество адсорбированных, газов, легко удаляемых при прогреве, а глубинные газы начинают выделяться лишь при температуре красного каления (1000 C и выше), до которой колбу нагревают в электричес" щ ких или газовых печах (11.

Однако в условиях машинной откачки, когда время пребывания лампы на позиции обезгаживания колбы лимити2 ровано, известные способы весьма трудно применимы из-за длительности времени, необходимого для достижения высокой температуры кварцевой колбы, в печи, и сложности равчомерного нагрева трубчатых ламп больших габаритовв.

Наиболее близким по технической с пцности и предлагаемому является способ изготовления газоразрядных ламп, включающий нагрев лампы, напол" ненной инертным газом, до температуры. обезгаживания и откачку (2).

Однако при использовании такого способа при откачке кварцевых ламп на откачных полуавтоматах возникают трудности, связанные с необходимостью быстрого нагрева всей поверхности кварцевой колбы до температуры обез" о гаживания(порядка 1100 С), при которой за счет распределения выделяющихся из стенок колбы примесных газов в наполняющем колбу инертном газе происходит освобождение стенок

3 940253 4 колбы от вредных газов (по известному принципу. промывки инертным газом).

Быстрый прогрев колбы до столь высоких температур возможен лишь при непосредственном нагреве колбы васокотеплопроизводительными газовыми горелками, однако, при этом весьма трудно обеспечить равномерность прогрева всей поверхности колбы (как по длине, так и по окружности) до 10 примерно одинаковой температуры. Для этого система горелок должна быть очень сложной как конструктивно, так и в наладке, причем нагрев участков колбы, прилегающих к выводам, затруд !5 няется возможностью перегрева выводов и герметичных токовводов из-за близости к ним пламени горелок. Такой перегрев ведет к окислению указанных частей лампы, к разгерметизации и в итоге к повышению процента брака.

По известному способу нагревается наружная поверхность колбы, в то время как для обеспечения высокого качества лампы важен перегрев внутренней поверхности колбы. При смене типа лампы (т.е. изменении габаритов} вся система нагрева требует переналадки, а в случае трубчатых кварцевых ламп больших габаритов (0,5-1 м и более) обеспечить равномерный и быстрый прогрев колбы известными способами практически невозможно, что препятствует механизации процесса откачки таких ламп.

Цель изобретения - обеспечение быстрого и равномерного прогрева всей внутренней поверхности кварцевой колбы во время пребывания на позиции обезгаживания откачного полуавтомата, упрощение системы нагрева, уменьшение переналадочных работ при изменении габаритов лампы, упрощение обслуживания откачного полуавтомата, возможность обработки на нем трубчатых ламп больших габаритов и повышение надежности и долговечности изготовляемых ламп. нижней части лампы, составляющей

О, 3-0, 7 длины колбы, до 1150-1200 С.

При таком способе находящийся в лампе сжатый инертный газ., обладая большой теплопроводностью и подвижностью, выполняет роль теплоносителя тем эффективнее, чем больше его давление, и тепло от раскаленного участка колбы быстро разносится по всей колбе, обеспечивая быстрый и равномерный нагрев внутренней поверхности колбы, выделяющиеся из которой примеси растворяются в инертном газе, плотность которого на много порядков больше плотности примесей, с последующей откачкой. Кроме того, скорость распространения тепла увеличивается за счет конвекционных потоК0В в сжатом газе, равномерность проrpeaa внутренней поверхности колбы

{no длине и по окружности) до 10501100 С обеспечивается независимо от равномерности наружного прогрева колбы, а возможность перегрева выводов

25 лампы исключается из-за удаленности от концов пампы средства нагрева, например пламени газовых горелок.

Существенным является то, что колба в основном нагревается изнутри раскаленным сжатым газом, что наиболее эффективно обеспечивает отсутствие вредных примесей в рабочем объеме лампы в процессе эксплуатации, т.е. влечет за собой повышение светотехнических характеристик изготовляемых ламп и срока их службы.

При откачке на полуавтомате изменение типа лампы в условиях серийного производства требует лишь минимальной переяападки системы горелок, так как отпадает необходимость прог15евать снаружи .колбу по всей длине и окружности. Кроме того, становится возможной откачка на полуавтомате трубчатых кварцевых ламп больших габаритов, в этом случае равномерный прогрев колбы легко достигается наружным нагревом колбы на нескольких участках по ее длине.

Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления газоразрядных ламп с кварцевой колбой, включающем нагрев лампы, наполненной инертным газом, до температуры обезгажи- 55 вания колбы и откачку, лампу наполняют инертным газом до давления

1, 5-5 атм, а нагрев осуществляют в

Пример. Откачку проводят на

36-позиционном карусельном откачном полуавтомате импульсных трубчатых кварцевых ламп типа ИФП-800, На одной позиции полуавтомата лампа находится 15 с, что обеспечивает значительное увеличение производительности по сравнению с ручной откачкой на постах, Заваренные лампы40253 6

5 ю

zo

25 зо

5 9 устанавливают в вертикальном положении, подсоединяют штангелями к откачной системе полуавтомата. На 5-и позициях из ламп откачивается воздух (до давления 10 мм рт.ст.), а затем на 2-х следующих позициях обезгаживания колбы в лампы подается аргон под давлением 2,5 атм (абс.) и с помощью газо-кислородных горелок участок колбы в нижней ее части нагревается до 1150-1200 С. Для контроля температуры внутренней поверхности колбы экспериментальных ламп через дополнительный штенгель вводится гибкая термопара, подсоединенная к измерительному прибору. Рабочий конец такой термопары подводится к участку внутренней поверхности колбы, температуру которого требо.валось измерить. При прогреве 0,5 длины колбы до температуры около

1200 С через 15-20 с во всех точках, в которых производится измерение, температура внутренней поверхности достигает 1050-1100 С, что соответствует наиболее огггимальным условияи обезгаживания кварцевого стекла.

При большем наружнем нагреве (до

1300 С и выше) скорость достижения оптимальной температуры резко возрастает, но появляется возможность деформации колбы из-за локального перегрева. Поэтому примененный режии признан оптимальным, так как колба выдерживается при температуре обезгаживания достаточное время (это время при необходимости легко увеличивается увеличением числа позиций обезгаживания выше 2-х система полуавтомата это позволяет).

В качестве инертного газа выбран аргон (как наиболее дешевый), но применение газов с большей теплопроводностью повышает эффективность способа. Прогрев колбы на участке меньшем

0,3 длины требует более интенсивного нагрева, что связано с опасностью деформации колбы, а прогрев более

0,7 длины колбы может привести к окислению выводов лампы из-за близости к ним зоны огня. При давлении аргона менее 1,5 атм (абс.) скорость распространения тепла снижается (равномерный прогрев колбы достигается через 20-30 с. Давление инертного газа более 5 атм (абс.) возможно лишь

ВНИИПИ Заказ 4680/75 при усовершенствовании узла подсоединения лампы к откачной системе (во избежание прорыва газа в атмосферу).

Прогрев наружнвго участка колбы до температуры ниже 1150 С приводит к недогреву внутренней поверхности колбы. Лампы после обезгаживания в указанном оптимальном режиме откачи«

«3 ваются до давления 10 ми рт ° ст., затем наполняются тренировочным газом (ксеноном, под давлениеи 150 мм рт.ст, тренируются в дуговом режиме вновь откачиваются до давления 10. мм рт.ст., наполняется рабочим газом(ксеноном,под давлением 500 мм рт.ст. ) и отпаиваются.

Предлагаемый способ благодаря интенсификации наиболее длительного процесса обработки ламп " обезгаживания кварцевых колб - позволяет механизировать основные сборочные операции (откачку, обезгаживание, тренировку, наполнение) кварцевых ламп любых габаритов, чем значительно снижается трудоемкость их изготовления.

Благодаря тому, что прогрев колб осуществляется изнутри раскаленным сжатым инертным газом, улучшается качество ламп и их долговечность.

Устранение окисления выводов и герметичных токовводов повышает процент выхода годных изделий в серийном про- изводстве и надежность ламп в эксплуатации, Обслуживание полуавтомата упрощается, переналадка при смене типа откачиваемой лампы значительно ускоряется.

Формула изобретения

1. Способ изготовления газоразрядных ламп с кварцевой колбой, включающий нагрев лампы, наполненной инерт" ным газом, до температуры обезгаживания и откачку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности изготовляемых ламп, лампу наполняют инертным газом до давления 1,5-5 атм, а нагрев осуществляют в нижней час" ти лампы, составляющей 0,3-0,7 длины колбы, до 1150- 1200 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Варламов В.А. и др. Сборочные операции в электровакуумном производстве. M. "Высшая школа", 1974. с. 300-303.

2. Авторское свидетельство СССР

М 477987, .кл. Н 0 1 J 9/22, 1973

Тираж 761 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4