SU780080A1 - Катод дл мощных газоразр дных приборов - Google Patents

Description

t

Изобретение относитс  к области. мощных газоразр дных приборов и может найти применение в дуговых ксеноно,вых лампах сверхвысокого давлени  (СЕД) .

В мо1пных газоразр дных приборах СВД обычно используетс  конусный катод, представл ющий собой цилиндрический .наконечник из торированного вольфрама, имеготчий с одной стороны коническую заточку, выполненную с таким расчетом, чтобы на конце оставалась кругова  площадка, . диаметр которой выбираетс  по величине номинального тока катода. Таким выбором рабочей поверхности достигаетс  наилучша  работоспособность катода, так как в этом случае катодное п тно гор чей дугиполностью занимает всю площадку 1.

В некоторых обла1ст х применени  газоразр дных приборов, например в мощных дуговых ксеноновых лампах СВД, используемых в печах лучистого нагрева, дл  создани  различных температур на поверхности объекта, к катодам предъ вл ютс  требовани  обеспечени оптимальной работоспособности в широком диапазоне рабочих токов.

Испытани  конусных катодов, проведенные при токах, меньших номинального , показали наличие значительных пульсаций лучистого потока лампы, вызванных нестабильным горением дуги, что указывает на плохую работоспособность катодов при данных токах из-за неоптимального теплового режима, работы, так как возникающее катодное п тно занимает лишь часть предназначенной дл  него площадки , вледствие чего уменьшаетс  тe mepaтypa в этой, области площадки по сравнению с оптимальной, затрудн етс  дифЛузи  тори  на поверхность катода из его глубинных слоев и происходит интенсивное распыление материала катода. Кроме того , произвольна  локализаци  катод20 .НОГО п тна на площадке вызывает од-, новременно как несимметричность расположени  дуги относительно продольной оси электродов, так и нестабильность ее горени , вызванную соответственной несимметричностью конвек:Тивных потоков. -Оба эти  влени  отрицательно сказываютс  на сроке ;службы самих ламп, так как продукты распылени  сатода начинают осагкдать30 с  на оболочке, а не на массивном

аноде лампы, что приводит к резкому уменьшению КПД латипы. . . Прототипом насто щего изобретений  вл етс  катод дл  мощных газоразр д:ных приборов, содержащий цилиндри еский стержень из торированного вольфрама с конической заточкой , имеющий на торцовойрабочей .части кольцевой выступ трап:ецеидальной

формы Н .

Величина площадки выступа также выбираетс  по значению номинального тока. При работе с такими катодами на номинальном токе в дуге отсутствует наиболее гор ча  центральна  часть, имеюща  место при работе с конусными катодами. Благорад  тому, рабоча  поверхность анода,подвергаетс  меньишм удельным тепловым и механическим нагрузкам, что в сонечном итоге увеличивает срок службы лампы. Однако при токах, меньших номинального , катодное п тно занимает часть кольцевой площадки, вследствие чего уменьшаетс  температура рабочей зоны и диффузи  тори  на поверхность катода йэ глубинных слоев, что вызывает интенсивное распыление материала катода. Кроме того, произволь-, нов расположение катодного п тна на кольцевой площадке ведет к несимметричности расположени  дуги относительно продольной оси электродов и к нестабильности ее горени , котора  вызвана .соответственной асимметрией конвективных потоков наполн юп1его газа. Оба эти  влени  ведут к снижению срока службы ламп, так как продукты распылени  катода начинают . осаждатьс  на оболочке, а не на массивном аноде лампы.

Целью изобретени   вл етс  создание катода с увеличением срока , службы при разли 1ных токовых нагрузках .

Эта цель достигаетс  тем, что катод, содержащий стержень из ториров анного вольфрама с конической за точкой, имеющий на торцовой части кольцевой выступ трапецеидальной форма, имеет осевой выступ трапецеидальной формы с высотой, превышающей высоту кольцевого выступа.,

Йа чертеже представлен предлагаемый/ катод в продольном разрезе.

катод представл ет.собой цилиндрический стержень 1 из торир ованного фольфрама, имеющий .-коническую: заточк 2 на одном конце. Непосредственно рабоча  часть катода имеет осевой выступ 3 трапецеидальной формы с наход щейс  на конце площгщкой 4, выбираемой по величине минш.1альHOfo тока рабочего диапазона токов 1«атода. Катод имеет также кольцевой выступ 5 трапецеидальной форМн с пл.с цадкой 6. Величина площадки 6 выбираетс  В соответствии с разностью максимальной и минимальной величин

токов рабочего диапазона катода. Осевой выступ 3 имеет несколько больший Вылет по сравнению с кольцевым выступом 5ДЛЯ того, чтобы при зажигании лампы путем касани  электродов и последующего их разведени  катодное п тно располагалось на осевом выступе катода. Как показали проведенные исследовани , разница вылетов должна лежать в пределах 2-3 мм.

Предложейный катод работает еле-) дующим образом.. .

HocJie зажигани  лампы посредством касани  электродов и последующего их р,азведени  возникает дуга на кончике осевого выступа 3. При достижении величины тока, равной нижней границе рабочего диапазона,катодное п тно полностью заполн ет площадку выступа 3. При дальнейшем увеличении тока дуга постепенно распростран етс  на кольцевую площадку б. При достижении верхней границы рабочего диапазона токов дуга занимает полностью как площадку.осевого.выступа, так и кольцевую площадку.

Предложенна  конструкци  конусно-кольцевого катода дает возможность получени  значительных преимуществ в области эксплуатации источников излучени , в частности установок по имитации Солнца, которые с введением в них источника с описанным катодом, приобретают способность значительно расширить диапазон создаваемых облученностей.

Применение описанной конструкции катода в лампе-светильнике ДКсРМ-56000, стоимостью 9280 руб., дает годовой экономический элфект 2000 руб, в расчете на одну лампу.

Таким образом, значительное улучшение работоспособности катода в .выбранном диапазоне токов достигаетс  благодар  поддержанию необходимого теплового режима во всем диапазоне рабочих токов катода, а также круговой симметричности расположени  активной зоны катода относительно продольной оси электродов, обеспечивающей стабильное и симметричное горение дуги и уменьшение пульсаций выход щего из лучистого потока .

Claims (2)

1. Светотехника, с.13-14.

2. Материсшы 16 Всеобщего технического совещани . Институт защиты окружающей среды. 1970, Бостон, CL4A.