Особливовибухобезпечний головний акумуляторний світильник

1. Особливовибухобезпечний головний акумуляторний світильник, що містить джерело світла, акумуляторну батарею, захисне скло, корпус, кришку корпусу, притискну скобу, перемикач Ввімк./Вимк., рознімач для зарядки акумуляторної батареї, який відрізняється тим, що містить одночасно фару з джерелом світла у вигляді модуля 3 армована металевим піддоном для збільшення міцності. В кришці корпусу знаходиться блок іскрозахисту для захисту акумуляторної батареї від глибокого розряду струм у і короткого замикання в процесі експлуатації. Фара складається з корпусу фари з джерелом світла у вигляді лампи розжарювання рудничної двохниткової з відбивачем, склом, перемикачем, контактами для зарядження батареї акумуляторів. Фара з'єднана з кришкою корпусу світильника гнучким шнуром АШП 2 х1. Подані моделі світильників ідентичні за конструктивним виконанням. В якості джерел живлення в них застосована NiCd акумуляторна батарея, яка виконана окремо і з'єднана гнучким проводом із джерелом світла, в якості якого використовується лампа розжарювання. Розглянуті вище світильники мають наступні недоліки: - обмеження за рівнем вибухозахисту від зовнішніх впливів навколишнього середовища (виконання РВ); - використання лампи розжарювання в якості джерела світла потребує акумуляторних батарей ємністю 10-13Ач; - громіздкі габарити корпусів світильників; - маса світильників більше 1,5кг; - високі експлуатаційні витрати. Найбільш близьким за своїми технічними характеристиками до світильника, який заявляється, є особливовибухобезпечний головний акумуляторний світильник (деклараційний патент на корисну модель № 2288 від 15.01.2004 p.). Світильник призначений для індивідуального освітлення робочого місця гірника в шахтах і рудниках, небезпечних за пилом і газом. Світильник має джерело світла, акумуляторну батарею, блок іскрозахисту, захисне скло, корпус з кришкою, притискну скобу для кріплення світильника, перемикач „Ввімк./Вимк." з рознімачем для зарядки акумуляторів. Головна відміна описаного світильника в тому, що джерелом світла служить модуль надяскравих світлодіодів, конструктивно об'єднаних в одному корпусі з батареєю акумуляторів. При наявності малих габаритів і ваги не більше 0,3кг, світильник може кріпитись безпосередньо на каску гірника. Однак, описаний вище і прийнятий за прототип світильник, має істотний недолік, так як підлягає обслуговуванню (зарядженню) з використанням спеціальної зарядної станції „Луч-Заряд". Можливе застосування інших зарядних станцій (пристроїв), які повинні бути адаптовані до заряду вказаного світильника, на основі спеціальної інструкції, узгодженої з підприємством - виробником світильника. Для збереження спадкоємності і зменшення вартості обслуговування світильника, тобто, існуючих зарядів шахтови х лампових, без витрат на їх переустаткування і перенавчання персоналу, пропонується зберегти традиційне компонування світильника. Фара і акумуляторна батарея виконуються роздільно, з'єднані шнуром (кабелем). Для зменшення ваги, габаритів і споживання стру 3566 4 му, в якості джерела світла застосовуються надяскраві світлодіоди. В основу корисної моделі поставлена технічна задача: - підвищення безпеки праці шахтарів при проведенні гірничих робіт шляхом виключення самої можливості виникнення іскри; - зменшення габаритних розмірів і маси світильника; - зниження експлуатаційних витрат; - передбачити можливість обслуговування (зарядження батареї) світильника, який заявляється, на діючих зарядних станціях типу " Заряд2 М" (ша хтови х лампових), або інших аналогічних. Поставлена задача досягається шляхом розробки особливовибухобезпечного світильника з видом вибухозахисту "іскробезпечне електричне коло", РО Іа, який не має обмежень для застосування в загазованих виробках вугільних шахт; габаритні розміри фари повинні бути такими, щоб фара зручно розміщувалась на захисній касці; маса світильника повинна бути не більше 0,70кг; зниження вживання струму до 0,35А. Поставлена задача здійснюється шляхом: - застосування надяскравих світлодіодів в якості джерела світла; - застосування компактних герметичних нікель-метал-гідридних акумуляторів; застосування електронного пристрою управління світильником, який забезпечує підтримування постійного світлового потоку основного джерела світла; захист від одночасної роботи основного і допоміжного джерела світла; відключення джерела живлення при короткому замиканні в колах електроживлення; - застосування блоку іскрозахисту. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де зображено: - на фіг. 1 - особливовибухобезпечний головний акумуляторний світильник, який заявляється, загальний вид; - на фіг. 2 - фара, вид збоку; - на фіг. 3 - вид звер ху фіг. 2; - на фіг. 4 - батарея акумуляторна, вид спереду; - на фіг. 5 - вид збоку фіг. 4; - на фіг. 6 - функціональна схема світильника, який заявляється. Згідно фіг. 1 світильник, який заявляється, складається з основних вузлів: фари, батареї акумуляторів (БА); шн ура. Як зазначено на фіг. 2, фіг. 3, фіг. 4 і фіг. 5, особливовибухобезпечний головний акумуляторний світильник містить: корпус фари 1, захисний екран 2, кільце 3, світлодіодний модуль 4, електронний пристрій управління 5, перемикач 6, гермоувід шнура 7, скоба (притискач) 8, проводи монтажні 9, корпус батареї акумуляторної (БА) 10, кришка БА 11, скоба металева 12, блок іскрозахисту 13, збірка із акумуляторів 14, шн ур 15. Фара складається з трьох частин: корпуса 1, захисного екрана 2, кільця 3. Корпус виготовлений із пластмаси (може виготовлятися із металу) і в ньому розташовані: світлодіодний модуль 4 і елек 5 тронний пристрій управління 5. Захисний екран і кришка виготовлені з пластмаси (кришка стандартного полікарбонату 500 R торгової марки LEXAN, захисний екран оптичного полікарбонату торгової марки LEXAN) методом лиття під тиском або інших пластмас з подібними механічними і електростатичними характеристиками. На корпусі розташовані з одної сторони перемикач 6, з другої гермоувід шнура 7. На зворотній стороні задньої кришки закріплена металева підпружинена скоба (притискач) 8 для кріплення фари на каску. Між корпусом, захисним екраном і кільцем передбачені резинові ущільнювачі. Усі складові електричні частини з'єднані між собою монтажними проводами 9. Світлодіодний модуль 4 складається з двох незалежних джерел світла: основного, який складається з одного надяскравого світлодіода потужністю не менш 1Вт, наприклад LXHL - NW 98 торгової марки LEXEON, і допоміжного, який складається з двох надяскравих світло діодів потужністю не менш 0,2Вт, наприклад NSPW 510 BS торгової марки LEXEON. Усі світлодіоди розташовані на печатній платі. Джерела світла працюють роздільно, і можливість їх сумісного увімкнення виключена. Увімкнення основного і допоміжного джерел світла провадиться із різних положень перемикачем 6. Перемикач закритий резиновим ковпачком або має вологозахисне виконання. В корпусі фари знаходяться два контакти, через які відбувається зарядження батареї акумуляторів від зарядної станції. Електронний пристрій управління 5 виконаний на печатній платі і служить для перетворення напруги акумуляторної батареї в струм живлення світлодіодного модуля світильника і управління режимами роботи світлового модуля. Електронний пристрій забезпечує: - ввімкнення і вимкнення джерела світла; - підтримання постійного світлового потоку основного джерела світла при зміні напруги джерела живлення; - захист від одночасної роботи основного і допоміжного джерел світла; - відключення джерела живлення при короткому замиканні в колах електроживлення. Батарея акумуляторів (БА) ви готовлена із нікель-металевогідридних (Ni-МН) акумуляторів згідно ТУ У 31.4 - 3104969 - 001 - 2002. БА укомплектована термодатчиком, який розриває коло живлення у випадку підвищення температури акумуляторів до 75°С при розряді/заряді. БА розміщена в пластмасовому корпусі, який складається з власне корпусу 10 і кришки 11, і пристосований для ношення на поясі за допомогою металевих скоб 12. Електричні параметри БА: номінальна напруга 4,8В, ємність не менш ніж 3,8Ач. Фара з'єднана з акумуляторною батареєю гнучким шнуром (кабелем) 15. Місця введення шнура в фару і БА ущільнені гермоуводами 7. В корпусі акумуляторної батареї розміщений блок іскрозахисту 13, який призначений для запобігання спалахування вибухонебезпечної суміші в місцях праці при тепловому впливі і електричному розряді в колах електроживлення. 3566 6 Можливе інше компонування складових частин приладу світлового виходячи із доцільності, при цьому кількість складових частин і їх функціональне призначення залишається незмінним. (Наприклад: перемикач і схема управління будуть розміщені в корпусі з БА). Електрична функціональна схема світильника зображена на фіг. 6. С хема складається з наступних вузлів: - А1 - модуль перемикача; - S1 - перемикач; - А2 - модуль світлодіодний; - VD1, VD2, VD3 - світлодіоди; - ІРН - імпульсний регулятор напруги; - К1, К2 - комутатори; - ПЗЗ 1, ПЗЗ 2 - посилювачі сигналів зворотного зв'язку; - R13, R.15 - резистори зворотного зв'язку; - 1 - схема " ИЛИ". Робота схеми управління світильника, який заявляється, відбувається таким чином: Подання електроживлення здійснюється по колам АВ+ і АБ- за допомогою трьохпозиційного перемикача A1-S1. На схемі зображено положення перемикача, при якому коло живлення розімкнене. При зміні положення перемикача схема переходить в один із робочих режимів: "близький" - при замиканні контактів S1:2 - S1:3 і S1:5 - S1: 6; "далекий" - при замиканні контактів S1:2 - S1:1 і S1:5 S1:4. При встановлені перемикача в будь-який із режимів, електроживлення надходить на імпульсний перетворювач напруги ІРН і посилювачі сигналів зворотного зв'язку ПЗЗ 1 і ПЗЗ 2. Напруга з виходу ІРН надходить на комутатори К1 і К2. Становище комутаторів визначається положенням перемикача S1. В режимі "далекий" К1 відкритий, К2 закритий, і до виходу ІРН підключається світлодіод VD3. Струм, який тече через світлодіод, створює падіння напруги на резисторі R13, яке посилюється посилювачем зворотного зв'язку ПЗЗ 1 і через схему "ИЛИ" надходить на вхід негативного зворотного зв'язку ІРН. Аналогічно схема працює і в режимі "близький", коли К1 закритий, а К2 відкритий і до виходу ІРН підключаються світлодіоди VD1 і VD2. Сумарний струм, який проходить через паралельно ввімкнуті світлодіоди, створює падіння напруги на резисторі R15, яке посилюється посилювачем зворотного зв'язку ПЗЗ 2 і через схему "ИЛИ" надходить на вхід негативного зворотного зв'язку ІРН. Таким чином, схема забезпечує при любому режимі роботи живлення навантаження стабільним струмом. При однакових номіналах резисторів R13 і R15 коефіцієнти передачі посилювачів ПЗЗ 1 і ПЗЗ 2 відрізняються приблизно в 6 разів і, отже, у стільки ж разів відрізняються струми живлення світлодіодів в залежності від обраного режиму роботи. Модуль перемикача А1 виконаний на основі трьохпозиційного перемикача типу TRD23P10WL. Світлодіодний модуль А2 зібраний на світло діодах NSPW510BS (VD1, VD2) і світлодіоді LXHL NW98 (VD3). 7 ІРН виконаний на основі імпульсного регулятора напруги і складається з мікросхеми D1 ключового елемента на транзисторі V1, котушок індуктивності L1 і L2, випрямного діода VD2 з фільтруючим конденсатором С8. Частота роботи ІРН визначається резистором R5 і складає приблизно 200кГц. ПЗЗ 1 і ПЗЗ 2 виконані на мікросхемі D2 за схемою неінвертуючи х посилювачів. Схема "ИЛИ" зібрана на діодній збірці VD1. Комутатори К1 і К2 являють собою n - канальні польові транзистори. 3566 8 В наслідок здійснення корисної моделі, яка заявляється, отримуємо легкий і компактний особливовибухобезпечний головний акумуляторний світильник, який призначений для індивідуального освітлення робочого місця гірника в вугільних шахтах усіх категорій за пилогазовим режимом, і робітників нафтохімічної промисловості в умовах помірного і холодного клімату. Зарядка акумуляторів світильника, який заявляється, здійснюється на діючих зарядних станціях (ша хтових лампових). 9 Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков 3566 Підписне 10 Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601