CN102667023A - 具有集成设备支撑结构的天花板系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种能够支撑手术器械或其他物体的模块化空气处理气室。该气室通常为长方形，可由金属薄片形成，并以跨越气室宽度的桁架为特色以便承载器械的重量。气室本身被附连到房间的天花板。空气处理组件可被包含成在悬吊的器械附近提供过滤的和/或调节的空气，或者气室可严格地用作器械支撑物，不具有空气调节功能。普通的悬吊天花板也可安装在气室中以用于与房间的剩余部分连续。

Description

具有集成设备支撑结构的天花板系统

交叉引用相关专利申请

本申请要求在2009年10月22日申请的，美国专利申请12/589475的优先权，其全部内容合并于此作为参考。

技术领域

背景技术

某些室内环境，诸如净化室和类似于医院里的手术室、放射室和牙科套房，通常需要洁净的空气以用于保护在它们内进行的工作。这样的房间还可能在房间内的不同点具有不同的加热或冷却的需要。例如，电子设备可能产生过量的热量，因此需要冷却空气在它附近聚集。外科医生可能也会发现在手术台的附近具有可获得的额外的加热的或冷却的空气是明智的，以便是病人保持在稳定的温度，或消散由照明灯或围绕在病人周围的医生或护士团队产生的过量的热量。然而，由于新的技术替换了最初所安装的技术或者房间被转换到不同于最初的用途或构造，对特定房间的需求可随着时间改变。为了这些原因，不希望将空调设备和通风设备作为建筑物的结构的一部分永久安装。此外，当不同厂商为这些空间提供设备时，在设计和建造阶段期间需要进行有效的谐调，以避免产品和计划安排上的冲突和干扰。反过来，可仅仅利用较小的结构改变来安装或移除的模块化系统是理想的。

模块化的安装具有使建造不昂贵且更便捷的额外优点。通风设备的结构不必在现场定制，也不必在建造期间合并到结构中。相反，模块化的单元可被在离场的工厂批量生产，并在建筑物准备接收它们时被运输到建筑物。于是，现场制造被限制为将模块化单元附连到建筑物框架所必需的制造和改变。

在现代的手术室，诸如机器人手术助手的设备变得越来越普遍。这些装置使得手术更精确以及更不易于出现由人手的固有缺陷引起的错误。此外，即使在较传统的洁净环境中，也存在对于诸如灯和设备的吊杆、自动材料处理系统等等的头顶支撑设备的显著需求。典型地，这样的设备被悬挂在建筑物结构上并穿过天花板降下来，以便保留宝贵的地板空间。然而，这种设置遭遇到与硬线连接的通风设备相同的问题：昂贵、在建筑物构建期间需要定制安装、以及基于基础建筑物框架的性质可限制可能的房间构造。

发明内容

本发明解决了现有技术的问题，并允许来自于包括手术室或净化室的房间的天花板的手术辅助或任何其他形式的器械的便捷的、成本效率高的以及可易于改变的安装。这通过提供连接到模块化通风气室的桁架来实现，该桁架能够支撑要被悬挂的器械。桁架在气室内的定位可被选择以便相对于建筑物的基础框架具有一些灵活性，且具有模块化设计的气室本身可被安装在各种位置。桁架和气室都可被离场组装、在建筑物的柱体建造完成后安装、以及比直接联结到基础结构的系统更容易地再定位。此外，本发明允许需要位于手术区域正上方的两件通风设备和设备支撑物的便捷协同定位，而不互相干扰。如果优选的话，它还允许没有通风设备的模块化设备支撑物的安装。

本设计还在气室本身内包括通常在商业化天花板中发现的类型的悬吊网格系统，以便保留房间的天花板的连续性。该网格被设计成容纳附连到悬吊网格系统的较小的设备支撑物，允许放置较小的且较轻的手术器械、照明装置或类似必需品。

附图说明

图1为在气室被安装时呈现的从下面看到的气室的透视图，该气室包括桁架、悬吊网格以及基于网格的设备支撑物。

图2为沿着图1的线2-2截取的剖视图，其示出了具有悬吊手术装置的桁架。

图3为沿着图1的线3-3截取的剖视图，其示出了具有附加手术装置的设备支撑物。

图4为孤立的桁架的透视图。

图5为从一个端部的桁架的正视图。

图6为设备支撑物从悬吊网格之上呈现的底部的透视图。

图7为设备支撑物从悬吊网格之下呈现的底部的透视图。

图8为气室的顶部的透视图，其示出了位于中心的孔，穿过该孔空气可作为通风系统的一部分穿过。

图9为气室的顶部的透视图，其示出了位于两侧的孔，穿过该孔空气可作为通风系统的一部分穿过。

图10为气室的顶部的透视图，其示出了诸如风扇/过滤单元的，安装于悬吊网格系统的空气处理组件。

具体实施方式

现在转到图1，描述了采用本发明的模块化单元。气室10可从棚架12上悬吊下来，棚架反过来直接附连到建筑物的I型梁或其他框架上。棚架12也可被附连到第二结构(未示出)上，该第二结构反过来附连到建筑物的框架上。这种设置允许气室10设置在建筑物的结构横梁正下方之外的位置处。或者，气室10除了从棚架12悬吊下来之外，还可被直接螺纹固定到部分建筑物或适配器上。棚架12被示出位于气室10的角落处，但是也可被设置在其他位置，或者比所示出的具有更大的空间频率。

气室10由常见的薄钢板材料的周边14利用本领域公知的方法形成，尽管任何足够刚性的材料也可以。气室10典型地为长方形或正方形，并被建造成所选择的尺寸，以容纳建筑物的加热和冷却必需品，以及容纳它要被附连到其上的结构。周边14通过下唇板16和上横杆18的出现来提供增强的刚性。上横杆18提供气室10的主要结构构件。横杆典型地由188英寸厚的钢构成，其形成大约3”×4”的正方形管。上横杆18被焊接到薄钢板壁15上，且下横杆16通过弯曲壁15形成。网格构件20可被附连到下唇板16上，其形成用于悬吊的天花板的普通部分，诸如天花板瓦片、灯、以及用于气道(未示出)的通风孔。或者，网格构件可被直接附连到薄钢板壁15上。网格构件20通常被构建成不锈钢或压制铝材的长方形管或U型通道，但是也可由其他材料以及以其他形状构建。网格构件20具有足够刚性以使得它们无需额外的支撑物来跨越气室10，易于使气室10附连到建筑物结构以及易于安装网格构件20。为了具有更大的负载承受能力，网格构件20例如也可利用附加的棚架12来附连到建筑物结构上。

气室10可被在顶部密封以便由气室底部22控制气流，由图8和9最佳地示出。该顶部通常是类似于在周边14中发现的金属薄板，但不必一定是。孔24可出现在气室顶部22中以便允许空气进入或离开气室10，并由此进入或离开房间，或者孔26可出现在周边14中以用于同样的目的。空气处理组件(未示出)可被邻近于孔24或26安装，或者导管(未示出)可通向它们。或者，气室可具有直接安装到网格构件20上的空气处理组件28，这一点在图10中最佳示出，以使得气室本身不控制气流。空气处理组件可包括风扇、过滤器、空气调节线圈、加热元件、加湿器、干燥器、或这些或者类似元件的任意组合，所有这些在现有技术中是已知的。

在图2和4中最佳示出的桁架30，跨越气室10并牢牢附连到上横杆18上。在长方形气室10中，桁架30优选跨越较短的尺寸，以使其承重能力最大化。在图中，桁架30由螺栓32附连，其允许容易的安装和移除。任何其他适当的刚性形式的附连形式也可以被采用，诸如铆钉或焊接，尽管这些可能不会那么方便。桁架30由上桁34、下桁36和不同的横梁38构成，使得桁连接到一起并提供刚性。对角横梁40提供了对扭转的阻力。桁架30可由被模制、压制、锻造、或者形成诸如管、I型梁、或U型通道的结构形状的其他方式的钢或铝构建。桁架30还可由诸如玻璃纤维或碳纤维的复合材料制成，其形成薄钢板或任何其他适当的坚固材料。桁架30甚至可在它的构造中采用几个不同类型的材料。桁34，36和横梁38，40如果为金属的话优选焊接在一起，而如果为复合物的话则优选粘合或模制成整件，但是它们也可由螺栓、铆钉或本领域已知的其他方式接合。对桁架30材料和设计的精确选择将由诸如所需要的强度、最小化重量的需求、以及制造成本的因素来确定。这些考虑因素在本领域是已知的。要理解的是，不需要特定构造的桁和横梁以及任何特性的材料选择来实现本发明的精神。

桁架30也可被安装成气室的部分周边14，或者甚至位于两个相邻的的气室10之间，形成每个气室的一部分周边14。在这种构造中，桁架30可对空气流打开。桁架30也可对空气流关闭，例如通过横跨桁架30的一侧或两侧的金属薄板的附连形式。

桁架30可表现为专用的通道，以用于为电缆或提供诸如天然气、制冷剂、水、诸如氧气或氮气的气体、或真空的物体的管道规定路线。

设备接口板42在下桁之间被安装到桁架30，并为诸如机器人手术助手的重型设备44提供安装位置。该板最通常为金属，但是可为具有适当强度的任何材料。优选地，设备接口板42具有螺栓孔模型43，其与重型设备44的螺栓孔模型相匹配以允许便捷的安装和移除，而无需适配器或夹具。该螺栓孔可为螺纹孔或穿通孔。设备接口板42可被焊接到桁架30，或螺栓固定到桁架30上以较容易地安装和移除。其他的附连方法，诸如铆接，也是可能的。它也可被制造成“空白的”，没有任何螺栓孔模型43，且随后被加工成与最终所选择的任何重型设备44相匹配。

重型设备44的重量由桁架30传递给上横杆18(且在一定程度上，传递给周边14的剩余部分)，并因此传递给棚架12，一直到建筑物的结构。桁架30可独立于网格构件20，以使得桁架30中的任何运动不直接传递给网格构件20，反之亦然。例如在附连到网格构件20的灯(未示出)被手动调整时，这可能是有利的；灯的运动将对从桁架30悬吊下的重型设备44产生最小的影响。当桁架30和网格构件20在结构上独立时，它们可以只关于气室10和棚架12可支撑的总负载，互相独立地被加载。另一方面，桁架30和网格构件20可被连结到一起。这种构造为安装在桁架30上的重型设备44提供了最大的负载承受能力和最大的横向稳定性。

附图中示出的桁架30，在由焊接的管线钢构成并连接到气室10时，可支撑至少900lbs的重型设备44，并可承载围绕平行于桁34，36运转的轴的至少8000fl-lbs的转矩。

较轻设备46也可利用设备底座48，在网格构件20处而不论是在这些构件的顶部或底部，附连到气室10。由于网格构件的较薄的构造，它们显然不能支撑与桁架30相同的重量，除此以外，它们必须承载诸如灯的多个其他项的重量。然而，设备底部48也比桁架30更通用。它允许轻型设备46定位在更多位置，包括某些不能由桁架达到的位置，且还允许更便捷地重新定位轻型设备46。类似于桁架30的操作，设备底座48将轻型设备46的重量传递给网格构件20，随后其将它传递给下横杆16，随后穿过周边14，直到棚架12。当不加固使用时，网格可承载大约300lbs的重量。该数量可通过从建筑物的结构上悬挂立柱并为了附加的支撑将它直接附连到网格构件20来显著提高。

设备底座48由框架50和支撑板52组成。与气室10的其他组件一样，在设备底座被螺栓固定到网格构件20时较佳的获得了这些优点，但是它也可通过其他方式附连。类似于设备接口板42，支撑板52可被焊接到框架50，但是它也可被螺栓固定、铆接或以其他方式附连。

气室被安装成根本不具有空气调节功能，仅仅作为安装到天花板的设备的吊架，也是可能的。在那种情形下，桁架30或设备底座48可被安装在气室10内，但是不具有任何的空气处理组件28、气室顶部22、或孔26。该系统为模块化的、便捷的和廉价的，且可被用于洁净室、手术室、或需要要从上部悬挂的设备的普通办公室或工业环境的任何地方。

Claims (20)

1.一种用于天花板的模块化单元，其包括：

a.气室，具有限定周边材料的壁，所述壁由横杆支撑；

b.网格支撑物，附连到所述气室，所述支撑物限定悬吊的天花板；

以及

c.与所述网格支撑物分离的桁架，该桁架附连到所述横杆，所述

桁架被构造成支撑安装到天花板的设备并将所述设备的负载传

递到所述气室。

2.根据权利要求1的单元，其中，所述气室从建筑的天花板悬吊下来。

3.根据权利要求2的单元，其中，气室通过多个吊架从所述天花板悬吊下来。

4.根据权利要求1的单元，其中，所述桁架包括设备接口板，所述安装到天花板的设备可附连到该设备接口板上。

5.根据权利要求1的单元，包括可附连到所述网格支撑物的设备底座，所述设备底座能支撑所述安装到天花板的设备。

6.根据权利要求1的单元，其中，所述桁架被附连到所述网格支撑物。

7.根据权利要求1的单元，其中，空气处理组件被定位在所述周边内。

8.根据权利要求1的单元，其进一步包括，沿着整个周边附连到所述周边的顶边的顶部，该顶部与该周边形成大体气密的密封。

9.根据权利要求8的单元，其中，周边具有至少一个侧部以及位于其中的孔，以便允许空气流入该单元并因此流入下面的房间。

10.根据权利要求8的单元，其中，顶部具有孔，以便允许空气流入该单元并因此流入下面的房间。

11.根据权利要求10的单元，其中，空气处理组件邻近于所述孔而定位。

12.根据权利要求1的单元，其中，桁架包括结构钢的形状。

13.根据权利要求1的单元，其中，桁架包括结构铝的形状。

14.根据权利要求13的单元，其中，所述形状中的至少两个被互相焊接在一起。

15.一种用于天花板的模块化单元，其包括：

a.气室，其具有形成为正方形箱体的周边材料；

b.网格支撑物，其附连到周边，所述支撑物限定悬吊的天花板；

以及

c.设备底座，其附连到至少一个所述支撑物。

16.根据权利要求15的单元，其中，所述网格支撑物被附连到所述周边的底边。

17.根据权利要求15的单元，其中，网格支撑物包括压制铝。

18.根据权利要求15的单元，其中，网格支撑物包括形成管状结构的薄钢板。

19.根据权利要求15的单元，其中，网格支撑物包括形成倒转的U型通槽构造的薄钢板。

20.根据权利要求15的单元，其中，设备底座包括构造成牢牢附连到一件设备的支撑板。

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