СВЕТИЛЬНИК

Полезная модель относится к области светотехники, а более конкретно к конструкциям осветительных устройств - светильникам, преимущественно с люминесцентными источниками света, и может быть использована для организации освещения открытых площадок, общественных, производственных и жилых помещений различного назначения, а также помещений, салонов и кабин всех видов транспортных средств, включая палубы или внутренние помещения судов и других плавучих средств, в том числе с возможностью крепления в любом положении в пространстве и эксплуатации в условиях повышенной влажности и широкого диапазона температур окружающего воздуха.
Известен подвесной светильник (см. свидетельство РФ на полезную модель №19133, приор. 14.05.2001 г., F 21 S 8/06, опубл. 10.08.2001 г.), содержащий внешне размещенную профилированную декоративную обечайку, образующую с корпусом двухуровневую ступенчатую конструкцию, и соединенные электрически люминесцентную лампу и пускорегулирующий аппарат, включающий дроссель, стартер и конденсатор.
Недостатком указанного подвесного светильника является излишняя сложность его конструктивного выполнения и невозможность его нормальной эксплуатации на транспортных средствах по причине электромагнитной несовместимости используемого в нем пускорегулирующего аппарата, а также возникновения стробоскопического эффекта в помещениях с работающими устройствами и механизмами, имеющими движущиеся детали и узлы.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому, принятым в качестве ближайшего аналога - прототипа полезной модели, является
потолочный люминесцентный светильник (см. свидетельство РФ на полезную модель №32572, приор. 23.04.2003 г., F 21 V 15/00, опубл. 20.09.2003 г.), включающий сборный корпус в составе корытообразного профиля и выполненных с возможностью разъединения двух торпевин, и установленные в корпусе и электрически связанные между собой лампы с дроссельным пускорегулирующим аппаратом (со стартером).
Недостатком прототипа является нецелесообразность его использования в помещениях с установленным оборудованием, имеющим вращающиеся механические части, например, вентиляторы и другие движущиеся и вращающиеся узлы и детали механизмов, по причине возникновения значительного стробоскопического эффекта при работе светильника, невозможность обеспечения стабилизации светового потока при изменении питающего напряжения в широком диапазоне его величин, а также относительно большие массогабаритные характеристики светильника с такой электрической схемой, что в целом обусловлено применением дроссельного (электромагнитного) пускорегулирующего аппарата. Кроме того, сборная конструкция корпуса прототипа из-за значительной трудности достижения по этой причине высокой степени герметизации светильника, в значительной мере ограничивает возможности его эксплуатации в сложных климатических условиях, например на плавучих транспортных средствах - в условиях повышенной влажности, широкого диапазона изменения температур окружающего воздуха и возможности механических (в том числе ударных) воздействий.
Недостатком прототипа является также использование в его конструкции в основном материалов, обладающих повышенными магнитными свойствами, что делает нецелесообразным его использование вблизи приборов с повышенной чувствительностью к действию магнитных и электромагнитных полей, например навигационных и штурманских приборов транспортных средств.
Предлагаемая полезная модель направлена на устранение недостатков ближайшего аналога - прототипа, включая упрощение конструкции светильника и улучшение следующих его основных потребительских свойств (качеств):
- отсутствие стробоскопического эффекта при работе светильника, в том числе при его использовании в помещениях с установленным оборудованием, имеющим вращающиеся механические части, например, вентиляторы и другие движущиеся и вращающиеся узлы и детали механизмов;
- достижение стабилизации светового потока в широком диапазоне изменения величины питающего напряжения;
- уменьшение массогабаритных характеристик светильника с одновременным повышением степени его защищенности от воздействий внешней среды при его эксплуатации;
- снижение общей величины суммарной составляющей магнитного и электромагнитного полей светильника.
Кроме того, полезная модель позволяет исключить акустический шум в звуковом диапазоне частот при работе светильника, исключить мерцание и сократить время поджига ламп, увеличить их ресурс и обеспечить электромагнитную совместимость и защиту от импульсных коммутационных перенапряжений, возникающих в питающей сети электроэнергетической системы (ЭЭС).
При этом решена задача создания универсального многоцелевого светильника для обеспечения общего освещения помещений, особенности конструкции которого позволяют значительно повысить удобство, надежность и безопасность его эксплуатации с одновременным расширением возможностей его использования в помещениях различного назначения, в том числе производственных, а также помещениях, салонах и кабинах практически всех видов транспортных средств, включая палубы или внутренние помещения судов и других плавучих средств, в том числе с
возможностью эксплуатации в условиях повышенной влажности, давления и широкого диапазона изменения температуры окружающего воздуха и механических (в том числе ударных) воздействий, а также вблизи приборов с повышенной чувствительностью к действию магнитных и электромагнитных полей.
Это достигается тем, что в предлагаемом светильнике, содержащем корпус с элементами электросхемы и крепления, источник света с устройством управления его работой и плафон, в отличии от ближайшего аналога - прототипа, устройство управления работой источника света, преимущественно люминесцентной лампой, выполнено в виде установленного с возможностью работы от электроэнергетической системы как постоянного, так и переменного тока, например посредством дополнительно установленного выпрямительного блока, электронного пускорегулирующего аппарата, выполненного преимущественно по полумостовой схеме на полупроводниковых ключах, например, - силовых МОП-транзисторах, по типу полупроводникового преобразователя напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока повышенной частоты.
Кроме того, поставленная цель достигается тем, что светильник дополнительно снабжен элементом защиты от импульсных перенапряжений, выполненным, например, на полупроводниковых ограничительных элементах, и содержит не менее двух источников света, например люминесцентных ламп, каждый из которых снабжен отдельным электронным пускорегулирующим аппаратом, установленным в его электрической сети с возможностью поддержания при работе упомянутого источника света напряжения питания источника света с частотой не менее 10,0 КГц, что повышает надежность светильника в целом и гарантирует устранение стробоскопического эффекта при работе светильника, соответственно.
Электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА) представляет собой полупроводниковый преобразователь напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока повышенной частоты для обеспечения стабильно-устойчивой работы, преимущественно люминесцентных ламп, выполненный по полумостовой схеме на полупроводниковых ключах -силовых МОП-транзисторах.
При необходимости использования светильника на транспортных средствах специального назначения, которые по своим техническим характеристикам должны соответствовать особым требованиям, в том числе по величине магнитных и электромагнитных полей, например на научно-исследовательских судах, возможен вариант, при котором, по меньшей мере, корпус с элементами его крепления выполнен из маломагнитных материалов, например латуни.
Во всех возможных вариантах конструкций светильника корпус выполнен цельнометаллическим, например, штампованным, из однородного стального листа, преимущественно в форме единого корытообразного элемента, с последующей сборкой и креплением к нему, например, посредством контактной сварки, заранее предусмотренных и изготовленных элементов крепления, обеспечивающих установку светильника в объекте, а также крепление элементов электросхемы, источника света с устройством управления его работой и плафона в светильнике.
На практике одним из наиболее оптимальных вариантов выполнения полезной модели является конструкция, плафон которой выполнен посредством формовки или литья из полимерного светопрозрачного материала, например, листового поликарбоната, в форме корытообразного элемента таким образом, что в собраном с корпусом виде, например, посредством винто-резьбового крепежа по всему периметру сопрягаемых поверхностей отбортованных кромок плафона и корпуса, образует с последним единый герметичный объемный модуль. Причем в случае необходимости, плафон может быть выполнен в виде однородного
ударопрочного единого элемента произвольной пространственно-геометрической конфигурации, например, в форме параллелепипеда с закругленными ребрами и размещенным по центру на его внешней поверхности удлиненным эллипсообразным объемно-выпуклым приливом, таким образом, что при работе источника света обеспечивает максимальную светопропускную способность в отношении его светового потока в сочетании с повышенными прочностными физико-механическими свойствами конструкции упомянутого плафона.
Плафон также может быть дополнительно снабжен внешней защитной оболочкой, например, из высокопрочного оптически прозрачного полимера или металлической сетки, а источник света - дополнительно снабжен заранее предусмотренным защитным пленочным покрытием, выполненным например, посредством его нанесения на внешнюю поверхность светопрозрачной оболочки источника света.
Возможен вариант, при котором корпус светильника может быть дополнительно снабжен устройствами для его амортизации, например пружинного типа, посредством которых осуществляют крепление светильника в месте его установки.
В условиях серийного производства изготовление заявленной конструкции светильника осуществляют с использованием известных материалов и оборудования посредством последовательного выполнения взаимосвязанных стадий следующего технологического процесса.
1. Изготовление корпуса: нарезка заготовки, согласно операционному эскизу; штамповка и последующая фрезеровка корпуса в размер; изготовление деталей крепления корпуса (стоек, втулок, скоб, панелей) и их установка и крепление, посредством контактной сварки, на корпусе и внутри его; зачистка сварных швов; обезжиривание поверхности, нанесение защитного гальванического покрытия и окраска, например, с использованием краски порошковой ПЭ11-91 марки «А», белая.
2. Изготовление плафона: нарезка заготовки; предварительная сушка поликарбоната; формовка плафона (или изготовление посредством литья); обрезка в размер и зачистка кромок; сверление отверстий и нарезка резьбы.
3. Изготовление соединителей: литье корпуса, крышки; изготовление гнезд; сборочная операция.
4. Изготовление необходимых элементов электросхемы и устройств управления работой светильника, в том числе выпрямительного блока и электронного пускорегулирующего аппарата (ЭПРА): изготовление печатных плат и моточных изделий; сборка и монтаж печатных платы с последующей их настройкой и покрытием после этого защитным лаком.
5. Окончательная сборка светильника: установка деталей (кабельных вводов, панелей); клеевая установка уплотнительной прокладки; наклейка шильдиков; установка всех предусмотренных печатных плат на стойки и закрепление винтами; проведение монтажных операций согласно электрической схеме; установка соединителей, панелей, ламп, устройств и органов управления; выполнение испытательно-проверочных операций работоспособности светильника и его отдельных узлов и комплектующих на специальных стендах согласно инструкциям; проверка светильника на длительность функционирования (8-14 часов); проведение окончательной сборки с установкой плафона и герметизацией всего замкнутого объема светильника.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых на фиг.1 схематично изображен общий вид светильника в плане (с частично показанным плафоном) с «функционально» обозначенными основными элементами электросхемы; на фиг.2 - общий вид светильника в плане без плафона и панелей; на фиг.3 - общий вид с торца в сборе с плафоном.
Примером конкретного выполнения одного из оптимальных вариантов заявляемой полезной модели является выполненный с возможностью работы от электроэнергетической системы как постоянного, так и переменного тока, светильник для обеспечения общего освещения помещений различного
назначения, преимущественно транспортных средств, опытный образец которого впервые разработанный применительно к помещениям судов и других плавучих средств (технические условия АРФД.676342.002 ТУ) и изготовленный ООО «Предприятие «ЭРМА», получил коммерческое наименование «Океан-211».
Светильник содержит стальной корпус - 1 корытообразного типа со съемной стальной панелью - 2, установленной в верхней части корпуса, с жестко закрепленными на ней зажимами - 3 для крепления двух люминесцентных осветительных ламп - 4, каждая из которых подключена, например, посредством соединителя - 5 к «собственному», отдельному ЭПРА- 6 (см.фиг.2); элемент защиты от импульсных перенапряжений - 7; дополнительно установленный выпрямительный блок - 8 и плафон - 9 корытообразного вида из поликарбоната, соединенный с корпусом, например, при помощи винто-резьбовых крепежных соединений (на чертеже не обозначены) через размещенную между ними, уплотнительную прокладку - 10, например, из резинового материала, обеспечивающую герметичность всего внутреннего объема светильника. Все необходимые для функционирования светильника отдельные комплектующие соединены между собой электрически согласно электросхеме светильника (на чертежах не показано).
Кроме того, элементы электросхемы и электромонтажа в общем случае включают (на чертежах не обозначены): ввод кабельный для подключения светильника к электросети, вывод кабельный для последовательного подключения светильников, провода для различных электрических соединений и др. (на чертежах не обозначены).
Элементы крепления, кроме вышеупомянутых, в большинстве вариантов содержат (на чертежах не показаны): вертикальные стальные стойки, закрепленные на корпусе 1 при помощи сварки; съемные стальные панели, установленные в верхней части корпуса 1 для крепления соединителей 5 для подключения ламп 4; съемные стальные вертикальные
шестигранные стойки для крепления ЭПРА 6 и поддержания съемных стальных панелей для крепления соединителей 5 для подключения ламп 4; винты для крепления плафона 9 к корпусу 1; крышки крепления соединителей 5 и др. (на чертежах не показаны).
Корпус 1 светильника с элементами крепления, панелью 2 и другими комплектующими может быть полностью выполнен только из немагнитных и маломагнитных материалов, например, латуни, алюминия, нержавеющей стали и т.п.
Все неметаллические элементы электросхемы, электромонтажа, а также детали и узлы крепежа на чертежах не показаны) выполнены из негорючих или трудно горючих материалов.
В качестве люминесцентных осветительных ламп 4 в данном конкретном варианте использованы компактные люминесцентные лампы 4-х выводные с цоколем типа 2G7.
Питание светильника может осуществляться как от сети постоянного тока, так и от сети переменного тока, при этом подвод кабелей (на чертежах не показаны) к корпусу 1 светильника может быть предусмотрен как с боковых сторон, так и с тыльной стороны светильника.
Надежность и безопасность работы светильника при его эксплуатации обеспечивается наличием в его электросхеме дополнительно установленного элемента защиты от импульсных перенапряжений 7.
Применение для включения и управления работой ламп 4 в электрической сети светильника ЭПРА 6 позволяет обеспечивать стабилизацию светового потока светильника в пределах ±10% при изменении питающего напряжения почти в 4-х кратном диапазоне с возможностью предварительного нагрева нити накала.
Конструктивное исполнение светильника - стационарное для крепления в любом положении в пространстве, при этом особенности его конструкции, в том числе обусловленные возможностью образования в собранном виде корпуса с плафоном единого герметичного объемного
модуля, в совокупности достигаемого технического эффекта допускают его применение при температуре окружающего воздуха от -18°С до +45° С и повышенной влажности воздуха до 98% при температуре +35°С, а также при кратковременном повышении температуры до +60°С и относительной влажности до 100% с выпадением росы, что характеризует климатическое исполнение последнего, в том числе по ГОСТ 15150-69. В случае необходимости светильник может быть установлен на амортизаторах, например, пружинного типа.
Плафон 9 светильника может быть выполнен, например прозрачным, или опаловым, или оранжевым и т.д.
При необходимости, в зависимости конкретного предназначения, плафон 9 может быть дополнительно снабжен внешней защитной оболочкой из любого известного высокопрочного оптически прозрачного полимера или в виде металлической сетки, а лампы 4 - также дополнительно снабжены заранее нанесенным на их поверхность защитным пленочным покрытием, которое при механических повреждениях ламп препятствует разлетанию осколков и частиц стекла и люминофора, а также попаданию паров и капель ртути в окружающую среду.
Эксплуатацию светильника вышеописанной конструкции типа «Океан» для обеспечения общего освещения помещений осуществляют путем подключения ЭПРА 6 последнего известным способом к электроэнергетической системе (ЭЭС) постоянного или переменного тока, например, транспортного средства, при этом вследствие наличия ЭПРА на практике светильник используют для установки в помещениях с работающими механизмами, имеющими движущиеся части и узлы, с гарантией полного отсутствия какого-либо проявления стробоскопического эффекта.