RU2018185C1 - Gaseous-discharge lamp - Google Patents

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: high-pressure gaseous-discharge lamp is essentially discharge tube placed in envelope and having main electrodes at its ends, starting circuit connected in parallel to discharge tube that has parallel-connected glow-discharge starter, register, and breaker. Starting electrode located on external surface of discharge tube is connected to one of main electrodes. Starter lead provided with V-shaped bimetal strip is connected to other main electrode of discharge tube. Novelty in lamp is that glow-discharge starter lead having V-shaped bimetal strip and starting electrode are connected to opposing main electrodes of discharge tube. EFFECT: reduced starting voltage and facilitated manufacture. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнической промышленности, и может быть использовано в производстве натриевых ламп высокого давления. The invention relates to the electrical industry, and can be used in the manufacture of high pressure sodium lamps.

Известна газоразрядная лампа высокого давления, содержащая заключенные во внешний баллон разрядную трубку, цепь зажигания, подключенную параллельно разрядной трубке со стартером тлеющего разряда, один вывод которого имеет биметаллическую пластину (см. пат. США N 4686421 кл. H 01 J 61/52, 1987. Known high-pressure discharge lamp containing a discharge tube enclosed in an external balloon, an ignition circuit connected in parallel with the discharge tube with a glow discharge starter, one terminal of which has a bimetallic plate (see US Pat. No. 4,686,421, class H 01 J 61/52, 1987 .

Использованный в данной конструкции лампы стартер тлеющего разряда с одной биметаллической пластиной наиболее технологичен в изготовлении по сравнению с другими конструкциями стартеров (например, с двумя параллельно расположенными биметаллическими пластинами). The glow discharge starter used in this lamp design with one bimetallic plate is the most technologically advanced to manufacture compared to other starter designs (for example, with two bimetallic plates located in parallel).

Недостатком газоразрядной лампы высокого давления является необходимость прикладывания к разрядной трубке импульсного напряжения более 2500В, при котором возникает разряд. При этом вероятность возникновения пробоя между деталями монтажа, либо обмотками дросселя. Экспериментально определено, что пусковое импульсное напряжение менее 2500В значительно снижает вероятность возникновения пробоя. The disadvantage of a high-pressure discharge lamp is the need to apply a pulse voltage of more than 2500 V to the discharge tube, at which a discharge occurs. In this case, the probability of a breakdown between the mounting parts, or the windings of the inductor. It was experimentally determined that a starting impulse voltage of less than 2500V significantly reduces the likelihood of a breakdown.

Наиболее близкой по технической сущности является газоразрядная лампа, содержащая заключенную во внешней баллон поликоровую разрядную трубку с расположенными на ее концах рабочими электродами, цепь зажигания, подключенную параллельно разрядной трубке, со стартером тлеющего разряда, пусковой электрод, расположенный на внешней поверхности разрядной трубки. The closest in technical essence is a gas discharge lamp containing a multicore discharge tube enclosed in an external cylinder with working electrodes located at its ends, an ignition circuit connected in parallel with the discharge tube, with a glow discharge starter, and a starting electrode located on the outer surface of the discharge tube.

В примере конкретного выполнения пат. США приведена конструкция стартера тлеющего разряда с двумя биметаллическими пластинами, закрепленными на выводах стартера. In the example of a specific implementation of US Pat. The USA shows the design of a glow discharge starter with two bimetallic plates fixed to the terminals of the starter.

Недостаток - низкая технологичность изготовления стартера тлеющего разряда с двумя биметаллическими пластинами из-за существенного усложнения оборудования для его сборки (в нашей стране указанное оборудование отсутствует), в то время как для сборки стартера тлеющего разряда с одной биметаллической пластиной имеется высокопроизводительное механизированное оборудование. The disadvantage is the low manufacturability of the manufacture of a glow discharge starter with two bimetallic plates due to the significant complication of the equipment for its assembly (this equipment is not available in our country), while for the assembly of a glow discharge starter with one bimetallic plate there is high-performance mechanized equipment.

В случае использования в лампах пат. США стартера с одной биметаллической пластиной недостатком является напряжение зажигания при произвольном подключении стартера тлеющего разряда относительно пускового электрода. In the case of use in lamps US Pat. A US starter with a single bimetallic plate, the disadvantage is the ignition voltage with an arbitrary connection of a glow discharge starter relative to the starting electrode.

Целью изобретения является снижение напряжения зажигания и повышение технологичности изготовления газоразрядных ламп. The aim of the invention is to reduce the ignition voltage and increase the manufacturability of the manufacture of discharge lamps.

Для достижения этой цели в газоразрядной лампе, содержащей заключенную во внешний баллон поликоровую разрядную трубку с расположенными в ее торцах рабочими электродами, цепь зажигания, подключенную параллельно разрядной трубке со стартером тлеющего разряда, один вывод которого имеет биметаллическую пластину, пусковой электрод, расположенный на внешней поверхности разрядной трубки, вывод стартера тлеющего разряда, не имеющий биметаллической пластины и пусковой электрод подключены и одному и тому же рабочему электроду разрядной трубки. To achieve this, in a gas discharge lamp containing a multicore discharge tube enclosed in an external cylinder with working electrodes located at its ends, an ignition circuit connected in parallel to the discharge tube with a glow discharge starter, one terminal of which has a bimetallic plate, a starting electrode located on the outer surface a discharge tube, a glow discharge starter terminal that does not have a bimetallic plate and a starting electrode are connected to the same working electrode of the discharge tube and.

Известно, что амплитуда импульса стартера несимметричной конструкции (с одной биметаллической пластиной) зависит от того, в какой полупериод сетевого напряжения произошло размыкание контактов стартера. It is known that the amplitude of the starter pulse of an asymmetric design (with one bimetallic plate) depends on in which half-period of the mains voltage the starter contacts opened.

Амплитуда импульса максимальная в том случае, когда в момент размыкания контактов вывод стартера, к которому прикреплена биметаллическая пластина имеет положительный потенциал, а вывод без биметаллической пластины - отрицательный потенциал. The pulse amplitude is maximum in the case when, at the moment of opening the contacts, the starter terminal to which the bimetallic plate is attached has a positive potential, and the terminal without a bimetallic plate has a negative potential.

При подключении выводов стартера и поджигающего электрода в соответствии с изобретением напряжение зажигания предположительно снижается из-за наличия на шероховатой поверхности поликоровой трубки островков металла или другого вещества (напиленного или восстановленного), способного имитировать электроны при наличии сильного электрического поля. Эти островки располагаются на вершинах выступов так, что возле островков концентрируется электрическое поле. Причем сквозная проводимость вдоль этих островков отсутствует. Наличие такой поверхности, способной поставлять в разряд электроны более легко, чем даже рабочие электpоды лампы создает ситуацию, при которой возникает катод "бегущий" по стенке лампы от положительного рабочего электрода горелки к отрицательному, т.е. разряд инициируется при меньшем напряжении, когда начальный пробой возникает между положительным рабочим электродом горелки и ее стенкой, на внешней поверхности которой расположена проводящая полоса, соединенная с отрицательным рабочим электродом горелки, а именно: в этот полупериод сетевого напряжения к разрядной трубке прикладывается генерируемый стартером импульс наибольшей амплитуды. When connecting the terminals of the starter and the ignition electrode in accordance with the invention, the ignition voltage is supposedly reduced due to the presence on the rough surface of the polycore cortex of islands of metal or other substance (sawn or reduced) that can simulate electrons in the presence of a strong electric field. These islands are located on the tops of the protrusions so that an electric field is concentrated near the islands. Moreover, there is no through conductivity along these islands. The presence of such a surface capable of delivering electrons to the discharge more easily than even the working electrodes of the lamp creates a situation in which a cathode “running” along the wall of the lamp from a positive working electrode of the burner to a negative one, i.e. the discharge is initiated at a lower voltage, when the initial breakdown occurs between the positive working electrode of the burner and its wall, on the outer surface of which there is a conductive strip connected to the negative working electrode of the burner, namely: in this half-period of the mains voltage, the pulse generated by the starter is applied to the largest amplitudes.

На фиг. 1 приведена газоразрядная лампа высокого давления, содержащая заключенную во внешней баллон 1 поликоровую разрядную трубку 2 с расположенными в ее концах рабочими электродами 9 и 9', цепь зажигания, подключенную параллельно разрядной трубке 2, состоящую из последовательно соединенных стартера тлеющего разряда 3, резистора 4 и размыкателя 5. Пусковой электрод 6, расположенный на высшей поверхности разрядной трубки 2, присоединен к одному из рабочих электродов 9 разрядной трубки 2. Вывод стартера 8, имеющий V-образную биметаллическую пластину 7, подключен к другому рабочему электроду 9 разрядной трубки. In FIG. 1 shows a high-pressure discharge lamp containing a multicore discharge tube 2 enclosed in an external cylinder 1 with working electrodes 9 and 9 ′ located at its ends, an ignition circuit connected in parallel to the discharge tube 2, consisting of a glow discharge 3 starter connected in series, a resistor 4 and disconnector 5. Starting electrode 6, located on the upper surface of the discharge tube 2, is connected to one of the working electrodes 9 of the discharge tube 2. The output of the starter 8, having a V-shaped bimetallic plate 7, p dklyuchen to another working electrode 9 of the discharge tube.

На фиг. 2 приведена электрическая схема подключения газоразрядной лампы к источнику питания. In FIG. 2 shows the electrical circuit for connecting a discharge lamp to a power source.

Стартер тлеющего разряда 3 и размыкатель 5 представляют собой заключенную в стеклянный баллон заполненную инертным газом биметаллическую пластину 7, смонтированную между двумя параллельными выводами 8 и 8'. В неработающей лампе вывод стартера разомкнуты, а размыкателя замкнуты. The glow starter 3 and the circuit breaker 5 are a bimetallic plate 7 enclosed in a glass cylinder filled with an inert gas and mounted between two parallel terminals 8 and 8 '. In the idle lamp, the starter lead is open, and the circuit breaker is closed.

Резистор 4 ограничивает ток проходящего через стартер тлеющего разряда 3, и размыкатель 5 предотвращает расплавление контактов и сваривание их между собой. Размыкатель 5 необходим в случае замыкания выводов стартера от теплового излучения работающей разрядной трубки. Размыкатель 5 представляет собой биметаллическую пластину, замыкающую выводы размыкателя до включения лампы и размыкающие их от теплового излучения работающей разрядной трубки 2. The resistor 4 limits the current of the glow discharge 3 passing through the starter, and the disconnector 5 prevents the contacts from melting and welding together. The disconnector 5 is necessary in case of short circuit of the starter leads from the thermal radiation of the working discharge tube. The disconnector 5 is a bimetallic plate that closes the conclusions of the disconnector before turning on the lamp and disconnects them from the thermal radiation of the working discharge tube 2.

Лампа работает следующим образом. После подачи напряжения на лампу оно прикладывается к рабочим электродам 9 и 9' разрядной трубки 2, а так же и стартеру тлеющего разряда 3 через резистор 4 и замкнутые контакты размыкателя 5. Между выводом 8 и биметаллической пластиной 7 стартера 3 возникает тлеющий разряд, который нагревает пластину до тех пор, пока она, изгибаясь, не замкнется с выводом 8. Через замкнутые контакты стартера 3 начинает протекать ток, величина которого зависит только от сопротивления резистора (в данном примере порядка 0,9а), так как сопротивление биметаллической пластины 7 стартера 3 недостаточно для ее заметного нагрева током данной величины. Она остывает, возвращаясь в исходное положение, размыкает цепь. При этом возникает высоковольтный импульс, зажигающий разрядную трубку 2. The lamp operates as follows. After applying voltage to the lamp, it is applied to the working electrodes 9 and 9 'of the discharge tube 2, as well as to the glow starter 3 through the resistor 4 and the closed contacts of the disconnector 5. Between the terminal 8 and the bimetal plate 7 of the starter 3, a glow discharge occurs, which heats up the plate until it bends and closes to terminal 8. A current begins to flow through the closed contacts of the starter 3, the magnitude of which depends only on the resistance of the resistor (in this example, about 0.9a), since the resistance of the bimetallic Astin 7 starter 3 is not enough for its noticeable heating by current of a given magnitude. It cools, returning to its original position, opens the circuit. When this occurs, a high-voltage pulse ignites the discharge tube 2.

Если после однократного срабатывания стартера 3 в разрядной трубке 2, разряда не возникает, стартер 3 срабатывает повторно. После зажигания разрядной трубки 2 генерация стартером высоковольтных импульсов прекращается. После возникновения разряда разрядная трубка 2 разогревает размыкатель 5, отключающий цепь зажигания. Размыкатель 5 должен срабатывать ранее стартера тлеющего разряда 3, иначе лампа погаснет. If after a single actuation of the starter 3 in the discharge tube 2, the discharge does not occur, the starter 3 is activated again. After ignition of the discharge tube 2, the starter generation of high voltage pulses ceases. After the discharge occurs, the discharge tube 2 heats the disconnector 5, which disconnects the ignition circuit. The disconnector 5 must operate earlier than the starter of the glow discharge 3, otherwise the lamp will go out.

П р и м е р. Внешняя колба лампы выполнена из стекла С40-1. Газоразрядная трубка выполнена из поликристаллической окиси алюминия и наполнена амальгамой натрия и ксеноном. Биметаллические пластины стартера и размыкателя выполнены из материала марки ТБ 148/79 ГОСТ 10533-86 толщиной 0,3 мм, смонтированы на выводах ножки и заварены в трубочку из стекла СЛ-93, заполненные инертным газом. Резистор представляет собой спираль из вольфрама марки ЗА-111-3 ГЗА 2900, смонтированную на керне, выполненном из поликристаллической окиси алюминия со спиральным желобком на наружной поверхности для размещения спирали. PRI me R. The outer bulb is made of C40-1 glass. The gas discharge tube is made of polycrystalline alumina and is filled with sodium amalgam and xenon. The bimetallic plates of the starter and the disconnector are made of material of grade TB 148/79 GOST 10533-86 0.3 mm thick, mounted on the terminals of the legs and welded into a tube of glass SL-93 filled with inert gas. The resistor is a tungsten spiral grade ZA-111-3 GZA 2900 mounted on a core made of polycrystalline alumina with a spiral groove on the outer surface to accommodate the spiral.

Claims (1)

ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА, содержащая заключенные во внешний баллон поликоровую разрядную трубку с расположенными на ее концах двумя рабочими электродами, пусковой электрод на внешней поверхности указанной трубки, гальванически соединенный с одним из рабочих электродов, и цепь зажигания со стартером тлеющего разряда с биметаллической пластиной, подключенную параллельно разрядной трубке, отличающаяся тем, что, с целью снижения напряжения зажигания и повышения технологичности изготовления лампы при использовании несимметричного стартера тлеющего разряда, вывод последнего, не имеющий биметаллической пластины, подключен к тому же рабочему электроду, что и указанный пусковой электрод. A GAS DISCHARGE LAMP containing a multicore discharge tube enclosed in an external cylinder with two working electrodes located at its ends, a starting electrode on the outer surface of the specified tube, galvanically connected to one of the working electrodes, and an ignition circuit with a glow discharge starter with a bimetallic plate connected in parallel with the discharge tube, characterized in that, in order to reduce the ignition voltage and improve the manufacturability of the lamp when using an asymmetric starter leyuschego discharge, the output of the latter, having no bimetallic plate, connected to the same working electrode as said trigger electrode.

Images