СВЕТИЛЬНИК

Полезная модель относится к области светотехники, а более конкретно к конструкциям осветительных устройств - светильникам со встроенным источником энергии, и может быть использована для организации аварийного освещения, например, в случае пропадания напряжения сети питания, помещений различного назначения, в том числе салонов и кабин всех видов транспортных средств, включая палубы или внутренние помещения судов и других плавучих сооружений.
Известен аварийный люминесцентный светильник (см. патент РФ на полезную модель №43511, приор. 11.10.2004 г., кл.: B 60 Q 3/00, B 61 D 29/00; В 63 В 45/00; F 21 S 8/00 F 21 V 1/00), содержащий корпус с плафоном, аккумуляторную батарею и источник света в виде люминесцентной лампы с устройством управления его работой, включающим электронный пускорегулирующий аппарат, выполненный с возможностью работы от электроэнергетической системы (ЭЭС) постоянного тока.
Недостатком указанной подвесного светильника является относительная сложность его конструктивного выполнения и сравнительно ограниченные возможности его использования.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому, принятым в качестве ближайшего аналога - прототипа полезной модели, является аварийный люминесцентный светильник (см. патент РФ на полезную модель №44368, приор. 11.10.2004 г., кл.: F 21 V 15/00), содержащий корпус с элементами электросхемы и крепления, источник света в виде люминесцентной лампы с устройством управления его работой, автономный источник питания в виде аккумуляторной батареи и плафон, при этом устройство управления работой источника света включает электронный пускорегулирующий аппарат, выполненный по полумостовой схеме на полупроводниковых ключах по типу полупроводникового преобразователя напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока повышенной частоты.
Недостатком прототипа является недостаточная надежность светильника вследствие использования люминесцентного источника света, что обусловлено относительно малым суммарным временем горения люминесцентных ламп и их относительно незначительным в целом рабочим ресурсом, а также невозможность использования люминесцентных ламп и относительная сложность управления (регулирования) их световым потоком без пускорегулирующего аппарата, имеющего сравнительно сложную конструкцию.
Предлагаемая полезная модель направлена на устранение недостатков ближайшего аналога - прототипа, включая упрощение конструкции светильника, повышение его надежности в аварийном режиме работы, увеличение общего срока службы и упрощение управления (регулирования) световым потоком.
При этом решена задача создания универсального многоцелевого аварийного светильника для обеспечения надежного освещения в условиях аварийной ситуации, например, в случае внезапного исчезновения напряжения основной сети питания, позволяющего значительно повысить надежность, удобство, и безопасность его эксплуатации с одновременным
увеличением срока службы и расширением возможностей его использования, в том числе в помещениях, салонах и кабинах различных видов транспортных средств, включая палубы или внутренние помещения судов и других плавучих сооружений.
Это достигается тем, что в предлагаемом светильнике, содержащем корпус с элементами электросхемы и крепления, источник света с устройством управления его работой, автономный источник питания, преимущественно аккумуляторную батарею, и плафон, в отличии от ближайшего аналога - прототипа, в качестве источника света использован блок светодиодов, а в качестве устройства управления его работой предусмотрено соединенное с ним (источником света) и с автономным источником питания зарядное устройство, содержащее взаимосвязанные между собой индикатор состояния источника питания и режима работы светильника, например, типа «Заряд-Подзаряд» на светодиоде, и блок комплексного контроля возможности функционирования светильника и имитации аварийного пропадания напряжения сети электроэнергетической системы питания с органом управления его работой, например, кнопочного типа.
Кроме того, поставленная цель достигается тем, что источник света (блок светодиодов) установлен (в электрической сети светильника) с возможностью его переключения в режим 50% - ной освещенности (в другом варианте - в режим 50% - ной и/или 30% - ной освещенности), для чего устройство управления работой светильника дополнительно снабжено элементом регулирования рабочего режима блока светодиодов, например, содержащего выключатель-переключатель типа тумблера, при этом зарядное устройство автономного источника питания установлено (в электрической сети светильника) с возможностью поддержания напряжения питания при одновременной работе источника света, а также его автоматического переключения в режим работы от автономного источника питания, например, при пропадании напряжения питания в электрической сети
электроэнергетической системы, при этом индикатор выполнен с возможностью работы в режимах: «зеленый непрерывный световой сигнал» - при наличии штатного напряжения сети питания светильника и заряженной аккумуляторной батареи, находящейся в режиме подзарядки; «зеленый мигающий световой сигнал» - при наличии штатного напряжения сети питания светильника и нахождении в режиме заряда подключенной аккумуляторной батареи; «красный световой сигнал» - индикация неисправного состояния аккумуляторной батареи.
Во всех случаях устройство управления работой источника света может быть установлено с возможностью работы от электроэнергетической системы как постоянного, так и переменного тока, например, посредством дополнительно установленного выпрямительного блока, причем при необходимости светильник может быть дополнительно снабжен элементом защиты от импульсных перенапряжений, выполненным, например, на полупроводниковых ограничительных элементах и полимерных самовосстанавливающихся предохранителях.
Для повышения удобства и безопасности при эксплуатации светильника он может быть дополнительно снабжен устройством для отключения автономного источника питания от электрической сети светильника, например, тумблером режимов «Транспортировка-Работа».
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. По этим же причинам, светильник может быть дополнительно снабжен устройством автоматического отключения источника света, соединенным электрически с дверным выключателем внешней двери объекта установки светильника, например, помещения
транспортного средства, и выполненным с возможностью срабатывания по сигналу выключателя внешней двери при ее открывании.
Во всех возможных вариантах конструкций светильника корпус выполнен цельнометаллическим, например, штампованным, из однородного металлического 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.
На практике одним из наиболее оптимальных вариантов выполнения полезной модели является конструкция, плафон которой выполнен посредством формовки или литья из полимерного светопрозрачного материала, например, поликарбоната (макролона), в форме корытообразного элемента таким образом, что в собранном 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 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 (блока светодиодов) обеспечивает максимальную светопропускную способность в отношении его светового потока в сочетании с повышенными прочностными физико-механическими свойствами конструкции упомянутого плафона.
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 (пайки), 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, съемного блока аккумуляторной батареи, зарядного устройства (ЗУ) и аккумуляторной батареи (АБ): изготовление оснований 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, блока светодиодов, состоящего из светодиодных групп, блока аккумуляторной батареи (АБ); 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 без плафона с «функционально» обозначенными основными элементами электросхемы; на фиг.2 - общий вид светильника с боку в сборе с плафоном; 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, аварийный светодиодный светильник для обеспечения освещения помещений различного назначения, преимущественно транспортных средств, в аварийной ситуации, например, в случае внезапного исчезновения напряжения сети питания, опытный образец которого впервые разработан и изготовлен применительно к помещениям судов и других плавучих сооружений 000 «Предприятие «ЭРМА».
Светильник содержит металлический корпус - 1 корытообразного типа со съемной металлической панелью - 2, установленной в верхней части корпуса, с жестко закрепленным на ней блоком светодиодов - 3, (включающим, например, соединенные между собой светодиодные группы - 4), подключенным к устройству управления (УУ) его работой - 5 в составе зарядного устройства (ЗУ - на чертеже не показано), соединенному с аккумуляторной батареей (АБ) - 6, снабженному тумблером - 7 отключения аккумуляторной батареи от УУ светильника (тумблером режимов «Транспортировка-Работа»), индикатором - 8 состояния АБ «Заряд-Подзаряд», кнопкой контроля - 9 состояния светильника, элементом регулирования рабочего режима - 10 блока светодиодов, связанным, в свою очередь, с устройством управления его работой - тумблером (выключателем-переключателем) - 14; элемент защиты от импульсных перенапряжений (на чертеже не показан); дополнительно установленный выпрямительный блок - 11; плафон - 12 корытообразного вида из поликарбоната (макролона),
соединенный с корпусом, например, при помощи винто-резьбовых крепежных соединений (на чертеже не обозначены), через размещенную между ними (корпусом и плафоном), уплотнительную прокладку - 13, например, из резинового материала, обеспечивающую герметичность всего внутреннего объема светильника. Светильник также дополнительно снабжен специально предусмотренным устройством (на чертежах не показано) автоматического отключения источника света с выходными разъемами (на чертежах не показаны) для соединения его с дверным выключателем (на чертежах не показан) внешней двери объекта установки светильника, например, помещения транспортного средства, которое (устройство) в случае его подключения может быть переведено в режим автоматического срабатывания по сигналу выключателя внешней двери при ее открывании. 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): разъем для подключения АБ 6 к УУ 5, ввод кабельный для подключения светильника к электроэнергетической системе (электросети), вывод кабельный для параллельного подключения светильников, втулки наружного и внутреннего заземления, провода для электрических соединений и др. (на чертежах не обозначены).
Элементы крепления, кроме вышеупомянутых, в большинстве вариантов содержат (на чертежах не обозначены): вертикальные металлические стойки, закрепленные на корпусе 1 при помощи сварки (пайки) для крепления съемных панелей; съемную металлическую панель, установленную в верхней части корпуса 1 для крепления светодиодного блока 3; съемные металлические вертикальные шестигранные стойки для крепления УУ 5; блок для крепления АБ 6 в корпусе 1, винты для крепления плафона 12 к корпусу 1; винты и гайки различного назначения и др. (на чертежах не обозначены).
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 обозначены) выполнены из негорючих или трудно горючих материалов.
Питание светильника может осуществляться как от сети постоянного тока, так и от сети переменного тока, при этом подвод кабелей (на чертежах не обозначены) 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 также наличием в его электросхеме дополнительно установленного элемента защиты от импульсных перенапряжений, выполненного, на полупроводниковых ограничительных элементах и полимерных самовосстанавливающихся предохранителях.
Питание светильника в аварийном режиме в случае отсутствия напряжения сети питания может осуществляться от встроенной АБ 6, например, типа 10 НМГЦ-2,5 ТУ 3482-004-07626895-2001, с номинальным напряжением 12 В.
Применение для заряда и подзаряда АБ 6 входящего в состав примененного УУ 5 электронного зарядного устройства (на чертежах не обозначено) позволяет обеспечивать заряд и подзаряд АБ при изменении питающего напряжения почти в 4-х кратном диапазоне.
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 12 светильника может быть выполнен, например, прозрачным, или опаловым, или оранжевым и т.д.
Эксплуатацию светильника на светодиодах вышеописанной конструкции со встроенной и заранее полностью заряженной (светодиод индикатора 8 режима «Заряд-Подзаряд» светильника светит непрерывно зеленым цветом) аккумуляторной батареей 6 для обеспечения аварийного освещения помещений, например, транспортного средства, на практике осуществляют следующим образом.
Известным способом подключают светильник к цепям питания любой из электроэнергетических систем (ЭЭС): постоянного или переменного тока (например, посредством выпрямительного блока 11), при этом тумблер 7 режимов работы светильника «Транспортировка-Работа» должен находится в отключенном положении «Транспортировка», затем (после подключения) переключают тумблер 7 из положения «Транспортировка» в положение «Работа», кратковременно (на 3-5 сек) нажимают кнопку 9 «Контроль» при этом кратковременно загорается блок светодиодов 3, подтверждающий полную готовность светильника для работы в аварийной ситуации, так как при нажатии кнопки 9 «Контроль» автоматически происходит имитация аварийной ситуации, которая реализуется в УУ 5 посредством получения от кнопки 9 сигнала, имитирующего пропадание напряжения питающей сети, причем при нажатии кнопки 9 «Контроль» УУ 5 в режиме имитации аварийной ситуации обеспечивает одновременный комплексный контроль наличия и заряженность АБ 6, наличие и целостность блока светодиодов 3 в составе соединенных между собой светодиодных групп 4. Следует отметить,
что УУ 5 производит непрерывное обследование в автоматическом режиме АБ 6 и в случае проявления признаков ее неисправности, например, постоянной разрядки, подает красный световой сигнал на светодиод индикатора 8 режима «Заряд-Подзаряд».
Для перевода уже подключенного к сети питания светильника в режим работы с пониженной освещенностью (30% или 50% от номинала) и обратно используют соединенный с элементом регулирования рабочего режима - 10 светодиодного блока 3 соответственно предусмотренный тумблер (выключатель-переключатель) - 14.
На практике светильник на светодиодах может быть использован для надежного и длительного обеспечения аварийного освещения, включая условия нештатной аварийной ситуации при полном внезапном пропадании напряжения питания сети.