Лампа накаливания Советский патент 1992 года по МПК H01K1/14 H01K1/16 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к осветительным лампам накаливания, имеющим тело накала (нить накала), выполненное из тугоплавкой проволоки, например вольфрама, в виде спирали. Как правило, такие лампы применяются для коммунально-бытовых нужд на напряжении 127-380 В.

Известны аналогичные лампы накаливания. Это, например, лампа, изображенная на рис. 6.1 в источнике 1. Она содержит металлический стакан цоколя, стеклянный баллон (светопрозрачную колбу), подводящие электроды, поддерживающие крючки, тело накала, выполненное в виде спирали. Тело накала по концам жестко присоединено к подводящим электродам. При этом электроды имеют сечение, превосходящее во много раз сечение тела накала. Поэтому их масса покоя по сравнению с массой покоя нити (тела накала) значительна.

Основным недостатком аналога является низкая надежность в работе и недолговечность.

-Наиболее близким техническим решением к заявленному является лампа накаливания, представленная на рис. 15.1 в источнике 2. Она содержит те же элементы, что и аналог, только тело накала в ней имев большую длину и расположено таким образом, что образует плоскую фигуру в виде четырехугольника. Делиться на учас; гки (стороны четырехугольника) и располагаться в одной плоскости телу накала помогают подводящие электроды и поддерж шающие крючки.

К недостаткам прототипа,как и аналога, относится низкая надежность в работе и недолговечность. Они более присущи прототипу, т, к. в нем тело накала имеет более развитые формы, чем в аналоге.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности Лс мпы накаливания со спиральным телом накала.

Поставленная цель достигается тем, что в известной лампе накаливания, содержащей светопрозрачную колб, внутри которой на электродах установлено спиральное тело накала, выполненное из тугсплавкой проволоки,устанавливается вместе крепления по крайней мере к одному эл-эктроду V-образная петля, которая может рэспола(Л

ч

гаться с подводящим электродом в одной плоскости, причем аершина V-образной петли может быть направлена в сторону электрода, а высота петли должна составлять по меньшей мере половину суммы меж- витковых расстояний тела накала стороны многоугольной плоской фигуры, прилегающей к электроду.

На фиг. 1 показан узел крепления тела накала к электроду с помощью- V-образной петли, вершина которой расположена над подводящим электродом; на фиг. 2 - петля направлена в противоположную сторону; на фиг. 3 даны размеры петли. На всех чертежах петля располагается в плоскости электрода.

Как следует из чертежей, к электроду 1 жестко электрически-и механически прикреплен конец 2 тела накала 3, Последнее выполнено в виде спирали. Между спиралью и электродом установлена V-образ- ная петля 4. Спираль имеет п витков или на всей длине, если она выполнена в виде прямой линии, без изломов, или на стороне многоугольной фигуры, образованной с помощью поддерживающих крючков и электродов. Именно эти витки будут обуславливать появление силы Pq (см фиг 1), возникающей при сдвиге витков к середине стороны при появлении сверхтока уд В целях упрощения чертежа, для лучного понимания предложенного технического решения, на чертежах не показаны цоколь лампы, светопрозрачная колба (баллон), второй электрод, поддерживающие крючки и т. д. Размеры спирали изображены на фиг. 2: г - радиус провода спирали; R - средний (внутренний) радиус витка спирали; d - средний диаметр витка спирали; с - межвитковое расстояние (просвет)+2г. Петля abk со всеми своими размерами дана на фиг. 3. Так, I- является предельно возмож- ной высотой петли; гп - радиус закругления вершины петли (соответствует обеспечению упругих деформаций в петле); Д1/ удлинение спирали в момент протекания через спираль сверхтока уд.

В нормальном режиме работы через тело накала лампы протекает рабочий ток 1р величина которого обусловлена сопротивлением раскаленной нити. Как известно, вольфрамовые нити в рабочем режиме имеют электрическое сопротивление,превосхо- дящее сопротивление холодной нити примерно в 18-20 раз. В нормальном режиме работы лампы петля abk, если даже она выполнена из другого материала, чем спираль, участвует в создании светового потока. С телом накала (спиралью) петля может соединяться в этом случае способом сварки.

В момент включения холодной лампы в работу через спираль будет протекать амплитудное значение ударного тока, равное:

,55 Ip к,

где: к 18-20 - коэффициент, учитывающий бросок за счет холодного срстояния нити (тела) накала; коэффициент 2,55 обусловлен

0 учетом возможной апериодической составляющей в ударном токе, равной 1,8, умноженной на V/Г, обеспечивающий перевод действующего значения тока в его амплитудное значение. По мере эксплуатации

5 лампы накаливания происходят в теле накала пластические деформации, которые могут со временем приводить, как известно, к росту броска тока при включении холодной лампы в работу. Одновременно происходит

0 снижение механической прочности вольфрамовой ити. Последнее также связано с длительным процессом эксплуатации лампы и увеличением пластических деформаций в материале нити.

5 Большие значения ударного тока уд приводят к появлению больших значений силы Pq, которая рассчитывается по известному выражению:

-(2 -2л R/c), кг -для

0 двух витков.

Для числа витков, равного h, эта сила

должна увеличиться в - раз.

По мере эксплуатации нить начинает те5 рять свою механическую прочность в месте заделки в электрод 1 в связи со знакопеременными нагрузками, действующими на закрепленный конец нити накала от смещений витков к середине спирали и обратно. Имен0 но к середине спирали или ее участка (стороны многоугольной фигуры спирали) направлена сила Pq, которая, действуя мгновенно, отрывает спираль от электрода 1. Последний, вследствие своей увеличен5 ной по сравнению со спиралью массой, не успевает следовать за витками тела накала и обуславливает отрыв спирали оттепа электрода. Это подтверждено многочисленными наблюдениями зэ лампами накаливания,

0 показывающими, что порядка 70% всех раз- ру иений спирали происходят вблизи тела электрода 1, где температура спирали, как следует из технических источников, составляет только 25% от температуры в середине

5 тела накала, равной для вольфрама порядка 2600 К.

Таким образом, введение в тело накала петли 4 (abk) позволяет устранить жесткое воздействие силы Рч на место закрепления

нити в электроде 1, позволяя петле работать в качестве рессоры тела накала. Петля, работая в пределах упругих деформаций, что обусловлено специальным подбором высоты петли и радиуса гп, практически имеет бесконечно большой срок службы, позволяя избегать накопления остаточных деформаций в месте закрепления тела накала, что свойственно этому месту при отсутствии петли.

Расположение сторон петли в одной плоскости с электродом 1 позволяет частям ab и bk расходиться на величину Al:(k-f) при протекании 1УД, отталкиваясь силами электромагнитного поля друг от друга. При этом участки ab и bk практически не имеют массы покоя в сравнении с массой покоя спирали. Это приводит к сведению к нулю выдергивающей силы Pq.

Еще лучшего результата можно достичь при расположении петли по фиг. 2 - вершиной в сторону подводящего электрода. В этом случае работа петли для устранения нежелательной выдергивающей силы Pq будет происходить как бы еще мягче, т. к.

участок ab петли током по электроду будет отталкивать петлю в сторону спирали, увеличивая долговечность места крепления тела накала и подводящего электрода

Формула изобретения

1.Лампа накаливания, содержащая све- топрозрачную колбу, внутри которой на электродах установлено спиральное тело накала, выполненное из тугоплавкой проволоки, отличающаяся тем. что, с целью повышения надежности и долговечности, в месте крепления по крайней мере к одному электроду тело накала снабжено V-образ- ной петлей,

2.Ламла по п. 1,отличающаяся тем, что V-образная петля и электрод расположены в одной плоскости.

3.Лампа по пп. 1и2,отличающая- с я тем, что основание V-образной петли направлено в сторону электрода.

4.Лампа по пп. 1-3, отличающая- с я тем, что высота петли составляет по меньшей мере половину суммы межвитко- вых расстояний тела накала.

Использование: производство ламп накаливания со спиральным телом накала. Сущность изобретения: в месте крепления спирали по крайней мере с одним электродом тело накала снабжено U-образной петлей. Петля и электрод расположены в одной плоскости. Высота петли составляет по меньшей мере половину суммы межвитко- вых расстояний спирали. 3 ил.

Редактор М.Кузнецова

Составитель А.Зотов Техред М.Моргентал

ФигЭ

Корректор А.Козориз