高频无极灯真空系统的研究(2)
④ 打开K1、K3、K4、K5, 此时K2、K6 为关闭状态, 对系统抽大气, 至真空度达到lPa。
⑤ 关闭K1, 打开K2, 此时K3、K4、K5 已经处于打开位置, 对充气系统抽到高真空, 扩散泵正常工作后, 真空度应达到5×10-3 Pa 以上。
⑥ 立即打开Ar 瓶密封口和阀门K6, 对系统进行Ar 冲洗, 然后, 关闭K4。此后, 抽真空系统一直处于工作状态。
⑦ 系统工作一段时间后, 再重复⑥的工作过程, 一直到灯泡真空度达到要求为止。其中灯泡有两根排气管。排气前, 一根排气管加长300 mm, 管最下端加入主汞齐颗粒, 并且封闭。靠近灯泡处,为防止主汞齐颗粒抽进灯泡, 管已经收缩, 收缩后的管径小于主汞齐颗粒直径; 排气时, 加长部分置于排气台面以下, 使主汞齐处于常温状态下, 以防止升温时重金属挥发。另一根排气管接抽真空系统, 对灯泡抽真空。抽真空完成后, 先封闭与真空系统连接的排气管, 取下灯泡, 再将灯泡倒置, 对加长的另一根排气管进行封闭, 把加长部分封闭掉。灯泡试点燃时, 温度升高, 重金属挥发, 变成汞蒸汽, 进入真空腔体, 撞击荧光粉发光。
图3 排气设备系统
(2) 排气工艺过程
① 将灯泡的一只排气管与装有主汞齐的细管用火烧熔连接在一起。
② 将灯泡的另一只排气管与真空系统连接。
③ 关闭K7、K2, 打开K1、K3, 抽大气, 对灯泡检漏。
④ 烘箱升温, 在升温期间继续抽高真空( 如图3 曲线) 。
⑤ 监测系统真空度达到1.33×10-2Pa后, 进行Ar冲洗。
⑥ 进行Ar 冲洗时, 关闭K1、K2、K3; 打开K4, 随即再关闭, 使K3—K4 间管道中充入一定压力的Ar 气。然后打开K3, 随时关闭, 使部分Ar气进入系统和灯泡内, 再打开K2, 将冲洗时的Ar气抽走, 至系统再恢复高真空。
⑦ 关闭K2、K5 (平时K5 为常开, 通过U 型计油柱高度差观测真空系统压力), 打开K3, 充入Ar 气14 Pa(若充入Ar 过量, 可稍开K2 抽走)。
⑧ 真空度达到要求后, 将灯泡与真空系统连接的排气管封闭, 取下灯泡。
⑨ 灯泡倒置, 将另一根排气管内的主汞齐颗粒倒入排气管根部, 然后封闭。
⑩ 将排气后的灯泡点燃, 检查启动和工作状态是否正常, 剔除漏气的灯泡和其它废品, 将成品交下工序装灯头。
(3) 结束工作:
关闭设备顺序是: 打开K7, 真空系统放气,关闭扩散泵加热电源, 冷却泵油, 30 min 后关冷却水; 将机械泵入口夹子夹住后(防回油)关闭机械泵电源; 关闭设备总电源和液化气阀门。
(4) 要求:
① 必须严格执行工艺操作规程, 确保玻壳良好去气, 良好的真空度和最佳的Ar 气充入量和汞齐用量。
② 两根排气管封闭后, 长度不超过13 mm。
③ 注意烘箱温度不可过高, 以防辅助汞齐中Hg 的流失, 造成灯泡启动困难。
④ 充Ar气量的大小对灯的参数有很大影响, 应综合考虑。
⑤ Ar气纯度不低于99.999% 。
(5) 注意事项:
① 防止烘箱升温过快、封口不良等原因造成灯泡在排气过程中炸裂而破坏真空系统。
② 遇有断电, 应立即用夹子夹住机械泵入口的真空胶管, 防止返油。
③ 烘箱一般要用天然气加热, 这样温度曲线才符合要求。
④ 由于排气系统含有重金属汞, 复合真空计必须用特种型号的仪器( 建议用北京大学电子系的DL-90型复合真空计和配套的热偶规、电离规) 。
⑤ 抽真空过程中, 真空系统的真空度由复合真空计监控。
⑥ 经验总结
★ 装上工件加热6 min 温升即达400℃~450℃, 保温8 min 即可。
★冲洗氩气三次: 低真空时不必进行Ar 冲洗第一次, 真空达1.3×10-2 Pa 时进行Ar 冲洗第二次, 继续一段时间后再进行一次Ar 冲洗第三次, 真空达( 2~6) ×10- 3 Pa 时最后进行一次Ar 冲洗。
4、结束语
高频无极放电灯是一种新型的“ 绿色环保”照明光源, 灯泡内对真空度的要求比较高, 其抽真空系统具有一般灯泡( 如钠灯、卤钨灯、管型氖灯等)抽真空系统的特点, 又有其特殊性, 随着抽真空工艺的进一步改进, 灯泡的光效和寿命会不断提高和延长, 它们的适用范围也会不断扩大。该项目是引进成都科技大学《高频无极灯研发》实验室成果, 为河南高新技术项目, 投资4000 万元人民币,目前已投入产业化生产, 二期工程正在启动。
