СВЕТИЛЬНИК ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЙ

Полезная модель относится к области светотехники, в частности, к взрывозащищенным светильникам с использованием полупроводниковых источников света, и предназначена для эксплуатации для помещений и пространств с повышенными требованиями к взрывобезопасности.
Известен светильник светодиодный взрывозащищенный (патент № 150081, МПК F21V25/12, опубл. 27.01.2015), содержащий корпус, в полости которого расположены светодиодная плата и драйвер светодиодов, и рассеиватель из светопропускающего материала, установленный на торце корпуса, при этом по периметру рассеивателя расположен герметизирующий компаунд, причем компаунд расположен в канавке между внешней стенкой торца корпуса и его внутренней стенкой, на которой установлен плоский рассеиватель, частично перекрывающий канавку, по периметру рассеивателя с его наружной стороны образована кольцевая проточка, в которой между плоскостью проточки и параллельной ей плоскостью наружной поверхности рассеивателя расположены головки винтов, при этом кольцевая проточка заполнена компаундом выше головок винтов.
Известен взрывозащищенный светильник на светодиодах (патент № 2475673, МПК F21V25/12, опубл. 20.02.2013), содержащий корпус из теплопроводного материала с первым отсеком, перекрытым оптически прозрачным защитным стеклом и установленным в нем на держателе плоским светодиодным излучателем, и вторым изолированным отсеком с электронным преобразователем питающей сети, подключенным к указанному излучателю средствами токоподвода, причем указанный первый отсек корпуса представляет собой щелевой отсек, образованный оптически прозрачным защитным стеклом и плоским держателем, по крайней мере частично оребренным с тыльной стороны, на лицевой стороне которого установлен в тепловом контакте с указанным держателем защищенный взрывобезопасный светодиодный излучатель в виде кластера со светодиодами, собранными в узлах прямоугольной координатной сети на плате с алюминиевым основанием, а примыкающий к держателю в тыльной части корпуса второй изолированный отсек выполнен взрывонепроницаемым.
Известен светильник светодиодный взрывозащищенный мощностью до 120 Вт (патент № 180540, МПК F21S8/00, опубл. 18.06.2018), содержащий рассеиватель, монтажную плату со светодиодами, корпус в виде тела вращения с теплообменником, имеющий образованные кольцами и расположенные вокруг оси корпуса каналы, которые формируют теплообменную часть для удаления нагретого светодиодами воздуха, блок питания и монтажную коробку, причём рассеиватель выполнен в виде тела вращения, имеет выпуклую и вогнутую стороны и установлен изнутри корпуса выпуклой стороной наружу, удерживаясь в нижней части корпуса за счет того, что его наружный диаметр больше диаметра отверстия в нижней части корпуса, в которое он установлен, изнутри корпуса рассеиватель прижат к корпусу диском, имеющим наружную резьбу, обеспечивающую его резьбовое соединение с корпусом, причем диск имеет цилиндрическую выступающую в сторону вогнутой стороны рассеивателя часть, а на торцевой поверхности выступающей цилиндрической части диска размещена монтажная плата со светодиодами таким образом, что она находится в камере, образованной рассеивателем и диском, над диском закреплены два блока питания, один над другим, сверху корпус закрыт крышкой корпуса, разделяющей камеру блоков питания и монтажную коробку, выполненную заодно с крышкой корпуса и имеющую сверху крышку, монтажная коробка имеет входное и выходное отверстия для подвода жгутов электропитания, оси которых перпендикулярны оси корпуса, имеется кронштейн для крепления светильника к потолку, имеющий форму П-образной скобы, горизонтальная пластина которой содержит крепежные отверстия для присоединения кронштейна к потолку, а каждая из двух вертикальных пластин которой имеет открытый с одной стороны паз, через который проходят оси входного и выходного отверстий монтажной коробки, отверстие для крепления светильника к кронштейну винтами и дугообразный паз для фиксации светильника винтами под разными углами относительно кронштейна.
Известен светильник взрывозащищенный (патент № 136531, МПК F21V25/12, опубл. 10.01.2014), ближайший по технической сущности и принятый за прототип, содержащий корпус, ударопрочный светопропускающий экран с лицевой стороны, световой модуль, блок источника питания, причем корпус выполнен цельнолитым, состоящим из двух зон: зоны светового модуля в виде диска, на котором располагается плата светового модуля и ударопрочный светопропускающий экран, фиксирующийся на корпусе, герметизирующий зону посредством вдавливания уплотнения желобом по ответному кольцевому пояску в корпусе, и зоны блока источника питания, выполненной в виде выступающей в противоположную сторону прямоугольной ниши по центру диска, причем диск и прямоугольная ниша с тыльной стороны объединены набором поперечных и продольных вертикальных ребер, а световой модуль содержит хотя бы один твердотельный полупроводниковый источник света.
Техническая проблема заключается в создании взрывозащищённого светильника, обладающего повышенной прочностью и надёжностью конструкции.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении взрывозащищённости светильника за счёт прочности и надёжности его конструкции.
При этом повышенная прочность и надёжность достигаются за счёт фиксирования трёх корпусных деталей друг с другом, две из которых соединены монолитным неразъёмным соединением посредством компаунда, залитого во внутреннюю полость светильника, а третья корпусная деталь дополнительно фиксирует их посредством резьбового соединения.
Также дополнительно достигается улучшение условий теплоотвода от источника питания и источника света за счёт надёжного теплового контакта между поверхностями теплообмена источника питания и корпуса, а также за счёт высокоэффективного конвекционного охлаждения светодиодов, что происходит за счёт наличия и расположения рёбер на крышке светильника.
При этом повышается яркость и дальность светового потока, необходимого для освещения больших пространств, достигается увеличение срока службы светодиодов и источника питания.
Заявляемое устройство поясняется на фигурах:
фиг. 1 – общий вид светильника в разборе;
фиг. 2 – вид светильника сбоку;
фиг. 3 – вид светильника в разрезе А-А фигуры 2;
фиг. 4 – крышка светильника;
фиг. 5 – основа светильника;
фиг. 6 – корпус светильника.
Заявляемое устройство состоит из следующих элементов:
1 – переходник;
2 – ударопрочный светопропускающий экран (плафон);
3 – основа;
4 – корпус;
5 – крышка;
6 – защитная решётка;
7 – компаунд;
8 – держатель линзы;
9 – источник питания;
10 – линза;
11 – полупроводниковый источник света.
Светильник имеет неразъёмную конструкцию в виде тела вращения, выполнен на основе трёх формообразующих корпусных деталей: основа 3, корпус 4, крышка 5.
Корпусные детали выполнены цельнолитыми из ударопрочного теплопроводящего материала, в частности, из сплава алюминия с полимерным покрытием, и служат основными несущими элементами светильника.
Основа 3 выполнена в виде трёх сопряжённых между собой кольцеобразных деталей разного диаметра. При этом самая широкая кольцеобразная часть основы 3 имеет внешнюю и внутреннюю резьбу. А самая узкая часть имеет переменный диаметр, плавно уменьшающийся вовнутрь. При этом основа 3 имеет дискообразное плоское дно, выступающее с одной стороны, и образующее нишу с другой стороны, и служащее основой для крепления источника питания и источника света.
Корпус 4 представляет собой полую кольцеобразную деталь, имеющую внутреннюю резьбу, и сопряженную с дополнительным узким кольцеобразным элементом переменного диаметра, плавно уменьшающимся во внутрь. На внутреннем кольцеобразном элементе корпуса 4 расположены дополнительные выступающие крепёжные элементы (не менее трёх).
Узкий кольцеобразный элемент обеспечивает крепление плафона 2, а выступающие элементы – крепление защитной решётки 6.
Крышка 5 выполнена в виде сопряжения двух деталей – непосредственно элемента полусферической формы, и кольцеобразного элемента с меньшим радиусом и внешней резьбой.
Крышка 5 служит радиатором охлаждения для источника питания 9 и источника света 11.
Вся полусферическая поверхность крышки 5 образована из вертикально ориентированных рёбер охлаждения (радиаторных рёбер), расположенных веерно от центра к периферии крышки 5, и выполненных в виде пластин, имеющих дугообразную форму.
Дугообразная форма рёбер охлаждения позволяет наиболее равномерно рассеивать тепло, при этом они могут быть выполнены в виде пластин разной формы, например, прямоугольной, трапециевидной, треугольной, многоугольной на виде сбоку и любой другой искривленной формы.
Такое геометрическое выполнение и расположение радиаторных рёбер по всей поверхности крышки 5 позволяет обеспечить эффективный теплоотвод от источника питания 9 и охлаждение всего светильника естественным обдувом воздуха, тем самым увеличивая продолжительность работы светильника и срок его службы.
Кроме того, за счёт выполнения поверхности крышки 5 ребристой происходит эффективное охлаждение источника света 11.
В центральной части крышки 5 установлен переходник 1, имеющий вид цилиндрического элемента с внутренней резьбой, посредством которого светильник накручивается на внешние элементы крепления, и который зафиксирован на крышке посредством двух монтажных элементов. (контровочных винтов).
Основа 3, корпус 4 и крышка 5 зафиксированы друг с другом посредством нарезанной по их радиусам резьбы. Корпус 4 содержит внутреннюю резьбу, основа 3 – внешнюю и внутреннюю резьбу, а крышка 5 – внешнюю резьбу. Корпус 4 является объединяющим и фиксирующим элементом всех трёх корпусных деталей: при соединении края основы 3 и крышки 5 друг с другом образуется единая резьбовая поверхность, на которую сверху накручивается корпус 4 посредством своей внутренней резьбы. Такое соединение обеспечивает надёжность и прочность конструкции светильника, как следствие, повышение его взрывозащищённости.
С одной стороны основы 3, на выступающую горизонтальную поверхность установлен источник света 11, который закрыт линзой 10 полусферической формы, установленной на держателе 8.
Держатель 8 крепится к основе 3 контровочными винтами.
В качестве полупроводникового источника света 11 используется матричный светодиод, содержащий набор светодиодов.
Линза 10 позволяет формировать кривую силы света (КСС).
Источник света 11 сверху закрыт ударопрочным светопропускающим экраном (плафоном) 2, который своим основанием установлен на горизонтальную краевую поверхность, образуемую самой широкой кольцеобразной частью основы 3.
Плафон 2 выполнен удлинённой полусферической формы, с выступающим вовне кольцеобразным основанием, представляет собой рассеиватель света, и выполнен из боросиликатного закалённого стекла.
Плафон 2 закрыт сверху защитной решёткой 6, которая зафиксирована к корпусу 4 посредством винтов.
При этом между плафоном 2 и защитной решёткой 6 образован пространственный зазор, который обеспечивает дополнительную защиту плафона 2.
Защитная решётка 6 имеет полусферическую форму, выполнена из металлической проволоки в виде пересекающихся в пространстве колец, расположенных перпендикулярно прутьям с образованием контура поверхности плафона 2. Защитная решётка 6 зафиксирована винтами непосредственно к плафону 2.
С другой стороны основы 3, в образованную нишу установлен источник питания 9.
Сверху источник питания 9 закрыт крышкой 5, которая своей краевой поверхностью совмещена с краевой поверхностью основы 3.
Между источником питания 9, основой 3 и крышкой 5 образована внутренняя полость, которая залита компаундом 7 через переходник 1.
Полностью утопленный источник питания 9 в компаунде 7 образует вместе с основой 3 единую литую деталь, что обеспечивает надёжность и прочность конструкции светильника, как следствие, повышение его взрывозащищённости.
Также за счёт заливки источника питания 9 компаундом 7 достигается изоляция источника питания 9 от соприкосновения с внешними факторами (влага, пыль и т.п.), и обеспечивается равномерное распределение тепла от источника питания 9, что исключает его преждевременный выход из строя.
Основа 3 и крышка 5 совмещены друг с другом таким образом, что образуется единая радиусная резьбовая поверхность.
Залитый во внутреннюю полость светильника компаунд 7 герметизирует не только источник питания 9, но также место соединения крышки 5 с основой 3.
При этом соединение крышки 5 с основой 3 становится монолитным и неразъёмным.
Корпус 4 посредством своей внутренней резьбы навёрнут одновременно на внешнюю резьбу основы 3 и крышки 5 (на единую резьбовую поверхность), обеспечивая дополнительную фиксацию всех трёх корпусных деталей.
При этом корпус 4 также надёжно фиксирует место соединения плафона 4 и основы 3.
Кроме того, узкий кольцеобразный элемент корпуса 4 входит в зацепление с выступающим основанием плафона 2, обеспечивая повышенную прочность соединения.
А выступающие крепёжные элементы корпуса 4 дополнительно удерживают защитную решётку 6.
Основа 3, корпус 4, крышка 5 и плафон 2 выполнены толстостенными, выдерживающими внутренний взрыв без деформирования.
Причём толщины стенок крышки 5 основы 3 и корпуса 4 имеют одинаковые размеры.
Светильник устанавливается и фиксируется к трубе или другой светотехнической арматуре посредством узла крепления, в качестве которого используется переходник 1.
Процесс сборки светильника следующий.
Первоначально плафон 2 устанавливается в корпус 4 и фиксируется с помощью герметика. После чего основа 3 закручивается в корпус 4. Далее на основу 3 укладывается источник питания 9 и в тот же момент соединяется с источником света 11 посредством припаивания проводов. Далее закрывается крышкой 5 путём её закручивания в корпус 4.
При этом между источником питания 9, основой 3 и крышкой 5 образуется внутренняя полость, которая заливается компаундом 7.
Заливка компаундом 7 производится после полной сборки светильника через переходник 1.
Компаунд 7 после застывания образовывает упругую резиновую массу, хорошо передающую тепло от полупроводникового источника света 11 и источника питания 9 на крышку 5 и на корпус 4. Кроме того, благодаря заливке компаунда 7 источник питания 9 надёжно фиксируется и герметизируется внутри корпуса 4.
За счёт последовательной сборки элементов светильника с последующей заливкой их компаундом 7 достигается монолитность конструкции светильника.
Также через переходник 1 производится вывод электрических проводов для присоединения светильника к внешнему источнику электроэнергии.
Кроме того, светильник может дополнительно содержать взрывозащищенную коробку, предназначенную для герметизации проводов (соединения питания) проводов питания, установленную на переходник 1.
Светильник может дополнительно содержать кронштейн, установленный на переходник 1, для его установки на внешние элементы крепления.
Светильник светодиодный обладает мощностью до 30 Вт.
Заявляемый светильник светодиодный имеет следующие преимущества:
– повышение взрывозащищённости светильника за счёт герметизации источника питания от агрессивного воздействия среды заливкой его компаундом (исключается возможность искрения или источника питания, как следствие воспламенения взрывоопасной атмосферы за счёт заливки компаундом, что особенно важно в местах массового скопления людей);
– достижение монолитность конструкции за счёт последовательной сборки элементов светильника с последующей заливкой их компаундом;
– обеспечение долговечности светильника за счёт герметичности конструкции;
– равномерное распределение светового потока при максимальной светоотдаче и сниженном потреблении мощности;
– повышение теплоотдачи за счёт расположения охлаждающих рёбер по всей внешней поверхности корпуса светильника, как следствие, повышение времени работы светильника;
– возможность использования как в сухих помещениях, так и в помещениях с повышенной влажностью;
– снижение массогабаритных параметров светильника (компактность);
– отсутствие необходимости во внешнем источнике питания.
– эргономичность и простота конструкции, удобство установки,
Повышение теплоотдачи от внешней поверхности светильника достигается за счёт монолитной установки источника питания и источника света в корпусе. Соответственно всё тепло распределяется равномерно на всю площадь корпуса. За счёт этого достигается увеличение срока службы светодиодов и источника питания.
Достигается повышение эксплуатационных характеристик светильника за счёт исключения его перегрева.
Более эффективное охлаждение позволяет устанавливать более мощные светодиоды, тем самым обеспечивая более мощный световой поток и яркость освещения.
Светильник светодиодный является компактным, удобным в эксплуатации, обеспечивает необходимую яркость светового потока, упростить монтаж за счёт сниженной массы конструкции и удобного крепёжного элемента.
Наличие и конфигурация радиаторных рёбер позволяет увеличить жёсткость конструкции.
Геометрическая форма радиаторных рёбер рассчитана таким образом, чтобы минимизировать массово-габаритные характеристики при установленной мощности.
Светильник предназначен для освещения технологических объектов, взрывоопасных зон, в помещениях, опасных по пыли и газу.
Полезная модель может быть изготовлена в условиях отечественной промышленности, с использованием известных технологических процессов и стандартного оборудования.