Световая башня, опора световой башни (варианты), способ управления работой световой башни и блок управления работой световой башни для реализации способа
Световая башня включает надувную опору, закрепленную на нижнем фланце с воздухозаборным отверстием, электролампу, расположенную во внутренней полости опоры, связанную с нижним фланцем подставку, нагнетатель воздуха с двигателем, средство передачи электроэнергии, соединенное с электролампой и источником электропитания. На нижнем фланце установлены нагнетатель с приводом, блок управления, которым оснащена световая башня, и средство передачи электроэнергии в различных вариантах компоновки башни. Опора световой башни и ее оболочка выполнены из двух соединенных верхней и нижней частей, смежные концы частей опоры выполнены со средствами их соединения между собой герметичным воздухонепроницаемым разъемным соединением, имеющим средство герметизации, нижняя часть оболочки соединена с фланцем, к внешней поверхности верхней части оболочки прикреплено средство изменения длины верхней части оболочки. Предусмотрена автоматическая регулировка подачи воздуха от датчика давления воздуха в воздушную полость опоры. Технический результат - увеличение функциональных возможностей, упрощение конструкции башни и увеличение светового потока. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 29 ил.
Данное изобретение относится к устройствам для наружного освещения, применяемым преимущественно в аварийных ситуациях.
Изобретение предназначено для использования в ночное время суток на аварийных территориях, требующих восстановления, для спасения людей, а также для ремонтных работ в экстренных случаях или для текущих ремонтных и строительных работ в темное время суток, например, на железных дорогах.
Известны (имеющие сравнительно сложную конструкцию) устройства для освещения территорий в аварийных ситуациях, каждое из которых включает надувную или наполняемую гелием гибкую герметичную прозрачную оболочку, расположенный в ней источник света, средства для подачи воздуха в оболочку, средство для подачи к электролампе электропитания, средство управления, средство защиты оболочки от теплового ее повреждения в случае прикосновения лампы к оболочке, при этом средство защиты выполнено из защитных элементов, окружающих электролампу и расположенных в оболочке вместе с лампой [1-11].
Известны мобильные установки для освещения территорий преимущественно в аварийных ситуациях, каждое из которых включает средство транспорта, на котором смонтирована осветительная установка, включающая надувную или наполняемую гелием гибкую герметичную светопропускающую тонкую оболочку, внутри которой расположен источник света, средства для подачи воздуха в оболочку, средство для подачи к электролампе электропитания, средство управления, средство защиты оболочки от теплового ее повреждения в случае прикосновения лампы к оболочке [12-14].
Данные устройства имеют вышеназванные недостатки, за исключением их мобильности.
Известна аварийная осветительная установка, включающая башню, выполняющую функцию опоры для электролампы, при этом опора выполнена из удлиненной снизу вверх прозрачной гибкой воздухонепроницаемой оболочки, нижний конец которой герметично закреплен на фланце, имеющем воздухозаборное отверстие для нагнетания в полость оболочки воздуха под давлением, электролампы, расположенные во внутренней полости оболочки, связанную с фланцем подставку, нагнетатель воздуха с двигателем, сообщенную с воздухозаборным отверстием фланца рабочую полость нагнетателя, средство передачи электроэнергии, соединенное с электролампой и источником электропитания, при этом электролампы установлены в защитных решетках, которые растяжками связаны со стенкой оболочки [15].
Существенным недостатком технического решения аварийной осветительной установки [15] (которая является копией описанного технического решения, включая чертеж, представленного в источнике информации [16]), является то, что в установке [15] ее оболочка выполнена с разъемной молнией и вставкой, регулирующими ее высоту. Включенное в формулу полезной модели [15] и в описание выполнение оболочки с разъемной молнией и вставкой, регулирующими ее высоту, является технически неосуществимым, поскольку конструктивно не раскрыты разъемная молния и вставка. При этом формулировка "выполнение оболочки с разъемной молнией и вставкой, регулирующими ее высоту" указывает на то, что регулируется высота вставки. Средства для регулировки высоты вставки не указаны. В сущности полезная модель [15] в том виде, в котором она представлена, не обеспечивает регулировку высоты надувной оболочки опоры световой башни.
При этом, если принять во внимание, что надувная оболочка опоры, находящаяся под давлением воздуха, будет иметь разъемную молнию, то (как показали испытания) воздух через молнию выходит в атмосферу и опора оказывается неработоспособной. Из-за утечек воздуха через замок молнии и вследствие недостатка давления воздуха в опоре она складывается по высоте и падает. Данное обстоятельство указывает на неосуществимость технического решения [15]. По изложенным выше причинам неосуществимости полезной модели она относится к техническим решениям, которые не отвечают критерию промышленная применимость.
Наиболее близким техническим решением по сущности и достигаемому эффекту к описанному в данном изобретении техническому решению является световая башня, включающая опору, выполненную из удлиненной снизу вверх прозрачной гибкой воздухонепроницаемой оболочки, нижний конец которой герметично закреплен на фланце, имеющем воздухозаборное отверстие для нагнетания в полость оболочки воздуха под давлением, по крайней мере одну электролампу, расположенную во внутренней полости оболочки, связанную с фланцем подставку, нагнетатель воздуха, соединенный с двигателем, сообщенную с воздухозаборным отверстием фланца рабочую полость нагнетателя, средство передачи электроэнергии, соединенное с электролампой и источником электропитания [16].
Данная световая башня в части ее компоновочного решения не в полной мере отвечает требованиям технологичности изготовления, надежности работы, удобству обслуживания, а также условиям ее модификации в случаях использования в конструкции башни двигателей разных типов, например, электродвигателей и двигателей внутреннего сгорания или источников электропитания, например, от сети электроснабжения, от аккумулятора или от генератора, соединяемого с двигателем или стационарно установленного на двигателе.
Известна также опора световой башни, выполненная из удлиненной снизу вверх прозрачной гибкой воздухонепроницаемой оболочки, нижний конец которой герметично закреплен на фланце, имеющем воздухозаборное отверстие для нагнетания в полость оболочки воздуха под давлением [16].
Недостатком этой опоры световой башни является затрудненный доступ к полости опоры, в которой располагается электролампа. Другим недостатком опоры является невозможность уменьшения или увеличения ее высоты, что ограничивает возможности применения башни, например, в стесненных по высоте условиях или наоборот, когда необходимо увеличить высоту опоры с целью обеспечения освещения большего пространства.
Известна другая опора световой башни, выполненная из удлиненной снизу вверх прозрачной гибкой воздухонепроницаемой оболочки, нижний и верхний концы которой герметично закреплены на верхнем и нижнем фланцах, в нижнем фланце выполнено воздухозаборное отверстие для нагнетания в полость оболочки воздуха под давлением, верхний фланец имеет средство крепления электролампы, при этом опора выполнена с верхним светоотражателем [17].
Недостатком этой опоры световой башни является неудовлетворительная эффективность ее светоотражения и сложность конструкции.
Известен способ управления работой световой башни, включающий подачу воздуха под давлением в воздушную полость оболочки опоры [16].
В данном техническом решении воздух подают в постоянном количестве и под постоянным давлением в оболочку во время разворачивания оболочки опоры (ее установки вертикальное положение) и во время работы световой башни. Для того чтобы надуть оболочку, требуется повышенное, избыточное давление воздуха в оболочке для быстроты и надежности установки опоры в вертикальное положение, а во время работы башни, как показала эксплуатация световых башен, повышенное давление в оболочке приводит к повышению утечек воздуха из оболочки через ее швы, к микроразрывам оболочки и ее преждевременному износу. При этом ресурс работы двигателя, который приводит в действие нагнетатель воздуха, уменьшается.
Известен блок управления работой осветительной надувной оболочки (шара), включающий соединенные с источником электропитания и между собой электрический контур управления работой электролампы световой башни и электрический контур управления работой электродвигателя нагнетателя воздуха в воздушную полость опоры башни [3].
В этом блоке управления не предусмотрены средства для изменения подачи воздуха в надувную осветительную оболочку устройства освещения, что приводит к снижению надежности его работы.
Достигаемой и решаемой целью настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей световой башни и повышение надежности ее работы.
Поставленная техническая задача решается тем, что в световой башне, включающей опору, выполненную из удлиненной снизу вверх прозрачной гибкой воздухонепроницаемой оболочки, нижний конец которой герметично закреплен на фланце, имеющем воздухозаборное отверстие для нагнетания в полость оболочки воздуха под давлением, по крайней мере одну электролампу, расположенную во внутренней полости оболочки, связанную с фланцем подставку, нагнетатель воздуха с двигателем, сообщенную с воздухозаборным отверстием фланца рабочую полость нагнетателя, средство передачи электроэнергии, соединенное с электролампой и источником электропитания, на фланце установлены нагнетатель с приводом, блок управления, которым оснащена световая башня, и средство передачи электроэнергии.
Нагнетатель с приводом и блок управления расположены на верхней стороне фланца во внутренней полости оболочки опоры, средство передачи электроэнергии расположено на внешней нижней стороне фланца, двигатель нагнетателя выполнен электрическим, средство передачи электроэнергии соединено с источником электропитания, расположенным за пределами световой башни, например, с сетью электроснабжения.
Нагнетатель с приводом и блок управления расположены на верхней стороне фланца во внутренней полости оболочки опоры, средство передачи электроэнергии расположено на внешней нижней стороне фланца, двигатель нагнетателя выполнен электрическим, средство передачи электроэнергии соединено с автономным источником электропитания, например, с аккумулятором электроэнергии, установленным на подставке башни.
Нагнетатель с двигателем, блок управления и средство передачи электроэнергии расположены на внешней нижней стороне фланца, двигатель нагнетателя выполнен электрическим, средство передачи электроэнергии соединено с источником электроэнергии, расположенным за пределами световой башни, например, с сетью электроснабжения.
Нагнетатель с двигателем, блок управления и средство передачи электроэнергии расположены на внешней нижней стороне фланца, двигатель нагнетателя выполнен электрическим, средство передачи электроэнергии соединено с источником автономного электропитания, например, с аккумулятором электроэнергии, установленным на подставке башни.
Нагнетатель с двигателем, блок управления и средство передачи электроэнергии расположены на внешней нижней стороне фланца за пределами полости оболочки опоры, в качестве двигателя использован двигатель внутреннего сгорания, выполненный заодно с источником автономного электропитания, например, с генератором, с которым соединено средство передачи электроэнергии к электролампе.
Нагнетатель с двигателем, блок управления и средство передачи электроэнергии расположены на внешней нижней стороне фланца за пределами полости оболочки опоры, в качестве двигателя использован двигатель внутреннего сгорания, средство передачи электроэнергии соединено с источником автономного электропитания, например, с аккумулятором, установленным на подставке башни.
Поставленная техническая задача решается также опорой световой башни, выполненной из удлиненной снизу вверх прозрачной гибкой воздухонепроницаемой оболочки, нижний конец которой герметично закреплен на фланце, имеющем воздухозаборное отверстие для нагнетания в полость оболочки воздуха под давлением, внизу оболочка опоры по ее поперечному периметру выполнена из двух соединенных перемычкой верхней и нижней частей, смежные концы частей опоры выполнены со средствами их соединения между собой герметичным воздухонепроницаемым разъемным соединением, имеющим средство герметизации, нижняя часть оболочки соединена с фланцем, к внешней поверхности верхней части оболочки прикреплено средство уменьшения длины верхней части оболочки.
Средство уменьшения длины верхней части оболочки выполнено из двух соединяемых между собой и расходящихся к концам оболочки опоры ветвей быстродействующего замка, ветви быстродействующего замка при уменьшенной и увеличенной длине верхней части оболочки опоры перекрещиваются и соединены своими рабочими поверхностями в одной точке на внешней поверхности оболочки, при увеличенной длине верхней части оболочки каждая ветвь замка прикреплена к внешней поверхности оболочки по спиральной линии, удаляющейся от упомянутой точки, а при уменьшенной длине верхней части оболочки ветви быстродействующего замка соединены между собой по всей их длине.
Замковое герметичное разъемное соединение выполнено из быстродействующего воздухонепроницаемого замка, а средство герметизации соединения выполнено заодно с замком.
Средство герметизации замкового разъемного соединения выполнено из закрывающей замковое соединение диафрагмы, расположенной внутри оболочки опоры.
Диафрагма выполнена из дополнительной гибкой воздухонепроницаемой оболочки с внешней поверхностью, взаимодействующей с внутренней поверхностью нижней и верхней частей оболочки опоры, при этом дополнительная оболочка нижним концом герметично прикреплена к фланцу вокруг воздухозаборного отверстия, на свободном конце дополнительной оболочки образована горловина, площадь поперечного сечения которой меньше площади поперечного сечения оболочки опоры.
Диафрагма выполнена из двух гибких элементов, расположенных в оболочке опоры по ее периметру по обе стороны замкового соединения внахлест или встык между собой.
Поставленная техническая задача достигается вторым вариантом выполнения опоры световой башни, которая выполнена из удлиненной снизу вверх прозрачной гибкой воздухонепроницаемой оболочки, нижний и верхний концы которой герметично закреплены на верхнем и нижнем фланцах, в нижнем фланце выполнено воздухозаборное отверстие для нагнетания в полость оболочки воздуха под давлением, верхний фланец имеет средство крепления электролампы, при этом опора выполнена с верхним светоотражателем, при этом внутри оболочки опоры расположены по крайней мере два дополнительных светоотражателя направленного действия, один из которых расположен внизу опоры, а второй светоотражатель расположен на одной боковой стороне опоры, при этом верхний и нижний светоотражатели направлены на боковой светоотражатель, который направлен на объект освещения за пределами опоры.
Светоотражатели выполнены из светоотражающих покрытий, одно из которых нанесено на одну расположенную вдоль опоры сторону внутренней поверхности оболочки, образующую собой боковой отражатель света, а два других светоотражающих покрытия расположены на внутренних верхней и нижней торцовых поверхностях оболочки опоры.
Светоотражающие покрытия нанесены на внутренние поверхности верхнего и нижнего фланцев, которые выполнены сферическими, при этом фланцы расположены внутри оболочки опоры.
Поставленная техническая задача решается также способом управления работой световой башни, включающим подачу воздуха под давлением в воздушную полость оболочки опоры, причем сначала в воздушную полость оболочки опоры подают воздух в большом объеме и под большим давлением, а после установки опоры световой башни в вертикальное положение объем и давление подаваемого в воздушную полость оболочки опоры воздуха уменьшают, при этом в нижней части полости оболочки опоры давление воздуха устанавливают больше давления воздуха в верхней части полости оболочки опоры.
Поставленная техническая задача решается также блоком управления работой световой башни для реализации способа, который содержит соединенные с источником электропитания и между собой электрический контур управления электролампой световой башни и электрический контур управления электродвигателем нагнетателя воздуха в воздушную полость опоры башни, отличающийся тем, что он содержит электрически соединенное с контурами управления ручное или автоматическое устройство изменения оборотов электродвигателя и нагнетателя в зависимости от давления воздуха в воздушной полости опоры световой башни.
Контур управления электролампой содержит первое реле включения электролампы и соединенное с ним через контакты первого реле включения электролампы пускорегулирующее устройство, которое соединено с электролампой, контур управления электродвигателем содержит второе реле включения электродвигателя, первый и второй конденсаторы, параллельно соединенные между собой и последовательно соединенные с электродвигателем, соединенный со вторым конденсатором постоянно замкнутый контакт первого реле, кнопку включения электродвигателя в режиме полной мощности, которая соединена с первым и вторым конденсаторами, при этом второе реле соединено с линией электропитания через кнопку включения электродвигателя и с контактами второго реле, контур управления электродвигателем содержит кнопку обесточивания и выключения башни, соединенную с линией электропитания.
Контур управления электродвигателем и нагнетателя воздуха в воздушную полость оболочки содержит электрически соединенный с ним датчик давления воздуха в воздушной полости опоры световой башни.
На фиг.1 представлен один из вариантов технического решения световой башни (компоновка световой башни),
На фиг.2 - вид А на фиг.1,
На фиг.3 - вид Б на фиг.1,
На фиг.4 - один из вариантов соединения нижнего фланца опоры башни с подставкой башни,
На фиг.5 - нижняя часть опоры башни, фрагмент одного из вариантов нижней части опоры башни,
На фиг.6 - схема компоновки световой башни с верхним расположением электродвигателя (на верхней поверхности нижнего фланца), соединенного с сетью электроснабжения,
На фиг.7 - схема компоновки световой башни с верхним расположением электродвигателя и автономным электропитанием электролампы от аккумулятора,
На фиг.8 - схема компоновки световой башни с нижним расположением электродвигателя, соединенного с сетью электроснабжения,
На фиг.9 - схема компоновки световой башни с нижним расположением двигателя внутреннего сгорания и автономным электропитанием от генератора этого двигателя,
На фиг.10 - схема компоновки световой башни с нижним расположением электродвигателя и автономным электропитанием от аккумулятора,
На фиг.11 - схема компоновки световой башни с нижним расположением двигателя внутреннего сгорания и автономным электропитанием электролампы от аккумулятора,
На фиг.12 - опора световой башни, выполненная из нижней и верхней частей, при этом верхняя часть опоры включает отделяемую головную секцию (первый независимый вариант выполнения опоры, показана в ее рабочем положении - условно под давлением воздуха),
На фиг.13 - один из предпочтительных вариантов соединения нижнего фланца с опорой и подставкой башни,
На фиг.14 - вариант выполнения средства герметизации соединения частей опоры или соединения верхней части опоры с отделяемой головной секцией, средство герметизации расположено внутри опоры,
На фиг.15 - один из вариантов выполнения средства герметизации соединения нижней и верхней частей опоры, средство герметизации расположено снаружи опоры,
На фиг.16 - один из вариантов выполнения средства герметизации соединения нижней и верхней частей опоры или соединения верхней части опоры с отделяемой головной секцией, средство герметизации расположено внутри опоры и выполнено заодно с замком,
На фиг.17 - нижняя и верхняя части опоры с замком и перемычкой, вариант соединения частей опоры,
На фиг.18 - нижняя и верхняя части опоры с замком или верхняя часть и отделяемая головная секция опоры в предмонтажном положении, схема,
На фиг.19 - схема расположения частей замка средства уменьшения длины верхней части опоры,
На фиг.20 - схема расположения стенки оболочки верхней части опоры в положении опоры, когда ее длина уменьшена,
На фиг.21 - верхняя часть опоры, фрагмент второго варианта опоры - соединение верхнего фланца со средством крепления электролампы,
На фиг.22 - верхняя часть опоры, фрагмент первого варианта опоры - соединение верхнего фланца со средством крепления электролампы,
На фиг.23 - верхняя часть опоры с верхним фланцем (электролампа и средство ее крепления к верхнему фланцу сняты),
На фиг.24 - электролампа в защитной решетке со средством ее крепления к верхнему фланцу,
На фиг.25 - наиболее предпочтительный вариант крепления стенки оболочки, диафрагмы и чехла к нижнему фланцу световой башни,
На фиг.26 - второй независимый вариант выполнения опоры световой башни с верхним, нижним и боковым светоотражателями направленного действия,
На фиг.27 - сечение В-В на фиг.26,
На фиг.28 - блок управления световой башни для реализации способа.
На фиг.29 - датчик давления воздуха блока управления.
Описание световой башни и вариантов ее компоновки.
Световая башня включает основание (фиг.1), выполненное в виде подставки 1, связанный с подставкой нижний фланец 2 с закругленным торцом по всему периметру нижнего фланца. В нижнем фланце 2 выполнено центральное воздухозаборное отверстие 3. (Следует заметить, что фланец 2 включает упомянутые ниже крепежные элементы крепления к нижнему фланцу компонентов башни.)
С нижним фланцем 2 герметично соединен нижний конец опоры 4 световой башни, при этом опора 4 выполнена из гибкой воздухонепроницаемой прозрачной пространственной тонкой оболочки, имеющей замкнутую стенку 5, находящуюся в рабочем положении световой башни под давлением сжатого воздуха.
Опора 4 световой башни служит для поддержания на заданной высоте по крайней мере одной электролампы 8. Последняя установлена в защитной решетке 6 и расположена в воздушной полости 7 опоры 4.
С нижним фланцем 2 связан двигатель 9, соединенный с нагнетателем 10 воздуха в воздушную полость 7 оболочки опоры 4. При различных комбинациях компоновки световых башен с целью повышения универсальности и расширения сферы их применения двигатель 9 может быть выполнен электрическим или может быть двигателем внутреннего сгорания и установлен на нижнем фланце 2 в различных комбинациях, изложенных ниже.
Нагнетатель 10 воздуха представляет собой связанный с двигателем 9 напрямую или через другие компоненты привода крыльчатку вентилятора, рабочая полость 11 которого сообщена с одной стороны через воздухозаборное отверстие 3 нижнего фланца 2 с атмосферой, а с другой стороны воздушная рабочая полость 11 вентилятора сообщена с воздушной полостью диафрагмы 12 и с воздушной полостью 7 опоры 4 световой башни. Диафрагма 12, показанная на фиг.1 и на других чертежах, предназначена для герметизации соединения нижней и верхней частей 13 и 14 составной опоры 4 башни.
Стенка 5 оболочки опоры 4 выполнена в сечении круглой, внизу опора 4 выполнена из двух соединенных перемычкой нижней и верхней частей 13 и 14, при этом соединение частей 13 и 14 имеет средство его герметизации, которое в одном исполнении башни выполнено из диафрагмы 12, перекрывающей собой соединение частей 13 и 14 опоры башни, когда они соединены между собой. Диафрагма 12 в одном исполнении опоры башни расположена в воздушной полости 15 нижней части 13 опоры 4 башни и в воздушной полости 7 верхней части 14 опоры 4. Диафрагма 12 выполнена из дополнительной гибкой воздухонепроницаемой тонкой оболочки 16, имеет гибкую находящуюся в рабочем положении башни под давлением воздуха стенку 17, которая своей внешней поверхностью находится во взаимодействии с внутренними поверхностями нижней и верхней частей 13 и 14 опоры 4. Дополнительная оболочка 16 нижним концом герметично прикреплена к нижнему фланцу 2 вокруг ее воздухозаборного отверстия 3.
Дополнительная оболочка 16 расположена в нижней и верхней частях 13 и 14 опоры 4 таким образом, что она в рабочем положении башни, находящейся под давлением воздуха, перекрывает и герметизирует собой линию 18 разъема соединения нижней и верхней частей 13 и 14 опоры.
На свободном конце дополнительной оболочки 16 образована горловина диафрагмы 12. Площадь поперечного сечения горловины намного меньше площади поперечного сечения внутренней полости 7 верхней части 14 опоры 4. Горловина диафрагмы 12 расположена выше линии 18 разъема нижней и верхней частей 13 и 14 опоры 4. Через разъем этих частей 13 и 14 осуществляется доступ к электролампе 8 и компонентам привода башни в ее нерабочем положении. Перед воздухозаборным отверстием 3 нижнего фланца 2 расположен прикрепленный к нижней стороне фланца воздушный фильтр 19 с защитной чашкой 20 на свободном торце фильтра.
Высота ho дополнительной оболочки 16 диафрагмы 12 в рабочем ее положении больше высоты hc нижней части 13 опоры 4 на величину, достаточную для надежного перекрытия соединения нижней и верхней частей 13 и 14 опоры 4 и для обеспечения заданной твердости корневой нижней части 13 опоры башни в ее рабочем положении. Дополнительная оболочка 16 диафрагмы связана с нижней и верхней частями 13 и 14 опоры 4 лишь в рабочем положении башни, когда диафрагма 12 находится под давлением воздуха, раздута в стороны и своей наружной поверхностью 21 прижата к внутренним поверхностям 22 и 23 нижней и верхней частей 13 и 14 опоры.
Нижний конец 24 дополнительной оболочки 16 жестко и герметично соединен с нижним фланцем 2, а верхний конец 25 оболочки 16 является свободным. Под давлением воздуха в оболочке 16 верхний конец 25 простирается в сторону верхней части 14 опоры 4. При этом давление воздуха в дополнительной оболочке 16 во время работы башни всегда выше давления воздуха в полости 7 верхней части 14 опоры 4.
В нерабочем положении башни свободный верхний конец 25 дополнительной оболочки 16 по периметру выполнен идентичным ее нижнему концу 24. В рабочем положении башни кромка свободного конца 25 дополнительной оболочки 16 диафрагмы 12 собрана в упомянутую выше горловину 26 к центральной продольной оси опоры 4 и зафиксирована шнуровкой 27 таким образом, что образовано воздуховыпускное отверстие 28 этой горловины, площадь которого меньше площади поперечного сечения верхней части 14 опоры 4.
В верхней части 14 опоры имеются, по крайней мере, три растяжки 29 для фиксации решетки 6 в рабочем положении. Растяжки расположены равномерно по периметру решетки. Первый конец каждой растяжки 29 связан со свободным нижним концом решетки 6, а второй конец растяжки 29 связан со стенкой 5 верхней части 14 опоры 4. Второй конец каждой растяжки расположен ниже первого конца растяжки. Предусмотрены варианты выполнения растяжек. Они могут быть гибкими, жесткими и упругими. Упругие растяжки 29 устанавливаются в рабочее положение с предварительным растяжением их концов в стороны или с предварительным их сжатием. Упругие, например, пружинные растяжки 29 находятся во время работы башни в постоянно растянутом или сжатом состоянии с целью стабилизации положения электролампы 8 в случае падения давления в воздушной полости 7 опоры во время ее складывания.
Защитная решетка 6 связана с верхним фланцем 30, с которым герметично соединен верхний конец оболочки опоры 4. Решетка 6 и электролампа 8 закреплены на средстве крепления электролампы, которое включает другой фланец 31 крепления электролампы к верхней части 14 опоры. Фланец 31 может быть установлен в центральном отверстии фланца 30, так как это показано на фиг.22. Во фланце 30 имеется по крайней мере одно вентиляционное отверстие 32, сообщающее воздушную полость 7 верхней части 14 опоры 4 с атмосферой. Отверстие 32 служит для выхода через него воздуха, необходимого для охлаждения электролампы 8.
Нижняя и верхняя части 13 и 14 опоры 4 соединены замком 33 (фиг.1), который выполнен быстродействующим и выбран из числа известных замков. Замок 33 служит для соединения частей 13 и 14 опоры, и этот замок может по своей конструкции иметь средства герметизации соединения частей 13 и 14 опоры 4. В описанном частном случае исполнения башни (фиг.1) соединение частей 13 и 14 опоры 4 герметизировано, в частности, диафрагмой 12. Этот частный вариант герметизации данного соединения не исключает другие варианты герметизации этого соединения, которые описаны ниже.
Представленная в данном частном случае исполнения световая башня согласно описанию изобретения позволяет выполнить несколько компоновочных конструктивных решений, в которых используются различные виды источников электропитания, различные схемы расположения нагнетателя воздуха, электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания. Ниже описаны несколько таких компоновочных решений башни.
Для управления работой световой башни в ее конструкцию введен блок 34 управления работой световой башни, который выполнен в вышеописанном частном примере исполнения башни электрическим.
В одном исполнении башни блок 34 управления, двигатель 9 и нагнетатель 10 воздуха установлены в воздушной полости 35 диафрагмы 12 и закреплены на верхней поверхности нижнего фланца 2 крепления опоры 4 к основанию башни. При этом нижний фланец 2 закреплен на подставке 1 с возможностью ее быстрого съема с подставки или с возможностью поворота вокруг шарнира 36 (фиг.1, 4, 13), связывающего одну сторону нижнего фланца 2 с подставкой 1 и с возможностью фиксации нижнего фланца 2 в наклонном положении с помощью фиксирующего приспособления 37 (фиг.4). Последнее может быть выполнено из телескопически соединенных элементов 38 и 39, концы которых шарнирно соединены с нижним фланцем 2 и подставкой 1 башни.
В этом частном варианте исполнения башни для защиты электродвигателя и блока управления от дополнительной оболочки 16 диафрагмы 12 блок 34 управления, электродвигатель 9 и нагнетатель 10 воздуха установлены в полусферическом кожухе 40, который также закреплен на нижнем фланце 2 (фиг.3). Кроме защитных функций кожух 40 выполняет также функции воздуховода 41, в котором установлены электродвигатель 9, блок 34 и нагнетатель 10 с целью их охлаждения во время работы башни, причем образованный кожухом 40 и нижним фланцем 2 воздуховод 41 сообщен с воздушной полостью 35 диафрагмы 12 и через отверстие 28 горловины 26 диафрагмы 12 - с воздушной полостью 7 верхней части 14 опоры 4 башни.
Кожух 40 выполнен упругим из тонкого упругого листа, при сжатии которого с двух сторон во время крепления кожуха к нижнему фланцу образуется полуцилиндр кожуха. Продольные концы кожуха расположены в элементах крепления или в направляющих, которые закреплены на нижнем фланце 2.
Световая башня в описанном частном варианте исполнении имеет средство 42 передачи электроэнергии к блоку 34 управления (фиг.6-11). Средство 42 представляет собой разъем с электропроводами, который предназначен для соединения источника электропитания с блоком 34 управления. В этом исполнении башни средство 42 передачи электроэнергии закреплено на нижнем фланце 2 и расположено под этим фланцем на ее нижней внешней стороне.
Первый основной и общий вариант исполнения башни (фиг.6) предусматривают крепление нагнетателя 10, электродвигателя 9 и блока 34 управления на нижнем фланце 2. Упомянутые компоненты башни могут быть установлены во внутренней полости 15 оболочки нижней части 13 опоры 4. (Это связано с тем, что при выполнении замка 33 герметичным исключается применение диафрагмы 12 (фиг.1) и воздушная полость 35 диафрагмы 12, в которой располагались упомянутые узлы привода башни в частном случае исполнения башни, исключается.) В этом варианте (фиг.6) исполнения башни средство 42 передачи электроэнергии расположено на внешней нижней стороне фланца 2, двигатель 9 для привода нагнетателя 10 применен электрическим, а средство передачи электроэнергии соединено с источником электропитания, расположенным за пределами световой башни, например, с сетью 43 электроснабжения.
Во втором варианте исполнения компоновочного решения световой башни (фиг.7) нагнетатель 10, электродвигатель 9 и блок 34 управления расположены на верхней стороне нижнего фланца 2 во внутренней полости 15 оболочки нижней части 13 опоры 4, средство 42 передачи электроэнергии расположено на внешней нижней стороне фланца 2, двигатель 9 выполнен электрическим, а средство 42 передачи электроэнергии соединено с автономным источником электропитания, расположенным на подставке 1, например, с аккумулятором 44 электроэнергии.
В третьем варианте исполнения башни (фиг.8) нагнетатель 10, двигатель 9, блок 34 управления и средство 42 передачи электроэнергии расположены на внешней нижней стороне фланца 2, двигатель 9 выполнен электрическим, средство 42 передачи электроэнергии соединено с источником электроэнергии, расположенным за пределами световой башни, например, с сетью 43 электроснабжения.
В четвертом варианте исполнения башни (фиг.9) нагнетатель 10, двигатель 9, блок 34 управления и средство 42 передачи электроэнергии расположены на внешней нижней стороне фланца 2, при этом использован двигатель 45 внутреннего сгорания, средство передачи электроэнергии соединено с источником автономного электропитания, например, с генератором 46 двигателя внутреннего сгорания. Этот вариант предусматривает выполнение нагнетателя 10 в составе генератора 46 - имеется в виду, что крыльчатка или вентилятор нагнетателя 10 закреплены на валу генератора 46. При этом необходимость в электродвигателе в этом варианте исполнения башни отпадает.
В пятом варианте исполнения башни (фиг.10) нагнетатель 10, электродвигатель 9, блок 34 управления, средство 42 передачи электроэнергии расположены на внешней нижней стороне фланца 2 за пределами полости оболочки опоры, а в качестве источника автономного электропитания использован аккумулятор 44, соединенный со средством 42 передачи электроэнергии к электролампе 8.
В шестом варианте исполнения башни 9 (фиг.11) нагнетатель 10, электродвигатель 9, блок управления 34 и средство 42 передачи электроэнергии расположены на внешней нижней стороне фланца 2 за пределами полости оболочки нижней части 13 опоры 4. В качестве двигателя использован двигатель внутреннего сгорания, средство 42 передачи электроэнергии соединено с источником автономного электропитания, например, с аккумулятором 44, установленным на подставке 1.
Во всех вариантах исполнения башни предусмотрен чехол 47, расположенный в нижней части опоры 4 так, как это показано на фиг.1, 5, 12, 15). Чехол 47 представляет собой цилиндрическую гибкую оболочку, один конец которой закреплен на нижнем фланце 2 жестко, а другой свободный конец 48 чехла (фиг.15) расположен вокруг и вдоль нижней и верхней частей 13 и 14 опоры 4. Свободный конец 48 чехла 47 имеет по периметру чехла отверстие 49, в котором расположен шнур 50 (фиг.1, 5), опоясывающий опору 4 по ее поперечному периметру. Чехол служит для размещения в нем в транспортном положении всех компонентов башни, которые расположены выше нижнего фланца 2 крепления опоры. Концы шнура 50 при необходимости в рабочем положении башни могут быть стянуты и скреплены между собой с целью дополнительного поджатия чехла 47 к наружным поверхностям нижней и верхней частей 13 и 14 опоры 4 башни.
Описание первого независимого варианта опоры световой башни.
Опора 4 (фиг.12) световой башни представляет собой удлиненную вверх надутую воздухом цилиндрическую конструкцию, выполненную из прозрачной гибкой воздухонепроницаемой оболочки с гибкой тонкой стенкой 5. Нижний конец 51 оболочки опоры 4 герметично закреплен на нижнем фланце 2 элементами 52 крепления, или он может быть закреплен на нижнем фланце так, как это показано на фиг.13. Фланец крепления оболочки опоры 4, как уже упоминалось об этом выше, включает нижний фланец 2, элементы 52 крепления к нижнему фланцу оболочки опоры, а также элементы крепления чехла, двигателя и блока управления (не показаны). Воздухозаборное отверстие 3 нижнего фланца 2 расположено в конкретном примере исполнения башни в центральной части нижнего фланца 2 и служит для нагнетания в полость 7 оболочки воздуха под давлением.
В первом варианте исполнения оболочка опоры 4 в ее нижней части по поперечному периметру выполнена из двух соединенных перемычкой 53 (фиг.17) верхней и нижней частей 13 и 14, смежные концы 54 и 55 соответственно частей 13 и 14 опоры выполнены со средствами 56 и 57 соединения между собой смежных концов разъемным соединением. В качестве разъемного соединения использован быстродействующий замок 33 (фиг.12, 14-18), который образуется в результате соединения между собой средств 56 и 57 соединения. Замок выбирается из числа известных замков, отвечающих условию прочности соединения. В различных вариантах соединения частей 13 и 14 использованы различные средства герметизации соединения, включая те средства, которые могут быть конструктивно сопряжены или выполнены заодно с замком. Основным требованием к соединению частей 13 и 14 опоры 4 является его прочность и герметичность, исключающая утечку воздуха из полости опоры 4 через замок 33 в атмосферу.
К внешней поверхности 58 (фиг.12) верхней части 14 стенки 5, образующей оболочку опоры 4, прикреплено средство 59 для уменьшения длины верхней части 14 опоры. (Уменьшение длины верхней части 14 опоры выполняют в нерабочем сдутом горизонтальном положении опоры.) Это средство 59 выполнено из двух соединяемых между собой и расходящихся к концам опоры 4 по спиральным линиям ветвей 60 и 61 другого быстродействующего замка 62. Ветви 60 и 61 замка 62 при уменьшенной длине верхней части 14 опоры 4 (фиг.20) соединены между собой своими рабочими поверхностями. При увеличенной длине верхней части 14 опоры (фиг.12) ветви 60 и 61 замка 62 находятся в свободном друг от друга состоянии, зафиксированы на поверхности 58 и располагаются на ней по двум спиральным линиям 63 (фиг.19), исходящим из точки их пересечения S, которая также расположена на внешней поверхности 58 верхней части 14 опоры 4. При этом шаг одной спиральной линии 63 равен шагу другой спиральной линии, и по форме эти линии идентичны. Максимально удаленные друг от друга точки F и F1, располагаемые на спиральных линиях в одной плоскости, удалены друг от друга на расстоянии Н, указывающем на возможную величину уменьшения высоты опоры 4 башни в положении, когда ветви 60 и 61 замка 62 сомкнуты. При увеличенной высоте верхней части 14 опоры 4 ветви 60 и 61 быстродействующего замка разъединены по всей их длине.
В первом варианте исполнения опоры 4 (фиг.1) для герметизации замка 33 применена надуваемая воздухом диафрагма 12, выполненная из дополнительной гибкой воздухонепроницаемой оболочки 16, расположенной внутри оболочки опоры 4. Оболочка 16 своей внешней поверхностью 21 герметично взаимодействует с внутренними поверхностями 22 и 23 верхней и нижней частей 13 и 14 соответственно.
Наиболее предпочтительным средством герметизации соединения частей 13 и 14 является применение быстродействующего воздухонепроницаемого замка 33, в самой конструкции которого предусмотрены средства герметизации замка, и, соответственно, обеспечивается герметизация соединения частей 13 и 14 опоры башни без дополнительных средств. (В данном описании эти средства герметизации замка не раскрываются.)
В конструктивном исполнении опоры башни диафрагма для герметизации соединения (фиг.16) может быть выполнена из двух гибких эластичных элементов 64, расположенных по обе стороны замкового соединения или замка 33 внахлест друг на друга. Гибкие элементы 64 расположены в оболочках нижней и верхней частей 13 и 14 опоры 4. Гибкие эластичные элементы 64 могут в другом варианте их исполнения стыковаться друг с другом для обеспечения герметичности соединения.
Замок 33 может быть также герметизирован другой диафрагмой 12 (фиг.14), выполненной из гибкой расположенной по периметру опоры 4 ленты, закрывающей замок от действия давления воздуха внутри опоры. Лента такой диафрагмы 12 прикреплена к внутренней поверхности 23 нижней части 13 опоры.
Замок 33 может быть также герметизирован третьей диафрагмой 12 (фиг.15), выполненной из мягкого, упругого и легко деформируемого гибкого материала, при этом такая диафрагма расположена вокруг опоры по ее периметру и закреплена на внутренней поверхности чехла 47.
В рабочем положении опора 4 (фиг.1) может быть растянута растяжками 65, расходящимися в стороны от опоры, при этом один конец каждой растяжки соединен с опорой 4 в ее верхней части, а другой конец растяжки закреплен на земле.
Верхняя часть 14 (фиг.12) оболочки опоры 4 в другом исполнении опоры включает отделяемую от нее головную секцию 66, которая является верхней частью башни. Головная секция 66 по ее поперечному периметру соединена с верхней частью 14 опоры 4 (или со средней частью оболочки башни в целом) вторым замком 33, расположенным выше первого замка 33. Замки 33 выполнены идентичными, и все их рабочие ветви могут соединяться друг с другом. Верхний замок 33 выполнен воздухонепроницаемым и представляет собой герметичное разъемное соединение частей опоры.
Описание второго независимого варианта исполнения опоры башни.
Принципиальное техническое решение опоры световой башни, ее второй вариант, представлен на фиг.1 и 26. Опора второго варианта может иметь или не иметь все признаки опоры, которая описана выше. При этом опора во втором ее варианте исполнения решает задачу улучшения освещенности пространства путем концентрации лучей света и направленного его действия. Опора второго варианта также выполнена из удлиненной снизу вверх прозрачной гибкой воздухонепроницаемой оболочки, имеющей стенку 5. Нижний конец 51 (фиг.12) оболочки опоры 4 герметично закреплен на нижнем фланце 2, который, как уже упоминалось выше, выполнен с воздухозаборным отверстием 3 для прохождения через него в воздушную полость 7 оболочки воздуха под давлением. Верхний конец оболочки верхней части 14 (фиг.22-24) опоры 4 или головной секции 66 герметично прикреплен к верхнему фланцу 30, имеющему центральное отверстие 67, в котором расположены решетка 6 и электролампа 8, закрепленные на средстве крепления электролампы 8, в частности, на дополнительном фланце 68, соединенном с верхним фланцем 30 опоры 4. Данное средство крепления электролампы представлено в качестве примера исполнения, однако оно может быть иным, отвечающим основному требованию - быстросъемности и эффективности защиты электролампы 8 от механических воздействий и перегрева. Стенка 5 оболочки опоры расположена и закреплена между верхним фланцем 30 и дополнительным фланцем 68.
Второй вариант исполнения опоры 4 (фиг.1 и 26) предусматривает выполнение опоры с верхним светоотражателем 69 направленного действия и, по крайней мере, двумя дополнительными светоотражателями направленного действия, один из которых нижний светоотражатель 70 расположен внизу опоры 4, а второй дополнительный боковой светоотражатель 71 расположен лишь на одной боковой стороне 72 опоры. Верхний и нижний светоотражатели 69 и 70 направлены на боковой светоотражатель 71, который направлен на объект освещения за пределами опоры.
Предусмотрены варианты светоотражателей. Они могут быть выполнены из светоотражающих покрытий 73, 74 и 75. Покрытие 75 (фиг.27) нанесено лишь на одну расположенную вдоль опоры сторону 76 внутренней полуцилиндрической поверхности 77 стенки 5 оболочки, при этом полуцилиндрическая светоотражающая поверхность 77 упомянутой стороны опоры образует собой боковой светоотражатель 71. Два других светоотражающих покрытия 73 и 74 верхнего и нижнего светоотражателей 69 и 70 нанесены соответственно на внутренние верхнюю и нижнюю поверхности 78 и 79 верхнего фланца 30 и нижнего фланца 2 опоры 4. Этот второй вариант опоры башни, как и первый вариант опоры, предусматривает соединение фланца 2 с подставкой 1 опоры. Различие первого и второго вариантов опоры башни в том, что во втором варианте опоры ее верхний и нижний фланцы выполнены по форме сферическими и кроме крепежных функций выполняют функции отражателей света.
Если на внутренние поверхности гибкой прозрачной стенки 5 (фиг.1) оболочки опоры 4 нанести светоотражающие покрытия 73, 74 и 75 с трех сторон опоры и оставить одну правую сторону опоры открытой для света (без светоотражающего покрытия), то свет будет выходить из световой башни направленно так, как это показано на фиг.27, что обеспечивает концентрацию света на сосредоточенных участках работы, требующих повышенной освещенности.
Выполненные в виде полусферических чаш 80 и 81 (фиг.26) верхний и нижний фланцы 30 и 2 опоры обеспечивают возможность наибольшей концентрации выходящего из опоры света, поскольку полусферы чаш 80 и 81 ориентированы таким образом, что отражают свет от электролампы 8 на светоотражающее покрытие 75 бокового светоотражателя 71. Последний ориентирован на объект освещения за пределами опоры 4.
Фланцы 30 и 2 могут быть выполнены идентичными по форме и взаимозаменяемыми и иметь одинаковые центральные отверстия. При этом отверстие 3 нижнего сферического фланца 2 является воздухозаборным отверстием, а отверстие 67 верхнего фланца 30 является монтажным - в нем расположен весь узел освещения, включающий электролампу 8, ее патрон 81 и решетку 6, которые входят в состав средства крепления электролампы 8 к верхней части опоры 4. Кроме того, отверстие 67 (фиг.23) верхнего фланца 30 или фланца, показанного на фиг.26, может быть таким по размеру, который позволит обеспечить ручной доступ к внутренней воздушной полости опоры 4. В этом третьем варианте исполнения опоры 4 она может быть выполнена без диафрагмы 12 (фиг.1) и без нижнего замка 33.
Сферический фланец 2 (фиг.26) соединен с подставкой 1, сферический верхний фланец 30 соединен с дополнительным фланцем 68 крепления электролампы.
Описание блока управления световой башней для реализации способа.
Световая башня оснащена блоком 34 (фиг.28) управления работой башни для реализации способа. Блок 34 содержит соединенные с одним из источников электропитания 43, или 44, или 46 (фиг.8-11) и между собой электрический контур 82 (фиг.28) управления электролампой 8 световой башни и электрический контур 83 управления электродвигателем 9 нагнетателя 10 воздуха в воздушную полость 7 опоры башни. Контур 82 управления электролампой содержит первое реле 84 включения электролампы и соединенное с ним через контакты 85 первого реле 84 включения электролампы пускорегулирующее устройство 86, которое соединено с электролампой 8. Контур 83 управления электродвигателем содержит второе реле 87 включения электродвигателя 9, первый и второй конденсаторы 88 и 89, параллельно соединенные между собой и последовательно соединенные с электродвигателем 9. Блок 34 имеет также устройство 90 регулировки оборотов электродвигателя 9, которое содержит упомянутые первый и второй конденсаторы 88 и 89 и соединенный со вторым конденсатором 89 постоянно замкнутый контакт 91 первого реле 84, кнопку 92 включения электродвигателя в режиме полной мощности. Кнопка 92 соединена с первым и вторым конденсаторами 88 и 89. Второе реле 87 соединено с линией электропитания через кнопку 93 включения электродвигателя и с контактами 94 второго реле 87. Контур 83 содержит кнопку 95 обесточивания и выключения башни, соединенную с линией электропитания.
Для обеспечения работы световой башни в автоматическом режиме в конструкцию блока управления башней введен датчик 96 (фиг.29) двухстороннего действия, соединенный с дополнительным реле 97. Датчик 96 (фиг.28) расположен в представленном примере исполнения блока управления 34 между внутренней поверхностью чехла 47 и наружной поверхностью нижней части 13 опоры 4 световой башни. Датчик 96 закреплен на одной из этих поверхностей и имеет подпружиненные чувствительные элементы 98 и 99 (фиг.29), перемещаемые относительно корпуса датчика в зависимости от давления воздуха в воздушной полости 7 опоры 4. Одной своей стороной и одним своим чувствительным элементом 98 датчик взаимодействует с наружной поверхностью нижней части 13 опоры 4 башни, а другой своей стороной и вторым чувствительным элементом 99 датчик взаимодействуют с внутренней поверхностью чехла 47 опоры 4. Датчик 96 имеет соединенные с линией электропитания электродвигателя 9 включенные в состав дополнительного реле 97 реле 100 минимального режима с контактом 101 и реле 102 максимального режима с контактом 103.
Блок 34 управления содержит также кнопку 104 включения электролампы 8.
Описание способа управления работой световой башни.
Способ управления работой световой башни включает подачу воздуха под давлением в воздушную полость 7 (фиг.1) оболочки опоры 4 при различных режимах работы нагнетателя 10 воздуха. Изобретение предусматривает экономичный режим работы нагнетателя 10 от двигателя, в частности от электродвигателя 9. Этот режим связан с оптимизацией подачи воздуха нагнетателем 10 в воздушную полость 7 опоры 4. В этой связи, согласно данному изобретению, подача воздуха в воздушную полость опоры 4 разделена на три режима.
Первый режим работы краткосрочный и номинальный, обеспечивающий быструю накачку воздуха нагнетателем 10 в воздушную полость 7 опоры 4, когда в условиях, например, спасения людей в ночное время суток необходимо быстро развернуть в рабочее положение световую башню.
Второй режим предусматривает лишь минимальную подкачку воздуха в воздушную, уже надутую воздухом, полость 7 опоры 4 с целью компенсации непроектной утечки воздуха через соединения опоры 4 башни и компенсации проектной утечки охлаждающего электролампу 8 воздуха через вентиляционное отверстие 32.
Поскольку описанные выше два режима подачи воздуха в воздушную полость опоры существенно отличаются, то в данном изобретении, касающемся способа, предусмотрены действия, обеспечивающие сначала до установки башни в рабочее положение подачу в воздушную полость 7 опоры 4 воздуха в большом объеме и под большим давлением в номинальном режиме работы электродвигателя 9, а после установки опоры 4 световой башни в рабочее положение объем и давление подаваемого в воздушную полость оболочки опоры воздуха уменьшают до минимальных параметров.
В результате во время работы башни опора 4, во-первых, оказывается разгруженной от избыточно давления в ее воздушной полости 7, и вследствие этого нет чрезмерных утечек воздуха, а во-вторых, существенно повышается ресурс электродвигателя, работающего в номинальном режиме.
Третий режим работы башни предусматривает максимальный режим работы электродвигателя 9 и, соответственно, нагнетателя 10 воздуха. Этот режим работы двигателя и нагнетателя необходим во время аварийных утечек воздуха из воздушной полости 7 опоры и резкого падения давления воздуха при повреждениях стенки 5 оболочки или ее соединений, когда необходимо либо довести осветительные работы до конца при поврежденной оболочке опоры 4 или необходимо плавно опустить башню на землю с целью исключения соударения электролампы с землей.
Существенным является случай расхода воздуха в компоновке световой башни с диафрагмой 12 (фиг.1), имеющей регулируемую горловину 26. При работе такой опоры башни в полости диафрагмы 12 давление воздуха всегда больше в сравнении с давлением воздуха в полости 7 верхней части 14 опоры. В результате раздутая дополнительная оболочка 16 диафрагмы 12 действует на стенки оболочек нижней и верхней частей 13 и 14 опоры и через них на стенку чехла 47. При этом все упомянутые стенки за счет сил трения между ними, взаимодействуя друг с другом, образуют в нижней корневой части опоры 4 башни необходимую для устойчивости опоры твердость, имеющую особенное значение в атмосферных условиях эксплуатации башни при ветровых нагрузках на опору.
Таким образом, если повышать твердость корневой части опоры, то снижается необходимое количество воздуха для обеспечения устойчивости опоры.
Поэтому в совокупности изложенных признаков способа предусмотрено, что в воздушной полости корневой нижней части опоры 4 давление воздуха устанавливают и поддерживают во время работы башни всегда больше давления воздуха в средней и верхней частях опоры.
Работает световая башня следующим образом.
На фиг.1 световая башня показана в рабочем положении, однако в транспортном, нерабочем положении из опоры 4 световой башни удален воздух, опора находится в сложенном положении в чехле 47, откуда опору 4 раскладывают на земле в заданном предмонтажном положении.
Далее включают электродвигатель 9 и нагнетатель 10 в работу. В результате вращения крыльчатки или винта нагнетателя 10 воздух засасывается из атмосферы в воздушный фильтр 19, очищается в нем от пыли и грязи и поступает в рабочую полость 11 нагнетателя 10. Далее воздух поступает в воздуховоды электродвигателя (не показаны), которые выполнены в корпусе электродвигателя, обтекает корпус электродвигателя и, охлаждая его, выходит в полость воздуховода 41 кожуха 40. В воздуховоде 41 воздух разделяется на левый и правый потоки, которые обтекают элементы блока 34 управления и, охлаждая их, выходят из воздуховода 41 в полость 35 дополнительной оболочки 16 диафрагмы 12.
В результате дальнейшего и непрерывного нагнетания воздуха в полость 35 диафрагмы 12 и в полость 7 опоры 4 происходит сначала закачка воздуха в полость 35 и раздувание полости 35 диафрагмы 12 в стороны и вверх, а затем происходит закачка воздуха в полость 7 опоры 4. После создания в полости 35 соответствующего давления воздуха от действия этого давления наружная поверхность 21 дополнительной оболочки 16 прижимается к внутренним поверхностям 23 и 22 нижней и верхней частей 13 и 14 опоры, стенки которых также раздуваются в стороны и своими наружными поверхностями прижимаются к внутренней поверхности стенки чехла 47, распирая их в стороны.
Созданное таким образом давление в воздушной полости 35 приводит во взаимодействие наружную поверхность дополнительной оболочки 16, внутренние поверхности 22 и 23 нижней и верхней частей опоры 4 и внутреннюю поверхность чехла 47. В результате стенка чехла, стенки нижней и верхней частей опоры и стенка дополнительной оболочки опоры входят в сцепление друг с другом и за счет этих сил сцепления и трения между ними образуют собой соединенную упругую стенку опоры в ее корневой части, обладающую повышенной необходимой в этой части опоры твердостью и устойчивостью в сравнении с твердостью верхней части 14 опоры 4.
Одновременно с описанным процессом закачки воздуха в полость опоры воздух под давлением через отверстие 28 горловины 26, которая выполнена в диафрагме 12, выходит из полости 35 дополнительной оболочки 16 в воздушную полость 7 верхней части 14 опоры, которая при этом распрямляется, раздувается, поднимается вверх, становится твердой и поднимает вверх электролампу 8 с решеткой 6 и фланцами на заданную высоту (от трех до пяти и более метров).
Одновременно с развертыванием опоры башни в рабочее положение происходит уплотнение и герметизация замка 33 за счет того, что расположенная напротив замка 33 поверхность 21 дополнительной оболочки 16 прижимается от действия давления воздуха к замку 33 и к смежным с ним поверхностям 23 и 22 нижней и верхней частей 13 и 14 опоры. При этом поверхность 21 диафрагмы 12 закрывает собой микрощели замка 33 и утечка воздуха из воздушной полости опоры 4 в атмосферу через микрощели замка 33 прекращается.
В других вариантах исполнения опоры 4 башни утечка воздуха через замок 33 исключается благодаря тому, что поверхность 21 диафрагмы 12 (фиг.14), образованная лентой, или поверхность 21 диафрагмы 12 (фиг.15), образованная упругим материалом элемента этой диафрагмы, или поверхности гибких элементов 64 (фиг.16), выполняющих функции диафрагмы, прижимаются от давления воздуха в полости 35 к замку 33 и закрывают собой имеющиеся в нем микрощели.
Одновременно с нагнетанием воздуха в воздушную полость 7 (фиг.1) распрямляется верхняя часть 14 опоры 4 и растяжки 29 устанавливаются в рабочее положение, при этом в случае выполнения растяжек упругими, стремящимися к сжатию в продольном направлении, растяжки растягиваются в стороны давлением воздуха в полости 7. В случае упругих растяжек, стремящихся к удлинению, растяжки способствуют удалению стенки 5 оболочки опоры 4 верхней части 14 от лампы при закачке воздуха в воздушную полость 7 опоры, причем в этом случае во время опускания опоры башни при ее складывании и возможном падении электролампы 8 на землю упругие растяжки, стремящиеся к удлинению, находятся в разведенном в стороны от лампы положении и при соударении верхней части 14 опоры 4 с землей растяжки 29 срабатывают как амортизаторы.
Благодаря растяжкам 29 рабочее положение электролампы 8 вместе с защитной решеткой 6 стабилизируется относительно центральной продольной оси опоры, при этом исключается соприкосновение электролампы 8 с оболочкой опоры 4 и температурное повреждение оболочки опоры.
После установки опоры в рабочее положение подачу воздуха в воздушную полость 35 дополнительной оболочки и в воздушную полость 7 верхней части 14 опоры существенно уменьшают, а свободные концы растяжек 65 закрепляют на земле, стабилизируя рабочее положение башни.
Уменьшение закачки воздуха в опору вызвано тем, что было установлено, что при меньшем объеме воздуха и меньшем его давлении в опоре утечки воздуха из опоры через ее микрощели и через микрощели соединений опоры существенно снижаются. Причем уменьшение давления в опоре приводит к уменьшению размеров щелей и их числа вследствие физических свойств эластичности материала, из которого выполнена оболочка опоры. При этом если со снижением давления в опоре закрываются все микрощели в соединениях опоры, то утечки воздуха через соединения опоры прекращаются. При этом необходимость закачки в опору большого количества воздуха исключается. Перевод электродвигателя 9 и нагнетателя 10 в минимальный рабочий режим подкачки воздуха (с наименьшей производительностью нагнетателя) производится блоком 34 управления работой башни, работа которого описана ниже.
После включения электролампы 8 воздух в верхней части опоры вокруг электролампы 8 нагревается, а воздух, постоянно подкачиваемый нагнетателем 10, поступает снизу в воздушную полость 7 верхней части опоры 4, обтекает электролампу 8, охлаждает ее и в нагретом состоянии выходит через вентиляционное отверстие 32 в верхнем фланце 30 в атмосферу.
При необходимости уменьшения высоты световой башни выключают электролампу 8 и нагнетатель 10. При этом давление воздуха в полости опоры 4 уменьшается, опора складывается и занимает горизонтальное положение. При этом растяжки 29 в случае быстрого складывания опоры предохраняют электролампу от ее ударов о землю.
Длину опоры 4, находящуюся в горизонтальном положении, при необходимости уменьшают (фиг.12, 19). Для этого ветви 60 и 61 быстродействующего замка 62 вводят в зацепление друг с другом по всей длине ветвей замка, уменьшая при этом длину опоры 4, после чего описанный выше процесс разворачивания башни в рабочее положение повторяют. В результате опора 4 устанавливается вертикально, а стенка 5 оболочки верхней части 14 опоры занимает положение, показанное на фиг.20.
При укороченной опоре 4 башни ее можно использовать в других условиях. К таким условиям относятся ограниченное пространство освещения по высоте, уменьшение пространства освещения или пространство, требующее меньшей освещенности, а также в случаях больших ветровых нагрузок, которые не позволяют использовать световую башню, имеющую большую высоту. В случае необходимости использования башни с большой высотой ее опоры башню снова складывают в горизонтальное положение и описанные операции изменения длины опоры 4 повторяют в обратной последовательности.
Приводят световую башню в транспортное положение следующим образом. После складывания в горизонтальное положение опоры 4 ее нижнюю и верхнюю части 13 и 14 вместе с электролампой 8 и решеткой 6 размещают в чехле 47, который затем закрывают путем стягивания концов шнура 50. Затем концы шнура завязывают.
Обслуживание световой башни, в частности электродвигателя 9, нагнетателя 10 и блока 34 управления проводят при сложенной в горизонтальное положение опоре 4. Для этого замок 33 раскрывают, нижнюю и верхнюю части 13 и 14 опоры 4 разводят в стороны на расстояние, достаточное для ручного доступа к названным узлам башни.
Затем открывают и снимают упругий кожух 40 (фиг.3) путем его сжатия и перемещения одной из его продольных сторон или обеих сторон к продольной центральной оси кожуха, при этом сжимаемая к середине кожуха сторона выходит из зацепления с элементом крепления кожуха к нижнему фланцу 2, кожух открывается и снимается. После этого проводят необходимые ремонтные или регламентные работы с названными узлами башни. При этом нижняя и верхняя части 13 и 14 опоры 4 остаются неразделенными (фиг.17) и постоянно удерживаются в заданном положении относительно друг друга перемычкой 53. Следует отметить, что перемычка 53 при перемещении относительно друг друга верхней и нижней частей 13 и 14 опоры 4 после их размыкания не позволяет перемещаться замку 33 относительно концов ветвей этого замка и относительно частей 13 и 14. Благодаря такому соединению частей 13 и 14 перемычкой 53 и стабильному месторасположению замка 33 на перемычке 53 замок всегда остается относительно частей опоры в положении готовности к быстродействию, что обеспечивает возможность быстрого обслуживания узлов башни и удобство обслуживания. После проведения необходимых работ кожух 40 закрывают.
Если опора 4 (фиг.12) в ее верхней части 14 имеет головную отделяемую от нее секцию 66 (фиг.12), то при уменьшении или увеличении длины опоры 4 верхний замок 33 может быть соединен с нижним замком 33 и тогда головная секция будет соединена с нижней частью 13 опоры 4, при этом верхняя часть из опоры 4 удаляется. В другом варианте изменения длины опоры, когда ветвь 61 (фиг.12) замка 59 является продолжением нижней ветви 56 (фиг.18) нижней части 13 опоры, то длину опоры изменяют путем соединения нижнего замка 33 с замком 59 и при этом получают одну длину опоры 4. Если ветвь 60 (фиг.12) замка 59 является продолжением верхней ветви замка 33 (аналогично описанному варианту с нижним замком 33), то при соединении ветви 60 с нижней ветвью верхнего замка 33 получают другую длину опоры 4. Возможны также другие комбинации соединения ветвей замка 59 с ветвями верхнего и нижнего замков 33.
Опора 4 (фиг.1, 26), выполненная со светоотражателями 69, 70 и 71 при работе световой башни, обеспечивает направленность светового потока в заданном направлении в результате того, что свет от электролампы 8, отражаясь от светоотражателей, выходит наружу в заданном направлении, когда требуется обеспечить хорошую освещенность мест сосредоточения работ.
Блок управления работает следующим образом.
Включают кнопку 93 (фиг.28) включения электродвигателя в работу, срабатывает второе реле 87 включения электродвигателя, соединяются контакты 94 второго реле, которые включают электродвигатель 9. При этом кнопка 93 блокируется. Электродвигатель работает в номинальном режиме со средними оборотами, и происходит накачка воздухом воздушной полости 7 опоры 4. После накачки воздухом воздушной полости до определенного давления воздуха в ней, включают кнопку 104 включения электролампы 8, срабатывает реле 84, контакты 85 включают электролампу и блокируют кнопку 104 включения электролампы. Постоянно замкнутый контакт 91 отключает второй конденсатор 89, и электродвигатель начинает работать на минимальных оборотах режима подкачки воздуха в воздушную полость 7 опоры 4 башни. Отключение световой башни производится кнопкой 95 обесточивания и выключения башни.
При аварийном режиме (например, при разрыве оболочки башни) с целью исключения ее падения на землю нажимают кнопку 92 включения электродвигателя в режиме полной мощности его работы, которая отключает конденсаторы 88 и 89 и включает электродвигатель 9 в работу на максимально возможных оборотах непосредственно от сети питания электродвигателя. Производительность соединенного с электродвигателем нагнетателя 10 воздуха или вентилятора будет максимальной, башня будет удерживаться в вертикальном положении, и в этом аварийном режиме работы башни можно будет либо закончить осветительные работы, либо подстраховать опору башни от падения на землю.
Предусмотрен автоматический режим работы блока управления. После накачки воздухом воздушной полости 7 опоры 4 до определенного в ней давления воздуха опоры 4 раздуваются в стороны, давление между чехлом 47 (фиг.29) и поверхностью части 13 опоры 4 башни возрастает, перемещается от этого давления и срабатывает чувствительный элемент 98 датчика 96 двухстороннего действия, который включает в работу дополнительное реле 97 (фиг.28) давления воздуха, срабатывает реле 100 минимального режима включения электродвигателя и контакт 101, которые отключают конденсатор 89 и переводят электродвигатель на минимальный режим подкачки воздуха в воздушную полость 7 опоры 4. В случае аварийного упомянутого режима, при резком падении давления воздуха в воздушной полости 7 опоры 4 перемещается и срабатывает чувствительный элемент 99 датчика 96 двухстороннего действия, который включает в работу дополнительное реле 97 давления воздуха, срабатывает реле 102 максимального режима и контакт 103, которые отключают конденсатор 88 и соединяют электродвигатель непосредственно с сетью электропитания. При этом электродвигатель будет работать на максимальных оборотах, нагнетатель 10 воздуха или вентилятор, соединенный с электродвигателем, будет иметь максимальную производительность, а дополнительное увеличение поступающего в воздушную полость воздуха позволит компенсировать его непроектные аварийные утечки.
После выключения световой башни кнопкой 95 и ее обесточивания электролампа 8 гаснет, воздух из воздушной полости 7 опоры 4 выходит в атмосферу через нижнее воздухозаборное отверстие 3. При этом давление воздуха в воздушной полости 7 опоры падает и опора плавно оседает на землю.
Световая башня используется в сложных городских, географических и метеорологических условиях, в которых может не быть сети электроснабжения. В этой связи, имея набор прилагаемых к базовой модели башни набор других ее компонентов (двигатель внутреннего сгорания, аккумулятор, головную отделяемую секцию башни и верхнюю часть башни со средством изменения ее длину, светоотражатели), потребителю легко можно модифицировать световую башню для применения ее в любых условиях работы. В зависимости от выбора типа двигателя и местонахождения источника электропитания определяют на нижнем фланце опоры башни место крепления двигателя, нагнетателя и блока управления. Определяются места крепления к нижнему фланцу упомянутых узлов башни, осуществляют крепление этих узлов на нижнем фланце или под ним, используя соответствующие средства крепления. В нижнем фланце такими средствами является множество выполненных в ней по определенной схеме отверстий под элементы крепления, соответствующих различным местам крепления узлов на нижнем фланце. При этом следует отметить, что нижний фланец башни, на которой монтируются все ее узлы, выполнен максимально унифицированным.
Световая башня может работать также от генератора 46 двигателя 45 внутреннего сгорания (фиг.9), например, с подключением блока управления двух параллельно работающих световых башен к одному генератору 46 одного двигателя внутреннего сгорания, или при использовании световой башни с приводом нагнетателя от электродвигателя, соединенного с генератором, например, с генератором автомобиля или транспортного средства, имеющего генератор.
Компоновка световой башни обеспечивает высокую степень унификации компонентов башни, быструю переналадку с одной модели башни на другую модель в соответствии с условиями работы башни, включая экстренные аварийные условия в ночное время суток (обрушения строений, завалы, землетрясения, катастрофы), а также другие условия, связанные с выживанием и спасением людей.
Источники информации
1. WO 02/44613 A1, 06.06.2002.
2. SU 887879 А, 07.12.1981.
3. RU 2188981 С2, 10.09.2002 - прототип блока управления.
4. DE 8431698 U1, 19.06.1986.
5. FR 1592981 А, 26.06.1970.
6. WO 01/36065 A1, 25.05.2001.
7. RU 2123874 С1, 27.12.1998.
8. ЕР 0679413 A1, 02.11.1995.
9. ЕР 1059483 А2, 02.11.1995.
10. FR 2570049 А, 11.03.1986.
11. US 5083250 А, 21.01.1992.
12. US 6148551 А, 21.11.2000.
13. WO 03/098097 A1, 27.11.2003.
14. WO 03/088197 A1, 23.10.2003.
15. RU 36486 U1, 11.11.2003.
16. RU 2192581 С1, 10.11.2001 - прототип световой башни, опоры световой башни, способа управления работой световой башни.
17. WO 99/47853, 23.09.1999 и RU 2000124534 А, 10.09.2002 (конвенционная заявка) - прототип второго варианта опоры световой башни со светоотражателями.
1. Световая башня, включающая опору, выполненную из удлиненной снизу вверх прозрачной гибкой воздухонепроницаемой оболочки, нижний конец которой герметично закреплен на фланце, имеющем воздухозаборное отверстие для нагнетания в полость оболочки воздуха под давлением, по крайней мере, одну электролампу, расположенную и закрепленную во внутренней полости оболочки, связанную с фланцем подставку, нагнетатель воздуха с двигателем, сообщенную с воздухозаборным отверстием фланца рабочую полость нагнетателя, средство передачи электроэнергии, соединенное с электролампой и источником электропитания, отличающаяся тем, что на фланце, который расположен снаружи оболочки, установлены нагнетатель с приводом, блок управления, которым оснащена световая башня, и средство передачи электроэнергии, при этом к внешней поверхности оболочки прикреплено средство изменения длины опоры.
2. Опора световой башни (первый вариант), выполненная из удлиненной снизу вверх прозрачной гибкой воздухонепроницаемой оболочки, нижний и верхний концы которой герметично закреплены на верхнем и нижнем фланцах, в нижнем фланце выполнено воздухозаборное отверстие для нагнетания в полость оболочки воздуха под давлением, а верхний фланец имеет средство для крепления к нему электролампы, отличающаяся тем, что внизу оболочка опоры по ее поперечному периметру выполнена из отдельных соединенных между собой герметичным воздухонепроницаемым разъемным соединением нижней и верхней частей, а средство изменения длины опоры прикреплено к верхней части оболочки.
3. Опора по п.2, отличающаяся тем, что верхняя часть оболочки опоры включает головную отделяемую от нее секцию, последняя по ее поперечному периметру соединена со средней частью оболочки вторым герметичным воздухонепроницаемым разъемным соединением, при этом первое и второе герметичные воздухонепроницаемые разъемные соединения выполнены идентичными.
4. Опора по п.2, отличающаяся тем, что верхняя и нижняя части оболочки соединены перемычкой, смежные концы частей опоры выполнены со средствами их соединения между собой герметичным воздухонепроницаемым разъемным соединением, имеющем средство герметизации, нижняя часть оболочки соединена с фланцем.
5. Опора по п.2, отличающаяся тем, что средство изменения длины опоры выполнено из двух соединяемых между собой и расходящихся к концам оболочки опоры ветвей быстродействующего замка, ветви быстродействующего замка при уменьшенной и увеличенной длине опоры перекрещиваются и соединены своими рабочими поверхностями в одной точке на внешней поверхности оболочки, при увеличенной длине опоры каждая ветвь замка прикреплена к внешней поверхности оболочки по спиральной линии, удаляющейся от упомянутой точки, а при уменьшенной длине опоры ветви быстродействующего замка соединены между собой по всей их длине.
6. Опора по п.2, отличающаяся тем, что герметичное разъемное соединение выполнено из быстродействующего воздухонепроницаемого замка, а средство герметизации соединения выполнено заодно с замком.
7. Опора по п.4, отличающаяся тем, что средство герметизации замкового разъемного соединения выполнено из закрывающей замковое соединение диафрагмы, расположенной внутри оболочки опоры.
8. Опора по п.7, отличающаяся тем, что диафрагма выполнена из дополнительной гибкой воздухонепроницаемой оболочки с внешней поверхностью, взаимодействующей с внутренней поверхностью нижней и верхней частей оболочки опоры, при этом дополнительная оболочка нижним концом герметично прикреплена к фланцу вокруг воздухозаборного отверстия, на свободном конце дополнительной оболочки образована горловина, площадь поперечного сечения которой меньше площади поперечного сечения оболочки опоры.
9. Опора по п.7, отличающаяся тем, что диафрагма выполнена из двух гибких элементов, расположенных в оболочке опоры по ее периметру по обе стороны замкового соединения внахлест или встык между собой.
10. Опора световой башни (второй вариант), выполненная из удлиненной снизу вверх прозрачной гибкой воздухонепроницаемой оболочки, нижний и верхний концы которой герметично закреплены на верхнем и нижнем фланцах, в нижнем фланце выполнено воздухозаборное отверстие для нагнетания в полость оболочки воздуха под давлением, верхний фланец имеет средство крепления электролампы, при этом опора выполнена с верхним светоотражателем, отличающаяся тем, что внутри оболочки опоры расположены по крайней мере два дополнительных светоотражателя направленного действия, один из которых расположен внизу опоры, а второй светоотражатель расположен на одной боковой стороне опоры, при этом верхний и нижний светоотражатели направлены на боковой светоотражатель, который направлен на объект освещения за пределами опоры.
11. Опора по п.10, отличающаяся тем, что светоотражатели выполнены из светоотражающих покрытий, одно из которых нанесено на одну расположенную вдоль опоры сторону внутренней поверхности оболочки, образующую собой боковой отражатель света, а два других светоотражающих покрытия расположены на внутренних верхней и нижней торцовых поверхностях оболочки опоры.
12. Опора по п.10, отличающаяся тем, что светоотражающие покрытия нанесены на внутренние поверхности верхнего и нижнего фланцев, которые выполнены сферическими, при этом фланцы расположены внутри оболочки опоры.
13. Способ управления работой световой башни, включающий подачу воздуха под давлением в воздушную полость оболочки опоры, отличающийся тем, что сначала в воздушную полость оболочки опоры подают воздух в большом объеме и под большим давлением, а после установки опоры световой башни в рабочее положение объем и давление подаваемого в воздушную полость оболочки опоры воздуха уменьшают, при этом в нижней части полости оболочки опоры давление воздуха устанавливают больше давления воздуха в верхней части полости оболочки опоры.
14. Блок управления работой световой башни для реализации способа, содержащий соединенный с источником электропитания электрический контур управления электродвигателем нагнетателя воздуха в воздушную полость опоры башни, отличающийся тем, что он содержит электрически соединенные с контуром управления электродвигателем первого реле включения электролампы и соединенные с первым реле через его контакты пускорегулирующее устройство, которое соединено с электролампой, контур управления электродвигателем содержит первый и второй конденсаторы, параллельно соединенные между собой и последовательно соединенные с электродвигателем, а также соединенный со вторым конденсатором постоянно замкнутый контакт первого реле, кнопку включения электродвигателя в режиме полной мощности, которая соединена с первым и вторым конденсаторами, второе реле, которое соединено с линией электропитания и кнопкой обесточивания и выключения башни.
15. Блок управления по п.14, отличающийся тем, что контур управления электродвигателем содержит электрически соединенный с ним датчик давления воздуха в воздушной полости опоры световой башни.
