RU212187U1

RU212187U1 - Бескорпусная кассета светодиодного экрана

Info

Publication number: RU212187U1
Application number: RU2022108591U
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Зуев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ЭМИКС"
Filing date: 2020-11-17
Publication date: 2022-07-11

Abstract

Полезная модель относится к области электроники, в частности к устройствам отображения информации коллективного пользования, а именно к светодиодным экранам.

Сущность изобретения: бескорпусная кассета светодиодного экрана, представляющая собой основание, с одной стороны которого установлены светодиодные модули, а с другой установлены блоки питания, принимающая карта, теплоотводящие элементы, отличающаяся тем, что в качестве основания выбрана пластина из композитного материала с технологическими пазами и окнами, а в качестве теплоотводящего элемента установлена крышка из теплопроводящего материала, к тыльной стороне которой крепятся, по меньшей мере, блоки питания.

Композитный материал основания может представлять собой многослойный материал, состоящий из двух наружных алюминиевых листов и минералонаполненного внутреннего слоя, не поддерживающего горение, внешнего защитного покрытия.

Крышка может быть выполнена из оцинкованной стали или из стали с последующей окраской.

Технический результат: снижение материалоемкости; возможность применения в производстве широко употребляемых материалов; исключение в производственном процессе некоторых видов работ полностью или частично: сварка, грунтовка, окраска; упрощение технологического процесса; уменьшение габаритной толщины, монтажной толщины и массы изделия. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Известны многочисленные конструкции кассет (кабинетов) светодиодных экранов в виде прямоугольного параллелепипеда, на лицевой квадратной или прямоугольной стороне которого, вырезаны отверстия для крепления и доступа к светодиодным модулям. Корпус выполнен из тонких листов стали методами резки (вырубание на прессе или резка лазером), прессования/гнутья для придания формы (на гидропрессе), сборки методом сварки и последующих грунтования и окраски. Для доступа к электронному оборудованию, расположенному внутри кабинета, с его задней стороны обычно сделаны открывающиеся дверки (см.: https://yandex.ru/search/?lr=47&text=кабинет%20светодиодного%20экрана&src=suggest_Pers).

Известные конструкции обладают рядом недостатков:

- сложность конструкции в изготовлении, большая материалоемкость;

- необходимость дополнительно защищать боковые и заднюю сторону кабинета (стыки и дверки) от проникновения пыли и осадков с помощью резиновых уплотнений, пазов, замков, козырьков и т.п.

- недостаток, связанный с применением тонкого листового материала (обычно 0,5-1,0 мм) для лицевой поверхности: приходится применять ребра жесткости для исключения искривления плоскости, после привинчивания модулей винтами;

- необходимость устанавливать дополнительные вентиляторы охлаждения, в основном из-за того, что блоки питания выделяют все свое тепло внутрь корпуса;

- большая габаритная толщина кабинета - обычно 100-140 мм (монтажная толщина равняется габаритной, так как крепежные отверстия расположены на задней стенке);

- большая масса кабинета из металла - обычно в собранном виде не менее 20 кг, при размере 640×640 мм.

В патентной литературе известны решения, направленные на уменьшение толщины светодиодных модулей, в том числе посредством использования теплоотводящей поверхности отдельных крышек, известен из уровня техники (см., например, патентные документы СА 3086052 А1), CN 106548714 A). Такие запатентованные конструкция представляют собой не кабинет с множеством единичных модулей, а, как правило, единичный модуль, как например, модуль Q8 производства завода Qiangli (Китай). Типовой размер такого модуля (В×Ш×Г): 160×320×20 мм. При этом во всех известных случаях корпус (основание) представляет собой объемную развитую структуру, обладающую прочностью за счет, в том числе, упрочняющих элементов (ребер жесткости).

Тем не менее, для объединения нескольких светодиодных модулей используются только ставшие уже классическими кабинеты, представляющие собой герметичные корпусы (фактически - основания для крепления всех составляющих элементов), с лицевой стороны которых находится несколько светодиодных модулей, а внутри составляющие элементы: блоки питания, охлаждение (теплоотведение), принимающая карта. Такая конфигурация кабинета может позволить ему быть самостоятельной единицей светодиодного экрана и работать независимо от всего экрана. Габариты кабинета определяются размерами входящих в него модулей и их количеством. Например, 36 модулей размером 160×160 мм составляют распространенный по размерам кабинет 960×960 мм. Такой кабинет (кассета) выбран в качестве прототипа (см. https://www.xled.ru/news/svetodiodnye-moduli-kabinety).

Задача изобретения состоит в ускорении, удешевлении и упрощении изготовления кассет светодиодных экранов за счет достижения следующего технического результата:

- снижение материалоемкости;

- возможность применения в производстве широко употребляемых материалов;

- отказ в производственном процессе от некоторых видов работ полностью или частично: сварка, грунтовка, окраска;

- отказ от соответствующих станков и инструментов (упрощение технологического процесса);

- уменьшение габаритной толщины, монтажной толщины и массы изделия.

Указанная задача решается бескорпусной кассетой светодиодного экрана, представляющей собой основание, с одной стороны которого установлены светодиодные модули, а с другой установлены блоки питания, принимающая карта, теплоотводящие элементы, в которой, согласно предложению, в качестве основания выбрана пластина из композитного материала с технологическими пазами и окнами, а в качестве теплоотводящего элемента установлена крышка из теплопроводящего материала к тыльной стороне которой крепятся, по меньшей мере, блоки питания.

В качестве композитного материала подходят используемые в промышленности (в строительстве) материалы. Такой материал представляет собой многослойное изделие, состоящее из двух наружных алюминиевых листов и минералонаполненного внутреннего слоя, не поддерживающего горение, внешнего защитного покрытия (см, например: https://www.dvresurs.ru/products/alyuminievye-kompozitnye-fasadnye-paneli-kompanii-bildeks/). Подобный материал широко используется для облицовки фасадов зданий, выпускается на нескольких заводах в России и за рубежом и имеет стоимость в 3-4 раза меньше алюминиевого листа аналогичной толщины. При типовой толщине листа 4 мм, слой алюминия составляет до 0,4 мм и за ним следует слой мягкого пластика, поэтому лист легко обрабатывается для изготовления отверстий и пазов фрезой на станке ЧПУ за один проход и без применения охлаждения в отличие от цельного листа алюминия, который при такой же толщине нужно обрабатывать за несколько проходов, снимая каждый раз материал слоями по 0,5 мм и применяя при этом обязательное охлаждение.

Прочностных характеристик известного материала вполне достаточно для использования в качестве основания кассеты.

Изобретение поясняется чертежом и фотографией опытного образца.

На фиг. 1 показана взрыв-схема бескорпусной кассеты светодиодного экрана.

На фиг. 2 показан общий вид опытного образца бескорпусной кассеты светодиодного экрана, вид с тыльной стороны.

Бескорпусная кассета светодиодного экрана содержит светодиодные модули 1, установленные на опорной пластине 2 толщиной 3-4 мм из композитного материала с фрезерованными пазами и окнами. На фиг. 1 представлена кассета с восемью светодиодными модулями 1, каждый размером 160×320×20 мм, для достижения размера кассеты 640×640 мм. При таком размере кассета имеет небольшую массу (до 9 кг.) и очень удобна для монтажа одним человеком. Сзади крышкой 3 из оцинкованной стали закрываются только электронные элементы управления и питания в центре кассеты (блоки питания 4, приемная карта (управляющий контроллер) 5). Модули 1 и крышка 3 крепятся винтами через силиконовые прокладки к пластине 2. Крепежные втулки для крепления управляющего контроллера и задней крышки запрессованы также в пластину 2.

Пластина 2 выполнена из композитного материала толщиной 3-4 мм. Этот материал представляет собой слой пластика 2,5-3,5 мм, заключенный между двумя слоями алюминиевой фольги, толщиной 0,2-0,4 мм. Суммарная толщина материала обычно в двух вариантах - 3 или 4 мм. Материал применяется для облицовки фасадов зданий (на замену металла), уже имеет грунтованные и крашеные поверхности, не боится осадков и температурных/солнечных воздействий; имеет достаточную твердость, жесткость и прочность, небольшую массу. Отпадает необходимость использования дополнительных ребер жесткости, так как материал 3-4 мм не подвержен изгибанию.

В пластине 2 профрезерованы окна прямоугольной формы для доступа к разъемам на светодиодных модулях 1 и пазы для прокладки сигнальных шлейфов. Также в пластине 2 просверлены все необходимые отверстия для крепления светодиодных модулей 1 и запрессовки резьбовых втулок. На резьбовые втулки по углам кассеты (см. фиг. 2) производится крепление кассет к раме (для сборки кассет в единый экран).

Обработка композитного материала производится методом сверления и фрезерования вручную, либо на имеющемся в большинстве рекламно-производственных предприятий недорогом станке с ЧПУ.

Крышка 3 вырезается сразу со всеми необходимыми отверстиями на лазерном станке с ЧПУ из оцинкованной стали толщиной 0,8 мм и затем загибается, для формирования стенок и бортика для крепления винтами. Фиксация стенок крышки 3 производится заклепками. Внутри на крышку 3 с помощью винтов или заклепок крепятся блоки питания 4. Таким образом, металл крышки 3 служит теплоотводом для блоков питания 4 и рассеивает выделяемое тепло в окружающее пространство. Отпадает необходимость использования вентиляторов для циркуляции воздуха внутри кассеты.

Крышка 3 изготавливается из оцинкованной стали (либо из обычной стали с последующей окраской) толщиной, как правило, 0,8 мм. При такой толщине стали крышка 3 хорошо держит заданную форму и является благодаря своему размеру и толщине одновременно теплоотводом для установленных на ней вплотную радиаторов (приклепаны на 4 заклепки) блоков питания 4.

Обычно для кассеты из восьми светодиодных модулей 1 с потреблением по 44 Вт каждый, применяется два блока питания 4 по 200 Вт. Площадь рассеяния тепла у крышки 3 при таком исполнении (размер 400×400 мм) получается не менее чем в десять раз больше площади радиаторов самих блоков питания (190×80 мм). Несмотря на то, что крышка 3 сделана из стали, а теплопроводность стали в 4,5 раза хуже алюминия, за счет площади поверхности производится активное рассеивание тепла в окружающую среду, а не внутрь кассеты/кабинета.

Крышка 3 крепится к пластине 2 через отверстия в бортиках с помощью винтов и с прокладкой из герметика или клейкой ленты.

Опытные образцы кассеты (фиг. 2) были изготовлены на элементарной технологической базе и подтвердили достижение заявленного технического результата, включая удобство монтажа из-за существенного снижения габаритной и монтажной толщин и массы.

Claims

1. Бескорпусная кассета светодиодного экрана, представляющая собой основание, с одной стороны которого установлены светодиодные модули, а с другой установлены блоки питания, принимающая карта, теплоотводящие элементы, отличающаяся тем, что в качестве основания выбрана пластина из композитного материала с технологическими пазами и окнами, а в качестве теплоотводящего элемента установлена крышка из теплопроводящего материала, к тыльной стороне которой крепятся, по меньшей мере, блоки питания.

2. Бескорпусная кассета по п. 1, отличающаяся тем, что композитный материал основания представляет собой многослойный материал, состоящий из двух наружных алюминиевых листов и минералонаполненного внутреннего слоя, не поддерживающего горение, внешнего защитного покрытия.

3. Бескорпусная кассета по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что крышка выполнена из оцинкованной стали или из стали с последующей окраской.