ВЫСОКОМАЧТОВАЯ ОСВЕТИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к высокомачтовым осветительным установкам, предназначенным для освещения крупных открытых пространств, промышленных территорий, горнолыжных склонов и спортивных площадок с обеспечением защиты от ударов молний зданий и сооружений, а также защиты от перенапряжения в питающей сети.
Уровень техники
Из уровня техники известна высокомачтовая осветительная установка, раскрытая в документе RU 103598 U1 (опубликован 20.04.2011), содержащая молниеотвод, оголовок, раму, кронштейн, светильники, анкерную (промежуточную) подвеску, ствол опоры, лебедку, электрощит управления установкой, защитную крышку, фланец крепления к основанию. В состав анкерной подвески известной установки входят щеки, в нижней части которых с помощью зажимов, коуша и болтового соединения крепится одиночный стальной трос, сматываемый/наматываемый на барабан лебедки. К нижним частям щек крепится также талреп, предназначенный для точной регулировки фиксации рамы со светильниками в верхнем рабочем положении посредством фиксации вилки, находящейся в нижней части талрепа на выступе, расположенном на внутренней стенке нижней секции осветительной опоры. К верхним частям щек с помощью болтовых соединений и коушей крепятся три стальных каната, предназначенных для подвески рамы со светильниками, закрепленных зажимами и проходящими через проходные втулки, установленные в составной шпильке. Составная шпилька, закрепленная на верхних частях щек, предназначена для правильного расположения трех стальных канатов подвески рамы со светильниками и электрокабеля, обеспечивающего подачу электроэнергии к светильникам. Данное техническое решение является наиболее близким по технической сущности заявляемой полезной модели и выбрано в качестве наиболее близкого ее аналога - прототипа.
Известное из RU 103598 U1 техническое решение позволяет обеспечить установку стандартных светильников, их обслуживание и замену без использования внешних подъемных приспособлений или устройств, а также позволяет упростить конструкцию узла, осуществляющего переход от системы трех стальных канатов, обеспечивающих подвес рамы со светильниками, к одному стальному тросу, сматываемому/наматываемому на барабан лебедки в процессе подъема/спуска рамы со светильниками, и, как следствие, улучшить эксплуатационные характеристики осветительной установки. Кроме того, известное из RU 103598 U1 техническое решение исключает возможность попадания внутрь опоры влаги за счет выполнения крышки оголовка, защищающей все расположенные в нем элементы и узлы от неблагоприятного воздействия внешней окружающей среды.
Тем не менее, к недостаткам известной осветительной установки - прототипа можно отнести следующее. Данная осветительная установка предназначена для освещения автодорог, охраняемой территории и автостоянок, что, в частности, определяет невысокие требования к высоте установки и характеристикам обеспечиваемого ей освещения, в частности, к характеристикам используемых в ней светильникам. Площадь освещаемого установкой - прототипом пространства является ограниченной, прежде всего из-за конструкции рамы установки, которая окружает ствол опоры, находясь в непосредственной близости к нему. Такое выполнение рамы, очевидно, упрощает конструкцию осветительной установки и обеспечивает расположение рамы, по существу под защитной крышкой оголовка, что повышает защиту канатов подвески рамы и самой рамы от неблагоприятного воздействия внешней окружающей среды. Однако такая конструкция рамы делает невозможным разнесение установленных на ней светильников на существенное расстояние от оси опоры, ограничивая площадь освещаемого установкой пространства, даже при увеличении высоты опоры данной осветительной установки. Кроме того, использование в установке - аналоге стандартных светильников, несмотря на их равномерное распределение на раме, не позволяет обеспечить высококачественной суммарной диаграммы светораспределения установки. Таким образом, использование данных осветительных установок для освещения крупных открытых пространств, промышленных территорий, горнолыжных склонов и спортивных площадок является нецелесообразным ввиду незначительной площади освещаемого такими установками пространства и недостаточного качества обеспечиваемого ими светораспределения. При этом очевидно, что проблема обеспечения равномерного освещения открытых пространств большой площади не может быть решена простым увеличением высоты установки - прототипа, а требует комплексного решения целого ряда инженерных задач, заключающихся в новом конструктивном выполнении как установки в целом, так и отдельных ее элементов.
Раскрытие полезной модели
Задачей настоящей полезной модели стало преодоление недостатков предыдущего уровня техники за счет создания высокомачтовой осветительной установки, конструкция которой обеспечивает возможность выполнение установок различной высоты, в том числе высоких установок, обеспечивающих высококачественную суммарную диаграмму светораспределения и способных заменить собой до нескольких десятков установок - аналогов.
Для решения поставленной задачи и преодоления недостатков предыдущего уровня техники при разработке настоящей полезной модели были решены, в частности, следующие инженерные задачи:
- создание рамы для установки осветительных приборов, конструкция которой позволяет обеспечить увеличенное расстояние между осветительными приборами и продольной осью опоры, достаточное для обеспечения высококачественного, по существу, равномерного во всех направлениях освещения крупных открытых территорий, в частности, при увеличении высоты осветительной установки; и
- создание осветительных приборов для установки на упомянутую раму усовершенствованной конструкции с обеспечением высококачественного, по существу, равномерного во всех направлениях освещения, в том числе, согласно требованиям существующих ГОСТ освещения крупных открытых территорий, а также с обеспечением защиты данных осветительных приборов от неблагоприятного воздействия окружающей среды.
Технический результат, достигаемый при осуществлении полезной модели, заключается в значительном увеличении площади освещаемого установкой пространства и улучшении ее светораспределения по сравнению с известными установками уровня техники, в том числе при увеличении высоты осветительной установки. Дополнительно, высокомачтовая осветительная установка согласно полезной модели обеспечивает защиту от ударов молний зданий и сооружений, а также защиту от перенапряжения в питающей сети.
Указанный технический результат достигается за счет конструктивных особенностей специально разработанного механизма подъема каретки, дополнительно включающего в себя наружное кольцо, проходящее на существенном расстоянии от центральной оси опоры, на которое устанавливают осветительные приборы новой конструкции, каждый из которых включает в себя пять модулей светильников с диаграммами светораспределения 45°, которые расположены с взаимным разворотом крайних четырех модулей на угол 23° относительно центрального модуля. Указанная схема расположения модулей светильников в составе осветительного прибора позволяет обеспечить суммарную диаграмму светораспределения, по меньшей мере, 41°×92°.
Защита от ударов молний зданий и сооружений, а также защита от перенапряжения в питающей сети, достигается за счет установки на опоре высокомачтовой осветительной установки, в ее верхней секции, молниеотвода.
Более конкретно, поставленная задача решается за счет того, что высокомачтовая осветительная установка согласно полезной модели содержит:
металлическую опору переменного по высоте сечения, в частности, многогранной формы, включающую в себя нижнюю секцию и верхнюю секцию, причем в нижней секции опоры выполнен опорный фланец и смотровой лючок;
осветительные приборы, молниеотвод и оголовок, устанавливаемые в верхней секции опоры, механизм подъема каретки, содержащий лебедку, выполненную с возможностью установки внутри нижней секции опоры, траверсу и каретку, причем барабан лебедки конфигурирован для закрепления на нем троса, противоположный конец которого соединен с тяговой цепью, закрепленной через упорный подшипник к траверсе, предназначенной для соединения с тяговыми тросами оголовка, закрепленными, с другой стороны, на каретке, и осветительные приборы выполнены с возможностью подключения к электрокабелю питания, конфигурированному для подключения с другой его стороны к автомату питания, установленному в нижней секции опоры, и отличается тем, что
механизм подъема каретки дополнительно содержит наружное кольцо для установки осветительных приборов, устанавливаемое на каретке и содержащее средства для крепления с противоположных сторон кольца двух веревочных фалов или противовесов, и тем, что каждый из упомянутых осветительных приборов включает в себя пять модулей светильников с диаграммами светораспределения 45°, которые расположены с взаимным разворотом крайних четырех модулей на угол 23° относительно центрального модуля.
Краткое описание чертежей
Предлагаемая осветительная установка описана ниже на примере предпочтительных вариантов ее осуществления, проиллюстрированных прилагаемыми чертежами, на которых:
- на фиг. 1 изображены два общих вида высокомачтовой осветительной установки с поднятой кареткой;
- на фиг. 2 на виде сверху изображен общий вид наружного кольца, предназначенного для установки осветительных приборов;
- на фиг. 3 изображен общий вид осветительного прибора, в котором реализована схема расположения пяти модулей светильников;
- на фиг. 4 изображен общий вид кожуха модуля осветительного прибора;
- на фиг. 5 показан фрагмент изображения модуля осветительного прибора с кожухом;
- на фиг. 6 показана верхняя поверхность кожуха с выполненными в ней конвекционными отверстиями.
Осуществление полезной модели
Предлагаемая согласно предпочтительному варианту осуществления полезной модели осветительная установка, показанная на Фиг. 1, содержит молниеотвод (1), оголовок (2), каретку (3), траверсу (4), опору (5), лебедку (6), электрический шкаф (7) управления установкой, смотровой лючок (8), фланец (9) опоры.
В данном варианте осуществления металлическую опору (5) переменного по высоте сечения многогранной формы изготавливают из листовой стали методом гибки, с одним или двумя продольными сварными швами, причем опора (5) защищена от коррозии методом горячего цинкования, например, согласно ГОСТ 9.307.-89. Вместе с тем, опора может быть изготовлена и другими подходящими способами, в том числе, иметь круглое сечение, и полезная модель не ограничивается указанным вариантом изготовления.
На опоре (5) осветительной установки, в ее верхней секции, установлен молниеотвод для защиты от ударов молний зданий и сооружений, а также для защиты от перенапряжения в питающей сети.
Показанное на Фиг. 2 наружное кольцо (10) выполнено с возможностью крепления через кронштейны (11) к угловым фланцам каретки (3), к которой крепятся тяговые тросы оголовка (2). При этом наружное кольцо (10) имеет больший диаметр, чем диаметр окружности, описанной вокруг внешней поверхности каретки (3), что позволяет отнести установленные на внешнем кольце осветительные приборы (12) на значительное расстояние от центральной оси опоры. Указанное расстояние может изменяться посредством изменения диаметра внешнего кольца (10) и подбираться в соответствии с требованиями конкретного варианта осуществления осветительной установки, в частности, согласно назначению (области применения) и необходимой высотой создаваемой установки.
На наружное кольцо (10) осуществляют монтаж осветительных приборов (12), вариант осуществления одного из которых показан на Фиг. 3. В каждом из упомянутых осветительных приборов (12) реализована схема расположения пяти модулей светильников с диаграммами светораспределения 45° для получения суммарной диаграммы светораспределения, по меньшей мере, 41°×92°. Данное решение обеспечивается взаимным разворотом крайних четырех модулей на угол 23° относительно центрального модуля в осветительном приборе.
Указанный разворот четырех крайних модулей осветительного прибора относительно центрального модуля выполнен таким образом, чтобы обеспечить «ограниченное» светораспределение в зоне слепимости прибора согласно ГОСТ 54350-2011 в области ограничений на углах 80° (>100 кд/клм) и 90° (>25 кд/клм). Для сравнения, при реализации осветительного прибора, включающего в себя пять модулей известных и доступных на рынке светильников ЖО-08-1000-001, расположенных без указанной схемы расположения модулей согласно настоящей полезной модели, осветительных прибор обеспечивает только лишь «полностью ограниченное» светораспределение в зоне слепимости согласно ГОСТ 54350-2011 на углах 80° (>100 кд/клм) и 90° (>0 кд/клм).
В предпочтительном варианте осуществления полезной модели, каждый из модулей осветительных приборов выполнен на основе высокоэффективных светодиодов белого цвета излучения, как показано на Фиг. 3.
При этом, каждый модуль осветительного прибора согласно полезной модели содержит кожух (13), показанный на Фиг. 4, предназначенный для защиты осветительного прибора (12) от возможных деформаций, как при монтаже осветительного прибора (12), так и в процессе эксплуатации. Фланец (14) по контуру кожуха (13) предназначен для придания дополнительной жесткости кожуху (13). Второе функциональное назначение кожуха (13) состоит в защите осветительного прибора (12) от накопления пыли и грязи между ребрами. Фрагмент изображения осветительного прибора (12) с кожухом показан на Фиг. 5.
Дополнительно, еще одним важным назначением кожуха (13) является обеспечение решетки конвекционных ячеек. Это условие достигается за счет равномерно расположенных отверстий (15) на верхней поверхности кожуха, через которые осуществляется выход нагретого воздуха, как показано на Фиг. 6.
Механизм подъема каретки согласно полезной модели состоит из каретки (3), траверсы (4), оголовка (2) с запасованными мерной длины канатами и кабелями с установленными на нем роликами и якорной цепью обеспечения безопасности.
Установку механизма подъема каретки (3) в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления полезной модели реализуют, например, следующим образом.
Опору (5) устанавливают на козлы. Лебедку (6) устанавливают на штатные отверстия вваренных в опору кронштейнов в нижней части смотрового лючка (8). Далее, распускают тяговый трос, закрепленный через звенья цепи к траверсе (4) и посредством кондуктора (стальной проволоки) пропускают его через опору (5) до лебедки (6). Конец троса закрепляют на барабан лебедки (6), пропустив его в отверстие в щеке барабана и запосовав с обратной стороны, и далее, медленным вращением рукоятки, наматывают трос на барабан лебедки (6). Таким образом, траверсу (4) вводят в верхнюю часть опоры (5) посредством наматывания троса на барабан лебедки (6). Далее, по достижению траверсы (4) смотрового лючка (8) продолжают наматывать трос с одновременным подносом корпуса оголовка (2) до сопряжения фланцев опоры (5) и оголовка (2).
Крепление наружного кольца (10) осуществляют через кронштейны к угловым фланцам каретки (3) с одновременным выравниванием конструкции. Наружное кольцо (10) согласно предпочтительному варианту осуществления полезной модели содержит средства для крепления двух веревочных фалов или противовесов, посредством которых с противоположных сторон кольца к нему крепят два веревочных фала (либо противовесы) для создания дополнительной нагрузки при опускании каретки (3) после установки опоры (5). После этого в ходе процесса установки, с кулачков оголовка (2) снимают фиксирующие клинья. После этого каретку (3) опускают на 1,5-2 метра от вершины опоры (5) с помощью ручки лебедки (6), сохраняя натяжение в канатах.
Монтаж осветительных приборов (12) на наружное кольцо (10) в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления полезной модели осуществляют, например, следующим образом.
После окончательной установки опоры (5) каретку (3) с закрепленным на ней наружным кольцом (10) опускают на опорные скобы опоры (5). На наружное кольцо (10) устанавливают осветительные приборы (12), закрепив кронштейны к плоскости кольца (10) болтовыми соединениями. При этом установку осветительных приборов производят равномерно по периметру кольца (10) для последующего уравновешивания каретки (3). После установки осветительных приборов их подключают к автомату питания электрическим кабелем соответствующего сечения.
Оснащенную каретку (3) приподнимают с опорных скоб и устанавливают в строго горизонтальное положение. Для выравнивания каретки (3) с наружным кольцом (10) используют гайки и контргайки резьбовых шпилек тросов, находящиеся на гранях каретки (3).
Эксплуатацию высокомачтовой осветительной установки для целей ее обслуживания и замены осветительных приборов (12) в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления полезной модели осуществляют, например, следующим образом.
Траверсу (4) освобождают от страховочного троса. Выключают автомат питания осветительных приборов и разъединяют разъем питания между траверсой (4) и электрическим шкафом (7). Устанавливают и закрепляют кронштейны крепления инструмента для спуска, который может представлять собой рукоятку вращения или электроинструмент, при этом направляющая для крепления инструмента по вертикали и горизонтали должна быть строго соосна с осью привода лебедки (6). Далее, устанавливают на кронштейны рукоятку вращения и вводят ее в сочленение с хвостовиком лебедки (6).
После всех вышеперечисленных действий механизм подъема каретки готов к работе по разблокировке и опусканию каретки (3).
Далее, осуществляют приподнимание каретки (3) вращением рукоятки вращения лебедки (6) по часовой стрелке. В момент выхода из лифтовой части каретка (3) с наружным кольцом (10) совершает колебательное движение по горизонтали и возвращается в состояние покоя. После успокоения колебаний каретки (3) вращением рукоятки вращения лебедки (6) против часовой стрелки каретку (3) опускают до ее соскальзывания с направляющей кулака, о чем будет свидетельствовать очередное колебательное движение каретки (3) в горизонтальной плоскости. После того как каретка (3) опустится за пределы лифтовой части на 20-30 см, рукоятку вращения заменяют электроинструментом, для чего снимают рукоятку вращения с переходником с привода оси лебедки (6) и устанавливают на нее переходник с электроинструментом. Закрепляют электроинструмент на кронштейне. После проверки качества крепления кронштейна и электроинструмента продолжают процесс опускания каретки (3) с помощью электроинструмента, для чего подключают питающий шнур электроинструмента к соответствующему разъему электрического шкафа (7) и включают автоматический выключатель электроинструмента, находящийся в электрическом шкафу (7). Опускание каретки (3) производится до тех пор, пока она не опустится на опорные скобы опоры (5). После опускания каретки (3) выключают автоматический выключатель электроинструмента в электрическом шкафу (7), а траверсу (4) закрепляют страховочным тросом к проушине опоры (5).
Необходимо понимать, что описанные выше для примера варианты осуществления полезной модели, хотя и являются предпочтительными, не ограничивают объем полезной модели. После ознакомления с настоящим описанием специалисты в данной области техники могут предложить множество изменений и дополнений к описанным вариантам осуществления, все из которых попадают в объем патентной защиты полезной модели, определяемый нижеследующей формулой полезной модели.