RU185874U1

RU185874U1 - LED LAMP

Info

Publication number: RU185874U1
Application number: RU2018134842U
Authority: RU
Inventors: Кирилл Нильевич Афонин; Анатолий Александрович Вилисов; Василий Сергеевич Солдаткин; Василий Иванович Туев; Юлия Витальевна Юлаева
Priority date: 2018-10-01
Filing date: 2018-10-01
Publication date: 2018-12-21

Abstract

Полезная модель относится к светотехнике, в частности к светодиодной лампе, заменяющей лампу накаливания в осветительных устройствах бытового и производственного назначения.Светодиодная лампа содержит колбу, заполненную газом, в которой размещен держатель со штенгелем и стойкой сердечника, на которой закреплена объемная излучающая свет конструкция из светодиодных нитей, цоколь и устройство питания. Устройство питания установлено в цоколе и электрически соединено с ним и светодиодными нитями. Вершина колбы заполнена оптически прозрачным резиноподобным теплопроводящим материалом в который погружены светодиодные нити с объемной конструкцией на глубину, равную видимой металлизированной части светодиодных нитей.Резиноподобный материал обладает демпфирующими свойствами и закрепление в нем светодиодных нитей повышает стойкость лампы к механическим воздействиям.Предлагаемая конструкция лампы имеет форму традиционной лампы накаливания и доступна для массового производства практически без изменения технологического заводского процесса. 1 ил.The utility model relates to lighting engineering, in particular to an LED lamp replacing an incandescent lamp in lighting devices for domestic and industrial use. An LED lamp contains a bulb filled with gas, in which a holder with a plug and a core stand is mounted on which a volumetric light-emitting LED structure is mounted threads, cap and power device. The power device is installed in the base and is electrically connected to it and LED threads. The top of the bulb is filled with an optically transparent rubber-like heat-conducting material into which LED filaments with a three-dimensional structure are immersed to a depth equal to the visible metallized part of the LED filaments. The rubber-like material has damping properties and fixing LED filaments in it increases the mechanical resistance of the lamp. The proposed lamp design has the form of a traditional incandescent lamps and is available for mass production with virtually no change in the technological plant one process. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к светотехнике, в частности к светодиодной лампе, заменяющей лампу накаливания в осветительных устройствах бытового и производственного назначения.The utility model relates to lighting engineering, in particular to an LED lamp that replaces an incandescent lamp in lighting devices for domestic and industrial use.

Последнее десятилетие характеризуется все более широким использованием светодиодных ламп в осветительных приборах различного назначения. Для бытового сектора освещения лампа должна быть адаптирована к традиционной технологии производства ламп накаливания. Это позволяет при минимальной модернизации технологического процесса организовать массовое производство светодиодных ламп. Кроме того, сохранение традиционной формы лампы позволит использовать привычные способы ее применения и вместе с наблюдаемым постоянным снижением цены «завоевать» широкого потребителя.The last decade is characterized by the increasing use of LED lamps in lighting devices for various purposes. For the domestic lighting sector, the lamp must be adapted to the traditional technology for the production of incandescent lamps. This allows, with minimal modernization of the technological process, to organize the mass production of LED lamps. In addition, the preservation of the traditional form of the lamp will allow you to use the usual methods of its use and, along with the observed constant decline in prices, “win” a wide consumer.

Светодиоды (СД) в последнее время становятся основными источниками света из-за их высокой светоотдачи и надежности, быстрого достижения яркости, длительного срока службы, низкой потребляемой мощности, низкой стоимости их обслуживания, а также из-за их безопасности для окружающей среды. Светодиодные лампы уже подтвердили свои преимущества во всех сферах практических применений. Рынок светодиодных ламп бурно развивается.LEDs (LEDs) have recently become the main sources of light due to their high light output and reliability, the rapid achievement of brightness, long life, low power consumption, low cost of maintenance, and also because of their safety for the environment. LED lamps have already proven their worth in all areas of practical applications. The LED lamp market is booming.

Исторически первые светодиодные лампы представляли собой светодиодные кластеры, в которых светодиоды размещались на круглой плате, соединенной механически с радиатором и колбой, а электрически - с блоком питания (например, [1]).Historically, the first LED lamps were LED clusters in which the LEDs were placed on a round board connected mechanically to the radiator and bulb, and electrically to the power supply (for example, [1]).

Известна также светодиодная лампа, которая содержит «осветительный блок» (светодиоды на плате), радиатор и линзу, покрывающую осветительный блок и прикрепленную к радиатору [2]. Устройство не содержит колбу. В данном устройстве линза выполняет скорее роль крышки корпуса, изготавливается в отдельном процессе.Also known is a LED lamp that contains a “lighting unit” (LEDs on the board), a radiator, and a lens covering the lighting unit and attached to the radiator [2]. The device does not contain a flask. In this device, the lens rather plays the role of a housing cover, is manufactured in a separate process.

Настоящим прорывом на рынке светодиодных ламп стало появление конструкций с использованием излучающих элементов в виде светодиодных нитей (Filament LED Bulb) [3]. В этих лампах охлаждение светоизлучающих элементов осуществляется за счет конвекционных потоков в газовой среде в колбе, то есть, отсутствует радиатор. Лампы максимально приближены по форме и весу к традиционным лампам накаливания, а различные формы объемных излучающих конструкций из светодиодных нитей позволяют приблизиться к пространственному распределению света, характерному для ламп накаливания. Эти особенности ламп на основе светодиодных нитей привлекли большое внимание многих производителей источников света, в том числе и в России [4].A real breakthrough in the LED lamp market was the emergence of designs using emitting elements in the form of LED filaments (Filament LED Bulb) [3]. In these lamps, the light-emitting elements are cooled by convection flows in a gas medium in a bulb, that is, there is no radiator. The lamps are as close as possible in shape and weight to traditional incandescent lamps, and various forms of volumetric emitting structures of LED filaments allow you to get closer to the spatial distribution of light characteristic of incandescent lamps. These features of lamps based on LED filaments attracted much attention of many manufacturers of light sources, including in Russia [4].

Недостатком лампы является невысокая механическая прочность, так как объемная излучающая конструкция из светодиодных нитей закреплена с одной стороны в месте спайки основания конструкции с колбой.The disadvantage of the lamp is its low mechanical strength, since the volumetric emitting structure of LED filaments is fixed on one side in the place of soldering of the base of the structure with the bulb.

Известна светодиодная лампа, содержащая колбу, в которой размещен держатель со штенгелем и стойкой сердечника, на которой закреплена объемная излучающая свет конструкция из светодиодных нитей, цоколь и устройство питания, установленное в цоколе и электрически соединенное с ним и светодиодными нитями [3]. Колба заполнена газом для конвекционного охлаждения светодиодных элементов в нитях.Known LED lamp containing a bulb in which there is a holder with a plug and a core stand, on which is mounted a volumetric light-emitting structure of LED threads, a base and a power device installed in the base and electrically connected to it and LED threads [3]. The flask is filled with gas for convection cooling of LED elements in the threads.

Это техническое решение по наибольшему совпадению признаков выбрано в качестве прототипа.This technical solution for the greatest coincidence of features is selected as a prototype.

Недостатком прототипа является низкая устойчивость лампы к механическим воздействиям. Светодиодные нити в разных количествах (от 2 до 10 и более в зависимости от мощности лампы) закрепляются на стойке сердечника и имеют гораздо больший вес по сравнению с нитью накала обычной лампы. Как следствие, повышается вероятность разрушения стойки при больших ускорениях, например, при падении лампы.The disadvantage of the prototype is the low resistance of the lamp to mechanical stress. LED threads in different quantities (from 2 to 10 or more depending on the power of the lamp) are fixed on the core stand and have a much greater weight compared to the filament of a conventional lamp. As a result, the likelihood of collapse of the strut increases at high accelerations, for example, when a lamp falls.

Целью предлагаемого технического решения является повышение устойчивости лампы к механическим воздействиям.The aim of the proposed technical solution is to increase the resistance of the lamp to mechanical stress.

Указанный технический результат достигается тем, что в светодиодной лампе, содержащей колбу, заполненную газом, в которой размещен держатель со штенгелем и стойкой сердечника, на которой закреплена объемная излучающая свет конструкция из светодиодных нитей, цоколь и устройство питания, установленное в цоколе и электрически соединенное с ним и светодиодными нитями, вершина колбы заполнена оптически прозрачным резиноподобным теплопроводящим материалом, в который погружены светодиодные нити с объемной конструкцией на глубину, равную видимой металлизированной части светодиодных нитей.The indicated technical result is achieved in that in an LED lamp containing a bulb filled with gas, in which a holder with a plug and a core stand is placed, on which a volumetric light-emitting structure of LED threads is mounted, a base and a power device installed in the base and electrically connected to LED and LED threads, the top of the bulb is filled with an optically transparent rubber-like heat-conducting material, into which LED threads with a three-dimensional structure are immersed to a depth equal to the metallized part of LED threads.

То есть, концы светодиодных нитей дополнительно закрепляются в залитом в колбу и полимеризованном резиноподобном материале. Этот материал выполняет роль демпфера, за счет чего и повышается устойчивость лампы к механическим воздействиям.That is, the ends of the LED strands are additionally fixed in a flask and a polymerized rubber-like material. This material plays the role of a damper, due to which the lamp's resistance to mechanical stress is increased.

Далее сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом.Further, the essence of the proposed utility model is illustrated in the drawing.

Фиг. 1 - Схематический вид конструкции светодиодной лампы. Здесь: 1 - колба лампы, 2 - внутренний объем колбы, заполненный газом, 3 - стойка сердечника, 4 - штенгель, 5 - светодиодные нити, 6 - цоколь лампы, 7 - устройство питания, 8 - оптически прозрачный резиноподобный теплопроводящий материал.FIG. 1 - Schematic view of the design of the LED lamp. Here: 1 - lamp bulb, 2 - internal volume of the bulb filled with gas, 3 - core stand, 4 - plug, 5 - LED threads, 6 - lamp base, 7 - power supply device, 8 - optically transparent rubber-like heat-conducting material.

Подробное описание вариантов воплощения технического решения.A detailed description of the embodiments of the technical solution.

На Фиг. 1 схематически представлен вариант конструкции светодиодной лампы в соответствии с предлагаемой полезной моделью. Светодиодная лампа содержит колбу (1), заполненную газом (2) с низкой вязкостью и высокой теплопроводностью, например, гелием. В колбе размещен держатель со стойкой сердечника (3) со штенгелем (4). На стойке сердечника закреплена объемная излучающая свет конструкция из светодиодных нитей (5). Эта конструкция может содержать одну, две, три и более светодиодных нитей, электрически соединенных последовательно, параллельно или последовательно-параллельно. Колба (1) лампы неразъемно и герметично соединена с цоколем (6). В цоколе установлено устройство питания (7), электрически соединенное с цоколем и светодиодными нитями (5). Вершина колбы (1) заполнена оптически прозрачным резиноподобным теплопроводящим материалом (8), в котором закреплены концы светодиодных нитей.In FIG. 1 schematically shows an embodiment of a LED lamp in accordance with the proposed utility model. The LED lamp contains a bulb (1) filled with gas (2) with low viscosity and high thermal conductivity, for example, helium. A holder with a core stand (3) with a plug (4) is placed in the flask. A volumetric light-emitting structure of LED filaments (5) is fixed on the core rack. This design may contain one, two, three or more LED threads electrically connected in series, in parallel or in series-parallel. The bulb (1) of the lamp is inseparably and hermetically connected to the cap (6). A power device (7) is installed in the base, electrically connected to the base and LED threads (5). The top of the bulb (1) is filled with an optically transparent rubber-like heat-conducting material (8), in which the ends of the LED threads are fixed.

Выполненные патентные исследования и анализ других источников информации показали, что предлагаемое техническое решение является новым. Возможность промышленного производства и достижение положительного эффекта доказаны экспериментально.Performed patent research and analysis of other sources of information showed that the proposed technical solution is new. The possibility of industrial production and the achievement of a positive effect are proved experimentally.

Были изготовлены макеты светодиодных ламп мощностью 6 Вт, в вершину колбы которых залит материал Dow Corning EI-1184 и установлен держатель нитей так, что их металлизированные концы погружены в материал. Материал полимеризовали в течении 5 минут при температуре 100°С. Затем припаяли цоколь с устройством питания. Макеты светодиодных ламп испытали на вибрацию в соответствии с ГОСТ 17516.1-90. Макеты светодиодных ламп выдержали испытания на вибропрочность 10-35 Гц с амплитудой ускорения 15 м/с² (1,5 g) и временем воздействия 6 ч.Layouts of 6 W LED lamps were made, the Dow Corning EI-1184 material was poured into the top of the bulb and the thread holder was installed so that their metallized ends were immersed in the material. The material was polymerized for 5 minutes at a temperature of 100 ° C. Then soldered the base with the power device. Layouts of LED lamps were tested for vibration in accordance with GOST 17516.1-90. The mock-ups of LED lamps withstood vibration tests of 10-35 Hz with an acceleration amplitude of 15 m / s ² (1.5 g) and an exposure time of 6 hours.

Источники информации, использованные при составлении описания.Sources of information used in the preparation of the description.

1. Светодиодная лампа (варианты) Патент РФ 102746 U1 от 27.10.10 МПК F21S 8/09 (2006/01) // Голубев В.В., Алексеев А.П., Кассирова Г.В., Малофеева Л.А.1. LED lamp (options) RF patent 102746 U1 dated 10.27.10 IPC F21S 8/09 (2006/01) // Golubev V.V., Alekseev A.P., Kassirova G.V., Malofeeva L.A.

2. LIGHTING BULB, Patent Application Publication US 2013/0135858 A1, May 30, 2013.2. LIGHTING BULB, Patent Application Publication US 2013/0135858 A1, May 30, 2013.

3. Светодиодная лампа Патент РФ 2546469 от 01.09.11 МПК F21V 19/00 (2006/01) // ГЭ Шичао, ГЭ Техань, ЛЮ Хуабинь3. LED lamp RF Patent 2546469 from 09/01/11 IPC F21V 19/00 (2006/01) // GE Shichao, GE Techany, BJ Huabin

4. М. Абрашкина, И. Доброзраков, И. Кошин, Т. Рожкова. Филамент светодиодный на смену вольфрамовой спирали // Полупроводниковая светотехника. - 2015. - №4,. - С. 6-10.4. M. Abrashkina, I. Dobrozrakov, I. Koshin, T. Rozhkova. LED filament to replace a tungsten spiral // Semiconductor lighting technology. - 2015. - No. 4 ,. - S. 6-10.

5. Официальный сайт ООО Остек. Поставщик силиконового оптического заливочного компаунда Dow Corning EI-1184. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://ostec-materials.ru5. The official website of Ostek LLC. Supplier of Dow Corning EI-1184 Silicone Optical Fill Compound. [Electronic resource] Access mode: https://ostec-materials.ru

Claims

A LED lamp containing a bulb filled with gas, in which there is a holder with a plug and a core stand, on which a volumetric light-emitting structure of LED threads is mounted, a base and a power device installed in the base and electrically connected to the base and LED threads, characterized in that the top of the flask is filled with an optically transparent rubber-like heat-conducting material into which LED filaments with a three-dimensional structure are immersed to a depth equal to the visible metallized part and LED threads.