B01 Особенности разработки и изготовления газоразрядных ламп-светильников

Пчелин В.М., Гайдуков Е.Н., Саморуков М.В., ООО «Рефлакс», г. Москва

Скачать доклад в .pdf | Читать комментарии и вопросы

Существует целый класс источников излучения, в том числе и газоразрядных ламп, совмещающих в себе оптическую систему светильника. Как правило, разработка таких ламп-светильников преследует несколько целей:

  • отказ от использования габаритного наружного металлического отражателя из дорогостоящих материалов и требующего дополнительной защиты (защитное стекло и пр.) от воздействия внешней среды;
  • обеспечение надёжной (вакуумной) защиты отражателя, который расположен, как правило, на части внутренней поверхности герметичной наружной колбы лампы;
  • минимизация габаритных размеров световых приборов, использующих такие лампы, при одновременном упрощении их конструкции, снижении материалоёмкости и себестоимости.

В свою очередь разработка и изготовление газоразрядных ламп-светильников обладает целым рядом существенных особенностей. Без учёта этих особенностей невозможно создать лампы-светильники, обладающие высокой эффективностью и обеспечивающие высокие потребительские качества световых приборов на их основе.

Главной особенностью и наиболее сложной технической задачей при разработке газоразрядных ламп-светильников является расчёт внутреннего зеркального отражателя, обеспечивающего, с одной стороны, необходимое пространственное распределение излучения (кривую силы света) и, с другой стороны,- минимальные потери при отражении излучения и выходе его из лампы. Отражателем, позволяющим успешно решить обе эти задачи, является отражатель с многофокусным профилем, обеспечивающий максимально возможное приближение к заданной кривой силы света при выполнении следующих условий выхода излучения из лампы-светильника - исключение многократных (более одного) отражений и исключение попадания отражённого излучения на разрядную трубку (горелку).


Рисунок 1. Ход лучей в многофокусном отражателе зеркальных ламп-светильников «Рефлакс»

На рис. 1 показан ход лучей в таком многофокусном отражателе, используемом для зеркальных натриевых ламп-светильников фирмы «Рефлакс».

Видно, что отражённые лучи не попадают на излучатель (горелку), и, кроме того, они испытывают только однократное отражение до выхода наружу. Это обстоятельство и обеспечивает высокую эффективность оптической системы зеркальных ламп-светильников «Рефлакс» и их высокую долговечность.

Второй важной и трудоёмкой задачей при создании газоразрядных ламп-светильников является проектирование форм для выдувания наружных стеклянных колб, у которых часть внутренней поверхности имеет профиль рассчитанного отражателя.

Внешний вид форм для изготовления ассимметричных колб для зеркальных ламп-светильников «Рефлакс» приведен на рис 2.


Рисунок 2. Внешний вид форм для изготовления ассимметричных колб для зеркальных ламп-светильников «Рефлакс» 

Формы изготавливаются из специальных отливок высококачественного чугуна. В отливках предусмотрены технологические выступы для последующего формирования посадочных мест для размещения форм на автомате изготовления колб. Каждая форма состоит из 2-х частей - полуформ, которые проходят как раздельную, так и совместную механическую обработку на современном металлообрабатывающем оборудовании с компъютерным управлением. При проектировании и изготовлении форм необходимо учитывать, что зеркало ассиметричного отражателя зеркальной лампы-светильника будет находиться на внутренней поверхности колбы, имеющей определённую толщину стенки, а форма задаёт наружную поверхность колбы. Кроме того, при изготовлении ассимметричных колб для зеркальных ламп-светильников из техпроцесса необходимо исключить вращение формы и держателя расплава стекла, так как изготавливаемая колба не является телом вращения.

Учёт и реализация этих особенностей и будут определять качество колб для зеркальных ламп-светильников и эффективность оптической системы разрабатываемой лампы светильника.

В качестве материала отражателя, наносимого методом напыления на часть внутренней поверхности наружной колбы, используется либо специальное интерференционное покрытие, либо металл с высоким коэффициентом отражения излучения оптического диапазона. В основном, для изготовления зеркала в зеркальных лампах-светильниках применяют вакуумное распыление (осаждение из паровой фазы) чистого алюминия. Пары алюминия образуются путем испарения навески из алюминиевой проволоки с помощью вольфрамового нагревателя-испарителя, на который помещается колба и через который пропускается мощный токовый импульс. В свою очередь, если необходимо получить колбу с частично зеркалированной внутренней поверхностью, то при размещении колбы на нагревателе-испарителе внутрь колбы помещается специальный экран, закрывающий ту её часть, которая не зеркалируется.

Следующая особенность разработки ламп-светильников - обеспечение их правильного позиционирования в световом приборе. При использовании в световом приборе типового резьбового патрона лампы светильники для использования в таком приборе должны быть оснащены специальным резьбовым вращающимся цоколем. В случае же изготовления ламп-светильников со стандартным резьбовым цоколем, в световом приборе должна быть предусмотрена возможность поворота патрона. В других случаях при разработке ламп-светильников могут быть использованы цоколя иных типов, обеспечивающие правильное позиционирование ламп-светильников в световом приборе.

На рис. 3 приведен внешний вид зеркальных ламп-светильников «Рефлакс» с вращающимся цоколем для стандартных резьбовых патронов типа Е 40 (а) и с фокусирующим пластиковым цоколем (б).

 
а)                                                                                                       б)
Рисунок 3. а) зеркальная лампа-светильник «Рефлакс» с  вращающимся   цоколем; б) зеркальная лампа-светильник «Рефлакс» с пластиковым фокусирующим цоколем и фокусирующий патрон для данного цоколя. 

Зачастую лампы-светильники конструируют со встраиваемым пуско-регулирующим аппаратом. Это активно используется, например, для компактных люминесцентных ламп (КЛЛ), где появилась возможность реализовать малогабаритный электронный ПРА и обеспечить щадящий температурный режим его работы рядом с достаточно «холодной» разрядной трубкой КЛЛ. Стоит предположить, что с развитием базы комплектующих для электронных ПРА, такая возможность совмещения лампы и ЭПРА будет реализована и для разрядных ламп-светильников высокого давления.

В свою очередь разработка световых приборов на основе разрядных ламп-светильников имеет свои особенности, реализация которых в совокупности с использованием ламп-светильников и позволяет получить целый ряд преимуществ таких световых приборов перед приборами на основе традиционных разрядных ламп.

Тематика: ,

Комментариев: 4


» Зотин Олег (об авторе) { Июнь 5, 2009 - 03:06:53 }

Цитата: Стоит предположить, что с развитием базы комплектующих для электронных ПРА, такая возможность совмещения лампы и ЭПРА будет реализована и для разрядных ламп-светильников высокого давления.
Вопрос: По непроверенным данным температура цоколя лампы на150Вт может составлять до 130 град.С и выше - электроника в таких условиях надежно работать не сможет. Как Вы предполагаете с этим бороться?

» Сорокин Алексей (об авторе) { Июнь 5, 2009 - 03:06:16 }

Как влияет регулировка мощности, следовательно, и светового потока на срок службы разрядных ламп высокого давления?

» Гайдуков Евгений Николаевич (об авторе) { Июнь 8, 2009 - 02:06:31 }

Для Зотина Олега.
Мы надеемся, что развитие базы комплектующих для ЭПРА позволит создать такие электронные ПРА, для которых температура 130-150С буде приемлемой для их надёжной, стабильной и долговечной работы.

» Гайдуков Евгений Николаевич (об авторе) { Июнь 8, 2009 - 02:06:58 }

Для Сорокина Алексея.
Регулировка мощности в пределах от 0,5 до 1,0 от номинального значения (а именно такая регулировка предусмотрена в ЭПРА для НЛВД) по нашей оценке не должна сказываться отрицательно на их наработке. Наоборот, при работе лампы на пониженной мощности следует ожидать увеличения её наработки. Точный ответ на этот вопрос могут дать только конкретные испытания в конкретных режимах.

Возможность добавлять комментарии отключена в связи с окончанием конференции.

 

Российская светотехническая интернет-конференция, 2009 г.
© Межрегиональное светотехническое общество
© Коллектив авторов
28 queries. 0.095 seconds.