Катодный узел для мощных газоразрядных ламп Советский патент 1985 года по МПК H01J61/73 

1 Изобретение относится к источни кам света,.конкретно к теплоконтакт ному устройству подвижного катодно го узла мощньк ксеноновых ламп све высокого давления в металлической оболочке. Цель изобретения - повышение мо ности и ресурса катодного узла. На чертеже схематически изображен катодный узел, общий вид. Устройство состоит из неподвижно го основания 1 с осевым конусным гнездом 2, в котором установлен мед ный держатель 3, сопрягаемый по притираемым конусным поверхностям. Водяная рубашка 4 с каналами 5 при паяна к основанию 1 легкоплавким припоем 6 с Трд ниже 300°С во избежание отжига меди. Наружная поверхность 7 основания выполнена зеркальной, апюминированной в ваку уме . Держатель 3 представляет собой цельную деталь с приплавленньм к нему вольфрамовым катодом 8, имеющи полость 9, заплавленную медью. В процессе работы тепловой поток от горячего опорного пятна дуги, располагающегося на рабочей части катода 8, передается через полость 9, заполненную медью, к медному держателю 3, который, расширяясь, заклинивает в гнезде 2 по конусной поверхности. .Высокая прочность гнезда обеспечивает возможность получения усилия прижатия держателя 3 к гнез ду 2, превьшающего предел текучести держателя. Действительно, согласно условию прочности основания, рассматриваем го как толстостенный сосуд с внутренним давлением Р, МПа, максималь ные растягивающие напряжение О осн вания равны .R±hf R где К - максимальный радиус гнезда h - толщина стенки основания. 2 Полагая давление Р. равным пределу текучести отожженной (плавленной) меди ((jff, 100 МПа), из которой изготовлен держатель, а толщину стенки равной, как указано вьш1е, 0,8 R , находим li§ + d 100 О: 190 МПа. 1,8 - 1 Следовательно, в основании развиваются усилия, меньше предела текучести холоднокатаной меди МПа, и оно работает в режиме упругих напряжений, сохраняя свою геометрическую форму и обеспечивая, в то же время, необходимое смятие держателя, превьш1ающее его предел текучести и сводящее к минимуму термическое сопротивление между контактными поверхностями держателя и основания. При уменьшении толщины стенки основания менее 0,8R согласно вышеприведенной формуле усилия в нем, необходимые для превьш1ения предела текучести держателя (р 100 МПа), будут более предела текучести основания, что приводит к его пластической деформации и разрушению катода. Минимальное термическое сопротивление контакта обеспечивает при малых перепадах температуры передачу большого теплового потока от держателя к основанию. Помимо этого теплового потока на наружную зеркальную поверхность 7 основания падает лучистый поток непосредственно от дуги, однако благодаря высокой отражательной способ ности зеркальной поверхности большая часть этого потока отражается, повьш1ая КПД лампы и облегчая тепло вой режим основания. Тепловой поток от основания отводится водой, текущей с большой скоростью в щелевой рубашке 4, которая повторяет форму гнезда и охватьшает его с внешней поверхности, обеспечивая максимально во ожную площадь теплосъема.

1. КАТОДНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ МОЩНЫХ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАМП, содержащий медное неподвижное основание с каналами для протока охлаждающей жид кости и осевым гнездом конической формы, в котором подвижно установл сопряженный с ним под углом, близКИМ к углу трения, медный держатель с вольфрамовым катодом, отличающийся тем, что, с целью повышения его мощности и ресурса, указанное основание выполнено из неотожженной холоднокатаной меди с толщиной стенки в пределах, сопряжения ее с держателем катода, превышающей 0,8 максимального радиуса внутренней поверхности гнезда указанные каналы выполнены в виде двух концентрически расположенных кольцевых щелей, сопряженных между собой со стороны, противоположной входу охлаждающей жидкости, держатель выполнен цельным, а катод имеет центральную осевую полость, заполненную материалом указанного держателя. 2. Узел поп., отличающийся тем, что наружная поверхность основания имеет покрытие с коэффициентом отражения более 0,7.