ЛАМПА КВАРЦЕВАЯ БЕЗОЗОНОВАЯ Российский патент 2001 года по МПК H01J61/20 H01J61/40 

Изобретение относится к области медицины, в частности касается лампы кварцевой ультрафиолетовой для аппаратов санитарно-гигиенической обработки, и может быть использовано в составе систем обеспечения чистоты воздуха и помещений, а также в технологических системах обеззараживания.

Известны лампы для ультрафиолетового обеззараживания, содержащие колбу из увиолевого стекла, внутри которого закреплены электроды, а колба заполнена аргоном с дозированным количеством ртути. При подаче достаточного напряжения на электроды между ними возникает слаботочный дуговой разряд в аргоне, который по мере испарения ртути переходит в разряд в парах ртутит, излучая ее спектр [1].

Недостатками известного решения являются сложность стандартизации качества увиолевого стекла в процессе его приготовления и низкая пропускная способность коротковолнового излучения в диапазоне 205-280 нм. Кроме того, короткий срок службы лампы до потери своих бактерицидных свойств обусловлен низкой устойчивостью увиолевого стекла к адгезии ртути и окисным продуктам, испаряющимся из электродов в процессе горения лампы, которые оседают на внутреннюю поверхность колбы и понижают мощность излучения.

Наиболее близким решением по технической сущности является лампа, колба которой выполнена из кварцевого стекла, заполнена инертным газом аргоном с дозированным количеством ртути, а электроды покрыты оксидным составом, понижающим работу выхода электродов, и излучение осуществляется в дуговом разряде паров ртути [2].

Недостатком такого решения является образование озона в процессе работы лампы из-за широкого спектра ультрафиолетового излучения, с максимальной радиацией на резонансных длинах волн, не только в бактерицидном 253,7 нм, но и озонообразующем 184,9 нм. При взаимодействии озона с азотистыми основаниями, присутствующими в воздухе, образуются диоксиды. Указанные соединения являются ядами и использование бактерицидных источников ультрафиолетового излучения с такими свойствами недопустимо. Кроме того, собственно озон является сильным окислителем и его содержание в воздухе допускается не выше установленных норм.

Технической сущностью изобретения является устранение указанных недостатков, повышение мощности бактерицидного излучения и исключение образования озона в процессе работы лампы.

Поставленная цель достигается тем, что в лампе, колба которой выполнена из кварцевого стекла и заполнена инертным газом с дозированным количеством ртути, с двумя электродными сборками в составе электрода с оксидным покрытием, понижающим работу выхода электронов, закрепленного между двумя ножками электрода, каждая из которых соединена с фольгой контактной электродной и контактом электродным, заштампованными в колбу с противоположных концов по фольге контактной электродной, электроды электродных сборок выполнены из многошаговой спирали, а на внешнюю поверхность колбы лампы нанесено селективно-пропускающее кремний-титановое покрытие, выполненное раствором тетраэтоксисилана и тетрабутоксититана с последующим высушиванием и прогреванием колбы до 600^oC.

На чертеже представлена схема лампы, где показано 1 колба кварцевая с селективно-пропускающим покрытием 2 кремний-титановым, с первой 3 и второй 4 электродной сборкой в составе электрода 5, выполненного из спирали 6 многошаговой с покрытием, ножек 7 электрода, фольги 8 контактной электродной и контактов 9 электродных.

Лампа выполнена следующим образом. Осуществляется подготовка электродной сборки 3 и 4. Спираль 6 электродов 5 изготавливается из вольфрамовой нити скручиванием ее в спираль с минимально возможным шагом. Из полученной спиральной нити скручивается следующая спираль уже большим шагом, чем предыдущая. Затем из уже полученной двойной спирали скручивается следующая спираль. Выполненная многошаговая вольфрамовая спираль 6 электродов 5 закрепляется между ножками 7 электрода и покрывается веществом, понижающим работу выхода электронов, например оксидом бария, по известной технологии. В результате того, что спираль 6 имеет сложную многошаговую конструкцию, обладает достаточным сопротивлением для заданной температуры нагревания и несет на себе покрытие из оксида понижающего работы выхода электронов значительно больше, чем при изготовлении электрода из одношаговой спирали с покрытием. Такая конструкция спирали электрода облегчает процесс зажигания лампы и понижает ток, необходимый для формирования газоразрядного процесса.

Спираль 6 электродов 5 закрепляется на молибденовых ножках 7 электрода, которые приварены к молибденовой фольге 8 контактной электродов, а уже к молибденовой фольге привариваются контакты 9 электродные.

Изготовленные таким образом первая 3 и вторая 4 электродные сборки впаиваются в колбу 1 лампы из кварцевого стекла с торцов таким образом, что спираль 5 электрода многошаговая, закрепленная на ножках 6, заваривается внутри колбы, а заштамповка электродной сборки в кварцевую колбу осуществляется по фольге 7 контактной. Такое решение предотвращает выход лампы из строя из-за возможности, так называемой, натечки атмосферного воздуха через место заштамповки электродной сборки в кварцевую колбу лампы.

После технологического прогревания электродов 5 током высокой частоты происходит дополнительная откачка лампы и заполнение инертным газом с дозированным количеством ртути и заварка технологического канала, место расположения которого из-за непринципиального значения на чертеже не показано. Количество ртути в лампе, а также неиспользуемый инертный газ и его давление определяются мощностью лампы.

Следующим этапом проводится технологическая тренировка лампы на стенде включения и проверка ее электрических параметров.

После процесса контроля работоспособности лампы и ее электрических параметров осуществляется процесс нанесения покрытия, исключающего излучение в коротковолновой озонообразующей части ультрафиолетового спектра.

Для этого приготавливается специальный раствор селективно-пропускающего покрытия, состоящий из основных компонентов, содержащих кремний - тетраэтоксисилана и титан - тетрабутоксититана, разведенных в этиловом спирте с добавлением кислоты соляной. При этом содержание основных компонентов раствора селективно пропускающего покрытия не превышает 5%. После процесса созревания раствора через 24 часа приступают к нанесению покрытия на поверхность колбы лампы способом обливания или окупания лампы в раствор.

После нанесения покрытия лампу слегка просушивают с переворачиванием вокруг своей оси для избежания образования натеков и прогревают в электрической муфельной печи до температуры 600 град.C для затвердения и закрепления нанесенного покрытия на внешней поверхности колбы лампы.

Прогревание колбы лампы позволяет сформировать пленку на поверхности колбы лампы, содержащую титан в окиси кремния, т.е. получить кварцевую пленку на поверхности колбы, лигированную титаном. Такая пленка устойчива к внешним воздействиям и сохраняется на поверхности колбы лампы весь срок ее службы.

Кристаллизация титановых включений в процессе нагревания позволяет создать защитную кристаллическую решетку молекул титана в покрытии, которая отрезает коротковолновое озонообразующее ультрафиолетовое излучение до 205 нм. Вместе с тем такое покрытие практически не влияет на бактерицидный поток, то есть на суммарное излучение в диапазоне 205-315 нм.

После операции нанесения покрытия осуществляют контроль световых и спектральных параметров лампы и при необходимости контакты 9 электродные закрепляют в соответствующем цоколе.

Выполненные испытания показали высокие технические параметры, удовлетворяющие медицинским требованиям изделия. Лампа безозоновая бактерицидная кварцевая "ЛБК" рекомендована комитетом по новой медицинской технике Минздрава России для производства и практического применения.

Источники информации
1. Лампа дуговая бактерицидная ДБ 30-1. ТУ 16-535.273-75.

2. Лампа дуговая ртутно-кварцевая бактерицидная ДРБ-40. ТУ АШПК 433220.038.

Изобретение относится к области медицины, в частности касается кварцевой ультрафиолетовой лампы для аппаратов санитарно-гигиенической обработки, и может быть использовано в составе систем обеспечения чистоты воздуха и помещений, а также в технологических системах обеззараживания. Техническим результатом изобретения является повышение мощности бактерицидного излучения лампы и исключение образования озона. Поставленная задача решается за счет того, что в лампе, колба которой выполнена из кварцевого стекла и заполнена инертным газом с дозированным количеством ртути, с двумя электродными сборками в составе электрода с оксидным покрытием, понижающим работу выхода электронов, закрепленного между двумя ножками электрода, каждая из которых соединена с фольгой контактной электродной, заштампованной в колбу, и с контактом электродным, электроды электродных сборок выполнены из неоднократно скрученной спирали, а на внешнюю поверхность колбы лампы нанесено селективно-пропускающее кремний-титановое покрытие, выполненное раствором тетраэтоксисилана и тетрабутоксититана с последующим высушиванием и прогреванием колбы до 600^oС, при этом содержание основных компонентов раствора не более 5%. 1 ил.

Лампа кварцевая безозоновая, колба которой выполнена из кварцевого стекла и заполнена инертным газом с дозированным количеством ртути, с двумя электродными сборками в составе электрода с оксидным покрытием, понижающим работу выхода электронов, закрепленного между двумя ножками электрода, каждая из которых соединена с фольгой контактной электродной, заштампованной в колбу с контактом электродным, отличающаяся тем, что электроды электродных сборок выполнены из неоднократно скрученной спирали, а на внешнюю поверхность колбы лампы нанесено селективно-пропускающее кремний-титановое покрытие, выполненное раствором тетраэтоксисилана и тетрабутоксититана при содержании компонентов в растворе не более 5% с последующим высушиванием и прогреванием колбы до 600^oС.