Светосигнальный комплекс на светодиодах
Изобретение относится к специальной светотехнике и предназначено для эксплуатации в открытом пространстве в качестве светосигнальных огней. Техническим результатом является улучшение теплофизических и эксплуатационных характеристик. Светосигнальный комплекс содержит два или более светодиодных излучателя, каждый из которых установлен в защищенной оболочке с оптически прозрачным колпаком, преобразователь питающей сети и общую для излучателей распределительную коробку со средствами токоподвода. В коробке установлен, по меньшей мере, один общий, например, двухканальный преобразователь, подключенный к двум или более светодиодным излучателям, которые собраны на держателях внутри соответствующей защищенной оболочки. Каждый светодиодный излучатель выполнен в виде модуля с одним или несколькими мощными светодиодами, образующего внутренний радиатор охлаждения, установленный в тепловом контакте с держателем - внешним радиатором охлаждения, выступающем из защищенной оболочки в окружающее пространство. Держатель каждого излучателя имеет гнездо с каналом, пропускающим средства токоподвода, сопряженное с трубопроводом, соединяющим защищенную оболочку с распределительной коробкой. Распределительная коробка выполнена из теплопроводного материала с ребрами охлаждения, и в ней установлен съемный преобразователь питающей сети. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Предлагаемое изобретение относится к специальной светотехнике, в частности к светотехническим комплексам с защищенными светосигнальными огнями, в которых в качестве источников света использованы преимущественно мощные светодиоды, генерирующие излучение красного, зеленого, желтого, синего, ближнего инфракрасного спектра излучения или белого свечения.
Светосигнальный комплекс огней предназначен преимущественно для эксплуатации в открытом пространстве в качестве заградительных огней кругового обзора, огней приближения к аэродромам и ориентации в пространстве летательных аппаратов, для светоограждения высотных и протяженных объектов, представляющих угрозу безопасности полетов указанных аппаратов, в том числе для эксплуатации огней в спаренном или групповом исполнении при установке на вышках теле- и радиорелейных ретрансляторов традиционной и мобильной связи, на промышленных трубах тепловых и атомных электростанций, металлургических, химических, нефтеперерабатывающих и других заводов, на вышках буровых платформ морского шельфа и нефте-газодобывающих объектов на материке, а такие для навигации на реках.
Известен спаренный заградительный огонь типа СДЗО-05-1/2/-11 ТУ 3461-001.72956158-2006 /1/, выполненный с двумя световыми приборами, каждый из которых имеет защищенный корпус с оптически прозрачным защитным колпаком, в котором установлена лампа на светодиодах со встроенным в цокольную часть преобразователем питающей сети с кпд 60-75%.
Огни сопряжены с распределительной коробкой, в которой установлены клеммная колодка для подключения их к промышленной сети и винт заземления.
Недостатки прототипа связаны с тем, что тепловые потери преобразователя каждого огня приходятся на его внутренний объем и светодиодную лампу, ухудшая светотехнические и эксплуатационные характеристики, требующие увеличения габаритов корпуса огня.
Известен светотехнический комплекс с мощными светодиодами, содержащий по меньшей мере два защищенных световых прибора с корпусами, выполненными в виде составных радиаторов охлаждения, находящихся в тепловом контакте одновременно со светодиодными излучателями и с установленными в отсеках корпусов преобразователями питающей сети, отделенными друг от друга тепловым экраном, причем указанные отсеки корпусов соединены трубопроводами и/или кабельными вводами с общей для световых приборов распределительной коробкой.
Недостатки прототипа обусловлены трудностями обеспечения заданных тепловых режимов при использовании светодиодных излучателей и преобразователей увеличенной мощности, имеющих КПД 75-80%, требующих увеличения габаритов и применения теплового экрана, отделяющего излучатель от преобразователя.
Кроме того, современные электронные преобразователи для питания светодиодных излучателей от промышленной сети имеют срок службы в 2-3 раза меньше срока службы светодиодов излучателя и требуют замены в условиях эксплуатации, что затруднительно исполнить из-за необходимости вскрытия корпусов световых приборов.
Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков прототипа, улучшение теплофизических параметров и эксплуатационных характеристик светосигнального комплекса.
Поставленная цель достигается тем, что светосигнальный комплекс на светодиодах, содержащий по меньшей мере два светодиодных излучателя, каждый из которых установлен на держателе в защищенной оболочке с оптически прозрачным защитным колпаком или куполообразной линзой Френеля, преобразователь питающей сети, средства токоподвода и общую для вышеуказанных излучателей распределительную коробку, и этот комплекс выполнен с по меньшей мере одним общим для светодиодных излучателей преобразователем питающей сети, установленным в распределительной коробке и подключенным по меньшей мере к двум светодиодным излучателям, установленным на держателях внутри каждой защищенной оболочки.
Цель достигается и тем, что преобразователь питающей сети выполнен по меньшей мере двухканальным, к каждому из которых подключен светодиодный излучатель.
Достижению цели способствует и то, что каждый светодиодный излучатель выполнен в виде модуля с одним или несколькими мощными светодиодами, образующего внутренний радиатор охлаждения, установленного в тепловом контакте на держателе - радиаторе охлаждения, выступающем из защищенной оболочки в окружающее пространство.
Задача решается и тем, что каждый модуль светодиодного излучателя выполнен в виде полой усеченной пирамиды или в виде разделенных зазорами лепестков - граней указанной пирамиды с установленными на них светодиодами и собран в тепловом контакте на держателе, выступающем из защищенной оболочки.
Решению задачи способствует и то, что в каждом держателе светодиодного излучателя выполнено гнездо с каналом, пропускающим средства токоподвода, сопряженное с трубопроводом и/или трубчатым кабельным вводом, соединяющим защищенную оболочку с распределительной коробкой.
Достижению цели способствует также выполнение распределительной коробки из теплопроводного материала с ребрами охлаждения и монтаж в ней съемного преобразователя питающей сети, подключенного к указанной сети через уплотненный кабельный ввод.
Предпочтительные варианты исполнения светосигнального комплекса на светодиодах показаны на чертежах.
Фиг.1. Светосигнальный комплекс с двумя светодиодными излучателями. Вид спереди, частично в разрезе.
Фиг.2. Фрагмент модуля - лепесткового радиатора охлаждения светодиодного излучателя.
Фиг.3. Светосигнальный комплекс с множеством излучателей.
Показанный на фиг.1 светосигнальный комплекс на светодиодах содержит два светодиодных излучателя 1 и 1', установленные на держателе 2 в защищенных оболочках 3 с оптически прозрачными защитными колпаками 4 или куполообразными линзами Френеля /на фиг. не показаны/.
Каждый излучатель 1 и 1' состоит из внешнего радиатора охлаждения 5, выполненного из теплопроводного материала на основе алюминиевого сплава, с ребрами охлаждения 6 на тыльной части, и с цилиндрическим бортиком 7 по периметру, в котором завальцован через уплотнение 8 защитный колпак 4 или линза Френеля. Колпак или линза могут быть съемными и уплотнены на держателе 2 накидной гайкой /на фиг. не показано/.
На внутренней плоской поверхности держателя 2, выполняющего также Функцию внешнего радиатора охлаждения светодиодного излучателя, выступающего из защитной оболочки 3 в окружающее пространство, установлен в тепловом контакте модуль 9 с одним /см. фиг.3/ или несколькими мощными светодиодами 10 /см. фиг.2 и 3/, образующий внутренний радиатор охлаждения за счет кондуктивной теплопередачи на оребренный держатель 2.
Модуль 9 выполнен в виде полой правильно усеченной пирамиды 11, на каждой грани которой установлен в тепловом контакте по меньшей мере один преимущественно мощный светодиод 10, образующие совместно круговую диаграмму излучения по горизонту в угле рассеяния от минус 6° до плюс 6° и в верхней полусфере.
Внутренний радиатор охлаждения светодиодов 10 излучателя может быть выполнен с модулем 11 /см. фиг.2/ в виде лепестков 12 - граней полой правильно усеченной пирамиды, разделенных зазорами 13, изогнутых под выбранными углами к продольной оси пирамиды, установленных в тепловом контакте с держателем 2 внешнего радиатора охлаждения 5.
При использовании для создания светодиодного излучателя собранных на платах светодиодов, работающих без радиаторов охлаждения, держатель излучателя может быть выполнен из термореактивной пластмассы, устойчивой к воздействию УФ-солнечной радиации и окружающей среды.
В качестве светодиодов 10 излучателей могут быть использованы, например, светодиоды серий ХР-Е и ХР-С компании CREE, США, или светодиод типа У-360к /трехкристальннй/ ООО НПЦ "ОПТЭЛ", Москва.
Каждый светодиодный излучатель 1 и 1', собранный в защищенной оболочке на держателе 2, выполнен с гнездом 14 и каналом 15, пропускающим средства токоподвода 16 в сопряженный с ними трубопровод 17 и/или трубчатый кабельный ввод /на фиг. не показан/, соединяющий оболочку 3 с защищенной распределительной коробкой 18.
В распределительной коробке 18 установлен преимущественно в тепловом контакте со стенками по меньшей мере один преобразователь 19 питающей сети /вторичный источник питания/, подключенный к двум светодиодным излучателям 1 и 1' средствами токоподвода, размещенными в трубопроводах 17 и 17'.
Преобразователь 19 может быть выполнен по меньшей мере двухканальным, вход 20 которого подключен кабелем 21 к питающей сети, а два выходных канала 22 подключены к светодиодным излучателям 1 и 1'.
Распределительная коробка 18 с уплотненной крышкой 23 и ребрами охлаждения 24 выполнена из теплопроводного материала на основе алюминиевого сплава.
Преобразователь 19 собран на плате и может быть залит теплопроводным компаундом, а также установлен в тепловом контакте со стенка-коробки 18 и выполнен съемным, с возможностью удобной замены в условиях эксплуатации, например, за счет подключения к кабелю 21 питающей сети и к токоподводам излучателей 1 и 1' безвинтовыми клеммными колодками WAGO.
В качестве преобразователей питающей сети могут быть использованы источники питания типа ПСЛ12-350-0 /спаренные/ ЗАО ММП "ИРБИС", Москва или двухканальные преобразователи, например, серии PPMIO-B-xx ZLF компании PEAK Electronic GmbH, Германия.
Кабель 21 имеет жилу, подключенную на винт заземления 25, и установлен в распределительной коробке 18 через уплотненный гайкой 26 кабельный ввод 27.
В одном из вариантов исполнения светосигнальный комплекс на светодиодах может иметь групповое исполнение /см.фиг.3/, т.е. предусматривает использование 4 или 6 светодиодных излучателей 28 со светодиодами 29, подключаемых трубопроводами с тройниками 30 к общей для них распределительной коробке 31 с установленным в ней общим многоканальным преобразователем питающей сети.
В этом случае светодиодные излучатели 1 или 28 устанавливают по 4-6 шт. на каждом ярусе светового ограждения, например, на промышленных трубах, высотой, превышающей 40 м, или в качестве общей полосы огней приближения на аэродромах и вертодромах.
Предложенные варианты конструкций светосигнального комплекса на светодиодах позволяют значительно улучшить их теплофизические параметры за разделения чувствительных к перегреву светодиодных излучателей и электроннных преобразователей питающей сети, обеспечить удобную замену имеющих более низкий срок службы преобразователей в условиях эксплуатации и минимизировать массо-габаритные показатели комплекса с обеспечением возможности повышения мощности излучателей, в том числе для защиты огней от обледенения, улучшая тем самым эксплуатационные характеристики.
Литература
1. Каталог ООО"Световод". М. 2007. Светодиодный заградительный огонь СДЗО-05-1/2/-11 двухрожковый.
2. Раквиашвили А.Г., Сысун В.В. Светотехнический комплекс с мощными светодиодами. Патент РФ №2430300. Опубл. 27.09.2011. Бюл. №27. Кл. F21 S2/00.
1. Светосигнальный комплекс на светодиодах, содержащий, по меньшей мере, два светодиодных излучателя, каждый из которых установлен на держателе в защищенной оболочке с оптически прозрачным колпаком или куполообразной линзой Френеля, подключенные к распределительной коробке, преобразователь питающей сети и средства токоподвода, отличающийся тем, что каждый светодиодный излучатель выполнен в виде модуля с одним или несколькими мощными светодиодами, образующего внутренний радиатор охлаждения за счет кондуктивной теплопередачи на установленный в тепловом контакте с ним держатель-радиатор охлаждения, выступающий из защитной оболочки в окружающее пространство, а преобразователь питающей сети установлен в общей для двух светодиодных излучателей распределительной коробке.
2. Светосигнальный комплекс по п.1, отличающийся тем, что в каждом держателе светодиодного излучателя выполнено гнездо с каналом, пропускающим средства токоподвода, сопряженное с трубопроводом и/или трубчатым кабельным вводом, соединяющим защищенную оболочку с распределительной коробкой.
3. Светосигнальный комплекс по п.1, отличающийся тем, что распределительная коробка выполнена из теплопроводного материала с ребрами охлаждения, и в ней смонтирован съемный преобразователь питающей сети, подключенный к указанной сети через уплотненный кабельный ввод.
