ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЙ СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК Российский патент 2021 года по МПК F21V15/00 

Назначение и область применения

Изобретение относится к светотехнике, а именно к взрывозащищенным осветительным приборам, и предназначено для эксплуатации в любых условиях как в помещениях, так и на открытых пространствах, для обеспечения общего освещения, в том числе в условиях сред с повышенным содержанием взрывоопасных и легковоспламеняющихся газов, пыли и влаги.

Предшествующий уровень техники

Известен «Светосигнальный огонь кругового обзора», содержащий корпус с защитным колпаком (рассеивателем), установленные в нем на держателе несколько групп светоизлучающих диодов, причем светодиоды выполнены группами на участках боковых граней полой пирамиды и ориентированы оптическими осями перпендикулярно указанным граням (Патент на изобретение RU №2153623, МПК F21S 2/00, F21S 8/10, F21W 111:06, F21W 101:12).

Известен также взрывозащищенный светодиодный светильник, состоящий из корпуса и рассеивателя, нескольких групп светоизлучающих диодов, при этом светодиоды выполнены группами на участках боковых граней полой пирамиды, установленной на держателе, и ориентированы оптическими осями перпендикулярно указанным граням, при этом применены бескорпусные светодиоды поверхностного монтажа, которые установлены на платах, причем габариты плат соответствуют габаритам боковых граней пирамиды, а держатель выполнен в виде полой конструкции, основанием соединенной с установочным диском, причем пирамида, держатель и диск выполнены в виде модуля (Заявка на полезную модель №2012144493, МПК F21S 8/00, F21S 8/08, F21S 8/10).

Известен защищенный световой прибор на мощных светодиодах (Патент на изобретение RU №2392538, МПК F21V 13/14), который имеет также взрывозащищенное исполнение, содержащий защищенную оболочку в виде корпуса из теплопроводного материала с оптически прозрачным защитным колпаком, с установленным внутри компактным светодиодным излучателем на мощных светодиодах, собранных в тепловом контакте на плоских лепестках, образующих полый многогранник-радиатор охлаждения, находящийся в тепловом контакте с одним или несколькими дополнительными радиаторами охлаждения, один из которых разделяет защищенную оболочку прибора на два изолированных между собой отсека. Один из них выполнен взрывонепроницаемым с установленными в нем средствами токоподвода и электронным преобразователем питающей сети, собранным на плате, залитой теплопроводным компаундом.

Известен взрывобезопасный светодиодный светильник (Патент на полезную модель RU №101149, МПК F21V 15/00), снабженный светоизлучающим элементом, включающим взрывозащищенное основание корпуса сопряженное со светопрозрачным плафоном, с образованием замкнутого объема и установленным в нем на основании светодиодным излучателем, а также блок питания, соединенный со светодиодным излучателем средствами токоподвода. Светильник выполнен в металлическом корпусе с выходным отверстием, перекрытым прозрачным поликарбонатом с собранными в нем светодиодами и имеющем изолированный отсек, в котором установлен блок электропитания и управления, залитый электроизоляционным полимерным компаундом, и кабельный ввод для подключения светильника к питающей сети. Данное решение по совокупности существенных признаков может быть принято в качестве прототипа.

Основным недостатком вышеуказанных известных устройств является низкий уровень ремонтопригодности, вследствие невозможности осуществления замены вышедшего из строя элемента конструкции (драйвера, светодиодного элемента и т.п.) в полевых условиях без повреждения корпусных и каркасных конструкций светильника, что существенно снижает эксплуатационные характеристики оборудования, а также низкая эксплуатационная надежность, обусловленная низкой эффективностью отвода тепла в окружающую среду, невозможность обеспечения требования эксплуатации в условиях большого диапазона эксплуатационных температур разброс, которого обычно составляет от -60 до + 60°С.

Сущность изобретения

Техническая проблема, решаемая заявленным изобретением, заключается в предложении конструкции взрывозащищенного светодиодного светильника простого в эксплуатации и с улучшенными теплофизическими характеристиками.

Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в повышении эксплуатационных характеристик, заключающихся в повышении срока службы светильника за счет повышения ремонтопригодности конструкции и эффективности отвода тепла, с возможностью применения в конструкции светодиодов повышенной мощности.

Заявленный технический результат достигается применением взрывозащищенного светодиодного светильника, содержащего светоизлучающий элемент, включающий взрывозащищенное основание корпуса, сопряженное со светопрозрачным плафоном, с образованием замкнутого объема и установленным в нем на основании, по меньшей мере, одним светодиодным излучателем, а также блок питания, соединенный со светодиодным излучателем средствами токоподвода, отличающийся от прототипа тем, что блок питания выполнен в виде съемного модуля, изолированного от корпуса основания светоизлучающего элемента и снабжен отдельным корпусом, соединенным с внешней поверхностью основания корпуса светоизлучающего элемента разъемным соединением, причем корпус блока питания снабжен съемной крышкой.

В предпочтительном варианте осуществления, заявленного изобретения, соединение основания корпуса светоизлучающего элемента и корпуса блока питания выполнено резьбовым и снабжено кронштейном. При этом, корпус блока питания, предпочтительно, выполнен взрывозащищенным

В одном из возможных вариантов осуществления, заявленного изобретения, корпус блока питания может быть снабжен средствами токопередачи, совместимыми с блоком питания и токовводами светоизлучающего элемента.

В другом варианте осуществления корпус блока питания может быть снабжен, по меньшей мере, двумя средствами токопередачи, совместимыми, по меньшей мере, с двумя светоизлучающими элементами.

В еще одном возможном варианте осуществления блок питания может быть дополнительно снабжен нагревательным элементом.

Согласно заявленному изобретению, в одном из возможных вариантов осуществления светодиодный излучатель может быть снабжен съемным держателем, снабженным средствами крепления к основанию корпуса светоизлучающего элемента.

В возможном варианте осуществления заявленного изобретения основание корпуса светоизлучающего элемента может быть дополнительно снабжено взрывонепроницаемым дыхательным клапаном, а, светопрозрачный плафон выполнен в виде съемной крышки, соединенной с основанием корпуса посредством взрывозащищенного резьбового соединения.

В другом возможном варианте осуществления изобретения взрывонепроницаемый дыхательный клапан может быть снабжен взрывобезопасным зазором между конструктивными элементами, с обеспечением возможности предотвращения передачи взрыва в атмосферу. При этом, в еще одном возможном варианте осуществления изобретения светоизлучающий элемент может быть дополнительно снабжен, по меньшей мере, одним съемным средством вторичной оптики, размещаемым в пространстве между крышкой с светопрозрачным плафоном и светодиодным излучателем светоизлучающего элемента

Согласно заявленному изобретению, светодиодный излучатель, предпочтительно, снабжен съемным держателем, снабженным средствами крепления к основанию корпуса.

При этом, в возможном варианте осуществления, держатель снабжен смежными с корпусными резьбовыми средствами крепления.

При этом, по любому из возможных вариантов осуществления заявленного изобретения основание корпуса может быть снабжено взрывонепроницаемым электрическим соединителем светодиодного излучателя с блоком питания, выполненный с обеспечением возможности быстроразъемного соединения средствами токоввода с одним светодиодным излучателем. При этом светодиодный излучатель может быть выполнен в виде единичного светодиода, либо в виде модульной конструкции или набора светодиодов.

Краткое описание чертежей.

Заявленное решение изобретения поясняется чертежами, где:

фиг.1 - сечение взрывозащищенного светодиодного светильника;

фиг.2 - примеры конструктивного исполнения взрывонепроницаемого дыхательного клапана: а) в виде втулки с соосно установленным валом; б) в виде втулки, заполненной спрессованными частицами ударопрочного материала; в) в виде втулки заполненной спрессованной проволокой из ударопрочного материала;

фиг.3 - пример реализации подключения к светоизлучающим элементам блока питания снабженного множественным средствами токопередачи.

При этом, на чертежах указаны следующие позиции:

1 - светоизлучающий элемент;

2 - блок питания

3 - светодиодный излучатель (светодиод),

4 - держатель светодиодного излучателя,

5 - основание корпуса светоизлучающего элемента,

6 - крышка корпуса светоизлучающего элемента;

7 - светопрозрачный плафон;

8 - взрывонепроницаемый дыхательный клапан;

9 - корпус блока питания

10 - крышка корпусной коробки блока питания;

11 - вторичная оптика;

12 - резьбовое крепление светодиодного излучателя с держателем к основанию

13 - кронштейн;

14 - средства токопередачи, в виде клеммного блока;

15 - резьбовое крепление блока питания к корпусной коробке;

16 - электрический соединитель светодиодного излучателя с блоком питания;

17 - взрывозащищенная резьбовое соединение крышки и основания

18 - линия проводной связи (токопровод)

19 - нагревательный элемент

20 - взрывонепроницаемое электрическое соединение блока питания со светодиодным элементом.

Следует отметить, что прилагаемые чертежи иллюстрируют только один из возможных вариантов выполнения изобретения и не может рассматриваться в качестве ограничения его содержания, которое включает и другие варианты осуществления.

Осуществимость изобретения.

Как следует из представленного на чертеже фиг. 1 примера осуществления заявленного изобретения, взрывозащищенный светодиодный светильник состоит из сопряженных светоизлучающего элемента 1 и блока питания 2, каждый из которых выполнен в самостоятельном корпусном исполнении. При этом, светоизлучающий элемент 1 снабжен взрывозащищенным основанием 5 корпуса элемента и крышкой 6, снабженной светопрозрачным плафоном 7, выполненное, например, из боросиликатного стекла, образующих замкнутую полость, в которой на основании 5 закреплен разъемным соединением светодиодный излучатель 3, снабженный держателем 4. Крепление 12 светодиодного излучателя к основанию, согласно представленному на чертеже фиг.1 примеру осуществления, выполнено резьбовым и осуществлено посредством крепления держателя 4 к ответным элементам крепления 12, расположенным на смежных поверхностях основания 5 корпуса. Светодиодный излучатель может представлять собой как единичный светодиод, закрепленный на держателе, так и модульную конструкцию, либо набор светодиодов, образующих плоскостную (панель) или пространственную (объемную) структуру, закрепленную на держателе. Светодиодный излучатель снабжен средствами токоввода, выполненными в виде взрывонепроницаемым электрическим соединением 20 включающими электрические соединители 16, например, в виде клемм или разъемной контактной площадки, обеспечивающих его быстроразъемное соединение с блоком питания 2.

В представленном на чертеже фиг.1 примере осуществления заявленного изобретения, светоизлучающий элемент 1 и блок питания 2 (драйвер) светодиодного излучателя 3 конструктивно разнесены и снабжены отдельными корпусами, образуя модульную структуру конструкции светильника, где корпус светоизлучающего элемента, состоит из основания 5 и сопряженной с ними крышки 6 со светопрозрачным плафоном 7, а корпус 9 драйвера снабжен разъемно сопряженной с ним крышкой 10. Сформированные таким образом модули: светоизлучающего элемента и блока питания, соединены между собой электрически, посредством электрических линий связи, например, проводной связи 18 (токопровод), и могут быть размещены на расстоянии до 100 м один от другого, либо сопряжены друг с другом, образуя комплектное изделие. Как следует из представленного на чертеже фиг. 1 примера осуществления для их объединения может быть применен, например, кронштейн 13, обеспечивающий возможность крепления светильника по месту его эксплуатации с заданным углом наклона. Таким образом, данное техническое решение обеспечивает с одной стороны изоляцию драйвера от теплового воздействия светодиодного излучателя, с другой стороны обеспечивает модульность сборки светильника, т.е. присоединение к одному драйверу двух и более светоизлучающих элементов (фиг.3), что приводит к возможности обслуживания с помощью одного блока питания сети светоизлучающих элементов, а также упрощению обслуживания оборудования и повышению его ремонтопригодности, за счет возможности быстрой замены блока питания (драйвера) в полевых условиях. Данный эффект достигается за счет размещения блока питания 2 (драйвера) во внутренней полости корпуса 9 и его механического крепления к корпусу посредством разъемного соединения, например, резьбового крепления 15, в качестве которого, например, может быть использовано винтовое крепление, а также быстроразъемного электрического соединение блока питания с светодиодным излучателем (при любом варианте размещения драйвера: территориально удаленном или компактом). Быстроразъемное соединение блока питания со светодиодным излучателем осуществляется посредством средств токопередачи например, подводом токопровода от клеммного блока 14 блока питания к электрическим соединителям светодиодного излучателя 16 посредством взрывонепроницаемого соединения 20. Возможность выполнения блока питания закрепленным съемным образом в изолированном корпусе, снабженным съемной крышкой 10, конструктивно и электрически соединенным разъемным образом со светоизлучающим элементом, обеспечивает возможность замены или ремонта блока питания в полевых условиях без необходимости демонтажа светильника полностью, что существенно повышает удобство эксплуатации устройства, его ремонтопригодность и срок службы.

Как следует из представленного на чертеже фиг.1 примера осуществления, светодиодный излучатель 3 механически прикреплен непосредственно к основанию 5 корпуса светильника посредством крепления держателя 4 излучателя к основанию резьбовым креплением 12, в качестве которого, например, может быть использовано винтовое крепление. При этом, электрическое соединение светодиодного излучателя с блоком питания осуществляется при помощи соединителя 16 через взрывонепроницаемое соединение 20, что в совокупности с возможностью демонтажа крышки 6 по взрывозащищенному резьбовому соединению 17 с основанием 5, обеспечивает возможность быстрого отключения светодиодного излучателя от блока питания, за счет использования быстроразъемных электрических соединений, и замены светодиодного излучателя 3 или его компонентов в полевых условиях без демонтажа светильника, существенно повышая тем самым ремонтопригодность конструкции и ее срок службы. Очевидным образом, процесс сборки светильника после демонтажа его конструктивных элементов или замены светодиодного излучателя также моет быть осуществлен в полевых условиях, без применения специальных средств для ее осуществления.

Пространство под стеклом светопрозрачного плафона 7, кроме размещения в нем светодиодного излучателя, также допускает размещение и вторичной оптики 11, которая также выполнена съемной (на чертежах не показано) и может быть отсоединена для обеспечения доступа к светодиоду. Соединение может быть винтовым, в виде защелок, крепления в паз, либо в виде любого иного, известного в данной области техники разъемного крепления. Возможность установки съемных элементов вторичной оптики позволяет оптимизировать распределение света, обеспечивая получение различных типов кривых распределения света без изменения конструкции корпуса и плафона светильника, что повышает гибкость решения технических задач, эксплуатационные характеристики, оказывает влияние на повышение эффективности теплообмена и срока службы изделия.

Основание взрывозащищенного корпуса светоизлучающего элемента, согласно представленному примеру осуществления, может быть снабжено взрывонепроницаемым дыхательным клапаном 8, выполненным, например, из ударопрочного материала (пластика, металла и т.п.), обеспечивающим в нормальном режиме работы свободную циркуляцию воздуха и выравнивание давления внутри и снаружи корпуса, а в случае поджига взрывоопасной смеси внутри светильника, препятствующего распространению взрыва в окружающую среду. Для достижения данного результата без существенного увеличения габаритов светильника и усложнения его конструкции, в представленном на чертежах фиг. 1 и 2 вариантах осуществления, взрывонепроницаемый дыхательный клапан может быть выполнен, например, состоящим, по меньшей мере, из расположенных друг относительно друга, с экспериментально определенным взрывобезопасным зазором, предотвращающим передачу взрыва в атмосферу, двух частей конструкции. Например, в частных вариантах осуществления (но не ограничиваясь ими) изобретений, взрывонепроницаемый дыхательный клапан может быть выполнен, например, в виде втулки и вала (фиг. 2а), или втулки, заполненной спрессованными частицами ударопрочного материала (фиг. 2б), либо втулки заполненной спрессованной проволокой из ударопрочного материала (фиг. 2в). При этом втулка может быть выполнена съемной и присоединяться к корпусу посредством резьбового соединения, предпочтительно, взрывозащищенного, или быть интегрированной в корпус.

Применение взрывонепроницаемого дыхательного клапана в конструкции светоизлучающего элемента и взрывозащищенного светодиодного светильника препятствует выпадению конденсата или изморози внутри взрывозащищенного светодиодного светильника за счет постоянного удаления теплого воздуха и влаги, и, соответственно, способствует выравниванию давления, влажности и температуры воздуха снаружи и внутри светильника, обеспечивая тем самым повышение эффективности отвода тепла, с возможностью применения в конструкции светодиодов повышенной мощности и увеличение срока службы изделия в целом, за счет снижения риска разрушения светильника или выхода его из строя из-за коррозии, вызванной нарушением режима эксплуатации(чрезмерной влажности, давления и т.п.).

Согласно представленному на чертеже фиг.1 примеру осуществления, блок питания 2 дополнительно снабжен нагревательным элементом 19, что позволяет существенно расширить возможности эксплуатации светильника, за счет возможности применения светодиодного светильника в неограниченном диапазоне отрицательных температур. В качестве нагревательного элемента может быть использован любой известный из данной области техники нагреватель, например, ТЭН.

Таким образом, выполнение конструкции светильника и светоизлучающего элемента сборно-разборным, модульным и снабженным дыхательным клапаном, обеспечивает существенное повышение эксплуатационных характеристик изделия, за счет повышения срока службы изделия и его ремонтопригодности, а также повышения эффективности теплоотвода.

Изобретение относится к светотехнике, а именно к взрывозащищенным осветительным приборам, и предназначено для эксплуатации в любых условиях как в помещениях, так и на открытых пространствах для обеспечения общего освещения, в том числе в условиях сред с повышенным содержанием взрывоопасных и легковоспламеняющихся газов, пыли и влаги. Техническим результатом является повышение срока службы светильника за счет повышения ремонтопригодности конструкции и эффективности отвода тепла с возможностью применения в конструкции светодиодов повышенной мощности. Результат достигается тем, что взрывозащищенный светодиодный светильник содержит светоизлучающий элемент, включающий взрывозащищенное основание корпуса, сопряженное со светопрозрачным плафоном, с образованием замкнутого объема и установленным в нем на основании по меньшей мере одним светодиодным излучателем, а также блок питания, соединенный со светодиодным излучателем средствами токоподвода, причем блок питания выполнен в виде съемного модуля, изолированного от корпуса основания светоизлучающего элемента, и снабжен отдельным корпусом, соединенным с внешней поверхностью основания корпуса светоизлучающего элемента разъемным соединением, причем корпус блока питания снабжен съемной крышкой. При этом основание корпуса светоизлучающего элемента снабжено взрывонепроницаемым электрическим соединителем светодиодного излучателя с блоком питания, выполненным с обеспечением возможности быстроразъемного соединения средств токоввода со светодиодным излучателем, а сопряжения светодиодного излучателя с основанием корпуса и блоком питания выполнены разъемными. Основание корпуса светоизлучающего элемента может быть дополнительно снабжено взрывонепроницаемым дыхательным клапаном. 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Взрывозащищенный светодиодный светильник, содержащий светоизлучающий элемент, включающий взрывозащищенное основание корпуса, сопряженное со светопрозрачным плафоном, с образованием замкнутого объема и установленным в нем на основании по меньшей мере одним светодиодным излучателем, а также блок питания, соединенный со светодиодным излучателем средствами токоподвода, отличающийся тем, что блок питания выполнен в виде съемного модуля, изолированного от корпуса основания светоизлучающего элемента, и снабжен отдельным корпусом, соединенным с внешней поверхностью основания корпуса светоизлучающего элемента разъемным соединением с обеспечением возможности разнесения модулей в пространстве с последующим сопряжением с образованием комплектного устройства, причем корпус блока питания снабжен съемной крышкой и выполнен взрывозащищенным.

2. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что соединение основания корпуса светоизлучающего элемента и корпуса блока питания выполнено резьбовым и снабжено кронштейном.

3. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что корпус блока питания выполнен взрывозащищенным.

4. Светильник по п. 1, отличающийся теме, что корпус блока питания снабжен средствами токопередачи, совместимыми с блоком питания и токовводами светоизлучающего элемента.

5. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что корпус блока питания снабжен по меньшей мере двумя средствами токопередачи, совместимыми по меньшей мере с двумя светоизлучающими элементами.

6. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что блок питания дополнительно снабжен нагревательным элементом.

7. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что светодиодный излучатель снабжен съемным держателем, снабженным средствами крепления к основанию корпуса светоизлучающего элемента.

8. Светильник по п. 7, отличающийся тем, что держатель снабжен смежными с корпусными резьбовыми средствами крепления.

9. Светильник по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что основание корпуса светоизлучающего элемента снабжено взрывонепроницаемым электрическим соединителем светодиодного излучателя с блоком питания, выполненным с обеспечением возможности быстроразъемного соединения средств токоввода со светодиодным излучателем.

10. Светильник по п. 9, отличающийся тем, что основание корпуса светоизлучающего элемента дополнительно снабжено взрывонепроницаемым дыхательным клапаном, при этом светопрозрачный плафон выполнен в виде съемной крышки, соединенной с основанием корпуса посредством взрывозащищенного резьбового соединения.

11. Светильник по п. 10, отличающийся тем, что взрывонепроницаемый дыхательный клапан снабжен взрывобезопасным зазором между конструктивными элементами с обеспечением возможности предотвращения передачи взрыва в атмосферу.

12. Светильник по п. 10, отличающийся тем, что светоизлучающий элемент дополнительно снабжен по меньшей мере одним съемным средством вторичной оптики, размещаемым в пространстве между крышкой со светопрозрачным плафоном и светодиодным излучателем светоизлучающего элемента.

13. Светильник по п. 9, отличающийся тем, что светодиодный излучатель выполнен в виде единичного светодиода.

14. Светильник по п. 9, отличающийся тем, что светодиодный излучатель выполнен в виде модульной конструкции, снабженной единичным светодиодом или набором светодиодов.