3Конструирование ножки

При конструировании ножки и выборе ее элементов нужно обеспечить ряд требований. Перечислим ряд из них:

• ножка и ее детали должны иметь установленные для данного типа лампразмеры;

• в ножке не должно быть трещин, сколов и других дефектов, которые могут привести к натеканию воздуха в лампу;

• стеклянные детали ножки не должны иметь опасных внутренних напряжений;

• впай электродов в ножку должен быть герметичен и непроницаем для газов. Расстояния от впая до края лопатки и до откачного отверстия должно бытьне менее 0,5 мм;

• внутренние звенья электродов не должны быть окислены. Допускаетсяокисление вблизи лопатки, вызываемое действием огней ножечной машины;

• никелевые звенья электродов не должны ломаться от пригибания их напоследующих операциях. [3]

Между поверхностью ввода (впаем) и прилегающим к нему стеклом не должно быть кан алов, пропускающим их стеклом не должно быть каналов, про­пускающих газы, ни в холодном состоянии, ни в рабочем режиме. Конструкция ножки показана на рисунке 5.

1 - штенгель; 2 – тарелочка; 3 - трубка; 4 - развертка тарелки; 5 - откачное отверстие; 6 - лопатка; 7 - шейка; 8 - узлы впая; 9 - вывод; 10 – ввод.

Рисунок 5 - Конструкция ножки

Каждый из электродов работает одновременно в трех средах, существенно отличающихся друг от друга (в лампе, вне лампы, в стекле). Это предопределило конструкцию трехзвенную конструкцию токовых вводов. Для вакуумных ламп внутренние звенья изготавливаются из меди. Внешние звенья работают в усло­виях атмосферного воздуха при не высоких температурах. Наиболее подходя­щей является медная проволока. Средние звенья располагаются в стекле. Они должны создавать со стеклом вакуумно-плотное соединение, которое бы надежно изолировало внутренний объем лампы внутренний объем лампы от окружающей среды. В данном случае выбирается конструкция с платинитовым средним звеном. [3]

Для держателей наиболее подходит молибденовая проволока. Она достаточно тугоплавка и даже при высокой температуре обладает хорошей упругостью.

Размеры тарелки определяются в основном размерами лампы. Диаметр развертки тарелки устанавл ивается в зависимости от размера диаметра колбы данной лампы. Зазор между разверткой тарелки и колбой должен бытьнебольшим, около 10% диаметра горла. Это необходим о для качественной за­варки лампы.

Стекло для ножек необходимо выбирать с теми же физическими парамет­рами, что и для колб. Это необходимо для создания качественного вакуумного спая. По температурному коэффициенту линейного расширения стекло ножки должно соответствовать материалу внутреннего звена токового ввода.

4 Расчет средней температуры колбы

Необходимость определения теплового режима колб ЛН обусловлена прежде всего тем, что тепловой режим связан с габаритными лампы и, следова­тельно, с себестоимостью и сточника света, эксплуатации в светильнике, с КПД последнего и в итоге с экономическими показателями установки. Средняя и ло­кальные температуры колбы оказывают влияние на физический срок службы ламп, так как с их ростом увеличивающееся газовыделение из стекла, что может негативно сказаться на работе ЛН. Размеры колб, во многом определяющие среднюю и локальную температуры колбы, оказывают влияние на изменение светового потока ламп в процессе эксплуатации.

Диаметр колбы и ее температура связаны следующим соотношением

где Ф_е - поток излучения ТН;

Р_г - мощность тепловых потерь ТН через газ;

Р_ц - мощность, идущая на нагрев цоколя излучением и газом;

а'_к - эффективный коэффициент поглощения излучения стеклом колбы;

а"_к — коэффициент, показывающий какая часть Рг, падающая на колбу, поглощается стеклом;

ε'_к, ε"_к - доли Ф_е иР_г, падающие на колбу лампы;

ε'"_к- доляР_ц, передаваемая цоколем колбе лампы;

А - коэффициент, зависящий в основном от рода и давления окружающего колбу газа;

Т_к - средняя температура колбы;

Т₀ - температура окружающей колбу среды;

ε_к- коэффициент излучения стекла колбы;

σ₀ - постоянная Стефана-Больцмана, равная 5,67* 10^-12Вт/см² град.

У ламп накаливания общего назначения эффективный коэффициент по­глощения излучения а'_кстеклом при инженерных оценках можно считать а'_к = 0,09 - 0,11 (для стекла СЛ 89, имеющего толщину 0,6 - 0,7 мм). Выберем значе­ние а'_к = 0,1. Значение а"_к обычно принимается равным 1.

От положения лампы в пространстве зависит ход конвекционных потоков в лампе и, соответственно, распределение температуры по поверхности колбы. Поэтому в расчете диаметра колбы или ее средней температуры задается поло­жение горения лампы: цоколем вверх или цоколем вниз. Данная лампа исполь­зуется в основном в положении цоколем вниз.

Эксперименталь ные оценки показали, что доля Р_г, падающая на колбу лампы при ее расположении цоколем вверх составляет ξ_к^’’ = 1.

Большинство ламп накаливания эксплуатируется в нормальных климати­ческих условиях, т.е. при наружной температуре +25 (+10...-10)°С. Тогда значе­ние коэффициента А, для данной температуры, принимаем равнымА = 4,2 ·10^-4.

Долю энергетического потока, падающего на колбу лампы, при оценочных расчетах обычно принимают в пределах ξ_к^’=0,85 - 0,92. Выберем для даннойлампы значение равное ξ_к^’ =0,90.

Доля мощности, идущая на нагрев цоколя излучением и газом, передавае­мая цоколем колбе лампы при оценочных расчетах выбирается в пределах ξ_к^’’’=0,05 - 0,1. В данном случае ξ_к^’’’=0,07.

Решение вышеприведенного уравнения проводится графически. Расчет значений производится с помощью программы LAMPCALC. Результаты расчета сведены в таблице 5.

Таблица 5 - Температура и размеры колбы

t  C	Y1, мм	Y2, мм
50	71	322,64
75	71	237,68
100	71	191,68
125	71	161,84
150	71	140,69
175	71	124,6
200	71	111,9
225	71	101,51
250	71	92,8
275	71	85,45
300	71	78,99
325	71	73,43
350	71	68,52

По да нным таблицы 3 на рисунке 6 изобразим график зависимости температуры колбы от ее диаметра.

Рисунок 6 - ЗависимостьтемпературыТ колбы от ее диаметра

Определенная графическим методом температура колбы при диаметре колбы 71 мм равна 337°С.