ИЗЛУЧАТЕЛЬ С ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ЛАМПОЙ

ИЗЛУЧАТЕЛЬ С ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ЛАМПОЙ
Полезная модель относится к электро- и светотехнике и может быть
использована для создания различных излучателей на основе газоразрядных ламп: осветительных устройств, бактерицидных и эритемных облучателей, облучателей для интенсификации химических и биотехнологических процессов и т.д.
Широко известны излучатели с газоразрядными лампами. Каждое такое устройство содержит, как правило, пускорегулирующее устройство (ПРУ) и газоразрядную трубку (ГТ), помещенные в корпус-отражатель Айзенберг Ю.Е., Ефимки на В,Ф. Осветительные приборы с люминесцентными лампами. - М.: Энергия, 1968. - с.205, 217.
В состав ПРУ могут входить различные элементы в зависимости от типа и назначения лампы. Широко распространены ПРУ, содержащие стартер и дроссель, с помощью которых осуществляется предварительный подогрев электродов ГТ, приложение начального повышенного пробивного напряжения к электродам и последующее питание трубки с запущенным газовым разрядом переменным сетевым напряжением Штурм К.Г. Пускорегулирующая аппаратура и схемы включения люминесцентных ламп. М.: Изд-во иностр.лит-ры, 1961. - с. 106. Однако такие схемы питания газоразрядных ламп недостаточно надежны : запуск происходит не мгновенно и сопровождается шумом и вспышками, вследствие ненадежности стартера возможен незапуск лампы. Стартеры выполняются в виде вставных элементов и требуют периодической замены. Известныиальтернативные
бесстартерные схемы ПРУ для газоразрядных ламп различных принципов действия. Так , в ПРУ Зак СМ., Пленсковский Ю.А. Монтаж светильников с газоразрядными лампами. - Изд. 3-е, доп. - М.: Энергоиздат, 1982. - с.31
МПК6 Н 05 В 41/02, Н 05 В 41/23, Н 01 J 61/56
используются трансформаторные элементы, а для облегчения пуска вдоль наружной поверхности ГТ наносят металлизированную полоску или используют для этой цели внешний заземленный корпус там же, с. 15 . В некоторых случаях для пуска и питания газоразрядных ламп эффективны ПРУ, в которых применяются бесстартерные диодно-конденсаторные выпрямители-умножители напряжения А.с. № 1325726 (СССР), МКИ Н 05 В 41/231. Устройство для по джига и питания ртутных ламп сверхвысокого давления выпрямленным током / Ю.В. Попов и др. - Бюл. № 27, 1987; Патент РФ №2045825, МКИ Н 05 В 41/23Комбинированная
осветительная установка / А.С. Кочетов. - Бюл. № 28, 1995, осуществляющие мгновенный запуск газоразрядной лампы повышенным напряжением (как правило, его величина равна учетверенной амплитуде сетевого напряжения) и последующее питание ГТ выпрямленным напряжением, которое после начала газового разряда вследствие нелинейной падающей нагрузочной характеристики ПРУ резко уменьшается и принимает стабильное значение порядка40-200 В. Такие схемы позволяют осуществлять запуск и питание газоразрядных ламп без накала электродов. Однако несмотря на отсутствие стартеров перечисленные устройства не обладают высокой надежностью. Одной из причин этого является наличие разъемных соединений, традиционно применяемых в монтажных схемах излучателей.
В качестве прототипа выбрано устройство Зак С.М., Пленсковский Ю.А. Монтаж светильников с газоразрядными лампами. - Изд. 3-е, доп. - М.: Энергоиздат, 1982. - с.48-49, состоящее из бесстартер но го ПРУ и ГТ, размещенных в корпусе-отражателе и собранных с помощью традиционных методов монтажа с разъемными и разборными соединениями (количество ГТ и их форма в данном случае несущественны).
Одним из недостатков названного устройства является то, что монтаж его довольно сложен. При этом используется различные дополнительные электроустановочные и механические крепежные изделия: лам по держатели,
патроны, сборки зажимов, жгуты монтажных проводов и т.д. Все это ведет к повышению стоимости изготовления и эксплуатации излучателя, снижению надежности изделия (в основном из-за ненадежности электрических соединений). Кроме того, если в составе ПРУ есть дроссель, то недостаточно демпфироанное крепление его в корпусе часто приводит к усилению акустических шумов (когда сам корпус становится переизлучателем вибраций сердечника дросселя). При монтаже и демонтаже ГТ возможны ее повреждения (особенно в цокольной части), так как ГТ не отличаются высокой механической прочностью.
При эксплуатации во влажных помещениях, на открытом воздухе, и тем более, в помещениях с агрессивной атмосферой возможны коррозионные процессы в штепсельных соединениях, а вследствие наличия высоко-вольтных пусковых импульсов возможны явления электрического пробоя и паразитных утечек тока. Кроме того, эксплуатация излучателей, собранных по традиционной технологии, в сырых и взрывоопасных помещениях часто не отвечает требованиям техники безопасности.
Задачей создания данной полезной модели является повышение надежности и безопасности излучателей с газоразрядными лампами.
Задача решается тем, что известное устройство Зак С.М., Пленсковский Ю.А. Монтаж светильников с газоразрядными лампами. - Изд. 3-е, доп. - М.: Энергоиздат, 1982. - с.48-49, содержащее бесстартерное пускорегулирующее устройство, газоразрядную трубку и отражатель, выполнено в виде единой неразборной конструкции, пускорегулнрующее устройство и газоразрядная трубка соединены с помощью неразъемных соединений, пускорегулнрующее устройство и цокольные части газоразрядной трубки залиты компаундом, а металлический отражатель имеет ребро жесткости, расположенное в продольном серединном сечении газоразрядной трубки так, что выпуклая сторона сгиба отражателя, соответствующая ребру жесткости, обращена к газоразрядной трубке.
Сущность полезной модели поясняется следующими иллюстрациями. На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в общем виде. На фиг.2 показаны варианты отнсительного расположения ГТ и отражателя.
ГТ 1 (фиг.1) жестко закреплена по торцам таким образом, что ее электроды неразъемно соединены с соответствующими участками 2 и 3 схемы ПРУ, элементы которого, в общем случае, рассредоточены по обоим прнцокольным областям 4 и 5, залитым компаундом. Металлический отражатель 6 является элементом, объединяющим части конструкции и придающим ей необходимую механическую прочность. Он имеет ребро жесткости, расположенное в продольном серединном сечении ГТ так, что выпуклая сторона сгиба отражателя, соответствующая ребру жесткости, обращена к ГТ. Электрическая связь частей схемы ПРУ 2 и 3 осуществляется посредством монтажных высоковольтных изолированных проводов 7, которые расположены за отражателем 6. Таким образом, в конструкции отсутствуют точки, имеющие непосредственный контакт с внешней воздушной средой. Наружу выведен только сетевой провод 8.
В частном случае U-образной ГТ Зак СМ., Пленскоеский Ю.А. Монтаж светильников с газоразрядными лампами. - Изд. 3-е, доп. - М.: Энергоиздат, 1982. - с.58 части схемы ПРУ 2 и 3, так же, как и залитые области 4 и 5, составляют одно целое, - нет необходимости их разделять благодаря близости электродов лампы.
Электрическая схема предлагаемого устройства работает аналогично многим другим известным бесстартерным ПРУ следующим образом. При подаче напряжения на схему между электродами ГТ кратковременно создается высоковольтный импульс, инициирующий газовый разряд в ГТ и горение лампы. Этому импульсу может предшествовать предварительный разогрев электродов. После этого напряжение между электродами стабилизируется и соответствует напряжению горения лампы.
Благодаря компаундной заливке схемы ПРУ уменьшается вероятность электрического пробоя при действии высоковольтных импульсов и паразитных токов утечек в сырой и ионизованной атмосфере. Кроме того, повышается стойкость соединений схемы к коррозии.
Благодаря этой же компаундной заливке уменьшается уровень акустических шумов устройства, так как она играет роль акустического демпфера, гасящего колебания, которые генерируются наиболее шумящими элементами ПРУдросселями и конденсаторами.
Отражатель 6 в предлагаемом устройстве совмещает в себе следующие функции.
1.При запуске лампы благодаря близости металлической полосы (ребра), проходящей вдоль лампы от одного до другого цоколя, облегчается пробой газового промежутка (т.к. при этом как бы уменьшается эквивалентное расстояние между электродами), т.е. ускоряется запуск лампы.
2.Отражатель выполняет функцию несущего и связующего механического элемента, придающего жесткость всей конструкции благодаря наличию продольного ребра жесткости.
3.Отражатель выполняет функцию собственно отражателя излучения. Рассмотрим последний пункт подробнее. На фиг.2,а показано
относительное расположение ГТ и традиционного отражателя ( в поперечном сечении), откуда видно, что имеется зона (выделенная прямоугольником) с непроизводительными потерями на взаимные переизлучения между лампой и отражателем. На фиг.2, б,в,г,д показаны различные варианты исполнения улучшенных отражателей, имеющих ребро жесткости вдоль поверхности лампы и предлагаемых к применению в данной полезной модели. В любом из предлагаемых вариантов потери излучения, упомянутые выше, уменьшаются.
Таким образом, данная полезная модель обладает следующими преимуществами по сравнению с известными аналогами:
1)Повышена надежность и электробезопасность излучателя с газоразрядной лампой.
2)Снижен уровень акустических шумов.
3)Повышена механическая прочность излучателя, который представляет собой в данном случае единое неразъемное целое газоразрядной лампы, ПРУ и отражателя.
4)Повышена светоотдача излучателя за счет особой формы отражателя.
Экономическая целесообразность совмещения в единой неразъемной конструкции ГТ, ПРУ и отражателя следует из того, что при современном уровне развития электротехнической и электронной отраслей промышленности:
-стоимость многих типов ПРУ в 2-3 раза ниже стоимости газоразрядных ламп Айзенберг Ю.Б., Бфимкина Е.Ф. Осветительные приборы с люминесцентными лампами. - М.: Энергия, 1968. - с. 148, а при целенаправленной проработке схемы ПРУ ( например, при замене намоточных деталей их полупроводниковыми эквивалентами и т.п.) может быть снижена еще больше;
-срок службы газоразрядных ламп и бесстартерных ПРУ в среднем примерно одинаков;
-выгоднее эксплуатировать неразъемные конструкции, чем нести эксплуатационные расходы на устранение последствий отказа ненадежных штепсельных соединений.
Таким образом, очевидна экономическая целесообразность производства и эксплуатации описанных излучателей.