SU847398A1 - Cathode assembly for heavy-duty gas-discharge lamps - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к источникам света, а более конкретно к уст- , ройству катодного узла мощных металлических , ксеионовых ламп сверхвысокого давлени  (СВД).The invention relates to light sources, and more specifically to a device of the cathode assembly of high-power metal, X-ray ultra high pressure lamps (SVD).

Известен подвижный катод композитной конструкции, в котором вольфрамова  вставка вплавлена в медную коническую втулку, вход щую в рабочем положении в медное подоохлаждаемое гнездо. Электрический контакт между подвижной и неподвижной част ми в rtpouecce зажигани  осуществл етс  вход щимш в углублени  подвижной части медными шарик ли, которые скольз т по стенкам отверсти  неподвижной части TI} .A movable cathode of a composite structure is known, in which a tungsten insert is fused into a copper conical sleeve that, in the operating position, enters a copper sub-cooled slot. The electrical contact between the moving and stationary parts in the ignition rtpouecce is made by entering into the recesses of the moving part with copper balls that slide along the walls of the opening of the stationary part TI}.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  подвижный катод с вод ным охлаждением дл  мощных газоразр дных ламп СВД, в котором подвижна  часть из вольфрама образует разъемное коническое соединение с ответным водоохлаждаемым медным гнездом неподвижной части.. При зажигании дуги подвижна  часть поднимаетс  до соприкосновени  с анодом посредством жестко св занного с ней хвостовика, движение которому передаетс  электромагнитом . После зажигани  дуги подвиж иа  часть, пада  под собственным весом , плотно входит в гнездо неподвижной части, образу  контакт дл The closest in technical essence to the present invention is a water-cooled moving cathode for high-power SVD gas-discharge lamps, in which the moving part of tungsten forms a detachable conical connection with the response water-cooled copper nest of the fixed part. When the arc is ignited, the moving part rises to contact with the anode through a rigidly connected shank, the movement of which is transmitted by an electromagnet. After ignition of the arc, the movable part, the pad under its own weight, tightly enters the nest of the fixed part, forming a contact for

тока дуги и отвода тепла из рабочей зоны катода. Электрический контакт указанных частей в процессе зажигани  достигаетс  путем скольжени  цилиндрического участка подвижной arc current and heat removal from the cathode working area. The electrical contact of these parts in the ignition process is achieved by sliding the cylindrical section of the movable

0 части по стенкам отверсти  неподвижной части .22 0 parts along the walls of the hole of the fixed part .22

Недостаток известной конструкции заключаетс  в том, что в процессе работы ухудиаетс  тепловой контактA disadvantage of the known construction is that in the process of operation the thermal contact deteriorates.

5 вольфргаловой вставки с медной втул-. кой из-за усталостного разрушени  последней термическими напр жени ми, возникающими при многократных режимах нагрева-охлаждени  вследствие5 wolfgall insert with copper sleeve -. due to the fatigue destruction of the latter by thermal stresses that occur during multiple heating-cooling modes due to

20 разных коэффициентов термического , рас хшрени .20 different coefficients of thermal races.

К недостаткам указанных конструкций относ тс  Taipice следующие.The disadvantages of these structures include the following Taipice.

подвижна  часть, выполненна  це25 диком из вольфрама, склонна к термическому схватыванию с медным гнездом из-за разных коэффициентов термического расширени .The movable part, made of tungsten, is prone to thermal setting with a copper socket due to different coefficients of thermal expansion.

Передача электрического тока вTransfer of electric current to

30 процессе опускани  подвижной части30 process of lowering the movable part

происходит у известных катодов посредством касани  без силового замыкани  соприкасающихс  деталей. Происход щее при этом нарушение контакта приводит к возникновению искрени  между взаимно перемещак цимис  поверхност ми и заеданию в результате электрической эрозии и свариваний.occurs at known cathodes by contact without power closure of contiguous parts. The contact disturbance that occurs in this case causes sparking between mutually displacing surfaces and seizure as a result of electrical erosion and welding.

Усилие, развиваемое электромагнитом и приложенное посредством стального хвостовика к плотно сид щей в гнезде подвижной части, не всегда достаточно дл  страгивани  последней из-за жесткой св зи ее с хвостовиком исключающей возможность ударного воздействи  его на подвижную часть.The force developed by the electromagnet and applied by means of a steel shank to a movable part that is tightly seated in the socket is not always sufficient to prevent the latter from being rigidly connected with the shank to prevent its impact on the movable part.

Цель изобретени  - увеличение ресурса и надежности работы катода путем устранени  термического схватывани  и сохранели  теплового и электрического контактов подвижной части с гнездом.The purpose of the invention is to increase the service life and reliability of the cathode by eliminating thermal setting and retaining the thermal and electrical contacts of the movable part with the socket.

Дл  достижени  поставленной цели подвижна  часть выполнена в зиде сопр женных между собой под углом в несколько раз меньшим угла трени  медной биконической втулки и соосно установленной внутри нее водьфрс1мовой вставки, шток выполнен с отверстием в нижней части, в котором установлен с возможностью перемещени  в осевом направлении толкатель  кор  электромагнита, вокруг штока установлена токоподвод ща  спираль, концы которой подсоединены соответственно к корпусу и к нижней части штока.To achieve this goal, the movable part is made in the zide of a copper biconical sleeve friction coupled with each other at an angle several times smaller than the friction angle of the copper biconical sleeve and the hydraulic insert coaxially installed inside it, the stem is made with a hole in the axial direction of the pusher The core of the electromagnet, around the stem is installed a lead-through spiral, the ends of which are connected respectively to the housing and to the lower part of the stem.

Угол сопр жени  подвижной части и гнезда равен 7-12°, а угол сопр дени  медной втулки и вольфрамовой вставки в 2-3 раза меньше.The mating angle of the moving part and the socket is 7–12 °, and the interface angle of the copper sleeve and tungsten insert is 2–3 times less.

На чертеже схематически изображен предлагаемый катодный узел, общий вид.The drawing shows schematically the proposed cathode node, a general view.

.Узел состоит из неподвижного медного корпуса 1 с каналами дл  протока охлаждающей жидкости, медной втулки 2, вольфрамовой вставки 3, штока 4, токоподвод щей спирали 5 толкател  б  кор  7. Вольфрамова  вставка 3 конструктивно состоит из рабочей части 8, конической части 9, обеспечивающей надежность, тепловой контакт с йепрдвижным гнездом через медную втулку .2, хвостовика 10,- предназначенного дл  соединени  со штоком 4. Шток на одном конце имеет резьбу дл  сочленени  с вольфрамовой вставкой , а на другом - отверстие 11, в котором может свободно перемещатьс  толкатель 6  кор  7 электромагнита. Токоподвод выполнен в виде свободно намотанной на шток многовитковой спирали, концы которой припа ны-к штоку и- гнезду.The assembly consists of a stationary copper body 1 with channels for coolant flow, a copper sleeve 2, a tungsten insert 3, a stem 4, a lead-in spiral 5 of the push rod b 7. The tungsten insert 3 constructively consists of a working part 8 and a conical part 9 that provides reliability, thermal contact with an e-slot through the copper bushing .2, the shank 10, - designed to connect with the rod 4. The rod at one end has a thread for coupling with a tungsten insert, and at the other - a hole 11, which can freely eremeschats pusher 6 7 armature of the electromagnet. The current lead is made in the form of a multiturn helix freely wound on a rod, the ends of which are soldered to the rod and the socket.

Страгивание подвижной части катода происходит под ударным воздействием  кор  электромагнита, соединенного со штоком посредством толкател  б. В первый момент после включени The shaking of the movable part of the cathode occurs under the shock effect of the core of an electromagnet connected to the rod by means of a pusher. For the first time after switching on

электромагнита толкатель  кор  свободно перемещаетс  внутри отверсти  на конце штока, прио 5рета  запас кинетической энергии, после чего резко удар ет, тем самым страгива  наJ конечник из гнезда.The electromagnet pusher bar moves freely inside the hole at the end of the rod, the kinetic energy reserve is restored, and then sharply strikes, thereby striking the end of the socket.

В предлагаемом катоде вставка  в л етс  источником тепла, создающим радиальный температурный градиент в сопр гаемых детал х. Благодар это0 увеличиваетс  радиальный нат г сопр жени , усиливающий тепловой и электрический контакт вставки, втулки и гнезда. Начальный нат г вставки во втулке в п)Оцессе нагрева катода обеспечиваетс  силой веса штока и  кор , приложенной непосредственно к вставке. Применение медной втулки устран ет возможность термического схватывани  наконечника с гнездом при остывании катода.In the proposed cathode, the insert is provided with a heat source creating a radial temperature gradient in the mating parts. Due to this, the radial tension of the coupling increases, increasing the thermal and electrical contact of the insert, sleeve and socket. The initial tension of the insert in the sleeve in p) The process of heating the cathode is provided by the force of the weight of the rod and the core applied directly to the insert. The use of a copper sleeve eliminates the possibility of thermal seizure of the tip with the socket during the cooling of the cathode.

0 Наличие гибкого токоподвода гарантирует электрический контакт между . гнездом и наконечником во врем  опускани  последнего при зажигании лампы. Проведенные испытани  показали,0 The presence of a flexible current lead ensures electrical contact between. nest and tip while lowering the latter when the lamp ignites. The tests performed showed

5 что использование катода предлагаемой конструкции в металлических высо-. коинтенсивных лампах СВД обеспечивает увеличение ресурса их работы со 170 ч до 250 ч.5 that the use of the cathode of the proposed design in metal height. Co-intensive SVD lamps provide an increase in the service life of their work from 170 hours to 250 hours.

Claims (2)

1. Катодный узел дл  мощных газос разр дных ламп, содержащий медный1. Cathode assembly for high-power gas discharge lamps containing copper корпус с каналами дл  протока охлаждающей жидкости, имеющий гнездо конической формы, в котором установлена сопр женна  с ним под углом, близким к углу трени , подвижна  часть, соединенна  через шток с  корем электромагнита , обеспечивающего подъем подвижной части, ©тличающийс   тем, чт©, с целью повышени  ресурса и надежности работы путемa housing with channels for coolant flow, having a conical shaped socket, in which a movable part associated with it is installed at an angle close to the friction angle, connected through the rod to the electromagnet core, which ensures the lifting of the movable part, differing from the fact that for the purpose of increase of a resource and reliability of work by 5 устранени  термического схватывани , создани  надежного теплового и электрического контакта, указанна  подвиж .на  часть выполнена в виде сопр женных Между собой под углом в несколько раз меньшим угла трени  медной биконической втулки и соосно установленной внутри нее вольфрамовой встав;ки , шток выполнен с отверстием в нижней части, в котором установлен с возможностью перемещени  в осевом направлении толкатель  кор  электромагнита/ вокруг штока установлена токоподвод ща  спираль, концы которой подсоединены соответственно к корпусу и к нижней части штока.5 eliminating thermal seizure, creating a reliable thermal and electrical contact, the specified movement. The part is made as conjugated. At an angle several times smaller than the friction angle of the copper biconical sleeve and the tungsten insert coaxially installed inside it, the stem is made with a hole in the bottom part in which the pusher of the electromagnet core is mounted for movement in the axial direction / a current-feeding coil is installed around the stem, the ends of which are connected respectively to the core usu and the lower part of the stem. 0 2. Узел по п. 1, отличающийс  тем, что угол сопр жени  подвижной части и гнезда равен 7-12 , а угол сопр жени  медной втулки и . вольфрамовой вставки в 2-3 раза мень5 .ше.0 2. A unit according to claim 1, characterized in that the mating angle of the movable part and the socket is 7-12, and the mating angle of the copper sleeve and. tungsten insert 2-3 times less than 5th. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1. Рабинович Г.И.Металлическа  ксенонова  лампа-светильник СВД мощностью 40-50 кВт.- Светотехника, 1969, 9. с. 10-13.1. Rabinovich G.I. Metallichesk xenon lamp-lamp SVD with a power of 40-50 kW. - Lighting engineering, 1969, 9. p. 10-13. 2. Авторское свидетельство СССР, № 246674, кл. Н 01 J 61/04, 1967.2. USSR author's certificate, № 246674, cl. H 01 J 61/04, 1967.