专利名称：用于排出废液并阻挡异味的弯管和排泄管组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及弯管管道系统，所述系统用于排泄废液到下水管中，同时防止异味逸出到周围的空气中。更具体地说，本发明提供使用双废液通道的弯管自由(无阻碍)通道和受控废液通道。
背景技术：
人们对淡水的需求在不断上升，因此，节约淡水的意识也在上升。节约淡水的方法之一是使用不需用水冲洗的排水系统。使用无水小便器是一个很好的节水解决办法的例子。许多发明人都已探索过无水排泻系统。免冲洗小便器要解决的基本问题是使尿液通过下水管道而不会遗留使微生物繁殖的暴露的潮湿区域，同时防止尿液的气味散发到居住空间的空气中，并符合管道法规的要求，管道法规要求液体通过弯管的流动不能受到阻碍
(或者不能存在可能受到阻塞)。为了解决这些问题，现有的免冲洗小便器利用多种U形弯管，所述弯管将尿液收集到隔室中，同时使收集的尿液和周围空气之间的接触最小化。而其他类型的小便器另外使用密封剂液体，此液体通常是浮在放泄弯管中的尿液之上的油状物质，并防止异味从尿液传递到居住空间中的空气中，请参阅例如Atwill (美国专利6，589，440B2)和Gorges (美国专利 6，053，197)。液体密封剂的方法在阻止异味逸出到周围的空气中是更有效的。然而，部分密封液在每次使用时与尿液混合，并且其中一部分排入下水道。此外，如果不经常使用小便器，尿液会在使密封剂液体的一部分从弯管的入口侧流动到弯管的出口侧的使用与下一次使用之间蒸发，从而损失较大部分的密封剂液体。因此，如果不经常使用小便器，则需要更频繁地补充密封剂液体，从而提高维护的负担和成本。此外，为了使液体密封剂在现有的无水弯管中的损失降值最少，必须让新尿液进入小便器中引起的湍流最小化。因此，经过现有弯管的流量被保持在最低限度。后者带来的另一个缺点是现有的无水小便器会在弯管处积累固体废物，从而也需要经常维修。由于上述缺点，虽然有着显著的节水潜力，当前免冲洗小便池也没有被广泛采用。缺乏广泛采用的原因可能是某些类型的免冲洗小便器表现不佳，和/或其他类型的小便器相对较高的维护成本。例如，某些免冲洗小便器无法把臭味降低到令人舒适的水平。另一方面，现有的利用液体密封剂的小便器需要相对频繁的维护工作。密封剂液体由于正常使用而流失，并且在一定的使用次数后必需补充。此外，越少使用小便器，则液体密封剂每次使用时的损失愈高，并且更经常需要补充液体密封剂。Gorges (美国专利6，973，939)记载了一种用于存放密封液并用作弯管的盒类型。用作弯管的方式允许方便地更换该盒。然而，由于上面所讨论的密封剂液体的缺点，频繁更换盒的成本也表现出超过用水清洗小便器的成本。由于维护成本，基于液体密封剂类型的小便器大多适用于使用频率高的地方。因此，需要能处理废液而不需要冲洗的节约系统，所述系统能够在不使用小便器或不经常使用时在小便器中保存异味密封剂，并且方便维护。
发明内容
本发明提供一种不需冲洗的用于排废液的排泄管和弯管系统。排泄管和弯管系统用于小便器、水槽、地面排水管和任何其他类型的排泄管中，用于防止异味从废液中回流。本发明在弯管中使用密封剂液体。密封剂液体被选择为在废液中是不混溶的(和不溶解的)，并且具有低于废液的密度的密度。因此，当密封剂液体与废液混合在一起时，密封剂液体与废液分离并漂浮在废液的顶部，从而使密封剂液体形成阻止异味从废液传递到空气中的屏障。根据本发明的排泄管和弯管使用两个通道第一通道与任何现有的弯管相似。此类通道基于U形弯管，该U形弯管允许液体从入口侧自由地流动到出口侧，因此允许大量流动而防止溢出。U形弯管也保持一定残留量的液体，此液体保持停留在排泄管中以用作防止异味从下水道回流到生活空间中的堵塞物(或屏障)。
第二通道把弯管的底部与下水道用管子(或管道)连接。管子(或管道)连接到弯管的底部的释放开口。释放开口由阀控制。阀本身由浮动机构控制。当有废液流入时，在弯管中的液体水位上升，使浮动机构作用在阀上并使阀打开。最接近弯管的底部的液体(即具有较高密度的液体)接着流动通过释放开口经管道流向下水管道，从而使弯管中的液体的水位下降，并且浮动机构下降到使阀返回到关闭位置的水位。任何本发明的实施例的设计中的一个关键特征是保留一定剩余量的废液和一定量的密封剂液体，以使得在排泄管不被使用时仍能将异味屏障保持在释放位置。因此，通过使废液通过液体屏障，然后流动通过释放开口流向下水道，可以将密封剂液体的损失减少到最小。在弯管中剩余的密封剂液体用作屏障，所述屏障防止空气与还保留在弯管中和环境空气中的剩余量的废液之间的接触，还防止异味回流和减少剩余废水的蒸发。后者在不常使用的小便器的情况下很重要，例如其能使密封剂液体的损失最小化。因此，本发明提供了一种排泄管和弯管系统，此系统符合国家卫生法规的要求，因为它让废液能自由流通到排泄管。弯管能在小便器高频度使用时使密封剂的损失最小化，并在不常使用时需要较少的维护。此外，当本发明的弯管使用在小便器中时，因为废液朝向下水管道废液排出而对弯管中的液体湍流不敏感的新颖方式，小便器盆可以被设计成具有陡峭侧面，从而使尿液与周围的空气接触的时间减至最小。
图IA是示意性地显示根据本发明的实施例的弯管和排泄管组件的侧剖视图；图IB与图IA相比较并示意性地显示柑橘本发明的实施例的弯管组件的操作；图2示意性地显示根据本发明的一个实施例在构建装置时可以考虑的示例特征；以及图3示意性地显示如上所述根据本发明的教导构造的小便器的侧视横截面。
具体实施例方式本发明提供一种用于排出废液的弯管管道组件，该组件在排出废液的同时能阻止气味逸出到可吸入的空气中(例如，影响周围的生活空间中的人)，并且每次废液流过后不需要使用水冲洗排泄物。下面的描述提供了对本发明的更全面说明的许多具体细节。然而，显而易见的是，有关领域方面的技术人员能够在没有这些具体细节的情况下实施本发明。在其他实例中，众所周知的功能没有被详细描述以便不混淆本发明。跟随此说明的权利要求限定本发明的范围。术语在以下描述的术语“弯管”、“排泄弯管”、“排泄装置”是指现有技术中记载的异味阻挡管道，例如S型弯管、P型弯管、Q型弯管、瓶型弯管或任何其他的弯管，其用于防止污水和生活空间之间的空气接触。对本领域中的普通技术人员显而易见的是本发明可以用任何可获得的弯管设计来实现，并且如在此所公开适用于具体化本发明的任何具体应用。本文的U型弯管是指任何使用重力的弯管(包括上述类型的弯管)，所述弯管利用重力把剩余量的液体保留在弯管中，并允许该液体自由地从弯管入口侧流到出口侧(即，下水道)。
空气(或可吸入的空气)是指不希望有任何异味或任何其它化学物质的存在的空间。基本概念的描述本发明的一个实施例是异味弯管管道组件，该组件可连接到类似于小便器的盆的液体接存器的底部，用于把废液转到下水管道。弯管最初装满了密封剂液体。该密封剂液体被选择为在废液中是不能混溶的，并且其特定的密度低于废液的密度。例如，对于在小便器设备的实例中，密封剂液体可以是疏水性液体，该疏水性液体具有比尿液的比重低的比重，从而在密封剂和尿液混合时允许密封剂液体沉淀并伏在尿液的顶面上。本发明的弯管组件提供了两个(2)液体通道第一通道类似于传统的弯管进行操作，能够允许无阻碍的任何液体通过，因此可防止溢出，同时保持剩余量的液体以用作异味阻挡管并防止异味从下水道扩散到可呼吸的空气中。根据本发明，第二通道包括靠近弯管底部的释放开口，该开口通过管道与下水管道连接。阀(或类似的隔断元件)用于封闭弯管底部的该开口。此阀与浮动机构结合作用。浮动机构放置在弯管内并能浮在弯管内的液体中。阀和浮动机构被设计成在浮力的影响下的向上移动(或向上的位置)导致阀打开(或保持打开)，反之亦然，当浮力不足时阀向下移动(或向下的位置)使阀处于关闭位置。因此，当弯管中的液体量低于预定水平时，阀保持在关闭位置。当排泄管通过该排泄装置的入口接收到废水时，废水因与上述的液体比重不同而流向弯管的底部，并且液体的总水位上升，从而提供浮力给浮动机构，从而自动使阀打开。由于废水位于弯管底部的底部开口附近，因此该废水流经开口，并通过管道流向下水道。当在弯管中液体水位下降到预定的水平(或低于预定水平)时，阀关闭。液体的所述预定水平可以设计成保留一部分的废水和所有(或至少大多数)的密封剂液体在弯管中。弯管中剩余的密封剂液体被用作废液和空气之间的屏障。图IA是示意性地表示根据本发明的实施例的弯管和排泄管组件的侧剖视图。根据本发明，弯管和排泄管系统101可以连接到诸如小便器盆100的用于接收废液的主体。弯管和排泄管组件包括用于接收废液的主隔室102 (即入口)。主隔室102通过大致U形(或S形)的管104连接到排泄管110，并允许任何液体畅通无阻地流动通过弯管。后者通常是管道卫生和建筑规范的要求。至弯管和排泄管的所述入口可用盖134遮盖，从而使尿液流向主隔室流动。盖134可以具有特定形状的设计特征，以在尿液进入主隔室102时减小尿液的速度。在废液与密封剂液体混合时减小废液的速度的目的是更好地分离这两种液体，从而促进废液在弯管底部快速沉淀。盖134也可以被紧密地装配成允许废液通过而阻挡尺寸大于给定尺寸的固态物体，例如烟头、废纸或任何其他大小超过给定极限的不希望有的固态物体。在弯管和排泄管系统的底部(或接近该底部)，释放开口 124允许废液朝向主排泄管Iio流过管126，从而引导到下水道。该开口由阀系统封闭。该阀系统与浮动机构相结合，所述浮动机构利用液体的浮力来操作。在浮力不足的情况下，阀122封闭出口 124。当弯管中有足够的液体时，浮力把浮动机构向上充分推压，以打开阀并允许废液通过出口 124流向下水道。例如，阀门122可连接到浮动元件120。浮动元件连接器123连接阀与浮动元件。连接器123的长度可以被设计为可调节，并且所述连接器的长度可用来确定可保留在弯管 中的液体量。在本发明的其它实施例中，阀本身可设计为通过重量和密度相应浮力，从而使浮力向上推动阀到足以打开开口 124。如在图IA中所示，阀(和/或浮动机构)可以被放置在单独的隔室106，所述隔室具有一个或多个孔130，所述孔连接主隔室102与隔室106。所述孔允许隔室102和106之间的压力平衡，从而使液体在隔室之间自由移动。与图IA相比较，图IB示意性地显示根据本发明的一个实施例的弯管组件。废液164从接收容器100流入本发明的弯管的入口。废液具有比密封剂液体更高的密度并不与所述密封剂液体混溶，因而所述废液流向底部(例如165)而没有任何明显的混合。当废液积聚在弯管中时，两种液体的水位都有上升，正如线162所指示，而密封剂层的厚度保持恒定，如160和161所示。然而，两种液体的顶部水位上升，从而提供浮力到浮动机构(例如，浮动元件120)，因此使阀打开和从底层释放废液。当足够的废液(例如，168)已通过开口124被释放时，阀122返回到其下部位置，关闭开口 124并停止废液的流动，并在弯管中最终保持一定剩余量的废液。本发明的实施例能防止密封剂液体从弯管中损失，并允许密封剂层160的厚度保持不变，而尿液层根据废液的流动水平增加或减少。图2示意性地表示在制造根据本发明的实施例的装置时可以考虑的示例功能。以下特征中的一个或多个可以在实施本发明的装置中单独或以任何组合存在。图2仅是这些特征的代表。在构建本发明的实施例时，每个特征可以单独或组合存在。过滤系统。为了获得弯管组件的最大效率，可以使用筛网过滤器在尿液通过阀和开口之前过滤尿液。筛网过滤器210可下降到主隔室中并可具有释放开口 212，此开口朝向主通道至下水道，从而保证液体通畅地朝向主排泄管流动。网格212可以被设计成能频繁拆卸和清洗。浮体和阀控制。图2示意性地显示如何实现浮力驱动阀220。阀可以具有球形(例如，由橡胶制成)，并具有预先确定的质量和密度，使得所述阀在液面达到预定水位时浮动。否则，当浮力低于预定水平时，阀保持在容器(例如元件225)内的适当位置处，从而封闭朝向第二通道的开口。
阀导向系统。阀220可以由刚性导向装置225(例如，保持器)来引导和保持在适当位置，此刚性导向装置在开口 124附近。压力平衡。为了防止压力积聚在弯管和释放系统中的任何隔室中，特定管(例如管230)可用于连接任何隔室到主排泄管，只要该管不容许空气从下水道回流至空气中即可。压力平衡管道允许平衡压力和防止异味气体进入生活空间的空气中。免冲洗小便器图3示意性地显示如上所述按照本发明的教导组建的小便器的侧视图的横截面。图3的小便器包括接收器300，用于接收尿液。此接收器整个或至少部分的上表面可以使用疏水材料制成，以使尿滴最小化地附着到接收器300的表面。由于实施本发明的弯管可以被设计成防止密封剂液体由于液体湍流而损失，因此接收器300的壁可以陡峭，以便使尿液310在流入到弯管305中之前被暴露在空气中的时间最少。如上所述，尿液流入弯管，并流过密封剂液体层。弯管底部320可以成形为使得该·弯管底部能收集固体碎片，并被构造成使尿液通过该密封剂液体时引起的湍流最小化。例如，隔室的底部320可以成形为凹部以阻止液体的运动，并允许尿液在流入使其可以流动通过开口的第二隔室330之前与密封剂液体快速分离。第二隔室330可以是窄且深，可使用二级管连接到释放开口，从而引导至下水管。隔室330的深度和狭窄度使得只有尿液而没有密封剂液体到达释放开口 332。阀336被设计为在小便器不使用时封闭释放开口，并且通常当弯管中的液面低于预定水位时，或者当尿液被接收在小便器中时，随着液面上升并提供足够的浮力到浮动机构，阀336提升从而打开释放出口 332，从而导致积聚的尿液流出弯管并流向下水道。当弯管中的液面回到预定水位时，阀336自动封闭释放出口 332。因此，从实施本发明的无冲洗小便器接收尿液，到尿液流动至密封剂层的下方以将尿液除去到下水管中，在尿液与周围的空气之间具有最小接触。更重要的是，与现有的小便器不同，尿液不需水来冲洗而被除去。因此，弯管和排泄管组件能够排除废液并同时防止异味气体从下水道回流而无需冲洗。本发明的弯管和排泄管的概念提供了与现有技术相比的多个优点。在现有技术中，因液体的湍流而增加密封剂液体的损失，这通常发生在尿液的接收以及其与密封剂液体的混合中。此弊端迫使设计免冲洗弯管以将尿液流入弯管中的速度降到最低，从而延长尿液被暴露到周围环境空气中的时间。由于本发明的实施例能防止(或至少最小化)湍流引起的密封剂的损失，根据本发明的小便器允许将小便器接收部分(具有陡壁)设计成使得尿液与周围空气接触的时间最小化。作为后者的结果，较少的不希望有的气味会逸出到空气中。现有技术的免冲洗小便器使用弯管内的的形状特征来保留尽可能多的密封剂液体以降低维护成本。这些形状特征同时会收集固体废物，从而使现有技术的弯管难以(甚至不可能)进行清洁和重新使用。其结果是现有技术的免水弯管被设计成定期更换，从而导致较高的维护成本。实施本发明的弯管与排泄管，通过使用两个单独的通道来过滤(可能通过筛网过滤器或仅通过倾析)废液。此外，当固体废物被收集在弯管中或仅作为预防性维护措施时，本发明的弯管能让使用者用足够量的水冲洗弯管，然后再重新将足够量的密封剂液体装入弯管。另一个益处是，长期来说，如果是固体的存积物(例如，方解石矿物)积聚在弯管中，可以用溶解液填充弯管以溶解所述固体，然后用足量的水冲洗弯管并重新将密封剂液体填充到弯管。现有技术的免水小便器的一个弊端是，如果不经常使用小便器，残余尿在小便器中蒸发，剩余密封剂在入口侧和出口侧保持相等比例。在下一次使用小便器时，弯管出口侧存在的密封剂的一部分被从弯管推出并损失。总之，小便器的使用越少，密封剂液体的补充需要越大。后者导致维修费用增加。此外，因为此缺点，在一些地方，例如炎热的天气和/或在偏远区域使用现有技术小便器是不切实际的，因为其中残余尿液可能在几个小时内蒸发，或不能提供随着频繁使用所需的维护工作。按照本发明教导构造的弯管使得密封剂液层停留在残留部分尿液的上方，从而防止(或至少是显著减慢)残余的尿液蒸发。由于该密封剂液体留存在弯管中(即使尿液蒸·发)，因此在下一次使用小便器时不会导致密封剂液体有任何损失。所述排泄弯管和释放系统是符合卫生法规和要求的。弯管和释放系统可被安装在小便器中。它能够防止异味逸出到空气和生活空间中，并且在不经常使用小便器时也不会变干。根据本发明生产的装置与现有技术相比有许多优点。当根据本发明的小便器在很长一段时间不使用时，残留的尿液被保存在疏水性液体层之下。后者能防止尿液蒸发，而一旦尿液蒸发，密封液在所有季节都将沉淀于底部并在下一次使用时流失。由于用来接收尿液的区域与逐步排出尿液的区域可分开一定距离，因此可以将弯管设计成使得通常使尿液在到来时与密封剂液体混合的湍流可以被最小化。此外，由于该物理分离，也可以使用过滤器，所述过滤器随着逐渐排出尿液而从尿液中去除固体块。后者的特点能让本领域的普通技术人员设计具有可拆卸的部件的弯管(例如，隔室的底部320和330)，便于清洗和维护。例如，过滤器，例如112，可被插入到弯管中，以便过滤逐渐排出的尿液并收集可能沉淀到排泄管的底部的其他固体。为了维护，该过滤器可被拆除以便清洗或更换。此外，根据本发明的弯管和排泄管系统可以使用工业洗涤剂溶解存积物并然后用水清洗并每次补充密封剂流体而被清洁。后者与需要更换药盒的现有技术相比有显著优势。因此，弯管组件在排泄管中用于排出废液并同时阻止异味从废液和/或下水道回流。
权利要求
1.一种弯管组件，所述弯管组件用于向下水管道排放废水且同时阻止异味回流，所述弯管组件包括 U形液体弯管，所述U形液体弯管用于容纳密封剂液体和废水，其中所述密封剂液体的比重低于所述废水的比重，从而使所述密封剂液体浮在所述废水的上面，并且其中所述U形液体弯管具有内部、用于接收所述废水的接收开口、用于连接到下水管道的流出管以及在所述内部的底部附近的释放开口 ； 释放管道，所述释放管道将所述释放开口连接到所述下水管道； 阀，所述阀安装在所述内部内并接近所述释放开口，所述阀被构造成在所述内部中的来自所述密封剂液体和所述废水的浮力低于预定水平时封闭所述释放开口，并且其中所述阀在所述密封剂液体和所述废水的浮力至少等于所述预定水平时处于打开位置。
2.如权利要求I所述的弯管组件，其中，所述阀的密度低于所述密封剂液体的密度。
3.如权利要求I所述的弯管组件，还包括 在所述内部内的浮动元件，所述浮动元件与所述阀相连。
4.如权利要求I所述的弯管组件，还包括 浮动机构，所述浮动机构具有浮动元件，所述浮动元件悬浮在所述密封剂液体和所述废水中并通过连接器与所述阀连接。
5.如权利要求4所述的弯管组件，其中，所述连接器的长度决定所述阀从关闭位置转换到打开位置所需的所述废水的水位。
6.一种用于处理尿液的小便器，包括 构造用于收集尿液的收集盆；和 弯管组件，所述弯管组件连接到所述收集盆的底部，以把所述尿液从所述收集盆输送到下水管道，其中所述弯管组件还包括 壳体，所述壳体用于容纳密封剂液体和所述尿液的至少一部分，所述壳体具有内部、U形主流管和靠近所述内部的底部的释放开口； 连接所述释放开口与所述下水管道的释放管；和 阀，所述阀与浮动元件相结合，从而使所述阀在所述尿液的体积小于预定量时封闭所述释放开口，并且其中所述阀在所述尿液的所述体积大于所述预定量时处于打开位置。
7.如权利要求6所述的小便器，其中，所述收集盆的表面用疏水性材料覆盖。
8.如权利要求7所述的小便器，其中，所述收集盆整个由所述疏水性材料制成。
9.如权利要求8所述的小便器，其中，所述内部还包括第一隔室和第二隔室，其中所述第一隔室和所述第二隔室通过至少一个放泄孔连接，并且其中所述第一隔室通过所述主流管连接到所述下水管道，并且其中所述释放开口在所述第二隔室的底部。
10.如权利要求8所述的小便器，还包括 位于所述内部内的筛网过滤器，所述筛网过滤器的底部面对所述U形主流管，以使大流量的冲洗液畅通无阻地通过。
全文摘要
本发明提供了一种免冲洗排泄管和弯管系统。本发明的弯管可用于旨在阻止异味从下水管道回流的任何弯管系统中。密封剂液体在弯管中浮在废液的顶部上以阻挡异味。弯管类似于传统排泄管系统使用一个通道把液体排入下水管道，用于防止溢出和进行清洗。第二通道允许弯管使少量的废液通过开口和阀排掉，所述阀通过废液积聚在弯管中产生的浮力来操作。在正常使用中，废液排入下水管道而不会造成密封剂液体损失。此外，在不经常使用弯管时，弯管的性能不会受到废液蒸发的影响。
文档编号A47K11/12GK102892345SQ201180023976
公开日2013年1月23日 申请日期2011年5月16日 优先权日2010年5月14日
发明者卡里姆·拉高毕 申请人:卡里姆·拉高毕