Strona 1 z 2

Historia oświetlenia - produkcja ostatniej lampy MH w Polsce

: piątek 21 mar 2014, 15:32
autor: amisiek
Przedstawiam dokument, który pokazał się już dwa lata temu na forum lighting-gallery.pl, ale ze względu na sprawy związanie z samą pracownią, był wyłącznie w dziale dla zarejestrowanych użytkowników. Sprawa dotyczy Pracowni Lamp Wyładowczych Instytutu Elektrotechniki. Strona jeszcze istnieje, mimo to, że pracowni dawno nie ma.

Przedstawiam Wam proces produkcji ostatniej metalohalogenkowej lampy wyładowczej wyprodukowanej od zera w Polsce. Ostatnia sztuka w jedynej takiej pracowni w kraju i jednej z zaledwie kilku w Europie.
Prześledzimy go od początku do końca. Zdjęcia wrzucam jako miniaturki, gdyż jest ich sporo.
Najważniejszym elementem lampy wysokoprężnej jest jarznik, w tym przypadku jest on kwarcowy, powstaje w wyniku stopienia trzech rurek i wtopienia dodatkowej rurki pompowej.
Obrazek
Obrazek
Obrazek
Zapas rurek pompowych
Obrazek
Rurki te są stapiane w płomieniu.
Obrazek
Powstały w tym procesie element kwarcowy jest umieszczany w maszynie do obsadzania elektrod. Elektrody są przygotowane wcześniej, wygrzewane, czyszczone, kiedyś nakładało się pastę emisyjną, obecnie kupuje się gotowy półprodukt.
Obrazek
Od dołu wkłada się elektrody z emiterem, od góry korek z rurką, przez którą przepuszcza się gaz obojętny.
Obrazek
Pracownik opuszcza jarznik w dół urządzenia, gdzie jest on mocno nagrzany precyzyjnymi palnikami, a następnie zaciśnięty, tworząc spłaszcz.
Obrazek
Szkło kwarcowe bardzo się przy tym nagrzewa, dlatego trzeba patrzeć przez szybkę.
Obrazek
Urządzenie do tworzenia spłaszczy w jarzniku jest półautomatem, wymaga jednak niesamowitej wprawy - tego nie zrobi ktoś, kto nie ma doświadczenia. Napęd jest sprężonym powietrzem, oprócz tego niezbędny jest przepływ gazów technicznych, by nie zniszczyć jarznika parą wodną.
Obrazek
A tak wygląda całość urządzenia.
Obrazek
Zatopiony jarznik wygląda tak:
Obrazek
Albo tak.
Obrazek
Po odpompowaniu ma on próżnię, którą sprawdza się generatorem wysokiego napięcia - to ma świecić
Obrazek

Potem jarznik napełnia się na takim stanowisku gazem o odpowiedniej jakości (argon spektralny).
Obrazek

Elementy się przygrzewa, uzupełnia atmosferę i zatapia, w przypadku lamp rtęciowych dozując rtęć w postaci amalgamatu.
Obrazek

Jeśli jest to lampa rtęciowa, to najważniejszy proces jest już zakończony, jeśli jest to lampa halogenkowa, to precyzyjnie odmierzone ilości halogenków metali muszą być zadozowane w komorze laminarnej, w której panuje kontrolowana atmosfera (brak wilgoci, para wodna w ilościach mierzonych w ułamkach części na milion)
Obrazek

Rurka pompowa jest podawana do komory przez śluzę gazową. Pracownik od góry wsypuje do rurki odmierzoną ilość grudek zawierających gotowe substancje. Dawniej odważano porcje ręcznie, dlatego lampy LRJD i LRJ były tak kapryśne - trudno było ustalić precyzyjnie ilość składników. Później kupowano gotowe mikropastylki (średnica poniżej 1mm).
Obrazek

Po zadozowaniu halogenków i uzupełnieniu gazów argonem spektralnym i odmierzoną ilością amalgamatu rtęci, rurka pompowa jest zatopiona.
Obrazek
Jarznik jest gotowy. Jeśli jest to lampa bez zewnętrznej bańki, to wystarczy przylutowanie przewodów i wklejenie trzonka na kit.
Obrazek
Jeśli jest to lampa z zewnętrznym balonem, to trzeba jeszcze przygotować ramkę i przeprowadzić proces zatapiania i odpompowania balonu.

Jarznik jest mocowany do ramki, która powstanie z oczyszczonych materiałów. Niektóre z nich czyści się na elektrolizerze
Obrazek
A następnie przemywa w różnych rozpuszczalnikach i zgrzewa ze sobą na zgrzewarce punktowej, mocując do szklanego spłaszcza (traktujemy go jako prefabrykat, powstał na nóżkarce w osobnym procesie technologicznym).
Obrazek
Obrazek
Obrazek
Widoczny drut jest wykonany z molibdenu.
Obrazek
W tym czasie zatapiarka jest już rozgrzana
Obrazek
Do zatapiarki wkłada się balon z ramką w środku i centruje
Obrazek
Balon jest przytrzymywany zaciskami śrubowymi
Obrazek
i przytrzymywany u góry przez talerzyk
Obrazek
Palniki ogrzewają szkło, ramka trzymająca balon lampy się obraca.
Obrazek
Obrazek
Obrazek
Obrazek
Obrazek
Po nagrzaniu, nadmiar szkła jest odcinany, podciśnienie zgina szkło, a później nagrzane szkło jest formowane w kształt gwintu przez zaciskane szczęki.
Obrazek
Wychładzanie lampy
Obrazek
spłaszcz jest zatopiony
Obrazek
Obrazek
Tak wygląda balon po zatopieniu na zatapiarce
Obrazek
Ramka trzyma się u góry balonu za pomocą odpowiednio wygiętych drutów
Obrazek
Obrazek
Teraz pora na odpompowanie bańki zewnętrznej na specjalnym stanowisku pompowym
Obrazek
Zadozowanie gazów technicznych (argon)
Obrazek
Wkręcenie trzonka, do którego lutowane będą przewody ze spłaszcza bańki. Po wlutowaniu, lut spływa do środka trzonka metalowego, zabezpieczając lampę przed wykręceniem się z trzonka.
Obrazek
Jeśli w bańce jest getter, trzeba go rozpylić, robi się to wygrzewając lampkę za pomocą pieca indukcyjnego (3kW, 400kHz)
Obrazek
Pora na próby:
Obrazek
start!
Obrazek
Obrazek
Obrazek
Obrazek
Ostatnia operacja - pakowanie.
Obrazek
Zapakowałem ostatnią lampę wyprodukowaną w ostatnim nieprzemysłowym laboratorium lamp wyładowczych w Polsce. Pół godziny później zatapiarka została trwale odłączona, dwa tygodnie później pracownia już nie istniała.
Obejrzeliście coś, czego nikt dotąd z taką dokładnością nie udokumentował na publicznym forum.
Obecni producenci w kraju nie wytwarzają już w ogóle najważniejszego elementu lampy MH, jakim jest jarznik. Obecnie importuje się jarzniki, głównie z Chin. Nikt nie ma już w kraju technologii, która umożliwiłaby budowę lampy od zera, od szkła, metalu i chemii.

Re: Historia oświetlenia - produkcja ostatniej lampy MH w Po

: piątek 21 mar 2014, 20:51
autor: tnt_gt
amisiek pisze:....Pół godziny później zatapiarka została trwale odłączona, dwa tygodnie później pracownia już nie istniała...
Dlaczego pracownia przestała istnieć?
Co zrobili z całym sprzętem?

Z tego co się orientuję to w Polsce produkowane jeszcze są ceramiczne rurki do jarzników.
Sprzedawane są m.in. do Belgii do Turnhout, gdzie robią lampy metalohalogenkowe.
Technologia ta jest jednak skazana na wymarcie, przynajmniej niskie wataże użwyane np. w sklepach, na rzecz LEDów.

: piątek 21 mar 2014, 22:25
autor: amisiek
O której fabryce mówisz? Bo produkowane są jarzniki ale do lamp sodowych, a to jest zupełnie inna technologia - najważniejsza nie jest rurka z tlenków glinu ale uszczelnienie. Dla lamp sodowych jest ono inne.
Pracownia została zlikwidowana z dwóch powodów - instytut nie zamierzał utrzymywać tej pracowni, mimo, że prowadziła działania badawcze i w sumie wychodziła na zero. Miała nawet otwarty grant na opracowanie lamp na potrzeby rolnictwa, ale nie udało się tego utrzymać. Rzecz w tym, że mimo interwencji u kilku ważnych polityków, nikomu nie zależało na tym, by utrzymać unikatową pracownię. To prawdopodobnie była sprawa personalna między instytutem w Międzylesiu a IEL.
Sprzęt został zezłomowany, Natrium kupiło zatapiarkę pionową i jedną z tokarek szklarskich, do Prywatnej Wytwórni Lamp udało się pozyskać nóżkarkę i zaciskarkę oraz drobne elementy i część materiałów. Resztą zaopiekowali się złomiarze.

: sobota 22 mar 2014, 23:59
autor: tnt_gt
W fabryce Philips'a w Pile produkują rury PCA.

Szkoda, że taka pracownia padła. Wytworzenie takiej lampy to sztuka, związana z obróbką szkła. Niestety zanikająca.

: niedziela 23 mar 2014, 12:32
autor: bulwa11
Dzięki wielkie za podzielenie się zdjęciami i opisem, strasznie fajnie napisane i pokazane :) Fascynujące jak wygląda zrobienie takiej lampy od podstaw :)
Koniec smutny...

: niedziela 23 mar 2014, 13:08
autor: Pyra
Witam
amisiek pisze:... do Prywatnej Wytwórni Lamp udało się pozyskać nóżkarkę i zaciskarkę oraz drobne elementy i część materiałów.
Alek się nią zaopiekuje, przynajmniej inna dziedzina nie zginie :roll:
Bardzo ciekawy artykuł. Dzięki.
Pozdrawiam

: niedziela 23 mar 2014, 20:31
autor: amisiek
Proszę uprzejmie. Alek już przygotował dwa kluczowe elementy nóżkarki, by przygotować nóżki ze spłaszczem, przez który przechodzi większa liczba przewodów. Niebawem powstanie scalona lampa elektronowa, która wykorzysta ten spłaszcz. Z kolei zatapiarka pracuje w Natrium przy produkcji lamp sodowych wysokociśnieniowych.
Niestety nie ma już w jednym miejscu doświadczenia ludzi. Chociaż urządzenia udałoby się odbudować, nie da się tak łatwo odzyskać doświadczenia.
Pozostaje ważne pytanie - czy w ogóle komuś takie laboratorium do czegoś może się przydać? Tego nie wiemy.

: niedziela 23 mar 2014, 20:36
autor: tnt_gt
A pompownica? Jakich pomp używali do odpompowywania lamp? Jakie ciśnienia uzyskiwano?

: poniedziałek 24 mar 2014, 13:20
autor: amisiek
Wstępną próżnię uzyskiwano na pompach rotacyjnych, później startowały pompy dyfuzyjne. Pompowano kilka jarzników naraz. Nie było potrzeby pompować do głębokiej próżni (10-6 Tr), bo jarznik i tak napełniano gazem spektralnym. Zewnętrzny balon robiono próżniowy, ale niektóre serie miały tam gaz obojętny. Różnica to oczywiście większe odprowadzanie ciepła z jarznika w lampach gazowanych (a to ma znaczenie). Lampy z próżnią w zewnętrznym balonie mają poważną wadę - w przypadku pogorszenia próżni (jakaś nieszczelność, getter nie zadziałał lub się już zużył), bardzo łatwo powstaje łuk okrężny, który niszczy lampę. W lampach gazowanych nie ma takiego gradientu ciśnienia.

: środa 26 mar 2014, 21:22
autor: 750kV
Witam Wszystkich.
Wspaniałe opracowanie. Prawdziwa „perełka”. Dla mnie tym bardziej ze względu na wielki sentyment do metalohalogenkowych źródeł światła, szczególnie po niezapomnianej LRJ400. Ciekawa konstrukcja bańki - cylindryczna ze zgrubieniem. Z tego co wiem, kształt stosowany obecnie w lampach o mocy od 1000 W wzwyż. Czy ta lampa ma moc 250 W ?

: niedziela 30 mar 2014, 20:40
autor: Darek
Jak to w polsce,nic się nie opłaca.Ważne tylko aby się ktoś nachapał.

: wtorek 01 kwie 2014, 15:20
autor: amisiek
Ta lampa ma moc 400W. Inne konstrukcje, takie jak HQI-BT 400/D firmy Osram musiały mieć bańkę tubularną z pogrubieniem na wysokości jarznika, gdyż jarznik miał większe obciążenie cieplne i ogólnie pojawiał się problem z przegrzewaniem zewnętrznego balonu. Początkowo lampy HQI-T 400/DV i /DH o różnej pozycji świecenia miały normalną bańkę tubularną. Potem oba modele zastąpiono uniwersalną HQI-T 400/D z przekonstruowanym jarznikiem, a problemy z przegrzewaniem spowodowane wykrzywieniem łuku rozwiązano przez poszerzenie balonu.
Polska lampa nie miała tego problemu, ale nie dawała światła o takiej jakości, jak hqi-bt 400/d.
Ogólnie konstrukcja lamp o mocy 250W jest o wiele trudniejsza od lamp 400W, szczególnie dotyczy to lamp dysprozowych. Rzecz w tym, że przy niższej mocy trudniej uzyskać wymagane ciśnienie i temperaturę, by uzyskać żądaną wydajność i jakość światła. Im wyższe ciśnienie i temperatura, tym lepsza będzie jakość światła.

: wtorek 01 kwie 2014, 17:21
autor: fotorondo
amisiek
Czyli to tak jak by 150W 942 było bardziej prawdziwe od 4x35W 942 ??

: wtorek 01 kwie 2014, 18:45
autor: amisiek
Tak też jest. Lampa 35W /942 z tej samej epoki konstrukcji ma niższe Ra i mniejszą wydajność od 150W/942 (mówię tu o wydajności liczonej w lm/W). Dla MH niskiej mocy 150W jest właśnie takim optimum, sweet spot. Lampy CDM-T 150/942 i HCI-T 150/NDL mają najlepsze parametry z całego szeregu lamp małej mocy, najwyższą sprawność i najlepszą jakość światła (Ra=94 - a nawet wyżej - przy blisko 100 lm/W).
W zastosowaniach domowych 1x150W sprawia problemy przy rozproszeniu światła, ale z tym też można sobie poradzić.

: sobota 05 kwie 2014, 11:46
autor: 750kV
Witam Wszystkich.
Dzięki, Kolego amisiek, za informację o mocy lampy.
Mam do Ciebie jeszcze jedno pytanie, jako że jesteś niekwestionowanym ekspertem.
Widziałem lampy wyładowcze (prawdopodobnie MH) o barwie światła takiej samej jak żarówki. Ze zdziwienia aż łeb zadarłem do góry. Oprawy posiadały klosz i umocowane były na wysięgnikach poziomych na słupach. Źródło światła jednostronnie trzonkowane E27 lub E40. Strumień i barwa światła „na oko” jak w dawnej żarówce 1000W z trzonkiem E40.
Jakie to źródło światła? Tak mi się spodobało, że chcę oświetlić nim swój teren.
Pozdrawiam.