Газоразрядная трубка

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюз Советских

Социалистических

Республик

<)980193 (61) Дополнительное к аят. свид-ву-(22) Заявлено 03,02, 81 (21) 3243823/18-21 с присоединением заявки N9 " (ЗЦМ.Ка.

Н 01 J 61/02

Государственный комитет

СССР по данам язобретеннй я открытий (23) ПриоритетОпубликовано 07.12.82. Бюллетень Мо 45 (33) УДК 621. 383 (088.8) Дата опубликования описания 07. 12.82

В .И.БелЯков, Б.М.Мельников, A.Â.ÑàëêèH, ЮтА.АРхипов, В.A.Êîðìèøêèí, A.Е.Атаев и В,П.Алявja

°

- М

" --- А ;, .;- - -, f "„.Э (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ГАЗОрАЗрядНАя труБКА

Изобретение относится к электронной промышленности и,в частности,усовершенствует ртутно-кварцевые лампы.

Известна конструкция горелок для ртутных ламп высокого давления, содержащая герметичную колбу с электродами К13.

Для снижения зажигания ламп исполь« зуется эмиссионное покрытие. Однако при пониженных температурах окружающей среды напряжение зажигайия становится вьнае сетевого и снижение напряжения за счет эмиссионного покрытия становится недостаточным.

Известна также газоразрядная труб« ка, содержащая герметично запаянную колбу, в каждом конце которой расположено по одному основному электроду в ниде тугоплавкого стержня1. частично запаянного в лопатку трубки, и надетой на него тугоплавкой спирали g2) °

Однако в укаэанных разрядных труб-... ках после их выключения повышается напряжение .зажигания из-за кондейсацйи металлов и их соединений на поверхности электродов в процессе охлаждения. При низких температурах окружающей среды напряжение зажигания может повыситься настолько, что сетевого напряжения станет недостаточно для зажигания разрядной трубки. Конденсация металлов и их соединений на пс)верхности основных электродов при охлаждении разрядной трубки происходит в том случае, если скорость охлаждения электродов равна или больше скорости охлаждения стенок трубки.

-, Цель изобретения — снижение нацря» жения зажигания при низких температу» рах окружающей среды.

Указанная цель достигается тем, что в газоразрядной трубке, содержащей герметично запаянную колбу, в каждом конце которой расположено по одному основному электроду в виде тугоплавкого стержня, частично запаянного в лопатку трубки, и надетой на него тугоплавкой спирали, размеры внутренней части электрсща выбраны из условия

0,75 с 3- -д- 4,5

d . 1

S ) где 4 - внешний диаметр спиралин

g, — длина спирали;

Н вЂ” длина электрода внутри раз рядной трубки;

d<- диаметр стержня.

На фиг. 1 показана трубка, общий вид; на фиг. 2 - катодный узел; на

980193 чем меньше диаметр стержня, тем медленнее происходит его остывание,так как с уменьшением диаметра уменьшается теплоотвод по стержню к донышку газоразрядной трубки.

Время остывания электрода при пос тоянной величине а также увеличивается с относительным увеличением размеров d< (диаметра спирали) и 3<г, (длины спирали или количества ее витков по стержню), которые в совокупности составляют массивную часть электрода с массой m. В рабочем режиме лампы катодное пятно сфокусировано именно на участке, ограниченном размерами

04, 8Сп,а значит и основная часть тепла сосредоточена в массивной части электрода (график распределения температуры по электроду представлен на фиг. 3 и 4) . Следовательно, с относительным увеличением размеров d<, 6 т.е. массивной части электрода, в ней сосредоточена основная масса тепла, а значит более медленно происходит остывание электрода, т.е. Увеличивается время теплоотвода с массивной части электрода. Кроме того, время остывания электрода увеличивается (при всех равных других условиях) с относительным увеличением заэлектродной области, т.е. участка а, так как увеличивается время теплоотвода тепла с массивной части электрода, а значит и увеличивается время остывания электрода.

Следовательно, с учетом изложенного для увеличения времени остывания электрода необходимо относительно уменьшить диаметр стержня d относительно увеличить диаметр проволоки спирали d3, а значит и увеличивается

d„, длину спирали „ или количество ее витков по стержню d,,а также увеличить длину заэлектродйой области а.

H совокупности длина электродной области а и длина спирали составляет длину электрода внутри разрядной трубки Н, где с увеличением Н увеличивается время остывания электрода.

Однако до произвольных значений укаэанные величины как уменьшать, так и увеличивать нельзя.

Так,. например, при относительно малом диаметре стержня. dz, относи тельно большой электродной области а увеличивается время разгорания лампы из-за недостаточного количества тепла, отводимого от массивной части электрода в заэлектродную область к донышку газоразрядной трубки, которая является наименее нагретым участком, и как следствие этого, на наименее нагретом участке конденсируются пары ртути.

Сконденсировавшиеся пары ртути

5 не участвуют в разряде, т.е. при та-, фиг. 3 - распределение температуры основного электродау на фиг. 4 соответственно предыдущей фигуре расположение катода.

В концы трубки 1 герметично запаяны основные электроды, состоящие из стержня 2 и спирали 3. Основные электроды через фольговые вводы лопатки 4 соединены с вводами 5. Трубка 1 наполнена инертным газом или смесью инертных газов, металлами или 16 их соединениями б.

Кроме того, обозначены участки внешний диаметр Й„спирали, длина g спирали, длина Н электрода внутри разрядной трубки, диаметр с1 стерж- 15 ня, длина а за электродной областью, длина с запаянной части стержня в лопатке трубки.

Скорость охлаждения электрода по сравнению со скоростью охлаждения стенок трубки уменьшается IIpH относительном увеличени размеров участков г, d, уменьшении диаметра ,гР стержня d и с увеличением длины участка а стержня 2. 2%

Известно также, что к электродам для газоразрядных трубок обычнб предъявлжотся следующие требования.

Стойкость к распылению в пусковой период при длительной работе и в течение срока службы.

Указанное требование может обес-печиваться типом активатора, массой катода, расположением электрода относительно стенок разрядной трубки, удельной нагрузкой на стенки трубки, составляющей, обычно 8.-10 Вт/сгл, рабочей температурой стенки трубки, а также рядом других причин.

Механическая прочность в месте соединения стержня электрода с кварцевым .стеклом, которая в основном зависит от раэмера участка с электро-., да (фиг. 1 и 2), и толщина стенки раз ридной трубки.

Обеспечение низкого напряжения зажигания гаэоразрядных трубок. Низкое напряжение зажигания газоразрядных трубок зависит от типа активатора, нанесенного на электрод, а также расположения активатора на электро- 50 де. Кроме того, установлено, что напряжение зажигания снижается, если скорость охлаждения электрода равна или меньше скорости охлаждения стенок трубки, которую более удобно выразить 5S через обратную величину — время остыв ания.

Время остывания электрода по срав нению со временем остывания стенок газоразрядной трубки зависит от сле- Я) дующих причин..

Так, например, при постоянной величине а время .остывания электрода увеличивается с относительным умень-, шением диаметра стержня и, так как 6

980193 ких условиях горения ртути полностью не испаряются. Для .нормальных условий горения необходимо, чтобы газоразядная трубка наполнялась строго дозированным количеством ртути .с таким асчетом, чтобы вся ртуть полностью спарялась и разряд происходил в.не,насыщенных парах.

При относительно больших размерах диаметра спирали д„ и длины спирали

8 „ (или количества ее витков на стержне), т.е.. относительно большой массивной части электрода, время разгорания также увеличивается, так как электрод в этом случае будет уже не достаточно нагретым и количество тепла, отводимое от электрода к донышку газоразрядной трубки, также будет недостаточно для полного испарения ртути.

Следовательно, для увеличения времени остывания электрода после выключения лампы„ работающей в нормальном режиме горения, необходимо условие.

0 75 < ф — д 4,5, d ° 6 и

Экспериментальные исследования показали, что в случае нарушения данного соотношения напряжение зажига -: ния возрастает.

Применение йредлагаемой трубки, таким образом, позволяет снизить нам пряжение зажигания ламп lIDH пониженной температуре окружакшей среды и обеспечить устойчивое зажигание.

ФОРмУла изобретения

5 Газоразрядная трубка, содержащая герметично запаянную колбу, в каждом.конце которой расположено по одному основному электроду в вида туго плавного стержня, частично запаянного

30 в лопатку -трубки, и надетой на него тугоплавкой спирали, о т л и ч а ив щ а я с я тем, что, с целью снижения напряжения зажигания при низких температурах окружающей срезан, раэf5 меры внутренней части электрода выбраны из условия л

;р где d - внешний диаметр спирали;

8 - длина спирали;

Н - длина электрода внутри разрядной трубки

d - диаметр стержня.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Рохлина Г.H. Газоразрядные источники света. N. "Энергия", 1966, с. 398.

2. Весельницкий И.N., Рохлина Г.Н.

Ртутные лампы высокого давления. М., "Энергия", 1974, с. 124, 131.

980193, ffAt нн)

Составитель В. Александров

Редактор Т. Лопатина Техред A.Áàáèíåö. корректор A.Ôåðåíö

Заказ 9373/44 Тираж 762 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

213035, Москва, Ж-35, Раупыкан наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4