Газоразрядная импульсная лампа Советский патент 1984 года по МПК H01J61/36 

Изобретение относится к конструкции газоразрядных осветительных ламп с цилиндрическими фольговыми токовводами в кварцевую колбу и может быть использовано в производстве импульсных газоразрядных источников света. Известна газоразрядная лампа, содержащая трубчатую колбу из оптически прозрачного материала, наполненную ксеноном, на концах которой герметично установлены электроды, причем колба снаружи охвачена кольцевыми постоянными магнитами, установленными вокруг электродов. Такая конструкция уменьшает скорость снижения прозрачности колбы, так как распыляемые в разряде частицы металла электродов оседают в области магнитов 1. Однако для создания значительного магнитного поля кольцевые магниты должны иметь большие размеры, поэтому масса и габариты лампы существенно возрастают. Кроме того, в условиях, когда постоянный магнит подвергается при работе лампы тепловым воздействиям, его свойства меняются, поэтому не обеспечивается стабильность параметров известной лампы. Наконец, надежное крепление магнитов на поверхности колбы требует усложнения конструкции и технологии изготовления лампы. Известна также газоразрядная ксеноновая лампа, по меньшей мере один из электродов которой выполнен в виде удлиненного цилиндра с полой секцией, внутри которой намотана полоска из проводящего материала, при прохождении тока через которую образуется магнитное поле вокруг электрода. При работе лампы это магнитное поле взаимодействует с плазмой электрического разряда между электродами, вызывая ее вихреобразное движение, чем обеспечивается перемещение основания дуги (анодного пятна) по рабочей поверхности электрода, т.е. его локальные перегревы исключаются 2. Однако габариты такого электрода е внутренней обмоткой велики, и в лампах накачки лазеров подобная конструкция практически неприменима. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является газоразрядная импульсная лампа, содержащая заполненную рабочим газом колбу из кварцевого стекла, на концах которой установлены электроды при помощи токовводов, каждый из которых содержит цилиндрический кварцевый вкладыщ, плотно обжатый металлической фольгой в виде цилиндра, выполненного с расположенной по винтовой линии вокруг вкладыща прорезью, присоединенного с одной стороны к выводу, а с другой - к электроду и герметично заваренного в ножку колбы 3. Известная конструкция во время вспышки не обеспечивает устранение локализации разряда на отдельных точках поверхности электрода, поэтому при работе в режиме часто повторяющихся вспыщек повышенной энергии долговечность лампы мала. Причиной этого является термоэлектрическая эро-i зия электродов, вызываемая действием катодных и анодных пятен, которые при токах, существующих в лампе во время импульса (тысячи ампер), привЪдят к таким локальным перегревам электродов, при которых самые тугоплавкие катодные материалы расплавляются, разбрызгиваются и ис паряются, поэтому электроды ускоренно разрушаются. Расплавленные частицы металла, электродов, попадающие на внутреннюю по-г вёрхность колбы, являются одной из главных причин разрушения колбы, после чего лампа выходит из строя. Целью изобретения является повышение долговечности при сохранении габаритов и массы лампы. Указанная цель достигается тем, что в газоразрядной импульсной лампе, содержащей заполненную рабочим газом колбу из кварцевого стекла, на концах которой установлены электроды при помощи токовводов, каждый из которых содержит цилиндрический кварцевый вкладыщ, плотно обжатый металлической фольгой в виде цилиндра, выполненного с расположенной по винтовой линии вокруг вкладыша прорезью, присоединенного с одной стороны к выводу, а с другой - К электроду и герметично заваренного в ножку колбы, цилиндр дополннтельно снабжен 2-7 прорезямн, каждая из про- резей находится на равном расстоянии от соседних по окружности вкладыша и обра-, зует вдоль длины вкладыша 0,5-3 внтка, а цилиндр соединен с электродом через диск из магнитного электропроводящего материала, имеющий выступ со стороны электрода, причем диаметр диска меньще диаметра электрода. На чертеже изображена предложенная лампа, частичный разрез. Лампа содержит колбу 1 из кварцевого стекла, наполненную ксеноном, на концах которой в ножки 2 герметично заварены электродные узлы, каждый из которых состоит из кварцевого вкладыша 3, обжатого по боковой поверхности цилиндром 4 из молибденовой фольги, с одного конца приваренным к выводу 5, а с другого - к диску 6, имеющему цилиндрический выступ 7, к которому приварен электрод 8. Цилиндр 4 снабжен 3-8 равномерно распределенными по его поверхности прорезями 9, расположенными по винтовой линии вокруг вкладыша 3 так, что каждая прорезь 9 образует вокруг вкладыша 3 по 0,5-3 витка. Цилиндрический электрод 8 выполнен из торированного или иттрироваиного вольф-. рама, диск 6 с выступом 7 выполнен из магнитомягкого, магнитожесткого или полужесткого проводящего материала, в случае лампы небольщой и средней мощности диск 6

с выступом 7 выполняется из стали, а в случае мощных ламп - из более термостойtoix материалов, например на основе железа и молибдена. Электрод 8 присоединен к выступу 7 электронно-лучевой сваркой. Длина выступа 7 больше его диаметра, а диаметр электрода 8 больше диаметра выступа 7, причем по меньшей мере 0,7 рабочей поверхности электрода 8 представляет собой плоскость, перпендикулярную оси колбы 1 (цилиндр 4, диск 6, выступ 7 и электрод 8 соосны колбе 1). Кромки цилиндра 4 на границах с прорезями 9 протравлены до лезвиеобразной формы, обеспечивающей герметичность спаивания фольги с кварцевым стеклом. При изготовлении цилиндра 4 на оправке собирают заготовку в форме непрямоУГОЛЬНОГО параллелограмма, основание которого представляет собой полоски из танталовой или никелевой фольги. Изготовленный электродный узел обычным способом заваривается в ножку 2 колбы 1 лампы.

При работе лампы после каждого пробоя ее межэлектродного промежутка накоцительная емкость разряжается через указанный промежуток, при этом между электродами 8 возникает импульс тока силой 5-10 кА, а газовый разряд в колбе 1 со провождается вспышкой высокоинтенсивного излучения, используемого для накачки глазера. Импульс разрядного тока лампы протекает через фольговый цилиндр 4, разделенный тремя и более винтовыми прорезями 9, при этом внутри цилиндра 4 образуется продольное магнитное поле, значительное по величине (если прорези 9 образуют, например, один виток вокруг вкладыша, при указанных выше токах разряда в лампе магнитодвижущая сила равна 5- 10 тыс. ампер-витков). Если общее число прорезей 9 меньше трех, как выявлено при испытаниях опытных образцов ламп, магнитное поле резко уменьшается, так как ток стремится протекать по кратчайшему пути по площади разделенных, прорезями 9 полосок фольги, указанная площадь в этом случае становится относительно большой, и электромагнитный эффект конструкции ,же недостаточен для достижения цели изобретения. Но при числе прорезей более восьми электромагнитный эффект при сохранении

габаритов токоввода практически больше не увеличивается, однако усложняется технология изготовления фольговой заготовки и снижается токопропускная способность ввода, так как площадь прорезей 9 становится соизмеримой с рабочей площадью фольги цилиндра 4. Аналогично, ли прорези 9 образуют вокруг вкладыша 3 меньше 0,5 витка, образуемое при вспышке магнитное поле недостаточно для существенного повышения долговечности лампы, но при увеличении числа витков более трех надежность токоввода снижается из-за возможности замыкания между соседними полосками, что приводит к негерметичности спая. Если эти величины лежат в указанных оптимальных пределах, диск 6 и выступ 7 концентрируют магнитное поле, возникающее во время вспышки лампы, и линии магнитной индукции расходятся в зоне расположения электрода 8, замыкаясь через внешний контур на стальной вывод 5, поэтому в зоне электрода 8 на столб разряда, опирающийся на катодное (анодное) пятно, действует как перпендикулярная оси лампы сила, так и вращающая. В результате катодное (анодное) пятно не фиксируется в отдельной точке, а непрерывно перемещается в течение импульса по рабочей поверхности электрода 8 по спиральной траектории, и локальные перегрузки поверхности электродов 8 исключаются. Движению разряда способствует форма электрода 8. Так как магнитное поле создается при каждой вспышке и не зависит от изменения свойств материалов, обеспечивается стабильность основных параметров лампы.

Предложенная газоразрядная лампа при незначительном усложнении конструкции и без увеличения габаритов и массы позволяет облегчить условия работы электродов, так как во время вспышек лампы разряд не фиксируется на отдельных точках электродов как в известной лампе, а непрерывно движется по поверхности электрода в течение всего времени вспышки. В результате этого количество вспышек, после которого начинается заметная эрозия электродов, увеличивается в 2-2,5 раза по сравнению с известными лампами, имеющими цилиндрические фольговые токовводы.

ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ИМПУЛЬСНАЯ ЛАМПА, содержащая заполненную рабочим газом колбу из кварцевого стекла, на концах которой установлены электроды при помощи токовводов, каждый из которых содержит цилиндрический кварцевый вкладыщ, плотно обжатый металлической фольгой в виде цилиндра, выполненного с расположенной по винтовой линии вокруг вкладыща прорезью, присоединенного с одной стороны к выводу, а с другой - к электроду и герметично заваренного в ножку колбы, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности без увеличения габаритов и массы ламп, цилиндр дополнительно снабжен 2-7 прорезями, каждая из прорезей находится на равном расстоянии от соседних по окружности вкладыша и образует вдоль длины вкладыша 0,5-3 витка, а цилиндр соединен с электродом через диск из магнитного электропроводящего материала, имеющий выступ со стороны электрода, причем диаметр диска меньще диаметра электрода. (Л со ISD 05 о 00