МОДУЛЬНЫЙ СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области непереносных источников света, в частности, к системам и устройствам с применением точечного источника света.
Уровень техники
Известен светодиодный светильник (RU 124768 U1, опубл. 10.02.2013), направленный на улучшение теплопередачи от излучающих светодиодов к корпусу, повышение механической жесткости и прочности, повышение герметичности светильника.
Технический результат достигается тем, что светодиодный осветительный модуль, корпус которого выполнен в виде радиатора из корпуса-профиля с задней стенкой и двумя боковыми стенками, с ребрами минимум на боковых стенках, содержащий минимум один светодиодный источник излучения, смонтированный на минимум одной монтажной плате, закрепленной во внутренних симметричных пазах корпуса-профиля, защитный оптически прозрачный экран, закрепленный в симметричных пазах отличается тем, что корпус-профиль выполнен с перемычкой между боковыми стенками профиля с образованием замкнутой полости. Технический результат повышение жесткости и прочности корпуса обеспечивается наличием перемычки, распределяющей боковые усилия на профиль таким образом, что воздействие на одну боковую стенку профиля передается через перемычку на другую боковую стенку. Технический результат повышение степени защиты внутреннего пространства прибора от пыли, влаги, брызг обеспечивается образованием закрытой полости.
Однако в данном решении в области над светодиодами у радиатора отсутствуют ребра, предлагается использовать линзу для каждого светодиода отдельно, в целом, конструкция является громоздкой и имеет значительную высоту, замена платы со светодиодами является сложным процессом, требующим демонтажа корпуса.
Известен (RU 106335 U1, опубл. 10.07.2011) стационарный светильник уличного или внутреннего освещения массового применения. Задачей, на решение которой направлено данное техническое решение, является повышение срока службы светильника за счет повышения эффективности теплоотвода при сохранении его эксплуатационной надежности и расширение технологических и функциональных возможностей. Светильник уличный светодиодный, включающий, по меньшей мере, один корпус, поверхность которого содержит пластины оребрения, установленный внутри корпуса светодиодный модуль со светодиодами, соединенными между собой, блок питания и защитное стекло, при этом корпус выполнен монолитным и состоит из верхней для блока питания и нижней для светодиодных модулей полостей, имеющих перегородку, а светодиодных модулей может быть, по меньшей мере, три, причем, внутри обеих частей корпуса выполнены направляющие для установки платы блока питания, плат светодиодных модулей и защитного стекла, а на наружной поверхности корпуса выполнены элементы для монтажа светильника в различных условиях эксплуатации и направляющие для присоединения следующих модулей. Корпус светильника выполнен из алюминия или его сплавов. Поверх каждого светодиода возможна установка оптических линз в зависимости от требуемых характеристик. Элементы для монтажа светильника расположены на обеих наружных боковых на нижней части и сверху на верхней сторонах корпуса и имеют Т-образный профиль. Пластины оребрения выполнены преимущественно на нижней части корпуса на верхней и боковых сторонах.
Однако в данном решении в некоторых областях над светодиодами у радиатора отсутствуют ребра, предлагается использовать линзу для каждого светодиода отдельно, в целом, конструкция является громоздкой и имеет значительную высоту, замена платы со светодиодами является сложным процессом, требующим демонтажа корпуса.
Известен (RU 118397 U1, опубл. 20.07.2012) светодиодный светильник, направленный на повышение эксплутационной надежности, а также унификацию крепления светильника. Сущность заявляемой полезной модели заключается в следующем. Светильник светодиодный содержит корпус с закрепленной в нем печатной платой, на которой размещены светоизлучающие диоды с интегрированной первичной оптической системой, каждый из которых имеет вторичную оптическую систему, а также защитный экран, выполненный из металла. При этом светильник снабжен, по крайней мере, одним блоком питания, узлом крепления светильника, а корпус выполнен из теплопроводного материала и состоит из двух отсеков, один отсек - для размещения блока питания светоизлучающих диодов, а второй отсек - для размещения светоизлучающих диодов с возможностью эффективного теплопереноса, причем на наружной поверхности корпуса выполнены продольные ребра. Причем один отсек корпуса выполнен в виде отрезка пустотелого металлического профиля с элементами для крепления светильника в различных условиях эксплуатации, второй отсек корпуса - в виде отрезка «П»-образного металлического профиля, а пространство между вторичной оптической системой и защитным экраном заполнено герметизирующим материалом. Кроме того, узел крепления светильника снабжен дополнительными элементами и выполнен с возможностью крепления к консоли уличного столба, к стене или к потолку помещения или здания.
Однако в данном решении в области над светодиодами у радиатора отсутствуют ребра, предлагается использовать линзу для каждого светодиода отдельно, в целом, конструкция является громоздкой и имеет значительную высоту, замена платы со светодиодами является сложным процессом, требующим демонтажа корпуса.
Известно (KR 20090081852 A, опубл. 29.07.2009) светодиодное осветительное устройство для объединения множества светодиодов с нагревательной пластиной на основании печатной платы и улучшения эффекта нагрева. Светодиодное осветительное устройство содержит корпус, печатную плату, пластину излучения и отражающую пластину. Корпус открывается в верхней части, а также с правой и левой стороны. Печатная плата установлена в верхней части корпуса и имеет несколько светодиодов. Излучающая пластина совмещена с печатной платой и излучает тепло светодиодов. Отражающая пластина образована на верхнем торце корпуса.
Однако в данном решении в области над светодиодами у радиатора отсутствуют ребра, предлагается использовать линзу для каждого светодиода отдельно, в целом, конструкция является громоздкой и имеет значительную высоту, замена платы со светодиодами является сложным процессом, требующим демонтажа корпуса.
Известно светодиодное осветительное устройство (RU167450, опубл. 10.01.2017), в котором раскрывается, что светодиодное осветительное устройство содержит корпус, выполненный в виде замкнутого профиля с ребрами, в котором на наружных симметричных выступах установлены, по меньшей мере, одна плата с, по меньшей мере, одним источником света, и защитная светопрозрачная панель, а на симметричных выступах внутри корпуса установлен блок пускорегулирующего оборудования. Защитная светопрозрачная панель, плата и блок пускорегулирующего оборудования выполнены сменными, при этом плата и блок пускорегулирующего оборудования соединены посредством электрического разъемного соединения. Технический результат, достигаемый в настоящей полезной модели, заключается в возможности создания на единой элементной базе осветительного устройства с различными светотехническими характеристиками, а также обеспечение возможности замены или дополнения элементов устройства в процессе его эксплуатации без необходимости демонтажа устройства с несущей поверхности.
Однако в данном решении в области непосредственно над светодиодами у радиатора отсутствуют ребра, предлагается использовать линзу для каждого светодиода отдельно, в целом, конструкция является громоздкой и имеет значительную высоту, замена платы со светодиодами является сложным процессом, требующим демонтажа корпуса.
Известен светильник (RU2561712 A, опубл. 10.09.2015), содержащий теплоотводящий профиль в качестве его корпуса с задней, двумя боковыми, передней стенками с образованием замкнутой полости с расположением по задней стенке с наружной стороны паза для крепления к внешним конструкциям; содержащий минимум один источник питания; содержащий минимум один твердотельный полупроводниковый источник света, смонтированный на минимум одной монтажной плате; защитный ударопрочный светопрозрачный экран в виде профиля, закрепленный в симметричных пазах; боковые крышки с размещением на одной из них герметичного ввода питания, отличающийся тем, что корпус выполнен полностью симметричным относительно продольной плоскости с рифлеными задней и боковыми стенками, при этом крепление светопрозрачного экрана, крепление плат световых модулей, а также крепление боковых крышек винтами к одному и тому же центральному пазу в теплоотводящем профиле осуществляется непосредственно по передней стенке корпуса
Однако в данном решении в области непосредственно над светодиодами у радиатора отсутствуют ребра, в целом, конструкция является громоздкой и имеет значительную высоту, замена платы со светодиодами является сложным процессом, требующим демонтажа корпуса.
Раскрытие полезной модели
В одном аспекте полезной модели раскрыт модульный светодиодный светильник, содержащий:
- алюминиевый радиатор;
- плату со светодиодами;
- светопрозрачную пластину с выемкой для платы со светодиодами, съемно прикрепленную к радиатору;
причем пластина выполнена с возможностью прижимать плату со светодиодами к корпусу радиатора.
В дополнительных аспектах полезной модели раскрыто, что радиатор содержит ребра для теплоотвода; в радиаторе выполнено отверстие для электрического разъема платы, разъем выполнен по стандарту не менее IP 65; пластина содержит элементы линзы для создания требуемой кривой силы света; пластина выполнена с возможностью защиты платы со светодиодами от пыли, влаги и механических повреждений; пластина выполнена с возможностью герметизации платы со светодиодами; съемное крепление пластины осуществлено с помощью винтового соединения; радиатор содержит элементы разъемного крепления к внешнему корпусу, причем элементы разъемного крепления радиатора к внешнему корпусу представляют собой по меньшей мере одно из элементов винтового соединения, кулачкового зажима или элементов защелки.
Основной задачей решаемой заявленной полезной моделью является обеспечение модульной конструкции светодиодного светильника с легко и быстро заменяемыми модулями, что обеспечивает улучшение ремонтопригодности и адаптации под различные внешние условия.
Сущность полезной модели заключается в том, что основной элемент светодиодного светильника: осветительный блок, состоящий из теплорассеивающего алюминиевого радиатора, платы с диодами и светопрозрачной пластины с линзой, является разборным и сменным. В осветительном блоке можно легко и быстро заменить радиатор, плату со светодиодами или светопрозрачную пластину с линзой. При этом к осветительному блоку может быть прикреплен отдельный источник питания (тока), который также легко и без инструментов подключается с помощью разъема (клемма или штекер) выполненный по стандарту не менее IP 65, и отдельный декоративный корпус светильника, выполненный из любых доступных материалов (полимеры, металлы и прочее).
Технический результат, достигаемый решением, заключается в расширении арсенала технических средств, возможности легкой и быстрой замены элементов светильника, элементов осветительного блока, повышении ремонтопригодности, удобстве модификации источника света, уменьшение толщины светильника.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 показывает известный из уровня техники модульный светильник.
Фиг.2 показывает теплорассеивающий алюминиевый радиатор
Фиг.3 показывает осветительный блок в сборе.
Осуществление полезной модели
Раньше в газоразрядных лампах светильником считался корпус или корпус плюс блок розжига (ЭПРА), лампа и ЭПРА были расходным материалом и ремонт светильника не составлял труда. С появлением светодиодных светильников сам светильник стал уже сложным техническим продуктом, с низкой ремонтопригодностью, исключающей осуществление ремонта силами обычных потребителей.
Предложенный модульный светодиодный светильник обеспечивает универсальность, легкость замены платы со светодиодами и линзы (регулируя тем самым освещение от светильника), компоновку широкого спектра мощностей в рамках большинства имеющихся и проектируемых светильников.
Данное решение позволяет увеличить ресурс работы светильников, их ремонтопригодность, так как нет необходимости отправлять светильники на завод-изготовитель для ремонта, в результате значительно снижаются затраты на ремонт и усовершенствование светильников, так как можно легко заменять платы со светодиодами на более эффективные или заменять блоки питания без всякого воздействия на светильник.
На фиг.1 показан известный из уровня техники светильник, однако его корпус имеет значительную толщину из-за большой высоты корпуса, в нем не предусмотрена возможность легкой замены модулей светильника.
Для создания предложенной модели модульного светодиодного светильника, используется модульная конструкция в виде радиатора (отлитый или отпрессованный методом экструзии алюминиевого профиля) с технологическими выемками для крепления прозрачной пластины с линзами, отверстием под крепление и вывод питающего кабеля.  На фиг.2 показан примерный вид радиатора, но на рисунке не показано отверстие для разъема под электрический кабель.
Такая конструкция обеспечивает стабильную и нормальную теплопередачу между платой со светодиодами и радиатором, что обеспечивает температуру 60-65 градусов Цельсия при мощности светодиодов около 25 Вт.
Корпус модульного светильника выполнен разъемно присоединяемым к осветительному блоку и может быть выполнен как из металла, так и из пластика. Такая модульность и возможность быстрой замены любого модуля светильника обеспечивает большую свободу в производстве светильника.
На фиг.3 показан осветительный блок в сборе. К радиатору 301 присоединена светопрозрачная пластина 302, в выемке которой находится плата 303 со светодиодами 304. Крепление в данном варианте осуществления выполнено с помощью винтов 305. Питание подводится с помощью электрического кабеля 306.
Легкая замена модулей может быть осуществлена благодаря доступности винтовых соединений, места соприкосновения светопрозрачной пластины 302 с платой 303, а также минимальный воздушный зазор между ними позволяют обеспечить дополнительный теплоотвод.
Сборка и работа предложенного устройства
Сборка осуществляется следующим образом: на радиатор устанавливается плата со светодиодами, сверху устанавливается светопрозрачная пластина, которая прикрепляется к радиатору съемным образом, например, винтами, закрепление пластины одновременно приводит к прижатию к радиатору платы со светодиодами, заранее установленной в выемку светопрозрачной пластины. Для улучшения теплового контакта платы с радиатором может использоваться термопаста.
Чтобы размещение модулей светильника относительно друг друга было корректным, их размеры и средства функционального соединения друг с другом подобраны соответствующим образом.
Размеры выемки в светопрозрачной пластине и размеры платы со светодиодами соответствуют друг другу так, чтобы обеспечивать прижатие платы со светодиодами к радиатору, а также, чтобы обеспечивать расположение линзы светопрозрачной пластины в таком месте и на таком расстоянии относительно светодиодов, чтобы обеспечивать заданный световой поток. Выемка в светопрозрачной пластине может содержать выступы для прижатия платы, сама выемка может иметь разные уровни глубины такие, чтобы прижимать плату только по краям. Специалист в данной области техники без приложения творческих усилий сможет предложить множество вариантов реализации предложенного монтажа светопрозрачной пластины и платы к корпусу.
Крепление всех элементов друг к другу осуществляется с помощью винтов, болтов, зажимов или иных средств быстрого разъемного соединения.
Количество светодиодов на плате может быть любым, предпочтительно оно составляет от 1 до 100, еще более предпочтительно от 4 до 40, еще более предпочтительно от 6 до 20.  Оптимальное количество светодиодов выбирается из соображений легкости модификации с одной стороны (чтобы не менять светопрозрачную пластину на каждом отдельном светодиоде в случае необходимости) и сохранения гибкости модификации (чем больше отдельных модулей может быть модифицировано, тем больше комбинаций по параметрам освещения может быть реализовано).
Собранный осветительный блок может быть прикреплен к корпусу с помощью разъемных соединений, элементы которых (отверстия, резьба, прорези, крючки, зажимы) обеспечены на радиаторе.
После подключения электрического питания к плате со светодиодами через предусмотренный для этого установленный в радиаторе разъем светодиоды начинают излучать свет и модульный светильник начинает работу.
Вариант 1 осуществления
Модульный светильник состоит из корпуса, радиатора, платы со светодиодами, светопрозрачной пластины, функционально соединенных друг с другом.
Корпус представляет собой металлическое или пластиковое изделие, выполняющее функцию защиты блока питания, декоративную функцию, функцию компоновочного модуля для светодиодных модулей, блока питания, системы управления и так далее в зависимости от комплектации.
Радиатор выполнен в виде по существу плоской пластины с ребрами охлаждения, материал радиатора предпочтительно алюминий, но может использоваться либо другой металл, либо пластик с высокой теплопроводностью. Радиатор содержит элементы для крепления к нему светопрозрачной пластины, этими элементами могут быть защелки, шипы, пазы, отверстия, выемки и т.д. Размер ребер может выбираться в зависимости от мощности устанавливаемых светодиодов, возможен вариант, что вместо ребер используются лишь выемки на поверхности для увеличения площади радиатора, либо ребра не используются вовсе.
Плата со светодиодами представляет собой по существу плоское основание, выполненное из алюминия, текстолита или иного подходящего материала, на котором смонтированы светодиоды и сопутствующие компоненты для обеспечения надежной работы светодиодов.
Светопрозрачная пластина выполнена из одного из материалов из: поликарбонат, акриловое стекло, оргстекло, полистирол или иного светопрозрачного полимерного материала. Светопрозрачная пластина содержит элементы для крепления к радиатору, этими элементами могут быть защелки, шипы, пазы, отверстия, выемки и т.д.
Для присоединения светопрозрачной пластины к радиатору могут использоваться винты, болты, зажимы, защелки и т.п.
Светопрозрачная пластина содержит выемку для вмещения платы со светодиодами, выемка выполнена так что, при монтаже светильника светопрозрачная пластина прижимает помещенную в выемку плату к радиатору.
Также светопрозрачная пластина содержит элементы линзы, сформированные в ее теле. Эти элементы используются для формирования требуемой кривой силы света светильника.
При креплении светопрозрачной пластины к радиатору может использоваться силиконовая прокладка для обеспечения надежной герметизации пространства между светопрозрачной пластиной и радиатором.
Радиатор содержит герметизированный электрический разъем для подключения внешнего источника питания, электрический ток через разъем поступает на соответствующие входы платы со светодиодами для обеспечения работы светодиодов.
Радиатор также содержит элементы крепления к корпусу, этими элементами могут быть защелки, шипы, пазы, отверстия, выемки, крючки и т.д. Корпус также может содержать элементы для крепления радиатора и монтажа на требуемую поверхность.
Сборка модульного светодиодного светильника осуществляется следующим образом: при помощи средств крепления, например винтов, прикрепляют друг к другу светопрозрачную пластину и радиатор, причем в выемке светопрозрачной пластины предварительно помещают плату со светодиодами. Далее собранный осветительный блок прикрепляют к корпусу, завершая таким образом сборку модульного светодиодного светильника.
Вариант 2 осуществления
В этом варианту осуществления у модульного светильника отсутствует корпус, то есть радиатор, плата со светодиодами и прозрачное покрытие с линзой представляют собой модульный светильник. В этом варианте в радиаторе предусмотрены крепления для установки на стену, опору, в нишу или внешний корпус и подключение к питанию.
Варианты осуществления не ограничиваются описанными здесь вариантами осуществления, специалисту в области техники на основе информации, изложенной в описании, и знаний уровня техники станут очевидны и другие варианты осуществления полезной модели, не выходящие за пределы сущности и объема данной полезной модели.
Под функциональной связью элементов следует понимать связь, обеспечивающую корректное взаимодействие этих элементов друг с другом и реализацию той или иной функциональности элементов. Частными примерами функциональной связи может быть связь с возможностью обмена информацией, связь с возможностью передачи электрического тока, связь с возможностью передачи механического движения, связь с возможностью передачи света, звука, электромагнитных или механических колебаний и т.д. Конкретный вид функциональной связи определяется характером взаимодействия упомянутых элементов, и, если не указано иное, обеспечивается широко известными средствами, используя широко известные в технике принципы.
Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.
Элементы предложенного устройства находятся в общем корпусе, связаны друг с другом конструктивно и функционально посредством монтажных (сборочных) операций.
Несмотря на то, что примерные варианты осуществления были подробно описаны и показаны на сопроводительных чертежах, следует понимать, что такие варианты осуществления являются лишь иллюстративными и не предназначены ограничивать более широкую полезная модель, и что данная полезная модель не должна ограничиваться конкретными показанными и описанными компоновками и конструкциями, поскольку различные другие модификации могут быть очевидны специалистам в соответствующей области.