RU97213U1

RU97213U1 - CURRENT SLEEVE IN A GAS DISCHARGE LAMP WITH CESIUM FILLING

Info

Publication number: RU97213U1
Application number: RU2010116381/07U
Authority: RU
Inventors: Сергей Викторович Гавриш; Виталий Семенович Жмаев; Александр Иванович Кобзарь; Дмитрий Николаевич Кугушев; Владимир Владимирович Логинов; Олег Вячеславович Латынин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро "ЗЕНИТ"
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2010-08-27
Also published as: RU97213U8

Abstract

Токоввод в газоразрядную лампу с цезиевым наполнением, содержащий соединенный посредством цилиндрического охватываемого спая с трубчатой оболочкой из лейкосапфира герметизирующий элемент, в котором с обеспечением с ним электрического контакта вакуумно плотно установлен штенгель, отличающийся тем, что герметизирующий элемент выполнен в виде двух неразъемно соединенных коаксиальных между собой деталей с цилиндрическими переменного диаметра на части длины наружними поверхностями, обращенных торцами большего диаметра в сторону разрядного промежутка лампы, причем одна из деталей - наружняя - тонкостенная полая, вторая - внутренняя - снабжена сквозным осевым отверстием, в котором установлен штенгель, спай герметизирующего элемента с оболочкой из лейкосапфира выполнен на участке наружней поверхности большего диаметра первой детали, а неразъемное соединение образующих герметизирующий элемент деталей выполнено с образованием кольцевого зазора между первой и второй деталями в зоне спая первой детали с лейкосапфировой оболочкой посредством цилиндрического спая на участке меньшего диаметра наружней поверхности второй детали. A current lead into a cesium-filled gas discharge lamp containing a sealing element connected by means of a cylindrical male junction with a tubular sheath of leucosapphire, in which a plug has been tightly mounted to ensure electrical contact with it, characterized in that the sealing element is made in the form of two permanently connected coaxial parts with cylindrical variable diameter on a part of the length of the outer surfaces facing the ends of a larger diameter towards the discharge the bottom of the lamp period, one of the parts — the outer — thin-walled hollow, the second — inner — is provided with a through axial hole in which the plug is mounted, the junction of the sealing element with the leucosapphire shell is made on the outer surface of the larger diameter of the first part, and the integral part forming the sealing the part element is formed with the formation of an annular gap between the first and second parts in the joint zone of the first part with a sapphire shell by means of a cylindrical junction heel a smaller diameter outer surface of the second part.

Description

Полезная модель относится к газоразрядным лампам (ГРЛ), наполненным парами щелочных металлов, в частности к конструкции токоввода в лейкосапфировую оболочку ГРЛ с цезиевым наполнением, которые предназначены для использования в качестве излучающего элемента устройства оптико-электронного противодействия (ОЭП) инфракрасным (ИК) головкам самонаведения (ГСН) управляемых ракет (УР).The invention relates to gas-discharge lamps (GRL) filled with alkali metal vapors, in particular, to the design of a current lead into a cesium-filled GRL leucosapphire shell, which are intended for use by the infrared (IR) homing heads as an emitting element of an optical-electronic countermeasurement (OED) device. (GOS) guided missiles (UR).

Конструкция ГРЛ с цезиевым наполнением представляет собой прямую трубчатую оболочку из лейкосапфира, на противоположных концах которой установлены электрические узлы, содержащие находящиеся в электрическом контакте электрод и токоввод. Установлено, что наиболее приемлимым конструктивным материалом для элементов токоввода с учетом особенностей функционирования ГРЛ с цезиевым наполнением является ниобий или его сплавы [1]. Герметизация рабочей (разрядной) полости ГРЛ с цезиевым наполнением осуществляется по наружней боковой поверхности входящего в состав электродного узла герметизирующего элемента посредством спая с внутренней поверхностью лейкосапфировой оболочки ГРЛ (т.н. охватываемый спай).The cesium-filled GDL design is a straight tubular sheath made of leucosapphire, at the opposite ends of which are electrical components containing an electrode and current lead in electrical contact. It has been established that the most acceptable structural material for the elements of the current lead, taking into account the features of the functioning of the GRL with cesium filling, is niobium or its alloys [1]. The sealing of the working (discharge) cavity of the GRL with cesium filling is carried out on the outer side surface of the sealing element included in the electrode assembly by junction with the inner surface of the GDL shell (the so-called covered junction).

Известно [2, 3], что напряжения в таком спае (т.н. несогласованный спай) остается в безопасных пределах только при условии, что герметизирующий элемент в зоне спая с оболочкой из лейкосапфира выполнен в виде тонкостенной гильзы (колпачка).It is known [2, 3] that the stresses in such a junction (the so-called uncoordinated junction) remain within safe limits only if the sealing element in the junction zone with a leucosapphire shell is made in the form of a thin-walled sleeve (cap).

Известен токоввод в ГРЛ с плазмообразующей средой на основе паров щелочных металлов [4], содержащий герметично соединенный с лейкосапфировой трубчатой оболочкой герметизирующий элемент в виде тонкостенного металлического колпачка, дно которого снабжено сквозным отверстием с установленным в нем с обеспечением электрического контакта металлическим штенгелем, который служит как для откачки, наполнения и герметизации ГРЛ, так и в качестве держателя электрода. Очевидно, что в данной конструкции, выбранной в качестве прототипа, неразъемно соединенные металлические детали токоввода (герметизирующий элемент и штенгель) выполняют две основные функции - обеспечение электрического контакта в внешним источником электропитания и герметизации разрядной полости ГРЛ, ограниченной лейкосапфировой оболочкой.Known current lead in GRL with a plasma-forming medium based on alkali metal vapor [4], containing a sealing element in the form of a thin-walled metal cap, hermetically connected to a leucosapphire tubular shell, the bottom of which is provided with a through hole with a metal plug installed in it to provide electrical contact, which serves as for pumping, filling and sealing of geological distribution equipment, and as an electrode holder. Obviously, in this design, selected as a prototype, the inextricably connected metal parts of the current lead (sealing element and plug) perform two main functions - providing electrical contact in an external power source and sealing the discharge cavity of the GRL limited by the leucosapphire shell.

В работе [5] показано, что для повышения эффективности функционирования устройства ОЭП ИК ГСН УР необходимо существенное превышение интенсивности помехового ИК излучения уровня собственного теплового излучения защищаемого летательного аппарата. Такое превышение позволяет уменьшить время воздействия помехового излучения до срыва самонаведения ИК ГСН и, следовательно, проблема повышения пиковой силы излучения ГРЛ с цезиевым наполнением в составе устройства ОЭП является одной из самых важных. Следует отметить, что излучение ГРЛ с цезиевым наполнением в ИК диапазоне является функцией температуры плазмообразующей среды, в которой происходит разряд, и, следовательно, увеличение пиковой силы ИК излучения можно обеспечить за счет увеличения электрической нагрузки на ГРЛ.In [5], it was shown that in order to increase the efficiency of the operation of the OED IR GSN SD device, a substantial excess of the intensity of the interference IR radiation of the level of intrinsic thermal radiation of the protected aircraft is necessary. Such an excess allows one to reduce the time of exposure to interfering radiation before disrupting the homing of the infrared seeker and, therefore, the problem of increasing the peak power of the radar with cesium filling in the EED device is one of the most important. It should be noted that the radiation of CRL-filled GDLs in the IR range is a function of the temperature of the plasma-forming medium in which the discharge occurs, and therefore, an increase in the peak strength of IR radiation can be achieved by increasing the electric load on the GDL.

Однако, возможность повышения уровня допустимой электрической нагрузки на токоввод в ГРЛ, выбранный в качестве прототипа, ограничена особенностями его конструкции. Действительно, толщина стенки штенгеля, который в данном случае находится в непосредственном контакте с электродом и, следовательно, выполняет функцию токоведущего элемента, составляет не более 0,3 мм и ограничивает допустимую величину электрической нагрузки без риска нарушения работоспособности ГРЛ.However, the possibility of increasing the level of permissible electric load on the current lead in the GRL, selected as a prototype, is limited by the features of its design. Indeed, the wall thickness of the ram, which in this case is in direct contact with the electrode and, therefore, performs the function of a current-carrying element, is not more than 0.3 mm and limits the allowable value of the electrical load without the risk of impairing the functionality of the radar.

Таким образом, недостаток конструкции токоввода ГРЛ, выбранного в качестве прототипа, проявляется при аппаратурной эксплуатации ГРЛ в составе устройства ОЭП ИК ГСН УР, поскольку указанная конструкция ограничивает допустимую величину электрической нагрузки на ГРЛ и не обеспечивает, соответственно, необходимого уровня пиковой силы излучения в ИК диапазоне, необходимого для эффективного функционирования устройства ОЭП.Thus, the design flaw of the GRL current lead selected as a prototype is manifested during the hardware operation of the GRL as part of the OED IR GSN SD device, since this design limits the permissible electric load on the GRL and does not provide, accordingly, the necessary level of peak radiation strength in the IR range necessary for the effective functioning of the EIA device.

Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, состоит в обеспечении возможности повышения пиковой силы излучения предназначенной для использования в устройстве ОЭП ИК ГСН УР ГРЛ с цезиевым наполнением за счет повышения уровня допустимой электрической нагрузки.The problem to which the proposed utility model is directed is to provide the possibility of increasing the peak radiation intensity intended for use in the CES IR GSN UR GRL device with cesium filling by increasing the level of permissible electric load.

Указанная задача реализуется за счет специальной конструкции токоввода в ГРЛ с цезиевым наполнением, который содержит в составе герметизирующего элемента разделенные по выполняемым функциям детали. Такая конструкция позволяет токовводу в ГРЛ с цезиевым наполнением выдерживать большие, по сравнению с прототипом, токовые нагрузки.The specified task is realized due to the special design of the current lead in the CRL with cesium filling, which contains parts of the sealing element divided by the functions performed. This design allows the current lead in the cesium filled GRL to withstand large, compared with the prototype, current loads.

Заявленный токоввод в ГРЛ с цезиевым наполнением, как и токоввод в ГРЛ, выбранный в качестве прототипа, содержит соединенный посредством цилиндрического охватываемого спая с трубчатой оболочкой из лейкосапфира (по внутренней поверхности оболочки) герметизирующий элемент, в котором с обеспечением с ним электрического контакта вакуумно плотно установлен штенгель.The declared current lead in a CRL filled GDL, as well as the current lead in a GRL, selected as a prototype, contains a sealing element connected via a cylindrical male junction with a tubular sheath of leucosapphire (on the inner surface of the shell), in which it is vacuum tightly installed with electrical contact with it stengel.

Заявленный токоввод в ГРЛ с цезиевым наполнением отличается от прототипа тем, что герметизирующий элемент выполнен в виде двух неразъемно соединенных коаксиальных между собой деталей с цилиндрическими переменного диаметра по части длины наружними поверхностями, обращенных торцами большего диаметра в сторону разрядного промежутка ГРЛ. Одна из деталей - наружняя - тонкостенная полая, а вторая - внутренняя - снабжена сквозным осевым отверстием, в котором установлен штенгель. Спай герметизирующего элемента с оболочкой из лейкосапфира выполнен на участке наружней поверхности большего диаметра первой детали. Неразъемное соединение образующих герметизирующий элемент деталей выполнено с образованием кольцевого зазора между первой и второй деталями в зоне спая первой детали с лейкосапфировой оболочкой посредством цилиндрического спая на участке меньшего диаметра наружней поверхности второй детали.The declared current lead in the CRL filled with diffuser differs from the prototype in that the sealing element is made in the form of two inseparably connected coaxial parts with cylindrical variable diameter part of the length of the outer surfaces facing the ends of a larger diameter towards the discharge gap of the GRL. One of the parts, the outer one, is a thin-walled hollow, and the second one, the inner one, is equipped with a through axial hole in which the plug is mounted. The junction of the sealing element with a leucosapphire shell is made on a portion of the outer surface of the larger diameter of the first part. The inseparable connection of the parts forming the sealing element is made with the formation of an annular gap between the first and second parts in the junction area of the first part with the leucosapphire shell by means of a cylindrical junction in the area of the smaller diameter of the outer surface of the second part.

На фиг.1 приведено схематическое изображение варианта конкретного исполнения токоввода в ГРЛ с цезиевым наполнением.Figure 1 shows a schematic illustration of a specific embodiment of the current lead in the GRL with cesium filling.

Герметизирующий элемент состоит из двух деталей - 1 и 2, выполненных из ниобия. Тонкостенная деталь 1 герметично соединена посредством спая 3 на участке большего диаметра наружней поверхности с внутренней поверхностью лейкосапфировой оболочки 4. Деталь 2 снабжена сквозным осевым отверстием, в котором посредством спая 5 установлен штенгель 6. Детали 1 и 2 неразъемно соединены между собой на участке наружней поверхности меньшего диаметра детали 2 посредством спая 7. Детали 1 и 2 установлены и соединены так, что между ними в зоне спая детали 1 с оболочкой 4 образован кольцевой зазор 8.The sealing element consists of two parts - 1 and 2, made of niobium. The thin-walled part 1 is hermetically connected by means of a junction 3 on a portion of a larger diameter of the outer surface to the inner surface of the sapphire shell 4. The part 2 is provided with a through axial hole in which a spindle 6 is installed by means of a junction 5. the diameter of the part 2 by means of the junction 7. The parts 1 and 2 are installed and connected so that between them in the area of the junction of the part 1 with the sheath 4, an annular gap 8 is formed.

Принцип работы предлагаемой конструкции токоввода в ГРЛ с цезиевым наполнением заключается в том, что функции герметизации рабочей полости ГРЛ и обеспечения электрического контакта электрода с внешним источником электропитания разделены между соответствующими деталями 2 и 1 герметизирующего элемента. Действительно, неразъемное соединение с держателем электрода (на фиг. не показан) осуществляется через деталь 2 герметизирующего элемента одним из известных способов - сварка, запрессовка. Ослабленный в отношении токопропускания тонкостенный штенгель 6 исключается из непосредственного контакта с электродом и поэтому не ограничивает допустимую величину электрического тока. Тонкостенная деталь 1 герметизирующего элемента хотя и соединена неразъемно с обеспечением электрического контакта через деталь 2 с электродом, но не является токоведущей частью токоввода и поэтому также не ограничивает допустимую величину электрической нагрузки на токоввод. Деталь 2 герметизирующего элемента не находится в непосредственном тепловом контакте в зоне спая 3 с лейкосапфировой оболочкой 4, что обеспечивает высокую надежность токоввода в процессе эксплуатации ГРЛ.The principle of operation of the proposed design of the current lead in a GRL with cesium filling is that the functions of sealing the working cavity of the GRL and ensuring electrical contact of the electrode with an external power source are divided between the corresponding parts 2 and 1 of the sealing element. Indeed, one-piece connection with the electrode holder (not shown in Fig.) Is carried out through the part 2 of the sealing element by one of the known methods - welding, pressing. The thin-walled plug 6 weakened with respect to current transmission is excluded from direct contact with the electrode and therefore does not limit the allowable amount of electric current. Although the thin-walled part 1 of the sealing element is connected inseparably to provide electrical contact through the part 2 with the electrode, it is not a current-carrying part of the current lead and therefore also does not limit the allowable amount of electric load on the current lead. Detail 2 of the sealing element is not in direct thermal contact in the junction zone 3 with the sapphire shell 4, which ensures high reliability of the current lead during the operation of the GRL.

Таким образом предлагаемая конструкция обеспечивает возможность повышения пиковой силы излучения ГРЛ с цезиевым наполнением за счет увеличения энергопотребления.Thus, the proposed design provides the opportunity to increase the peak radiation power of the CRL with cesium filling by increasing energy consumption.

Промышленная применимость заявленного токоввода в ГРЛ с цезиевым наполнением определяется возможностью его многократного воспроизведения в процессе производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологии.The industrial applicability of the declared current lead in a cesium filled GRL is determined by the possibility of its multiple reproduction in the production process using standard equipment, modern materials and technology.

Литература:Literature:

1. Гавриш С.В. Разработка и исследование импульсного источника инфракрасного излучения с разрядом в парах цезия: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, М., 2005.1. Gavrish S.V. Development and research of a pulsed source of infrared radiation with a discharge in cesium vapor: The dissertation for the degree of candidate of technical sciences, M., 2005.

2. Любимов М.Л. Спаи металла со стеклом, М.: Энергия, 1968.2. Lyubimov M.L. Joints of metal with glass, M .: Energy, 1968.

3. Светотехника, 1998, №3, с.16.3. Lighting engineering, 1998, No. 3, p.16.

4. Авторское свидетельство СССР №1043764, 23.09.83, Бюл. №35.4. Copyright certificate of the USSR No. 1043764, 09/23/83, Bull. Number 35.

5. Самодергин В.А. Исследование и разработка энергоизлучающих систем активных помех инфракрасным головка самонаведения с оптимальными энергетическими характеристиками: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, М., 1998.5. Samodergin V.A. Research and development of energy-emitting systems of active interference by an infrared homing head with optimal energy characteristics: The dissertation for the degree of candidate of technical sciences, M., 1998.

Claims

A current lead into a cesium-filled gas discharge lamp containing a sealing element connected by means of a cylindrical male junction with a tubular sheath of leucosapphire, in which a plug has been tightly mounted to ensure electrical contact with it, characterized in that the sealing element is made in the form of two permanently connected coaxial parts with cylindrical variable diameter on a part of the length of the outer surfaces facing the ends of a larger diameter towards the discharge the bottom of the lamp period, one of the parts — the outer — thin-walled hollow, the second — inner — is provided with a through axial hole in which the plug is mounted; the part element is formed with the formation of an annular gap between the first and second parts in the junction area of the first part with a sapphire shell by means of a cylindrical junction heel a smaller diameter outer surface of the second part.