Патент на изобретение №2305916

(54) ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С РЕЗЕРВНОЙ ЛАМПОЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для уличного (наружного) освещения городов и поселков, охраняемых объектов, производственных цехов и помещений, шахт, в светофорных объектах и в семафорах. Технический результат – упрощение устройства и расширения рабочего диапазона токов ламп. Для достижения данного результата устройство содержит последовательно соединенные первый вывод, дроссель, основную лампу, датчик тока и второй вывод, импульсное запускающее устройство; последовательно соединенные усилитель-ограничитель, вход которого соединен с выходом датчика тока, схему управления коммутатора и коммутатор; резервную лампу, соединенную с одной стороны со вторым выводом через первый закрытый канал коммутатора, с другой стороны – с основной лампой в месте ее соединения с дросселем; источник питания, выход которого соединен с шиной питания усилителя-ограничителя, схемы управления коммутатора, с входом второго закрытого канала коммутатора. 2 ил.

(56) (продолжение):

Изобретение относится к осветительным устройствам и может быть использовано для уличного (наружного) освещения городов и поселков, охраняемых объектов, производственных цехов и помещений, шахт, в светофорных объектах и в семафорах.

Известно устройство, содержащее основную и резервную лампы, датчик тока, расположенный в цепи прохождения тока основной лампы, коммутатор, осуществляющий включение резервной лампы при выходе из строя основной лампы, схему управления коммутатором (см. А.С. №862409 «Устройство для включения резервной лампы накаливания», авторы Коньков В.Е., Смирнов М.В. Опубликовано 07.09.81 г. Бюл. №33).

Недостатком известного устройства является то, что датчик тока совмещен с обмотками реле, переключающими устройство на резервную лампу, что существенно ограничивает ширину диапазона токов ламп. Отсутствует информация о текущем режиме работы осветительного устройства – устройство работает с основной лампой или устройство работает с резервной лампой.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является осветительное устройство с резервной лампой, содержащее основную лампу, дроссель, импульсное запускающее устройство (ИЗУ), резервную лампу, датчик тока, последовательно соединенный с выводом основной лампы, коммутатор, осуществляющий включение резервной лампы, схему управления коммутатора, источник питания для устройства управления коммутатора, принятое за прототип (см. патент №2015625 «Осветительная установка», автор Соколов В.Ф. Опубликовано 30.06.1994 г. Бюл. №12).

Недостатком известного устройства является то, что при выходе из строя основной лампы нет сигнализации о том, что работает резервная лампа. Устройство работает в ограниченном диапазоне токов. Нижние и верхние значения токов определяют сопротивления обмоток двух реле тока, используемых в качестве и датчика тока, и коммутатора.

Сущность изобретения заключается в следующем. Время для замены перегоревшей лампы на удаленных сетях уличного освещения может достигать несколько дней или недель. Наличие резервной лампы позволяет осуществить основное функциональное назначение осветительного устройства – бесперебойное обеспечение освещением. Для обнаружения перегоревшей лампы в светильниках сетей уличного освещения подают напряжение на всю сеть и производят осмотр. Как правило, работы проводятся в дневное время, что приводит к дополнительному расходу электроэнергии. При работе осветительного устройства с резервной лампой в сетях уличного освещения при дневных осмотрах и обходах необходимо определить светильники с отказавшими основными лампами без дополнительных затрат электроэнергии. При работе осветительного устройства в темное время суток с резервной лампой, а также с защитным рифленым или матовым стеклом, необходимо знать, какая лампа в данный момент работает, основная или резервная. Узкий диапазон токов ламп ограничивает широкое применение осветительных устройств с резервными лампами. Для каждого номинала тока лампы используются датчики тока с тем же номиналом тока (катушки реле и т.д.). С изменением номинала тока лампы необходимо менять и параметры катушки реле.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в исключении дополнительной электроэнергии для обнаружения отказавших ламп, в уменьшении времени обнаружения светильников с отказавшими основными лампами путем подачи визуального сигнала подвижным указателем, положение которого сохраняется после снятия напряжения с сетей освещения в светлое время суток и путем световой сигнализации светоизлучающим указателем при наличии напряжения в сетях освещения в темное время суток, в расширении диапазона токов ламп.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном осветительном устройстве с резервной лампой, содержащее последовательно соединенные первый вывод, дроссель, основную лампу, датчик тока и второй вывод, импульсное запускающее устройство, схему управления коммутатора и коммутатор, резервную лампу, соединенную с одной стороны с входом первого закрытого канала коммутатора, источник питания, выход которого соединен с шиной питания схемы управления коммутатора, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены усилитель ограничитель, вход которого соединен с выходом датчика тока, а выход соединен с входом схемы управления коммутатора и шина питания усилителя-ограничителя соединена с выходом источника питания, электромагнит, контакты электромагнита и светоизлучающий указатель, так, что выход источника питания соединен с входом второго закрытого канала коммутатора, выход которого соединен с одной стороны с последовательно соединенными замкнутыми контактами электромагнита и электромагнитом, и с другой стороны – со светоизлучающим указателем, подвижный указатель, приводимый в действие электромагнитом с размыканием контактов электромагнита, причем резервная лампа с другой стороны соединена с основной лампой в месте ее соединения с дросселем, а выход первого канала коммутатора соединен со вторым выводом, импульсное запускающее устройство включено параллельно основной лампе и датчику тока, и источник питания включен между первым и вторым выводом.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков, перечисленных выше из формулы изобретения, и вышеизложенным техническим результатом заключается в следующем. Для сигнализации текущего режима работы осветительного устройства с резервной лампой в осветительное устройство дополнительно введен электромагнит, контакты электромагнита, подвижный указатель, приводимый в действие контактами электромагнита, и светоизлучающий указатель. При автоматическом переключении работы осветительного устройства с основной лампы на резервную включается электромагнит и меняет пространственное положение подвижного указателя, тем самым визуально сигнализируя об отказе основной лампы и о переключение питания на резервную лампу. Одновременно включается светоизлучающий указатель. Причем после снятия напряжения с сетей освещения в дневное время суток и после неоднократных повторных последующих включений в темное время суток положение подвижного указателя сохраняется. Светоизлучающий указатель выключается при снятии напряжения с сетей. После замены основной лампы подвижный указатель перемещается в исходное состояние вручную. Для расширения диапазонов токов ламп сигнал с датчика тока поступает на усилитель-ограничитель, вырабатывающий постоянный сигнал для схемы управления коммутатором, что позволяет использовать лампы с потребляемой мощностью от единиц ватт до киловатт.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:

– дополнение известного средства какой-либо известной частью (частями), присоединяемой (присоединяемыми) к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;

– замена какой-либо части (частей) известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;

– исключение какой-либо части (элемента) средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата (упрощение, уменьшение массы, габаритов, материалоемкости, повышение надежности и пр.);

– увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;

– выполнение известного средства или его части (частей) из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;

– создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменение ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, закономерностей.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».

На фиг.1 представлена структурная схема осветительного устройства с резервной лампой.

Устройство содержит основную лампу 1, импульсное запускающее устройство (ИЗУ) 2, дроссель 3, датчик тока 4, усилитель-ограничитель 5 с шиной питания, схему управления коммутатора 6 с шиной питания, коммутатор 7, резервную лампу 8, источник питания 9, контакты электромагнита 10, электромагнит 11, подвижный указатель 12, светоизлучающий указатель 13, первый вывод «1», второй вывод «2».

На фиг.2 представлена компоновка элементов осветительного устройства с резервной лампой в светильнике с натриевыми лампами.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Внешнее напряжение для питания осветительного устройства подается на выводы «1» и «2». Включается импульсное запускающее устройство 2, которое формирует высоковольтные импульсы для поджига основной лампы 1. Основная лампа 1 включается, высоковольтные импульсы шунтируются лампой, и ток лампы протекает в цепи – вывод «1», защитный дроссель «3», основная лампа 1, датчик тока 4, вывод «2». Необходимое напряжение питания U_пит с источника питания 9 подается на шину питания усилителя-ограничителя 5, на шину питания схемы управления коммутатора 6. Сигнал с датчика 4 может изменяться в широком диапазоне токов в зависимости от электрических характеристик используемых в устройстве ламп. Сигнал с датчика тока 4 поступает на вход усилителя-ограничителя 5, усиливается, и на выходе формируется сигнал постоянной амплитуды для подачи на схему управления коммутатора 6. При наличии сигнала на выходе усилителя-ограничителя 5 первый канал коммутатора 7, включенный последовательно в цепь питания резервной лампы 8, закрыт. Ток в цепи резервной лампы 8 отсутствует. Второй канал коммутатора 7 тоже закрыт, электромагнит 11 и светоизлучающий указатель 13 обесточены.

При отказе основной лампы 1 цепь прохождения тока через основную лампу 1 прерывается, сигнал с датчика тока 4 отсутствует, и устройство управления коммутатора 6 открывает каналы коммутатора 7. Высоковольтные импульсы импульсного запускающего устройства 2 перестают шунтироваться основной лампой 1 и поджигают резервную лампу 8. После включения резервной лампы 8 высоковольтные импульсы шунтируются вновь. Напряжение питания U_пит источника питания 9 подается через второй открытый канал коммутатора 7 на электромагнит 11 через замкнутые контакты электромагнита 10 и на светоизлучающий указатель 13. Светоизлучающий указатель 13 включается, сигнализируя о включении резервной лампы 8 и отказе основной лампы 1. Электромагнит 11 включается и перемещает подвижный указатель 12 так, чтобы подвижный указатель 12 попал в поле зрения при визуальном осмотре. При своем перемещении подвижный указатель 12 размыкает контакты электромагнита 10, и цепь питания электромагнита 10 прерывается, однако положение подвижного указателя 12 после перемещения остается неизменным.

Со снятием напряжения в общей сети освещения положение подвижного указателя 12 также не изменится, а светоизлучающий указатель 13 выключится. С подачей напряжения вновь на сети освещения положение подвижного указателя 12 сохраняется, сигнал с выхода датчика тока 4 отсутствует, включается резервная лампа 8 и светоизлучающий указатель 13. После замены неисправной основной лампы 1 (например, во время отсутствия напряжения в сетях освещения) при подаче напряжения на сети освещения появляется сигнал на выходе датчика тока 4, каналы коммутатора 7 закрываются, и светоизлучающий указатель 13 перестает сигнализировать о неисправности основной лампы 1. Подвижный указатель 12 возвращается в исходное положение вручную.

Подвижный указатель и светоизлучающий указатель могут быть расположены на любой плоскости корпуса светильника, удобной для обзора с разных сторон. При размещении указателей в светильниках, работающих в сетях наружного освещения, предпочтительным местом является нижняя горизонтальная плоскость (см. фиг.2). При этом обеспечивается защита от атмосферных осадков, способных проникнуть вглубь светильников сквозь технологические отверстия, предназначенные для выхода указателей.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий:

– средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для уличного (наружного) освещения городов и поселков, охраняемых объектов, производственных цехов и помещений, шахт, в светофорных объектах и в семафорах;

– для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

– средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Формула изобретения

Осветительное устройство с резервной лампой, содержащее последовательно соединенные первый вывод, дроссель, основную лампу, датчик тока и второй вывод, импульсное запускающее устройство, схему управления коммутатора и коммутатор, резервную лампу, соединенную с одной стороны с входом первого закрытого канала коммутатора, источник питания, выход которого соединен с шиной питания схемы управления коммутатора, отличающееся тем, что в него дополнительно введены усилитель-ограничитель, вход которого соединен с выходом датчика тока, а выход соединен с входом схемы управления коммутатора, и шина питания усилителя-ограничителя соединена с выходом источника питания, электромагнит, контакты электромагнита и светоизлучающий указатель так, что выход источника питания соединен с входом второго закрытого канала коммутатора, выход которого соединен с одной стороны с последовательно соединенными замкнутыми контактами электромагнита и электромагнитом, и с другой стороны со светоизлучающим указателем, подвижный указатель, приводимый в действие электромагнитом с размыканием контактов электромагнита, причем резервная лампа с другой стороны соединена с основной лампой в месте ее соединения с дросселем, а выход первого канала коммутатора соединен со вторым выводом, импульсное запускающее устройство включено параллельно основной лампе и датчику тока, и источник питания включен между первым и вторым выводом.

РИСУНКИ