МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА Российский патент 2003 года по МПК H01J61/18 H01J17/20 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует металлогалогенные лампы (МГЛ), генерирующие излучения в диапазоне длин волн 350-450 нм.

Известна металлогалогенная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную по меньшей мере добавками для обеспечения горелки галогенидами никеля, кобальта и железа, ртутью и инертным газом (1).

Описываемая металлогалогенная лампа эффективно генерирует излучение в области длин волн 340-400 нм и используется при изготовлении печатных плат.

Недостатком указанной лампы является излучения в диапазоне 400-450 нм, в результате чего лампа является неэффективной при использовании ее в полиграфии, для облучения фотоформ, где необходимо излучение в области длин волн 350-450 нм.

Наиболее близкой по технической сущности является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную по меньшей мере инертным газом, галлием и галогенидами неактивного металла (2). В качестве галогенида неактивного металла в описываемом решении используется галогенид олова, который необходим для прохождения обменной реакция и образования непосредственно галогенида галлия. Указанная лампа обеспечивает генерацию излучения в области длин волн 350-450 нм и является весьма эффективной для использования в полиграфии.

Недостатком указанной лампы является низкий выход годных ламп вследствие использования галлия в чистом виде. Галлий является неудобным металлом для введения его в горелки металлогалогенных ламп из-за низкой температуры плавления (T_пл.- 29,7^oС) и высокой пластичности, что затрудняет процесс получения навесок определенного веса, что не позволяет обеспечить приемлемый выход годных при изготовлении ламп.

Целью предлагаемого изобретения является повышение выхода годных ламп.

Поставленная цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную по меньшей мере инертным газом, галлием и галогенидами неактивного металла, в горелку лампы дополнительно введено железо, при этом галлий и железо введены в виде сплава с содержанием галлия от 30 до 80%, причем компоненты взяты в следующих количествах, мк•моль/см³:
сплав "железо + галлий" - от 0,1 до 2,0
галогениды неактивного металла от 0,15 до 3,0,
а давление инертного газа составляет от 1,33 до 80,0 КПа.

В горелку лампы дополнительно могут быть введены добавки для обеспечения горелки галогенидами свинца в количестве от 0,05 до 4,0 мк•моль/см³, ртуть в количестве от 0,2 до 15,0 мк•моль/см³.

В металлогалогенной лампе по предлагаемому изобретению экспериментально подобран состав наполнения, что обеспечивает увеличенный выход годных при изготовлении ламп и делает рентабельным процесс производства и практически возможным само производство ламп.

Конструкция предлагаемой металлогалогенной лампы идентична конструкции МГЛ, чертежи на которую приведены, например, в (3, 4).

Принцип работы лампы по предполагаемому изобретению также аналогичен соответствующему для традиционных MГЛ и заключается в следующем.

Лампа подключается к питающей сети последовательно с индуктивным, емкостным, комбинированным, балластным сопротивлением или электронным пускорегулирующим аппаратом (ПРА). Посредством подачи высоковольтного электрического напряжены на электроды лампы инициируется дуговой разряд в среде инертного газа, в результате развития которого в разряд поступает ртуть (в том случае, если она содержится в составе наполнения) и галогенидные добавки. Формируется дуговой разряд в среде галогенидных добавок (а в ряде исполнений и ртути) с фиксированными параметрами: световым потоком, мощностью, током и напряжением на лампе и т.д.

Важным является состав сплава "галлий + железо", он определен экспериментально и содержание галлия в нем составляет от 30 до 80%.

При меньшем содержании галлия его излучение подавляется излучением железа, и энергетический КПД лампы резко снижается.

При содержании галлия большем чем 80% превалирует уже излучение галлия и энергетический КПД снова снижается. Кроме того, сплав при этом становится неустойчивым и при нагревании 350-400^oС разлагается на элементарное железо и галлий со всеми ранее описанными недостатками.

В диапазоне содержания галлия от 30 до 80% сплав устойчив до температуры 370^oС, что позволяет обеспечить эффективное обезгаживание сплава и гарантирует увеличение выхода годных при изготовлении ламп.

Количество сплава "железа + галлий", галогенидов неактивного металла, добавок для обеспечения горелок галогенидами свинца определено экспериментально и составляет от 0,1 до 2,0, от 0,15 до 3,0 и от 0,05 до 4,0 мк•моль/см³, соответственно.

При меньшем количестве добавок их недостаточно для обеспечения нормальной работы лампы в течение всего срока, т.к. они жесчатся в процессах адсорбции, абсорбции и хемисорбции.

При использовании ртути ее количество по экспериментальным проверкам должно составлять от 0,2 до 15,0 мк•моль/см³.

При меньшем количестве ртути снижается напряжение на лампе, и для конкретной мощности лампы увеличиваются габариты, а значит и материалоемкость.

При большем количестве ртути напряжение на лампе увеличивается, и лампа работает в нестабильном режиме (например, при понижении напряжения питающей сети она может погаснуть).

Давление инертного газа в горелке лампы определено экспериментально и составляет от 1,33 до 80,0 KПa.

При меньшем давлении инертного газа происходит распыление электродов в период разгорания лампы, в результате чего уменьшается срок службы.

При давлении инертного газа большем чем 80,0 КПа без достижения положительного эффекта увеличивается расход газа при улучшении зажигания ламп. Примеры конкретного исполнения ламп приведены в таблице.

Внедрение предлагаемого изобретения при практически с неизменной себестоимостью позволит увеличить выход годных при изготовлении металлогалогенных ламп. В частности, при экспериментальной проверке выход годных ламп типа ДРТИ 3000 увеличился с 65 до 75%, что при цене лампы 300 руб. и плане производства, 1000 паук в год дало экономический эффект в размере 45,0 тыс. рублей.

Источники информации
1. А.с. СССР 1578773, БИ N 26, 1990.

2. Патент РФ 2052858, БИ 2, 1996 (прототип).

3. Справочная книга по светотехнике, под ред. Айзенберга Ю.Б., М., Энергоатомиздат, 1986, с. 83.

4. Г.С. Сарычев. Облучательные светотехнические установки. Энергоатомиздат, 1992, с. 1.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует металлогалогенные лампы, генерирующие излучение в диапазоне длин волн 350-450 нм. Техническим результатом является повышение выхода годных ламп. Металлогалогенная лампа содержит горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную, по меньшей мере, инертным газом, галием и галогенидами неактивного металла. Новым в лампе является то, что в горелку лампы дополнительно введено железо, при этом галий и железо введены в виде сплава с содержанием галлия 30 - 80%, компоненты взяты в следующем количестве, мк•моль/см³: сплав железо-галлий 0,1 - 2,0; галогениды неактивного металла 0,15 - 3,0, а давление инертного газа составляет 1,33 - 80,0 КПа. В горелку лампы дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами свинца в количестве 0,05 - 4,0 мк•моль/см³. В горелку лампы дополнительно введена ртуть в количестве 0,2 - 15,0 мк•моль/см³. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную, по меньшей мере, инертным газом, галлием и галогенидами неактивного металла, отличающаяся тем, что в горелку лампы дополнительно введено железо, при этом галлий и железо введены в виде сплава с содержанием галлия 30 - 80%, причем компоненты взяты в следующих количествах, мк•моль/см³:
Сплав железо + галлий - 0,1 - 2,0
Галогениды неактивного металла - 0,15 - 3,0
а давление инертного газа составляет 1,33 - 80,0 КПа. 2. Металлогалогенная лампа, выполненная по п. 1, отличающаяся тем, что в горелку лампы дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами свинца в количестве 0,05 - 4,0 мк•моль/см³. 3. Металлогалогенная лампа, выполненная по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что в горелку дополнительно введена ртуть в количестве 0,2 - 15,0 мк•моль/см³.