RU123895U1

RU123895U1 - LIGHT INSTRUMENT

Info

Publication number: RU123895U1
Application number: RU2012120638/07U
Authority: RU
Inventors: Владимир Михайлович Осипов; Алексей Владимирович Суслов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Производственное объединение "Электроточприбор"
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2013-01-10

Abstract

1. Световой прибор, содержащий источник света на основе твердотельных светоизлучающих элементов, установленных на гранях держателя в форме пирамиды, сопряженного с отражателем, корпус с размещенными в нем элементами питания и подключения и оптически-прозрачный колпак, закрывающий источник света, отличающийся тем, что корпус выполнен в форме перевернутого стакана с оребрением наружной боковой поверхности, держатель выполнен монолитным и установлен основанием пирамиды на плоской поверхности корпуса в срединной ее части, при этом отражатель выполнен сложной пространственной формы, повторяющей форму поверхностей, на которые этот отражатель наложен: форму пирамиды и свободной плоской поверхности корпуса вокруг нее.2. Световой прибор по п.1, отличающийся тем, что отражатель выполнен в виде совокупности состыкованных между собой однотипных элементов, каждый из которых имеет верхнюю часть, соответствующую грани пирамиды, и отогнутую от нее под углом нижнюю часть в форме части сектора, такого, что после стыковки элементов их нижние части образуют плоское кольцо вокруг пирамиды.3. Световой прибор по п.1, отличающийся тем, что в качестве твердотельных светоизлучающих элементов использованы мощные светодиоды.4. Световой прибор по п.1, отличающийся тем, что в качестве твердотельных светоизлучающих элементов использованы светодиодные матрицы.5. Световой прибор по п.1, отличающийся тем, что пирамида выполнена усеченной.6. Световой прибор по п.1, отличающийся тем, что число граней пирамиды составляет от 3 до 12.7. Световой прибор по п.1, отличающийся тем, что угол наклона граней пирамиды к ее основанию составляет 30-60°.1. A light device comprising a light source based on solid-state light-emitting elements mounted on the faces of a pyramid-shaped holder coupled to a reflector, a housing with power and connection elements placed therein, and an optically transparent cap covering the light source, characterized in that the housing made in the form of an inverted glass with ribbing of the outer side surface, the holder is made monolithic and mounted with the base of the pyramid on a flat surface of the body in its middle part, while reflecting spruce formed complex spatial forms repeating form surfaces on which the reflector is applied: a pyramid shape and the free flat surface of the housing around nee.2. The light device according to claim 1, characterized in that the reflector is made in the form of a set of elements of the same type docked together, each of which has an upper part corresponding to the edge of the pyramid and a lower part bent from it at an angle in the form of a part of a sector such that after joining the elements of their lower parts form a flat ring around the pyramid. 3. The light device according to claim 1, characterized in that high-power LEDs are used as solid-state light-emitting elements. A lighting device according to claim 1, characterized in that LED matrices are used as solid-state light-emitting elements. The light device according to claim 1, characterized in that the pyramid is truncated. The light device according to claim 1, characterized in that the number of faces of the pyramid is from 3 to 12.7. The light device according to claim 1, characterized in that the angle of inclination of the faces of the pyramid to its base is 30-60 °.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к светотехнике, а именно к осветительным устройствам с источником света на основе мощных светодиодов или светодиодных матриц, предназначенным для стационарного освещения рабочей зоны в промышленных помещениях и на открытом воздухе, в том числе в местах с потенциально взрывоопасной газовой средой.The utility model relates to lighting engineering, namely, lighting devices with a light source based on high-power LEDs or LED arrays, designed for stationary lighting of the working area in industrial premises and in the open air, including in places with a potentially explosive gas environment.

Уровень техникиState of the art

Известен светодиодный светильник (патент на полезную модель RU 85784, МПК: H05B 37/02, опубл. 10.08.2009 г), содержащий корпус из алюминиевого полого профиля, внутри которого размещен модуль питания, снаружи на плоской поверхности корпуса установлена плата из теплопроводного материала с размещенными на ней твердотельными светоизлучающими элементами - светодиодами, и рассеиватель из оптически-прозрачного материала. В процессе работы светильника выделяемое светодиодами тепло предается через плату на корпус, на наружной поверхности которого для улучшения теплоотвода выполнено оребрение.Known LED lamp (patent for utility model RU 85784, IPC: H05B 37/02, publ. 08/10/2009), containing a housing made of aluminum hollow profile, inside which there is a power module, on the outside on a flat surface of the housing there is a board made of heat-conducting material with solid-state light-emitting elements placed on it - LEDs, and a diffuser made of optically transparent material. During the operation of the luminaire, the heat generated by the LEDs is transferred through a board to the housing, on the outer surface of which a fin is made to improve heat dissipation.

Недостатком упомянутого светильника является небольшая площадь освещаемой поверхности, что обусловлено размещением светодиодов на плоской монтажной плате и одинаковой направленностью потоков их излучения.The disadvantage of this lamp is a small area of the illuminated surface, which is due to the placement of LEDs on a flat circuit board and the same directivity of their radiation fluxes.

Известны защищенные световые приборы на светодиодах (например, патент RU 38890, МПК: F21S 2/00, опубл. 10.07.2004, или патент RU 2251050, МПК: F21S 13/14, опубл. 27.04.2005), в которых светодиодные источники света закреплены на пространственном держателе, установленном внутри защитной оболочки, состоящей из корпуса и оптически прозрачного колпака. В результате такого закрепления оптические оси светодиодов развернуты в пространстве под различными углами, что обеспечивает значительное расширение светового потока.Protected lighting devices using LEDs are known (for example, patent RU 38890, IPC: F21S 2/00, publ. 07/10/2004, or patent RU 2251050, IPC: F21S 13/14, publ. 04/27/2005), in which LED light sources mounted on a spatial holder mounted inside a protective shell consisting of a housing and an optically transparent cap. As a result of this fixing, the optical axis of the LEDs are deployed in space at various angles, which provides a significant expansion of the light flux.

Однако в этом случае создается рассеянный световой поток, имеющий ограниченную дальность распространения. К недостаткам упомянутых приборов следует также отнести неэффективный отвод тепла, что позволяет использовать только источники излучения малой мощности.However, in this case, a diffused luminous flux is created having a limited propagation range. The disadvantages of the mentioned devices should also include inefficient heat removal, which allows the use of low-power radiation sources only.

В качестве наиболее близкого, по наличию сходных конструктивных признаков, аналога для заявляемого технического решения выбран светосигнальный огонь кругового обзора (патент на изобретение RU 2153623, МПК: F21S 2/00, F21S 8/10, опубл. 27.07.2000). Сходными конструктивными признаками с заявляемым техническим решением являются следующие: наличие корпуса с размещенными в нем элементами питания и подключения, наличие держателя в форме правильной пирамиды, на боковых гранях которой установлены мощные светоизлучающие диоды, оптические оси которых перпендикулярны упомянутым граням. Согласно одному из вариантов, пирамида сопряжена своим нижним основанием с кольцевым вогнутым отражателем. Сверху источник света закрыт оптически прозрачным колпаком.As the closest, by the presence of similar structural features, analogue to the claimed technical solution, a circular signal light was selected (patent for invention RU 2153623, IPC: F21S 2/00, F21S 8/10, publ. July 27, 2000). Similar structural features with the claimed technical solution are the following: the presence of a housing with power and connection elements placed in it, the presence of a holder in the form of a regular pyramid, on the side faces of which powerful light-emitting diodes are installed, the optical axes of which are perpendicular to the said faces. According to one of the options, the pyramid is paired with its lower base with an annular concave reflector. The light source is covered with an optically transparent cap.

Недостатками наиболее близкого аналога являются:The disadvantages of the closest analogue are:

- плохой отвод тепла, осуществляемый, в основном, за счет воздухообмена внутри полой пирамиды, что снижает светотехнические характеристики и срок службы светодиодов, которые, как известно, сильно зависят от температуры.- poor heat dissipation, carried out mainly due to air exchange inside the hollow pyramid, which reduces the lighting characteristics and the life of the LEDs, which, as you know, are highly dependent on temperature.

- неэффективное использование излучения светодиодов, часть которого теряется на рассеивание внутри светильника, что объясняется формой отражателя, расположенного только у подножия пирамиды.- inefficient use of LED radiation, some of which is lost due to scattering inside the lamp, which is explained by the shape of the reflector located only at the foot of the pyramid.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является улучшение светотехнических показателей и надежности работы светового прибора, достигаемый при этом технический результат заключается в повышении интенсивности теплоотвода и более эффективном использовании мощности источников света.The task to which the claimed utility model is directed is to improve lighting performance and the reliability of the light device, the technical result achieved by this is to increase the heat sink intensity and more efficient use of the power of light sources.

Поставленная задача решена, а технические результаты достигнуты, благодаря усовершенствованиям светового прибора, содержащего источник света на основе твердотельных светоизлучающих элементов, установленных на гранях держателя в форме пирамиды, сопряженного с отражателем, корпус с размещенными в нем элементами питания и подключения и оптически-прозрачный колпак, закрывающий источник света.The problem is solved, and the technical results are achieved thanks to improvements in the lighting device containing a light source based on solid-state light-emitting elements mounted on the faces of a pyramid-shaped holder coupled to a reflector, a housing with power and connection elements placed in it, and an optically transparent cap, closing light source.

Упомянутые усовершенствования, согласно заявляемой полезной модели, заключаются в том, что корпус выполнен в форме перевернутого стакана с оребрением наружной боковой поверхности, держатель выполнен монолитным и установлен основанием пирамиды на плоской поверхности корпуса (основании стакана), в срединной ее части, при этом отражатель выполнен сложной пространственной формы, повторяющей форму поверхностей, на которые этот отражатель наложен: форму пирамиды и свободной плоской поверхности корпуса вокруг нее.The mentioned improvements, according to the claimed utility model, consist in the fact that the casing is made in the form of an inverted glass with ribbing of the outer side surface, the holder is made in one piece and installed by the base of the pyramid on the flat surface of the body (the base of the glass), in the middle part thereof, while the reflector is made complex spatial shape, repeating the shape of the surfaces on which this reflector is superimposed: the shape of a pyramid and a free flat surface of the housing around it.

Благодаря тому, что держатель выполнен в виде сплошной монолитной пирамиды, значительно увеличена его теплоемкость. Пирамида-держатель аккумулирует на себя тепло, выделяемое при работе светодиодов, установленных в тепловом контакте с ней, и передает его непосредственно на плоское основание корпуса, выполняя, таким образом, совместно с корпусом функции радиатора охлаждения. И пирамида и корпус выполнены из теплопроводного материала, например алюминия или его сплавов, что обеспечивает быструю теплопередачу.Due to the fact that the holder is made in the form of a continuous monolithic pyramid, its heat capacity is significantly increased. The holder pyramid accumulates the heat generated during operation of the LEDs installed in thermal contact with it, and transfers it directly to the flat base of the case, thus performing, together with the case, the functions of a cooling radiator. Both the pyramid and the casing are made of a heat-conducting material, for example aluminum or its alloys, which ensures fast heat transfer.

Однако площадь теплопередачи ограничена площадью контакта корпуса и пирамиды, а значит равна площади основания пирамиды. Обеспечить полное равенство площадей основания стакана-корпуса и основания пирамиды практически невозможно, в силу ряда конструктивных причин.However, the heat transfer area is limited by the contact area of the body and the pyramid, which means it is equal to the area of the base of the pyramid. It is almost impossible to ensure complete equality of the areas of the base of the glass-case and the base of the pyramid, due to a number of design reasons.

Расширить площадь теплопередачи позволяет наличие и форма отражателя, который в заявляемом приборе, в отличие от прототипа, не только выполняет свою прямую функцию - направленного отражения рассеянного излучения, но и при этом, обеспечивает передачу тепла с пирамиды держателя на корпус за пределами пирамиды.To expand the heat transfer area allows the presence and shape of the reflector, which in the inventive device, in contrast to the prototype, not only performs its direct function - the directional reflection of scattered radiation, but also provides heat transfer from the holder pyramid to the housing outside the pyramid.

Благодаря тому, что форма отражателя выполнена конгруэнтной поверхностям пирамиды и свободной плоской поверхности корпуса вокруг пирамиды, обеспечено точное совмещение накладываемых друг на друга поверхностей и плотность их прилегания, в результате чего обеспечен быстрый и качественный теплообмен между пирамидой и корпусом через отражатель.Due to the fact that the shape of the reflector is made congruent to the surfaces of the pyramid and the free flat surface of the body around the pyramid, the exact overlap of the surfaces superimposed and the density of their fit is ensured, as a result of which fast and high-quality heat exchange between the pyramid and the body through the reflector is ensured.

Увеличение площади теплопередачи позволило повысить интенсивность теплообмена между пирамидой и корпусом.The increase in heat transfer area allowed to increase the intensity of heat transfer between the pyramid and the body.

Повышению интенсивности отвода тепла от источников излучения способствует также выполнение корпуса с оребрением наружной боковой поверхности, размеры которого определяются мощностью источников излучения.The increase in the intensity of heat removal from radiation sources is also facilitated by the implementation of the housing with ribbing of the outer side surface, the dimensions of which are determined by the power of the radiation sources.

Таким образом, совокупность таких отличительных признаков, как монолитность держателя, форма корпуса, форма отражателя и взаимное расположение упомянутых конструктивных элементов друг относительно друга, позволила повысить интенсивность и эффективность теплоотвода, за счет чего были улучшены условия работы светодиодных источников света, обеспечена надежность их работы, высокие светотехнические характеристики и длительный срок эксплуатации.Thus, the combination of such distinctive features as the solidity of the holder, the shape of the housing, the shape of the reflector and the relative position of the mentioned structural elements relative to each other, allowed to increase the intensity and efficiency of the heat sink, due to which the working conditions of LED light sources were improved, their reliability was ensured, high lighting performance and long life.

Вместе с тем форма отражателя, закрывающего не только свободную поверхность основания корпуса, но и грани пирамиды, способствует более полному использованию мощности светоизлучающих диодов, за счет возможности сбора всего рассеянного излучения и его направления с основным световым потоком прибора.At the same time, the shape of the reflector, covering not only the free surface of the base of the case, but also the face of the pyramid, contributes to a more complete use of the power of light emitting diodes, due to the possibility of collecting all the scattered radiation and its direction with the main light flux of the device.

Анализ уровня техники, проведенный заявителем, не выявил технического решения, которому бы были присущи все существенные признаки заявляемого решения, что позволяет предположить его соответствие требованиям «новизны».The analysis of the prior art, conducted by the applicant, did not reveal a technical solution that would have inherent all the essential features of the proposed solution, which suggests its compliance with the requirements of "novelty."

Предлагаемый световой прибор имеет простую и технологичную конструкцию, отличается хорошей защищенностью по тепловым показателям, что имеет особое значение при использовании в качестве источников света твердотельных светоизлучающих элементов в виде мощных светодиодов, или светодиодных матриц.The proposed light device has a simple and technologically advanced design, it is characterized by good thermal protection, which is of particular importance when using solid-state light-emitting elements as light sources in the form of high-power LEDs or LED arrays.

Благодаря изолированному размещению источника света и источника питания, конструкция прибора характеризуется высокой взрывозащищенностью.Due to the isolated placement of the light source and power source, the design of the device is characterized by high explosion protection.

Отражатель может быть выполнен в виде единой, цельной детали сложной формы.The reflector can be made in the form of a single, integral part of complex shape.

Однако более технологичным представляется выполнение отражателя в виде совокупности однотипных состыкованных между собой элементов, каждый из которых имеет треугольную верхнюю часть, соответствующую форме и размерам грани пирамиды, и отогнутую от нее под углом нижнюю часть в форме части сектора. После стыковки таких элементов отражателя их нижние части образуют плоское кольцо вокруг пирамиды, сопрягаемое с корпусом.However, it seems more technologically advanced to design a reflector in the form of a combination of elements of the same type that are joined together, each of which has a triangular upper part corresponding to the shape and size of the pyramid’s face, and a lower part bent from it at an angle in the form of a sector part. After joining such reflector elements, their lower parts form a flat ring around the pyramid, mating with the body.

Держатель может быть выполнен как в форме полной пирамиды, так и в форме усеченной пирамиды.The holder can be made in the form of a full pyramid, or in the form of a truncated pyramid.

Количество граней пирамиды, предпочтительно, составляет от 3 до 12. Количество граней менее трех не обеспечит получение кругового освещения. Количество граней пирамиды более 12 нецелесообразно, т.к. приведет либо к неэффективному использованию мощности светодиодных источников света, либо к неоправданному увеличению габаритов светильника.The number of faces of the pyramid, preferably, is from 3 to 12. The number of faces less than three will not provide circular lighting. The number of faces of the pyramid over 12 is impractical, because will lead either to inefficient use of the power of LED light sources, or to an unjustified increase in the dimensions of the lamp.

Целесообразно выполнение угла α наклона граней пирамиды к ее основанию от 30 до 60°. Упомянутый угол наклона обеспечивает наиболее рациональное использование светового потока от установленных на пирамиде светодиодов, телесный угол излучения которых обычно составляет 100-120°.It is advisable to perform the angle α of inclination of the faces of the pyramid to its base from 30 to 60 °. The mentioned angle of inclination provides the most rational use of the luminous flux from the LEDs installed on the pyramid, the solid angle of emission of which is usually 100-120 °.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, гдеThe essence of the claimed utility model is illustrated by drawings, where

на фиг.1 изображено заявляемое устройство, общий вид с частичным разрезом;figure 1 shows the inventive device, a General view with a partial section;

на фиг.2 - вид А с фиг.1;figure 2 is a view a from figure 1;

на фиг.3 - сечение В-В с фиг.2, увеличено;figure 3 - section bb in figure 2, increased;

на фиг.4 - вид С с фиг.3, показан элемент отражателя.figure 4 is a view C from figure 3, shows a reflector element.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Предлагаемый световой прибор содержит (см. фиг.1-2) корпус 1 с размещенными в нем элементами питания и подключения, выполненный в форме перевернутого стакана с ребрами 2 на наружной боковой поверхности, источник света на основе твердотельных светоизлучающих элементов, в качестве которых используют мощные светодиоды 3 или матрицы светодиодов, держатель 4 в виде монолитной пирамиды, установленной на плоской поверхности 5 корпуса 1, в срединной ее части, отражатель 6 и оптически-прозрачный колпак 7. Со стороны открытого торца корпус 1 закрыт крышкой 8, обеспечивающей возможность доступа внутрь корпуса к элементам питания и подключения.The proposed light device contains (see Fig. 1-2) a housing 1 with power and connection elements placed therein, made in the form of an inverted glass with ribs 2 on the outer side surface, a light source based on solid-state light-emitting elements, which are used as powerful LEDs 3 or LED arrays, holder 4 in the form of a monolithic pyramid mounted on a flat surface 5 of the housing 1, in its middle part, a reflector 6 and an optically transparent cap 7. The cover 1 is closed on the open end side oh 8, providing the ability to access the inside of the housing to the batteries and connect.

Мощные светодиоды 3 установлены на гранях пирамиды 4 таким образом, что оптические оси светодиодов направлены перпендикулярно граням, на которых они установлены.Powerful LEDs 3 are mounted on the faces of the pyramid 4 so that the optical axis of the LEDs is directed perpendicular to the faces on which they are mounted.

Отражатель 6 имеет сложную пространственную форму, повторяющую форму поверхностей, на которые этот отражатель наложен: форму пирамиды 4 и свободной части плоской поверхности 5 корпуса 1 вокруг этой пирамиды.The reflector 6 has a complex spatial shape, repeating the shape of the surfaces on which this reflector is superimposed: the shape of the pyramid 4 and the free part of the flat surface 5 of the housing 1 around this pyramid.

Отражатель 6 может быть выполнен в виде цельной пространственной детали.The reflector 6 can be made in the form of a solid spatial part.

В приведенном примере (см. фиг.3-4) отражатель выполнен в виде совокупности состыкованных между собой однотипных элементов 9, каждый из которых имеет треугольную верхнюю часть 10, соответствующую в форме грани пирамиды 4, и отогнутую от нее под углом нижнюю часть 11 в форме части сектора. В верхней части 10 выполнено отверстие 12 для светодиода.In the above example (see Figs. 3-4), the reflector is made in the form of a combination of the same type of elements 9, each of which has a triangular upper part 10, corresponding in the form of a pyramid face 4, and the lower part 11 bent from it at an angle form part of the sector. In the upper part 10, a hole 12 for the LED is made.

Элементы 9 могут быть изготовлены, например, из алюминиевой фольги путем вырубки заготовки, в форме, аналогичной показанной на фиг.4, с последующей ее гибкой по линии сопряжения пирамиды с основанием корпуса.Elements 9 can be made, for example, of aluminum foil by cutting a workpiece, in a form similar to that shown in figure 4, with its subsequent flexible line connecting the pyramid with the base of the body.

Приведенный на фиг.1-2 пример конструкции светового прибора характеризуется выполнением пирамиды 4 с шестью гранями. Однако приведенный пример является частным случаем реализации заявляемого устройства и не ограничивает возможности выполнения пирамиды 4 с другим количеством граней от 3-х до 12.Shown in figure 1-2 an example of the design of the lighting device is characterized by the implementation of the pyramid 4 with six faces. However, the above example is a special case of the implementation of the inventive device and does not limit the ability to perform a pyramid 4 with a different number of faces from 3 to 12.

Угол α наклона граней пирамиды к основанию составляет 30-60°.The angle α of inclination of the faces of the pyramid to the base is 30-60 °.

Пирамида 4 может быть выполнена усеченной, что показано пунктиром на фиг.1, 2, 4. В этом случае верхняя часть 10 элемента 9 отражателя будет иметь форму трапеции. Верхнее основание усеченной пирамиды 4, в этом случае может быть покрыто светоотражающим слоем.The pyramid 4 can be truncated, as shown by the dotted lines in figures 1, 2, 4. In this case, the upper part 10 of the reflector element 9 will have a trapezoid shape. The upper base of the truncated pyramid 4, in this case, can be covered with a reflective layer.

Прибор имеет взрывозащищенное исполнение, включающее наряду с раздельным размещением источника питания и источника света, ударопрочное исполнение корпуса 1 и оптически прозрачного колпака 7, наличие уплотнительных элементов и изоляции, которая отличается высоким сопротивлением и устойчивостью по отношению к повышенному напряжению и ударным нагрузкам. Ввод кабеля 13 оборудован устройством, предохраняющим его от выдергивания.The device has an explosion-proof design, including, along with separate placement of the power source and the light source, impact-resistant design of the housing 1 and the optically transparent cap 7, the presence of sealing elements and insulation, which is characterized by high resistance and resistance to increased voltage and shock loads. The input cable 13 is equipped with a device that protects it from pulling.

Claims

1. A light device comprising a light source based on solid-state light-emitting elements mounted on the faces of a pyramid-shaped holder coupled to a reflector, a housing with power and connection elements placed therein, and an optically transparent cap covering the light source, characterized in that the housing made in the form of an inverted glass with ribbing of the outer side surface, the holder is made monolithic and mounted with the base of the pyramid on a flat surface of the body in its middle part, while reflecting spruce formed complex spatial forms repeating form surfaces on which the reflector is applied: a pyramid shape and the free flat surface of the housing around it.

2. The light device according to claim 1, characterized in that the reflector is made in the form of a set of elements of the same type docked together, each of which has an upper part corresponding to the edge of the pyramid and a lower part bent from it at an angle in the form of a sector part, such that after joining the elements, their lower parts form a flat ring around the pyramid.

3. The light device according to claim 1, characterized in that high-power LEDs are used as solid-state light-emitting elements.

4. The lighting device according to claim 1, characterized in that LED matrices are used as solid-state light-emitting elements.

5. The lighting device according to claim 1, characterized in that the pyramid is truncated.

6. The light device according to claim 1, characterized in that the number of faces of the pyramid is from 3 to 12.

7. The lighting device according to claim 1, characterized in that the angle of inclination of the faces of the pyramid to its base is 30-60 °.