Пальник натрієвої лампи високого тиску

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве газоразрядных ламп, в частности натриевых ламп высокого давления. Известны натриевые лампы высокого давления по патенту США № 4442378, кл. Η 05 В 41/16, от 30.07.82, в которых используется горелка из поликристаллической окиси алюминия, концы которой герметично запаяны керамическими втулками, при этом керамические втулки вставляются в оба конца керамической трубки и герметизируют ее посредством заварочного материала. Через отверстия во втулках проходят вводы, подсоединенные к основным электродам, находящимся внутри горелки. Основные электроды содержат спирали из тугоплавкого металла; навитого на вольфрамовый керн. Горелка имеет поддерживающее разряд наполнение, состоящее из паров натрия или натрия и ртути, а также инертного ионизируемого зажигающего газа. Известны также аналогичные горелки газоразрядных ламп высокого давления по заявке Японии № 61173437, кл. Η 01 J 9/24, от 25.01,85, в которых используются для герметизации одного или обоих концов трубки втулки из поликристаллической окиси алюминия с небольшой усадкой при спекании, значительно меньшей, чем у трубки. Втулки вставляются в концы трубки и производится первичное спекание, в результате чего втулки запрессовываются, При высокотемпературном спекании втулок и трубок в среде водорода, трубка, имеющая большую усадку по сравнению со втулками, плотно обжимает и спекается в герметичные соединения со втулками. Недостатками аналогов является сложность обеспечения точности герметрических размеров, а именно в процессе сборки и транспортировки в печь втулки могут смещаться относительно трубки, что в конечном итоге не позволяет обеспечить требуемую точность межэлектродного расстояния горелки и герметизацию вводов, . Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой конструкции горелки натриевой лампы высокого давления является конструкция горелки по патенту США № 4704093, кл. Η 01 J 9/24, Η 01 J 61/22, от 14.04.86, состоящая из керамической трубки, выполненной из поликристаллической окиси алюминия, по крайней мере на одном из концов которой установлена втулка, цилиндрическая часть которой расположена внутри керамической трубки, а фланцевая часть опирается на торец трубки. Основным недостатком прототипа является то, что при спекании керамической трубки со втулкой, имеющей на фланцевой части большую толщину стенки, чем в зоне соединения с трубкой, происходит неравномерная усадка. При этом отверстие втулки имеет некоторое сужение в области фланца. Такая форма отверстия ухудшает качество герметизации вводов, так как по длине вводов величина зазора имеет разную величину, при этом сужение с наружной части препятствует заполнению места впая заварочным материалом. В основу изобретения поставлена задача создания такой горелки натриевой лампы высокого давления, в которой выполнение втулок с отверстиями более совершенной геометрической формы позволило бы улучшить герметизацию вводов и за счет этого повысить надежность работы ламп и уменьшить количество брака при их производстве. Поставленная задача решается тем, что горелка натриевой лампы высокого давления, содержащая керамическую трубку, по крайней мере на одном конце имеющую впеченную внутрь керамическую втулку с отверстием, цилиндрическая часть которой расположена внутри трубки, а фланцевая часть оперта на ее торец, согласно изобретению, отверстие втулки выполнено ступенчатым, причем отношение диаметра отверстия и глубины со стороны фланца к диаметру на остальной части втулки лежит в пределах от 1,15 до 1,7 и от 0,2 до 0,7 соответственно. Технический результат- улучшение герметизации вводов - приводит к улучшению потребительских свойств устройства, т.е. к повышению надежности работы устройства, что достигается совокупностью существенных признаков. Как указано выше, при впекании в трубку втулки с фланцевой частью происходит ее неравномерная усадка в области фланцевой части на величину d по внутреннему диаметру и глубине. Неравномерная усадка происходит вследствие того, что в месте соединения трубки со втулкой, из-за наличия зазора между ними, суммарная плотность керамической массы трубка-втулка ниже, чем по фланцевой части. В процессе спекания за счет сил поверхностного натяжения происходит частичное перемещение массы втулки в зону меньшей плотности. Устранить это возможно посредством использования втулки со ступенчатым отверстием в области фланцевой части глубиной h и с диаметром D, - большим, чем внутренний диаметр втулки. Проведенные эксперименты относительно изменения поперечного и продольного сужения отверстия втулки в зависимости от внутреннего диаметра показали следующее. Для достижения высокого качества герметизации необходимо, чтобы отверстие втулки было выполнено ступенчатым, причем отношение диаметра отверстия со стороны фланца к диаметру отверстия со стороны середины трубки должно быть не менее 1,15. Минимальное значение глубины отверстия со стороны фланца определяется значением, при котором поперечное удлинение отсутствует, что наблюдается при отношении глубины отверстия со стороны фланца к диаметру отверстия на остальной части втулки равным 0,2. Максимальные соотношения диаметра отверстия втулки со стороны фланца к диаметру отверстия со стороны втулки, соответственно не могут быть больше 1,7 и 0,7, в противном случае резко снижается прочность устройства. Таким образом, указанные геометрические параметры устройства, при которых достигается наилучшая герметизация выводов, получены эмпирически и объясняются тем, что при этих параметрах отрицательное влияние неравномерной усадки в области фланцев сводится к минимуму. Возможность достижения поставленной задачи иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена горелка натриевой лампы высокого давления, на фиг. 2 -осевой разрез втулки, на фиг. 3 представлен график, представляющий эмпирическую зависимость поперечного сужения Δd отверстия втулки от ее внутреннего диаметра d. Заявленная горелка, изображенная на фиг. 1, состоит из трубки с впеченными на концах втулками 1, выполненными из одинакового материала - поликристаллической окиси алюминия. Через отверстия во втулках пропущены вводы 2, герметично пропаянные со втулками с помощью заварочного материала 3, например, стеклоцементом системы MgАІ2О4-СаО-BrО3. К вводам 2 приварены вольфрамовые керны 4, на концах которых навиты основные электроды 5, представляющие сбой спираль из тугоплавкого материала, например, вольфрама. Как указывалось выше, при впекании в трубку втулки с фланцевой частью, происходит ее поперечная усадка, в области фланцевой части на величину Δd (фиг. 2), при этом - D диаметр отверстия во втулке со стороны фланца, d - диаметр отверстия во втулке со стороны трубки, h - глубина отверстия во втулке со стороны фланца. По данным экспериментов был построен график зависимости (фиг. 3) поперечной усадки Δd отверстия втулки от величины диаметра d отверстия втулки со стороны трубки. Поскольку диаметр отверстия D должен составить величину не менее d + 2 Ad, то, исходя изданных графика (фиг. 3), отношение D (d должно быть не менее 1,15. Минимальное значение глубины h определяется значением, при котором поперечное удлинение Δd равно нулю, что экспериментально наблюдается на расстоянии h = 2,67 Δd от торца трубки для всех значений внутреннего диаметра d из вышеуказанного диаметра, т.е. выдерживается отношение h/d не менее 0,2. Эксперименты по определению сужения отверстия втулки на торце в продольном и поперечном сечении в зависимости от ее внутреннего диаметра были проведены в пределах изменения внутреннего диаметра от 2,5 мм до 4,1 мм. Таким образом, решение изобретательской задачи достигнуто использованием втулки со ступенчатым отверстием в области фланцевой части глубиной h и с диаметром D бопьшим, чем внутренний диаметр втулки d. Надежность работы ламп, обеспечиваемая путем улучшения герметизации вводов, и, кроме того, уменьшение брака при производстве ламп являются теми потребительскими свойствами, которые могут быть достигнуты в случае использования изобретения.