МОБИЛЬНЫЙ ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЙ СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК

Полезная модель относится к светотехнике, в частности, к мобильным взрывозащищенным светильникам со светодиодным источником света.
Мобильный (пригодный к транспортировке) светильник предназначен для использования преимущественно в полевых условиях, на открытых площадках, вне помещений. Если в составе мобильного светильника предусмотрен узел подвеса, то его можно расположить на любой, находящейся поблизости от него опоре, (на стене здания, на осветительном столбе). В состав мобильного светильника может входить штатив, например, на треноге и с телескопической штангой (другими словами: мобильный осветительный комплекс), устанавливаемый на открытой местности без использования сторонних подручных опор.
Конструкция взрывозащищенного светильника должна обеспечивать возможность эксплуатации во взрывоопасных зонах при перепадах температур и напряжения, а также при механическом воздействии. Поэтому корпус взрывозащищенного светильника выполняют из пожаробезопасных и высокопрочных материалов: алюминиево-кремниевого сплава; полиэстера, армированного стекловолокном; стали и из подобных материалов. Источники света (лампы) взрывозащищенного светильника должны находиться за прочным и термостойким рассеивателем (линзой), например, из ударопрочного поликарбоната или закаленного термостойкого стекла (боросиликатного стекла) (рассеиватель - прозрачный или матовый элемент, равномерно перераспределяющий свет и пропускающий его на основе законов рассеянного пропускания света).
Его наружная поверхность не должна нагреваться выше определенной температуры для предотвращения взрыва от соприкосновения с ней взрывоопасных газов. Поэтому взрывозащищенный светильник должен быть снабжен радиатором охлаждения.
Элементы корпуса взрывозащищенного светильника должны плотно прилегать друг к другу с минимальным зазором между ними для предотвращения выхода такого количества газа, образовавшегося при вспышке внутри светильника, который бы привел к подрыву взрывоопасной среды вокруг светильника, а также для предотвращения попадания взрывоопасных газов или токопроводящей пыли, вызывающей искрение, внутрь того отсека светильника, где расположены составляющие его электрической цепи (блок питания, реле напряжения, электрические соединения).
Помимо взрывозащищенности, к этим светильникам предъявляются требования по защите от пыли и влаги в соответствии с международным стандартом IEC 60529. Стандарт IEC 60529 включает классификатор степеней защиты, регламентирующий проникновение посторонних объектов (пыли и воды) IP (International/Ingress Protection Rating).
Известен взрывозащищенный светодиодный светильник для помещений и наружных установок со взрывоопасной средой, представленный в описании к патенту РФ №2622891 на изобретение (МПК F21V 25/12, публикация 21.06.2017, бюллетень №18), принятый за наиболее близкий аналог (прототип).
Светильник по патенту РФ №2622891 содержит корпус из алюминиевого сплава. В корпусе размещены светодиодная плата и блок питания. Над светодиодной платой располагается рассеиватель, выполненный из поликарбоната и установленный на корпусе с помощью фланца. Этот фланец закреплен в муфте, а та, в свою очередь, установлена в корпусе. Клеммная колодка светильника находится в распределительной коробке, выполненной заодно с корпусом. Крышка распределительной коробки соединена с ней по резьбовому лабиринту. Гермовводы распределительной коробки выполнены в виде двух штуцеров с заглушками и уплотнительными кольцами. У корпуса есть наружное оребрение, выполняющее функцию радиатора охлаждения. Светильник обеспечивает степень защиты IP66, поэтому может применяться для уличного освещения. Светильник размещают на месте использования с помощью узла подвеса, выполненного в виде поворотной скобы, прикрепленной винтами к боковой поверхности корпуса или планки т-образной формы, прикрепленной винтами к торцу корпуса со стороны, противоположной рассеивателю, либо поворотной платформы, закрепленной на скобе.
Так как светильник рассчитан на степень защиты IP66, то при кратковременном погружении на глубину до 1 м в него будет попадать вода в количествах, нарушающих его работу, что делает его непригодным для использования в сложных полевых условиях (например, в затопленной местности при опрокидывании и утоплении светильника).
Задачей полезной модели является создание мобильного взрывозащищенного светодиодного светильника более надежного при эксплуатации в сложных климатических условиях (частые дожди, мокрый снег, затопление (обводнение) места установки светильника, шквалистые ветры, резкие перепады температур окружающего воздуха) и, следовательно, с большим сроком службы.
Технический результат заключается в повышении степени защиты от проникновения влаги в мобильный взрывозащищенный светодиодный светильник.
Технический результат достигается тем, что мобильный взрывозащищенный светодиодный светильник содержит корпус с наружным оребрением, с размещенным в нем светодиодным модулем и блоком питания, рассеиватель, установленный поверх светодиодного модуля, средства для установки светильника на месте использования, также корпус содержит взрывозащищенные отсеки, по крайней мере один из которых имеет отверстие с фланцем и с устанавливаемой на этом фланце поверх упомянутого отверстия съемной крышкой, указанные фланец и крышка имеют каждый взрывозащитную поверхность, при соединении этих фланца и крышки их взрывозащитные поверхности в месте прилегания друг к другу образуют взрывозащитное соединение, по периметру указанного взрывозащитного соединения установлено эластичное уплотнение, при этом светодиодный модуль и блок питания размещены во взрывозащитных отсеках.
В некоторых вариантах реализации технического решения светодиодный модуль представляет собой печатную плату с закрепленными на одной ее поверхности светодиодами.
Рекомендуется на упомянутой крышке выполнять паз с возможностью размещения в нем эластичного уплотнения.
Для снижения вероятности повреждения рассеивателя от механического воздействия (например, в случае неосторожного обращения), поверх рассеивателя предпочтительно устанавливать защитную решетку.
Для размещения заявляемого светильника на открытой местности, такой как поле, пустошь, болотистая местность, где нет возможности закрепления светильника на стене, крыше здания, столбе освещения и прочих подобных опорах, средства для установки светильника на месте использования могут включать штатив с антикоррозионным покрытием, содержащий раскладную треногу, телескопическую штангу, одним концом соединенную с треногой, а на другом конце которой расположена присоединительная перекладина, опорные концы ножек треноги снабжены выходящими из них металлическими штырями, штатив выполнен с возможностью установки светодиодного модуля на высоту, превышающую рост использующего светильник персонала.
Мобильный взрывозащищенный светодиодный светильник изображен на фигурах 1-7 со следующими обозначениями:
1 - первый взрывозащищенный отсек корпуса для светодиодного модуля (фиг. 1),
2 - второй взрывозащищенный отсек корпуса (фиг. 1, 2, 3, 7),
3 - светодиодный модуль (фиг. 1),
4 - рассеиватель, установленный на корпусе поверх светодиодов (фиг. 1, 7),
5 - уступ для опоры рассеивателя на корпус (фиг. 1),
6 - фланец для присоединения рассеивателя к корпусу (фиг. 1, 7),
7 - герметизирующая прокладка между корпусом и рассеивателем (фиг. 1),
8 - защитная решетка рассеивателя (фиг. 7),
9 - радиатор охлаждения (фиг. 1, 2, 4),
10 - блок питания светодиодного модуля (фиг. 1),
11 - клеммная колодка (фиг. 1, 2),
12 - инкапсуляция эпоксидной смолой проводника, идущего от блока питания к светодиодному модулю (фиг. 3),
13 - реле напряжения (фиг. 2),
14 - гермоввод (фиг. 4),
15 - питающий бронированный кабель (фиг. 7),
16 - узлы крепления проводников на клеммной колодке (фиг. 1, 2),
17 - отверстие в корпусе с кольцевым фланцем вокруг этого отверстия (фиг. 1, 2),
18 - съемная крышка (фиг. 1. 4, 5, 6),
19 - отверстие под болт во фланце 17 (фиг. 2),
20 - отверстие под болт на съемной крышке 18 (фиг. 6),
21 - болт для присоединения съемной крышки 18 к фланцу 17 (фиг. 4).
22 - паз на съемной крышке (фиг. 5, 6,),
23 - эластичное уплотнение (фиг. 1),
24 - монтажная скоба (фиг. 7),
25 - болт для монтажной скобы (фиг. 7),
26 - шайба для монтажной скобы (фиг. 7),
27 - раскладная тренога (фиг. 7),
28 - телескопическая штанга (фиг. 7),
29 - присоединительная перекладина на телескопической штанге (фиг. 7),
30 - металлический штырь на опорном конце ножки треноги (фиг. 7).
31 - болт для соединения перекладины и монтажной скобы (фиг. 7),
На фигуре 1 показан сборочный чертеж светильника сбоку в разрезе.
На фигуре 2 показан второй взрывозащищенный отсек 2 корпуса со снятой крышкой 18.
На фигуре 3 показан разрез Д-Д по линии, отмеченной на фигуре 2.
На фигуре 4 показан частичный вид сзади (со стороны крышки 18).
На фигуре 5 показана крышка 18 как отдельная деталь сбоку в разрезе.
На фигуре 6 показана крышка 18 как отдельная деталь с внутренней стороны (то есть со стороны, прилегающей к корпусу).
На фигуре 7 показан светильник, содержащий штатив (позиции, относящиеся к штативу: 27, 28, 29, 30) и защитную решетку 8.
Заявляемый мобильный взрывозащищенный светодиодный светильник содержит корпус со взрывозащищенными отсеками 1 и 2, выполненный с учетом требований ГОСТ 31610.0-2014 (в конкретном исполнении из алюминиевого сплава). Внешняя поверхность корпуса окрашена.
Заявляемый светильник содержит светодиодный модуль 3, расположенный в первом взрывозащищенном отсеке 1 корпуса и включающий печатную плату с закрепленными на одной ее поверхности светодиодами (печатная плата и светодиоды отдельными позициями не показаны). Другой поверхностью (противоположной от поверхности, на которой расположены светодиоды) модуль 3 присоединен к корпусу.
Поверх светодиодов установлен рассеиватель 4. В конкретном исполнении рассеиватель 4 выполнен из закаленного термостойкого стекла (боросиликатного стекла), но может быть выполнен из ударопрочного поликарбоната или оргстекла. Рассеиватель 4 установлен на уступ 5, выполненный на корпусе. Рассеиватель 4 присоединен к корпусу фланцем 6. Между рассеивателем 4 и фланцем 6 имеется герметизирующая прокладка 7. Поверх рассеивателя 4 может быть установлена защитная решетка 8 (фигура 7), которая защищает рассеиватель 4 от повреждений при механических воздействиях. Защитная решетка 8 может быть выполнена из металла или прочного пластика и закреплена над рассеивателем 4 общепринятыми крепежными средствами.
Радиатор охлаждения 9 выполнен в виде ребер с внешней стороны корпуса.
Блок питания 10, предназначенный для обеспечения стабильного низковольтного напряжения светодиодного модуля 3, и клеммная колодка 11 расположены во втором взрывозащищенном отсеке 2 корпуса. Блок питания 10 установлен с возможностью электрического соединения со светодиодным модулем 3 и с клеммной колодкой 11. В конкретном исполнении блок питания 10 и клеммная колодка 11 крепятся во втором взрывозащищенном отсеке 2 на винты к специально отлитым местам крепления. Электрический монтаж блока питания 10 со светодиодным модулем 3 и клеммной колодкой 11 осуществляется проводами. Провод, идущий от блока питания 10 к светодиодному модулю 3, инкапсулируется (герметизируется, обволакивается, изолируется) эпоксидной смолой (позиция 12 на фиг. 3) в месте выхода этого провода из второго взрывозащищенного отсека 2.
Между блоком питания 10 и клеммной колодкой 11 может быть установлено реле напряжения 13 для отключения светильника в случае резкого повышения (скачка) напряжения питания (выхода значения напряжения за установленные пределы). В конкретном исполнении использовано нормально замкнутое реле, которое размыкается при превышении входного напряжения.
Во втором взрывозащищенном отсеке 2 выполнен гермоввод 14. В конкретном исполнении светильника во втором взрывозащищенном отсеке 2 просверлено резьбовое отверстие, в котором установлен взрывозащищенный кабельный ввод или заглушка (в зависимости от исполнения светильника). Посредством гермоввода 14 осуществляется введение питающего бронированного кабеля 15 для подключения взрывозащищенного светильника к источнику питания.
Во втором взрывозащищенном отсеке 2 напротив узлов 16 крепления проводников к клеммной колодке 11 выполнено отверстие с кольцевым фланцем 17 вокруг этого отверстия. Поверх отверстия на фланце 17 установлена съемная крышка 18. В конкретном исполнении во фланце 17 и в крышке 18 выполнены ответные сквозные отверстия (позиция 19 на фигуре 2 и позиция 20 на фигуре 6 соответственно), через которые с одной стороны пропускают болт (позиция 21 на фигуре 4), а с другой - накручивают гайку (на фигурах не показана) на болт 21 до упора. При снятой крышке 18 через отверстие 17 возможен доступ электромонтажнику к узлам крепления 16 клеммной колодки 11 для подключения питающего бронированного кабеля 15 (предварительно введенного во второй взрывозащищенный отсек 2 через гермоввод 14).
Как и фланец 17, окружающий отверстие во втором взрывозащищенном отсеке, так и съемная крышка 18 снабжены взрывозащитной поверхностью (поверхность «Взрыв»). При соединении фланца 18 и крышки 17 взрывозащитные поверхности прилегают друг к другу и образуют в месте прилегания взрывозащитное соединение. Взрывозащитное соединение характеризуется соответствующим зазором (щелью) между взрывозащитными поверхностями определенной длины согласно ГОСТ 60079-1. Этот зазор (щель) обеспечивает минимальный выход газов, образовавшихся при вспышке внутри светильника, который не приводит к подрыву взрывоопасной среды, окружающей светильник.
По периметру взрывозащитного соединения установлено эластичное уплотнение 23 (фиг. 1). В конкретном исполнении в качестве эластичного уплотнения 23 используют резиновый шнур, установленный в пазу 22 (фиг. 5). Расположение уплотнения 23 по периметру взрывозащитного соединения необходимо для того, чтобы не нарушать непрерывность взрывозащитного соединения. Эластичное уплотнение 23 может быть установлено как по внешнему, так и внутреннему периметру взрывозащитного соединения. Эластичное уплотнение 23 может быть выполнено с использованием любого эластичного материала, выполняющего уплотнительную функцию. Требование эластичности уплотнения 23 обусловлено тем, что ширина зазора (щели) между двумя деталями (фланцем 17 и крышкой 18), образующими взрывозащитное соединение, не должна превышать значения, установленного ГОСТ 60079-1. Использование неэластичных уплотнителей 23 может привести к увеличению этого значения, что недопустимо. Паз 22 под уплотнение 23 (резиновый шнур или другой уплотнительный материал) может находиться как на фланце 17, так и на крышке 18. Однако расположение паза 22 на крышке 18 предпочтительно, так как изготовление паза 22 в этом случае технологически проще.
Испытания показали, что наличие эластичного уплотнения 23 по периметру взрывозащитного соединения позволяет добиться степени защиты IP67, то есть повысить защиту светильника от проникновения влаги. Теперь по сравнению с прототипом при кратковременном погружении заявляемого светильника на глубину до 1 м в него не попадает вода в количествах, нарушающих работу светильника.
Заявляемый светильник снабжен средствами для установки на месте использования. В конкретном исполнении он снабжен монтажной скобой 24 (фиг. 7), присоединенной к корпусу с возможностью изменения положения указанной скобы 24 относительно корпуса и фиксации в этом положении. В предпочтительном исполнении монтажная скоба 24 охватывает корпус и имеет на своем конце отверстие под болт 25 и шайбу 26. Болт 25 входит в резьбовое отверстие (на фигурах не показано), расположенное на корпусе светильника. Для фиксации скобы 24 относительно корпуса в одном и том же положении болт 25 затягивают. При этом шайба 26 прижимает конец скобы 24 к корпусу, фиксируя положение скобы 24 относительно корпуса.
Для размещения светильника на открытой местности, такой как поле, пустошь, болотистая местность, где нет возможности закрепления светильника на стене, крыше здания, столбе освещения и прочих подобных опорах, средства для установки светильника на месте использования могут включать штатив (позиции 27, 28, 29, 30 на фигуре 7). Штатив в конкретном исполнении выполнен из стали, что позволяет ему выдерживать вес корпуса и опирающихся на корпус элементов: блока питания 10, клеммной колодки 11, светодиодного модуля 3, рассеивателя 4 и других элементов (всего около 20 кг). Штатив имеет антикоррозионное покрытие (например, лакокрасочное покрытие или порошковое) для защиты от коррозии металла в условиях открытой местности. Штатив содержит раскладную треногу 27 и телескопическую штангу 28. Один конец телескопической штанги 28 соединен с раскладной треногой 27, а на другом конце телескопической штанги 28 установлена присоединительная перекладина 29, выполненная с возможностью присоединения к ней корпуса, например, с использованием монтажной скобы 24 (фиг. 7). В конкретном исполнении в середине монтажной скобы 24 имеются три отверстия и такие же ответные отверстия на присоединительной перекладине 29. При совмещении этих отверстий в них устанавливают болты 31 с гайками или иные крепежные детали. Опорные концы ножек треноги снабжены выходящими из них металлическими штырями 30, которые благодаря своей остроте способны проникнуть в почву (проткнуть, проколоть почву) и надежно закрепить в ней штатив. Для того чтобы освещение при выполнении работ было комфортно, штатив выполнен с возможностью установки светодиодного модуля на высоту, превышающую рост использующего светильник персонала. Такая возможность достигается подборкой соответствующей высоты ножек раскладной треноги 27, угла, на который они могут раскладываться, а также высоты, на которую может быть раздвинута телескопическая штанга 28. В конкретном исполнении светильника его светодиодный модуль 3 может быть установлен на высоту до 2,5 м.
Для обеспечения работы светильника присоединяют питающий кабель 15, протянутый через гермоввод 14, к узлам крепления 16 клеммной колодки 11. При этом крышка 18 снята, и фланцевое отверстие 17 открыто для доступа во второй взрывозащищенный отсек 2. Подключив кабель 15, устанавливают крышку 18 на прежнее место и присоединяют ее крепежными элементами к фланцу отверстия 17. С помощью крепежных элементов 25, 26 и резьбового отверстия (на фигурах не показано), выполненного на корпусе, фиксируют монтажную скобу 24 относительно корпуса для создания освещения в нужном направлении. При этом скобу 24 закрепляют на стене здания или подобных опорах. Для открытой местности заявляемый светильник устанавливают на штативе (позиции 27, 28, 29, 30), присоединив к нему корпус за счет соединения скобы 24 и перекладины 29. Телескопическая штанга 28 обеспечивает регулирование высоты, на которой может быть расположен светодиодный модуль 3.
Таким образом, за счет эластичного уплотнения 23, выполненного по периметру взрывозащитного соединения фланца 17 и крышки 18, в заявляемом мобильном взрывозащищенном светодиодном светильнике по сравнению с прототипом повышена степень защиты от проникновения влаги. Наблюдается стабильное соблюдение условия IP67 о том, что вода не должна попадать в светильник в количествах, нарушающих работу, при его кратковременном погружении на глубину до 1 м. В результате, создан мобильный взрывозащищенный светодиодный светильник более надежный при эксплуатации в сложных климатических условиях и с большим сроком службы.