Электрод для газоразрядной лампы

Соез СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗЬВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 953478Ф Ю Ф(23) Приоритет Н 01 Х 61/067 твеударетвоеыб каетет СССР ва делан взебретений и аткрытвйОпубликовано 15.08.82, Бюллетень РЬ 30 Дата опубликования описания 15.08.82 . А. Е, Атаев, Е, В, Охонская, С. П. Решенов(54) ЭЛЕ Я ГАЗОРАЗРЯВНОЙ ЛАМПЬ обретение относразрядных нсточ к конструкции х ламп низкого высокое напряжение зажигания и длительная стадия перехода из тлеющего разряда в другой, отсутствие воэможностипредварительного подогрева, позволяюще го снизить напряжение зажигания в 1,53 раза. нос Наиболее близким к предла ляются электроды дпя ламп ни пения в виде моноспирвли, би триспирали иэ проволок тугоп таплов, Открытая поверхность покрыта активирующим вешест гаемому явзкого давспирали нли авких ме- электрода Концы спирали дннены к токовым пока играет роль ры для удержания эмиссионного мате грева проходящим покрытия при обраиспирвпй поясов ам лампы. Провороводящей арматучного закреплений , а также для проэмиссионного и зажигании лам ипи б ввод токоп и про риала око ботке ноя кон ож и темдечни ится к производствуников света, в част- лектродов гаэораздавления,Известны полые электроды для работы в режиме самостоятельного дугово-,го разряда в люминесцентных лампах хЬ-.лодного зажигания (без предварительногоподогрева), выполненные в виде тонко 1 астенного металлического цилиндра длиной10-15 мм и диаметром полости 2,5 мм.Внутренняя, рабочая поверхность цилиндра покрыта спеченным слоем активируюшей пасты на основе порошков металла15и окислов шелочноземельных металлов.Электроды обеспечивают высокий срокслужбы памп и устойчивы к многочисленным холодным зажиганиям ).1,Основными недостатками да струкции электрода являются с длительные процессы изготовл пературно-вакуумной обработки етрические параметры последне зации - коэффициент шага и сервыбирается иэ условий обесп3 9514 чения необходимого запаса эмиссионного вещества и вибромеханической прочности и составляет обычно соответственно бопее, 1,5 и 2,5. Технология изготовления и обработки таких электродов проста и хорошо отработана в промышленности 123,Однако они не устойчивы к распылению в режиме тлеющего разряда имею-.щего место при зажигании холодных и недостаточно прогретых электродах, что 10 приводит к резкому снижению их срока службы, высокое напряжение зажигания и затрудненный переход из тлеющего разряда в другой при зажигании без предварительного подогрева, Во время работы 15 электродов такого типа в лампе нагрев их происходит только за счет энергии газового разряда и проходящего тока, В этих условиях на катоде во время работы лампы образуется катодное пятно. Попадающие в зону катодного пятна эмиссионные эпектроны,поспе ускорения в слое пространственного заряда ионизируют газ. ,Бругая часть энергий эмиссионных эпектронов в результате кулоновских соударе-25 ний передается плазменным электронам, которые также принимают участие в ионизации газа. На поддержание. катодных процессов используется не более 50% энергии, выделяющейся в зоне катодного паденияБругая часть беспопезно рассеивается в прилегающих участках разряда. В случае традиционных спиральных катодов образованию внутри спирали активной эоны с меньшими потерями энергии,35 имеющей место в режиме попого катода, препятствует проникновение плазмы через пространство между витками, связанное с амбинопопярной диффузией зарядов, что приводит к понижению температуры и конЩ центрации электронного газа и снижению эффективности иониэации. Эти процессы приводят к снижению КПО в процессе их срока службы. При таком режиме работы электродов имеет место существенный45 безвозвратный расход эмиссионного покрытия электродов, опредепяющий их долговечность. Электрод может иметь дополнительно токопроводящий ипи изолирующий цилиндр 5.Электроды предлагаемой конструкции работают как полые, в которых внутренняя поверхность полости является рабо чей, в пусковом и рабочем режимах газо- разрядных ламп низкого давления, После возникновения разряда между отрицательным электродом и близлежащим участком стенки, при переносе разряда в сторону противоположного электрода, сопровождающегося зарядкой стенок и,увеличением тока, падение напряжения на лампе скпадывается,.в основном, из падения напряжения в катодной области, падения напряжения в плазме между отрицательным электродом и фронтом перемещающейся к противоположному электроду плазмы. Падение напряжения в катодной обпасти значительно снижается (на 20-40 В) по сравнению с электродами традиционной спиральной конструкции, при тех же плотностях тока, за счет горения тлеющего разряда в полости, образованной внутренней поверхностью витков спирапи электродов, Направленный поток быстрых электронов из,полости способствует формированию разряда между противоположными электродами, Результатом является снижение напряжения зажигания и облегчение перехода из тлеющего разряда в дуговой и последующим формированием внутри полости, образованной внутренней по 11 ель изобретения - увеличение срока службы, стабильности световых и электри-,50 ческих характеристик газоразрядных ламп,Для достижения поставленной цели электрод для гаэоразрядной пампы, состоящий из по меньшей мере однократно спиралиэованной проволоки, витки которой с нанесенным на них покрытием образуют рабочую часть электрода с образованной внутренней поверхностью витков попостыл, ось которой перпендикулярна оси разряда, отношение диаметра витков рабочей части к расстоянию между ними составпяет 1,0-1,3, а диаметр полости равен (4-6)+р 1 р, где 1 р - ток разряда;- давление наполняющего лампу газа, Д,ля полного препятствия проникнове . ния плазмы между витками рабочей части, последняя может быть помещена в токо- проводящий или изолирующий цилиндр с внутренним диаметром не более 1,2 внешнего диаметра рабочей части.На фиг, 1 показан электрод без цилиндра; на фиг, 2 - с цилиндром.Электрод состоит из токопроводяшей арматуры 1, покрытой эмиссионным споем 2 с рабочей частью, образованной внутренней поверхностью витков 3, свитой в биспираль проволоки. Коэффициент шага витков рабочей части составляет,3 щ ),гдмежду витками, Д - диаметр ее витков,Рабочая часть электрода имеет полость 4, образованную внутренней поверхностью витков биспирали.1478 ф орму ла 6изобретения 5 95верхностью витков спирали, плазменногопространства, называемого активной зоной, Попадающие в нее эмиссионныеэлектроны после ускорения в слое пространственного заряда, ионизируют газ,,Бругая часть энергии эмиссионных электронов в результате кулоновских соударений передается плазменным электронам,которые также прнимают участие в ионизации газа. Энергияприобретаемая эмиссионными электронами в зоне пространственного заряда, практически нацело используются в пределах активной зоны, что вконечном итоге приводит к снижению катодного падения потенциала и увеличениюсветовой отдачи лам, Одновременно возникновение активной зоны внутри катодаприводит к снижению расхода активноймассы катода увеличению срока службыи стабильности светового потока,Проникновению плазмы, делающему невозможным возникновение активной зонывнутри спирали, препятствуют витки спирали с выбранным расстоянием между ними и заданным в виде коэффициента шага,а также дополнительное использование токопроводящего или изолирующего цилиндра.Как показали расчеты, использованиеламп с предлагаемыми электродами обеспечивает повышение световой отдачи порядка 3-4% (в зависимости от мощностиламп), а при использовании предлагаемыхэлектродов для ламп холодного зажиганиявозрастание световой отдачи составляет7-9%, В этом случае экономический эффект составляет не менее 50 тыс, руб,на 1 млн, ламп. 1. Электрод для газоразрядной лампы,состоящий из по меньшей мере однократно слирализованной проволоки,. витки которой с нанесенным на них эмиссионным слоем образуют рабочую часть с образованной внутренней поверхностью витков полостью, ось которой перпендикулярна оси разряда, о т л и ч а ю ш и й с ятем, что, с целью увеличения стабильности электрических и световых характеристик лампы и повышения ее срока службы, отношение диаметра витков рабочейчасти к расстоянию между ними составляет 1,0-1,3, а диаметр полости равен(4-6 )4 Яр,где 1 р - ток разряда,. р -давление наполняющего лампу газа.2, Электрод по п, 1, о т л и ч а ю -ш и й с я тем, что указанная рабочаячасть электрода соосно расположена внутри цилиндра с диаметром, не превышающим внешний диаметр рабочей части в1,2 раза.3. Электрод по п. 2, о т л и ч а юш и й с я тем что цилиндр выполнениз токопроводящего материала.4, Электрод по п, 2, о т л и ч а ю -ш и й с я тем, что цилиндр выполнен из30изоляционного материала,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Скобелев В. М, и Афанасьева Е, И,источники света и пускорегулирующая аппаратура, М., "Энергия,. 1973, с, 170,2. Патент США М 2353635,кл, 313-212, 1944.филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная 961/64 ВНИИП по 113035, Тираж 7 Государс лам изоб осква, Ж 61 Подписное венного комитета СССРретений и открытий 35, Раушска 3 наб., д. 4/