RU191062U1

RU191062U1 - SPOTLIGHT

Info

Publication number: RU191062U1
Application number: RU2017138568U
Authority: RU
Inventors: Юрий Вячеславович Ивлиев
Original assignee: Юрий Вячеславович Ивлиев
Priority date: 2017-11-07
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2019-07-23

Abstract

Полезная модель относится к осветительным устройствам для прожекторных установок подвижного состава железнодорожного транспорта, водного транспорта, автомобильного транспорта, а также к прожекторам с зеркальным отражателем сферической или параболической формы.Техническим результатом полезной модели является повышение надежности, улучшение и расширение функциональных характеристик прожекторов с зеркальным сферическим или параболическим отражателем.Технический результат в части надежности достигается за счет применения в прожекторе в качестве источника света светового модуля, с использованием светодиодов в качестве излучателей, которые располагаются на оптической оси и со смещением относительно оптической оси вблизи фокусного расстояния отражателя. А также за счет исключительно электрического управления световым лучом без применения механических подвижных элементов.Технический результат - в части расширения и улучшения функциональных характеристик прожектора предлагается следующая схема расположения источников света на торце центрального тела корпуса-радиатора: центральный источник света расположен на продольной оси центрального тела, периферийный источник света расположен со смещением относительно продольной оси. Источники света могут работать как совместно, так и по отдельности или сегментарно.The utility model relates to lighting devices for searchlight installations of rolling stock of railway transport, water transport, road transport, as well as to projectors with a mirror reflector of a spherical or parabolic shape. The technical result of the utility model is to increase the reliability, improve and extend the functional characteristics of searchlights with a mirror spherical or parabolic reflector. The technical result in terms of reliability is achieved through the use of torus as the source light module light using LEDs as radiators which are arranged on the optical axis and offset relative to the optical axis near the focal distance of the reflector. And also due to the exclusively electrical control of the light beam without the use of mechanical moving elements. The technical result - in terms of expanding and improving the functional characteristics of the searchlight, the following arrangement of light sources at the end of the central body of the radiator body is proposed: the central light source is located on the longitudinal axis of the central body, The peripheral light source is offset from the longitudinal axis. Light sources can work both jointly and individually or segmentally.

Description

Область техникиTechnical field

Заявляемая полезная модель относится к осветительным устройствам для прожекторных установок подвижного состава железнодорожного транспорта, водного транспорта, воздушного, а также к прожекторам с зеркальным отражателем сферической или параболической формы.The inventive utility model relates to lighting devices for searchlight installations of rolling stock of railway transport, water transport, air, and also to searchlights with a mirror reflector of a spherical or parabolic shape.

Уровень техникиState of the art

На сегодняшний день для освещения пути перед подвижным составом применяются преимущественно прожекторные установки со сферическим отражателем с источниками света в виде ламп накаливания или галогенных ламп. При использовании подобных ламп наблюдается низкая энергоэффективность и требуется частая замена ламп.Today, floodlights with a spherical reflector with light sources in the form of incandescent or halogen lamps are mainly used to illuminate the track in front of the rolling stock. When using such lamps, low energy efficiency is observed and frequent replacement of lamps is required.

Некоторыми предприятиями разработаны локомотивные светодиодные прожекторные установки, которые могут устанавливаться как в прожекторный отсек подвижного состава, так и независимо от него, например, лобовой прожектор светодиодный ЛПБ-01 (http://www.rosat.org/svetodiodnyiy-lokomotivnyiy-prozhektor/), который предназначен для замены традиционных ламповых прожекторов. Однако в ходе эксплуатации оказалось, что возникают трудности с их фокусировкой, охлаждением, обслуживанием, заменой при выходе из строя, обусловленные весом и габаритами конструкции. Также вызывают обеспокоенность светопропускаемые свойства оптических систем, выполненных, как правило, из поликарбоната, в условиях интенсивных световых и тепловых излучений, а также, в условиях постоянной вибрации. Кроме того, необходимы существенные затраты на обновление парка прожекторных устройств локомотивного хозяйства, масштабы которого значительны. Например, только парк локомотивов составляет около 20 тыс. единиц.Some enterprises have developed locomotive LED floodlight installations that can be installed both in the floodlight compartment of the rolling stock and independently of it, for example, the frontal LED floodlight LPB-01 (http://www.rosat.org/svetodiodnyiy-lokomotivnyiy-prozhektor/) , which is designed to replace traditional lamp spotlights. However, during operation, it turned out that difficulties arise with their focusing, cooling, maintenance, replacement during failure, due to the weight and dimensions of the structure. Also of concern are the light-transmitting properties of optical systems made, as a rule, of polycarbonate, in conditions of intense light and thermal radiation, as well as in conditions of constant vibration. In addition, significant costs are needed to upgrade the fleet of searchlights of locomotive facilities, the scale of which is significant. For example, only a fleet of locomotives is about 20 thousand units.

Известен прожектор со сферическим отражателем, в который вместо прожекторной лампы накаливания устанавливается светодиодная прожекторная лампа по патенту на полезную модель RU 166928 (МПК F21S 8/10, опубликовано 20.12.2016 г.). Лампа состоит из фокусирующего цоколя, в котором закреплен теплопроводящий стержень с оребрением, имеющий полость, в которой закреплен интеллектуальный драйвер питания светодиодной матрицы и вентилятора, позволяющий лампе работать от сети постоянного и переменного тока с напряжением 40-90 вольт и иметь режимы работы «тусклый», «средний», «яркий», «повышенная яркость». На конце теплопроводящего стержня с оребрением размещен теплоотвод с оребрением, который с помощью теплоотводящих трубок крепится к кузову транспортного средства и дополнительному теплоотводу с оребрением. Светодиодная матрица, с вторичной оптикой, соединена с интеллектуальным драйвером питания светодиодной матрицы и вентилятора и размещена на теплоотводе с оребрением таким образом, что ее оптическая ось составляет перпендикуляр к оси сечения лампы.A spotlight with a spherical reflector is known, in which instead of a spotlight an incandescent lamp, an LED spotlight is installed according to the patent for utility model RU 166928 (IPC F21S 8/10, published on December 20, 2016). The lamp consists of a focusing base, in which a heat-conducting rod with fins is fixed, having a cavity, in which an intelligent driver for power supply of the LED matrix and fan is fixed, which allows the lamp to work from a DC and AC network with a voltage of 40-90 volts and have “dim” operating modes , “Medium”, “bright”, “increased brightness”. A heat sink with fins is placed at the end of the heat-conducting rod with fins, which is attached to the vehicle body with the help of heat pipes and an additional heat sink with fins. The LED matrix, with secondary optics, is connected to the intelligent driver power supply of the LED matrix and fan and is placed on the heat sink with fins so that its optical axis is perpendicular to the axis of the lamp section.

Недостатками прожектора с данной прожекторной светодиодной лампой являются:The disadvantages of a spotlight with this LED spotlight are:

необходимость наличия активного охлаждения т.е. вентилятора;the need for active cooling i.e. a fan;

снижение надежности конструкции, обусловленное повышенными инерционными нагрузками вследствие установки в существующий патрон прожектора лампы, имеющей значительную массу;a decrease in the reliability of the structure due to increased inertial loads due to the installation of a lamp with a significant mass in the existing cartridge;

снижение надежности осветительной установки в силу наличия электропривода.reduced reliability of the lighting system due to the presence of an electric drive.

снижение светотехнических характеристик по причине экранирования светового потока от отражателя стержнем отвода тепла лампы;decrease in lighting performance due to shielding of the light flux from the reflector by the heat removal rod of the lamp;

излишний вес конструкции, обусловленный использованием стандартного цоколя и массивного радиатора.excessive weight of the structure due to the use of a standard base and a massive radiator.

Наиболее близким аналогом является локомотивный прожектор с ксеноновой лампой, патент на полезную модель RU 121343 (МПК F21S 8/00, опубликовано 20.10.2012 г.). Известное устройство содержит защитный корпус с прозрачным колпаком, схему электрического питания, размещенную внутри корпуса, зеркальный отражатель, ксеноновую газоразрядную лампу, затеняющую шторку, электромагнит и элемент крепления лампы и электромагнита.The closest analogue is a locomotive floodlight with a xenon lamp, patent for utility model RU 121343 (IPC F21S 8/00, published on October 20, 2012). The known device comprises a protective housing with a transparent cap, an electrical power circuit located inside the housing, a mirror reflector, a xenon gas discharge lamp, a shading curtain, an electromagnet and an element for attaching a lamp and an electromagnet.

Данный прожектор обладает следующими недостатками:This spotlight has the following disadvantages:

низкий КПД оптической системы;low efficiency of the optical system;

невозможность формирования ассиметричной кривой силы света для освещения ближней зоны пути перед локомотивом;the impossibility of forming an asymmetric light intensity curve to illuminate the near zone of the track in front of the locomotive;

снижение надежности по причине использования механического перемещения шторки, особенно в условиях повышенной вибрации.decrease in reliability due to the use of mechanical movement of the curtain, especially in conditions of increased vibration.

Технической задачей полезной модели является повышение эффективности существующих головных прожекторов подвижного состава железнодорожного транспорта, водного транспорта, автомобильного транспорта, на которых используются прожекторы с параболическими или сферическими отражателями с минимальными затратами на модернизацию.The technical task of the utility model is to increase the efficiency of existing head projectors of the rolling stock of railway transport, water transport, road transport, which use projectors with parabolic or spherical reflectors with minimal modernization costs.

Сущность полезной моделиUtility Model Essence

Техническим результатом полезной модели является улучшение и расширение функциональных характеристик прожекторов с зеркальным сферическим или параболическим отражателем, устанавливаемых в прожекторные отсеки головных вагонов подвижного состава железнодорожного транспорта.The technical result of the utility model is to improve and expand the functional characteristics of floodlights with a mirror spherical or parabolic reflector installed in the floodlight compartments of the head cars of railway rolling stock.

Технический результат в части улучшения и расширения функциональных характеристик достигается за счет создания прожектора, содержащего закрытый прозрачным экраном корпус, внутри которого закреплен сферический отражатель, формирующий луч света, а в качестве источника света установлено светодиодное осветительное устройство прожектора, размещаемое таким образом, что продольная ось центрального тела устройства коллинеарна оптической оси отражателя, а его торец и светодиоды, расположенные на нем, обращены в сторону отражателя и находятся вблизи фокусного расстояния отражателя. Управление включением светодиодов в разных режимах, используемых в качестве излучателей света, позволяет с помощью отражателя формировать диаграмму направленности КСС, соответствующую дорожной обстановке.The technical result in terms of improving and expanding the functional characteristics is achieved by creating a searchlight containing a housing closed by a transparent screen, inside which a spherical reflector is mounted, which forms a light beam, and an LED lighting device of a searchlight is installed as a light source, placed in such a way that the longitudinal axis of the central the body of the device is collinear to the optical axis of the reflector, and its end and the LEDs located on it are turned towards the reflector and find near the focal length of the reflector. Control of the inclusion of LEDs in different modes used as emitters of light, allows using the reflector to generate a directivity pattern corresponding to the traffic situation.

Светодиодное осветительного устройство прожектора состоит из корпуса-радиатора и источника света, в качестве которого используются отдельные светодиоды; или группа светодиодов; или матрица светодиодов, с возможностью сегментного включения; или группа светодиодных матриц.The LED lighting device of a searchlight consists of a radiator case and a light source, which are used as individual LEDs; or a group of LEDs; or a matrix of LEDs, with the possibility of segment switching; or a group of LED matrices.

Корпус-радиатор светодиодного осветительного устройства прожектора выполнен из теплопроводного материала в виде горизонтально вытянутого центрального тела, имеющего форму многогранника или тела вращения, и служащим концентратором тепла, и примыкающих к нему теплорассеивающих ребер, выполненных в виде пластин. На торце центрального тела располагается источник света. Корпус-радиатор может быть выполнен с основанием в виде пластины.The body-radiator of the LED lighting device of the searchlight is made of heat-conducting material in the form of a horizontally elongated central body in the form of a polyhedron or a body of revolution, and serving as a heat concentrator, and adjacent heat-dissipating fins made in the form of plates. At the end of the central body is a light source. The radiator case can be made with a base in the form of a plate.

Возможные варианты исполнения корпуса-радиатора с разным количеством ребер охлаждения показаны на фиг. 3, фиг. 4.Possible embodiments of a radiator case with a different number of cooling fins are shown in FIG. 3, FIG. four.

Для обеспечения необходимого технического результата в части расширения и улучшения функциональных характеристик прожектора предлагается следующая схема расположения источников света на торце центрального тела корпуса-радиатора: центральный источник света расположен на продольной оси центрального тела, периферийный источник света расположен со смещением относительно продольной оси. Источники света могут работать как совместно, так и по отдельности или сегментарно.To ensure the necessary technical result in terms of expanding and improving the functional characteristics of the searchlight, the following arrangement of light sources at the end of the central body of the radiator body is proposed: the central light source is located on the longitudinal axis of the central body, the peripheral light source is offset from the longitudinal axis. Light sources can work both jointly and individually or segmentally.

На фиг. 5 показана схема возможного размещения источников света на корпусе-радиаторе: источник света 8 расположен в фокусе; источник света 9 расположен с вертикальным смещением от оптической оси для освещения ближней зоны; источники света 10 расположены с горизонтальным смещением от оптической оси для засветки удаленных объектов на кривых участках пути. Все источники света могут работать как вместе, так и по отдельности.In FIG. 5 shows a diagram of the possible placement of light sources on a radiator case: the light source 8 is in focus; the light source 9 is located with a vertical offset from the optical axis to illuminate the near zone; light sources 10 are located with a horizontal offset from the optical axis to illuminate distant objects on curved sections of the path. All light sources can work both together and separately.

Если есть необходимость в освещении пространства непосредственно вблизи перед прожектором, то возможна установка дополнительного источника света на корпус-радиатор с противоположной стороны относительно основного источника света, причем данный источник света располагается под углом к продольной оси и направлен вниз. Показано на фиг. 6If there is a need to illuminate the space directly in front of the spotlight, it is possible to install an additional light source on the radiator body from the opposite side relative to the main light source, and this light source is located at an angle to the longitudinal axis and is directed downward. Shown in FIG. 6

Светодиодное осветительное устройство прожектора крепится непосредственно к корпусу прожектора, например, при помощи резьбового соединения, как, например, показано на фиг. 1, прессового или заклепочного соединения, или выполнено совместно с корпусом, как показано на фиг. 2, что позволяет обеспечить теплорассеивающие характеристики светодиодного осветительного устройства прожектора за счет прямого отвода тепла на корпус прожектора. В случае использования мощных источников света эффект теплорассеяния может быть увеличен за счет увеличения количества и площади теплорассеивающих ребер светодиодного осветительного устройства прожектора - примеры реализации показаны на фиг. 4, а также за счет использования в конструкции светодиодного осветительного устройства прожектора теплопроводных трубок, как показано, например, на фиг. 9. Применение пассивного охлаждения не приводит к существенному усложнению конструкции прожектора и позволяет отказаться от применения активных систем охлаждения с использованием, например, вентиляторов.The LED lighting device of the searchlight is attached directly to the housing of the searchlight, for example, by means of a threaded connection, as, for example, shown in FIG. 1, press or rivet connection, or made in conjunction with the housing, as shown in FIG. 2, which allows to provide heat dissipation characteristics of the LED lighting device of the searchlight due to direct heat removal to the body of the searchlight. In the case of using powerful light sources, the effect of heat dissipation can be increased by increasing the number and area of heat-dissipating ribs of the LED lighting device of the searchlight - examples of implementation are shown in FIG. 4, and also due to the use of a heat-conducting tube spotlight in the design of the LED lighting device, as shown, for example, in FIG. 9. The use of passive cooling does not lead to a significant complication of the design of the searchlight and eliminates the use of active cooling systems using, for example, fans.

Для управления режимами работы светодиодов в прожекторе предусмотрено устройство управления электропитанием, в качестве которого может использоваться интеллектуальный драйвер, имеющий проводную или беспроводную связь с органами управления электропитанием в кабине транспортного средства.To control the operating modes of the LEDs in the projector, a power management device is provided, which can be used as an intelligent driver having wired or wireless communication with power controls in the vehicle cabin.

Заявляемое техническое решение позволяет управлять кривой силы света (далее КСС) светодиодного прожектора с зеркальным отражателем. В зависимости от необходимой КСС включаются соответствующие источники света. Если включается источник света, установленный на оптической оси ближе или дальше от фокуса, то происходит увеличение площади создаваемого прожектором светового пятна с одновременным снижением осевой силы света. Если включается источник света, установленный со смещением относительно оптической оси, то происходит смещение луча прожектора в противоположную сторону. Такое техническое решение позволяет отклонять часть светового потока в требуемом направлении, обеспечивая освещение нужной зоны перед подвижным составом, что дает возможность локомотивной бригаде видеть с одинаковым уровнем освещенности как удаленное пространство, так и пространство вблизи подвижного состава, что немаловажно, т.к. локомотивы работают, как в поездном режиме, так и маневровом.The claimed technical solution allows you to control the light intensity curve (hereinafter referred to as KSS) of the LED spotlight with a mirror reflector. Depending on the required CSS, the corresponding light sources are switched on. If the light source mounted on the optical axis closer or further from the focus is switched on, then the area of the light spot created by the searchlight increases while the axial light intensity decreases. If a light source that is installed with an offset relative to the optical axis is turned on, then the beam of the spotlight shifts in the opposite direction. This technical solution allows you to deflect part of the light flux in the desired direction, providing illumination of the desired area in front of the rolling stock, which allows the locomotive crew to see with the same level of illumination both the remote space and the space near the rolling stock, which is important, because locomotives operate both in train mode and in shunting mode.

На фиг. 7 приведена схема формирования лучей от источников света: размещенного на оптической оси - штриховка 12; размещенного со смещением вверх от оптической оси - штриховка 13.In FIG. 7 shows a diagram of the formation of rays from light sources: placed on the optical axis - hatching 12; placed with an offset up from the optical axis - hatching 13.

На фиг. 8 приведена схема формирования лучей источников света: размещенного на оптической оси - штриховка 12; размещенных со смещением влево и вправо от оптической оси - штриховка 14.In FIG. 8 shows a diagram of the formation of rays of light sources: placed on the optical axis - hatching 12; placed with an offset to the left and right of the optical axis - hatching 14.

Реализация работы прожектора в режиме «тускло» без ослепления встречного подвижного состава осуществляется путем включения части светодиодов, смещенных вверх от оптической оси, и, соответственно, отклонения части светового потока вниз.Realization of the work of the searchlight in the “dim” mode without dazzling the oncoming rolling stock is carried out by turning on part of the LEDs, shifted up from the optical axis, and, accordingly, deflecting part of the light flux down.

Переключение режимов осуществляется из кабины управления транспортного средства.Switching modes is carried out from the control cabin of the vehicle.

Сущность полезной модели заключается в том, что в прожектор, содержащий закрытый прозрачным экраном корпус, внутри которого закреплен сферический отражатель, установлен источник света прожектора, в качестве которого используется светодиодное осветительное устройство прожектора, состоящее из корпуса-радиатора, выполненного из теплопроводного материала в виде горизонтально вытянутого центрального тела и примыкающих к нему теплорассеивающих ребер, и источников света осветительного устройства, размещенных на торце центрального тела, в качестве которых используются светодиоды; или группы светодиодов; или матрицы светодиодов, имеющие возможность сегментного включения, или группа светодиодных матриц, работающих совместно или независимо, расположенных по схеме: минимум один светодиод, или матрица светодиодов, или сегмент матрицы светодиодов, расположен на оптической оси центрального тела; и минимум один светодиод, или матрица светодиодов, или сегмент матрицы светодиодов, смещен от оптической оси; к тому же светодиодное осветительное устройство прожектора, размещается таким образом, что продольная ось центрального тела светодиодного осветительного устройства прожектора коллинеарна оптической оси отражателя, а его торец и светодиоды, расположенные на нем, обращены в сторону отражателя и находятся вблизи фокусного расстояния отражателя, а также тем, что содержит как минимум одно устройство управления электропитанием, имеющее проводную или беспроводную связь с органами управления в кабине машиниста.The essence of the utility model consists in the fact that a searchlight containing a spherical reflector is mounted inside a projector, inside which a spherical reflector is fixed, a searchlight light source is installed, which uses an LED projector lighting device, consisting of a radiator body made of heat-conducting material in the form of horizontally an elongated central body and adjacent heat dissipating ribs, and light sources of a lighting device located at the end of the central body, As LEDs are used; or a group of LEDs; or LED arrays with the possibility of segment switching, or a group of LED arrays working together or independently, located according to the scheme: at least one LED, or an LED array, or a segment of an LED matrix, located on the optical axis of the central body; and at least one LED, or matrix of LEDs, or a segment of the matrix of LEDs, is offset from the optical axis; moreover, the LED lighting device of the searchlight is arranged so that the longitudinal axis of the central body of the LED lighting device of the searchlight is collinear to the optical axis of the reflector, and its end face and the LEDs located on it are turned towards the reflector and are close to the focal length of the reflector, as well as that contains at least one power management device having a wired or wireless connection with controls in the driver’s cab.

Заявляемая полезная модель позволяет в значительной степени расширить функциональные возможности прожекторов, что дает возможность их применения в качестве осветительных устройств для прожекторных установок железнодорожного транспорта, включая подвижной состав, водного транспорта, воздушного транспорта, автомобильного транспорта, прожекторам с зеркальным отражателем сферической или параболической формы, поисковым прожекторам, зенитным прожекторам, театральным и концертным прожекторам, тепличным облучателям, а также к светосигнальным устройствам высокой интенсивности свечения, таких как посадочные, заградительные, глиссадные огни аэродромов, железнодорожные светофоры, речное и морское светосигнальное оборудование.The inventive utility model allows to significantly expand the functionality of searchlights, which makes it possible to use them as lighting devices for searchlight installations of railway transport, including rolling stock, water transport, air transport, road transport, searchlights with a mirror reflector of spherical or parabolic shape, search floodlights, anti-aircraft floodlights, theater and concert floodlights, greenhouse illuminators, as well as a light signal high-intensity luminescent devices, such as landing, obstruction, glide-path lights of airfields, railway traffic lights, river and sea light-signaling equipment.

Claims

1. Searchlight, comprising a housing enclosed by a transparent screen, inside which a spherical reflector is fixed, characterized in that a LED lighting device of a searchlight is installed in the projector housing as a light source of a searchlight, consisting of a radiator body made of a heat-conducting material in the form of a horizontally elongated central body and heat-scattering ribs adjacent to it, and light sources of a lighting device located at the end of the central body, for which LEDs are on; or a group of LEDs; or LED arrays with the possibility of segment switching, or a group of LED arrays located according to the scheme: at least one LED, or an LED matrix, or a segment of an LED matrix, located on the optical axis of the central body; and at least one LED, or matrix of LEDs, or a segment of the matrix of LEDs, is offset from the optical axis; moreover, the LED lighting device of the searchlight is arranged in such a way that the longitudinal axis of the central body of the LED lighting device of the searchlight is collinear to the optical axis of the reflector, and its end face and the LEDs located on it are turned towards the reflector and are close to the focal length of the reflector, as well as which contains a power management device in communication with the controls.

2. The searchlight according to claim 1, characterized in that the housing-radiator of the LED lighting device and the housing of the searchlight are made together.

3. The searchlight according to claim 1, characterized in that the housing-radiator of the LED lighting device is fixed in the housing of the searchlight with a threaded or rivet or press connection.

4. The searchlight according to claim 1, characterized in that the central body of the body-radiator of the LED lighting device is made in the form of an elongated polyhedron or a body of revolution.

5. The searchlight according to claim 1, characterized in that an additional light source is installed on the opposite end of the radiator housing relative to an existing light source of the searchlight.

6. The searchlight according to claim 5, characterized in that the additional light source is located at an angle to the longitudinal axis of the central body.

7. Searchlight in paragraphs. 1 and 5, characterized in that the LEDs are arranged at an angle relative to its longitudinal axis.

8. The searchlight according to claim 1, characterized in that the LED lighting device of the searchlight contains heat-conducting tubes.