Сигнальный световой аппарат

Изобретение относится к сигнальным устройствам, преимущественно маячных аппаратов и железнодорожных светофоров. Предложенное устройство содержит источник излучения, изолированный от воздействия внешней среды прозрачной оболочкой, соединенной с корпусом, а также контакты и штырь, на котором расположены полупроводниковые кристаллы, являющиеся источником излучения. Прозрачная оболочка имеет сверху крышку, а корпус имеет отверстия для подвода гибких проводов к контактам. Штырь выполнен в виде печатной платы, а полупроводниковые кристаллы сгруппированы в светодиодные модули, расположенные на девяти уровнях. На первом и девятом уровнях расположено по три светодиодных модуля, на втором уровне - шесть светодиодных модулей, на третьем, четвертом и шестом уровнях - по восемь светодиодных модулей, на пятом уровне - девять светодиодных модулей, на седьмом уровне - семь светодиодных модулей, на восьмом уровне - шесть светодиодных модулей. Модули установлены на соответствующих расстояниях от прозрачной оболочки и под углами к оптической оси, обеспечивающими получение перекрещивающихся световых потоков, формируемых в заданных направлениях. Прозрачная оболочка выполнена в форме дуги, обеспечивающей светопропускание излучаемого света в диапазоне частот от 460 до 633 ньюменов. Изобретение позволяет повысить интенсивность излучения и расширить область применений сигнального светового аппарата. 1 ил.

 

Изобретение относится к осветительным устройствам, преимущественно к сигнальным устройствам маячных аппаратов и железнодорожных светофоров.

Известны осветительные устройства, которые содержат:

- плафон и расположенный внутри него по меньшей мере один отражатель с выполненными в них отверстиями, при этом, по меньшей мере, одно из отверстий отражателя оснащено патрубком, выведенным через отверстие в плафоне наружу последнего, а патрубок скреплен с плафоном и служит опорой для отражателя [1];

- последовательно установленные источник света, светопровод с боковой отражающей поверхностью и конденсатор, в котором выходной горец светопровода оптически сопряжен с плоскостью установки освещаемого объекта, а источник света и входной торец светопровода установлены с возможностью перемещения в пространстве относительно друг друга, а боковая поверхность светопровода выполнена в виде боковой поверхности многогранника, а сам светопровод установлен с возможностью вращения вокруг своей оси [2];

- корпус с размещенными внутри него источником света и конденсаторами в оправе [3];

- круглосимметричный отражатель, состоящий из микроструктурных элементов, граничащих друг с другом по меридиальным и экваториальным хордам остова и имеющих равные полные углы излучения в меридиальной и экваториальных плоскостях и макроструктурные отражатели выполнены в форме сферических ячеек, геометрические центры кривизны которых расположены на нормалях к поверхности остова [4];

- источник с частотой пульсаций 100 Гц и установленный по ходу его луча модулятор с двумя отверстиями, в котором с целью сохранения уровня световых потоков угол между отверстиями выбирают из условия &=0,06 П (где П - скорость вращения модулятора, об/мин), при этом для барабанного модулятора n=3000 об/мин [5];

- колбу с размещенными в ней телом накаливания, выводы которого соединены с электродами снабжения двумя преобразователями электрической энергии в звуковую [6];

- колбу из оптически прозрачного материала, наполненную газовой смесью, тело накала, герметично установленное внутри ее на тоководах, и элемент, предназначенный для перемешивания газовой смеси, а тело накала установлено по оси элемента [7];

- кожух с лицевой светонепроницаемой панелью, в которой размещены источник света и светофильтры, крепежные пластины, установленные в кожухе и соединенные между собой при помощи штырей и отверстий, выполненных в соответствующих крепежных пластинах, в которых выполнены углубления для установки фланцев светофильтров и соосно им отверстия, при этом в отверстиях одной из крепежных пластин установлены светофильтры, а в отверстиях другой размещены источники света [8];

- колбу, герметично установленное в ней на электродах тело накала, выполненное в виде спирали из тугоплавкой металлической проволоки и цоколь [9].

Основным недостатком известных устройств является то, что нагревание и охлаждение тела накала зависит от его толщины. При длительном горении лампы ее нить постоянно испаряется и становиться тоньше. С уменьшением диаметра нити увеличивается ее сопротивление, что сопровождается уменьшением силы тока, температуры и светового потока, что снижает дальность видимости огня, а также ограничивается срок службы и увеличивается энергопотребление в период эксплуатации. Кроме того, для обеспечения необходимого цвета огня необходимо применять сетофильтры.

Данные недостатки частично устранены в устройстве, содержащем источник излучения, изолированный от воздействия внешней среды прозрачной оболочкой, соединенной с корпусом, и контакты, в котором по окружности расположены плоские полупроводниковые кристаллы, что позволяет повысить надежность, увеличить период эксплуатации и снизить инерционность [10]. Данное устройство (прототип) выгодно отличается от аналогов [1-9], однако оно не в полной мере удовлетворяет требованию Международной конвенции по безопасности мореплавания в части обеспечения "высокой интенсивности на ночное видение наблюдателя" особенно при неблагоприятных погодных условиях.

Задачей настоящего предложения является повышение интенсивности излучения и расширение диапазона применения устройства.

Поставленная задача достигается за счет того, что в устройстве накаливания сигнального светового аппарата, содержащем источник излучения, изолированный от воздействия внешней среды прозрачной оболочкой, соединенной с корпусом, контакты, штырь, на котором расположены полупроводниковые кристаллы, являющиеся источником излучения, прозрачная оболочка имеет сверху крышку, корпус имеет отверстия для подвода гибких проводов к контактам, в котором штырь выполнен в виде печатной платы, а полупроводниковые кристаллы сгруппированы в светодиодные модули, расположенные по взаимно перпендикулярным координатным осям на девяти уровнях, при этом на первом и девятом уровнях расположено по три светодиодных модуля, на втором и девятом уровнях расположено по шесть светодиодных модулей, на втором уровне расположено шесть светодиодных модуля, на третьем, четвертом и шестом уровнях расположено по восемь светодиодных модулей, на пятом уровне расположено девять светодиодных модулей, на седьмом уровне расположено семь светодиодных модулей, а на восьмом уровне расположено шесть светодиодных модулей соответственно, на фиксированных расстояниях от прозрачной оболочки и под определенными углами к оптической оси, обеспечивающими получение перекрещивающих световых потоков от светодиодных модулей, формируемых в заданных направлениях, а прозрачная оболочка выполнена в форме дуги, обеспечивающей светопропускание излучаемого света в диапазоне частот от 460 до 633 ньюменов.

Выполнение штыря в виде печатной платы с размещением полупроводниковых кристаллов в виде модулей по взаимно перпендикулярным осям на восьми уровнях в определенном порядке, с выполнением прозрачной оболочки в виде дуги, обеспечивает светопропускание излучаемого света с требуемой интенсивностью.

Данная совокупность новых признаков из известного уровня техники не выявлена, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется чертежом, где позициями обозначены - корпус 1, печатная плата 2, светодиодные модули 3, прозрачная оболочка 4, контакты 5, крышка 6, отверстия для подвода гибких проводов 7.

Корпус 1 выполнен из полимерного материала. Крышка 6 выполнена из латуни и помимо использования по прямому назначению также выполняет функции теплоотвода от проводников, по которым подводится электрический ток.

Печатная плата 2 выполнена из гетенакса, на которой расположены контакты 5. Прозрачная оболочка 4 выполнена в форме дуги из прозрачного полимерного материала, например макролона, с защитой от ультрафиолетового излучения. Светодиодные модули 3 размещены на печатной плате 2 в следующем порядке - на первом уровне размещено три светодиодных модуля, на втором - шесть, на третьем - восемь, на четвертом - восемь, на пятом - девять, на шестом - восемь, на седьмом - семь, на восьмом - шесть, на девятом - три.

Прозрачная оболочка 4, печатная плата 2, светодиодные модули 3, контакты 5 и крышка 6 зафиксированы в корпусе с помощью клееобразующего вещества.

Полупроводниковые кристаллы, сгруппированные в диодные модули 3, являются источником когерентного излучения и обеспечивают непосредственное преобразование электрической энергии в световую. В качестве полупроводниковых кристаллов используются одноосные кристаллы, которые оптически анизотропны и не имеют двойного лучепреломления. Излучаемый свет определяется параметрами кристаллов. Печатная плата 2 обеспечивает однозначное соответствие определенной комбинации сигналов на входах и определенных комбинаций сигналов на выходах, что позволяет перекрывать диапазоны частот:

для красного цвета	610-633 нм;
для желтого цвета	538-590 нм;
для зеленого цвета	505-535 нм;
для оранжевого цвета	590-610 нм;
для синего цвета	460-490 нм,

Устройство работает следующим образом. Напряжение от источника питания через гибкие проводники, проходящие через отверстия 7 в корпусе 1 и соединенные с контактами 5, подаются на плату 6, где формируются сигналы, которые подаются на источник излучения 3, который преобразует электрическую энергию в световую. Расположение светодиодных модулей в определенном порядке обеспечивает угол видимости в горизонтальной плоскости 270 градусов, в вертикальной плоскости ±7,5 градусов от оптической оси. Повышенная температура на прозрачной оболочке 4, выполненной из макролона, не превышает 65 градусов Цельсия. При этом дальность видимости составляет не менее 3 миль.

Предлагаемое устройство выгодно отличается от аналогов и прототипа. При сравнительно простой конструкции и технологичности изготовления при его применении исключаются такой недостаток известных аналогов, как инерционность, и при этом повышается светопропускание, что позволяет выполнить основное требование, предъявляемое к сигнальным световым устройствам в части обеспечения высокой интенсивности на ночное видение наблюдателя, а также позволяет расширить диапазон излучаемых частот, что обеспечивает применение заявляемого устройства в качестве сигнальных устройств при эксплуатации практически всех транспортных средств.

Реализация заявляемого изобретения на существующей элементной базе технической трудности не представляет, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого предложения условию патентоспособности "промышленная применимость".

Источники информации

1. Патент РФ №2079773.

2. Авторское свидетельство СССР №1611112.

3. Авторское свидетельство СССР №1297792.

4. Авторское свидетельство СССР №1300247.

5. Авторское свидетельство СССР №1300405.

6. Авторское свидетельство СССР №1300574.

7. Авторское свидетельство СССР №1302354.

8. Авторское свидетельство СССР №1280434.

9. Авторское свидетельство СССР №1283872.

10. Патент РФ №2111413 С1.

Сигнальный световой аппарат, содержащий источник излучения, изолированный от воздействия внешней среды прозрачной оболочкой, соединенной с корпусом, а также контакты и штырь, на котором расположены полупроводниковые кристаллы, являющиеся источником излучения, при этом прозрачная оболочка имеет сверху крышку, а корпус имеет отверстия для подвода гибких проводов к контактам, отличающийся тем, что штырь выполнен в виде печатной платы, а полупроводниковые кристаллы сгруппированы в светодиодные модули, расположенные на девяти уровнях, при этом на первом и девятом уровнях расположено по три светодиодных модуля, на втором уровне расположено шесть светодиодных модулей, на третьем, четвертом и шестом уровнях расположено по восемь светодиодных модулей, на пятом уровне расположено девять светодиодных модулей, на седьмом уровне расположено семь светодиодных модулей, на восьмом уровне расположено шесть светодиодных модулей на соответствующих расстояниях от прозрачной оболочки и под углами к оптической оси, обеспечивающими получение перекрещивающихся световых потоков от светодиодных модулей, формируемых в заданных направлениях.