СВЕТЯЩАЯСЯ ПЛИТКА

Предлагаемая полезная модель относится к области строительства, а более конкретно - к конструкциям светящихся строительных элементов для устройства подсветки и информационного оформления (например, долговременной разметки) дорожек, тротуаров, автомобильных дорог, авиационных взлетно-посадочных полос, а также к конструкциям светящихся элементов для декоративного оформления внутренних и наружных поверхностей жилых и производственных помещений.
Известны разнообразные конструкции светящихся плиток, блоков, деталей, панелей, камней, кирпичей, профилей и т.п., применяемых в строительстве как во внутренней, так и во внешней декоративной отделке интерьеров.
Известен, например, светопроводящий строительный профиль по патенту РФ на полезную модель N 56927, выполненный из светопроводящего материала и имеющий сопрягаемую форму с элементом декорирования, причем в профиле выполнены полости, в которых расположены светодиоды или жидкокристаллический шнур, связанные посредством удлинителя и соединительного разъема с блоком управления светодиодами, а сам профиль имеет нижнюю защитную оболочку и наружную прозрачную декоративную оболочку, соединенные клеевым способом, и технологические отверстия для крепления к строительной поверхности.
Такой профиль, хотя и обеспечивает возможность декорирования различных поверхностей интерьеров, однако, из-за его конструктивных особенностей (наличия непрочных элементов с полостями и отверстиями) его невозможно применять в условиях высоких вибрационных и ударных нагрузок (например, на тротуарах или на автомобильных дорогах).
Известна также светящаяся строительная панель по патенту РФ на полезную модель N 71666, содержащая основание, по меньшей мере, два светодиода, установленные на нем, и имеется слой материала, способный к люминесценции и расположенный на основании, светодиоды установлены с возможностью встречного направления их световых потоков друг к другу и воздействия световыми потоками на упомянутый слой материала, расположенный между ними, при этом в качестве материала слоя использована либо флуоресцентная краска, либо люминофор, а основание выполнено либо в виде плитки, либо в виде напольной плитки или тротуарной плитки, либо в виде настенной или потолочной плитки, либо в виде паркета или паркетной доски, или карниза или бордюрного полотна, кроме этого, в слой материала введено вещество, способное к отражению света.
Все указанные варианты известного решения хотя и обеспечивают некоторое снижение энергопотребления при эксплуатации светящейся панели (плитки), однако, они обладают относительно низкой надежностью работы в условиях эксплуатации при высоких вибрационных или ударных нагрузках, например, на автомобильных дорогах, особенно при использовании т.наз. «шипованных» шин.
Известна также конструкция светящейся строительной детали (плитки) по патенту РФ на полезную модель N 129517, E01F 9/00, 2013 г.
Данная светящаяся строительная деталь, выполненная из полимерного материала, содержит наполнитель, выполненный в виде стеклянной крошки, и, по крайней мере, один светодиод, при этом она включает наружный слой полимера, не содержащего наполнителя, а светодиод размещен на токопроводящей ленте, уложенной внутри полимерной массы по периметру детали на уровне слоя, содержащего наполнитель. Кроме этого, деталь может быть дополнительно футерована со всех сторон, за исключением лицевой, силиконовым пластиком.
Такая светящаяся деталь (плитка) хотя и может использоваться как в качестве тротуарной плитки (для пешеходных или велосипедных дорожек) или декоративной плитки с оригинальным узором, однако, ее использование в качестве элемента высоконагруженных автомобильных дорог или авиационных полос исключено из-за больших вибрационных и ударных нагрузок и большой вероятности выхода плитки из строя, что может привести к созданию аварийной ситуации.
Известен также набор светящихся элементов для скоростной автомобильной дороги по патенту РФ на полезную модель N 123784. Такой набор предназначен для разделения полос движения по направлениям встречных потоков автомобильного транспорта и содержит набор электрически соединенных между собой и с единым пультом управления осветительных устройств с чередованием красного и желтого цветов расположенных в дорожном покрытии дискретно по длине полос движения с образованием между ними интервалов, а также
осветительных устройств зеленого цвета, установленных в начале полос движения.
Конструкция таких светящихся элементов хотя и позволяет обеспечить перераспределение количества полос по направлениям движения транспорта и увеличить безопасность движения, однако, из-за их конструктивных особенностей они в ряде применений не могут обеспечить необходимый световой поток, особенно при неблагоприятных погодных условиях, что снижает надежность и эффективность их эксплуатации.
Наиболее близким решением к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому эффекту от его использования является конструкция блока строительного с подсветкой по патенту РФ на полезную модель N 99787, Е01С 17/00, Е04С 1/42, 2010 г., применяемого в виде тротуарной плитки, содержащей корпус, образованный матрицей на основе светопрозрачного ударопрочного, теплостойкого и влагоустойчивого материала, внутри которого размещен светодиодный кластер, причем светопрозрачный материал матрицы выполнен объемно-матовым или, по меньшей мере, одна наружная сторона корпуса выполнена матовой, наружная сторона корпуса имеет форму либо усеченной пирамиды, либо сферообразную, или многоугольную, или овалообразную, или цилиндрическую форму. Кроме этого, в объем матрицы или в материал наружной стороны введен аэросил, и/или тригидрат алюминия, и/или мраморная крошка, и/или стеклянная крошка на глубину 1 мкм - 1 см. При этом, в качестве светопрозрачного, ударопрочного, теплостойкого и влагоустойчивого материала применен полимер на основе класса полиэфирных смол, преимущественно ортофталиевый полиэфир с низкой вязкостью и реактивностью, модифицированный акрилом, а печатная плата светодиодного кластера в плане имеет двустороннюю гребенчатую форму или имеет форму в плане четырехлучевой диагональной звезды
Данный блок, хотя и может использоваться в виде тротуарной плитки или брусчатки, а также для ограждений, бассейнов, или для разделительных полос шоссейных дорог или для взлетно-посадочных полос, однако, из-за некоторых конструктивных особенностей, а также из-за использования некоторых материалов типа мраморной крошки или стеклянной крошки имеют место значительные потери светового потока и снижается надежность работы в жестких условиях высоких ударных и вибрационных нагрузок, что в целом снижает эффективность работы такого блока (плитки).
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является, во-первых, - повышение функциональных, прочностных и эстетических свойств светящейся плитки (блока, камня, кирпича), путем применения особых технологических приемов и материалов, а, во-вторых, - обеспечение равномерности свечения лицевой части плафона при сниженном энергопотреблении.
Данная задача решается с помощью технического результата, заключающегося в применении материалов и конструктивных решений, повышающих надежность и срок службы эксплуатации светящейся плитки за счет исключения материалов со значительной разницей теплового линейного расширения, применения однотипных компаундов, образующих монолитный корпус, что повышает его прочность, влагостойкость и стойкость к вибрационным и ударным нагрузкам, обеспечивая 100%-ю адгезию склеиваемых слоев корпуса и его герметичность.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной светящейся плитке, содержащей корпус, образованный матрицей на основе светопрозрачного ударопрочного, теплостойкого и влагоустойчивого материала, внутри которого размещен светодиодный блок-модуль (кластер),
во-первых, корпус плитки закрыт сверху двухслойным оптически прозрачным плафоном, лицевая часть (верхний слой) которого выполнена из твердого оптически прозрачного полиуретана, толщиной от 3-х до 4-х мм. с твердостью по Шору - 75-80D, образующего износостойкую, ударостойкую и текстурированную (не скользкую) наружную поверхность, а второй (внутренний слой) плафона выполнен из прозрачного эпоксидного (полиэфирного) компаунда толщиной около 12-14 мм. Кроме этого, в состав плафона могут включаться светорассеивающий пигмент (например, типа «Полимерной пигментной композиции» по патенту E АПО N ЕА 201071029) и полиамидное волокно (например, из материала типа «Кевлар»), дополнительно армирующее плафон;
во-вторых, корпус выполнен с толщиной стенок от 11 до 14 мм. из высокопрочного двух компонентного или трех компонентного компаунда с минеральным или полимерным наполнителем;
в-третьих, светодиодный блок-модуль (кластер) состоит из корпуса - рефлектора, на дне которого размещены и неподвижно закреплены платы с цветными светодиодами, либо многоцветные светодиодные ленты, электрически подключенные с помощью соответствующего и закрепленного к корпусу рефлектора провода к блоку питания.
При этом, для полной герметизации и защиты светодиодов и контактных мест пайки светодиодные платы (ленты), размещенные на дне корпуса-рефлектора, могут быть загерметизированы оптически прозрачным силиконовым (каучуковым) компаундом, а для обеспечения дополнительного эффективного рассеивания светового потока весь объем корпуса-рефлектора также может заполняется компаундом, в состав которого, включены прозрачные полимерные гранулы.
Предлагаемая полезная модель пояснена иллюстрациями, на которых: на Фиг. 1 показана конструкция предлагаемой светящейся плитки в поперечном разрезе, для показа конструкции светодиодного блока-модуля (кластера);
на Фиг. 2 представлена фотография общего вида предлагаемой светящейся плитки;
на Фиг. 3 представлена фотография вида снизу на предлагаемую светящуюся плитку.
Предлагаемая светящаяся плитка содержит корпус 1, образованный матрицей на основе ударопрочного, термостойкого и влагоустойчивого материала, внутри которого размещен светодиодный блок-модуль (кластер) 2,
во-первых, корпус 1 плитки закрыт сверху неподвижно закрепленным на корпусе 1 двухслойным оптически прозрачным плафоном, лицевая часть (верхний слой) 3 которого выполнена из твердого оптически прозрачного полиуретана, толщиной от 3-х до 4-х мм (например, из материала марки Clear Flex 50), нанесенного, например, методом холодного литья и образующего износостойкую, ударостойкую и шершавую (не скользкую) наружную поверхность, а второй (внутренний слой) 4 плафона выполнен из прозрачного эпоксидного (полиэфирного) компаунда толщиной около 12 мм (например, из материала марки Этал - 27НТ/12НТ), кроме этого, в состав плафона могут включаться светорассеивающий пигмент (например, типа «Полимерной пигментной композиции» /на чертеже не показана/ по патенту ЕАПО N ЕА 201071029) и полиамидное волокно (например, из материала типа «Кевлар») /на чертеже не показано/, дополнительно армирующее плафон;
во-вторых, корпус 1 выполнен с толщиной стенок от 11 до 14 мм из высокопрочного компаунда (например, из материала марки К-300) с минеральным или полимерным наполнителем;
в-третьих, светодиодный блок-модуль (кластер) 2 снабжен защитным корпусом-рефлектором 5 (трапециевидной в сечении формы) со светоотражающей внутренней поверхностью, на дне которого размещены и неподвижно закреплены либо платы с цветными светодиодами, либо многоцветные светодиодные ленты 6, электрически подключенные с помощью соответствующих проводов 7 через контроллер RGB 8 (при необходимости применения) к блоку питания 9, при этом корпус-рефлектор 5 светодиодного блока-модуля (кластера) 2 полностью заполнен оптически прозрачным герметизирующим компаундом 10, причем для обеспечения дополнительного эффективного рассеивания светового потока в компаунд включены прозрачные полимерные гранулы 11 (например, из материала типа ПНД или ПВД).
После изготовления светящаяся плитка готова к ее подключению либо к сети, либо к запуску индивидуального источника питания и к ее монтажу на любой опорной поверхности, а также к началу ее эксплуатации в любых погодных условиях и в условиях высоких вибрационных и ударных нагрузок.
Использование предлагаемой полезной модели позволяет:
1. Существенно повысить надежность работы светящейся плитки за счет исключения возможности образования конденсата, исключения окисления мест пайки и выводов элементов светодиодного кластера, а также за счет повышения вибростойкости, ударостойкости, прочности на сжатие и износостойкости.
2. Повысить эстетическую привлекательность плитки за счет обеспечения равномерного свечения всей поверхности плафона, без увеличения энергопотребления и возможности получения десятков цветовых комбинаций, как статически светящихся цветов, так и автоматического изменения цветов с различной скоростью.
3. Расширить функциональные возможности светящейся плитки путем обеспечения возможности применения либо цветных светодиодов с простым переключателем, которым можно вручную включать красный, зеленый, синий свет, или их совместные комбинации - желтый, сиреневый, бирюзовый, холодный белый, либо при применении сведодиодной многоцветной ленты, подключенной через контроллер RGB, возможно получить десятки цветовых комбинаций, как статически светящихся цветов, так и автоматическое изменение цветов с различной скоростью, причем использование многоцветных светодиодов, включенных через контроллер, значительно повышает срок службы светодиодного кластера и, соответственно, светящейся плитки.
Применение различных светодиодных лент обеспечивают получение световых потоков следующих цветов:
Монохромные ленты: холодное свечение, теплое свечение, красный цвет, синий цвет, зеленый цвет, желтый цвет, розовый цвет; Многоцветные (RGB) ленты: красный цвет, зеленый цвет, синий цвет.