RU2290716C2 - Method for introducing mercury into vacuum tube - Google Patents

Method for introducing mercury into vacuum tube Download PDF

Info

Publication number
RU2290716C2
RU2290716C2 RU2005116977/09A RU2005116977A RU2290716C2 RU 2290716 C2 RU2290716 C2 RU 2290716C2 RU 2005116977/09 A RU2005116977/09 A RU 2005116977/09A RU 2005116977 A RU2005116977 A RU 2005116977A RU 2290716 C2 RU2290716 C2 RU 2290716C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mercury
metal container
glass
capsule
plug
Prior art date
Application number
RU2005116977/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005116977A (en
Inventor
Александр Владимирович Владимиров (UA)
Александр Владимирович Владимиров
Николай Иванович Калитинский (UA)
Николай Иванович КАЛИТИНСКИЙ
Original Assignee
Александр Владимирович Владимиров
Николай Иванович КАЛИТИНСКИЙ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Владимирович Владимиров, Николай Иванович КАЛИТИНСКИЙ filed Critical Александр Владимирович Владимиров
Priority to RU2005116977/09A priority Critical patent/RU2290716C2/en
Publication of RU2005116977A publication Critical patent/RU2005116977A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2290716C2 publication Critical patent/RU2290716C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)

Abstract

FIELD: production of gas-discharge tubes and in particular neon tubes.
SUBSTANCE: at least one of glass capsules is placed on stem close to open electrode prior to vacuum treatment of tube interior so that hole in metal container faces working region of tube. Upon vacuum treatment and filling interior with inert gas stem section accommodating capsule disposed in metal container is separated from evacuation device and this section is locally exposed to high-power electromagnetic radiation causing immediate heating of metal container resulting in destruction of glass capsule and augmented evaporation of liquid mercury thereby forming directed stream of pure mercury vapor which rapidly fills up tube inner space through hole in metal container.
EFFECT: enhanced precision of dosing minimal rated amount of mercury being introduced.
5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способам введения ртути в электронные лампы, преимущественно касается способов введения дозированного количества ртути в электронные лампы, в частности в неоновые трубки, с использованием стеклянных капсул с жидкой ртутью, размещенных в металлическом контейнере.The invention relates to methods of introducing mercury into electronic lamps, mainly relates to methods of introducing a metered amount of mercury into electronic lamps, in particular into neon tubes, using glass capsules with liquid mercury placed in a metal container.

Как известно, ртуть необходима при изготовлении практически всех газоразрядных электронных ламп, например ртутных выпрямителей, лазеров, а также флуоресцентных ламп. Флуоресцентные лампы изготавливают в виде стеклянных трубок, на внутреннюю поверхность которых нанесены флуоресцентные материалы. Трубки заполняют инертным газом, например аргоном или неоном, а также минимальным количеством паров ртути. Ртуть является основным компонентом, обеспечивающим функционирование таких ламп. Однако высокая токсичность ртути создает серьезные проблемы экологического характера как при производстве таких ламп, так и при демонтаже устройств, содержащих ртуть, после окончания срока службы или в случае их повреждения.As you know, mercury is necessary in the manufacture of almost all gas-discharge electron tubes, for example mercury rectifiers, lasers, and fluorescent tubes. Fluorescent lamps are made in the form of glass tubes, on the inner surface of which fluorescent materials are applied. The tubes are filled with an inert gas, such as argon or neon, as well as a minimum amount of mercury vapor. Mercury is the main component that ensures the functioning of such lamps. However, the high toxicity of mercury creates serious environmental problems both in the production of such lamps and in the dismantling of devices containing mercury after the end of their service life or in the event of damage.

Ежегодно увеличивающиеся объемы производства, а также неуклонный рост ассортимента ламп, выпускаемых, например, для такой отрасли, как неоновая индустрия, потребовали введения ограничений по применению ртути и установления минимально допустимого количества, совместимого с требованием функционирования таких ламп. В настоящее время во многих странах готовится законодательная база по введению международных норм по применению ртути, устанавливающих минимально допустимые дозы ртути для каждого выпускаемого изделия.Annually increasing volumes of production, as well as a steady increase in the assortment of lamps produced, for example, for such an industry as the neon industry, required the introduction of restrictions on the use of mercury and the establishment of a minimum acceptable quantity compatible with the requirement for the operation of such lamps. Currently, in many countries, a legislative framework is being prepared to introduce international standards for the use of mercury, setting the minimum permissible doses of mercury for each product.

Ранее достаточно распространенным являлось введение ртути через штенгель в рабочую зону лампы. Однако открытое применение жидкой ртути влечет за собой ряд проблем. Во-первых, неизбежны сложности, связанные с хранением и транспортировкой жидкой ртути из-за высокого давления ее паров при комнатной температуре. Во-вторых, главным недостатком введения жидкой ртути до вакуумной обработки лампы (трубки) является попадание ртути в оборудование в процессе откачки и, как следствие, выброс паров в окружающую среду. В-третьих, при введении жидкой ртути практически невозможно выдержать ее точную дозировку. Обычно в лампу подают значительно большее количество ртути по сравнению с расчетными данными. Последнее обусловлено тем, что содержащаяся в лампе ртуть в жидком виде из-за косвенного нагрева подвергается поверхностному окислению и вступает в соединение с материалами, из которых изготовлен электрод, и практически может быть использовано только около 40% от общего объема введенной в лампу ртути. Другими словами, помимо экологических проблем, такой способ приводит к избыточному расходу ртути и не позволяет обеспечить точное и воспроизводимое дозирование.Previously, the introduction of mercury through a plug into the working area of the lamp was quite common. However, the open use of liquid mercury entails a number of problems. Firstly, the difficulties associated with the storage and transportation of liquid mercury are inevitable due to the high vapor pressure at room temperature. Secondly, the main drawback of introducing liquid mercury before the vacuum treatment of the lamp (tube) is the ingress of mercury into the equipment during the pumping process and, as a result, the release of vapors into the environment. Thirdly, with the introduction of liquid mercury, it is practically impossible to maintain its exact dosage. Typically, a much larger amount of mercury is supplied to the lamp compared to the calculated data. The latter is due to the fact that the mercury contained in the lamp in liquid form, due to indirect heating, undergoes surface oxidation and comes into contact with the materials of which the electrode is made, and only about 40% of the total amount of mercury introduced into the lamp can be used. In other words, in addition to environmental problems, this method leads to excessive consumption of mercury and does not allow for accurate and reproducible dosing.

Для преодоления вышеуказанных недостатков в известном уровне техники предлагались альтернативные технологии, основанные, например, на использовании запаянных капсул, содержащих определенное количество жидкой ртути.To overcome the above disadvantages in the prior art, alternative technologies have been proposed based, for example, on the use of sealed capsules containing a certain amount of liquid mercury.

Такие капсулы, имеющие преимущественно цилиндрическую форму, устанавливали в рабочем объеме лампы и после этого производили процесс откачки с последующим освобождением ртути во внутренний объем лампы за счет, например, термического воздействия.Such capsules, having a predominantly cylindrical shape, were installed in the working volume of the lamp and after that the pumping process was carried out with the subsequent release of mercury into the internal volume of the lamp due to, for example, thermal exposure.

Так, в патенте US 4182971 предложено использование стеклянных капсул, содержащих ртуть и закрепленных на вспомогательном электроде внутри рабочей зоны лампы. Высокочастотным воздействием нагревали капсулу, вызывая растрескивание стекла, обеспечивающее освобождение ртути. Подобная технология из-за длительности нагревательного воздействия приводит к окислению ртути и, как следствие, к избыточности ее расхода. Кроме того, для осуществления такого известного способа требуются специальные электроды достаточно сложной конструкции.So, in the patent US 4182971 proposed the use of glass capsules containing mercury and mounted on an auxiliary electrode inside the working area of the lamp. The capsule was heated by high-frequency exposure, causing cracking of the glass, which ensured the release of mercury. Such a technology, due to the duration of the heating effect, leads to the oxidation of mercury and, as a result, to its redundancy. In addition, for the implementation of this known method requires special electrodes of a rather complex design.

В патенте US 4335326 с целью предотвращения от возможного полного разрушения капсулы и попадания осколков во внутренний объем лампы предлагается размещать капсулу в защитном экране внутри лампы, изготовленном из стекла или металла. Понятно, что установка таких капсул достаточно сложная и при эксплуатации не исключается повреждение внутренней конструкции лампы.In the patent US 4335326 in order to prevent from the possible complete destruction of the capsule and the ingress of fragments into the internal volume of the lamp, it is proposed to place the capsule in a protective screen inside the lamp made of glass or metal. It is clear that the installation of such capsules is quite complicated and during operation damage to the internal structure of the lamp is not ruled out.

В основу изобретения поставлена задача создать такой способ введения ртути во внутренний объем электронной лампы, в котором благодаря по существу мгновенному формированию направленного потока паров ртути, создаваемого вне рабочей зоны лампы, удалось бы исключить загрязнение ртути и обеспечить, в результате, точное дозирование и возможность введения расчетных минимальных количеств ртути. Кроме того, предлагаемый способ не требует применения специальных электродов и может, при необходимости, быть использован в любом массовом производстве серийно выпускаемой продукции, что, в особенности, перспективно при решении экологических проблем и проблем обеспечения точного дозирования при производстве флуоресцентных ламп, в особенности неоновых трубок.The basis of the invention is the task to create such a method of introducing mercury into the internal volume of an electronic lamp, in which, thanks to the essentially instantaneous formation of a directed flow of mercury vapor created outside the working zone of the lamp, it would be possible to eliminate contamination of mercury and ensure, as a result, accurate dosing and the possibility of introduction estimated minimum amounts of mercury. In addition, the proposed method does not require the use of special electrodes and can, if necessary, be used in any mass production of mass-produced products, which is especially promising for solving environmental problems and the problems of ensuring accurate dosing in the production of fluorescent lamps, especially neon tubes .

Поставленная задача решена тем, что в способе введения ртути во внутренний объем электронных ламп с использованием стеклянных капсул с жидкой ртутью, размещенных в металлическом контейнере, один из торцов которого имеет по меньшей мере одно отверстие с диаметром, намного меньшим диаметра стеклянной капсулы, согласно изобретению, до вакуумной обработки внутреннего объема электронной лампы по меньшей мере одну из указанных стеклянных капсул устанавливают в штенгеле открытого электрода так, что отверстие металлического контейнера обращено в сторону рабочей зоны лампы. После вакуумной обработки и заполнения внутреннего объема инертным газом отделяют участок штенгеля с находящейся в нем капсулой от откачного устройства и осуществляют локальное воздействие на этот участок мощным электромагнитным излучением. Такое воздействие вызывает по существу мгновенный разогрев металлического контейнера, приводящий к разрушению стеклянной капсулы и интенсивному испарению жидкой ртути, в результате чего образуется направленный поток чистых паров ртути, который через отверстие в металлическом контейнере быстро заполняет внутренний объем лампы. Предлагаемый способ завершают отделением оставшегося участка штенгеля с металлическим контейнером от электронной лампы, в результате чего загрязненный парами ртути металлический контейнер оказывается герметически заключенным в стеклянную оболочку.The problem is solved in that in the method of introducing mercury into the inner volume of electronic lamps using glass capsules with liquid mercury placed in a metal container, one of the ends of which has at least one hole with a diameter much smaller than the diameter of the glass capsule, according to the invention, before vacuum treatment of the internal volume of the electron lamp, at least one of these glass capsules is mounted in the open electrode plug so that the opening of the metal container is reversed It is towards the working area of the lamp. After vacuum treatment and filling of the internal volume with inert gas, a portion of the plug with the capsule located in it is separated from the pumping device and a local impact on this section with powerful electromagnetic radiation is performed. Such an effect causes a substantially instantaneous heating of the metal container, leading to the destruction of the glass capsule and intensive evaporation of liquid mercury, resulting in the formation of a directed stream of pure mercury vapor, which quickly fills the inner volume of the lamp through an opening in the metal container. The proposed method is completed by separating the remaining portion of the plug with the metal container from the electronic lamp, as a result of which the metal container contaminated with mercury vapor is hermetically enclosed in a glass shell.

Такое выполнение способа позволяет создать источник паров ртути вне рабочей зоны лампы и обеспечить практически мгновенное попадание в рабочую зону чистых паров ртути вместо использования длительного по времени нагрева ртути и получения частично окисленных паров ртути за счет подачи больших токов на электроды лампы, что приводит, в результате, к необходимости введения избыточного количества ртути. Заявляемый способ является экологически чистым, поскольку даже после завершения процесса введения ртути металлический контейнер, загрязненный парами ртути, вместе с остатками разрушенной стеклянной капсулы находится в герметичном состоянии. Это делает безопасным хранение отходов ртути и их транспортировку, например, к месту их последующей демеркуризации. Кроме того, из-за того, что внутрь трубки подается не жидкая ртуть, а ее пары, существенным образом уменьшается время тренировки электронных ламп. Способ согласно изобретению не требует создания специальных дополнительных электродов и может найти широкое применение в массовом производстве ламп, использующих стандартные электроды, в частности в производстве неоновых трубок.This embodiment of the method allows you to create a source of mercury vapor outside the working area of the lamp and to provide almost instantaneous entry into the working area of pure mercury vapor instead of using long-time heating of mercury and to obtain partially oxidized mercury vapor by supplying high currents to the lamp electrodes, which results in , the need for the introduction of excess mercury. The inventive method is environmentally friendly, because even after the completion of the mercury injection process, the metal container contaminated with mercury vapor, together with the remains of the broken glass capsule, is in a sealed state. This makes it safe to store mercury wastes and transport them, for example, to the place of their subsequent demercurization. In addition, due to the fact that not liquid mercury, but its vapors are fed into the tube, the training time of electron tubes is significantly reduced. The method according to the invention does not require the creation of special additional electrodes and can be widely used in the mass production of lamps using standard electrodes, in particular in the production of neon tubes.

Согласно изобретению предпочтительным становится использование капсул с жидкой ртутью в количестве от порядка 2,5 мг до порядка 35 мг и последующее контролируемое введение таких доз, например, в стандартные флуоресцентные лампы. Нижний предел выбранного диапазона ограничен технологическими возможностями изготовления таких капсул, а применение капсул с содержимым ртути свыше 35 мг требует увеличения длины штенгеля, что безусловно нецелесообразно.According to the invention, it becomes preferable to use capsules with liquid mercury in an amount of about 2.5 mg to about 35 mg and subsequent controlled administration of such doses, for example, in standard fluorescent lamps. The lower limit of the selected range is limited by the technological capabilities of manufacturing such capsules, and the use of capsules with mercury contents in excess of 35 mg requires an increase in the length of the ram, which is certainly impractical.

Целесообразно также использовать вакуумный метод при заполнении стеклянных капсул ртутью, позволяющий осуществить полное заполнение жидкой ртутью внутреннего объема капсулы и исключить возможность окисления ртути внутри капсулы, а также избежать нежелательных последствий при попадании воздуха в рабочую зону лампы.It is also advisable to use the vacuum method when filling glass capsules with mercury, which allows for complete filling with liquid mercury of the internal volume of the capsule and eliminates the possibility of oxidation of mercury inside the capsule, as well as to avoid undesirable consequences when air enters the lamp working area.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления способа целесообразным является обеспечение локального электромагнитного излучения с помощью устройства высокочастотного индукционного нагрева мощностью от порядка 500 Вт до порядка 1 кВт. Выбранный диапазон мощности позволяет достичь требуемого уровня электромагнитного излучения в течение минимального времени, например 1-5 с, и не наносит вреда обслуживающему персоналу.In another preferred embodiment of the method, it is advisable to provide local electromagnetic radiation using a high frequency induction heating device with a power of about 500 W to about 1 kW. The selected power range allows you to achieve the required level of electromagnetic radiation for a minimum time, for example 1-5 s, and does not harm maintenance personnel.

В соответствии с еще одним из аспектов данного изобретения наиболее эффективно может быть решена поставленная задача при введении дозированного количества ртути во внутренний объем неоновых трубок в соответствии с предлагаемым способом. Предлагаемый способ в этом варианте воплощения позволяет обеспечить экологически чистый способ введения ртути в неоновые трубки различной конфигурации при строго дозированном количестве вводимой ртути. За счет того, что в рабочий объем неоновых трубок ртуть вводится в виде чистых паров, уменьшается возможность повреждения и почернения флуоресцентного слоя и, соответственно, возрастает долговечность таких трубок.In accordance with another aspect of the present invention, the task can be most effectively solved by introducing a metered amount of mercury into the internal volume of neon tubes in accordance with the proposed method. The proposed method in this embodiment allows to provide an environmentally friendly method of introducing mercury into neon tubes of various configurations with a strictly dosed amount of introduced mercury. Due to the fact that mercury is introduced into the working volume of neon tubes in the form of pure vapors, the possibility of damage and blackening of the fluorescent layer decreases and, accordingly, the durability of such tubes increases.

Далее сущность изобретения описана более подробно с учетом конкретных Примеров осуществления способа согласно изобретению со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:Further, the invention is described in more detail in light of specific Examples of the method according to the invention with reference to the accompanying drawings, in which:

Фиг.1 представляет фрагмент электронной лампы со стороны открытого электрода с введенной в штенгель контейнера стеклянной капсулой с жидкой ртутью, размещенной в контейнере, до момента вакуумной обработки внутреннего объема этой лампы согласно изобретению;Figure 1 represents a fragment of an electronic lamp on the side of the open electrode with a glass capsule filled with liquid mercury placed in the container’s upright plug until vacuum processing of the internal volume of this lamp according to the invention;

Фиг.2 - стеклянная ампула с жидкой ртутью, размещенная в металлическом контейнере, в увеличенном виде;Figure 2 - glass ampoule with liquid mercury, placed in a metal container, in an enlarged view;

Фиг 3. - фрагмент электронной лампы со стороны отрытого электрода после отделения участка штенгеля с находящейся в нем стеклянной ампулой с жидкой ртутью, размещенной в металлическом контейнере, от откачного устройства и введения этого участка в индуктор устройства высокочастотного индукционного нагрева согласно изобретению.Fig 3. is a fragment of an electronic lamp from the side of an open electrode after separating a portion of a plug with a glass ampoule containing liquid mercury located in a metal container from the pumping device and introducing this portion into the inductor of the high-frequency induction heating device according to the invention.

Как показано на фиг.1, до вакуумной обработки внутреннего объема электронной лампы 1 запаянную стеклянную капсулу 2 с жидкой ртутью 3, размещенную в металлическом контейнере 4, устанавливают в штенгеле 5 преимущественно на его концевом участка, примыкающем к открытому электроду 6.As shown in figure 1, before vacuum processing the internal volume of the electronic lamp 1, a sealed glass capsule 2 with liquid mercury 3, placed in a metal container 4, is installed in the plug 5 mainly on its end portion adjacent to the open electrode 6.

В качестве электронной лампы может быть использовано любое электронное устройство, в котором свечение обеспечивается за счет прохождения электрического тока через разреженный газ (явление газового разряда).As an electronic lamp, any electronic device can be used in which the glow is ensured by the passage of an electric current through a rarefied gas (gas discharge phenomenon).

Металлический контейнер 4 (Фиг.2) выполнен по существу в виде тонкостенного цилиндра, окружающего стеклянную капсулу. Такой контейнер может быть изготовлен из материала, удовлетворяющего требованиям вакуумной гигиены, в частности из листового или трубчатого никеля. Контейнер 4 (Фиг.2) имеет один закрытый торец 7 и открытый торец 8, имеющий по меньшей мере одно отверстие 9, диаметр которого намного меньше диаметра стеклянной капсулы 2. Диаметр отверстия 9 выбирают таким образом, чтобы осколки стекла после разрушения капсулы 2 не попадали во внутренний объем лампы 1. Вакуумная обработка включает откачку, осуществляемую откачным устройством 10 (Фиг.1). Согласно изобретению, контейнер 4 с капсулой 2 устанавливают в штенгеле 5 открытого электрода так, что отверстие 9 обращено в сторону рабочей зоны лампы 1. Штенгель 5 затем припаивают к откачному посту устройства 10. После вакуумной обработки лампы, включающей, помимо откачки, промывку смесью газов, обезгаживание стекла и активизацию электродов, предусматривающей, например, прогрев до 800-900°С токами до 500 мА, и последующего наполнения внутреннего объема инертным газом, например аргоном или смесью газов, участок штенгеля 5 с находящейся в нем капсулой 2 отделяют от устройства 10. Затем этот участок штенгеля 5 подвергают воздействию мощного электромагнитного излучения, вызывающего по существу мгновенный разогрев металлического контейнера 4 и разрушение (взрыв) стеклянной капсулы. Ртуть, попадая на стенки контейнера 4 (металлического цилиндра), практически мгновенно испаряется, создавая при этом достаточно большое давление паров, в результате чего образуется направленный поток чистых (неокисленных) паров ртути, который через отверстие 9 заполняет внутренний объем лампы 1. Локальный нагрев металлического контейнера 4 может быть обеспечен лазерным, СВЧ-генератором, ВЧ-генератором и т.п.The metal container 4 (Figure 2) is made essentially in the form of a thin-walled cylinder surrounding a glass capsule. Such a container can be made of a material that meets the requirements of vacuum hygiene, in particular of sheet or tubular nickel. The container 4 (FIG. 2) has one closed end 7 and an open end 8 having at least one hole 9, the diameter of which is much smaller than the diameter of the glass capsule 2. The diameter of the hole 9 is chosen so that glass fragments do not fall after breaking the capsule 2 into the internal volume of the lamp 1. Vacuum treatment includes pumping carried out by the pumping device 10 (Figure 1). According to the invention, the container 4 with the capsule 2 is installed in the plug 5 of the open electrode so that the hole 9 faces the working area of the lamp 1. The plug 5 is then soldered to the pumping station of the device 10. After vacuum processing of the lamp, including, in addition to pumping, washing with a mixture of gases , degassing the glass and activating electrodes, providing, for example, heating to 800-900 ° C with currents of up to 500 mA, and then filling the internal volume with an inert gas, for example argon or a mixture of gases, a section of the plug 5 with a cap Ula 2 is separated from the device 10. Then, this portion of the exhaust tube 5 is subjected to powerful electromagnetic radiation causing substantially instantaneous heating of the metal container 4 and destruction (burst) of the glass capsule. Mercury, falling on the walls of container 4 (metal cylinder), evaporates almost instantly, creating a rather high vapor pressure, resulting in a directed stream of pure (unoxidized) mercury vapor, which fills the inner volume of lamp 1 through hole 9. Local heating of the metal container 4 may be provided with a laser, microwave generator, RF generator, etc.

Однако предпочтительным является использование высокочастотного индукционного нагрева, являющегося достаточно простым, надежно контролируемым и безопасным средством локального нагрева. Для этого участок штенгеля 5 с расположенной в нем капсулой 2 вводят в индуктор 11 (фиг.3) устройства высокочастотного индукционного нагрева (не показано). При высокочастотном индукционном нагреве металлических цилиндрических тел индуцируемые в этих телах вихревые токи, создающие собственные магнитные поля, взаимодействуя как друг с другом, так и с исходным полем, приводят металлический контейнер 4 практически к мгновенному нагреву. Так, время нагрева тонкостенного металлического контейнера 4 может составить всего лишь 1-5 с. В оптимальном варианте осуществления целесообразно использовать устройство высокочастотного индукционного нагрева мощностью от порядка 500 Вт до порядка 1 кВт. Именно такой диапазон позволяет, во-первых, обеспечить быстрое достижение температур металлического контейнера порядка 900-1100°С, при которых стеклянная капсула мгновенно разрушается и создается направленный поток чистых паров ртути, заполняющий внутренний объем лампы 1. Более длительное воздействие или использование более высоких мощностей приведет к нежелательному нагреву и повреждению штенгеля.However, it is preferable to use high-frequency induction heating, which is a fairly simple, reliably controlled and safe means of local heating. To do this, the section of the plug 5 with the capsule 2 located therein is introduced into the inductor 11 (Fig. 3) of a high-frequency induction heating device (not shown). During high-frequency induction heating of metallic cylindrical bodies, the eddy currents induced in these bodies, which create their own magnetic fields, interacting with each other and with the initial field, lead the metal container 4 to almost instantaneous heating. So, the heating time of a thin-walled metal container 4 can be as little as 1-5 s. In an optimal embodiment, it is advisable to use a high-frequency induction heating device with a power of about 500 W to about 1 kW. It is precisely this range that makes it possible, firstly, to ensure that the temperature of the metal container quickly reaches about 900-1100 ° С, at which the glass capsule instantly breaks down and a directed stream of pure mercury vapor is created, filling the internal volume of the lamp 1. Longer exposure or use of higher powers will lead to unwanted heating and damage to the ram.

После произведенных операций оставшийся участок штенгеля 5 с металлическим контейнером 4, загрязненным парами ртути, отпаивают от лампы и этот участок оказывается герметически изолированным в стеклянной оболочке.After the operations performed, the remaining portion of the plug 5 with the metal container 4 contaminated with mercury vapor is sealed off from the lamp and this portion is hermetically insulated in a glass shell.

Весьма перспективным использованием патентуемого способа является производство неоновых трубок самых различных конфигураций. Способ согласно изобретению позволяет создать экологически чистое производство и осуществить точное дозирование вводимой ртути без избыточного принципа, что в конечном итоге приводит к существенной экономии и уменьшению общего расхода ртути (приблизительно в 10-15 раз для неоновой продукции). Достигается увеличение срока службы таких трубок. Предлагаемая технология не требует разработок и установок специальных электродов в таких трубках.A very promising use of the patented method is the production of neon tubes of various configurations. The method according to the invention allows you to create environmentally friendly production and to accurately meter the introduced mercury without the excessive principle, which ultimately leads to significant savings and a decrease in the total consumption of mercury (approximately 10-15 times for neon products). An increase in the service life of such tubes is achieved. The proposed technology does not require the development and installation of special electrodes in such tubes.

Ниже приводятся конкретные Примеры осуществления, иллюстрирующие патентуемое изобретение.The following are specific Embodiments illustrating the patented invention.

Как известно, количество вводимой ртути может быть рассчитано для каждого конкретного объема изготавливаемого изделия. Например, при изготовлении неоновой трубки ее внутренний объем V рассчитывают по формуле:As you know, the amount of mercury introduced can be calculated for each specific volume of the manufactured product. For example, in the manufacture of a neon tube, its internal volume V is calculated by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где h - длина трубки, d - внутренний диаметр трубки.where h is the length of the tube, d is the inner diameter of the tube.

Расчетное количество ртути для конкретного объема может быть представлено в виде одной или нескольких доз, запаянных в одной или нескольких капсулах. Как уже указывалось выше, для целей осуществления данного способа предпочтительным является использование стеклянных капсул, дозы жидкой ртути в которых составляют от порядка 2,5 мг до порядка 35 мг. Понятно, что для обеспечения возможности варьирования диапазоном вводимых доз в одном или нескольких металлических контейнерах может быть установлено одна или несколько стеклянных капсул, общее содержимое ртути в которых должно соответствовать расчетному значению.The estimated amount of mercury for a specific volume can be presented in the form of one or more doses sealed in one or more capsules. As already mentioned above, for the purposes of implementing this method, it is preferable to use glass capsules, the doses of liquid mercury in which are from about 2.5 mg to about 35 mg. It is understood that in order to be able to vary the range of doses administered in one or more metal containers, one or more glass capsules can be installed, the total mercury content of which must correspond to the calculated value.

Пример 1.Example 1

Ртуть вводили в неоновую трубку диаметром 10 мм и длиной 1,2 м. Использовали одну стеклянную ампулу диаметром 0,8 мм, содержимое ртути в которой составляло 12-15 мг. Капсулу помещали в контейнер длиной 22 мм, изготовленный из никелевой трубки диаметром 1,25 мм с толщиной стенок 0,05 мм. С одного торца контейнер имел отверстие диаметром порядка 0,6 мм. Контейнер в штенгеле устанавливали так, чтобы отверстие находилось практически у самого входа в рабочую зону трубки. После вакуумной обработки штенгель с контейнером отпаивали от откачного устройства и вводили этот участок в индуктор ВЧ-генератора с рабочей частотой 1,67 МГц и мощностью 900 Вт. Время воздействия составило 3 с.Mercury was introduced into a neon tube with a diameter of 10 mm and a length of 1.2 m. One glass ampoule with a diameter of 0.8 mm was used, the content of mercury in which was 12-15 mg. The capsule was placed in a container 22 mm long, made of a nickel tube with a diameter of 1.25 mm and a wall thickness of 0.05 mm. From one end, the container had an opening with a diameter of about 0.6 mm. The container in the plug was installed so that the hole was almost at the very entrance to the working area of the tube. After vacuum treatment, the plug with the container was soldered from the pumping device and this section was introduced into the inductor of the RF generator with an operating frequency of 1.67 MHz and a power of 900 watts. The exposure time was 3 s.

Затем оставшийся участок штенгеля с контейнером, загрязненным парами ртути, отделяли от трубки. Отделенный участок штенгеля складировали для дальнейшей демеркуризации.Then, the remaining portion of the plug with the container contaminated with mercury vapor was separated from the tube. The separated section of the ram was stored for further demercurization.

Пример 2.Example 2

Ртуть вводили в неоновую трубку сложной конфигурации общим объемом, равным 200 см3. В штенгеле вблизи входа в рабочую зону трубки устанавливали два никелевых контейнера, в одном из которых находилось две стеклянные капсулы с содержимым ртути по 15 мг в каждой, а в другом - одна стеклянная капсула с содержимым ртути, равным 15 мг.Mercury was introduced into a neon tube of complex configuration with a total volume of 200 cm 3 . Two nickel containers were installed in the plug near the entrance to the working area of the tube, one of which contained two glass capsules with mercury content of 15 mg each, and the other one glass capsule with mercury content of 15 mg.

Технология введения ртути аналогична описанной в Примере 2, за исключением того, что мощность ВЧ-генератора была равной 1 кВт, а время воздействия составило 5 с.The technology for introducing mercury is similar to that described in Example 2, except that the power of the RF generator was 1 kW and the exposure time was 5 s.

Пример 3.Example 3

Ртуть вводили в колбы газоразрядного индикатора тлеющего разряда диаметром 6 мм и длиной 18±2 мм.Mercury was introduced into the flasks of a gas discharge glow discharge indicator with a diameter of 6 mm and a length of 18 ± 2 mm.

В массовом производстве таких индикаторов в автоматизированном режиме в штенгеле каждой колбы устанавливали никелевые контейнеры со стеклянной капсулой с содержимым ртути, равным 2,5 мг, и подключали систему вакуумной обработки.In the mass production of such indicators in an automated mode, nickel containers with a glass capsule with a mercury content of 2.5 mg were installed in the plug of each flask, and a vacuum processing system was connected.

Время воздействия ВЧ-генератора мощностью, равной 500 Вт, составляло 2-3 с.The exposure time of the RF generator with a power of 500 W was 2-3 s.

Claims (5)

1. Способ введения ртути во внутренний объем электронных ламп с использованием стеклянных капсул с жидкой ртутью, размещенных в металлическом контейнере, один из торцов которого имеет, по меньшей мере, одно отверстие с диаметром, намного меньшим диаметра стеклянной капсулы, отличающийся тем, что до вакуумной обработки по меньшей мере одну из указанных стеклянных капсул устанавливают в штенгеле электронной лампы вблизи открытого электрода так, что отверстие металлического контейнера обращено в сторону рабочей зоны лампы, а после вакуумной обработки и заполнения внутреннего объема инертным газом отделяют участок штенгеля с находящейся в нем капсулой от откачного устройства и осуществляют локальное воздействие на этот участок мощным электромагнитным излучением, вызывающим по существу мгновенный разогрев металлического контейнера, приводящий к разрушению стеклянной капсулы и интенсивному испарению жидкой ртути, в результате чего образуется направленный поток чистых паров ртути, который через отверстие в металлическом контейнере быстро заполняет внутренний объем лампы, и завершают процесс введения отделением оставшегося участка штенгеля с металлическим контейнером от электронной лампы.1. The method of introducing mercury into the internal volume of electronic lamps using glass capsules with liquid mercury placed in a metal container, one of the ends of which has at least one hole with a diameter much smaller than the diameter of the glass capsule, characterized in that before vacuum processing at least one of these glass capsules is installed in the plug of the electronic lamp near the open electrode so that the opening of the metal container faces the working area of the lamp, and after vacuum In the course of processing and filling the internal volume with inert gas, a section of the plug with the capsule located in it is separated from the pumping device and localized exposure to this section by powerful electromagnetic radiation, causing essentially instantaneous heating of the metal container, leading to the destruction of the glass capsule and intensive evaporation of liquid mercury, As a result, a directed stream of pure mercury vapors is formed, which quickly fills the internal volume of the la through an opening in a metal container MPa, and complete the process of introducing the separation of the remaining portion of the plug with a metal container from an electronic lamp. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержимое ртути в стеклянной капсуле составляет от порядка 2,5 мг до порядка 35 мг.2. The method according to claim 1, characterized in that the mercury content in the glass capsule is from about 2.5 mg to about 35 mg. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что ртуть в стеклянную капсулу заполняют вакуумным методом.3. The method according to claim 1, characterized in that the mercury in a glass capsule is filled with a vacuum method. 4. Способ по п.1 отличающийся тем, что локальное электромагнитное излучение обеспечивают устройством высокочастотного индукционного нагрева мощностью от порядка 500 Вт до порядка 1 кВт.4. The method according to claim 1, characterized in that the local electromagnetic radiation is provided with a high-frequency induction heating device with a power from about 500 W to about 1 kW. 5. Способ введения ртути во внутренний объем неоновых трубок с использованием стеклянных капсул с жидкой ртутью, размещенных в металлическом контейнере, один из торцов которого имеет, по меньшей мере одно отверстие с диаметром, намного меньшим диаметра стеклянной капсулы, отличающийся тем, что до вакуумной обработки внутреннего объема неоновой трубки по меньшей мере одну из указанных стеклянных капсул с содержимым ртути от порядка 2,5 мг до порядка 35 мг устанавливают в штенгеле неоновой трубки вблизи открытого электрода так, что отверстие металлического контейнера обращено в сторону рабочей зоны неоновой трубки, а после вакуумной обработки и заполнения трубок инертным газом отделяют участок штенгеля с находящейся в нем капсулой от откачного устройства, помещают этот участок в индуктор устройства высокочастотного индукционного нагрева и осуществляют кратковременное индукционное воздействие мощностью от порядка 500 Вт до порядка 1 кВт, вызывающее по существу мгновенный нагрев металлического контейнера, приводящий к разрушению стеклянной капсулы и интенсивному испарению находящейся в ней жидкой ртути, в результате чего образуется направленный поток чистых паров ртути, которые через отверстие в металлическом контейнере быстро заполняют внутренний объем трубки, и завершают процесс введения ртути отделением оставшегося участка штенгеля с металлическим контейнером от неоновой трубки.5. The method of introducing mercury into the inner volume of neon tubes using glass capsules with liquid mercury placed in a metal container, one of the ends of which has at least one hole with a diameter much smaller than the diameter of the glass capsule, characterized in that before vacuum treatment the internal volume of the neon tube, at least one of these glass capsules with mercury contents of about 2.5 mg to about 35 mg is installed in the neon tube plug near the open electrode so that the hole the metal container is turned towards the working area of the neon tube, and after vacuum treatment and filling the tubes with inert gas, a portion of the plug with the capsule located in it is separated from the pumping device, this section is placed in the inductor of the high-frequency induction heating device and a short-term induction action is performed with a power of about 500 W up to about 1 kW, causing essentially instantaneous heating of the metal container, leading to the destruction of the glass capsule and intense evaporation w therein being in liquid mercury, thereby forming a directional flow of pure mercury vapor, which through an aperture in a metal container quickly fill the internal volume of the tube and completing the process of introducing mercury separating the remaining portion of the exhaust tube with a metal container of a neon tube.
RU2005116977/09A 2002-11-08 2002-11-08 Method for introducing mercury into vacuum tube RU2290716C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005116977/09A RU2290716C2 (en) 2002-11-08 2002-11-08 Method for introducing mercury into vacuum tube

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005116977/09A RU2290716C2 (en) 2002-11-08 2002-11-08 Method for introducing mercury into vacuum tube

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005116977A RU2005116977A (en) 2006-01-27
RU2290716C2 true RU2290716C2 (en) 2006-12-27

Family

ID=36047730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005116977/09A RU2290716C2 (en) 2002-11-08 2002-11-08 Method for introducing mercury into vacuum tube

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2290716C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005116977A (en) 2006-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5323091A (en) Starting source for arc discharge lamps
EP1705691A1 (en) Electrodeless fluorescent lamp and its operating device
US6048241A (en) Method of manufacturing a low-pressure mercury discharge lamp
KR20000029659A (en) Method and Apparatus for Starting Difficult to Start Electrodeless Lamps
US5140227A (en) Starting aid for an electrodeless high intensity discharge lamp
JP2006269229A (en) Electrodeless discharge lamp and luminaire equipped with same
RU2290716C2 (en) Method for introducing mercury into vacuum tube
US4427919A (en) Mercury holder for electric discharge lamps
UA79331C2 (en) Method for manufacturing gas-discharge electron lamps (variants)
JP2002279935A (en) Excimer radiator
JPH09213266A (en) Discharge lamp and method for emitting mercury to discharge lamp
JP4280610B2 (en) Method for introducing mercury into a fluorescent lamp during manufacture and a mercury carrier body for facilitating such a method
US20130052903A1 (en) Plasma bulb sealing without a hydrogen flame
US7625258B2 (en) Lamp electrode and method for delivering mercury
GB2081503A (en) Mercury holder for discharge lamps
US20030020402A1 (en) Lamp electrode and assembly method
US20070216308A1 (en) Lamp electrode and method for delivering mercury
JP2003123688A (en) Short-arc high pressure discharge lamp
RU1802381C (en) Gaseous-discharge electrodeless high-frequency lamp
JP2006286455A (en) Flash lamp
JP2008288041A (en) Microwave-excited discharge lamp apparatus
DE10020184A1 (en) Gas discharge lamp used in the production of neon tubes comprises a lamp bulb, an electrode supported in the lamp bulb, a current feed connected to the electrode and extending through the bulb, and a mercury dispenser
EP2593955A2 (en) Pump tube for a gas discharge lamp, method for production of a pump tube for a gas discharge lamp, and method for filling a gas discharge lamp with a gas filling
JPS59154735A (en) Metal vapor discharge lamp
JPH05198286A (en) Solenoid magnetic field discharge lamp

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131109