ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ СОСУД ДЛЯ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАМП И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК H01J61/30 

Спиральные газоразрядные сосуды хорошо зарекомендовали себя при изготовлении компактных люминесцентных ламп, не только за счет равномерного по окружности распределения света, но и благодаря механической прочности по сравнению со сварными, состоящими из нескольких частей сосудами.

Известен газоразрядный сосуд для газоразрядных ламп, состоящий из двух противоположно закрученных в спираль вокруг продольной оси газоразрядного сосуда частей стеклянной трубки, а именно из восходящей и нисходящей части, которые на одном конце соединены поворотной петлей, а на другом конце закрыты и снабжены электродами.

Кроме того, известен способ изготовления газоразрядного сосуда с двумя противоположно закрученными в спираль вокруг продольной оси газоразрядного сосуда частями стеклянной трубки, а именно с восходящей и нисходящей частью, которые на одном конце соединены друг с другом поворотной петлей, а на другом конце закрыты и снабжены электродами (WO 94/29895А, 22. 12. 1994).

Изготовление известных спиральных разрядных сосудов остается по-прежнему проблематичным и несмотря на многочисленные попытки неудовлетворительным. Кроме того, существующие до настоящего времени способы не позволяют изготавливать двойные спирали с внешним диаметром не больше тройного диаметра стеклянной трубки, так как маленькие радиусы можно изготавливать лишь с большим трудом или они вообще не поддаются изготовлению.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в создании новой формы газоразрядных сосудов, имеющих двойные спирали с внешним диаметром не больше тройного диаметра стеклянной трубки, а также создание нового простого способа изготовления газоразрядных сосудов, при котором создаются меньшие газоразрядные сосуды при одинаковой подключаемой электрической мощности.

Преимущество предлагаемого изобретения заключается в том, что газоразрядный сосуд согласно изобретению достигает более высокой плотности свечения, чем обычные газоразрядные сосуды равной электрической мощности, потому что эта электрическая мощность преобразуется в соответствующую плотность свечения на существенно меньшем пространстве.

Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что в газоразрядном сосуде для газоразрядных ламп, состоящем из двух противоположно закрученных в спираль вокруг продольной оси газоразрядного сосуда частей стеклянной трубки, а именно из восходящей и нисходящей части, которые на одном конце соединены поворотной петлей, а на другом конце закрыты и снабжены электродами, угол касательной к средней линии стеклянной трубки в отношении перпендикулярной к продольной оси плоскости сначала в спиральной восходящей части двойной спирали имеет положительное значение, затем в поворотной петле принимает большее значение и затем в поворотной точке достигает значения "0", падает до отрицательно уменьшающегося значения, соответствующего положительному максимуму, и, наконец, принимает в нисходящей части отрицательную величину восходящей части. К двойной спирали примыкает сверху простирающаяся в направлении продольной оси поворотная петля. Поворотная петля выполнена с U- образным или V- образным поперечным сечением. Причем поворотная петля расположена, примерно, посередине над двойной спиралью.

Кроме того, для достижения указанного технического результата в способе изготовления газоразрядного сосуда с двумя противоположно закрученными в спираль вокруг продольной оси газоразрядного сосуда частями стеклянной трубки, а именно с восходящей и нисходящей частью, которые на одном конце соединены друг с другом поворотной петлей, а на другом конце закрыты и снабжены электродами, из стеклянной трубки, изогнутой, примерно, U-образно, выгибают за счет горячего деформирования стеклянной трубки недеформированную поворотную петлю и примыкающую к ней двойную спираль.

Наиболее критическая область поворотной петли, которая образует переход между восходящей и нисходящей ветвью сосуда их стеклянной трубки, выполнена новым способом, что благодаря этому новому выполнению позволяет применять более тонкие стеклянные трубки.

Применяют два расположенных на расстоянии друг от друга инструмента, причем каждый инструмент имеет, по меньшей мере, две параллельные друг другу зажимные колодки, между которыми помещают подлежащую деформированию стеклянную трубку.

Верхний инструмент выполнен в качестве удерживающего инструмента, который не принимает участия во вращении нижнего инструмента, а нижний инструмент выполнен в качестве поворотного инструмента, который между своими зажимными колодками удерживает часть поворотной петли, которую не деформируют, причем нижний инструмент поворачивают вокруг продольной оси, и находящуюся между обоими инструментами свободную часть двойной стеклянной трубки деформируют в форме двойной спирали.

Во время поворота поворотного инструмента уменьшают расстояние между поворотным инструментом и удерживающим инструментом.

Фиг. 1 показывает диаграмму изменения угла касательной к подъему стеклянной трубки по отношению к горизонтальной плоскости отсчета.

Фиг. 2 показывает спираль согласно уровню техники.

Фиг. 3 и 4 показывают спираль согласно изобретению в виде спереди и сбоку.

Фиг. 5 показывает экстремальное исполнение спирали согласно изобретению, которую изготавливают из U-образной стеклянной трубки, изображенной на фиг. 6.

Фиг. 7 показывает сгибающий инструмент для изготовления газоразрядного сосуда согласно изобретению перед началом процесса изготовления.

Фиг. 8 показывает готовый газоразрядный сосуд.

Фиг. 9 показывает устройство по фиг. 7 в виде сверху.

Описываемые ниже изображения представляют собой лишь схематические примеры для лучшего понимания идей изобретения и их ни в коем случае нельзя рассматривать в ограничительном смысле. Одинаковые части обозначены одинаковыми позициями.

На фиг. 1 линией 1 показан ход известных до настоящего времени спиралей для двух оборотов, т.е. в 4π. Латинское "пи" обозначает геометрическую постоянную π. Кривая начинается с нуля со значения 3, которое по спирали остается практически постоянным. Только в точке 4 этот угол касательной начинает постепенно уменьшаться, пересекает в точке перегиба поворотной петли нулевую точку и далее проходит, обычно, симметрично до конечной точки спирали при 4π. .

По другому ведет себя спираль согласно изобретению в соответствии с линией 2, которая также начинается с одинаковым подъемом со значением, соответствующим точке 3, но в точке 4 не уменьшается, а сначала увеличивается и достигает максимума в точке 5. Только тогда угол начинает уменьшаться, пересекает в точке перегиба 7 поворотной петли нулевую линию и затем проходит симметрично до конца спирали при 4π.
На фиг. 2, показывающей обычное выполнение согласно уровню техники, можно однозначно видеть, что касательная 6 при положительном угле в восходящей части практически до точки поворота 7 имеет постоянный наклон к поверхности отсчета 10.

Поворотная петля 14 в смысле изобретения отсутствует. Имеется лишь относительно плоский соединительный участок из материала стеклянной трубки, который в точке поворота 7 соединяет восходящую часть 8, 9 двойной спирали 15 с нисходящей частью спирали. Недостатком уровня техники является то, что в области перехода с восходящей части 8, 9 двойной спирали к этому соединительному участку из стеклянной трубки, а также в области перехода с этого соединительного участка к нисходящей части двойной спирали имеются изломные поперечные сечения стеклянной трубки. Эти изломы (это - неподходящие, узкие и неопределенные изменения поперечного сечения стеклянной трубки) оказывают отрицательное воздействие на изготовление и приводят при работе газоразрядных ламп к нежелаемым изменениям яркости при излучении в этой области.

По другому обстоит дело с газоразрядным сосудом согласно изобретению, изображенным на фиг. 3 и 4. Здесь угол касательной увеличивается после достижения конца восходящей части 8 практически до 90^o, чтобы в точке перегиба уменьшиться до нуля. В нисходящей части 9 касательная 6 уменьшается до соответствующего отрицательного значения. На фиг. 4 показан вид сбоку, на котором можно хорошо видеть нарастание угла касательной в точке 4. Отсюда следует, что вместо соединительного участка с плоскими, тесными и трудно выполняемыми радиусами изгиба имеется поворотная петля 14, которая возвышается над верхней кромкой между восходящей частью и нисходящей частью двойной спирали. Тем самым избегают неудачных переходов.

При этом поворотная петля 14 может быть выполнена с U- образным или V-образным поперечным сечением.

Схематично изображенный на фиг. 5 экстремальный случай был бы вообще невозможен с помощью существующих методов образования спирали. В этом схематично изображенном примере внешний диаметр спирального газоразрядного сосуда только немного больше двойного диаметра стеклянной трубки. В этом случае одинаковые части также обозначены одинаковыми позициями.

На фиг. 6 показана U-образная стеклянная трубка, из которой после завивки спирали образуют газоразрядный сосуд по фиг. 5.

Для изготовления такого газоразрядного сосуда применяют два находящихся на расстоянии друг от друга инструмента 12, 16, при этом каждый инструмент 12, 16 имеет две параллельные друг другу зажимные колодки, между которыми помещают подлежащую деформированию стеклянную трубку 19. При этом стеклянную трубку нагревают так, что она легко поддается деформации. Необходимая для этого температура зависит от материала стекла, толщины и других параметров. Эта температура хорошо известна из уровня техники.

Верхний инструмент выполнен, например, в качестве удерживающего инструмента 16, который не принимает участия во вращении нижнего инструмента. Нижний инструмент выполнен в качестве поворотного инструмента 12, который между своими зажимными колодками 20 удерживает часть поворотной петли 14, которая не деформируется. Если теперь поворачивать нижний инструмент вокруг продольной средней линии 18 в направлении стрелки 13, то находящаяся между обоими инструментами свободная часть двойной стеклянной трубки 19 деформируется в форме двойной спирали 15 (фиг. 8).

Дополнительно возможно также во время поворачивания поворотного инструмента 12 сначала уменьшить расстояние 21 между поворотным инструментом и удерживающим инструментом и при увеличивающемся повороте поворотного инструмента 12 удалять удерживающий инструмент с увеличением расстояния 21 до поворотного инструмента 12.

Этим достигается то, что непосредственно к не деформируемой при повороте поворотной петле примыкает двойная спираль 15, которая в свою очередь переходит в недеформированные нижние концы 17.

С помощью изобретения получают внешний диаметр двойной спирали 15, который соответствует, примерно, тройному диаметру простой стеклянной трубки. Типичная величина диаметра стеклянной трубки равна 10-12 мм, тем самым образуется внешний диаметр двойной спирали 15 согласно изобретению, равный, примерно, 36 мм. Таким образом, газоразрядный сосуд согласно изобретению имеет более компактную конструкцию, чем газоразрядные сосуды, известные из уровня техники.

Согласно уровню техники можно реализовать значительно большие диаметры двойной спирали 15. Типичным значением внешнего диаметра является 56 мм. Более тесная завивка двойной спирали согласно уровню техники невозможна, так как в области соединительного участка возникают упомянутые нежелательные изломы стеклянной трубки.

В заключение необходимо отметить, что благодаря новой форме выполнения и простоте способа для изготовления можно значительно экономить средства и время, и возможны решения, которые немыслимы при существующих способах изготовления спиралей.

Из схематичных изображений и диаграммы вытекают дальнейшие идеи объема защиты этого изобретения, которые необходимо относить к области защиты изобретения.

Газоразрядный сосуд для газоразрядных ламп состоит из двух противоположно закрученных в спираль вокруг продольной оси газоразрядного сосуда частей стеклянной трубки, а именно из восходящей и нисходящей части, которые на одном конце соединены поворотной петлей, а на другом конце закрыты и снабжены электродами. Угол касательной к средней линии стеклянной трубки в отношении перпендикулярной к продольной оси плоскости сначала в спиральной восходящей части двойной спирали имеет положительное значение, затем в поворотной петле принимает большее значение и затем в поворотной точке достигает значения "0", падает до отрицательного уменьшающегося значения, соответствующего положительному максимуму, и, наконец, принимает в нисходящей части отрицательную величину восходящей части. Изобретение также раскрывает способ изготовления данного газоразрядного сосуда для газоразрядных ламп. Изобретение позволяет создать новую форму более меньших газоразрядных сосудов, имеющих двойные спирали с внешним диаметром не больше тройного диаметра стеклянной трубки при одинаковой подключаемой электрической мощности. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 9 ил.

1. Газоразрядный сосуд для газоразрядных ламп, состоящий из двух противоположно закрученных в спираль вокруг продольной оси газоразрядного сосуда частей стеклянной трубки, а именно из восходящей и нисходящей части, которые на одном конце соединены поворотной петлей, а на другом конце закрыты и снабжены электродами, отличающийся тем, что угол касательной к средней линии стеклянной трубки в отношении перпендикулярной к продольной оси плоскости сначала в спиральной восходящей части двойной спирали имеет положительное значение, затем в поворотной петле принимает большее значение и затем в поворотной точке достигает значения "0", падает до отрицательного уменьшающегося значения, соответствующего положительному максимуму, и, наконец, принимает в нисходящей части отрицательную величину восходящей части. 2. Газоразрядный сосуд по п.1, отличающийся тем, что к двойной спирали примыкает сверху простирающаяся в направлении продольной оси поворотная петля. 3. Газоразрядный сосуд по п.1 или 2, отличающийся тем, что поворотная петля в виде сбоку выполнена с U- или V-образным поперечным сечением. 4. Газоразрядный сосуд по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что поворотная петля расположена, примерно, посередине над двойной спиралью. 5. Способ для изготовления газоразрядного сосуда с двумя противоположно закрученными в спираль вокруг продольной оси газоразрядного сосуда частями стеклянной трубки, а именно с восходящей и нисходящей частью, которые на одном конце соединены друг с другом поворотной петлей, а на другом конце закрыты и снабжены электродами, отличающийся тем, что из стеклянной трубки, изогнутой, примерно, U-образно, выгибают за счет горячего деформирования стеклянной трубки недеформированную поворотную петлю и примыкающую к ней двойную спираль. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что применяют два расположенных на расстоянии друг от друга инструмента, причем каждый инструмент имеет, по меньшей мере, две параллельные друг другу зажимные колодки, между которыми помещают подлежащую деформированию стеклянную трубку. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что верхний инструмент выполнен в качестве удерживающего инструмента, который не принимает участия во вращении нижнего инструмента, а нижний инструмент выполнен в качестве поворотного инструмента, который между своими зажимными колодками удерживает часть поворотной петли, которую не деформируют, причем нижний инструмент поворачивают вокруг продольной оси, и находящуюся между обоими инструментами свободную часть двойной стеклянной трубки деформируют в форме двойной спирали. 8. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что во время поворота поворотного инструмента уменьшают расстояние между поворотным инструментом и удерживающим инструментом.