РТУТНО-ВОЛЬФРАМОВАЯ ЛАМПА СМЕШАННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Полезная модель относится к области осветительного оборудования сельскохозяйственного производства, а именно к лампам смешанного (видимого и инфракрасного) излучения, предназначенные для эффективного освещения и облучения молодняка животных, а также растений защищенного грунта и может работать непосредственно от напряжения сети 220 В без дополнительных пускорегулирующих устройств.
Известна разрядная лампа высокого давления, содержащая ртутную горелку из прозрачного кварцевого стекла, заполненную парами ртути и инертным газом, на концах которой установлены полые катоды, полость в которых образована торцом керна и боковой поверхностью навитой на него многослойной спирали, выполненной в виде усеченного конуса с меньшим диаметром у конца керна, генерирующую в видимой и ультрафиолетовой областях спектра излучения в диапазоне P*d=9÷13 тор*мм, где Р - давление наполняющего горелку газа, d - диаметр полости (RU, 1083252, МПК Н01J 61/073, Н01J 61/09, опубл. 30.03.1983 г.).
Недостатком известного устройства является то, что ртутные лампы не обеспечивают создания благоприятного климата для растений и животных из-за отсутствия необходимых для их развития ультрафиолетовых и инфракрасных составляющих в спектре излучения источника.
Известна ртутно-вольфрамовая лампа смешанного излучения с колбой из стекла, прозрачного для ультрафиолетового излучения длиной волны более 280 нм, в которых ртутная горелка включается последовательно с вольфрамовой спиралью, выполняющей две функции: балластного сопротивления для РЛВД, благодаря чему отпадает необходимость в специальном дросселе и дополнительном источнике излучения в красной и инфракрасной части спектра. Ртутно-кварцевая горелка и вольфрамовая спираль монтируются на общей ножке в общей колбе. Лампы включаются непосредственно в сеть переменного тока напряжением 220 В без дросселя. (Справочная книга по светотехнике под ред. Ю.Б.Айзенберга, 3-е изд. М. ЗНАК, 2006, 951 с., с.142-143.)
заж
гор
Однако конструкция электродов в ртутной горелке не позволяет понизить напряжения зажигания U и горения U разряда, а значит - повысить эффективную отдачу, срок службы ртутно-вольфрамовых ламп мал, поскольку определяется сроком службы накаливаемой спирали, на порядок меньшим, чем у горелки из-за токовых перегрузок в пусковой период.
Технический результат заключается в повышении эффективности, долговечности и снижении коэффициента пульсации ртутно-вольфрамовых ламп, заключающееся в снижении напряжений зажигания и горения, уменьшении токовой паузы, увеличении рабочего тока и эффективной отдачи.
Технический результат достигается тем, что ртутно-вольфрамовая лампа содержит колбу из стекла, прозрачного для ультрафиолетового излучения, и ртутную горелку, включенную последовательно с активным балластом в виде вольфрамовой спирали и заполненную инертным газом и парами ртути, на противоположных концах которой установлены основные электроды с полостями. На керн основных электродов навита многослойная спираль, внутренний слой которой образован спиралью с плотной намоткой, а, по крайней мере, два внешних слоя спирали выполнены с шагом, равным двойному диаметру спирали, образуя полости между внутренним слоем и витками наружных слоев.
На фиг.1 схематично представлен общий вид ртутно-вольфрамовой лампы смешанного излучения, на фиг.2 - основной электрод горелки - полый катод, на фиг.3 - осциллограммы токов и напряжений.
Ртутно-вольфрамовая лампа смешанного излучения содержит колбу 1 из стекла прозрачного для ультрафиолетового излучения, цоколь 2, ножку с запаянными вводами 3, на которой смонтирована ртутная горелка 4, имеющая три электрода: один основной электрод - полый катод 5, подключенный к одному из вводов 3, и вблизи него вспомогательный электрод 6, подключенный через ограничительное сопротивление 7 ко второму вводу 3, второй основной электрод - полый катод 8, включенный последовательно с активным балластом в виде вольфрамовой спирали 9 и через нее подключенный ко второму вводу 3 (фиг.1). Основной электрод - полый катод 5 содержит керн 10 и намотанную на него многослойная спираль 11 с полостями (фиг.2), внутренний слой которой образован спиралью с плотной намоткой, а, по крайней мере, два внешних слоя спирали выполнены с шагом, равным двойному диаметру спирали, образуя полости между внутренним слоем и витками наружных слоев.
Осциллограммы напряжений и токов показывают зависимости напряжений и токов ртутных горелок в зависимости от времени для предлагаемой 12 и известной 13 ртутно-вольфрамовых ламп (фиг.3).
заж
гор
Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на ртутно-вольфрамовую лампу происходит возникновение разряда между вспомогательным 7 и основным электродом 5 в ртутной горелке 4, после начальной ионизации происходит пробой газового промежутка и устанавливается дуговой разряд между основными электродами 5 и 8 с эффектом полого катода, разрядный ток ограничивается последовательно соединенным с электродом 8 активным балластом в виде вольфрамовой спирали 9. Цепь вспомогательного электрода 6 за счет последовательно включенного ограничительного сопротивления 7 отключается (фиг.1). При этом эффект полого катода, состоящего из керна 10, намотанной на него многослойной спиралью 11, так что внутренний слой имеет плотную намотку, а по крайней мере два внешних слоя выполнены из спирали с шагом, равным двойному диаметру спирали, образуя открытые многочисленные полости различных диаметров (фиг.2), обеспечивает понижение напряжения зажигания, горения и перезажигания разряда, за счет чего уменьшается токовая пауза, что способствует увеличению рабочего тока и потока и, следовательно, эффективной отдачи предлагаемой лампы 12 по сравнению с соответствующими характеристиками известной лампы 13 (фиг.3). Кроме того, уменьшается распыление электродов горелки в пусковой период, стабилизируя их работу. Поскольку в начальный момент разогрева общее сопротивление лампы определяется, в основном, балластом, то снижение пускового тока лампы, влечет за собой увеличение срока службы. За счет понижения напряжения U и U в горелке уменьшается токовая пауза при работе с активным балластом на переменном токе, что способствует увеличению тока и потока, а также более стабильной работе электродов.
По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет увеличить эффективную отдачу лампы, снизить коэффициент пульсации и повысить срок службы.