Способ изготовления компактной люминесцентной лампы

 

Использование: в производстве источников света. Сущность изобретения заключается в выборе оптимального отношения радиуса R кривизны при гибке стеклянной заготовки с нанесением люминофорным покрытием и внутреннего диаметра d трубки заготовки. Математическое выражение этого отношения приведено в тексте описания. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к светотехнике, а именно к технологии изготовления компактной люминесцентной лампы (ЛЛ).

Известен способ изготовления изогнутой в виде кольца люминесцентной лампы, включающий нанесение люминофорного покрытия на внутреннюю поверхность прямолинейной трубчатой стеклянной заготовки, сушку покрытия, нагревание до температуры размягчения стекла, формообразование кольцевой колбы люминесцентной лампы путем гибки заготовки и последующие операции (заявка Японии N 59-86134, МПК H 01 J 9/00, оп. 18.05.84).

Недостатком известного способа является появлением при гибке заготовки разрывов на люминофорном покрытии и осыпание люминофра на участках растяжения и сжатия стенок трубчатой заготовки, особенно сильное в случае недостаточной адгезии покрытия. Люминесцентные лампы с подобными дефектами люминесцирующей поверхности отличаются пониженным световым потоком и не привлекательным видом.

Известен способ изготовления компактной люминесцентной лампы с изогнутой колбой, включающий нанесение люминофорного покрытия на внутреннюю поверхность прямолинейной стеклянной трубчатой заготовки, его сушку, нагревание заготовки по всей длине до температуры размягчения, формообразование изогнутой колбы путем гибки заготовки и последующие операции (заявка Японии N 64-84542, МПК H 01 J 9/24, оп. 29.03.89).

Недостатки последнего аналога, по существу, те же, что и у первого из аналогов и выражены они в неменьшей степени, несмотря на то, что заготовка выполнена из трубки, диаметр которой не превышает 15 мм.

В последнее время широкое распространение получили компактные люминесцентные лампы сложноизогнутой формы: дважды изогнутые У-образные, спиральные, бифилярные и др. изготавливающиеся путем гибки трубок с люминофорным покрытием или с последующим его нанесением.

В последнем случае возникают серьезные проблемы с нанесением равномерного покрытия, и особенно, с его сушкой, приводящее в конечном счете к тем же дефектам люминофорного покрытия, что и при гибке трубок с люминофорным покрытием.

Аналог по заявке Японии N 64-84542 принят в качестве прототипа, т.к. совпадает с изобретением по большинству основных признаков.

Техническим результатом настоящего изобретения является уменьшение осыпания и количества разрыва люминофорного покрытия в процессе гибки трубчатой заготовки с люминофорным покрытием.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления компактной ЛЛ, включающем нанесением люминофорного покрытия на внутреннюю поверхность стеклянной трубчатой заготовки, одновременное нагревание стекла всей заготовки до температуры размягчения, формообразование разрядной трубки лампы путем гибки заготовки, величину радиуса кривизны криволинейных участков выбирают из выражения: R>d, где d внутренний диаметр трубки заготовки, мм; R радиус кривизны образующей поверхности трубки заготовки со стороны центра кривизны, мм.

Указанная корреляционная зависимость обнаружена в процессе многочисленных экспериментов, проводившихся на серийном оборудовании АО "МЭЛЗ" с использованием суспензии люминофора как на водорастворимом связующем, так и связующем на основе лака, в процессе формообразования баллона КЛЛ. Качественная характеристика дефектности люминофорного покрытия определялась визуально в сравнении с эталоном.

Результаты статистической обработки экспериментов проиллюстрированы на графиках фиг. 1, где кривые характеризуют зависимость процента выхода годных от величины отношения R/d в процессе гибки заготовки с нанесенным люминофорным покрытием: кривая 1-1 на водорастворимом связующем; кривая 11-11 на связующем на основе лака; на фиг. 2, 3, 4, 5 показаны возможные формы компактных ЛЛ, учитывающие указанную корреляционную зависимость, которые не исчерпывают всех вариантов выполнения; на фиг. 6 показан фрагмент стеклянной разрядной трубки с внутренним диаметром d и толщиной стенки s.

Как видно на фиг. 1, кривая 1-1 имеет достаточно крутой участок подъема, начиная с величины отношения R/d, равной единице, и стабилизирующийся в области значений R/d больше 1, 6 в которой прекращается влияние факторов, обуславливающих повышение выхода годных, в связи с оптимальным выбором соотношения радиуса кривизны и внутреннего диаметра трубки. Также существенный подъем имеет место в том же интервале отношения R/d на кривой 11-11, однако при более высоком уровне выхода годных, что объясняется использованием в экспериментах в качестве связующего лака, обладающего высокими адгезионными свойствами.

Полученные экспериментальные данные позволяют сделать вывод о том, что независимо от состава связующего, гибка трубчатых заготовок с люминофорным покрытием при величине отношения радиуса кривизны R к внутреннему диаметру трубки d меньше единицы экономически нецелесообразна, в связи со значительным повышением технологических потерь (до 30%) на операции гибки трубчатых заготовок.

Получение вышеуказанного технического результата возможно лишь при использовании всей совокупности основных существенных признаков, включенных в формулу изобретения.

Объектов, полностью совпадающих по совокупности основных существенных признаков с заявленным изобретением, не обнаружено. Не обнаружено также объектов, в которых описаны отличительные признаки настоящего изобретения.

В качестве примера конкретного выполнения предложенного способа приводится последовательность выполнения операций по изготовлению разрядной трубки спиральной КЛЛ из стекла С49-1 молибденовой группы. На внутреннюю поверхность прямолинейной стеклянной трубки, наружным диаметром 12 мм и внутренним диаметром 9,8 мм, методом полива наносится суспензия на основе водорастворимого связующего с узкополосным люминофором, активированным редкоземельными элементами. После сушки покрытия заготовка размещается в специальной оснастке, снабженной формообразующими роликами, радиус кривизны формообразующих поверхностей которых выбран таким образом, что обеспечивает получение разрядной трубки с геометрическими размерами, удовлетворяющими условию R>d. В данном случае R 15 мм. Производится одновременное нагревание всей заготовки до температуры размягчения стекла и формообразующие ролики приводятся во вращение, обеспечивая получение заготовкой разрядной трубки необходимой формы. Дальнейший отжиг, заварка, дозировка, откачка, герметизация токовводов известены в этой области техники и не нуждаются в комментариях.

Практическим результатом предложенного изобретения является возможность изготовления компактных люминесцентных ламп с минимальными потерями на операции гибки заготовки.

Знание этого позволит иметь в виду математическое соотношение при конструировании новых образцов компактных ЛЛ, преимущественно сложноизогнутых, в том числе для декоративных целей.

Формула изобретения

1. Способ изготовления компактной люминесцентной лампы, включающий нанесение люминофорного покрытия на внутреннюю поверхность стеклянной трубчатой заготовки, нагревание заготовки до температуры размягчения, формообразование баллона лампы путем гибки заготовки, отличающийся тем, что гибку осуществляют с кривизной, величину которой выбирают из выражения R > d, где R радиус кривизны образующей поверхности трубки заготовки со стороны центра кривизны, мм; d внутренний диаметр трубки заготовки, мм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что радиус кривизны R выбирают из выражения R ≥ 1,6 d.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что радиус кривизны R выбирают из выражений R > d + 1,3s;
8 < d + 2s < 18,
где s толщина стенки трубки заготовки, мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6