СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП Российский патент 1997 года по МПК H01J9/395 H01J9/42 H01J61/28 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может найти широкое применение в производстве люминесцентных ламп.

Недостатком люминесцентных ламп является то, что в них применяется жидкая ртуть и возникает серьезная экологическая проблема, связанная с производством, транспортировкой, хранением, эксплуатацией и утилизацией люминесцентных ламп.

Специфика существующих способов изготовления люминесцентных ламп, а также отсутствие совершенных и надежных средств и способов введения ртути обуславливает ее повышенное (в 5 10 раз) содержание в люминесцентной лампе (60 120 мг, вместо достаточных 10 15 мг), большая часть которой отсасывается насосами в атмосферу и отравляет производственные помещения и окружающую среду.

Проблемы не ограничиваются только средой производства люминесцентных ламп. После использования этих ламп, избыток неизрасходованной ртути, после их разрушения рассеивается в воздухе, почве, воде. Таким образом в настоящее время одной из важнейших экологических задач является уменьшение загрязнения окружающей среды парами ртути [1]
Наиболее близким к предложенному является способ изготовления люминесцентных ламп [2] включающий в себя заштамповку выводов электрода в соответствующую из ножек, продувку штенгеля в ножке, монтаж электродных узлов, закрепление источника ртути, заварку ножек, откачку, наполнение инертным газом, отпайку и введение ртути путем термического разложения источника ртути до получения номинального светового потока, цоколевания и тренировку, технологическую выдержку.

Исследование пооперационного выхода годной продукции показало на большое количество отбракованных ламп после откачного автомата вследствие отсутствия свечения на аппарате Тесла.

Причем, как показали исследования бракованных ламп, подавляющая их часть является годными, но без ртути. Это свидетельствует о том, что на откачном автомате у большей части люминесцентных ламп происходит выделение ртути, то есть люминесцентные лампы прошедшие через контроль на аппарате Тесла. имеют "следы" ртути. Это с одной стороны ухудшает экологичность техпроцесса, а с другой количество ртути в люминесцентной лампе будет меньше необходимого и в процессе эксплуатации такой лампы, вследствие ее убытия из разряда, у такой лампы с малым содержанием ртути будет резко спадать световой поток ("тусклая лампа") задолго до конца срока службы.

Контроль чистоты наполнения лампы контролируется визуально по свечению люминофора люминесцентной лампы, которое возникает вследствие возбуждения в объеме лампы высоковольтного высокочастотного разряда в парах ртути аппаратом Тесла.

Таким образом, если не выделять незначительное количество ртути на откачном автомате, то при существующей технологии производства люминесцентных ламп, такие лампы будут отбраковываться как с нарушенным наполнением. Это естественно, так как в данных лампах отсутствуют пары ртути и под действием аппарата Тесла происходит свечение не паров ртути, а инертного газа, который не излучает в ультрафиолетовой области спектра электромагнитных волн и, соответственно, не возбуждает слой люминофора на внутренней поверхности трубки-колбы. Кроме того интенсивность свечения инертного газа значительно ниже чем свечение разряда в парах ртути, так как в последнем случае благодаря возникновению смеси Пеннинга [3] требуется меньшая напряженность электрического поля для возбуждения разряда требуемой интенсивности.

Интенсивность свечения инертного газа в лампе такова, что при (нормальной) освещенности, существующей на сборочной линии, разница в яркости светящейся и несветящейся ламп находится ниже порогового контраста [4]
Повысить интенсивность свечения инертного газа за счет повышения величины возбуждающего напряжения не представляется возможным, так как существующие аппараты Тесла работают на пределе возможного с точки зрения допустимого рассеяния высокочастотного электромагнитного излучения в окружающую среду.

Целью изобретения является повышение выхода годной продукции и улучшение экологичности технологического процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления люминесцентных ламп, включающем заштамповку выводов электрода в соответствующую из ножек, продувку штенгеля в ножке, монтаж электродных узлов, закрепление источника ртути, заварку ножек, откачку, наполнение инертным газом, отпайку, контроль наполнения путем возбуждения электрического разряда в лампе, введение ртути путем термического разложения источника ртути, цоколевание, технологическую выдержку, в момент возбуждения электрического разряда производят измерение яркости свечения лампы, которую преобразуют в электрический сигнал, сравнивают его с заданными пределами и по результатам сравнения осуществляют контроль наполнения люминесцентной лампы и производят отбраковку ламп путем подачи сигнала на исполнительный механизм, а термическое разложение ртути до получения номинального светового потока осуществляют после технологической выдержки ламп.

На фиг. 1 представлена блок-схема технологических операций изготовления люминесцентных ламп, на фиг. 2 блок-схема, реализующая предложенный способ изготовления люминесцентных ламп.

Блок-схема, реализующая способ изготовления люминесцентных ламп, состоит из люминесцентной лампы 1, аппарата Тесла 2, фотодатчика 3, компаратора 4, исполнительного механизма 5.

Для исключения брака на этапе технологического процесса производства люминесцентных ламп контроль наполнения люминесцентной лампы 1 осуществляют после ее выхода из откачного автомата в момент возбуждения в ней разряда аппаратом Тесла 2 путем измерения яркости свечения лампы фотодатчиком 3, которую преобразуют в электрический сигнал и сравнивают его в компараторе 4 с заданными пределами и по результатам сравнения производят отбраковку ламп путем подачи сигнала на исполнительный механизм 5, который выводит бракованную лампу из технологической цепи.

Таким образом, в этом случае контроль наполнения производит не работница, а следящая система, блок-схема которой представлена на фиг. 2, и которая легко отличает светящуюся лампу от негорящей.

Данное предложение позволяет не только повысить выход годной продукции с линии, но и повысить экологичность технологического процесса, так как люминесцентные лампы, вышедшие из откачного автомата вплоть до (почти заключительной) операции тренировки будут практически без свободной ртути в объеме и в случае их разрушения окружающее пространство не будет заражаться парами ртути. А появление ярко светящихся ламп на операции контроля чистоты наполнения лампы будет свидетельствовать о нарушении режима термовакуумной обработки электродов лампы на откачном автомате, приводящем к выделению ртути из источника ртути и, соответственно, нарушению экологичности техпроцесса и увеличению вероятности появления "тусклых" ламп у потребителя.

С целью повышения экологичности технологического процесса производства люминесцентных ламп предлагается термическое разложение источника ртути до достижения номинального светового потока производить после технологической выдержки ламп, во время которой происходит проявление скрытых дефектов лампы.

В этом случае, практически все лампы, отбракованные по какой-либо причине будут безртутными и для их переработки не потребуется эксплуатации специальной дорогостоящей установки демеркуризации бракованных люминесцентных ламп.

Существо изобретения: цель изобретения - повышение выхода годной продукции и улучшение экологичности технологического процесса. Способ изготовления люминесцентных ламп включает штамповку выводов электрода в соответствующую из ножек, продувку штенгеля в ножке, монтаж электродных узлов, закрепление источника ртути, заварку ножек, откачку, наполнение инертным газом, отпайку, контроль наполнения путем возбуждения электрического разряда в лампе, введение ртути путем термического разложения источника ртути, цоколевание, технологическую выдержку, в момент возбуждения электрического разряда производят измерение яркости свечения лампы, которую преобразуют в электрический сигнал, сравнивают его с заданными пределами и по результатам сравнения осуществляют контроль наполнения люминесцентной лампы и производят отбраковку ламп путем подачи сигнала на исполнительный механизм, а термическое разложение ртути до получения номинального светового потока осуществляют после технологической выдержки ламп. 2 ил.

Способ изготовления люминесцентных ламп, включающий заштамповку выводов электрода в соответствующую из ножек, продувку штенгеля в ножке, монтаж электродных узлов, закрепление источника ртути, заварку ножек, откачку, наполнение инертным газом, отпайку, контроль наполнения путем возбуждения электрического разряда в лампе, введение ртути путем термического разложения источника ртути, цоколевание, технологическую выдержку, отличающийся тем, что в момент возбуждения электрического разряда производят измерение яркости свечения лампы, которую преобразуют в электрический сигнал, сравнивают его с заданными пределами и по результатам сравнения осуществляют контроль наполнения люминесцентной лампы и производят отбраковку ламп путем подачи сигнала на исполнительный механизм, а термическое разложение ртути до получения номинального светового потока осуществляют после технологической выдержки ламп.