ПРОЖЕКТОР

Полезная модель относится к светотехнике и может использоваться в качестве прожекторных установок, обеспечивающих разворот луча с управляемой расходимостью по азимуту (влево/вправо) и углу места (вверх/вниз), эксплуатация которых осуществляется преимущественно в жестких климатических условиях загрязненной внешней среды.
Известно осветительное устройство с системой охлаждения достаточно эффективно отводящей наружу тепло, генерируемое внутри устройства. Устройство имеет герметизированную охлаждающую конструкцию, предотвращающую проникновение внешних загрязнений (Патент РФ №2219619, опубл. 20.12.2003), в которой охлаждающим веществом является вода. Однако эта система предназначена для охлаждения специфического излучателя, использующего микроволновую энергию, причем использование воды не всегда целесообразно из-за возможного ее замерзания.
Известны используемые в прожекторах поворотные устройства (Патенты РФ №2235046, опубл. 27.08.2004 и №69491, опубл. 27.12.2007) для установки их на вертолетах, и, в связи с этим, обладающие специфической конструкцией, не подходящей для предлагаемого вида эксплуатации.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели и выбранным в качестве прототипа является прожектор (Патент РФ №41508, опубл. 27.10.2004), в герметичном корпусе излучателя которого установлен светооптический блок в составе источника некогерентного оптического излучения в виде дуговой ксеноновой лампы и светоформирователя потока этого излучения в выходном окне корпуса, перекрытом светопрозрачным элементом. Излучатель снабжен системой охлаждения в составе воздухоохлаждаемого рекуператора, поверхность теплообмена которого вынесена за пределы герметичного корпуса и выполнена в виде пучка металлических труб.
Недостатками прототипа являются сложность и громоздкость необходимого для изменения диаграммы направленности выходного светового потока светоформирователя, связанного с использованием единственной лампы, воздушное принудительное охлаждение внутреннего объема герметичного корпуса с помощью вентилятора, следствием чего являются большие габариты изделия и неудобство сочленения с поворотным устройством, а также низкая надежность вентилятора обдувающего вынесенную за пределы герметичного корпуса часть рекуператора в случае работы в условиях загрязненной внешней среды.
Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в обеспечении надежной работы в жестких климатических условиях, уменьшении габаритов и расширении функциональных возможностей прожектора.
Поставленная задача решается благодаря достижению технического результата, заключающегося в оптимизации конструкции и повышении эффективности работы.
Указанный технический результат при реализации предлагаемой полезной модели достигается тем, что в прожекторе, герметичный корпус излучателя которого содержит светооптический блок с соединенными с блоком питания и управления некогерентным источником оптического излучения и светоформирователем потока этого излучения в перекрытом светопрозрачным элементом выходном окне корпуса, снабженного системой охлаждения в составе воздухоохлаждаемого рекуператора, поверхность теплообмена которого вынесена за пределы герметичного корпуса и выполнена в виде пучка металлических труб, согласно полезной модели, источник оптического излучения светооптического блока выполнен, по меньшей мере из двух, установленных в непосредственной близости друг от друга ксеноновых ламп, оптические оси которых параллельны, светоформирователь потока излучения представляет собой расположенный между прозрачными торцами каждой лампы и светопрозрачным элементом подвижный носитель с оптическими клиньями, которые в одном из положений обладают функцией расширения диаграммы направленности излучаемого потока, а система охлаждения в составе рекуператора выполнена жидкостной в виде соединенных трубопроводом капсул, в которые помещены ксеноновые лампы с зазорами между их корпусами и внутренними стенками капсул, насоса, установленного в самой нижней части охлаждающей системы и обладающего функцией забора жидкости из расширительного бачка, а также поверхности теплообмена, металлические трубы пучка которой соединены последовательно и оребрены. При этом в местах сопряжения трубопровода с капсулами установлены датчики температуры, связанные с блоком питания и управления через таймер периодической активизации датчиков.
Охлаждающей жидкостью, которая циркулирует в охлаждающей системе при работе насоса, является полиметилсилоксан низкой плотности.
Дополнительно корпуса ксеноновых ламп снабжены оребренными радиаторами, а таймер периодической активизации датчиков наделен функцией периодической задержки измерения с учетом теплоемкости ламп с радиаторами. Кроме того, излучатель прожектора оснащен поворотным устройством с азимутальным и угломестным электроприводами, с концевыми датчиками углов поворотов и выключателями.
Сущность полезной модели поясняется фигурой, на которой представлено схематичное изображение излучателя предлагаемого прожектора.
Прожектор содержит излучатель, в герметичный корпус 1 которого установлен светооптический блок. Выходное окно корпуса 1 перекрыто светопрозрачным элементом 2. Между элементом 2 и прозрачными торцами 3 ксеноновых ламп 4 светооптического блока установлен носитель оптических клиньев 5, который при работе устройства, в качестве светоформирователя может занимать два положения, одно из которых соответствует установке оптических клиньев 5 перед прозрачными торцами 3 ламп 4, а другое - установке перед прозрачными торцами 3 открытого пространства. Каждая лампа 4 помещена в капсулу 6 с зазором 7 между корпусами ламп 4 и внутренними стенками капсул 6. Дополнительно корпуса ламп снабжены оребренными радиаторами 8. Зазоры 7 объединены трубопроводом 9 с насосом 10, расширительным бачком 11 и вместе с расположенным вне герметичного корпуса 1 воздухоохлаждаемым отсеком 12 представляют собой заполненный жидкостью рекуператор системы охлаждения. Причем насос 10 установлен в самой нижней части этой системы, а отсек 12 выполнен в виде пучка оребренных и соединенных последовательно металлических труб. В плоскости прозрачного торца 3 каждой из ламп 4 между корпусом лампы и стенкой капсулы 6 установлена герметизирующая прокладка 13. В местах сопряжения трубопровода 9 с капсулами установлены датчики температуры 14 и 15, соединенные, как и ксеноновые лампы 4, носитель с оптическими клиньями 5, а также насос 10 с блоком питания и управления 16, в состав которого входит связанный с датчиками температуры 14 и 15 таймер 17 периодической их активизации. Блок 16 соединен также с устройством поворотным, которым оснащен излучатель прожектора. Устройство поворотное (на фиг. не указано) содержит электропривод азимутальный и электропривод угломестный с функцией вращения соответственно азимутальной и угломестной осей излучателя соответственно. Устройство поворотное аналогично устройствам (см. патенты РФ №2235046, опубл 27.08.2004 и №69491, опубл. 27.12.2007) предназначенным для размещения на летательном аппарате. Для исключения теплового воздействия в результате попадания луча прожектора на элементы конструкции летательного аппарата в эти устройства включены системы обхода запрещенных углов поворота луча. В предлагаемом прожекторе подобная опасность отсутствует, и поэтому блок 16, наряду с питанием двигателей, соединен только с концевыми датчиками углов поворотов и соответствующими выключателями двигателей.
Прожектор работает следующим образом. Одновременно с включением ламп 4 включается насос 10, а охлаждающая жидкость начинает циркулировать по замкнутому контуру, омывая в зазорах 7 корпуса ламп 4. В качестве охлаждающей жидкости выбран полиметилсилоксан низкой плотности, например ПМС-5, сохраняющая текучие свойства в диапазоне температуры от -60°C до +200°C. Наличие минимизирующего гидравлическое сопротивление жидкости расширительного бачка 11 и расположение насоса 10 в самой нижней части охлаждающей системы обеспечивают стабильную циркуляцию жидкости. Из-за нагрева корпусов ламп 4 и радиаторов 8 жидкость тоже нагревается, но замер температуры в ближайшем к насосу 10 месте соединения трубопровода 9 с капсулой 6 датчиком 14 и в отдаленном от насоса 10 месте соединения трубопровода 9 с капсулой 6 датчиком 15 начинается через время задержки, определяемое таймером 17. Время задержки связано с тепловой инерцией ламп 4 и с дополнительно установленными на них радиаторами 8 не превышает время выхода ламп 4 из допустимого теплового режима даже при отсутствии движения жидкости. Замер показаний датчиков 14 и 15 таймером 17 происходит периодически. Показания датчика 15 всегда выше показания датчика 14, и наличие разницы показаний свидетельствует о движении жидкости в системе охлаждения, а скорость роста температуры пропорциональна отводимой тепловой или излучаемой мощности. В установившемся тепловом режиме разница показаний датчиков 15 и 14 остается постоянной при нормальной работе системы. Изменение этой величины оценивается в блоке управления и питания 16 как неисправность. Уменьшение величины разности указывает на неисправность ламп 4, а увеличение - на нарушении теплообмена воздухоохлаждаемого внешнего контура отсека 12. В случае увеличения разности температур, из блока управления поступает сигнал отключения электропитания ламп. При включенном устройстве излучение ксеноновых ламп 4 сквозь прозрачные окна 3 и светопрозрачный элемент 2 корпуса 1 распространяется в пространство перед излучателем. В случае необходимости засветки излучением большей площади между окнами 3 каждой лампы 4 и элементом 2 в соответствии с сигналом из блока управления и питания 16 устанавливаются оптические клинья 5, которые отклоняют потоки излучения ламп 4 к утолщенной своей части. В этом случае суммарная диаграмма излучения от ламп будет более расходящейся по сравнению со случаем наличия открытого пространства между окнами 3 и элементом 2, положением вращающейся части устройства поворотного, которым оснащен излучатель прожектора, определяется направление распространения излучения.
Таким образом, предлагаемое решение позволяет создать компактную прожекторную установку с изменяющимися расходимостью и направлением излучаемого светового потока для работы в жестких климатических условиях.