УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСВЕЩЕНИЯ И ОБЛУЧЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ Российский патент 2001 года по МПК F21V17/04 

Изобретение относится к светотехнике, в частности к светильникам и облучателям сельскохозяйственного назначения, защищенным от нежелательных механических воздействий от оседания аэрозольных частиц на оптические поверхности. Устройство может применяться для освещения всех типов сельскохозяйственных помещений, ультрафиолетового облучения животных и птицы, с целью ликвидации солнечного голодания, а также обеззараживания жидких и газообразных сред животноводческих и птицеводческих помещений.

Известен бактерицидный облучатель ББПО 1 - 30, предназначенной для обеззараживании воздушной среды сельскохозяйственных помещений, содержащий лампу ДБ-30, которая не защищена от механических воздействий и от оседания аэрозольных частиц, так как выходное отверстие облучателя направлено в верхнюю полусферу. Это сделано для того, чтобы исключить попадание жидкого коротковольтного излучения в глаза животных и обслуживающего персонала. Кроме того, выходное отверстие не перекрывается ни защитным стеклом, ни экранирующей решеткой, с целью уменьшения потерь бактерицидного потока облучателя. Эритетный облучатель ЭСПО1-30, предназначенный для ультрафиолетового облучения животных и птицы, содержит эритетную лампу ЛЭ-30, которая также не защищена от указанных выше воздействий.

Светильники серии ЛСП24 предназначены для освещения помещений с тяжелыми условиями окружающей среды (пыльных, сырых и влажных), а также пожароопасных помещений мукомольных предприятий и элеваторов (Компания "Точка опоры" // Светотехника 1996 г, N 9, с.40). Они могут комплектоваться отражателем, а также отражателем с экранирующей решеткой. Недостатком данного устройства для освещения является то, что лампы и отражатели подвержены сильнейшему загрязнению и немотивированному механическому воздействию.

Известен светильник с повышенной степенью защиты, предназначенный для складских помещений с повышенным выделением пыли и тканевых волокон (Grosses Zeuchthenangebot erlaubt masgeschneiderte and wirtschaftliche Zosungen //Maschinenmarkt// 1992, 98, N 46. С. 68). В нем применены люминесцентные лампы мощностью 58 Вт в пыленепроницаемом и пожаробезопасном исполнении со степенью защиты УР65. Корпус выполнен из стеклонаполненого термопласта, а рассеиватели - из призматического поликарбоната. Недостатком данного устройства является то, что в условиях сельскохозяйственных помещений загрязнение рассеивателя приводит к еще большему снижению оптического потока излучения, чем в случае открытого облучателя.

Светильники облучатели с люминесцентными лампами, как наиболее энергоэкономичными, получили широкое распространение в различных областях сельскохозяйственного производства. Однако надежность таких ламп и их экономическая безопасность находятся не на нужном уровне. Известно, что в процессе производства в каждую ЛЛ вводится от 60 до 120 мг ртути, а в лампы типа ДРЛ значительно больше. Ртуть содержится также в металлогалогенных лампах (МГЛ) и натриевых лампах высокого давления (НАВД). Практикуемый при эксплуатации светотехнического оборудования вывоз отработавших ЛЛ на свалку или их захоронение в специально отведенных местах создают опасность вредного для здоровья людей и животных ртутного выражения воздуха, почвы и водных источников. В среднем каждая ЛЛ, выпускаемая в России, весит 300 г и содержит около 80 мг ртути и 10 мг люминофора. Если на свалку будет выброшено 1000 ламп, то загрязнение составляет 300 кг стеклобоя, 80 г ртути и 10 кг люминофора. Это относительно небольшое количество, если учесть, что на специализированную свалку в течение одного года сбрасывается до 1 млн ламп. Ртуть - это "летучий металл", летучесть которого с повышением температуры возрастает в десятки раз. При температуре 35-40^oC на солнечном свету она достигает 0,036 , при 20 ^oC - 0,002 . А так как металлическая ртуть обладает еще и свойством рассыпаться на мельчайшие капли, то образуется огромная поверхность испарения. Расчеты показывают, что поверхность рассыпавшейся ртути от одной лампы составит примерно 3,5 см², а от 1000 ламп - 3500 см². С этой поверхности только за один летний день испарится около 2 г ртути. Этого количества достаточно, чтобы произошло ртутное заражение воздуха в объеме 7000 м³ до предельно допустимой концентрации воздуха населенных мест 0,0003 мг/м³, что соответствует загрязнению до уровня ПДК 10 - метровому слою воздуха на площади в 700 м² (ГОСТ17.4.1.03-84 Охрана природы. Почвы. Термины и определение химического загрязнения).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для освещения и облучения сельскохозяйственных животных, содержащее источники излучения, светотехническую арматуру (а.с СССР 1280261, МКИ³ F 21 V 31/00 /Л.Г. Прищеп, А.В. Засыпалов, А.К. Лямцов // БИ N 48, 1986).

Недостатком прототипа является наличие в устройстве источника высокого напряжения и пылеобразующих электродов. Применение в данной конструкции источника высокого напряжения увеличивает потребляемую мощность облучателя и повышает его стоимость. Выход высоковольтного провода из полости расположения пускорегулирующей аппаратуры и источника высокого напряжения необходимо уплотнить резиновым уплотнителем с целью исключения проникновения внутрь пылевых частиц. Кроме того, защищенное устройство от запыления работает только в то время, когда облучатели включены. В остальное время защищенное устройство отключено и не исключается осаждение пыли, пуха и волокнистых частиц на лампы и отражатели. В случае механического разрушения ламп, возникает опасность загрязнения ртутью окружающей среды, животных и человека.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы облучателя и степени защиты источников оптического излучения от механических воздействий и оседания пыли, а также упрощение утилизации отработавших люминесцентных ламп (ЛЛ), защита окружающей среды от загрязнения ртутью, осколками стекла, вредными компонентами люминофора при механическом разрушении ЛЛ во время их эксплуатации в стационарных и передвижных облучательных установках, при транспортировке и хранении их на складах запасных частей.

В результате использования предлагаемого изобретения снижается запыленность источников оптического излучения и оптических поверхностей облучения, повышается надежность зажигания лампы при пониженной температуре воздуха, улучшается стабильность их работы при повышенной влажности окружающей среды, увеличивается механическая прочность лампы, защищаются окружающая среда, люди и животные от загрязнения ртутью, вредными компонентами люминофоров и осколков стекла, повышается экологическая безопасность облучателей и упрощается процесс утилизации отработавших люминесцентных ламп, повышается надежность работы устройства для освещения и облучения сельскохозяйственных животных, появляется возможность эффективно защитить окружающую среду от загрязнения ртутью, осколками стекла и вредными компонентами люминофорной пыли при механическом разрушении ЛЛ во время эксплуатации и в стационарных и передвижных механизированных облучательных установках, транспортировки и хранении их на складах.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что источники оптического излучения в устройстве для освещения и облучения сельскохозяйственных животных покрыты электретной пленкой, прозрачной для светового и ультрафиолетового излучения. Причем пленка нанесена на внешнюю поверхность цилиндрических колб источников оптического излучения вдоль их геометрической оси, включая металлические цоколи. При этом светотехническая арматура заземлена и имеет диэлектрическое светоотражающее покрытие. Электретная пленка обладает низкой теплопроводящей способностью. Такое покрытие с высокой светопрозрачностью (0,95 - 0,98), ультрафиолетовой прозрачностью (0,88) в области длин волн 280 - 1000 км и антистатическими характеристиками увеличивает надежность защиты ламп от механических воздействий и от оседания на них частиц пыли: капля ртути, частицы люминофора и осколки стекла оказываются заключенными в эластичный чехол, образованный пленкой за счет адгезии ее со стеклом колбы и металлическими цоколями; за счет электретных свойств защитной пленки в плоскости выходного отверстия облучателя создается электростатическое поле, устраняющее доступ пыли, пуха, волокон и других аэрозольных частиц к оптическим поверхностям облучателя. Достаточная механическая прочность достигается при толщине пленки от 0,05 до 0,5 мм в зависимости от типа лампы. При падении ламп на твердую поверхность с высоты 1-2 м разрушение стекла колбы не вызывает разрыва пленки.

Помимо экологической проблемы, нанесение защитного покрытия на ЛЛ позволит решить и ряд технических проблем, связанных с надежностью зажигания ламп при пониженных температурах в животноводческих помещениях в зимнее время, а также улучшить стабильность работы ламп при повышенной влажности окружающего воздуха сельскохозяйственных помещений. При пониженной температуре воздуха стекло ламп под защитной пленкой не переохлаждается по сравнению с открытыми лампами и в момент зажигания ламп в пристеночной области колбы создаются оптимальные температурные условия для пробоя разрядного промежутка и стабилизации газового разряда, так как известно, что в момент зажигания лампы разряд распространяется вдоль поверхности цилиндрической колбы, а не по центру лампы. При повышенной температуре колбы лампы (до 200^oC) электронные пленки не деформируются и не представляют экологической опасности, так как они весьма инертны, химически стойкие, нетоксичны, физиологически неактивны и нерастворимы в воде. Температурные нагрузки, возникающие при работе ЛЛ сельскохозяйственного назначения, не влияют на эластичность, прочность и светопрозрачность защитной пленки. При повышенной влажности воздуха происходят растекание электростатического заряда по поверхности лампы и его нейтрализация водяными парами, что приводит к нарушению газового разряда внутри лампы: чередование темных и светлых полос, волнообразное движение разряда и полное его погасание.

При всех этих процессах уровень светового и ультрафиолетового потоков очень мал, а подводимая электроэнергия к облучателям бесполезно расходуется, нанося ущерб сельскохозяйственному производству. Электретная защитная пленка позволяет стабилизировать газовый разряд внутри лампы путем устранения контакта внешней поверхности колб лампы с окружающей влажной средой и, как следствие этого, исключаются растекание электростатического заряда по поверхности лампы и его нейтрализация водяными парами. Величина напряженности электростатического поля электретной пленки достаточна для зарядки и перемещения аэрозольных частиц различного происхождения, в том числе и частиц водяного пара.

Электрические, световые и цветовые параметры ламп с защитным покрытием после 100 г горения находятся на уровне соответствующих значений ламп без пленки. После 2000 г горения световой поток снижается всего на 4-6% за счет уменьшения коэффициента пропускания пленки на 2-3%. Положительные результаты фотометрических, колориметрических, электрических и механических гениталий ламп подтверждают пригодность электретного пленочного покрытия в качестве защитного покрытия лампы.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для освещения и облучения животных источник оптического излучения покрыт электретной пленкой, являющейся прозрачной к световому и ультрафиолетовому излучению и создающей электростатическое поле в плоскости выходного отверстия облучателя.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом.

На чертеже схематически изображено устройство для освещения и облучения сельскохозяйственных животных. Устройство содержит источники светового излучения 1, покрытые светопрозрачной электретной пленкой 2, источник ультрафиолетового излучения, заземленную светотехническую арматуру 5, покрытую диэлектрическим материалом 6, отражающим оптическое излучение источников 1 и 3. Электретные пленки 2 и 4 нанесены на внешнюю поверхность цилиндрических колб источников оптического излучения 1 и 3 вдоль их геометрической оси, включая металлические цоколи.

Устройство работает следующим образом.

За счет электретных свойств защитных пленок 2 и 4 вокруг источников оптического излучения создается радиальное электростатическое поле, силовые линии которого направлены к заземленной светотехнической арматуре 5 и поверхности земли (пола помещения). Электростатическое поле в плоскости выходного отверстия облучателя препятствует доступу аэрозольных частиц к оптическим поверхностям 6 светотехнической арматуры 5 и источникам оптического излучения 1 и 3. Под действием электростатических сил аэрозольные частицы движутся вдоль силовых линий поля во внешнюю сторону выходного отверстия облучателя.

При понижении температуры воздуха защитные пленки 2 и 4 исключают переохлаждение стекла ламп 1 и 3, создавая в пристеночной области колб оптимальные температуры условия для пробоя разрядного промежутка зажигания и стабилизации газового разряда, чем достигается повышение энергоэкономности устройства.

При повышении влажности воздуха электретные пленки 2 и 4 повышают энергоэкономичность устройства и надежность зажигания ламп 1 и 3 за счет устранения растекания электростатического заряда по поверхности ламп 1 и 3 в результате исключения контакта внешних поверхностей ламп 1 и 3 с окружающей внешней средой.

При несанкционированном механическом разрушении ламп 1 и 3 капли ртути, вредные частицы люминофора и осколки стекла оказываются заключенными в эластичные чехлы 2 и 4, благодаря чему повышаются экологическая безопасность устройства и надежность защиты окружающей среды.

Изобретение относится к светотехнике, в частности к светильникам и облучателям сельскохозяйственного назначения, защищенным от нежелательных механических воздействий от оседания аэрозольных частиц на оптические поверхности. Устройство может найти применение при освещении всех типов сельскохозяйственных помещений, ультрафиолетового облучения животных и птицы, с целью ликвидации солнечного голодания, а также обеззараживания жидких и газообразных сред животноводческих и птицеводческих помещений. Техническим результатом является повышение надежности работы облучателя и степени защиты источников оптического излучения от механических воздействий и оседания пыли, а также упрощение утилизации отработавших люминесцентных ламп (ЛЛ), защита окружающей среды от загрязнения ртутью, осколками стекла, вредными компонентами люминофора при механическом разрушении ЛЛ во время их эксплуатации в стационарных и передвижных облучательных установках, при транспортировке и хранение их на складах запасных частей. Указанный технический результат достигается тем, что источники оптического излучения в устройстве для освещения и облучения сельскохозяйственных животных покрыты электретной пленкой, прозрачной для светового и ультрафиолетового излучения. Причем пленка нанесена на внешнюю поверхность цилиндрических колб источников оптического излучения вдоль их геометрической оси, включая металлические цоколи. При этом светотехническая арматура заземлена и имеет диэлектрическое светоотражающее покрытие. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для освещения и облучения сельскохозяйственных животных, содержащее источники оптического излучения, светотехническую арматуру, отличающееся тем, что источники оптического излучения покрыты электретной пленкой, прозрачной для светового и ультрафиолетового излучения, причем пленка нанесена на внешнюю поверхность цилиндрических колб источников оптического излучения вдоль их геометрической оси, включая металлические цоколи, при этом светотехническая арматура заземлена и имеет диэлектрическое светоотражающее покрытие. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электретная пленка обладает низкой теплопроводящей способностью. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электретная пленка выполнена толщиной 0,2-0,5 мм. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электретная пленка выполнена в виде эластичного чехла, скрепленного со стеклом колбы и металлическими цоколями ламп за счет адгезии с возможностью упрощения процесса утилизации отработавших люминесцентных ламп. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электретная пленка выполнена с возможностью создания радиального электростатического поля, силовые линии которого направлены к поверхности земли и к заземленной светотехнической арматуре, устраняя доступ аэрозольных частиц к оптическим поверхностям устройства.