Газоразрядная лампа с короткой дугой Советский патент 1982 года по МПК H01J61/73 H01J61/86 

1

Изобретение относится к газораз- . рядным лампам с короткой дугой, в частности к конструкции электродных узлов, и может быть использова-; но в конструкциях газоразрядных ламп, применяемых в кинепроекционной технике.

Известны газоразрядные лампы с короткой дугой, которые имеют наполненную инертным газом колбу из прозрачного кварцевого стекла и два Электрода, между которыми возникает электрический разряд. Лампы работают в режимах высоких температур, достигаю1цих в рабочих зонах электродов 2 00С и более. Из-за этого электроды выполняют из тугоплавкого материала - вольфрама и массивным диаметром 10-20 мм и более |в зависимости от мощности ламп J.

Однако осуществить вакуумно-плотное соединение кварцевого стекла колбы непосредственно с электродами

нельзя из-за их высокой температуры, а также значительного абсолютного термического расширения электродов по диаметру при горении лампы. В связи с этим вакуумно-плотное соединение должно быть в достаточной удаленности от зоны электрического разряда. Для этой цели электроды соединяют с внешними вывода) тонкими протяженными стержнями из

10 тугоплавкого материала вольфрама или молибдена) диаметром не более З Температура на стержнях значительно выше, чем на электродах. Вакуумно,5 плотное соединение осуществляют между кварцевым стеклом колбы и этими стержняь 1. По приведенным причинам колбы изготавливают из части, в которой находятся электроды, и горловин, через которые проходят токопод20водящие стержни.

Наиболее близким к изо&ретению являются газоразрядные лампы с корот КОЙ дугой, содержащие колбу из оптически прозрачного кварцевого стек ла, состоящую из разрядной части, в которой установлены электроды, и ци линдрических горловин, в которых герметично установлены токоподводящие стержни, соединяющие электроды с наружными выводами. В горловинах установлены также цилиндрические де жатели, которые установлены подйижно между внутренними стенками горло вин и токоподводящими стержнями. В лампах имеются элементы, препя ствующие осевому перемещению держателей относительно токоподводящих стержней. Держатели изготовлены из кварцевого стекла, керамики или тугоплавкого металла 2 . Основным недостатком держателей является то, что они поддерживают н собственно электроды, а хрупкий токопроводящий стержень, и поэтому не исключается вероятность облома стерж ня в месте его сопряжения с электро дом и преждевременного выхода лампы с таким держателем из строя. Цель изобретения - создание газоразрядной лампы, обладающей повышенной долговечностью. . Для достижения поставленной цели в газоразрядной лампе с короткой дугой, содержащей наполненную инертным газом колбу из прозрачного кварцевого стекла, состоящую из разрядной части с установленными в ней электро дами и цилиндрических горловин, в ко торых герметично установлены токоподводящие стержни, соединяющие соответствующие электроды с внешними выводами,И цилиндрические держатели подвижно установленные между внутрен ними стенками горловин и соответствующими токоподводящими стержнями цилиндрические держатели выполнены в виде спиралей из прутка круглого или прямоугольного сечения установленных на электродах. Кроме того, вспирали в зоне ее контактирования с электродом выполнена расточка на глубину, не превышающую половину поперечного размера сечения прутка. При этом спирали держателей из прутк прямоугольного сечения выполнены с зазором между витками, На фиг. 1 изображен электродный узел газоразрядной лампы с цилиндрическим держателем в виде спирали из прутка круглого сечения, контактирующей с электродом и непосредственно с горловиной колбы; на фиг.2 то же с цилиндрическим держателем в виде спирали из прутка прямоугольного сечения, контактирующей с электродом и непосредственно с горловиной колбы; на фиг. 3 то же, с цилиндрическим держателем в виде спи рали из прутка круглого сечения контактирующей с горловиной колбы че-рез кварцевое кольцо; на фиг. k то же, с цилиндрическим держателем в виде спирали из прутка круглого сечения, контактирующей с токопроводящим стержнем через металлическую втулку, а с горловиной колбы - через кварцевое кольцо. Колба лампы состоит из двух частей: расширенной части 1, внутри которой находятся электроды 2 и 3, между которыми происходит электрический разряд лампы, и цилиндрических горловин Ц. Колба выполнена из прозрачного кварцевого стекла. Электрод 2 соединен с внешним выводом лампы токоподводящим стержнем 5, проходящим через горловину 4 и протяженную ножку 6 из прозрачного кварцевого стекла. Протяженная ножка 6 с.паяна вакуумно-плотно с горловиной k в месте их сопряжения 7. На электрод 2 насажена спираль 8 из прутка круглого сечения. В зоне А контактирования спирали 8 с электродом 2 спираль 8 расточена до половины диаметра, прутка, образующего спираль 8. Внутренний диаметр расточенной в зоне. А спирали 8 соответствует диаметру электрода 2 и обеспечивает плотную посадку спирали 8 на электрод 2. В зоне А витки спирали 8 прилегают плотно друг к другу. Часть спирали 8 в зоне Б, выступающая за пределы зоны А, выполнена с увеличенным шагом. В зоне В спираль 8 контактирует с внутренней, поверхностью горловины . На фиг. 2 показана спираль 8 выполненная из прутка прямоугольного сечения;: ;.-. Шаг спирали 8 по всей ее длине равен 1, величинам ширины прутка, образующего спираль 8. В этом варианте исполнения спираль 8 в зоне А расточена на глубину, не превышающую половину поперечного размера сечения прутка, не на величину, обеспечивающую плотную посадку спирали 8 на электрод 2.

В некоторых случаях, когда температура спирали 8 в зоне В ее контактирования с горловиной Ц превышает величину, вызывающую кристаллизацию кварцевого стекла, образующего горловину k, спираль 8 контактирует не непосредственно с горловиной 4, а с кольцом из кварцевого стекла.

На фиг. 3 показан вариант исполнения спирали 8, в которой цилиндрическая часть зоны А переходит в конус, а затем в зоне Г - в цилиндр с внутренними диаметром, равным диаметру токопроводящего стержня 5. Спираль 8 сопряжена в зоне Д с внутренней поверхностью кольца 9 из прозрачного кварцевого стекла, которое, в свою очередь, своей наружной поверхностью в той же зоне Д контактирует с горловиной Ц.

На фиг. k показан вариант исполнения спирали 8, отличающийся от варианта на фиг.З тем, что спираль 8 контактирует не непосредственно с то копроводящим стержнем 5, а с втулкой 10, посаженной на токопроводящий стежень 5. Внутренний диаметр спирали 8 в зоне Е расточен до величины, обеспечивающей плотную посадку спирали 8 на втулку 10.

Во всех вариантах, показанных на фиг.1-4, между спиралью 8 и контактирующей с ней поверхностью горловин k или кольца 9 должен быть оставлен зазор, достаточный для компенсации величины термического расширения спирали 8 на время горения лампы.

Расточка спирали 8 в зоне А обеспечивает хороший контакт между элек тродом 2 и спиралью 8, повышая тем самым теплообмен между ними. Боковая поверхность спирали 8 значительно превышает закрываемую ею боковую поверхность электрода 2. Этим увеличивается площадь, излучающая тепловую энергию в окружающее пространство. В варианте спирали 8, показанном на фиг.1 требуется, во избежание кристаллизации материала гор-. ловины Ц, максимально снизить температуру спирали 8 в зоне В. Достигается это увеличением шага спирали 8 в зоне Б. При этом увеличивается эффективная боковая поверхность спирли 8 в зоне, излучающая тепловую энегию в окружающее пространство. По этой же причине увеличен шаг по всей длине спирали 8 в варианте, показанном на фиг.2.

Во всех приведенных вариантах спираль 8 повышает долговечность лампы , за счет двух факторов: снижения интенсивности разрушения электродов пр улучшении их охлаждения, и повышения надежности работы лампы за счет повышения механической устойчивости при эксплуатации.

Формула изобретения

1.Газоразрядная лампа с короткой дугой, содержащая наполненную инертным газом колбу из прозрачного кварцевого стекла, состоящую из разрядной части с установленными в ней электродами и цилиндрических горловин, в которых герметично установлены токоподводящие стержни, соединяющие соответствующие электроды с внешними выводами, и цилиндрические держатели, подвижно установленные между внутренними стенками горловин и соответствующими токоподводящими стержнями, отличающаяся тем, что, с«целью повышения ее долговечности, указанные цилиндрические держатели выполнены в виде спиралей из прутка круглого или прямоугольного сечения, установленных на электродах.

2.Лампа поп.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в спирали в зоне ее контактирования с электродом выполнена расточка на глубину,,не превышащую половину поперечного размера сечения прутка.

3.Лампа по п.1, о т л и чающаяся тем, что спираль

из прутка прямоугольного сечения выполнена с зазором между витками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Скобелев В. Н. и Афанасьева Е. Источники света и пускорегулирующая аппаратура. М., Энергия, 1973

с. 220-222.

2.Патент США № 038578, кл. 313-217. 1977.

5Й уУ / / /

(.2