ВЗРЫВОБЕЗОПАСНЫЙ СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК (УСТРОЙСТВО)

Заявленная полезная модель относится к светотехническим изделиям, в частности, к светильникам, имеющим взрывобезопасный корпус, и может быть использована в качестве устройства для аварийного освещения и сигнализации в средах, где возникновение искры в электротехническом устройстве может привести к взрыву или пожару.
Известны взрывобезопасные светильники типа SYLFAST, выпускаемые фирмой SYLVANJA (Каталог "LAMPES ETAPPAREJLS D'ECLAJRAGE"). Корпус светильника состоит из обечайки П-образной формы и двух торцевин. Он изготовлен из листовой стали методом штамповки и профилирования, торцевины изготовлены из термопластической пластмассы методом литья под давлением. В качестве источников света в нем применены люминесцентные лампы (ЛЛ).
Недостатки таких светильников заключаются в том, что при изготовлении корпуса для них необходима сложная высокоточная оснастка и дорогостоящее оборудование. Конструкция состоит из частей, выполненных из разнородных материалов, что требует наличие различного технологического оборудования для их изготовления. Кроме того, вся конструкция имеет большие габаритные размеры и вес. Применяемые ЛЛ чувствительны к окружающей температуре и нуждаются в специальной пусковой аппаратуре.
Более близким по технической сущности к данной полезной модели и, принятым за прототип, является взрывобезопасный светильник, описанный в патенте РФ №2192582 «Корпус светового прибора», МПК F 21 V 15/00, опубл. 10.11.2002 в Б.И.№31.
Известный светильник содержит прочный корпус, выполненный из листового металла, подвергающегося в дальнейшем сложной технологической обработке. В качестве источников света в нем применены ЛЛ, снабженные системой электропитания и управления.
Несмотря на некоторое упрощение технологии изготовления, известный светильник обладает практически теми же недостатками, что и аналог. Его корпус имеет большие габаритные размеры и вес. Используемые источники света нуждаются в сложной пусковой аппаратуре, имеют относительно невысокий срок службы, легко повреждаются при резких механических воздействиях и не работают при низких значениях температуры окружающей среды и пониженного напряжения электропитания. В случае аварии, для обеспечения аварийного освещения, в таких светильниках требуется дополнительный, аварийный источник света. Кроме того, блок электропитания и управления располагается вне корпуса и нуждается в специальной защитной оболочке.
Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является снижение трудоемкости изготовления, снижение габаритных размеров и веса изделия, исключение из употребления сложной пусковой аппаратуры, повышение срока службы, обеспечение надежной работы светильника при включении резервного источника питания постоянного или переменного тока. Дополнительно решается задача изменения яркости свечения, в зависимости от внешней освещенности и, при необходимости, изменения цвета свечения
светильника. Кроме того, обеспечивается также возможность решать на основе светильника целый комплекс задач, связанных пожарной безопасностью освещаемого объекта и его охраной от несанкционированного вторжения.
Технический результат достигается за счет того, что взрывобезопасный светодиодный светильник, содержащий прочный корпус, источники света, установленные внутри корпуса, и блок электропитания и управления, согласно полезной модели, корпус выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда, изготовленного из высокопрочной и теплостойкой пластмассы, и состоит из короба и прозрачной крышки, выполняющей функции рассеивателя, на дне короба выполнены цилиндрические приливы небольшой высоты с углублениями для ввертывания крепежных элементов, приливы расположены по бокам вдоль стенок короба и в торцевых областях по оси симметрии, короб и крышка имеют утолщения, в утолщениях выполнены сквозные отверстия, через которые проходят крепежные болты, в стенках короба имеются бортики, проходящие с внутренней стороны его стенок, крышка имеет стенки с внутренними бортиками, в стенках крышки выполнен желоб, в который вставлена прокладка из пластичного материала, сопряженная с бортиками короба, причем бортики крышки располагаются с внутренней поверхности бортиков короба, блок электропитания и управления установлен внутри короба на торцевых приливах, над блоком электропитания на боковых крайних приливах установлены П-образные скобы, источниками света являются светодиоды, которые крепятся на поверхности П-образных скоб.
В варианте технического решения светодиоды расположены на платах, установленных в несколько рядов.
В варианте технического решения светодиоды установлены на металлической основе.
В варианте технического решения блок электропитания и управления соединен с датчиком внешней освещенности и автоматом включения-выключения, от внешней освещенности, расположенным на поверхности П-образных скоб совместно со светодиодами.
В варианте технического решения блок электропитания и управления соединен с инфракрасным датчиком дыма и тепловым датчиком, установленными на поверхности П-образных скоб совместно со светодиодами.
В варианте технического решения блок электропитания и управления соединен с инфракрасным датчиком охранной сигнализации, установленным на поверхности П-образных скоб совместно со светодиодами.
В варианте технического решения светодиоды разделены на группы, различающиеся по спектру излучения, а блок электропитания и управления содержит систему дистанционного управления интенсивностью и суммарным спектром излучения, работающую в инфракрасном диапазоне (ИК), снабженной соответствующим фильтром и расположенную на поверхности П-образных скоб совместно со светодиодами.
В варианте технического решения внутри корпуса светильника установлен аккумулятор, соединенный с выходом блока электропитания и управления.
В варианте технического решения блок электропитания и управления светильником снабжен переключателем аварийного режима.
Изготовление корпуса из высокопрочной и теплостойкой пластмассы позволит снизить вес конструкции и упростить технологию его изготовления.
Применение светодиодов, даст возможность повысить срок службы светильника, по крайней мере, в 20 раз, в сравнении с прототипом, и отказаться от специального пускового устройства. Снижаются габаритные размеры светильника, снижаются габаритные размеры и вес блока электропитания и управления, а сами светодиоды могут включаться как от сети переменного тока, так и от резервного источника постоянного тока. Кроме того, блок электропитания и управления располагается вместе с источниками света и не нуждается в специальном защитном корпусе.
Расположение светодиодов на платах снижает трудоемкость изготовления светильника и упрощает монтаж светодиодов.
Размещение светодиодов на металлической основе позволит улучшить теплоотвод от источников света и, тем самым, снизить нагрев корпуса светодиодов.
Наличие датчика внешней освещенности, соединенного с блоком электропитания и управления, позволяет экономить электроэнергию и обеспечивает возможность получать определенный уровень освещенности поверхности при колебаниях внешней освещенности.
Применение в светильнике ИК датчиков дыма и теплового датчика, соединенных с блоком электропитания и управления, расширяет возможности применения светильника.
Использование ИК датчика охранной сигнализации, соединенного с блоком электропитания и управления в сочетании с другими вышеперечисленными датчиками дает возможность потребителю решать на основе светильника целый комплекс задач, связанных с безопасностью освещаемого объекта.
Разделение светодиодов на группы, различающиеся по спектру излучения и наличие в блоке электропитания и управления системы дистанционного управления интенсивностью и суммарным спектром излучения, работающей в ИК диапазоне, позволяет регулировать суммарный цвет свечения светильника дистанционно при наличии соответствующего пульта управления.
Наличие аккумулятора внутри корпуса светильника обеспечит надежную работу светильника в течение продолжительного времени даже в случае аварийного отключения внешней сети электропитания.
Переключатель аварийного режима, которым снабжен блок электропитания и управления светильником, позволяет обеспечить экономный режим работы светильника в условиях аварийной ситуации.
Взрывобезопасный светодиодный светильник иллюстрируется 7 фигурами.
На фиг.1 показан корпус светильника в изометрической проекции.
На фиг.2 имеется ортогональная проекция светильника со снятой крышкой.
На фиг.3 изображена боковая проекция светильника со снятой крышкой.
На фиг.4 приведена плата со светодиодами.
Фиг.3 представляет расположение светодиодов на металлической пластине.
На фиг.6 нарисована принципиальная электрическая схема светильника.
На фиг.7 показана структурная схема управления светильниками.
Взрывобезопасный светодиодный светильник устроен следующим образом. Корпус 1 светильника выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда со скругленными ребрами и состоит из короба 2 (фиг.1, 2, 3), изготовленного из высокопрочной, теплостойкой пластмассы и крышки 3. Крышка 3 выполняет одновременно функции рассеивателя и выполнена из прозрачного высокопрочного теплостойкого пластического материала. Для повышения равномерности свечения поверхность крышки может быть матирована. В стенках 4 короба 2 имеются бортики 5, проходящие с внутренней стороны стенок 4. По углам короба и крышки имеются утолщения 6. Утолщения короба снабжены внутренними ребрами жесткости (на фиг. не обозначены). В приливах 6 выполнены сквозные отверстия 7, через которые проходят крепежные болты (на фиг. не показаны), крепящие корпус к несущей поверхности 8. На дне короба 2 имеются цилиндрические приливы 9 небольшой высоты, расположенные по периферии вдоль стенок короба, с цилиндрическими углублениями 10 для ввертывания крепежа. Приливы 9, расположенные по осям симметрии основания, в торцевых частях и по бокам, имеют плоские, небольшие по длине ребра жесткости 11, проходящие параллельно стенкам корпуса и равные по высоте приливам 9. В торцевой части корпуса имеется отверстие 12, в которое вставляется штуцер 13 со сквозным отверстием, через которое проходят кабель 14 с подводящими проводами внешнего электропитания. В свою очередь, крышка 3 (фиг.2, 3) имеет стенки 15 с внутренними бортиками 16. Бортики 16 крышки располагаются вдоль внутренних поверхностей бортиков 4 короба 1. В стенках 15 крышки имеется общий желоб 17, в который вставлена прокладка 18 из пластичного материала, сопряженная с бортиками 5 короба.
На дно короба 1 на торцевые цилиндрические приливы 9 установлен блок электропитания и управления 19 (БЭУ) (фиг.2, 3), выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, в основании которого с двух сторон по торцам имеются крепежные клеммы 20. При установке, крепежные клеммы основанием опираются на стенки торцевых приливов и ребра жесткости, а прорези клемм 20 совпадает с углублениями 10. Над корпусом БЭУ 19, на крайние боковые приливы 6 короба 2, установлены две металлические П - образные скобы 21, выполненными из полос с лапками, параллельными поверхности дна короба. На внешней поверхности скоб 21 установлены параллельно в ряд несколько печатных плат 22 со светодиодами 23, при этом центральные оси световых потоков светодиодов направлены перпендикулярно плоскости плат.
На каждой плате светодиоды 23 расположены в один ряд (фиг.4). Общее количество светодиодов, плотность их расстановки на плате, зависит от мощности используемых источников света, угла распределения их световых потоков и требуемой освещенности поверхности, которую освещает светильник.
На поверхности П-образных скоб, совместно со светодиодами, установлен датчик внешней освещенности (ДВО) 24 с автоматом включения-выключения 25, который включается под воздействием внешнего освещения. Датчик 24 и автомат 25 экранированы от светового потока светодиодов непрозрачными штоками 26. Чувствительные элементы датчика 24 и автомата 25 обращены в сторону крышки 3.
В варианте технического решения светодиоды 23 расположены на металлической основе 27 (фиг.5) в несколько рядов. Металлическая основа может быть выполнена в виде пластины или П-образного уголка. Она установлена на поверхности П-образных скоб 20 и выполняет функции теплоотвода. В этом варианте исполнения могут быть использованы светодиоды, обладающие большой световой мощностью.
В варианте технического решения блок электропитания и управления соединен с ИК датчиком дыма и тепловым датчиком (на фиг. не обозначены), установленными совместно со светодиодами на поверхности П-образных скоб.
В варианте технического решения блок электропитания и управления соединен с ИК датчиком охранной сигнализации (на фиг. не обозначен), установленным совместно со светодиодами на поверхности П-образных скоб.
Инфракрасные датчики дыма, охранной сигнализации и тепловой датчик расположены на той же поверхности, что и светодиоды 23 и могут заполнять один из рядов, представленных на фиг.4 или 5. Причем, чувствительность всех датчиков, работающих в ИК диапазоне, лежит вне пределов видимого диапазона спектра излучения светодиодов.
В варианте технического решения светодиоды 23 разделены на группы, различающиеся по спектру излучения. Светодиоды равномерно распределены по поверхности платы в чередующемся порядке. При этом БЭУ 19 содержит систему дистанционного управления интенсивностью и суммарным спектром излучения, работающей в ИК диапазоне, также находящемся вне пределов видимого диапазона и снабженной соответствующим фильтром.
Электрически светодиоды 23 взрывобезопасного светодиодного светильника соединены по последовательно-параллельной схеме (фиг.6) и разделены на группы, различающиеся спектром излучения, например, группа 23' имеет красный цвет свечения, группа 23'' имеет зеленый цвет свечения, а группа 23''' имеет синий цвет свечения. Группы могут содержать и другие, отличающиеся от указанных выше, спектры излучения (23о), например, желтый, оранжевый и т.д. Светодиоды групп могут быть распределены на платах 22 или 27 в чередующемся порядке или формироваться по рядам. Светодиоды 23 получают питание от внешней сети переменного или постоянного тока через БЭУ 19, который, в свою очередь, состоит из сетевого адаптера (СА) 28, преобразующего напряжение в соответствии с напряжением светодиодов, и блока управления (БУ) 29. К БУ 29 через автомат включения-выключения 25, срабатывающий от внешнего освещения, подключен ДВО 24. Параллельно выходным зажимам СА включен аккумуляторный источник электропитания 30.
В варианте технического решения светильник оборудован системой дистанционного управления интенсивностью и суммарным спектром излучения (ССУ) 31, работающей в ИК диапазоне, снабженной соответствующим фильтром 32. Сигнал от ССУ 31 через фильтр 32 также поступает на БУ 29. Кроме того, система управления светильником снабжена переключателем аварийного режима 33, сигнал на который поступает от пульта управления из диспетчерской (на фиг. не показан). Аккумулятор 30, ССУ 31 и переключатель аварийного режима 33 конструктивно объединены в общем блоке 19.
В варианте технического решения блок управления 29 соединен с ПК датчиком дыма 34 и тепловым датчиком 35.
В варианте технического решения блок электропитания и управления соединен с ИК датчиком охранной сигнализации 36.
Взрывобезопасный светодиодный светильник действует следующим образом. В несущей поверхности 8 формируются отверстия с резьбой (на фиг. не обозначены), соосные с отверстиями 7 корпуса 1. После установки блока электропитания и управления 19 и печатных плат 22 со светодиодами 23, через штуцер 13 в короб подводятся питающий кабель 14 с электропроводами, и производится подсоединение электропроводов к блоку электропитания и управления 19. Штуцер 13 снабжен гибким пластинчатым хвостовиком, который при навинчивании хвостовой гайки сжимается, плотно охватывая кабель. Короб 2 закрывается крышкой 3 и весь корпус 1 болтами приворачивается к несущей поверхности. При этом прокладка 18 прижимается к краям бортиков 5 короба 2, а бортики 16 крышки 3 располагаются вдоль внутренней поверхности бортиков 5 короба 2. В результате обеспечивается полная герметическая изоляция внутренней полости корпуса 1 с его содержимым от внешней среды.
Включения светильника осуществляется из диспетчерской оператором с пульта управления. При этом напряжение сети поступает на СА 28 блока 19, в результате чего электропитание попадает на светодиоды 23. Световой поток светодиодов проходит через прозрачную крышку 3. При наличии внешнего освещения включается автомат 25. В зависимости от внешнего освещения изменяется сигнал, поступающий от ДВО 24, что приводит к изменению напряжения в блоке БУ 28. Ток, питающий светодиоды изменяется. Последние изменяют величину светового потока. Чем выше сила света внешнего источника света, тем слабее светят светодиоды, и наоборот. Так обеспечивается экономный расход электроэнергии и увеличивается срок службы светодиодов.
Если светильник имеет ИФ систему ССУ 31 дистанционного управления, то с помощью специального переносного пульта управления оператор может дистанционно изменять световой поток той или иной группы 23', 23'', 23''' или (23о) и таким образом получать практически любой суммарный цвет излучения.
При необходимости, оператор может со своего пульта управления формировать аварийный режим освещения, характеризующийся тем или иным спектром излучения или пониженным суммарным световым потоком. Для этого он должен подать сигнал на аварийный переключатель 33, который включит заранее выбранный режим освещения.
При срабатывании ИК датчиков дыма 34 и /или теплового датчика 35, в блок электропитания и управления 29 поступает сигнал о наличии соответствующих тревожных факторов. От блока управления 29 сигнал приходит к диспетчеру (фиг.7). При этом диспетчер получает информацию о том, с какого из светильников этот сигнал поступает и принимает решение о дальнейших действиях. В частности он может включить тревожную сигнализацию, включить мигающий режим работы светильников или включить группы светодиодов для получения соответствующего спектра излучения.
Если светильник снабжен ИК датчиком охранной сигнализации 36, то у диспетчера появляется возможность организовать защиту объекта от
несанкционированном вторжении на охраняемую территорию, на которой установлены предложенные светильники. При этом на пульт управления поступает тревожный сигнал о присутствии нарушителя в области действия соответствующего датчика.
Использование ИК датчика охранной сигнализации, соединенного с блоком электропитания и управления в сочетании с другими вышеперечисленными датчиками дает возможность потребителю решать, на основе светильника, целый комплекс задач, связанных с пожаробезопасностью и охраной освещаемого объекта.
В случае отключения электропитания светильник способен в течение длительного времени обеспечивать освещение от собственного источника питания - аккумулятора 30
Использование светодиодов обеспечивает значительное снижение энергопотребления в сравнении с ЛЛ. Светодиоды способны выдерживать многократные механические перегрузки и не разрушаются даже при сильных ударах по корпусу. Кроме того, светодиоды включаются практически мгновенно и не требуют специального пускового устройства, что упрощает эксплуатацию светильника. При этом допускается электропитание от внешней цепи постоянного или переменного тока, или от автономного источника питания.
Светильник можно крепить в любом положении к любой стационарной поверхности. Вес изделия невелик, а технология изготовления и предназначенное для этого оборудование значительно проще, чем у прототипа.
Технико-экономические преимущества предлагаемого взрывобезопасного светодиодного светильника заключаются в следующем:
1. Снижена трудоемкость изготовления и вес изделия благодаря использованию в качестве конструкционного материала - пластмассы.
2. Снижена стоимость изделия за счет снижения трудоемкости.
3. Повышен срок службы изделия за счет использования светодиодов.
4. Упрощен монтаж источников света в корпусе.
5. Появилась возможность регулирования цветности светильника.
6. Снижен расход электроэнергии, как за счет использования светодиодов, так и в результате применения ДВО.
7. Уменьшена материалоемкость.
8. Обеспечена бесперебойная работа светильника при нарушении электроснабжения.
9. Расширены потребительские возможности за счет установки в его корпусе инфракрасных датчиков дыма и теплового датчика, а также инфракрасного датчика охранной сигнализации.