ЭЛЕКТРОДНЫЙ УЗЕЛ ИМПУЛЬСНОГО ИСТОЧНИКА СВЕТА Советский патент 1998 года по МПК H01J61/36 

Изобретение относится к импульсным газоразрядным источникам света с ограничением канала разряда прозрачными оболочками и может быть использовано при конструировании электродных узлов прямых трубчатых ламп, которые используются как мощные импульсные источники света, для накачки ОКГ и ОКУ. Особенно перспективно применение предлагаемого изобретения в устройствах, где требуется большая удельная вкачиваемая мощность электрической энергии W≥1 МВт/см³ или требуются демпфирующие развязки при работе коллектива ламп.

Известны электродные узлы импульсных источников света с фольговыми или колпачковыми электровводами промышленного образца, например лампы ИФП-20000 [1]. Такие лампы при W≥1 МВт/см³ работать не могут из-за разрушения кварцевой оболочки в местах токовводов.

Известны импульсные источники света - трубчатые лампы, электродный узел которых соединяется с кварцевой оболочкой через резиновую прокладку по наружной поверхности кварцевой трубки. Уплотнение и фиксация токоввода с электродом осуществляются с помощью гибкого вакуумного уплотнения [2].

Уплотнение электродного узла снаружи обладает тем недостатком, что в этом случае элементы законцовки лампы закрывают часть рабочего объема, когда лампа помещена в активную среду. Малый объем уплотняющего элемента не позволяет использовать его демпфирующие свойства.

Наиболее близким по технической сущности является импульсный источника света, содержащий цилиндрическую колбу с герметично вмонтированными с двух концов электродными узлами. Герметизация производится по внутренней поверхности. Электродный узел состоит из установленных внутри цилиндрической ножки колбы электрода, защитной шайбы, кольцевого элемента уплотнения, установленного между внутренней цилиндрической поверхностью ножки и боковой наружной поверхностью электрода, кольцевой шайбы и зажимной гайки [3].

Недостатком указанного источника света является малый объем элемента уплотнения, что не позволяет сохранить его демпфирующие свойства при увеличении энергии, вводимой в лампу.

Целью изобретения является повышение надежности при увеличении мощности источника света путем сохранения демпфирующих свойств элемента уплотнения.

Указанная цель достигается тем, что в известном электродном узле импульсного источника света, содержащем последовательно установленные внутри цилиндрической ножки колбы электрод, защитную шайбу, кольцевой элемент уплотнения, установленный между внутренней цилиндрической поверхностью ножки и боковой наружной поверхностью электрода, кольцевую шайбу и зажимную гайку, в соответствии с изобретением указанная шайба снабжена кольцевым выступом конической формы, обращенным в сторону элемента уплотнения, который выполнен с соотношением его объема и объема электрода, равным 0,35 - 0,5.

На чертеже изображен продольный разрез электродного узла импульсного источника света.

Он состоит из кварцевой ножки 1 колбы, внутрь которой вставляется электрод 2. Герметизация внутреннего объема и демпфирование электродного узла относительно кварцевой ножки колбы осуществляются за счет резинового кольцевого элемента 3, который выполнен в соотношении V_к/V_эл=0,35 - 0,5, где V_к - объем резинового элемента 3; V_эл - объем электрода 2. Герметизация внутреннего объема осуществляется за счет металлической шайбы 4, которая с помощью конического выступа 5 и гайки 6 распирает элемент 3.

Конический выступ 4 обеспечивает при небольших моментах затяжки гайки 5 надежную герметизацию внутренней полости с сохранением демпфирующих свойств резинового элемента 3.

Для защиты резинки от плазмы разряда применяется пружинная шайба 7, изготовленная из молибденовой фольги толщиной 0,3-0,5 мм.

В электроде 2 предусмотрено отверстие 8, предназначенное для периодической замены газа-наполнителя, чистота которого ухудшается из - за эрозии электродов и испарения кварцевой стенки лампы, при вкачивании в нее больших удельных мощностей электрической энергии.

Принцип работы электродного узла основан на том, что часть энергии, поглощенная электродом 2 во время разряда, рассеивается материалом кольцевого элемента 3, уменьшая энергию упругих колебаний кварцевой колбы. Это позволяет, сохранив прочность законцовки лампы, увеличить вкачиваемую энергию.

Экспериментально проверена зависимость предельной мощности разряда W_пр МВт/см³(мощность, при которой происходит разрушение кварцевой оболочки лампы) от демпфирующих свойств эластомера (объем резинки).

При увеличении объема эластомера до V_к/V_эл= 0,35 - 0,5 предельная вкачиваемая мощность увеличилась в ≈ 2 раза. Увеличение отношения V_к/V_эл > 0,5 нецелесообразно, так как не приводит к повышению предельной вкачиваемой мощности, но ухудшает фиксацию лампы в осветителе.

Исследования проводились также на лампах диаметром 30, 40 и 60 мм. Использование демпфирующих свойств эластомера и в этом случае дало увеличение предельной вкачиваемой мощности при V_к/V_эл=0,35 - 0,5.

Электродный узел импульсного источника света, содержащий последовательно установленные внутри цилиндрической ножки колбы электрод, защитную шайбу, кольцевой элемент уплотнения, установленный между внутренней цилиндрической поверхностью ножки и боковой наружной поверхностью электрода, кольцевую шайбу и зажимную гайку, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при увеличении мощности источника света путем сохранения демпфирующих свойств элемента уплотнения, указанная шайба снабжена кольцевым выступом конической формы, обращенным в сторону элемента уплотнения, который выполнен с отношением его объема к объему электрода 0,35 - 0,5.

Электродный узел импульсного источника света, содержащий последовательно установленные внутри цилиндрической ножки колбы электрод, защитную шайбу, кольцевой элемент уплотнения, установленный между внутренней цилиндрической поверхностью ножки и боковой наружной поверхностью электрода, кольцевую шайбу и зажимную гайку, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при увеличении мощности источника света путем сохранения демпфирующих свойств элемента уплотнения, указанная шайба снабжена кольцевым выступом конической формы, обращенным в сторону элемента уплотнения, который выполнен с отношением его объема к объему электрода 0,35 0,5.