Катодный узел для мощных газоразрядных ламп

 

1. КАТОДНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ МОЩНЫХ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАМП, содержащий медное неподвижное основание с каналами для протока охлаждающей жид кости и осевым гнездом конической формы, в котором подвижно установл сопряженный с ним под углом, близКИМ к углу трения, медный держатель с вольфрамовым катодом, отличающийся тем, что, с целью повышения его мощности и ресурса, указанное основание выполнено из неотожженной холоднокатаной меди с толщиной стенки в пределах, сопряжения ее с держателем катода, превышающей 0,8 максимального радиуса внутренней поверхности гнезда указанные каналы выполнены в виде двух концентрически расположенных кольцевых щелей, сопряженных между собой со стороны, противоположной входу охлаждающей жидкости, держатель выполнен цельным, а катод имеет центральную осевую полость, заполненную материалом указанного держателя. 2. Узел поп., отличающийся тем, что наружная поверхность основания имеет покрытие с коэффициентом отражения более 0,7.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19> (111 (511 4 Н Ol J 61/073

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

OllH0AHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ)

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ б

1 (21) 3803564/24-07 (22) 23. 10.,84 (46) 30.12.85. Бюл.9 48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический светотехнический институт (72) Г.И.Рабинович, С.Н.Молодцов, М.Ф.Ященко, Ю.И.Араскин и Н.N.Киреев (53) 621 327 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 847398, кл. Н 01 3 61/073, 1979. (54) (57) 1. КАТОДН61Й УЗЕЛ ДЛЯ МОЩ Н61Х ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАМП, содержащий медное неподвижное основание с каналами для протока охлаждающей жидкости и осевым гнездом конической формы, в котором подвижно установлен сопряженный с ним под углом, близким к углу трения, медный держатель с вольфрамовым катодом, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения его мощности и ресурса, укаэанное основание выполнено из неотожженной холоднокатаной меди с толщиной стенки в пределах. сопряжения ее с держателем катода, превышающей 0,8 максимального радиуса внутренней поверхности гнезда указанные каналы выполнены в виде двух концентрически расположенных кольцевых щелей, сопряженных между собой со стороны, противоположной входу охлаждающей жидкости, держатель выполнен цельным, а катод имеет центральную осевую полость, заполненную материалом указанного держателя.

2. Узел по п.l о т л и ч а ю— шийся тем, что наружная поверхность основания имеет покрытие с коэффициентом отражения более 0,7.

1201921 охватывает его с внешней поверх50 ности, обеспечивая максимально

ВНИИПИ Заказ 8098/54 Тираж 678 Подписное филиал ППП "Патент", r.Óçòoðoä, ул.Проектная, 4

Изобретение относится к источникам света,.конкретно к теплоконтактному устройству подвижного катодного узла мощных ксеноновых ламп сверхвысокого давления в металлической оболочке.

Цель изобретения — повышение мощности и ресурса катодного узла.

На чертеже схематически изображен катодный узел, общий вид.

Устройство состоит из неподвижного основания 1 с осевым конусным гнездом 2, в котором установлен медный держатель 3, сопрягаемый по притираемым конусным поверхностям.

Водяная рубашка 4 с каналами 5 припаяна к основанию 1 легкоплавким припоем 6 с Тп, ниже 300 С во избежание отжига меди. Наружная поверхность 7 основания выполнена зеркальной, алюминированной в вакууме.

Держатель 3 представляет собой цельную деталь с приплавленным к нему вольфрамовым катодом 8, имеющим полость 9, заплавленную медью.

В процессе работы тепловой поток от горячего опорного пятна дуги, располагающегося на рабочей части катода 8, передается через полость

9, заполненную медью, к медному держателю 3, который, расширяясь, заклинивает в гнезде 2 по конусной поверхности. .Высокая прочность гнезда обеспечивает возможность получения усилия прижатия держателя 3 к гнезду 2, превышающего предел текучести держателя.

Действительно, согласно условию прочности основания, рассматриваемого как толстостенный сосуд с внутренним давлением Г, МПа, максимальные растягивающие напряжение 6 основания равны

R+4 (— -) +1

R — P

R+h < (— -)

К где " — максимальный радиус гнезда; — толщина стенки основания. I0

Полагая давление Р. равным пределу текучести отожженной (плавленной) меди (G = 100 MIIa), из которой изготовлен держатель, а толщину стенки равной, как указано выше, 0,8 R, находим

1 8 + 1 б = 100 — 190 МПа.

I,8 — 1

Следовательно, в основании развиваются усилия, меньше предела текучести холоднокатаной меди

200 МПа, и оно работает в режиме упругих напряжений, сохраняя свою геометрическую форму и обеспечивая, в то же время, необходимое смятие держателя, превышающее его предел текучести и сводящее к минимуму термическое сопротивление между контактными поверхностями держателя и основания.

При уменьшении толщины стенки основания менее 0,8 к, согласно вышеприведенной формуле усилия в нем, необходимые для превышения предела текучести держателя (P — 100 МПа), будут более предела текучести основания, что приводит к его пластической деформации и разрушению катода.

Минимальное термическое сопротивление контакта обеспечивает при малых перепадах температуры передачу большого теплового потока от держателя к основанию.

Помимо этого теплового потока на наружную зеркальную поверхность

7. основания падает лучистый поток непосредственно от дуги, однако благодаря высокой отражательной способ ности зеркальной поверхности большая часть этого потока отражается, повышая КПД лампы и облегчая тепло вой режим основания.

Тепловой поток от основания отводится водой, текущей с большой скоростью в щелевой рубашке 4, которая повторяет форму гнезда и возможную площадь теплосъема.