УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ РАБОЧИХ СРЕД
DEVICE FOR SUPPLY OF WORKING MEDIA

Настоящее изобретение относится к устройству для подачи рабочих сред, предназначенному для беспрепятственного, точечного снабжения лабораторными рабочими средами по меньшей мере одной учебной или лабораторной рабочей станции, при этом указанное устройство содержит корпус и множество фитинговых элементов, положение которых можно регулировать по высоте относительно корпуса и которые соединяются с ним для подачи и отвода лабораторных рабочих сред.
Требования к современным лабораторным пространствам значительно выросли за последние годы и в настоящее время определяются, в частности, следующими факторами: отсутствие препятствий, гибкость в снабжении рабочими средами, модульное исполнение, адаптируемость к изменениям решаемых задач и применяемого оборудования и низкие расходы на обеспечение, благодаря эффективному использованию высоты помещения в лабораторном пространстве. В соответствии с этими факторами, которые не следует понимать как исчерпывающие, разработаны концепции, которые позволяют осуществлять подачу лабораторных рабочих сред в лабораторные рабочие пространства сверху, без привязки к полу. Подача сверху через потолок имеет ряд достоинств. С одной стороны, площадь пола лаборатории остается свободной от подводов рабочей среды, в результате чего можно в известной степени вносить изменения в оптимизацию рабочего процесса в лабораторном рабочем пространстве и в любое время производить перекомпоновку оборудования, которая обычно требуется в лаборатории. С другой стороны, подача рабочих сред через потолок позволяет выполнять простую последующую адаптацию планировки лаборатории к изменению задач лаборатории, если, например, лабораторию неорганической химии необходимо преобразовать в биохимическую или физическую лабораторию. Все это возможно осуществить без значительных изменений лабораторного пространства и лабораторных корпусов.
Для отвода лабораторных рабочих сред, подаваемых сверху через потолок, в принципе, существует две системы. С одной стороны, это - магистральные системы для подачи рабочих сред, которые называют также «крыльями обслуживания», и которые позволяют подавать рабочие среды в лабораторные рабочие пространства, расположенные вдоль магистралей. Точечные системы подачи принадлежат ко второй категории. Эти системы снабжают лабораторными рабочими средами только одно рабочее пространство или группу, например, из 2 или 3 соседних рабочих пространств, расположенных в непосредственной близости друг от друга. При этом существуют также комбинации магистральных и точечных систем подачи рабочих сред. Настоящее изобретение относится к точечным системам подачи.
Точечные системы подачи, которые присоединяются к потолку, в частности, возможно, к подвесному потолку, широко известны. Эти точечные системы подачи имеют отводные фитинговые элементы, которые либо расположены на определенной высоте под потолком (например, колонки для подачи рабочих сред), либо их положение может быть отрегулировано по высоте. Системы с регулируемой высотой являются известными, при этом опускание фитинговых элементов для подачи рабочих сред осуществляется разными способами. Так, например, существуют системы, опускающие фитинговые элементы подачи рабочих сред при помощи пантографа, телескопической направляющей или шарнира, которые позволяют поворачивать фитинговые элементы вокруг горизонтальной оси и снова поднимать их, если они не используются. В этом контексте можно сделать ссылку на ЕР 2367248 А2 и ЕР 1916749 В1. В медицинских кабинетах и в клинических помещениях, в частности, в операционных, используются системы, которые содержат, например, рычаги, шарнирно соединенные друг с другом и поэтому способные поворачиваться вертикально и горизонтально. В зоне свободных концов этих шарнирных рычагов часто расположены мониторы и полки, а также электрические соединения и соединения систем электронной обработки данных. Лампы, которые обычно установлены в стоматологических кабинетах над зубоврачебным креслом, также могут быть перемещены почти в любую позицию над зубоврачебным креслом, благодаря такой системе шарнирных рычагов.
Настоящее изобретение представляет собой альтернативу точечным системам подачи рабочих сред, известным из уровня техники. Это обеспечивается настоящим изобретением, содержащим комбинацию признаков согласно пункту 1 формулы изобретения. Дополнительные или предпочтительные признаки изобретения указаны в зависимых пунктах 2-18 формулы изобретения.
Согласно изобретению обеспечено устройство для подачи рабочих сред, предназначенное для беспрепятственного точечного снабжения лабораторными рабочими средами по меньшей мере одного учебного или лабораторного рабочего пространства. Устройство для подачи рабочих сред содержит корпус и множество фитинговых элементов, положение которых можно регулировать по высоте относительно корпуса, и которые соединены с ним для подачи и отвода лабораторных рабочих сред. При этом соединение между фитинговыми элементами и корпусом позволяет поворачивать фитинговые элементы вокруг по меньшей мере одной наклонной оси поворота, отклоняющейся от горизонтальной и вертикальной осей поворота.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения фитинговые элементы выполнены с возможностью поворота вокруг по меньшей мере одной горизонтальной, по меньшей мере одной вертикальной и множества наклонных осей поворота.
Фитинговые элементы, предпочтительно, выполнены с возможностью перемещения наподобие рукава.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения фитинговые элементы выполнены в возможностью регулирования по высоте относительно корпуса в соответствии с множеством заданных значений высоты
Фитинговые элементы, предпочтительно, выполнены с возможностью регулирования по высоте относительно корпуса, при этом изменение положения является непрерывным.
Кроме того, фитинговые элементы, предпочтительно, выполнены с возможностью поворота на любой высоте.
Согласно следующему предпочтительному варианту осуществления изобретения фитинговые элементы соединены с корпусом так, что при этом они не подвергнуты напряжениям.
Кроме того, предпочтительно, чтобы фитинговые элементы были размещены в кожухе, который присоединен к корпусу.
Еще более предпочтительно, чтобы корпус имел полость, в которой меньшей мере частично может быть размещен кожух.
Кожух и корпус, предпочтительно, соединены посредством множества кольцевых элементов, при этом соседние кольцевые элементы соединены друг с другом с возможностью вращения.
Вращательное движение соседних кольцевых элементов, предпочтительно, обеспечивается посредством шарового шарнирного соединения.
Еще более предпочтительно, чтобы множество кольцевых элементов образовывало закрытую оболочку.
Согласно следующему предпочтительному усовершенствованию изобретения фитинговые элементы соединяются с линиями подачи лабораторных рабочих сред, как текучих сред, так и электричества, при этом указанные линии проходят внутри множества кольцевых элементов.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения корпус имеет отверстие, через которое может проходить по меньшей мере часть из множества кольцевых элементов.
Предпочтительно также, чтобы в корпусе была размещена цепь, которая имеет фланцевое соединение с кольцевым элементом, при этом высоту фитинговых элементов можно регулировать при помощи горизонтального перемещения цепи.
Предпочтительно, чтобы устройство для подачи рабочих сред содержало также датчик силы, который измеряет величину силы, действующей на фитинговые элементы, при этом, если результат измерения превышает заданное пороговое значение, то подача лабораторных рабочих сред на фитинговые элементы прерывается.
Особенно предпочтительно, чтобы корпус был выполнен с возможностью присоединения к потолку или к стене помещения.
Еще более предпочтительно, чтобы фитинговые элементы содержали по меньшей мере два, предпочтительно - три, четыре, пять, шесть, семь, восемь, девять или десять фитинговых элементов для подачи лабораторных рабочих сред, выбранных из группы, включающей в себя фитинговые элементы для газа, чистого газа, воды, сжатого воздуха, электричества, электронной обработки данных, мультимедийных средств, света, вакуума и отработанного воздуха.
Ниже только в качестве примера раскрыт предпочтительный вариант осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны:
на фиг. 1 - вид сбоку устройства для подачи рабочих сред, на котором фитинговые элементы для подачи и отвода лабораторных рабочих сред показаны в убранной позиции,
на фиг. 2 - вид сбоку устройства для подачи рабочих сред с фиг. 1, на котором фитинговые элементы показаны в выдвинутой позиции,
на фиг. 3 - вид сверху устройства для подачи рабочих сред с фиг. 1 и 2, и
на фиг. 4 - вид снизу фитинговых элементов.
Поскольку общепринятое или официальное определение термина «лабораторные рабочие среды» отсутствует, согласно настоящему изобретению под лабораторными рабочими средами следует понимать рабочие среды, которые требуются и подаются в лаборатории, а также в учебные помещения отделений естественных и прикладных наук образовательных учреждений. Эти лабораторные рабочие среды включают не только газообразные или жидкие вещества, но также рабочие среды, которые имеют электрическую природу. К ним относятся, например, ток и аналоговые или цифровые электрические данные. Однако согласно изобретению к лабораторным рабочим средам относятся не только те лабораторные рабочие среды, которым снабжается лабораторное или учебное рабочее пространство. Напротив, следует понимать, что термин «лабораторные рабочие среды» включает также такие рабочие среды, которые необходимо удалять из лабораторного и учебного рабочего пространства, в частности, сточные воды и отработанный воздух.
Как указано выше, во вступительной части описания, термин «точечный» следует понимать как отличие от магистральной системы подачи рабочих сред. Однако при этом общие системы подачи рабочих сред, например, потолочные системы подачи рабочих сред, которые обеспечивают распределение лабораторных рабочих сред от центральной станции снабжения здания по всему лабораторному пространству, и станции отвода лабораторных рабочих сред, распределенные во всей зоне потолка, следует также отличать от точечных систем подачи рабочих сред. Термин «точечный» не следует понимать в математическом смысле, поскольку точечная подача, разумеется, всегда имеет ограниченный пространственный диапазон в макроскопическом мире. Одно рабочее пространство или несколько близко расположенных рабочих пространств должны снабжаться лабораторными рабочими средами при помощи системы подачи, действующей точечно.
Устройство 100 для подачи рабочих сред, показанное на чертежах, служит главным образом в качестве средства беспрепятственной точечной подачи лабораторных рабочих сред по меньшей мере в одно учебное или лабораторное рабочее пространство. Для этой цели устройство 100 для подачи рабочих сред прикрепляется, либо к стене (как на фиг. 1), либо к потолку помещения, будь то непосредственный потолок помещения, или подвесной потолок. Для прикрепления устройства для подачи рабочих сред к потолку помещения предпочтительно, используется, крепежный кронштейн соответствующей конструкции. Такое крепление может также содержать соединение 70, показанное на фиг. 1, которое позволяет осуществлять поворот в горизонтальной плоскости. Диапазон перемещения устройства для подачи рабочих сред в горизонтальном направлении увеличивается, благодаря этому поворотному движению, по сравнению с жестким стационарным креплением к стене или потолку помещения.
Как можно видеть на фиг. 4, устройство 100 для подачи рабочих сред содержит множество фитинговых элементов 40а-40f для подачи различных лабораторных рабочих сред, которые в показанном примере осуществления размещены в чашеобразном кожухе 20, имеющем круглое поперечное сечение. В показанном примере осуществления предусмотрено всего четыре гнезда 40с, из которых два гнезда во всех случаях расположены в ряд. Эти гнезда могут быть предназначены для подачи низкого напряжения (например, 230 В и 400 В в Германии). Фитинговые элементы 40а, 40b для газообразных и жидких рабочих сред в показанном примере осуществления расположены между гнездами 40с, при этом каждый из фитинговых элементов 40а, 40b имеет запорный кран, поэтому подача газа и воды может быть активирована или дезактивирована в ручном режиме. Кроме того, два сетевых разъема 40d, которые в контексте настоящего изобретения также следует рассматривать в качестве фитинговых элементов, показаны справа на фиг. 4. С левой стороны на фиг. 4 можно также видеть разъемы 40е, 40f, которые могут быть предназначены, например, для обеспечения светового пучка, сжатого воздуха и вакуума. При этом следует однозначно понимать, что изобретение не ограничено конструкцией и расположением фитинговых элементов, показанных на фиг. 4, а также типом указанных фитинговых элементов. Напротив, могут быть представлены любые типы фитинговых элементов, предпочтительно - в модульной конструкции, которые можно использовать для подачи и отвода лабораторных рабочих сред, более подробно описанных выше.
Как показано на фиг. 2, чашеобразный кожух 20 соединяется с трубчатым элементом 30, который наподобие гусеницы содержит множество кольцевых элементов 30а. Трубка 30 представляет собой трубчатый узел, состоящий из множества кольцевых элементов 30а, каждый из которых имеет выпуклую поверхность, и которые, предпочтительно, соединяются друг с другом при помощи шарового шарнирного соединения (не показано).
В результате трубка 30 может перемещаться в любое выдвинутое положение, т.е. на любую высоту за пределами корпуса 10 в трех измерениях, наподобие рукава. Иными словами, трубчатый рукав 30 может поворачиваться не только вокруг горизонтальной и вертикальной осей, но также вокруг наклонных осей поворота, включая те оси, которые изменяют свое положение по время перемещения. Свободное движение в трех измерениях рукава 30 такого типа обеспечивает максимальную гибкость для доступности и возможности манипулирования устройством 100 для подачи рабочих сред.
Самый нижний кольцевой элемент 30а, показанный на фиг. 2, соединяется с кожухом 20, в то время как кольцевой элемент 30а, расположенный на противоположном свободном конце трубчатого элемента 30, представляет собой фланец, соединенный с цепью 50. Линии 42 подачи лабораторных рабочих сред, которые сообщаются по текучей среде с фитинговыми элементами 40а-40f, проходят внутри рукавообразной трубки 30, и внутри цепи 50, которая также называется энергетической цепью и может соединяться с разъемами систем подачи, расположенных в здании, или с точками перехода рабочих сред потолочных линий подачи рабочих сред.
Корпус 10 имеет полость, в которую может вставляться или по меньшей мере частично входить чашеобразный кожух 20. На нижней кромке чашеобразного кожуха 20 предпочтительно предусмотрено резиновое кольцо 22, которое немного сжимается в убранном состоянии и, таким образом, обеспечивает плотное закрепление кожуха 20 в полости. Резиновое кольцо 22 служит также в качестве защиты от травм головы в выдвинутых положениях трубки 30, если пользователь случайно ударится о кожух 20.
Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, в корпусе 10 предусмотрен изгиб рукавообразной трубки 30, который имеет, предпочтительно, прямоугольное поперечное сечение и на котором, предпочтительно, образована закрытая защитная оболочка. А в области изгиба корпус 10, предпочтительно, имеет выпуклую поверхность, чтобы обеспечить равномерный (и плавный) подъем и спуск трубки 30 вместе с кожухом 20 и фитинговыми элементами 40а-40f, расположенными в нем, через отверстие 12, выполненное на нижней стороне корпуса 10. Для поступательного перемещения части трубки 30, которая проходит внутри корпуса 10 может быть предусмотрен, например, шпиндельный привод 60 с приводным электрическим двигателем. Для опускания и подъема трубки 30 можно также предпочтительно использовать в качестве привода пневматический подъемный цилиндр. Для того чтобы обеспечить опускание трубки 30 с максимально возможной прямолинейностью, корпус 10 содержит вблизи точки изгиба трубки 30 направляющую 14, которая образована параллельными вертикальными пластинами, расположенными на расстоянии друг от друга.
Устройство 100 для подачи рабочих сред предпочтительно содержит также устройство защиты от вандализма. Если, например, к кожуху 20 или к трубчатому соплу 30 прикладывается сила, величина которой превышает предварительно заданное пороговое значение, датчик силы, не показанный на чертежах, обнаруживает и измеряет эту силу, а затем при помощи промежуточного органа управления обеспечивает дезактивацию всех фитинговых элементов 40а-40f. В дезактивированном состоянии, например, на гнезда 40с или другие электрические фитинговые элементы 40d, 40е, 40f, напряжение не подается, а все фитинговые элементы 40а, 40b для газообразных и жидких лабораторных рабочих сред закрываются. Таким образом, в дезактивированном состоянии устройство 100 для подачи рабочих сред прекращает подачу или отвод лабораторных рабочих сред.
Важно также, чтобы при помощи соединения кожуха 20 через выполненную в виде гусеницы или рукава трубку 30 с корпусом 10 обеспечивалось устранение напряжений для всех линий 42 подачи рабочих сред, проходящих внутри трубки 30. Таким образом, эта трубка 30, оболочка которой является предпочтительно закрытой, направляет, защищает и служит опорой для всех проходящих внутри нее линий 42 подачи рабочих сред.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, показанном здесь в качестве примера, расстояние, на которое могут быть опущены кожух 20 и, следовательно, фитинговые элементы 40а-40f, относительно корпуса 10 составляет приблизительно 400 мм. Таким образом, фитинговые элементы 40а-40f могут быть опущены на рабочую высоту приблизительно 1,50 м над уровнем пола, и поэтому могут быть доступны даже для пользователей небольшого роста. Длина корпуса 10 в горизонтальном направлении в показанном примере осуществления, предпочтительно, составляет 1,50 м.
Отвод рабочих сред, предпочтительно, является возможным на любой высоте. Аналогично, движение вниз и вверх рукава 30 для рабочих сред можно предпочтительно останавливать и начинать на любой высоте. Однако отвод рабочих сред во время движения рукава 30 для рабочих сред, предпочтительно, невозможен по причинам безопасности. Эта функция также обеспечивается органом управления, который упомянут выше в связи с датчиком силы, но непосредственно не показан на чертежах.