СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЕТОДИОДНОГО СВЕТИЛЬНИКА С ЗАЩИТОЙ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ АГРЕССИВНЫХ СРЕД И СВЕТИЛЬНИК, ПОЛУЧЕННЫЙ ДАННЫМ СПОСОБОМ Российский патент 2024 года по МПК F21S2/00 F21V29/00 

Изобретение относится к специальным осветительным средствам, используемым в условиях агрессивной среды. Более конкретно решение относится к светодиодным светильникам с защитой от агрессивных сред (аммиак, ацетона, бензина, влаги, перепады температур), которые могут использоваться для освещения крестьянско-фермерских хозяйств (коровники, свинокомплексы, птицефермы).

В условиях освещения крестьянско-фермерских хозяйств (коровники, свинокомплексы) требуются химостойкие светодиодные светильники, конструкция которых защищена от агрессивных сред (аммиак, ацетона, бензина, влаги, перепады температур).

Обычно используют для этого защищенные корпуса таких светильников как: Вартон (https://varton24.ru/catalogs/promyshlennoe_osveshchenie/iron_alyuminievyy_lineynyy_promyshlennyy/iron_0_6_m/67), РАКУРС (https://svrakurs.ru/#krs), ГОРЭЛТЕХ (https://exd.ru/index.php?id=1905) и др.

Известные светильники защищены только герметичным корпусом IP67, и со временем резиновая прокладка между корпусом и крышкой, рассеивателем, разрушается и аммиак попадает на пайку контакта светодиодного модуля (на его плату), и светильник выходит из строя.

Известно решение по патенту RU2676814, в котором описывается светильник для защиты от агрессивных сред, включающий источник излучения и отражатель, снабженный поляризатором по ходу светового луча, отличающийся тем, что снабжен по ходу светового луча защитным стеклом с нанесенными на него слоями пылезащитной прозрачной полимерной пленки двухосной ориентации с разрывной клейкой лентой с язычком, позволяющей осуществить съем каждого слоя при запылении его поверхности. Это решение заключается в защите излучателя, отражателя и защитного стекла от пыли на их поверхности в условиях агрессивной среды животноводческого помещения. Нанесение слоев покрытия из пылезащитной прозрачной полимерной пленки с двухосной ориентацией на защитное стекло производится периодически, во время проведения текущего обслуживания светильника, а каждый слой покрытия снимается по мере необходимости при снижении освещенности внутри животноводческого помещения.

Эксплуатация такого светильник затруднена, поскольку требует постоянного обслуживания и снятия очередной пленки. Кроме того, пленки могут из-за агрессивной среды слепиться слоями, что сделает невозможным отлипание только 1 слоя.

Кроме того, защитная пленка на стекле не защищает от попадания агрессивной среды через остальные элементы корпуса, не покрытые пленкой.

Известна публикация https://ohranivdome.net/izveschateli-i-opoveschateli/svetilniki-dlya-pomeshhenijj-s-khimicheski-aktivnojj-sredojj.html?ysclid=lmoonoqsx1518559073, в которой описаны светильники для агрессивных сред. Светильники изготавливают с корпусом и рассеивателем из поликарбоната или в модификации корпус из поликарбоната, рассеиватель из полиметилметакрилата (ПММА) – типа Proof . Герметичность в этих и других пылевлагозащищенных светильниках достигается полиуретановой прокладкой по периметру светильника. Там, где высока вероятность коррозии, рекомендуется также дополнительно комплектовать светильники не обычными защелками из полиамида, а доступными под заказ защелками/клипсами из нержавеющей стали.

В условиях агрессивной среды возможно использовать светильники без рассеивателей, если лампы светильника обезопасить защитными трубками из поликарбоната ( TLGL ) или из полиметилметакрилата ( Negara).

Известные светильники защищены только герметичным корпусом IP67, и со временем резиновая прокладка между корпусом и крышкой, рассеивателем, разрушается и аммиак попадает на пайку контакта светодиодного модуля (на его печатную плату), и светильник выходит из строя.

Наиболее близким аналогом является светильник (см. https://ledel-kama.ru/press-center/articles/svetilniki-s-vydayushcheysya-stoykostyu-k-ammiaku-dlya-konyushen-korovnikov-i-kuryatnikov-.html , опубл.: 25.09.2020).

В нем имеется защита электронных компонентов путем помещения светодиодной платы внутрь герметичной стеклянной колбы. Суть технологии не раскрыта.

Однако, со временем резиновая прокладка в зоне входа контактного провода в корпус разрушается и аммиак попадает на пайку контакта светодиодного модуля (на его печатную плату), и светильник выходит из строя.

Задачей изобретения является устранение недостатков известных технических решений.

Техническим результатом изобретения является в повышении защищенности электронных компонентов светильника от воздействия агрессивных сред.

Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен способ изготовления светодиодного светильника с защитой от воздействия агрессивных сред, характеризующийся установкой светодиодной платы внутрь под купол рассеивателя, отличающийся тем, что плату светодиодного модуля закрепляют на металлическую основу, всю поверхность платы и пайку ее контактов сначала грунтуют, а затем покрывают защитными слоями: нижний слой - силикона, а верхний слой - компаунда.

Предпочтительно, после нанесения грунтовки перед нанесением слоя силикона ожидают высыхания грунтовки не менее 1 ч при комнатной температуре или используют печь с температурой 120-150°С и сушат в течение 10-30 мин.

Предпочтительно, используют двухкомпонентный силикон.

Предпочтительно, после нанесения слоя силикона ожидают его высыхания 24 ч перед нанесением слоя компаунда.

Предпочтительно, в качестве компаунда используют силиконовый клей-герметик или двухкомпонентный силикон.

Допустимо, что используют двухкомпонентный компаунд.

Предпочтительно, перед нанесением смесь двухкомпонентный силикона или двухкомпонентного компаунда вакуумируют.

Предпочтительно, защитный корпус светильника на концах герметизируют крышками из поликарбоната.

Предпочтительно, основу изготавливают из анодированного экструзионного алюминия.

Предпочтительно, рассеиватель выполняют из полиметилметакрилата (ПММА).

Также заявлен светильник, полученный вышеописанным способом, состоящий из закрепленной на металлической основе светодиодной платой, которая вместе с ее пайкой контактов сверху покрыта слоем силикона и компаунда, где последний - верхний слой.

Предпочтительно, защитный корпус светильника выполнен в виде прозрачной полой трубки, концы которой закрыты крышками из поликарбоната.

Предпочтительно, основа выполнена из анодированного экструзионного алюминия.

Предпочтительно, рассеиватель выполнен из полиметилметакрилата (ПММА).

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 показано схематическое устройство светильника (вид с торца в разрезе).

На Фиг.2 показан вид светильника в сборе (опытный образец).

На Фиг.3 показано состояния светодиодной платы на основании до нанесения грунтовки и защитных слоев.

На Фиг.4 показано состояния светодиодной платы на основании с нанесенными защитными слоями и образованной твёрдой защитной плёнки.

На чертежах: 1 - металлическое основание, 2 - светодиодная плата, 3 - светодиоды, 4 - слой силикона, 5 - слой компаунда, 6 - рассеиватель, 7 - крышка, 8 - крепежная пластина, 9 - блок питания.

Осуществление изобретения

Заявленное изобретение характеризуется способом изготовления светодиодного светильника с защитой от воздействия агрессивных сред, в котором помимо установки светодиодной платы под купол рассеивателя, новым является то, что (см. Фиг.1) плату 2 светодиодного модуля закрепляют на металлическую основу 1, всю поверхность платы и пайку ее контактов сначала грунтуют, а затем покрывают защитными слоями: нижний слой - силикона 4, а верхний слой - компаунда 5.

Такая защита платы светодиодного модуля более эффективна, чем в известных решениях. От паров аммиака светодиодный модуль надежно защищен силиконом 4 и компаундом 5, которые предотвращают воздействие на пайку контактов, светодиоды 3, а также саму плату 2.

Силикон 4 и компаунд 5 обладают высокой оптической прозрачностью, имеют время высыхания 24 ч. Поэтому они эффективны для покрытия светодиодов 3 без существенной потери их яркости.

После нанесения грунтовки перед нанесением слоя силикона ожидают высыхания грунтовки не менее 1 ч при комнатной температуре или используют печь с температурой 120-150°С и сушат в течение 10-30 мин. После нанесения слоя силикона 4 ожидают его высыхания 24 ч перед нанесением слоя компаунда. В качестве компаунда 5 используют клей-герметик или силикон. Допустимо, что используют двухкомпонентный компаунд.

И, перед нанесением смесей двухкомпонентного силикона или двухкомпонентного компаунда, их предварительно вакуумируют.

Основа 1 светильника при необходимости на концах герметизируется крышками 7 из поликарбоната (см. Фиг.2). Запаянные контакты изолированным проводом отводят к блоку питания 9, который при необходимости закрепляют крепежной пластине 8.

Основу 1 светильника изготавливают из металла, например, анодированного экструзионного алюминия. Рассеиватель 6 крепят к основе и он может быть выполнен из полиметилметакрилата (ПММА). Для этого в профиле основы 1 могут быть предусмотрены специальные пазы. Либо крепление к основе 1 рассеивателя 6 осуществляется иными способом. К основанию 1 крепят плату 2 со светодиодами 3 например, также путем протаскивания платы 2 через специальные пазы в профиле основания 1 или иным возможным способом.

Указанным способом может быть изготовлен светильник, состоящий из закрепленной на металлической основе 1 светодиодной платой 2, которая сверху покрыта слоем силикона 4 и компаунда 5, где последний - верхний слой. Металлическая основа 1 служит в качестве радиатора - на нее уходит тепло от светодиодной платы 2. Кроме того, металлическая основа 1, которую выполняют, например, в виде замкнутого профиля (см. Фиг.1), изолирует нижнюю сторону платы 2 от воздействия агрессивной среды, тогда как верхнюю защищают слои силикона 4 и компаунда 5.

Такой светодиодный светильник химостоек и эффективен для освещения крестьянско-фермерских хозяйств (коровники, свинокомплексы). При этом конструкция светильника защищена от агрессивных сред (аммиак, ацетона, бензина, влаги, перепады температур).

Ниже приведен пример изготовления светильника.

На металлическую основу 1 светильника устанавливается по меньшей мере одна плата 2 с напаянными светодиодами 3, при необходимости - несколько плат (см. состояние на Фиг.3). В последнем случае платы между собой спаиваются. На одной из сторон, припаивается контактный провод. Далее наносится грунтовка для силикона (например: PRIMER G 790, DOWSIL 1200 OS Primer или иная). Грунтовка прозрачная и испаряется, не оставляя видимого слоя. Грунтовка используется для адгезии одно- и двухкомпонентных силиконовых эластомеров к различным субстратам.

После удаления растворителя под влиянием влаги воздуха (при нормальной или повышенной температуре), образуется твёрдая силиконовая плёнка. Плёнка хорошо приклеивается к поверхности. Силиконовые материалы, наносимые поверх этой плёнки образуют с ней прочный контакт во время отверждения. Грунтовка наносится, например, кистью.

Необходимо после нанесения дать грунтовке высохнуть при комнатной температуре в течение 1 - 2 часов. Уменьшить время сушки можно используя печь с температурой 120-150 °С в течение 10-30 мин.

После высыхания грунтовки наносится силикон 4. Предпочтительно использовать двухкомпонентный силикон, для чего два компонента должны быть предварительно тщательно перемешаны в отношении 1:1.

После высыхания силикона, который обладает оптической прозрачностью, время высыхания 24 ч., липкость устраняется, после покрытия поверхности компаундом 5. Что бы избежать включений воздуха смесь вакуумируется.

После высыхания силикона наносится компаунд 5, например, клей-герметик или силикон. Предпочтительно нанесение двухкомпонентного компаунда, например, силиконового (А и В). В последнем случае два компонента должны быть тщательно перемешаны в отношении 1:1.

Чтобы избежать включений воздуха в смеси двухкомпонентного силикона и двухкомпонентного компаунда, они вакуумируются. Для чего в стакан наливается сначала компонент А, затем компонент В в соотношении 50% на 50%, далее необходимо тщательно перемешать содержимое. Поместить стакан в вакуумную камеру на 5-10 минут до удаления пузырьков воздуха.

Основа 1 с закрепленной на ней платой 2, покрытой слоями силикона 4 и компаунда 5, как описано выше, показана на Фиг. 4.

Пятилетние испытания в коровниках, свинарниках и птицефермах опытных образцов (см. пример на Фиг. 2) показали, что светильник, изготовленный согласно заявленного изобретения способен работать в агрессивной среде по меньшей мере 5 лет при постоянной ежедневной работе светильника около 10 ч в день.

При тех же условиях испытаний контрольные образцы:

- Вартон (https://varton24.ru/catalogs/promyshlennoe_osveshchenie/iron_alyuminievyy_lineynyy_promyshlennyy/iron_0_6_m/67),

-РАКУРС (https://svrakurs.ru/#krs),

- ГОРЭЛТЕХ (https://exd.ru/index.php?id=1905)

смогли проработать не более 3 лет.

Изобретение относится к специальным осветительным средствам, используемым в условиях агрессивной среды, а именно к светодиодным светильникам с защитой от агрессивных сред (аммиак, ацетона, бензина, влаги, перепады температур), которые могут использоваться для освещения крестьянско-фермерских хозяйств (коровники, свинокомплексы, птицефермы). Заявлен способ изготовления светодиодного светильника с защитой от воздействия агрессивных сред, характеризующийся установкой светодиодной платы под купол рассеивателя. Причем плату светодиодного модуля закрепляют на металлическую основу, всю поверхность платы и пайку ее контактов сначала грунтуют, а затем покрывают защитными слоями: нижний слой - силикона, а верхний слой - компаунда. Также заявлен светодиодный светильник, полученный вышеописанным способом, состоящий из закрепленной на металлической основе светодиодной платой, установленной внутри защитного корпуса под куполом рассеивателя, которая вместе с ее пайкой контактов, после нанесения грунтовки, сверху покрыта слоем силикона и компаунда, где последний - верхний слой. Технический результат - повышение защищенности электронных компонентов светильника от воздействия агрессивных сред. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ изготовления светодиодного светильника с защитой от воздействия агрессивных сред, характеризующийся установкой светодиодной платы внутрь защитного корпуса под купол рассеивателя, отличающийся тем, что плату светодиодного модуля закрепляют на металлическую основу, всю поверхность платы и пайку ее контактов сначала грунтуют, а затем покрывают защитными слоями: нижний слой - силикона, а верхний слой - компаунда.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после нанесения грунтовки перед нанесением слоя силикона ожидают высыхания грунтовки не менее 1 ч при комнатной температуре или используют печь с температурой 120-150°С и сушат в течение 10-30 мин.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют двухкомпонентный силикон и/или используют двухкомпонентный компаунд.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что после нанесения слоя силикона ожидают его высыхания 24 ч перед нанесением слоя компаунда.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве компаунда используют силиконовый клей-герметик или двухкомпонентный силикон.

6. Способ по п.3, отличающийся тем, что перед нанесением смесь двухкомпонентный силикона или двухкомпонентного компаунда вакуумируют.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что основу изготавливают из анодированного экструзионного алюминия.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что рассеиватель выполняют из полиметилметакрилата (ПММА).

9. Светодиодный светильник, состоящий из закрепленной на металлической основе светодиодной платой, установленной внутри защитного корпуса под куполом рассеивателя, которая вместе с ее пайкой контактов, после нанесения грунтовки, сверху покрыта слоем силикона и компаунда, где последний - верхний слой.

10. Светильник по п.9, отличающийся тем, что защитный корпус светильника выполнен в виде прозрачной полой трубки, концы которой закрыты крышками из поликарбоната.

11. Светильник по п.9, отличающийся тем, что основа выполнена из анодированного экструзионного алюминия.

12. Светильник по п.9, отличающийся тем, что рассеиватель выполнен из полиметилметакрилата (ПММА).