Светодиодный строительный элемент

Полезная модель относится к производству строительных материалов, а именно к светодиодным строительным элементам, преимущественно к автономной светодиодной брусчатке на солнечных панелях-батареях, которая может быть использована для мощения пешеходных дорожек, тротуаров, велосипедных дорожек, подъездных путей на автозаправочных станциях (АЗС), нижнего подсвечивания территории загородных домов, развлекательных и торговых центров, а также для установки в бассейнах, фонтанах, ручьях и водоемах с частичным или полным погружением. Кроме этого, автономный светодиодный строительный элемент может быть использован для внутренней и внешней декоративной отделки интерьеров.
Аналогом является проводная светодиодная брусчатка, которая имеет корпус, выполненный из полимера с дробленым стеклом, светоизлучательную часть, выполненную с возможностью подсвечивать корпус изнутри, питающий кабель, соединенный с источником питания, размещенным снаружи брусчатки, при этом она содержит элемент жесткости, размещенный в корпусе, а светоизлучательная часть размещена на элементе жесткости (патент RU 145358, МПК E01F 9/00, 20.09.2014).
Основным недостатком аналога являются его ограниченные функциональные возможности из-за отсутствия автономности работы светодиодной брусчатки, так как ее светоизлучательная часть имеет питающий кабель, который необходимо подключить к внешнему источнику питания, позволяет избежать сложной разводки электрических проводов по участку. Кроме этого, недостатком является сложность монтажа питающего кабеля, который необходимо осуществить перед тем, как произвести укладку светодиодной брусчатки.
Прототипом является светодиодная брусчатка, имеющая полый корпус, выполненный из закаленного стекла, и крышку-основание, выполненную из пластмассы, на которой размещен светодиодный модуль, при этом светодиодный модуль содержит солнечную панель со светодиодами, соединенную с интеллектуальной панелью управления, батарейный отсек с аккумуляторной батареей, соединенный с переключателем питания интеллектуальной панели управления, причем интеллектуальная панель управления и батарейный отсек закреплены при помощи резьбовых крепежных элементов на пластмассовой крышке-основании, на которой при помощи силиконового герметика установлен полый корпус (патент CN 102313236 А, МПК F21S 9/03, F21V 23/04, 11.01.2012).
Основным недостатком прототипа является его ограниченные эксплуатационные возможности из-за низкой ремонтопригодности. При замене аккумуляторной батареи строительного элемента невозможно без нанесения повреждения снять пластмассовую крышку-основание, особенно в условиях эксплуатации светодиодной брусчатки при отрицательных температурах, когда пластмасса, из которой изготовлена крышка-основание, становится хрупкой.
Кроме этого, недостатком прототипа является низкая технологичность и высокая трудоемкость сборки светодиодной брусчатки, в частности высокая трудоемкость монтажа интеллектуальной панели управления на пластмассовую крышку-основание из-за наличия резьбовых крепежных элементов.
Задачей полезной модели является разработка конструкции светодиодного строительного элемента, в котором устранены недостатки аналога и прототипа.
Техническим результатом является повышение эксплуатационных возможностей светодиодного строительного элемента.
Технический результат достигается тем, что светодиодный строительный элемент имеет корпус, в полости которого размещен светодиодный модуль, и крышку, при этом светодиодный модуль содержит солнечную панель, в которой выполнены отверстия для размещения светодиодов, батарейный отсек, контроллер, а также основание, установленное на крышке корпуса, в нижней части корпуса выполнена дополнительная полость, в которой установлены основание, а также крышка с возможностью обеспечения герметичности светодиодного модуля, причем солнечная панель и основание соединены между собой посредством стоек, которые имеют концевые крепежные элементы, установленные в соосные отверстия, выполненные в солнечной панели и основании, в крышке выполнены глухие отверстия, в которые установлены нижние концевые элементы стоек, батарейный отсек и контроллер размещены между солнечной панелью и основанием светодиодного модуля, в батарейном отсеке установлен накопитель электроэнергии, соединенный с контроллером, который в свою очередь соединен с солнечной панелью, основание и стойки выполнены из диэлектрического материала, а корпус и крышка выполнены из светопрозрачного ударопрочного материала.
Накопитель электроэнергии представляет собой аккумуляторную батарею или суперконденсатор.
Сущность полезной модели поясняется чертежом (фиг. 1), на котором изображен предлагаемый светодиодный строительный элемент.
На чертеже позициями обозначены следующие элементы и узлы:
1 - крышка,
2 - корпус,
3 - контроллер,
4 - основание светодиодного модуля,
5 - светодиоды,
6 - солнечная панель,
7 - батарейный отсек,
8 - стойки с концевыми крепежными элементами,
9 - силиконовый герметик.
Светодиодный строительный элемент имеет корпус 2, в полости которого размещен светодиодный модуль, и крышку 1.
Светодиодный модуль содержит солнечную панель 6, в которой выполнены отверстия для размещения светодиодов 5, батарейный отсек 7, контроллер 3, а также основание 4, установленное на крышке 1 корпуса 2.
Солнечная панель 6 и основание 4 соединены между собой посредством стоек 8, которые имеют концевые крепежные элементы, установленные в соосные отверстия, которые выполнены в солнечной панели 6 и основании 4.
Батарейный отсек 7 и контроллер 3 размещены между солнечной панелью 6 и основанием 4 светодиодного модуля.
В батарейном отсеке 7 установлен накопитель электроэнергии (на чертеже условно не показан), соединенный с контроллером 3, который в свою очередь соединен с солнечной панелью 6.
В нижней части корпуса 2 выполнена дополнительная полость, в которой установлены основание 4 и крышка 1 с возможностью обеспечения герметичности светодиодного модуля при помощи силиконового герметика 9.
Основание 4 и стойки 8 с концевыми крепежными элементами выполнены из диэлектрического материала.
Корпус 2 и крышка 1 выполнены из светопрозрачного ударопрочного материала, например закаленного стекла
В крышке 1 выполнены глухие отверстия, в которые установлены нижние концевые элементы стоек 8.
Накопитель электроэнергии представляет собой аккумуляторную батарею - никель-металлгидридный (Ni-MH) аккумулятор. Накопителем электроэнергии может быть суперконденсатор, например конденсатор 120F (2.3V), в количестве 5 штук, обеспечивающий эксплуатации без обслуживания предлагаемой светодиодной брусчатки в течение 10 лет.
Пример конкретного выполнения.
Предлагаемый светодиодный строительный элемент выполнен в виде светодиодной тротуарной плитки (брусчатки).
Корпус 2 светодиодной брусчатки выполнен под размеры стандартной брусчатки, например 195×95×60 мм, из закаленного стекла, имеет внешнюю верхнюю шероховатую поверхность типа "колотый камень", что предотвращает скольжение, и внутреннюю пирамидальную огранку, что обеспечивает высокий коэффициент преломления света. Крышка 1 также выполнена из закаленного стекла. В дневное время светодиодная брусчатка выглядит как кварцевый камень или хрусталь, вмонтированный в площадку. Блок светодиодной брусчатки выдерживает нагрузку 5000 кг, и поэтому ее можно использовать в местах с интенсивным движением, в том числе автомобилей. В полости корпуса 2 установлен светодиодный модуль мощностью 0,9 Вт, имеющий солнечную панель 6 (монокристаллический кремний 2.5V/130mAH) и восемь светодиодов 5, ресурс работы которых составляет 50000 ч.
В батарейном отсеке 7 светодиодного модуля установлен никель-металлгидридный (Ni-MH) аккумулятор (заряд 1100 mAh, напряжение 1,2 В), соединенный с контроллером 3. Никель-металлгидридный (Ni-MH) аккумулятор характеризуется большим сроком службы (до 1000 циклов заряд/разряд), большей емкостью по сравнению со стандартным Ni-Cd (никель-кадмиевым) аккумулятором, стабильной работой в широком диапазоне температур. Полная герметичность светодиодного модуля обеспечивается крышкой 1, закрепленной при помощи силиконового герметика 9. Светодиодная брусчатка, выполненная с защитой IP-68, абсолютно водонепроницаема, что позволяет использовать ее для мощения пешеходных дорожек, тротуаров, велосипедных дорожек, подъездных путей на АЗС а также для установки в бассейнах, фонтанах, ручьях и водоемах с частичным или полным погружением. Светодиодная брусчатка используется при температурах от -40°С до +60°С.
Принцип работы светодиодной брусчатки состоит в следующем.
Предлагаемая светодиодная брусчатка представляет собой автономный светоблок с питанием от встроенных фотоэлементов солнечной панели 6. Светодиодный модуль брусчатки не имеет питающего кабеля, который необходимо подключать к внешнему источнику питания. Поэтому предлагаемая светодиодная брусчатка позволяет избежать сложной разводки электрических проводов по участку ее укладки, при этом ее можно смонтировать в любом месте, где светит солнце. Для монтажа достаточно вынуть стандартный камень и на его место установить светодиодную брусчатку. Никакого обслуживания и затрат в дальнейшем - вся система полностью автономна. В течение светового дня встроенная солнечная панель 6 заряжает никель-металлгидридный (Ni-MH) аккумулятор, благодаря которому в темное время суток светодиодная брусчатка будет работать в течение 8-10 ч.
Время свечения при полном заряде аккумулятора - не менее 25 ч (три ночи без солнечных дней). Включение-выключение подсветки производит встроенный контроллер 3, который к тому же определяет интенсивность свечения светодиодов 5. Срок эксплуатации без обслуживания предлагаемой светодиодной брусчатки с никель-металлгидридным (Ni-MH) аккумулятором составляет 5 лет.
Технический результат обеспечивается существенными признаками полезной модели. По сравнению с прототипом, в котором крышка-основание выполнена из пластмассы, в предлагаемой светодиодной брусчатке крышка 1 выполнена из закаленного стекла, что обеспечивает замену при необходимости встроенного никель-металлгидридного аккумулятора без повреждения устройства. Для этого достаточно удалить шов силиконового герметика 9 и произвести технологические операции, необходимые для замены никель-металлгидридного аккумулятора. Кроме этого, за счет наличия соосных отверстий в солнечной панели 6 и основании 4, наличия стоек 8, которые имеют концевые крепежные элементы, устанавливаемые в указанные соосные отверстия, обеспечивается высокая технологичность и производительность сборки светодиодного модуля. Наличие глухих отверстий в крышке 1, в которые установлены нижние концевые элементы стоек 8, позволяет точно позиционировать светодиодный модуль в полости корпуса 2. Наличие в нижней части корпуса 2 дополнительной полости позволяет герметично установить в ней основание 4 светодиодного модуля и крышку 1 при помощи силиконового герметика 9.
Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволит по сравнению с аналогом повысить функциональные возможности за счет обеспечения автономности работы светодиодного строительного элемента, а также позволит, по сравнению с прототипом повысить эксплуатационные возможности за счет обеспечения замены аккумулятора без повреждения устройства.