CN101882560A - 一种高效陶瓷灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效陶瓷灯，包括放电腔、设于放电腔两边的电极管及通过电极管伸入放电腔内的电极组件，该电极管包括相连接的内管段及焊接槽，该内管段靠近放电腔，焊接槽位于端面处，且焊接槽的内径较内管段大，焊接槽通过填充焊料实现放电腔的气密密封；该电极组件包括依次相连接的钨芯棒、导电杆及引线或导电管，该钨芯棒伸入放电腔内，该导电杆位于内管段，且导电杆的外径与内管段的内径相当，引线与导电杆末端连接并穿过焊接槽中的焊料伸出电极管外，或者，该导电管穿过焊接槽中的焊料伸出电极管外与引线相接。本发明有效提高了发光效率及密封效果。

Description

一种高效陶瓷灯
技术领域
本发明属于陶瓷光源领域，尤其涉及一种高效陶瓷灯。
背景技术
陶瓷电弧管结构直接关系到封接工艺。封接是陶瓷放电光源的关键技术，封接的好坏直接关系到电弧管的性能和寿命。陶瓷放电管的封接技术不同于石英，石英金卤灯是通过融化石英与电极或电极组件进行收缩封接或压缩封接，陶瓷在成型后不宜融化，陶瓷与电极或电极组件的封接是通过玻璃焊料填充陶瓷与电极的缝隙完成的，见图1所示，其中包括放电腔6、设于其两端电极管2及插装于电极管2内的电极组件，电极组件包括依次连接的位于放电腔内的电极头5、钼丝3及铌管1，焊料流入电极管2与电极组件间的间隙4实现焊接。
要做到完全的气密性，目前主要的封接技术是将陶瓷放电管管脚设计为两个毛细管，其内径与电极组件间形成小间隙。在封接过程中，将玻璃焊料和陶瓷放电管及电极一同加热。玻璃焊料的熔点低于陶瓷的软化点，并且在熔化后有很好的流动性，进而渗透到陶瓷毛细管和电极组件的间隙中。待冷却后完成陶瓷管的封接。目前陶瓷金卤灯几乎所有全部采用这种在毛细管里完成的封接技术。
封接分为两步：第一步，用上面的描述先封一端，即一封。然后充气，加金属卤化物药丸和汞，在封另一端，即二封。
焊料在陶瓷毛细管和电极组件间隙中的填充状态，如填充深度，均匀性，紧密度，包括焊料本身的材料状态，是保证陶瓷灯质量的关键也是难点。因为它直接关系到陶瓷灯的气密性。然而此种密封结构中，玻璃焊料位于毛细管与电极组件的间隙中，一旦电弧管工作时，放电腔中的发光物质渗入间隙，并与玻璃焊料在高温下发生反应造成发光物质损失和损害焊料密封。而且此种密封工艺十分复杂。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种发光效率高、密封效果好的高效陶瓷灯。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种高效陶瓷灯，包括放电腔、设于放电腔两边的电极管及通过电极管伸入放电腔内的电极组件，该电极管包括相连接的内管段及焊接槽，该内管段靠近放电腔，焊接槽位于端面处，且焊接槽的内径较内管段大，焊接槽通过填充焊料实现放电腔的气密密封。
本方案中，采用在电极管的端面处形成一焊接槽结构，将以往的封接位置由电极管壁转移到管口，管口的直径较大，大大方便了放焊料和完成封接。
而且，焊料基本在焊接槽融化和完成封接，而不需要通过相当长的流动到电极管壁来完成封接。
另外，焊料比起在现有技术焊接的工艺更远离电弧高温区，电极管的长度可以相应减小，有助于一些对电弧管尺度要求短小一点的应用。
此方案的冷端位置能有效控制靠前，由于更接近热源部分，提高了冷端温度，保证光源的工作压力。
进一步地，该电极组件包括依次相连接的钨芯棒、导电杆及引线，该钨芯棒伸入放电腔内，该导电杆位于内管段，且导电杆的外径与内管段的内径相当，引线与导电杆末端连接并穿过焊接槽中的焊料伸出电极管外。
或者，该电极组件包括依次相连接的钨芯棒、导电杆及导电管，该钨芯棒伸入放电腔内，该导电杆位于内管段，且导电杆的外径与内管段的内径相当，该导电管与导电杆末端连接并穿过焊接槽中的焊料伸出电极管外与引线相接。
引线与导电杆末端连接并穿过焊接槽中的焊料伸出电极管外。由于电极管内壁没有焊接的功能，电极管和电极组件可以尽可能的减小间隙，以阻拦汞和卤化物进入电极管间隙而带来的流失。
进一步地，该导电杆为金属陶瓷杆。由于金属陶瓷杆部分主要在内管段内，其功能为输送电流并且有效地阻拦热量的传导。外加一条引线，用于与外电路相接。该金属陶瓷杆的膨胀系数与电极管很接近，能有效避免由于电极管或导电杆的膨胀系数不一致，而导致的电极管破裂或存在间隙。较小的间隙有效地防止了发光物质如卤化物和汞进入间隙而带来的发光物质的流失和由此引起的光效减低和光的颜色的变化。
该导电杆末端设有与焊接槽配合定位的凸台结构。封接时，将电极组件插进电极管中，由于凸台结构的作用，电极组件能很好地定位在预设位置，插装后，再将填料填充到焊料槽上，此方案中，由于焊料不是填充在电极组件与电极管的间隙中，能有效减少密封工艺的复杂性。
该凸台结构顶部形成有若干种锥面，使焊料更容易润湿焊接槽和电极。
进一步地，为防止焊料老化后由焊料槽脱落，该焊接槽呈一向外缩口结构，缩口结构给焊料的整体结构施加一轴向的压力，能有效防止其脱落。
进一步地，该焊接槽可呈圆台结构或球形结构。
同样地，该焊接槽侧面上也可设有若干凹/凸槽结构，凹槽/凸槽结构对焊料整体具有抓紧力，能有效防止焊料老化后由焊料槽脱落。
进一步地，该焊接槽的内径尺寸为1到4毫米范围内，深度在1-4毫米，内管段内径在0.4-1.5毫米范围内。
该放电腔的外曲面与电极管的连接处为光滑过渡结构，避免锐角曲率，以减小陶瓷灯的应力。
本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：
本发明通过在电极管的端面处形成一焊接槽结构，将以往的封接位置由电极管壁转移到管口，管口的直径较大，大大方便了放焊料和完成封接。
附图说明
图1为现有技术陶瓷灯的剖面图；
图2为本发明陶瓷灯灯壳的剖面图；
图3为不带凸台结构的陶瓷灯的剖面图；
图4为凸台结构为圆台型的陶瓷灯的剖面图；
图5为凸台结构为方形的陶瓷灯的剖面图；
图6为实施例2的陶瓷灯的剖面图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明进行详细的描述。
实施例1
如图2至图5所示，本发明公开了一种高效陶瓷灯，包括放电腔18、设于放电腔18两边的电极管15及通过电极管15伸入放电腔18内的电极组件，该电极管15包括相连接的内管段19及焊接槽13，该内管段19靠近放电腔18，焊接槽13位于端面处，且焊接槽13的内径较内管段19大，焊接槽13通过填充焊料12实现放电腔18的气密密封。该放电腔18及电极管15采用了透明陶瓷材料。
本方案中，采用在电极管15的端面处形成一焊接槽13结构，将以往的封接位置由电极管壁转移到管口，管口的直径较大，大大方便了放焊料和完成封接。另外，焊料比起在现有现有技术焊接的工艺更远离电弧高温区，电极管的长度可以相应减小，有助于一些对电弧管尺度要求短小一点的应用。此方案的冷端位置20能有效控制靠前，由于更接近热源部分，提高了冷端温度，保证光源的工作压力。放电腔内壁和电极管的交接处由于距离电弧和电极头最远，一般是放电腔内最冷的表面，也常常被称为冷端。
该电极组件包括依次相连接的钨芯棒16、导电杆14及引线11，该钨芯棒16伸入放电腔18内，该导电杆14位于内管段19，且导电杆14的外径与内管段19的内径相当，引线11与导电杆14末端连接并穿过焊接槽13中的焊料伸出电极管15外。由于电极管内15壁没有焊接的功能，电极管15和电极组件可以尽可能的减小间隙，以阻拦汞和卤化物进入电极管15间隙而带来的流失。电极管15内壁可以通过精密加工，加上导电杆14的外表面加工，他们之间的间隙可以控制在小于2微米的精度。这样的精度有利于提高陶瓷灯的寿命并且增加了制作灯过程中电极组件的同轴度，保证电弧在陶瓷灯的中心。避免偏离的电弧会导致对陶瓷灯等温的偏离，甚至带来灯局部的过热而影响灯的使用效果和寿命。
进一步地，该导电杆14为金属陶瓷杆。外加一条引线11，用于与外电路相接。该金属陶瓷杆的膨胀系数与电极管15很接近，能有效避免由于电极管15或导电杆14的膨胀系数不一致，而导致的电极管15破裂或存在间隙。
该导电杆14末端设有与焊接槽13配合定位的凸台结构17。封接时，将电极组件插进电极管15中，由于凸台结构17的作用，电极组件能很好地定位在预设位置，插装后，再将填料12填充到焊料槽13上，引线11再从焊料12中穿过。此方案中，由于焊料12不是填充在电极组件与电极管15的间隙中，能有效减少密封工艺的复杂性。
该凸台结构17顶部形成有若干锥面，使焊料更容易润湿焊接槽和电极。该凸台结构17可成圆台型或方形结构。
进一步地，为防止焊料12老化后由焊料槽13脱落，该焊接槽13呈一向外缩口结构，缩口结构给焊料12的整体结构施加一轴向的压力，能有效防止其脱落。
进一步地，该焊接槽13可呈圆台结构或圆锥台或球形结构。
同样地，该焊接槽13侧面上也可设有若干凹/凸槽结构，凹槽/凸槽结构对焊料整体具有抓紧力，能有效防止焊料12老化后由焊料槽13脱落。
进一步地，该焊接槽13的内径尺寸为1到4毫米范围内，深度在1-4毫米，内管段19内径在0.4-1.5毫米范围内。
该放电腔18的外曲面与电极管15的连接处21为光滑过渡结构，避免锐角曲率，以减小陶瓷灯电弧管的应力。
实施例2
如图6所示，本实施例与实施例1的结构相近似，其区别在于，该电极组件包括依次相连接的钨芯棒16、导电杆14及导电管22，该钨芯棒16伸入放电腔18内，该导电杆14位于内管段19，且导电杆14的外径与内管段19的内径相当，该导电管22与导电杆14末端连接并穿过焊接槽13中的焊料12伸出电极管15外与引线11相接。

Claims (10)

1.一种高效陶瓷灯，包括放电腔、设于放电腔两边的电极管及通过电极管伸入放电腔内的电极组件，其特征在于，该电极管包括相连接的内管段及焊接槽，该内管段靠近放电腔，焊接槽位于端面处，且焊接槽的内径较内管段大，焊接槽通过填充焊料实现放电腔的气密密封。
2.根据权利要求1所述的高效陶瓷灯，其特征在于，该电极组件包括依次相连接的钨芯棒、导电杆及引线，该钨芯棒伸入放电腔内，该导电杆位于内管段，且导电杆的外径与内管段的内径相当，引线与导电杆末端连接并穿过焊接槽中的焊料伸出电极管外。
3.根据权利要求1所述的高效陶瓷灯，其特征在于，该电极组件包括依次相连接的钨芯棒、导电杆及导电管，该钨芯棒伸入放电腔内，该导电杆位于内管段，且导电杆的外径与内管段的内径相当，该导电管与导电杆末端连接并穿过焊接槽中的焊料伸出电极管外与引线相接。
4.根据权利要求2所述的高效陶瓷灯，其特征在于，该导电杆为金属陶瓷杆。
5.根据权利要求2所述的高效陶瓷灯，其特征在于，该导电杆末端设有与焊接槽配合定位的凸台结构。
6.根据权利要求5所述的高效陶瓷灯，其特征在于，该凸台结构顶部形成有若干种锥面。
7.根据权利要求1所述的高效陶瓷灯，其特征在于，该焊接槽呈一向外缩口结构或该焊接槽侧面上设有若干凹/凸槽结构。
8.根据权利要求7所述的高效陶瓷灯，其特征在于，该焊接槽呈圆台结构或圆锥台或球形结构。
9.根据权利要求1所述的高效陶瓷灯，其特征在于，该焊接槽的内径尺寸为1到4毫米范围内，深度在1-4毫米，内管段内径在0.4-1.5毫米范围内。
10.根据权利要求1至9任一项所述的高效陶瓷灯，其特征在于，该放电腔的外曲面与电极管的连接处为光滑过渡结构。
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