ГИБКАЯ СВЕТОВАЯ ТРУБКА

1. Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к декоративному освещению, и, в частности, к усовершенствованной световой трубке для имитации неоновой лампы с непрерывным, равномерно распределенным, ярким и мягким светом.
2. Описание известного уровня техники.
Известные световые трубки применяются для освещения, которое широко используется при оформлении садов, в коммерческой рекламе, при декоративном оформлении двориков или садиков за домом и т.д. Преимущество гибких световых трубок заключается в том, что гибкие световые трубки изготавливают автоматическим способом, с низкими затратами на их изготовление, а также в том, что они легко поддаются гнутью при применении, и их можно подсоединять и разрезать, а также уменьшать длину. К тому же они обладают ударопрочностью, безопасностью и надежны в эксплуатации, а также им может быть придана форма декоративного элемента в соответствии с требованиями заказчика. Гибкие световые трубки имеют прекрасный декоративный вид, который может поддаваться изменениям. Однако такие гибкие световые трубки обладают очевидными недостатками, которые заключаются в том, что они не позволяют получить непрерывного освещения, не позволяют излучать равномерно распределенный свет и не обладают таким же световым эффектом, как неоновая лампа. Причина того, что гибкие световые трубки не могут давать такого же непрерывного и равномерно распределенного света как неоновая лампа, заключается в том, что осветительные элементы внутри гибкой световой трубки выполнены в виде множества точечных источников света, таких как мини-лампочки или светодиоды, смонтированные и расположенные по отдельности.
Неоновые лампы применяют в качестве декоративных осветительных элементов, потому что они дают равномерно распределенный мягкий свет с разнообразным и ярким цветом. По этой причине неоновые лампы применяют на дверях, в качестве световых знаков, для рекламных щитов, в ночных клубах, барах, пабах, а также для наружных стен зданий и т.д. Однако, существенным недостатком неоновых ламп является то, что они потребляют много электричества, для них требуется высокое напряжение, их стоимость высока, а
также то, что наружная стеклянная трубка легко ломается, с трудом поддается ремонту и траспортировке. Они не поддаются гнутью для изменения конфигурации, не могут быть разрезаны, для их установки и ремонта требуется квалифицированный технический специалист, а также возникают сложности с их сохранением и они не обладают надежностью. В связи с этим в течение многих лет ведется поиск такой лампы, которая может быть применена вместо неоновой лампы.
Так, например, была предпринята попытка замены неоновой лампы гибкой световой трубкой. На рынке появилась пластиковая гибкая световая трубка (или так называемая «мягкая неоновая лампа»), В этой пластиковой гибкой световой трубке применены светодиоды для того, чтобы избежать большого потребления электричества, трудности при техническом обслуживании, хрупкости и большого напряжения. Благодаря усовершенствованиям гибкая световая трубка может поддаваться гнутью, растяжению и ей может быть придана различная форма. Однако, вследствие большого промежутка между расположенными вблизи друг друга светодиодами, свет, излучаемый светодиодами не является непрерывным, что не позволяет достичь эффекта неоновой лампы при применении гибкой световой трубки. Для решения этой проблемы по внешней периферии гибкой световой трубки наносят светопроницаемое покрытие для рассеяния света, излучаемого светодиодами, с целью создания эффекта затуманивания так же, как и в случае неоновой лампы. Однако, нанесение светопроницаемого покрытия по внешней периферии гибкой световой трубки приводит к увеличению стоимости изготовления. Кроме того, после нанесения светопроницаемого покрытия гибкая световая трубка не поддается гнутью и утрачивает свою способность к изменению формы.
На рынке имеются различные гибкие световые трубки, которые изготовлены из полиакрилата, поддаются гнутью после нагрева, излучают мягкий и непрерывный свет, и которые являются прекрасными заменителями неоновых ламп. Но при этом, этот вид гибкой световой трубки обладает хрупкостью при комнатной температуре. Кроме того, эта гибкая световая трубка принимает форму мягкой монтажной платы, служащей средой для электрического соединения элементов, при этом применяется процесс заполнения материалом оболочки для размещения элементов на монтажной плате, что приводит к значительному росту стоимости изготовления и увеличении количества операций при изготовлении.
Как показано на Фиг.12, стандартная гибкая световая трубка имеет продолговатый пластиковый сердечник, два провода, множество продольных отверстий (I) или множество поперечных отверстий для размещения в них множества лампочек и соединительных проводов, соединяющих каждую лампочку. Снаружи сердечника затем образуют слой светопроницаемой оболочки (II).
В том случае, если источники света в стандартной гибкой световой трубке расположены в продольных отверстиях и направления источников света совпадают с осью сердечника, то такая стандартная световая трубка называется горизонтальной. В том случае, если источники света в стандартной гибкой световой трубке расположены в поперечных отверстиях и направления источников света перепендикулярны оси сердечника, то такая стандартная световая трубка называется вертикальной.
В патенте США №4607317, выданном 19 августа 1986 г., предлагается изобретение под названием «неоновая лампа». Это изобретение относится к вертикальной гибкой световой трубке, как описано выше. Эта гибкая световая трубка по сравнению с любой другой существующей неоновой лампой обладает лучшими характеристиками в отношении надежности, установки, упаковки, использования и технического обслуживания. Однако данное изобретение не позволяет устранить недостаток, который заключается в том, что свет, излучаемый точечным источником света не является непрерывным. Причиной этого является то, что в этой гибкой световой трубке в качестве источника света используют светодиоды без какой-либо модификации, позволяющей смягчить точечный эффект светодиодов.
В патенте США №6186645 В1, выданном 13 февраля 2001 г., предлагается изобретение под названием «гибкая система освещения и монтажное устройство». Это изобретение относится к горизонтальной гибкой световой трубке, которая обладает способностью к рассеянию света, излучаемого светодиодами. Однако, свет, излучаемый светодиодами, является недостаточно мягким, и соответственно не удается достичь излучения мягкого и непрерывного света по сравнению стой неоновой лампой, которая имеется на рынке.
В патенте США №6565251 В2, выданном 20 мая 2003 г., предлагается изобретение под названием «декоративная световая гирлянда». Это изобретение относится к усовершенствованной горизонтальной световой трубке, имеющей
сердечник и покрытие снаружи сердечника. Сердечник и оболочка могут иметь различную форму, например, круглую, квадратную, овальную и даже волнистую. По меньшей мере, одно продольное пространство может быть образовано между сердечником и оболочкой, и при этом, по меньшей мере, одно продольное пространство может быть заполнено изолирующей жидкостью для улучшения рассеяния и отражения света. Несмотря на то, что согласно этому изобретению заявляется, что эта гибкая световая трубка должна обладать способностью излучать такой же мягкий и непрерывный свет, как неоновая лампа, в описании не показано и не описано конкретно, каким образом и за счет чего происходит отражение и/или преломление света.
Основной целью настоящей полезной модели является создание гибкой световой трубки с использованием оболочки, предназначенной для рассеяния света, излучаемого светодиодами, с целью получения мягкого и непрерывного света. Кроме того, эта усовершенствованная гибкая световая трубка может быть соединена и разрезана для удлинения или укорачивания.
Для достижения вышеуказанной цели гибкая световая трубка настоящей модели содержит следующее.
Сердечник, изготовленный методом экструзии из мягкого материала и имеющий два главных провода, расположенных напротив друг друга на одной боковой стороне сердечника, а также множество поперечных отверстий, образованных по отдельности на другой боковой стороне сердечника.
Множество светодиодов, соединенных друг с другом и подсоединенных по меньшей мере к одному токоограничительному резистору. Первый и последний соединительные провода подсоединены к главным проводам. Светодиоды, соединительные провода и токоограничительное сопротивление смонтированы в соответствующих поперечных отверстиях.
Молочно-матовый и светопроницаемый корпус, рассеивающий свет, имеющий заданную высоту и заданную ширину, а также имеющий ту же длину, что и сердечник, и расположенный сверху светодиодов для рассеяния света, излучаемого светодиодами.
Слой оболочки изготавливают методом экструзии из мягкого пластика, он имеет ту же длину, что и сердечник, и покрывает сердечник, корпус, рассеивающий свет, и светодиоды. Слой оболочки имеет дугообразную верхнюю поверхность, покрывающую светодиоды.
К тому же, гибкая световая трубка согласно настоящей полезной модели имеет задающее устройство для светодиодов, выполненное вместе с проводами, задающее устройство светодиодов может быть в виде преобразователя переменного тока в постоянный или в виде формирователя импульса тока светодиодов.
Корпус, рассеивающий свет, согласно настоящей полезной модели предпочтительно изготавливают методом экструзии, он имеет ту же длину, что и слой оболочки, является молочно-матовым и светопроницаемым, изготовлен из поливинилхлорида, выполнен за одно целое со слоем оболочки и имеет продольное отверстие.
Сердечник согласно настоящей модели имеет выемку перевернутой трапециевидной формы в соответствии с верхней частью светодиодов.
Гибкая световая трубка согласно настоящей полезной модели обладает эффектом равномерно распределенного и непрерывного излучения света подобно неоновой лампе, и может быть налажено ее массовое производство, непрерывным и автоматическим способом, с низкой себестоимостью.
На чертежах:
Фиг.1 представляет собой вид в аксонометрии гибкой световой трубки согласно настоящей полезной модели;
Фиг.2 представляет собой вид в поперечном разрезе Фиг.1 по линии А-А с изображением внутренней конструкции гибкой световой трубки согласно настоящей полезной модели;
Фиг.3 представляет собой схематический вид в аксонометрии, поясняющий образование оболочки снаружи сердечника и корпуса, рассеивающего свет, выполненного сверху сердечника;
Фиг.4 представляет собой схематический вид, поясняющий излучение света гибкой световой трубкой согласно настоящей полезной модели;
Фиг.5 представляет собой вид в аксонометрии гибкой световой трубки согласно второму варианту осуществления настоящей полезной модели;
Фиг.6 представляет собой вид в поперечном разрезе Фиг.5 по линии В-В;
Фиг.7 представляет собой вид в аксонометрии гибкой световой трубки согласно второму варианту осуществления настоящей полезной модели, изготовленной методом экструзии с помощью экструдера;
Фиг.8 представляет собой схематический вид, поясняющий излучение света гибкой световой трубкой согласно второму варианту осуществления настоящей полезной модели;
Фиг.9 представляет собой вид в аксонометрии гибкой световой трубки согласно другому варианту осуществления настоящей полезной модели;
Фиг.10 представляет собой вид в поперечном разрезе по линии С-С гибкой световой трубки, представленной на Фиг.9;
Фиг.11 представляет собой изображение трех различных конструкций внутри сердечника согласно настоящей полезной модели;
Фиг.12 представляет собой вид в аксонометрии стандартной гибкой световой трубки; и
Фиг.13 представляет собой схематическое изображение, поясняющее применение гибкой световой трубки согласно настоящей полезной модели.
Предпочтительный вариант осуществления полезной модели
На Фиг.1 представлен вид в перспективе гибкой световой трубки согласно настоящей полезной модели, на Фиг.2 поредставлен вид в поперечном разрезе Фиг.1 по линии А-А с изображением внутренней конструкциии гибкой световой трубки согласно настоящей полезной модели, на Фиг.3 представлен схематический вид в перспективе, поясняющий образование оболочки снаружи сердечника и корпуса, рассеивающего свет, выполненного сверху сердечника.
Ниже описывается процесс изготовления гибкой световой трубки согласно настоящей полезной модели. Два медных главных провода (1а, 1b) проходят мимо экструдера (не показано). Экструдер непрерывно и автоматически осуществляет экструзию сердечника (2). Сердечник (2) изготавливают из мягкого непрозрачного пластика, обычно из мягкого и непрозрачного поливинилхлорида белого цвета или другого цвета. В сердечник производят монтаж главных проводов. Гибкая световая трубка может иметь два, три или четыре главных провода.
Сердечник (2) имеет множество поперечных отверстий (3а, 3b, 3с, 3d), образованных на боковой стороне сердечника (2) для соответствующей установки в них светодиодов (4а, 4b). Монтаж главных проводов (1а, 1b) осуществляют на другой боковой стороне сердечника (2), напротив поперечных отверстий (3а, 3b,
03с, 3d). Могут быть образованы одна, две или три колонки поперечных отверстий.
Как показано на Фиг.12, поперечные отверстия (5а, 5b, 5c, 5d, 5e) и лампочки (6а, 6b, 6с) с выводами (7а, 7b) лампочек размещены между главными проводами (8, 9). Однако, исходя из того, что показано на Фиг.1 и 2, следует отметить, что вследствие того, что два главных провода (1а, 1b) находятся на одной боковой стороне сердечника (2), а поперечные отверстия (3а, 3b, 3с, 3d) находятся на другой боковой стороне сердечника (2), растягивающее усилие, прилагаемое к каждому главному проводу (1а, 1b), является одинаковым в том случае, когда осуществляют гнутье трубки, как показано на Фиг.13, в результате чего облегчается гнутье гибкой световой трубки и удается избежать разрыва главных проводов (1а, 1b).
1
2
Благодаря низкому потреблению электроэнергии, низкой температуре, большой яркости и компактности светодиодов их количество в гибкой световой трубке согласно настоящей полезной модели увеличено, а расстояние между близлежащими светодиодами уменьшено, что позволяет повысить яркость свечения гибкой световой трубки без перегрева. В результате удается достичь такой яркости, которая превышает яркость неоновой лампы. Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящей полезной модели диаметр светодиода составляет 3-5 мм, а яркость светодиода составляет примерно 200 мсв (миллисвеч). Расстояние между близлежащими поперечными отверстиями составляет примерно / дюйма (1,27 см; 1 дюйм = 2,54 см).
После изготовления сердечника (2) в поперечных отверстия (3а, 3с) сердечника (2) устанавливают светодиоды (4а, 4b). Между близлежащими светодиодами имеется множество поперечных отверстий для монтажа соединительных проводов (10) или токоограничительных сопротивлений (11). Светодиоды соединены последовательно при помощи соединительных проводов (10). Первый соединительный провод (12) и последний провод (не показано) гирлянды светодиодов, соединенных последовательно, подсоединены соответственно к главным проводам (1, 1b) в сердечнике.
После заделывания гирлянды последовательно соединенных светодиодов в сердечник (2), этот сердечник (2) с молочно-матовым светопроницаемым элементом, который представляет собой корпус (13), рассеивающий свет, пропускают через отверстие (14) в экструдере (15). Как показано на Фиг.3,
происходит экструзия мягкого пластика (16), например, прозрачного поливинилхлорида, который покрывает сердечник (2) и корпус (13), рассеивающий свет, для образования слоя оболочки (17), имеющего одинаковую длину с сердечником (2). Слой оболочки (17) имеет дугообразную верхнюю поверхность, находящуюся сверху корпуса (13) и светодиодов (4, 4b) и служащую для имитации светоизлучающей поверхности неоновой лампы.
Кроме того, когда сердечник (2) и корпус (13) рассеивающий свет, проходят сквозь отверстие (14) в экструдере (15), корпус (13), рассеивающий свет, должен находиться над светодиодами (4). Таким образом, светодиоды (4) должны располагаться под корпусом (13), рассеивающим свет и, предпочтительно под центровой линией корпуса (13), рассеивающего свет. Эта технология изготовления является обычной и общеизвестной и поэтому ненужные подробности не приводятся в данном описании.
Так как сердечник (2) изготавливают из непрозрачного пластика, свет, излучаемый светодиодами, не может проходить свозь две боковые стороны сердечника (2), когда светодиоды установлены в поперечных отверстиях в сердечнике. По этой причине непрозрачный сердечник может экранировать боковой свет, излучаемый светодиодами (4). Таким образом, происходит излучение света сквозь корпус (13), рассеивающий свет, только из верхней части светодиодов (4).
1
2
Как известно, существует взаимосвязь между шириной и высотой корпуса (13), рассеивающего свет, и яркостью и углом излучения светодиодов. Чем выше яркость или больше угол излучения светодиодов, тем больше высота и ширина корпуса, рассеивающего свет. Чем ниже яркость или меньше угол излучения, тем меньше высота и ширина корпуса, рассеивающего свет. Чем больше ширина и высота корпуса, рассеивающего свет, тем слабее яркость световой трубки согласно настоящей полезной модели, но при этом происходит большее ослабление эффекта точечного источника света. Чем меньше ширина и высота корпуса, рассеивающего свет, тем сильнее яркость световой трубки согласно настоящей полезной модели, но при этом происходит меньшее ослабление эффекта точечного источника света. Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящей полезной модели каждый светодиод имеет диаметр 3-5 мм, яркость 200 мсв и угол излучения 45 градусов. Расстояние между близлежащими поперечными отверстиями составляет / дюйма (1,27 см). Корпус
(13), рассеивающий свет, имеет высоту (Н) 14 мм и ширину (L) 8 мм, как показано на Фиг.2. Как показано на Фиг.4, световые лучи испускаемые светодиодами, преломляются облицовочным слоем (17), а также преломляются и рассеиваются с помощью корпуса (13), рассеивающего свет. Края световых лучей, испускаемых близлежащими светодиодами (4а, 4b, 4c, 4d), перекрывают друг друга, образуя тем самым участки перекрытия (18). Участки перекрытия (18) усиливают яркость света, излучаемого краями светодиодов, позволяя достичь в этом случае яркости, которая почти равна яркости центральной части светодиодов. В результате верхняя часть светодиодов (4), которая представляет собой дугообразную верхнюю поверхность (19) облицовочного слоя (17), излучает такой же непрерывный и равномерно распределенный свет, как и неоновая лампа.
После образования облицовочного слоя осуществляют электрическое соединение главных проводов (1а, 1b) с кабелем электропитания (20). Соединительная часть покрыта пластиковым кожухом, который образует соединение (21), как показано на Фиг.1. Концы сердечника (2) и облицовочного слоя (17) покрыты пластиковым кожухом, который образует заглушку (22). Эта технология изготовления является обычной и общеизвестной, поэтому ненужные подробности не приводятся в данном описании.
Для усиления светового эффекта согласно настоящей полезной модели задающее устройство (23) для светодиодов подпитывается током за счет его установки на кабеле электропитания, как показано на Фиг.1. Задающее устройство для светодиодов может быть в виде преобразователя переменного тока в постоянный и применяется для подачи постоянного тока на светодиоды с целью стабилизации света, излучаемого светодиодами и устранения мигания светодиодов. Преобразователь обычно содержит четыре диода для выпрямления или другие более точно настроенные устройства. Эти устройства являются общеизвестными, и поэтому ненужные подробности не приводятся в данном описании. Задающее устройство для светодиодов может быть в виде формирователя импульса тока для подачи импульса тока на светодиоды для увеличения световой отдачи светодиодов и для уменьшения затрат на электроэнергию. В результате светодиод дает более яркий свет при тех же затратах на электроэнергию. Кроме того, происходит усиление яркости гибкой световой трубки.
Второй вариант осуществления настоящей полезной модели проиллюстрирован на Фиг.5, 6 и 7. Корпус, рассеивающий свет, предварительно не изготавливают на тот момент, когда осуществляют заделку гирлянды светодиодов в сердечник (2). Материал, рассеивающий свет, объединен в одно целое с материалом оболочки и подвергается экструзии с помощью экструдера (24), когда сердечник (2) проходит сквозь отверстие (25) в экструдере (24), который образует корпус (26), рассеивающий свет, на верхней части сердечника (2) и образует облицовочный слой (27) на нижней части и двух боковых сторонах сердечника (2). В качестве материала (28) для изготовления корпуса (26), рассеивающего свет, и облицовочного слоя (27) применяют мягкий матово-молочный и светопроницаемый пластик, в частности, мягкий, матово-молочный и светопроницаемый поливинилхлорид. Корпус (26), рассеивающий свет, на верхней части сердечника (2) имеет высоту (Н) 14 мм и ширину (L) 8 мм.
Как показано на Фиг.8, световые лучи, испускаемые светодиодами, рассеиваются и преломляются с помощью корпуса (26), рассеивающего свет. Края световых лучей, испускаемых близлежащими светодиодами (4а, 4b, 4c, 4d), перекрывают друг друга, образуя тем самым участки перекрытия (29). Участки перекрытия (29) усиливают яркость света, излучаемого краями светодиодов, позволяя достичь в этом случае яркости, которая почти равна яркости центральной части светодиодов.
Третий вариант осуществления настоящей полезной модели проиллюстрирован на Фиг.9 и 10. Согласно этому варианту канал (30) выполнен аксиально в корпусе (090), рассеивающем свет, на верхней части сердечника (2) для экономии материалов. Корпус (26), рассеивающий свет, и слой облочки (27) выполнены за одно целое и изготовлены при помощи экструзии. Благодаря эффекту рассеяния, создаваемому воздухом внутри канала (30), который находится ниже корпуса, рассеивающего свет, высота (Н1) и ширина (L1) корпуса (31), рассеивающего свет и расположенного на верхней части сердечника (2) согласно варианту, проиллюстрированному на Фиг.9 и 10, должны быть больше, чем высота (Н) и ширина (L) корпуса (26), рассеивающего свет, согласно варианту, проиллюстрированному на Фиг.5 и 6. По мере изменения размера канала (30) должно происходить соответствующее изменение высоты (Н1) и ширины (L1) корпуса (26), рассеивающего свет.
Как показано на Фиг.11, сердечник (15) имеет выемку перевернутой трапециевидной формы, образованную в сердечнике (2) и соответствующую верхней части светодиодов (4). Наклонные боковые стороны выемок перевернутой трапециевидной формы в сердечнике (15) осуществляют отражение и концентрацию света, излучаемого светодиодами (4). В результате этого излучение света, испускаемого светодиодами, может происходить только с дугообразной верхней поверхности (19), которая обладает способностью излучать такой же непрерывный и мягкий свет, как и неоновая лампа. Три вида в поперечном разрезе А1-А1, В1-В1, С1-С1 соответственно представляют собой первый, второй и третий предпочтительные варианты осуществления настоящей полезной модели.
На Фиг.13 проиллюстрировано практическое применение гибкой световой трубки согласно настоящей полезной модели, которой придана форма слова "OPEN" («ОТКРЫТО») и которая имитирует свет неоновой лампы. При практическом применении гибкую световую трубку разрезают соответствующим образом на отдельные части необходимой длины. Затем при помощи зажима (33) надежно прикрепляют части гибкой световой трубки к доске (34). При этом следует отметить, что свет, излучаемый с верхней поверхности (19) гибкой световой трубки, является непрерывным и позволяет достичь эффекта излучения мягкого и непрерывного света, такого же, как и света, излучаемого неоновой лампой. Кроме того, благодаря простому процессу изготовления затраты на изготовление являются низкими и не возникает проблемы с массовым производством.