ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА С ФОЛЬГОВЫМ ТОКОВВОДОМ

Газоразрядная лампа с фольговым токовводом
Полезная модель относится к источникам света и может быть использована при изготовлении газоразрядных ламп с оболочкой из кварцевого стекла и фольговыми вакуумплотными токовводами.
Известны фольговые вводы цилиндрической конструкции, предназначенные для работы при силах тока до 100 А 1. Они представляют собой согнутую в виде незамкнутого цилиндра молибденовую фольгу, заваренную средней частью боковой поверхности между внутренней поверхностью кварцевой оболочки лампы и наружной поверхностью полого или сплошного кварцевого вкладыша. С одного не заваренного конца цилиндр из молибденовой фольги находится в электрическом контакте с электродом лампы, а с другого - с выводом.
Фольговый цилиндрический ввод является примером несогласованного впая кварц - металл. Надежность герметизации такого токоввода обеспечивается благодаря малой толщине фольги. Только в этом случае разрывающие усилия, возникающие между поверхностями кварц - металл при остывании впая после заварки ножки лампы, в результате разницы в коэффициентах теплового расширения, оказываются меньше сил смачивания. Выполнение вводом двух функций одновременно - создание надежного электрического контакта вывода с электродом и герметизация рабочей полости лампы, ограниченной оболочкой - накладывает определенные ограничения на конструктивное выполнение этого узла. При заданных электрических нагрузках максимальная сила тока через лампу и ее фольговые токовводы будет лимитироваться величиной площади поперечного сечения фольги, определяемой, в свою очередь, средней толщиной фольги, ее шириной и радиусом кривизны. Толщина фольги выбирается исходя из условий получения надежного впая, и для цилиндрических токовводов не превосходит 50 - 80 мкм. Ширина фольги в этом случае определяет допустимое значение токовой нагрузки и геометрические размеры (габариты) токоввода и, соответственно, ножки лампы в целом.
Ширина фольги связана с радиусом ее кривизны соотношением:
где b - ширина фольги, R - радиус ее кривизны, х|/ - часть окружности радиуса R, занимаемая фольгой.
Таким образом, возможность получения надежных вводов одной и той же конфигурации определяется соотношением ширины молибденовой фольги (при заданной толщине) и радиуса ее кривизны, поскольку в зависимости от линейных размеров деталей изменяется величина механических напряжений.
2 0011 , 37 Ij jH
МПК:НОиб1/36
Известна газоразрядная лампа, выбранная в качестве прототипа, 2 содержащая заваренную между внутренней поверхностью кварцевой оболочки лампы и наружной поверхностью цилиндрического кварцевого вкладыша молибденовую фольгу, согнутую в виде незамкнутого цилиндра, на части боковой поверхности которой, соответствующей зоне заварки, выполнена перфорация, образующая неперфорированные участки переменной толщины, причем края фольги по границе перфорации заострены - сечение фольги имеет линзообразную форму. Размеры перфорированных участков, их геометрия, заостренная форма краев неперфорированных участков подобраны так, что позволяют осуществлять через перфорированные участки непосредственную сварку кварцевых поверхностей оболочки лампы и вкладыша, между которыми размещена фольга.
Указанная конструкция дампы позволяет уменьшить минимально допустимую длину спая металл - кварц при незначительном уменьшении суммарной площади сечения фольги, определяющей допустимую токовую нагрузку. Использование фольги переменного сечения, за счет придания краям неперфорированных участков заостренной формы, способствует более плавному обтеканию расплавленным кварцем поверхности металла в зоне сварки, что приводит к уменьшению внутренних напряжений в кварце в зоне заварки по сравнению с резким (ступчатообразным) переходом поверхности металл - кварц, что приводит к увеличению механической прочности впая.
Принципиальная особенность прототипа состоит в том, что радиусы кривизны внешней и внутренней формообразуюших поверхностей неперфорированных участков фольги выполнены переменными по величине в произвольно расположенных радиальных направлениях произвольного поперечного сечения токоввода в зоне заварки, причем утончение фольги осуществляется симметрично относительно аксиальной поверхности равноудаленной от наружной и внутренней поверхностей фольги в зоне ее наибольшей толщины.
Эта конструкция обеспечивает высокую надежность газоразрядных ламп с трубчатой оболочкой с внутренним диаметром не менее 4 мм. При уменьшении внутреннего диаметра оболочки в зоне размещения токоввода соответственно уменьшается радиус сгиба фольги, что приводит к возрастанию жесткости конструктивного элемента токоввода, ответственного за герметизацию, в зоне сварки. Плотное прилегание неперфорированных участков фольги к вкладышу, в этом случае, имеет место только для части внутренней поверхности неперфорированных участков, соответствующих зонам их наибольщей толщины. Такой слой склонен к отлипанию, снижая тем самым надежность лампы из-за нарушения герметичности, а нарушение условия плавного перехода поверхности металл - кварц применительно к паре внутренняя поверхность фольги - внешняя поверхность вкладыша приводит к возрастанию внутренних напряжений в кварце, что снижает механическую прочность лампы в зоне заварки.
Таким образом, недостаток прототипа состоит в принципиальной невозможности уменьшения диаметра ножки газоразрядной лампы с цилиндрическим фольговым токовводом.
Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, состоит в устранении указанного недостатка, то есть в обеспечении возможности уменьшения габаритных размеров ножки газоразрядной лампы, снабженной цилиндрическим фольговым токовводом, при сохранении ее механической прочности и надежности герметизации.
Указанная задача реализуется за счет специальной конструкции герметизируюш;его элемента токоввода. Как и газоразрядная лампа, выбранная в качестве прототипа, заявляемая лампа содержит заваренную между внутренней поверхностью кварцевой оболочки лампы и наружной поверхностью кварцевого цилиндрического вкладыша молибденовую фольгу, согнутую в виде незамкнутого цилиндра. На части боковой поверхности фольги, соответствуюш;ей зоне заварки, выполнена перфорация, образующая неперфорированные участки переменной толш;ины, причем уменьшение толщины происходит -в направлении кромок неперфорированных участков.
В отличие от прототипа внешняя и внутренняя формообразующие поверхности неперфорированных участков фольги выполнены, соответственно, переменного и постоянного радиусов в произвольно расположенных радиальных направлениях произвольного поперечного сечения токоввода в зоне заварки.
На фиг. 1 представлено поперечное сечение ножки газоразрядной лампы.
В данном варианте конкретного выполнения лампы молибденовая фольга заварена между внутренней поверхностью кварцевой оболочки лампы 1 и наружной поверхностью кварцевого вкладыша 2, который выполнен в виде цилиндрического стержня постоянного радиуса. Фольга согнута в виде незамкнутого цилиндра и снабжена перфорацией 3, имеющей в данном конкретном случае форму прямоугольного выреза вдоль части образующей цилиндра напротив незамкнутой его части 4. Ширина выреза (перфорации) 3 в данном конкретном случае равна расстоянию между краями незамкнутого цилиндра 4 (в пределах технологических допусков). В зоне неперфорированных участков 5 молибденовая фольга имеет переменную толщину  - г, плавно уменьшающуюся от максимальной величины в середине неперфорированного участка фольги 5 к его краям - зоны 4 и 3. Радиус кривизны фольги по ее внутренней поверхности, прилегающей к вкладышу, в зоне неперфорированных участков 5, охватывающих вкладыш 2, остается неизменным и равным радиусу вкладыша 2.
Нри такой конструкции герметизирующего элемента токоввода газоразрядной лампы пружинящие свойства фольги не влияют на ее плотное прилегание к наружной поверхности вкладыша по всей внутренней поверхности неперфорированных участков 5, что способствует
.х ///37  -Jравномерности и высокому качеству заварки даже при сравнительно малом внутреннем диаметре оболочки лампы в зоне заварки.
Газоразрядная лампа, в соответствии с заявленным решением, разработана для серийного изготовления с использованием современных технологий.
Литература:
1.В.М. Скобелев, Е.И. Афанасьев Источники
пускорегулирующая аппаратура, Энергия, М., 1973.
2.А. С. СССР № 915127, HO1J61/36, Бюл. № 11, 23.03.82.
.,,
--fсвета
Заявитель:
Генеральный директор ОАО НИИ Зенит
Е.Н. Гайдуков