RU30926U1 - Защищенный световой прибор на светодиодах - Google Patents

Description

Ж СВЕТОВОЙ ПРИБОР НА СВЕТОДИОДАХ Предполагаемое избретение относится к светотехнике, в частности к защищеннш световым приборам на светодиодах, например, к светосигнальным огням кругового обзора на светодиоД8Х, излучающим в красном, синем,зеленом, желтом спектральном диопазоне или к осветител.ьян1 црыбсрам кзл чаю1рм белый свет. Подобные световые приботэы могут быть выполнены во взрывозщищенБОМ и пожаробезопасном исполнении. Световые приборы на светодиодах имеют высокую степень защиты от воздействия окружающей среды и предназначены для эксплуатации в открытом пространстве и в помещениях с тяжелыми условиями работы, например, для светоограждения пролшшленных труб атокшых электростанций, нефтеперерабатывающих заводов, нефте и га30добывающих платформ и т.п., а также для освещения пороховых складов, нефтеналивных судов, цехов и участков со взрывоопасной атмосферой. Известен взрывозащищенный световой прибор Ш/, с оде-рйащий взрывонепроницаек ую оболочку, включающую корпус с установленной на нем распределительной коробкой (вводной камерой с клеммной коло.дкой), уплотненный в оправке оптически прозрачный колпак с размещенной внутри газоразрядной лампой с преобразовательной аппаратурой, устанавливаемой вне прибора. Недостатки аналога связаны с невозможностью использования его в качестве светосигнального огня, генерируемого красное, синее и др. излучение, ч Известен светосигнальный огонь кругового, обзора JC.Sj, содержащий герметичный корпус с уплотне-нным колпаком, внутри которого на держателе установлен оптический блок-лампа на светодиодах, выеолненная в виде полых правильно усеченных : пирамид,установленных с совпадающей продольной осью симметри-. На гра1Ш йнтированы мощные светодиода с оптическими осягли перпендикулярными указанным граням. Ориентация оптических осей светодиодов в пространстве верхней полусферы с преи1цущественны1д излучением в углах от минус 6°до плюс 6° от горизонтальной плоскости достигается заданным наклоном боковых граней усеченных пирамид. Недостатки аналогов обусловлены сложностью конструкций огня, вызванной использованием преиг.1ущественно мощных дорогостоящих светодиодов, требующих эффективного охлаждения за счет применения массивных радиаторов- усеченных пирад ид для обеспечения кон.дуктивной теплопередачи на корпус огня. Известен светосигнальный прибор на светодиодах Г4}, содержащий сопряданный с защитным колпаком корпус с опорным элементом-держателем в вйде круглого плоского диска, представляющего собой изолящ0нную печатную плату, ориентированную перпендикулярно оптической оси прибора. На указанной плате концентрически .смонтированы щесть светодиодов, четыре из которых наклонены под выбранныгл углом от оптической оси за счет изгиба токоведущих выводов светодиодов, обеспечивая преидтущественное излучение в углах от О до 30° верхней полусферы. 2 Sjao inokb v Элементы преобразователя питающей сети размещены в коррусе прибора. Недостатки прототипа обусловлены неудовлетворительным светораспределением, не обеспечивающим прешлущественное излучение в углах от минус 6° до плюс 6 от горизонта и в верхнюю полусферу. Кроме того, светосигнальный прибор не обеспечивает требуемую механическую прочность и устойчивость к вибрационным и ударным нагрузкам,высокую степень защиты от воздействия окружающей среда, а также взрывозащиту. При воздействии вибрации и ударных нагрузок светодиоды могут изменять положение оптических осей, а значит светораспределение прибора, за счет изгиба токоведущих выводов. Цельн изобре тения является улучщение световых параметров прибора при одновременном повыщении механической прочности и устойчивости к воздействию вибрационных и ударных нагрузок, а также обеспечений взрывозащиты. Поставленная цель достигается тем, что в защищенном световом приборе на светодиодах, содержащем защищенную оболочку, включающую корпус и уплотненный в оправке оптически прозрачный колпак с установленной внутри лампой в виде электроизоляционной платы с концентрически распаянными на ней светодиодаш, а также преобразователь питающей сети, по.дключенный средствами токоподвода к клегжой колодке, в указанной лагше с по меньшей мере одной электроизоля11;ионной платой светодиоды распа шы по периметру и на поверхности этой платы с токове.дущиш выводами, механически закреплешшши и фиксированными в выбранных положе , ниях и с оптическикш осями светодиодов ориентированны1 йз относительно платы в меридиональных плоскостях в пространстве верхней полусферы под углами в пределах от О до . Цель достигается и тем, что основная электроизоляционная плата лампы выполнена круглой или в форме правильного ьшогоугольника и на ней радиально в меридиональных плоскостях верхней полусферы смонтированы дополнительные электроизоляционные многоугольные платы, причем светодио.ды с токове.дущими выводами установлены, распаяны и механически закреплены по периметру круглой платы или на сторонах платы в форме правильного одногоугольника и на, по крайней рлере, части обращенных в верхнюю полусферу отороп (ребер) до11олБИте,ьынх электроизоляционных. 1.шогсуголь: вх плат, с оптйчэски и сожли, перпенд:1 :ул51рик;.1И сторона-;; (ребра.я) названных плат. Поставленная задача решается также тем, что количество (и) дополнительных электроизоляционных многоугольных плат равно или кратно превышает число i-- 360°/28 , где 28 двойной угол рассеяния силы света выбранных светодиодов, устанавливаеьих на сторонах (ребрах) многоугольных плат. Достижению цели способствует и то, что на лин;евоЁ поверхности основной электроизоляционной платы лажш меж;)у радиально установленными дополнительными электроизоляционными лшогоугольшми пдатами дополнительно сментированы светодио.ды с распаянными, механически закрепленными и фиксированными токоведущими выводами в выбранных положениях и с оптическими , ориентированными относительно платы в меридиональных плоскостях в пространстве верхней полусферы под углами в пределах от О до 90°. V Цель достигается также тем, что на тыльной стороне круглой или в форме правильного многоугольника злектроизоляционной платы смонтйрованн элементы преобразователя питающей сети и средства токоподвода. Технический результат достигается и тем, что элементы преобразователя питающей сети и по меньшей мере контактные элементы (конпд) средств токоподвода залиты электроизоляционным кокшаундом, например, керамико-полимерншЛ теплопроводящим диэлектрическим материалом,и выведены на размещаемую в вводной камере кле лмную колодку, а корпус прибора и вводная камера снабжены взрыв-каналами в виде резьбового и/или щелевого лабиринта. Наиболее предпочтительные варианты исполнения устройства согласно предполагаемо1 / у изобретению показаны на чертежах. Фиг.1. Защищенный прибор на светодиодах с плоской лампой, вид с боку, частично в разрезе. Фиг,2. Защищенный световой прибор на светодиодах с ребристой , вид сбоку, частично в разрезе Фиг.З. То же, что и на фиг.2, вид сверху, сечение А-А. Фиг.4. Защищенный световой прибор с комбинированной лампой, вид сбоку частично в разрезе. Показанный на фиг. 1,2,3 и 4 защищенный световой прибор на светодиодах содержит защищенную ,.(фиг. I) или защищенную и взрывонепроницаемую (фиг.2 и 4) оболочку, включающую корпус I, сопряженный с оправкой 2, в которой при помощи средств герметизации 3 уплотнен оптически прозрачный колпак 4. Оправка 2 с колпакем 4 навинчивается на корпус I по резьбе 5 и зона сопряжения защищается уплотнителем 6. ч Внутри колпака 4 защищенной оболочки установлена плоская лампа 7, выполненная в виде электроизоляционной, например печатной платы 8 с концентрически распаянными на ней светодиодаш 9 с токове.дущими выводами 10. Светодиоды 9 установлены и распаяны по периметру и концентрически, на поверхности платы 8. Токоведущие выводы 10 светодиодов 9 механически закреплены и фиксированы на ней в выбранных положениях при помощи пайки II концов выводов и электроизоляп,ионного колшаунда 12. Изогнутые в выбранных положениях и фиксированные на плате 8 токоведущие вывода 10 светодиодов 9 ориентируют их оптические оси 00, Oj, Og, Og и 0 относительно платы в меридиойальных (проходящих перпендикулярно плате 8 через продольную ось сшжетрии 00 прибора) плоскостях в пространстве верхней полусферы под углаш в пределах от О до 90°, обеспечивая при этом равномерное светораспределение по азимуту с увеличенной в 3-4 раза силой света в углах от -6 до +6° относительно плоскости платы. Второй вариант исполнения защищенного светового прибора на светодиодах (см.фиг.2 и 3) пре.дусматривает то, что лагуша 13 на светодиодах выполнена с основной электроизоляционной печатной платой 14 круглой формы или в форме правильного равностороннего многоугольника, на которой радиально в меридиональных плоскостях верхней полусферы смонтированы дополнительные электроизоляционное 1шогоугольные платы 15, механически закрепленные на плате 14 и прижатые к ней стягивающим винтом 16, Светодиоды 17 с токове.дущими выводами установлены по периметру основной круглой платы или на сторонах платы 14 в форме правильного многоугольника, распаяны и механически закреплены на ней при помощи электроизоляционного компаунда или лака 18. По крайней мере на части обращенньк в верхнюю полусферу сторон (ребер) 19 дополнительных электроизоляционных многоугольных плат 15 установлены, светодиоды 20 с токоведущиш выводами 21, распаяны1 ш с последовательным подключением между собой. Светодио.ды 20 распаяны и механически закреплены на указанных дополнительных платах аналогично светодиодам 17. . Оптические оси светодиодов 20 00, OjOj, , OgOg, перпендикулярны сторонам (ребрам) IS дополнительных плат 15, а оптические оси светодиодов 17 радиально ориентированы на основной плате 14 или перпендикулярны сторонам этой платы при исполнении ее в аюр:.;8 правильксго глногоугольника. Концы цепочек лоследовательно;: ..подключенных светсдз1здо:з 2С с дополнительных ;.лат 15 веведены и распаяны на основвой .глзте 14 последсБательными или пераллельно-последоБательнуми цепочке ::;, Зсе светодиоды заБ нцекыых световых приборов могут быть шунтированы стабилитрона для обеспечения функп.ионйрованйя ламп при выходе из строя одного или нескольких светодиодов. Количество (h.) дополнительных электроизоляп,ионных лш.огоугольных плат 15, устанавлкваеьаис на основной несущей плате 14 выбирается равным или кратно превышает число Й,360°/2Э g, где 2во,5 - двойной угол рассеяния силы света выбранных светодиодов на уровне 0,5 от максимальной силы света, устанавливаемых на сторонах (ребрах) 19 указанных глногоугольных плат . Например, при выборе светодиодов с 20 0,30 количество (It) дополнительных плат составляет 12 или 24, что обеспечит высокую равномерность светораспределения в верхней полусфере. Еще в одном из вариантов иоподнения защищенного светового прибора (см. фиг.4) на лицевой поверхности основной электроизоляционной платы 14 дампы 13 между радиально установленными дополнительными электроизоляционныш многоугольными платами 15 дополнительно смонтированы концентрически светодиоды 22 с изогнутымиВ выбранных положениях и фиксированными на плате токоведущими выводаш 23 аналогично описанному выше способу для светодиодов 9 (фиг.1). Оптические оси 0, 0 светодиодов 22 ориентированы относитель.ч платы 14 в меридиональных плоскостях в пространстве верхней полусферы под углами в пределах от О до 90°, например, равны углам наклона оптических осей и светодиодов 20, установленных на сторонах дополнительных плат 15. Все варианты исполнения защищенного светового прибора предусматривают последовательное или параллельно- последовательное включение светодиодов меаду собой и цепочками с подключением к преобразователю 24 питающей сети, выполненное, например, на основе диодного моста с ограничительными сопротивленияIvfIИ, элементы которого монтируют на тыльной стороне -основной круглой или в форме правильного равностороннего М11огоугольника электроизоляционной платы 8 или 14. Элементы преобразователя 24 питающей сети Moiyt быть собраны на отдельной плате (на фиг. не показано). Для подключения прибора с лалшой и преобразователем к цр01Ж1Шленной сети контактные элементы средств токоподвода 25 с одной стороны, распаивают на плате 8 или 14 с преобразователем 24, а противополоЕные концы выводят на клеммную колодку 26

(см. фиг.I) либо подпаивают к цоколю S 27 лaIvшы 13 (ом.фиг.2)

Во всех вариантах исполнения основную плату 8 или 14 с преобразователем 24 устанавливают на держателе 27, который сопрягается с несущим кронштейном 28 для крепления на прили- вах 29 в коррусе I, (см.фиг.I) либо на цоколе Е 27, ввинчиваемом в стандартный патрон 30 (см. фиг. 2 и 4).

Элементы преобразователя 24 питающей сети и по меньшей мере контактные элементы (конпд) средств токоподвода 25 для

) взрывозащищенного варианта исполнения прибора целесообразно

заливать электроизоляционным компаундом, например, керамикополимернш теплопрово.ндщим диэлектрическим материалом 31,

Этот вариант наполнения защищенного светового прибора (см. фиг.2,3 и 4) пре.дусматривает изготовление корпуса 32 и оправки 33 (для крепления и герметизации оптинески прозрачного колпака 4) из теплопроводного материала, например, из силушша, а также сопряжение корпуса. 32 с вводной камерой 34, изготовленной из того же материала, в которой устанавливается клe vsvfflaя коло.дка 35 с подключенными контактныш элементами средств токоподвода 25. При этом корпус 32 прибора .;снабжается взрыв-каналом 36 в виде резьбового лабиринта, либо в виде комбинации резьбового 36 и щелевого 37 лабиринта.

Вводнано камера 34 изготавливается герметичной-либо снабжается резьбовыми или щелевыми лабиринтакй, выполняемы ли в зоне сопряжения с крыщкой 38 или с гайками 39 кабельных вводов промышленной сети.

При подключении защищенного светового прибора к пр01шшленной сети, преобразованное питание ламп 7 и 13 на светодиодах

постоянным ЕЛИ пульсирующим током, обеспечивает генерацию светового излучения красного, синего, зеленого, желтого цвета или в видимом диапазоне спектра в зависимости от выбранных светодиодов с равномерным заданным пространственным распределением преимущественно в верхнюю полусферу.

Заданное пространственное распределение светового потока прибора достигается за счет ориентации оптических осей светодиодов под выбранньми углами в пределах от О до 90° в вертикальной плоскости и за счет равномерного расположения по окружностям. (концентрически) светодиодов 9 (фигЛ), 17 и 20 (фиг.2 и 3) и 22 (фиг.4) по азимуту в горизонтальных плоскостях.

Монтазк по периметру основных плат 8 и 15 светодиодов с горизонтальными оптическими осями 0 и 0 (фйг.1 и 2), позволяет обеспечить требуемую сйлу света в углах от минус до +6° (для светодиодов с 28д g « 20°4-30). STOiviy способствует также разладщение светодиодов на нижних cTOpoi-iax (ребрах) IS о оптйческиш ocHidz 0.; и 0 (фяг. и ) блязкиый к горизонту.

ВБвдение в конструкцию плоской лампы дополнительных i ioгоугольБнх плат 15, установленных в у бридиокальнъ х IIJICGKOCTHX верхнем полусферы позволяет суи ествеЕно увеличить количество светодкодов в лампе и тем саглы л повысить плотность сзетового потока без увел11ченйя даеметра зап1ии.1.еиного световагс прибора.

Защита элементов преобразователя питающей сети и контактных элементов средств токоподвода 25 теплопроводным электроизолящионньм кошзаувдсм рюключает образование искры при Boaivioaн о «с : обрыве токоведущнх элементов, обеспечивает пожарсбезопасность и исключает таким образом возникновение взрыва при эксплуатации во взрывоопасных средах. Дополни те льння защита при этом обеспечивается наличием в оболочке светового прибора взрывканалов, гарантирующих охлаждение возникшей при взрыве горячей струи при прохождении по теплоотводащим резьбовым и/или щелевым лабиринтам.

Наря.ду с улучшением светотехнических параметров и повышением взрыво- и пожаробезопасности суо ественно улучшаются механические параметры приборе (вибрационная и ударная прочность) за счет надежного механического крепления и фиксации положения светодйодов и их токоведущих выводов на электроизоляционных

платах ламп.

Литература:

/I/. Авт. св-во СССР Ж158820, кл. F2IV 25/2,

Опубл.Бюлл Jis20, 30.05.85 г. /2/. йат. РФ Ш153623, кл. F2IS 2/00

Юпубл. Бюлл. , 27.07.2000 /3/. Св-во на пол4-модель РФ J I4393, lui. P2IY 5/2

Опубл. Бюлл 20, 20.07.2000 /4/. Пат. США i96227679, кл. P2IV 13/14

Опубл. 08.05.2001

3 II

Claims (6)

1. Защищенный световой прибор на светодиодах, содержащий защищенную оболочку, включающую корпус и уплотненный в оправке оптически прозрачный колпак с установленной внутри лампой в виде электроизоляционной платы с концентрически распаянными на ней светодиодами с токоведущими выводами, а также преобразователь питающей сети, подключенный средствами токоподвода к клеммной колодке, отличающийся тем, что в лампе с по меньшей мере одной электроизоляционной платой светодиоды распаяны по периметру и на поверхности этой платы с токоведущими выводами, механически закрепленными и фиксированными в выбранных положениях и с оптическими осями светодиодов, ориентированными относительно платы в меридиональных плоскостях в пространстве верхней полусферы под углами в пределах от 0 до 90°.

2. Защищенный световой прибор по п.1, отличающийся тем, что основная электроизоляционная плата лампы выполнена круглой или в форме правильного многоугольника и на ней радиально в меридиональных плоскостях верхней полусферы смонтированы дополнительные электроизоляционные многоугольные платы, причем светодиоды с токоведущими выводами установлены, распаяны и механически закреплены по периметру круглой платы или на сторонах платы в форме правильного многоугольника и на, по крайней мере, части обращенных в верхнюю полусферу сторон (ребер) дополнительных электроизоляционных многоугольных плат с оптическими осями, перпендикулярными сторонам (ребрам) названных плат.

3. Защищенный световой прибор по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что количество (n) дополнительных электроизоляционных многоугольных плат равно или кратно превышает число n≥360/2θ_0,5, где 2θ_0,5 - двойной угол рассеяния силы света выбранных светодиодов, устанавливаемых на сторонах (ребрах) дополнительных многоугольных плат.

4. Защищенный световой прибор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что на лицевой поверхности основной электроизоляционной платы лампы между радиально установленными дополнительными электроизоляционными многоугольными платами дополнительно смонтированы светодиоды с распаянными, механически закрепленными и фиксированными токоведущими выводами в выбранных положениях и с оптическими осями, ориентированными относительно платы в меридиональных плоскостях в пространстве верхней полусферы под углами в пределах от 0 до 90°.

5. Защищенный световой прибор по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что на тыльной стороне круглой или в форме правильного многоугольника электроизоляционной платы смонтированы элементы преобразователя питающей сети и средства токоподвода.

6. Защищенный световой прибор по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что элементы преобразователя питающей сети и по меньшей мере контактные элементы (концы) средств токоподвода залиты электроизоляционным компаундом, например керамико-полимерным теплопроводящим диэлектрическим материалом, и выведены на размещаемую в вводной камере клеммную колодку, а корпус прибора и вводная камера снабжены взрыв-каналами в виде резьбового и/или щелевого лабиринта.