Способ изготовления газоразрядных ламп с кварцевой колбой

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 940253(22)Заявлено 26.12. 80 (21) 3224677/18-21с присоединением заявки,рв 3 Ъюударстиы 6 кююитет СССР юю деан аабретений и юткрытй(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНЫ ЛАМП С КВАРЦЕВОЙ КОЛБОЙ Изобретение относится к способам изготовления газоразрядных лампс кварцевой колбой, а более конкретно к дегазации кварцевых баллоновв условиях машинной откачки, и может быть применено на предприятиях,выпускающих кварцевые лампы импульсного и непрерывного действия.Известны способы изготовления приборов в кварцевой оболочке, включающие обезгаживание кварцевой колбы натехнологической операции откачки путем прогрева в вакууме. Кварцевоестекло содержит на поверхности лишьнебольшое количество адсорбированных ,газов, легко удаляемых при прогреве, а глубинные газы начинают выделяться лишь при температуре красного каления (1000 С и выше), до которой колбу нагревают в электричес" гоких или газовых печах 111,Однако в условиях машинной откачки, когда время пребывания лампы напозиции обезгаживания колбы лимитировано, известные способы весьма труд" но применимы из-за длительности времени, необходимого для достижения высокой температурыкварцевой колбы, в печи, и сложности равчомерного нагрева трубчатых ламп больших габаритов.Наиболее близким по технической сущности и предлагаемому является способ изготовления газоразрядных ламп, включающий нагрев лампы, напол" ненной инертным газом, до температуры. обезгаживания и откачку 2 1.Однако при использовании такого способа при откачке кварцевых ламп на откачных полуавтоматах возникают трудности, связанные с необходимостью быстрого нагрева всей поверхности кварцевой колбы до температуры обез"огаживания(порядка 1100 С), при которой за счет распределения выделяющихся из стенок колбы примесных газов в наполняющем колбу инертном газе происходит освобождение стенок3 Эч 0253 4 колбы от вредных газов (по известномупринципу. промывки инертным газом).Быстрый прогрев колбы до столь высоких температур возможен лишь при непосредственном нагреве колбы высокотеплопроизводительными газовымигорелками, однако, при этом весьматрудно обеспечить равномерность прогрева всей поверхности колбы (какпо длине, так и по окружности) до 0примерно одинаковой температуры. Дляэтого система горелок должна бытьочень сложной как конструктивно, таки в наладке, причем нагрев участковколбы, прилегающих к выводам, затрудняется возможностью перегрева выводов и герметичных токовводов из-заблизости к ним пламени горелок. Такой перегрев ведет к окислению указанных частей лампы, к разгерметизации и в итоге к повышению процента брака.По известному способу нагревается наружная поверхность колбы, вто время как для обеспечения высокого качества лампы важен перегреввнутренней поверхности колбы. Присмене типа лампы (т.е. изменениигабаритов) вся система нагрева требует переналадки, а в случае трубчатых кварцевых ламп больших габаритов(0,5-1 м и более) обеспечить равномерный и быстрый прогрев колбы известными способами практически невозможно, что препятствует механизациипроцесса откачки таких ламп,30 35 45 Цель изобретения - обеспечение быстрого и равномерного прогрева всей внутренней поверхности кварцевой колбы во время пребывания на позиции обезгаживания откачного полуавтомата, упрощение системы нагрева, уменьшение переналадочных работ при изменении габаритов лампы, упрощение обслуживания откачного полуавтомата, возможность обработки на нем трубчатых ламп больших габаритов и повышение надежности и долговечности изготовляемых ламп. нижней части лампы, составляющей03-0,7 длины колбы, до 1150-1200 С,При таком способе находящийся влампе сжатый инертный газ., обладая большой теплопроводностью и подвижностью, выполняет роль теплоносителя тем эффективнее, чем больше его давление, и тепло от раскаленного участка колбы быстро разносится по всейколбе, обеспечивая быстрый и равномерный нагрев внутренней поверхности колбы, выделяющиеся из которойпримеси растворяются в инертном газе, плотность которого на много порядков больше плотности примесей, с последующей откачкой. Кроме того, скорость распространения тепла увеличивается за счет конвекционных потоков в сжатом газе, равномерность прогрева внутренней поверхности колбы(по длине и по окружности) до 10501100 С обеспечивается независимо отравномерности наружного прогрева колбы, а возможность перегрева выводов25 лампы исключается из-за удаленности от концов лампы средства нагрева, например пламени газовых горелок.Существенным является то, что колба в основном нагревается изнутри раскаленным сжатым газом, что наиболее эффективно обеспечивает отсутствие вредных примесей в рабочем объеме лампы в процессе эксплуатации, т.е. влечет за собой повышение светотехнических характеристик изготовляемых ламп и срока их службы. При откачке на полуавтомате изменение типа лампы в условиях серийного производства требует лишь минимальной переяаладки системы горелок, так как отпадает необходимость прог 1 евать снаружи .колбу по всей длине и окружности. Кроме того, становится возможной откачка на полуавтомате трубчатых кварцевых ламп больших габаритов, в этом случае равномерный прогрев колбы легко достигается наружным нагревом колбы на нескольких участках по ее длине.50Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления газоразрядных ламп с кварцевой колбой, включающем нагрев лампы, наполненной инертным газом, до температуры обезгажи- ы вания колбы и откачку, лампу наполняют инертным газом до давления 1,5-5 атм, а нагрев осуществляют в П р и м е р. Откачку проводят на 36-позиционном карусельном откачном полуавтомате импульсных трубчатых кварцевых ламп типа ИФПНа одной позиции полуавтомата лампа находится 15 с, что обеспечивает значительное увеличение производительности по сравнению с ручной откачкой на постах, Заваренные лампы5 9 устанавливают в вертикальном положении, подсоединяют штангелями к от" качной системе полуавтомата. На 5-и позициях из ламп откачивается воздух (до давления 1 О мм рт.ст.),азатем на 2-х следующих позициях обезгаживания колбы в лампы подается аргон под давлением 2,5 атм (абс.) и с помощью газо-кислородных горелок участок колбы в нижней ее части нагревается до 1150-1200 С. Для контроля температуры внутренней поверхности колбы экспериментальных ламп через дополнительный штенгель вводится гибкая термопара, подсоединенная к измерительному прибору. Рабочий конец такой термопары подводится к участку внутренней поверхности колбы, температуру которого требо.- валось измерить, При прогреве 0,5 длины колбы до температуры около 1200 С через 15-20 с во всех точках, в которых производится измерение, температура внутренней поверхности достигает 1050-1100 С, что соответствует наиболее огггимальным условиям обезгаживания кварцевого стекла.При большем наружнем нагреве (до 1300 С и выше) скорость достижения оптимальной температуры резко возрастает, но появляется возможность деформации колбы из-за локального перегрева. Поэтому примененный режим признан оптимальным, так как колба выдерживается при температуре обезгаживания достаточное времяэто время при необходимости легко увеличивается увеличением числа позиций обезгаживания выше 2-х, система полуавтомата это позволяет),В качестве инертного газа выбран аргон (как наиболее дешевый), но применение газов с большей теплопроводностью повышает эффективность способа, Прогрев колбы на участке меньшем 0,3 длины требует более интенсивного нагрева, что связано с опасностью деформации колбы, а прогрев более 0,7 длины колбы может привести к окислению выводов лампы из-за близости к ним зоны огня. При давлении аргона менее 1,5 атм (абс.) скорость распространения тепла снижается ( равномерный прогрев колбы достигается через 20-30 с. Давление инертного газа более 5 атм (абс.) возможно лишьВНИИПИ Заказ 680/75 5 ю 15 то 25 зо 35 40 45 50 55 при усовершенствовании узла подсоединения лампы к откачной системе (во избежание прорыва газа в атмосферу).Прогрев наружнвго участка колбыдо температуры ниже 1150 С приводитк недогреву внутренней поверхностиколбы, Лампы после обезгаживания вуказанном оптимальном режиме откачи3ваются до давления 10 мм ртст., за"тем наполняются тренировочным газом(ксеноном, под давлением 150 мм рт.ст,тренируются в дуговом режиме вновьоткачиваются до давления 10. мм рт.ст.,наполняется рабочим газом(ксеноном, поддавлением 500 мм рт,ст.) и отпаиваются.Предлагаемый способ благодаря интенсификации наиболее длительногопроцесса обработки ламп " обезгаживания кварцевых колб - позволяет механизировать основные сборочные операции (откачку, обезгаживание, тренировку, наполнение) кварцевых ламплюбых габаритов, чем значительно снижается трудоемкость их изготовления.Благодаря тому, что прогрев колбосуществляется изнутри раскаленнымсжатым инертным газом, улучшаетсякачество ламп и их долговечность.Устранение окисления выводов и герметичных токовводов повышает процентвыхода годных изделий в серийном про-изводстве и надежность ламп в эксплуатации,Обслуживание полуавтомата упрощается, переналадка при смене типа откачиваемой лампы значительно ускоряется.Формула изобретения1. Способ изготовления газоразрядных ламп с кварцевой колбой, включающий нагрев лампы, наполненной инерт"ным газом, до температуры обезгаживания и откачку, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и долговечности изготовляемых ламп, лампу наполняютинертным газом до давления 1,5-5 атм,а нагрев осуществляют в нижней час"ти лампы, составляющей 0,3-0,7 длины колбы, до 1150- 1200 С,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Варламов В.А. и др. Сборочныеоперации в электровакуумном производстве. М., "Высшая школа", 1974.с. 300-303.2, Авторское свидетельство СССРМ 77987, .кл. Н 0 1,1 9/22, 1973.Тираж 761 Подписное