Катод для газосветных ламп высокого и сверхвысокого давления Советский патент 1940 года по МПК H01J61/73 H01J61/84 

Применяемые обычно катоды для ртутных ламп высокого и сверхвысокого давления, несмотря на кажущееся различие их способов обработки, обладают общим недостатком, а именно: катодное пятно находится на оксидной поверхности электрода и, в силу условий работы лампы, имеет очень высокую температуру и, во всяком случае, вполне достаточную для заметного распыления оксида (или продуктов его распада).

Можно считать, что роль оксида в уже разгоревшейся лампе второстепенна. В самом деле, катодное пятно при самозакаляющихся катодах будет всегда. Температура его и размеры будут зависеть от многих факторов, но они (температура и размеры) автоматически всегда будут достаточными для того, чтобы ток термоионной или автоэлектронной эмиссии был порядка разрядного 7ока. Материал катодов будет, конечно, влиять на катодное и анодное падение и на выделяющуюся на них мощность, но так как в лампах сверхвысокого давления окружающая катоды среда (пары ртути) должна иметь температуру 700-800° (исходя из условий работы лампы)

и так как катоды непосредственно соприкасаются с шнуром разряда, имеющим температуру 6000-8000°, то первым требованием к материалу катода должно быть требование тепловой устойчивости. Как с чистого вольфрама, так и с оксидированного можно получить повышенную плотность эмиссии соответственно при температурах Т и Т. Но при определенных условиях работы катодов может оказаться, что хотя для вольфрама эта Т и будет значительно выще, чем Т, но вольфрам при этой температуре меньше распыляется, чем оксид при Т.

При разгорании лампы всегда имеется какой-то период, когда разряд уже идет, но катоды еще не успели разогреться, и наличие большого катодного падения приведет к распылению катодов. Роль оксида здесь очевидна - вследствие уменьшения работы выхода сокращается время, потребное для разогревания катода до температуры нормальной эмиссии. К тому же уменьщается потенциал зажигания.

Предметом настоящего авторского свидетельства является катод для газосветных ламп, принцип конструкции которого основан на изложенных предпосылках.

Предлагаемый катод, подобно катодам, известным из патентной литературы, состоит из двух частей, из которых одна - массивная, выполненная из тугоплавкого металла, а другая, расположенная около первой со стороны ввода и электрически соединенная с ней, выполнена активированной и предназначена для образования разряда в начальный момент зажигания лампы. При этом, согласно изобретению, активированная часть выполняется в виде спирали, наложенной непосредственно на сердечник массивной части. Такое выполнение катода существенно упрощает конструкцию электрода и делает его особенно пригодным для ламп сверхвысокого давления.

Сущность изобретения поясняется схематическим чертежом, на фиг. 1 и 2 которого изображены лампы с различными по форме катодами, выполненными согласно изобретению.

На массивный рабочий электрод / лампы, изготовленный из термически устойчивого материала (например, из вольфрама, молибдена), нанесена вдалеке от зоны 2 разряда активированная часть электрода, выполненная в виде спирали 3, наложенной непосредственно на сердечник рабочей части. Эта активированная часть предназначена для облегчения зажигания лампы.

По мере разогревания катода и разгорания лампы разряд перейдет на неоксидированную поверхность (в виду меньшего расстояния) и на спирали 3 не будет как катодного пятна, так и большой температуры. Таким образом, разряд в уже разогревшейся лампе будет происходить между катодами из термоустойчивого материила, в то время как оксид, способствующий разжиганию лампы, будет удален из области высокой температуры.

Формы катодов, выполненных согласно изобретению, могут быть различными, в зависимости от требований, предъявляемых к лампе. В конструкции по фиг. 1 вольфрамовый керн сточен электролитически на

конус и на него навита спираль из вольфрамовой или молибденовой проволоки, которая и оксидируется. Далее, оксидированный катод обрабатывается известным образом путел высокотемпературного отжига в препарировочном газе (смесь азота и водорода) почти до полного (на глаз) удаления оксида. Затем катоды впаиваются в лампу и т. д. Заострение керна важно для фиксации шнура разряда. В конструкции по фиг. 2 вольфрамовый керн снабжен шариком на конце (сплавлен дугой) и на керн навивается за шариком спираль, оксидируется и т. д.

Лампы, изготовленные с двумя катодами, хорошо горят на переменном токе. Они же могут гореть и на постоянном токе, ибо при работе катода анодом ток будет итти на неоксидированную поверхность.

Автор указывает, что если вместо проволоки на керн катода навивать „гитарную струну, т. е. вольфрамовую или молибденовую проволоку диаметром порядка 0,20-0,25 мм, в свою очередь обвитую проволокой диаметром порядка 0,12-0,16 лиг, то такие катоды работают значительно лучше вследствие наличия большой активной поверхности, защищенной от действия рабочего разряда.

Предмет изобретения.

1.Катод для газосветных ламп высокого и сверхвысокого давления, состоящий из двух частей, из которых одна массивная, выполненная из тугоплавкового металла, служит рабочим электродом, а другая, расположенная около первой со стороны ввода и электрически соединенная с ней, выполнена активированной и предназначена для образования разряда в начальный момент зажигания лампы, отличающийся тем, что активированная часть выполнена в виде спирали, наложенной непосредственно на сердечник .массивной части.

2.Форма выполнения катода по п. 1, отличающаяся тем, что витки спирали, в свою очередь обмотаны тонкой проволокой. Е авторскому свидетельству В. Л1 56908 П. Сасорова

.п

,гг2