СВЕТИЛЬНИК СВЕТОДИОДНЫЙ

Полезная модель относится к конструкции светотехнических приборов промышленного применения с электрическими источниками света, в частности, светодиодами, и может использоваться в помещениях, где необходима неподвижная или подвесная установка светильников, расположенных индивидуально или соединенных между собой в одну линию, с возможностью их периодической очистки непосредственно на рабочем месте струями воды под высоким давлением.
Известна лампа светодиодная герметичная, описанная в патенте Российской Федерации на полезную модель №107573 (публ. 20.08.2011 г.), содержащая гермоввод, прозрачный плафон из высокопрочного прозрачного пластика, преимущественно поликарбоната, выполненный из трубы, торцы которой снабжены герметизирующими муфтами или заглушками. Внутри лампы установлены печатные платы с равномерно размещенными светодиодами. Для обеспечения требуемой герметичности муфты и заглушки, имеющие коническую посадку, устанавливаются с использованием специальных герметиков.
Описанная лампа недостаточно надежна, поскольку муфты и заглушки крепятся на плафоне за счет герметика и могут быть разъединены с нарушением герметичности даже при незначительных усилиях.
Из патента Российской Федерации на изобретение №2329433 (публ. 20.07.2008 г.) известно герметичное осветительное устройство. Устройство содержит корпус, выполненный в виде стакана, прозрачный защитный колпак, влагонепроницаемую кольцевую прокладку, помещенную в зазоре между колпаком и корпусом. В корпусе установлена размещенная на плате светодиодная матрица, а также контактные элементы цепи электропитания. В дне корпуса имеется центральное отверстие, в котором расположен сальниковый узел ввода кабеля электропитания. Устройство также содержит прижимную крышку, содержащую кольцевую верхнюю часть и обращенные вниз двойные стенки, в зазоре между которыми на тыльной стороне кольцевой части крышки расположены армированные резьбовые втулки под стяжные винты. Стяжные винты, проходящие снизу через отверстия на кольцевом выступе корпуса, установлены во втулках крышки с обеспечением прижима защитного колпака и крышки к корпусу.
В конструкции описанного осветительного устройства отсутствуют средства отвода тепла от светодиодной матрицы, поэтому применение мощных светодиодов с повышенным светоизлучением ограничено.
Водозащищенный светильник со светодиодной линейкой, установленной на теплоотводящем устройстве, известен из заявки на изобретение США №2010/0214785 (публ. 26.08.2010 г.). Светильник содержит цилиндрический трубчатый прозрачный корпус, в котором расположено теплоотводящее устройство в виде продольной перемычки, на одной стороне которой установлена светодиодная линейка, а на другой перпендикулярно ее поверхности образованы продольные ребра охлаждения, причем краевые ребра сегментом повторяют форму внутренней поверхности корпуса светильника с образованием открытого пространства над светодиодной линейкой. Теплоотводящее устройство вместе с выполненным с ним зацело корпусом блока питания установлены в корпусе, закрытом с двух сторон водонепроницаемыми вставками к которым через герметизирующие прокладки винтами подтянуты крышки.
Расположение теплоотводящего устройства внутри корпуса в герметичном пространстве не позволяет эффективно отводить тепло от светодиодной линейки.
Из заявки РСТ на изобретение № WO 2009/092849 (публ. 30.07.2009 г.) известен светодиодный светильник с удлиненным корпусом-радиатором, открытым с торцов и одной длинной стороны. Корпус имеет прямоугольное сечение, на внутренней поверхности дна корпуса установлена светодиодная сборка, на внешней поверхности дна образованы продольные ребра охлаждения. Края стенок корпуса, образующих открытую длинную сторону, снабжены продольными пазами, в которых через эластичный шнур установлен рассеиватель. С торцов корпус через эластичные прокладки закрыт крышками, закрепленными винтами в пазах корпуса.
Описанный светильник характеризуется повышенным расходом уплотнительного материала, из которого изготовлены эластичные прокладки, выполненные цельными, полностью закрывающими торец корпуса, что повышает стоимость светильника.
В качестве прототипа заявляемой полезной модели выбран светодиодный светильник, описанный в патенте Российской Федерации на полезную модель №154191 (публ. 20.08.2015 г.).
Светодиодный светильник содержит корпус-радиатор, первую и вторую торцевые крышки, элемент крепления светильника, печатную плату, выполненные из теплопроводного материала, светодиоды, закрепленные на печатной плате, а также блок питания с электропроводкой, соединенной через гермоввод с печатной платой, и защитный экран, выполненный из оптически прозрачного материала. Корпус-радиатор выполнен в виде удлиненного профиля с продольной вертикальной стенкой и открытыми торцами, двумя продольными вертикальными перегородками, образующими в корпусе-радиаторе верхний отсек с верхней и нижней плоскостями, два боковых замкнутых отсека и нижний отсек, имеющий плоскость закрепления печатной платы. Продольная вертикальная стенка соединяет нижнюю плоскость верхнего отсека и плоскость закрепления печатной платы, в верхнем отсеке корпуса-радиатора размещен блок питания, а в нижнем отсеке корпуса-радиатора выполнены продольные выступы для закрепления защитного экрана. Корпус-радиатор имеет дополнительно введенную продольную вертикальную стенку, соединяющую нижнюю плоскость верхнего отсека и плоскость закрепления печатной платы. Две продольные вертикальные стенки установлены с возможностью образования центральной теплоизолирующей полости, в которой размещена нижняя часть электропроводки блока питания, и двух боковых вентиляционных полостей, в которых размещены крепежные пластины элемента крепления светильника. В каждой торцевой крышке выполнена Т-образная полость с закрытым торцом, имеющая две боковые полости и центральную полость, причем Т-образная полость первой и второй торцевых крышек, центральная теплоизолирующая полость корпуса-радиатора и полость нижнего отсека сообщаются друг с другом и образуют герметичную полость.
Боковые замкнутые отсеки корпуса-радиатора между плоскостью закрепления печатной платы и боковой поверхностью обтекаемой формы корпуса-радиатора имеют вертикальные продольные теплоотводящие стенки, которые выполнены с обволненной поверхностью и образуют в боковых замкнутых отсеках открытые с торцов продольные каналы, причем две продольные вертикальные перегородки также выполнены с обволненной поверхностью. Верхняя плоскость верхнего отсека корпуса-радиатора выполнена в виде выдвижной плоской защитной крышки, боковые стороны которой размещены в С-образных пазах-отверстиях, выполненных в месте соединения продольных вертикальных перегородок и боковых поверхностей обтекаемой формы корпуса-радиатора.
Центральная часть нижней плоскости верхнего отсека, две продольные вертикальные стенки и плоскость закрепления печатной платы выполнены толстостенными и представляют собой массивное теплоотводящее основание корпуса-радиатора. Нижняя плоскость верхнего отсека корпуса-радиатора в центральной части имеет пазы-выступы для закрепления блока питания и Сообразные пазы-отверстия для закрепления торцевых крышек.
В каждой торцевой крышке выполнены прорези, а также технологические пазы-отверстия для закрепления торцевых крышек посредством саморезных винтов, вкрученных в соответствующие С-образные пазы-отверстия корпуса-радиатора. На каждой торцевой крышке выполнен опорный паз-выступ, в котором размещен торец защитного экрана.
В первой и второй торцевых крышках выполнены замкнутые по Т-образному контуру посадочные места, в которые установлены эластичные прокладки, в нижней части нижнего отсека корпуса-радиатора выполнены посадочные места, в которые установлены эластичные шнуры. Каждый продольный выступ корпуса-радиатора выполнен в виде наклонного выступа с выпуклым элементом с возможностью пластической деформации для закрепления защитного экрана.
При закреплении печатной платы на толстостенной теплоотводящей плоскости используют теплопроводящую пасту на силиконовой основе.
Внешняя боковая поверхность корпуса-радиатора выполнена в виде гладкой анодированной поверхности или поверхности с полимерным пылеотталкивающим покрытием.
Удлиненный профиль корпуса-радиатора из теплопроводного материала, кроме массивного теплоотводящего основания корпуса-радиатора, выполнен тонкостенным.
Рассмотренный светодиодный светильник выполнен массивным, с разнотолщинными стенками корпуса-радиатора и значительным количеством замкнутых в сечении полостей, что усложняет технологию его изготовления. Кроме того, надежность работы такого светильника недостаточна, поскольку полностью герметизирован только отсек, где расположена печатная плата со светодиодами, в то время как отсек для блока питания не имеет подобной защиты.
Задачей полезной модели является оптимизация конструкции светильника светодиодного и повышение надежности его работы путем герметизации всех отсеков с электрическими компонентами светильника.
Указанная задача в светильнике светодиодном, содержащем корпус-радиатор и печатную плату, выполненные из теплопроводного материала, светодиоды, установленные в линию на печатной плате, торцевые крышки, а также блок питания с электропроводкой, соединенной с печатной платой, и защитный экран из оптически прозрачного материала, где корпус-радиатор выполнен в виде удлиненного профиля с замкнутыми в поперечном сечении центральной и двумя боковыми полостями и открытой полостью, сформированной стенками замкнутых полостей и содержащей центральную продольную канавку, в которой установлена печатная плата со светодиодами, и боковые наклонные стенки с концевыми пазами, в которых через уплотнитель установлен защитный экран так, что в поперечном сечении стенками открытой полости и экраном образован трапециевидный контур, при этом блок питания установлен и закреплен в центральной полости прямоугольного поперечного сечения, а в крышках выполнены замкнутые по контуру посадочные места, в которые установлены эластичные герметизирующие прокладки, решается тем, что днище канавки открытой полости выполнено в виде стенки, смежной с центральной полостью и формирующей в ней днище канавки, в котором установлены крепежные элементы, фиксирующие печатную плату со светодиодами, а каждая крышка структурно выполнена двухуровневой по отношению к торцу корпуса-радиатора с установленным в нем защитным экраном, где поверхность первого уровня выполнена содержащей посадочное место между параллельными стенками, в котором установлена эластичная герметизирующая прокладка, взаимодействующая с торцами стенок центральной и открытой полостей и с торцом защитного экрана.
Корпус-радиатор выполнен предпочтительно методом экструзии из алюминия или алюминиевых сплавов.
Печатная плата со светодиодами выполнена преимущественно в виде гибкой светодиодной линейки с алюминиевым основанием и светодиодами типа 5630.
Торцевые крышки выполнены, как правило, из пластмассы, причем в одной из крышек установлен гермоввод, в котором расположена электропроводка для подключения блока питания к внешнему источнику электроэнергии.
Боковые полости корпуса-радиатора выполнены предпочтительно L-образными симметрично расположенными, профиль каждой из них сформирован в поперечном сечении боковой и нижней стенками центральной полости, стенкой открытой полости и боковой наружной стенкой профиля корпуса-радиатора. При этом каждая боковая наружная стенка корпуса-радиатора может быть образована двумя крайними сходящимися плоскими участками, один из которых соединен с наружным продолжением боковой стенки центральной полости, а другой соединен с профилем, образующим концевой паз наклонной стенки открытой полости, названные крайние участки соединены через внутренние С-образные пазы-выступы с центральным участком, выгнутым внутрь корпуса-радиатора.
Центральная продольная канавка открытой полости выполнена, как правило, двухуровневой, где стенки первого уровня выполнены сходящимися от своего дна к стенкам открытой полости с образованием гнезда типа «ласточкин хвост», а печатная плата со светодиодами установлена на втором уровне канавки, при этом канавка центральной замкнутой полости выполнена трапециевидной, а ее боковые стенки выполнены в продолжение стенок первого уровня двухуровневой канавки открытой полости. В гнезде типа «ласточкин хвост» центральной продольной канавки открытой полости предпочтительно установлена фокусирующая линза, выполненная в виде полосы с выпуклой и/или структурированной поверхностью, расположенной напротив печатной платы со светодиодами.
На наружной поверхности стенки центральной полости, противоположной открытой полости, могут быть образованы продольные ребра охлаждения, крайние из которых выполнены в продолжение боковых стенок центральной полости и снабжены расходящимися ребрами-фиксаторами, а смежные центральные выполнены Г-образными, расположенными симметрично и формирующими Т-образный паз. Светильник, как правило, снабжен по меньшей мере двумя П-образными кронштейнами, у каждого из которых ножки выполнены пружинными, содержащими V-образные участки, обращенные углом друг к другу и взаимодействующие с ребрами-фиксаторами. Поверхность второго уровня каждой крышки расположена предпочтительно напротив боковых полостей с повторением их формы, по меньшей мере частичным, и образованием канала, выходящего на ребра охлаждения и сообщающегося с внешней средой. Во внешней стенке посадочного места герметизирующей прокладки могут быть образованы разрывы в канал, сообщающийся с внешней средой.
Посадочное место герметизирующей прокладки может быть выполнено содержащим совместный участок, расположенный напротив стенки, разделяющей канавки центральной полости и открытой полости.
Техническим результатом полезной модели является разработка конструкции светильника светодиодного, корпус-радиатор которого выполнен тонкостенным, с уменьшенным количеством замкнутых полостей и приспособлен для обслуживания, в том числе для очистки струями воды под высоким давлением.
Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию «новизна». В то же время, заявляемое техническое решение применимо в промышленности, в частности, в электротехнической промышленности, поэтому оно соответствует условию «промышленная применимость».
Заявляемое техническое решение светильника светодиодного поясняется следующими рисунками.
На фиг. 1 показан светильник светодиодный в аксонометрии в сборе;
на фиг. 2 изображена взрыв-схема светильника светодиодного в аксонометрии;
на фиг. 3 приведен продольный разрез светильника светодиодного;
на фиг. 4 показан поперечный разрез светильника светодиодного;
на фиг. 5 представлена крышка светильника в аксонометрии, вид на внутреннюю поверхность;
на фиг. 6 приведен вид на внутреннюю поверхность крышки светильника;
на фиг. 7 изображена эластичная герметизирующая прокладка;
на фиг. 8 показан профиль корпуса-радиатора;
на фиг. 9 представлена сборка светильников в линию.
Светильник светодиодный содержит корпус-радиатор 1 и печатную плату 2, выполненные из теплопроводного материала, светодиоды 3, установленные в линию на печатной плате 2, торцевые крышки 4, 5, а также блок питания 6 с электропроводкой 7, соединенной с печатной платой 2, и защитный экран 8 из оптически прозрачного материала. Корпус-радиатор 1 выполнен, в частности, методом экструзии, из алюминия или алюминиевых сплавов в виде удлиненного профиля с замкнутыми в поперечном сечении центральной и двумя боковыми полостями 9, 10, 11 и открытой полостью 12. Центральная полость 9 имеет прямоугольное поперечное сечение, боковые полости 10, 11 корпуса-радиатора 1 выполнены предпочтительно L-образными, симметрично расположенными по обе стороны центральной полости 9. Открытая полость 12 сформирована стенками замкнутых полостей 9, 10, 11 и содержит центральную продольную канавку 13, в которой установлена печатная плата 2 со светодиодами 3, и боковые наклонные стенки 14 с концевыми пазами 15, в которых через уплотнитель 16 установлен защитный экран 8 так, что в поперечном сечении стенками 14 открытой полости 12 и экраном 8 образован трапециевидный контур. Днище канавки 13 открытой полости 12 выполнено в виде стенки 17, смежной с центральной полостью 9 и формирующей в ней днище канавки 18, в котором установлены крепежные элементы, фиксирующие печатную плату 2 со светодиодами 3, представленную предпочтительно в виде гибкой светодиодной линейки с алюминиевым основанием и светодиодами типа 5630. Центральная продольная канавка 13 открытой полости 12 выполнена, как правило, двухуровневой, где стенки 19 первого уровня выполнены сходящимися от своего дна 20 к стенкам 14 открытой полости 12 с образованием гнезда типа «ласточкин хвост», а печатная плата 2 со светодиодами 3 установлена на втором уровне 21 канавки 13. В гнезде типа «ласточкин хвост», как правило, установлена фокусирующая линза 22, выполненная в виде полосы с выпуклой и/или структурированной поверхностью, расположенной напротив печатной платы 2 со светодиодами 3. Канавка 18 центральной замкнутой полости 9 выполнена преимущественно трапециевидной, а ее боковые стенки 23 образованы в продолжение стенок 19 первого уровня двухуровневой канавки 13 открытой полости 12. В центральной полости 9 установлен и закреплен блок питания 6.
Профиль каждой L-образной боковой полости 10, 11 может быть сформирован в поперечном сечении боковой и нижней стенками 24, 25 центральной полости 9, стенкой 14 открытой полости 12 и боковой наружной стенкой 26 профиля корпуса-радиатора 1. Каждая боковая наружная стенка 26 корпуса-радиатора 1 образована преимущественно двумя крайними сходящимися плоскими участками 27, 28, первый участок 27 соединен с наружным продолжением боковой стенки 24 центральной полости 9, а второй участок 28 соединен с профилем, образующим концевой паз 15 наклонной стенки 14 открытой полости 12, названные крайние участки 27, 28 соединены через внутренние С-образные пазы-выступы 29 с центральным участком 30, выгнутым внутрь корпуса-радиатора 1.
На наружной поверхности стенки 31 центральной полости 9, противоположной открытой полости 12, как правило, образованы продольные ребра охлаждения 32, крайние из которых выполнены в продолжение боковых стенок 24 центральной полости 9 и снабжены расходящимися ребрами-фиксаторами 33, а смежные центральные ребра охлаждения 34 выполнены Г-образными, расположенными симметрично и формирующими Т-образный паз 35. Светильник предпочтительно снабжен по меньшей мере двумя П-образными кронштейнами 36, у каждого из которых ножки 37 выполнены пружинными, содержащими V-образные участки 38, обращенные углом друг к другу и взаимодействующие с V-образными гнездами, образованными первым участком 27 боковой наружной стенки 26 и ребрами-фиксаторами 33.
Торцевые крышки 4, 5 выполнены преимущественно из пластмассы, причем в одной из крышек установлен гермоввод 39, в котором расположена электропроводка 40 для подключения блока питания 6 к внешнему источнику электроэнергии. Каждая крышка 4, 5 структурно выполнена двухуровневой по отношению к торцу корпуса-радиатора 1 с установленным в нем защитным экраном 8, где поверхность первого уровня 41 выполнена содержащей замкнутое по контуру посадочное место 42, сформированное между параллельными стенками 43, 44, в котором установлена эластичная герметизирующая прокладка 45, взаимодействующая с торцами стенок 24, 25, 31, 14, 17 центральной и открытой полостей 9, 12 и с торцом защитного экрана 8. Посадочное место 42 герметизирующей прокладки 45 выполнено предпочтительно содержащим совместный участок 46, расположенный напротив стенки 17, разделяющей канавки 18, 13 центральной полости 9 и открытой полости 12, в этом случае эластичная герметизирующая прокладка 45 также включает в себя совместный участок 47 и состоит, соответственно, из прямоугольной и трапециевидной частей 48, 49, состыкованных малым основанием трапеции со средней частью одной из сторон прямоугольника. В этом случае, при использовании гермоввода, установленного в совместной стенке 17 канавок 18, 13 между центральной полостью 9 и открытой полостью 12 для прокладки электропроводов от блока питания 6 до печатной платы 2 со светодиодами 3, центральная полость 9 и открытая полость 12 герметизированы независимо друг от друга. При отсутствии названных совместных участков 46, 47 центральная полость 9 и открытая полость 12 герметизированы совместно.
Поверхность второго уровня 50 каждой крышки 4, 5 расположена, как правило, напротив L-образных боковых полостей 10, 11 с повторением их формы, по меньшей мере частичным, и образованием канала, выходящего на ребра охлаждения 32, 33, 34 и сообщающегося с внешней средой.
Во внешней стенке 43 посадочного места могут быть образованы разрывы 51, направленные в названный канал и предназначенные для сброса давления при повышении температуры внутри центральной полости 9 или открытой полости 12.
При сборке светильника в центральную продольную канавку 13 открытой полости 12 корпуса-радиатора 1 предпочтительно на теплопроводной пасте устанавливают печатную плату 2 со светодиодами 3 и фиксируют крепежными элементами. В качестве крепежных элементов могут использоваться заклепки, которые при необходимости также могут быть герметизированы. Затем в центральной полости 9 размещают и фиксируют, например, монтажной пеной или другим уплотнительным материалом, блок питания 6, электропровода от которого прокладывают через совместную стенку 17 канавок 18, 13 между центральной полостью 9 и открытой полостью 12 к печатной плате 2 со светодиодами 3 и соединяют с ней. Далее, в гнездо типа «ласточкин хвост» первого уровня центральной продольной канавки 13 открытой полости 12 корпуса-радиатора 1 устанавливают фокусирующую линзу 22, а в концевых пазах 15 боковых наклонных стенок 14 той же полости 12 через уплотнитель 16 размещают защитный экран 8.
В посадочное место 42 каждой крышки 4, 5 устанавливают эластичную герметизирующую прокладку 45, в одной из крышек, например, в крышке 4 размещают гермоввод 39, в котором предварительно располагают электропроводку 40 для подключения блока питания 6 к внешнему источнику электроэнергии. Каждую крышку 4, 5 через отверстия в приливах 52 на ее внутренней поверхности соединяют с корпусом-радиатором 1 винтами 53, заходящими во внутренние С-образные пазы-выступы 29 на краях центрального участка 30 каждой боковой наружной стенки 26 корпуса-радиатора 1.
Светильник светодиодный может быть установлен на вертикальной или горизонтальной поверхности посредством П-образных кронштейнов 36, предварительно закрепленных на названной поверхности пружинными ножками 37 наружу, V-образные участки 38 которых защелкиваются за ребра-фиксаторы 33. Светильник может быть подвешен к потолку на тросах 54, закрепленных на П-образных кронштейнах 36. Возможно соединение светильников в линию с использованием специального соединительного кронштейна 55, закрепляемого в Т-образных пазах 35, сформированных центральными Г-образными ребрами охлаждения 34 соседних светильников.