Токоввод цезиевой лампы с двумя лейкосапфировыми оболочками

Полезная модель относится к газоразрядным лампам с цезиевым наполнением, предназначенным для использования в качестве излучающего элементе устройства оптикоэлектронного противодействия управляемым ракетам с инфракрасными головками самонаведения. Особенность заявляемой конструкции состоит в том, что входящий в состав токоввода герметизирующий элемент внешней оболочки лампы выполнен разборным с вакуумплотным соединением сочленяемых деталей в виде кольцевого уплотнения с прокладкой из дуктильного (медь, алюминий, индий) материала. Предлагаемая конструкция обеспечивает возможность прямого повторного использования внешней оболочки лампы без проведения восстановительных операций и, следовательно, сокращает себестоимость цезиевых ламп при их серийном производстве.

Полезная модель относится к разрядным лампам, наполненным парами щелочных металлов, в частности к лампам с цезиевым наполнением, которые предназначены для использования в качестве излучающего элемента устройства оптикоэлектронного противодействия для защиты летательных аппаратов от управляемых ракет с инфракрасными головками самонаведения.

Защита летательных аппаратов от управляемых ракет с инфракрасными головками самонаведения ставит задачу разработки надежных источников инфракрасного излучения для бортовых устройств формирования имитирующих активных помех. Наиболее эффективным источником такого назначения в настоящее время принято считать газоразрядную лампу с двумя лейкосапфировыми оболочками (в виде наружной оболочки и оболочки разрядной горелки) с разрядом в плазмообразующей среде на основе цезия. Такая лампа должна отвечать всем требованиям аппаратурного назначения и, в том числе, сохранения работоспособности при использовании принудительного наружного воздушного охлаждения.

Конструктивно такая лампа представляет собой наполненную плазмообразующей средой на основе цезия разрядную горелку, которая размещена в заполненной газом-теплоносителем (неоном) внешней оболочке из лейкосапфира. На противоположных концах внешней оболочки установлены токовводы к разрядной горелке.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому токовводу в цезиевую лампу с двумя лейкосапфировыми оболочками является токоввод лампы [1], предназначенной для использования в качестве источника модулированного инфракрасного излучения в устройстве формирования активных импульсных помех для индивидуальной защиты летательного аппарата от управляемых ракет с инфракрасными головками самонаведения [2]. Указанный токоввод цезиевой лампы, выбранный в качестве прототипа, содержит соединенный посредством охватывающего цилиндрического спая с внешней оболочкой герметизирующий элемент, неразъемно связанный с обеспечением электрического контакта с токовводом соответствующего электродного узла разрядной горелки, т.е. выполнен неразборным.

Промышленное производство таких ламп стало возможным благодаря разработке технологии изготовления профилированных монокристаллов в виде труб на основе метода кристаллизации непосредственно из расплава, предложенного А.В.Степановым [3]. Следует, однако, отметить, что использование в качестве оболочек профилированного лейкосапфира существенно увеличивает стоимость лампы. Поэтому крайне актуальным для производства является вопрос о возможности повторного использования оболочек из технологического брака в процессе серийного производства цезиевых ламп.

Для повторного использования в производстве оболочка лампы должна быть очищена от остатков припаянных к ней деталей и следов припоя. Применительно к внешней оболочке цезиевой лампы это означает, что первоначально осуществляют демонтаж неразборного токоввода и освобождение внешней оболочки от размещенной в ней разрядной горелки, а затем внешняя оболочка в зоне спая с герметизирующим элементом токоввода подвергается очистке методом последовательного химического травления с промежуточной промывкой в проточной воде и последующим отжигом. Однако, такой способ подготовки внешней оболочки для повторного использования не гарантирует качества спая с герметизирующим элементом при ее повторном использовании.

Таким образом недостаток конструкции токоввода цезиевой лампы с двумя лейкосапфировыми оболочками, выбранного в качестве прототипа, состоит в невозможности повторного использования в производстве внешней лейкосапфировой оболочки без проведения трудоемких и, следовательно, достаточно затратных восстановительных операций, которые при этом не обеспечивают достаточной надежности спая внешней оболочки лампы с герметизирующим элементом токоввода.

Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, состоит в сокращении затрат на производство цезиевых ламп за счет обеспечения возможности прямого использования внешних оболочек из технологического брака без проведения специального комплекса восстановительных работ.

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого решения, заключается в придании цезиевой лампе с двумя лейкосапфировыми оболочками нового свойства - ремонтопригодности [4], которое заключается в восстановлении работоспособности лампы путем простой в техническом отношении замены горелки, в случае ее отказа, во внешней оболочке лампы. Указанный технический результат осуществляется за счет специальной конструкции токоввода цезиевой лампы с двумя лейкосапфировыми оболочками. Такая конструкция упрощает демонтаж лампы и обеспечивает возможность прямого повторного использования внешней оболочки.

Заявляемый токоввод цезиевой лампы с двумя лейкосапфировыми оболочками, как и токоввод цезиевой лампы, выбранной в качестве прототипа, содержит соединенный посредством цилиндрического охватывающего спая с внешней оболочкой лампы герметизирующий элемент.

Заявляемый токоввод отличается от прототипа тем, что герметизирующий элемент вне зоны спая с внешней оболочкой лампы выполнен разборным с вакуумплотным соединением сочленяемых деталей в виде кольцевого уплотнения с прокладкой из дуктильного материала. Следует отметить, что кольцевое уплотнение может быть выполнено в виде канавочного уплотнения или в виде канавочно-клиновидного уплотнения.

На фиг.1 приведено схематическое изображение варианта конкретного исполнения токоввода цезиевой лампы с двумя лейкосапфировыми оболочками.

Герметизирующий элемент токоввода состоит из двух деталей 1 и 2, выполненных из сплава на основе железа и никеля. Деталь 1 посредством цилиндрического охватывающего спая 3 герметично соединена с наружной поверхностью внешней оболочки 4 из лейкосапфира. Деталь 2 установлена с обеспечением электрического контакта с электродным узлом 5 разрядной горелки 6. Детали 1 и 2 снабжены фланцами 7 и 8, соответственно. Торцевая поверхность детали 1, в данном конкретном случае, снабжена канавкой 9, а торцевая поверхность детали 2, обращенная к торцевой поверхности детали 1, снабжена выступом в виде V-образного клина 10, причем геометрия канавки 9 и клина 10 идентичны, а их вершины расположены на одном диаметре. Между деталями 1 и 2 в зоне канавки 9 и клина 10 установлена кольцевая прокладка 11 из дуктильного материала, в данном конкретном случае из индия, в виде плоской шайбы. Вакуумплотное сочленение деталей 1 и 2 в виде кольцевого уплотнения с прокладкой 11 в данном конкретном случае осуществляется посредством винтовой стяжки (на фиг.1 не показана).

Принцип работы предлагаемой конструкции токоввода основан на сжатии прокладки 11 между сочленяемыми деталями 1 и 2, образующими разборный герметизирующий элемент.

Известно, что уплотнения неподвижного контакта [4] по конструкции подразделяются на неразборные (спаи) и разборные уплотнения [5], причем частный случай разборного уплотнения - уплотнение с прокладкой. Прокладка является упругим элементом уплотнения, сжатой между двумя жесткими поверхностями с целью герметизации пространства между ними. В [5] указано, что давление на прокладку, достаточное для обеспечения вакуумплотного соединения, зависит от материала прокладки, формы прокладки и формы деталей в зоне сочленения. Давление на прокладку деформирует ее, причем необходимая степень деформации определяется как материалом прокладки и усилием сжатия, так и типом уплотнения.

Кольцевые уплотнения с прокладкой, в том числе канавочные и канавочно-клиновидные, как частный случай кольцевого уплотнения, достаточно хорошо известны в технике вакуумплотного уплотнения [5] и подробного пояснения не требуют. Следует только отметить, что использование прокладки из дуктильного материала (медь, алюминий, индий) связано с температурным режимом функционирования цезиевой лампы.

Предлагаемая конструкция токоввода, несмотря на известность концептуального подхода, применительно к цезиевой лампе с двумя лейкосапфировыми оболочками используется впервые и обеспечивает возможность прямого повторного использования внешней оболочки лампы без проведения восстановительных операций, а, следовательно, сокращает себестоимость цезиевых ламп с двумя лейкосапфировыми оболочками при их серийном производстве.

Промышленная применимость заявляемого токоввода цезиевой лампы с двумя лейкосапфировыми оболочками определяется возможностью его многократного воспроизведения в процессе производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологии.

Литература:

1. Пат. РФ на ПМ 32321, H01J 61/34, 16.04.2003.

2. Самодергин В.А. Исследование и разработка энергоизлучающих систем активных помех инфракрасным головкам самонаведения с оптимальными энергетическими характеристиками: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, М., 1988.

3. Антонов П.И., Затуловский Л.М., Костылев А.С. Получение профилированных монокристаллов и изделий методом Степанова, Л.: Наука, 1971.

4. Политехнический словарь, М.: Сов. Энциклопедия, 1976.

5. Рот А. Вакуумплотные уплотнения, М.: Энергия, 1971.

1. Токоввод цезиевой лампы с двумя лейкосапфировыми оболочками, содержащий соединенный посредством цилиндрического охватывающего спая с внешней оболочкой лампы герметизирующий элемент, отличающийся тем, что герметизирующий элемент вне зоны спая с внешней оболочкой лампы выполнен разборным с вакуумплотным соединением сочленяемых деталей в виде кольцевого уплотнения с прокладкой из дуктильного материала.

2. Токоввод по п.1, отличающийся тем, что кольцевое уплотнение выполнено в виде канавочного уплотнения.

3. Токоввод по п.1, отличающийся тем, что кольцевое уплотнение выполнено в виде канавочно-клиновидного уплотнения.