CC BY
23
УДК 622.474 © В.М. Осипов, 2018
Головной светильник: новейшие технологии для нового качества
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2018-7-22-23
ОСИПОВ Владимир Михайлович
Советник генерального директора
ЗАО «ПО «Электроточприбор»,
644042, г. Омск, Россия, e-mail:sht.vo@rambler.ru
В статье изложены новые подходы к конструированию интеллектуального шахтного головного светильника на основе цифрового моделирования светораспределения и использования процессора для управления световыми потоками и дополнительными функциями
Ключевые слова: головной светильник, аккумуляторная батарея, световой поток, интеллектуальное управление.
ВВЕДЕНИЕ
Впервые в Советском Союзе импортные головные электрические светильники для шахтеров появились на шахтах Кузбасса 85 лет назад. Их появление в количестве нескольких сотен штук явилось важным событием для шахтеров. Через год в мастерских Прокопьевского рудника был изготовлен опытный образец «своего» светильника, а через два года началась мелкосерийная сборка. В 1940 г. вновь построенный завод выпустил уже 4000 светильников за год [1 ].
Хотя первое поколение светильников было достаточно примитивно, но это был несомненный прогресс в повышении безопасности труда шахтеров. На протяжениа последующих 55 лет совершенствование светильников шло по линии повышения взры-вобезопасности конструкции, улучшения параметров аккумуляторной батареи, повышения светоотдачи и надежности перекальной электрической лампы, которая все эти годы оставалась единственным источником света. По существу, лампа с отражателем сформировала форму фары головного светильника. Однако нестабильность положения светящихся элементов отражалась на качестве освещения, а большая потребляемая мощность ламп требовала аккумуляторную батарею с соответствующими габаритами и массой.
ПОДХОДЫ К ОПТИМИЗАЦИИ ОСВЕЩЕНИЯ В ШАХТАХ
Революция произошла после 2006 г., когда цена и светоотдача белых све-тодиодов стали приемлемыми для использования в крупносерийном производстве, а литиевые аккумуляторы увеличили мощность до величин, до-
статочных для сменной работы. Однако инерция в конструкции фары была столь велика, что фара практически не изменилась до настоящего времени. И хотя попытки изменить форму фары предпринимались разработчиками, ни одну из них нельзя признать успешной, тем более что все они основывались на традиционной схеме «источник света - параболический отражатель», существенно ограничивающей использование внутреннего объема фары. Еще один «традиционный» недостаток конструкций головного светильника несет в себе наличие двух фиксированных величин светового потока, что недостаточно для многих работ либо из-за излишней блест-кости, либо из-за недостаточной освещенности. И если в конструкции с лампой вспомогательный свет был равен половине основного, то с переходом на светодиоды появились светильники, в которых вспомогательный свет составляет менее 10% от основного, что не может быть допустимо по условиям безопасности труда [2].
Обобщая более чем 50-летний опыт разработки изделий шахтной техники и возможности современной электроники и твердотельных источников света, инженеры СКБ ЗАО «ПО «Электроточприбор» разработали конструкцию фары головного светильника [3], в которой постарались оптимизировать все накопившиеся вопросы.Принципиальным шагом явилось объединение в конструкции с прежними габаритами двух светильников: основного света с острой фокусировкой и большой осевой силой света и вспомогательного с асимметричной широкой диаграммой распределения светового потока. В каждом из них применены одинаковые источники света, что создает достаточную освещенность как при рассмотрении удаленных, так и близко расположенных объектов. Наличие источника света с широкой диаграммой распределения светового потока позволяет полностью устранить эффект «рысканья» светового пятна по небольшим объектам. Визуализация распределения световых потоков от каждого источника света приведена на рис. 1,2 для помещения 6x10 м и расположении головного светильника на высоте 1,8 м.
Светильник получил порядковое обозначение СГГ-15 и уже прошел все необходимые испытания [4]. Имея мар-
Рис. 1. Визуализация рабочего источника света Fig. 1. Visualization of working light source
Рис. 2. Визуализация источника с асимметричным отражателем
Fig. 2. Visualization of a source with asymmetric reflector
кировку взрывозащиты РО Ех iа I Ма Х, светильник может применяться на всех опасных подземных объектах, в том числе опасных по газу и/или пыли. Он имеет четыре основных режима работы: рабочий свет, вспомогательный (ближний)
Результаты измерений (выписка из протокола испытаний АИЦ № 26-18.св от 20.04.2018)
Параметр, обозначение, ед.измерения Результаты измерений
Кругосимметричный отражатель Асимметричный отражатель
1. Класс светораспределения П П
2. Суммарный световой поток, ФЕ, лм 85,3 77,1
3. Осевая сила света, Iv0 , кд 7034,5 76,1
4. Максимальная сила света, I , кд v max 7034,5 83,2
5. Потребляемая мощность, Р, Вт 0,74 0,74
6. Потребляемый ток, I, мА 200 200
7. Напряжение питания, U0 , В (DC) 3,7 3,7
8. Световая отдача светильника, п, лм/Вт 115,3 104,2
свет, два источника света совместно и аварийный свет.
Светильник СГГ-15 имеет интеллектуальный модуль управления светом. Это позволяет шахтеру на рабочем месте производить регулировку светового потока по каждому источнику света в диапазоне от 30 до 130% от заводской установки (показатели заводских установок представлены в таблице), при совместной работе двух источников света регулировать ближний свет при автоматическом снижении основного света до минимальной величины.
При снижении остаточной емкости аккумуляторной батареи до заданной величины светильник переходит в режим аварийного света от любого источника, обеспечивающий свет и работу поискового маячка еще в течение 36 ч в соответствии с требованиями Правил безопасности в угольных шахтах [5]. Дополнительный блок цветных индикаторов показывает 8 уровней заряда батареи, а также основные неисправности.
При сертификации предусмотрено встраивание в батарейный отсек светильника 10 типов модулей различных МФСБ [6]. Все модули подключаются к аккумуляторной батарее через отдельный блок искрозащиты, что повышает надежность функционирования собственно светильника. С модулем фирмы MRS отработана операция квитирования при получении соответствующей команды от МФСБ.
Все операции регулирования и квитирование производятся кнопкой включения светильника на фаре. Поскольку батарейный отсек заимствован у широко используемых светильников СГГ-9 и СМС-8, в ламповых не возникнет вопросов по его эксплуатации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Новая компоновка фары позволила оставить на модуле управления светом место для размещения платы метаноме-тра и подключения сенсора. Меньшая высота рефлекторов сократила общую глубину фары. Светильник явился основой для построения сигнализатора метана СМС-15, который отличается только наличием платы метанометра и установкой датчика в корпусе, который устанавливается вместо заглушки на боковой поверхности фары, не выступая за ее габарит. Столь высокая унификация упрощает обслуживание массового прибора в условиях ламповых.
Новая конструкция фары, позволяющая свежим взглядом увидеть подходы к оптимизации освещения в шахтах, открывает еще одно направление совершенствования головных светильников.
Список литературы
1. Банкевич г. Флагман индустрии // Уголь Кузбасса. 2013. № 3. С. 53-56.
2. Осипов В.М., Бородин А.В. О головных светильниках и не только о них // Безопасность труда в промышленности. 2012. № 12. С. 84-85.
3. Заявка на изобретение № 2018 113 534 от 14.04.2018 Online Patent. URL: http://www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet
?DB=RUPATAP&DocNumber=2018113534&TypeFile=html (дата обращения: 15.06.2018).
4. Сертификат соответствия № ТС Ги С-Ги.МЕ92.В.00950. Выдан ЗАО «ПО «Электроточприбор» на Светильник головной СГГ-15, Сигнализатор метана СМС-15. Срок действия с 28.03.2018 по 27.03.2023.
5. Правила безопасности в угольных шахтах: федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности. Сер. 05. Вып. 40. М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2014. 198 с.
6. Бородин А.В., Осипов В.М. К вопросу оптимизации систем безопасности угольных шахт // Безопасность труда в промышленности. 2016. № 5. С. 40-42.
SAFETY
UDC 622.474 © V.M. Osipov, 2018
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) •
Ugol' - Russian Coal Journal, 2018, № 7, pp. 22-23
Title
CAP LIGHT: THE LATEST TECHNOLOGY FOR A NEw QUALITY DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2018-7-22-23
Author
Osipov V.M.1
1 PO "Elektrotochpribor" JSC, Omsk, 644042, Russian Federation Authors' Information
Osipov V.M., Advisor General Director, e-mail: sht.vo@rambler.ru Abstract
The paper presents new approaches to the design of intelligent mine head lamp on the basis of digital simulation of light distribution and the use of the processor to control the luminous flux and additional functions. Figures:
Fig. 1. Visualization of working light source
Fig. 2. Visualization of a source with asymmetric reflector
Keywords
Head lamp, Rechargeable battery, Luminous flux, Intelligent control. References
1. Bankevich G. Flagman industrii [Leader of the industry]. Ugol' Kuzbassa -Kuzbass Coal, 2013, No. 3, pp. 53-56.
2. Osipov V.M. & Borodin A.V. O golovnykh svetil'nikakh i ne tol'ko o nikh [About cap lamps and not only about them]. Bezopasnost' truda vpromysh-lennosti - Industrial labour safety, 2012, No. 12, pp. 84-85.
3. Application for an invention No. 2018 113 534 of 14.04.2018 Online Patent. Available at: http://www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet?DB=RUPATAP&Doc Number=2018113534&TypeFile=html (accessed 15.06.2018).
4. Sertifikat sootvetstviya № TS RU C-RU.ME92.B.00950. Vydan ZAO «PO «Elektrotochpribor» na Svetil'nik golovnoy SGG-15, Signalizator metana SMS-15. Srok deystviya s 28.03.2018 po 27.03.2023. [Certificate of Conformity No. TC RU C-RU.ME92.B.00950. Issued to "PO "Elektrotochpribor" JSC for tcap lights SGS-15, Methane alarm SMS-15. Period of validity from 28.03.2018 to 27.03.2023].
5. Pravila bezopasnosti v ugol'nykh shakhtakh: federal'nye normy i pravila v oblasti promyshlennoy bezopasnosti [Coal mine safety rules: Federal rules and regulations in the sphere of industrial safety]. Series 05, Issue 40. Moscow, NTTs PB Publ., 2014, 198 p.
6. Borodin A.V. & Osipov V.M. K voprosu optimizatsii sistem bezopasnosti ugol'nykh shakht [Study of optimization of coal mine safety systems]. Bezopasnost truda v promyshlennosti - Industrial labour safety, 2016, No. 5, pp. 40-42.
