具有防溢流特征的用于清除身体废物的设备及其制造方法.pdf

本发明提供了一种用于冲洗身体废料的改进的浴室设备。该设备包括二级排放装置，所述二级排放装置将在可能的溢流情况期间聚积的液体排放到常规的排放用下水道中，而无需对该下水道进行任何改动。

1.  一种防溢流浴室设备，其用于将身体废物冲进具有下水道管的卫生排放管，所述下水道管带有紧密地接近且平行于所述设备所安装到的表面的开口，所述设备包括：
结构主体部分，其安装至所述表面；
主排放装置，其终止在所述下水道管处并与所述下水道管流体连通；及
二级排放装置，其延伸到所述卫生排放管的所述开口中，超过所述主排放装置在所述下水道管处终止的位置。

2.  根据权利要求1所述的浴室设备，其中所述设备包括集水槽，所述集水槽以某一水位容纳水并且最初接收所述身体废物，所述槽具有带有冲洗水出口的上边沿部分并且与所述主排放装置流体连通，其中所述二级排放装置包括：
至少一个入口孔，其形成在所述槽中，低于所述边沿并高于所述某一水位的水；
排放管，其与所述下水道管和所述至少一个入口孔流体连通。

3.  根据权利要求2所述的浴室设备，其中所述二级排放装置进一步包括具有第一端和出口孔的封闭的贮液器，所述第一端流体连接至所述至少一个入口孔，所述出口孔流体连接至所述排放管。

4.  根据权利要求1所述的浴室设备，其中所述主排放装置终止在圆柱形环处，所述环的一部分延伸到所述下水道管的所述开口中，并且其中所述排放管终止在排放口处，所述排放口穿过所述环并进一步延伸到所述下水道管中。

5.  根据权利要求4所述的浴室设备，其中所述排放口延伸超过所述环大约1/2英寸。

6.  根据权利要求1所述的浴室设备，其中所述二级排放装置进一步包括液体存水弯装置，所述液体存水弯装置防止下水道气体通过所述二级排放装置。

7.  根据权利要求1所述的浴室设备，其中所述结构主体部分配置为抽水马桶的形状。

8.  根据权利要求1所述的浴室设备，其中所述结构主体部分配置为小便器的形状。

9.  根据权利要求1所述的浴室设备，其中所述二级排放装置布置在所述主体部分之外，并穿过形成在所述主体部分中的孔以与所述下水道管流体连通。

10.  根据权利要求1所述的浴室设备，其中所述二级排放装置整体地形成在所述主体部分内。

11.  一种防溢流浴室设备，其流体连接至下水道排水管，所述设备包括：
结构主体部分，其具有废物接收槽，所述废物接收槽包括上边沿并以某一水位容纳一定量的水；
主排放装置，其流体连接至所述槽，并且终止于圆柱形环处，所述圆柱形环流体连接至所述下水道排水管；以及
二级排放装置，其将所述槽流体连接至所述下水道排水管，所述二级排放装置包括入口装置、溢流排放管以及排放口，所述入口装置布置在所述槽中，位于所述边沿和所述某一水位之间，所述溢流排放管内径大约为1/2英寸并与所述入口装置流体连通，所述排放口与所述溢流排放管流体连通，且布置在所述环中，并延伸超过所述环进入到所述下水道排水管中，从而所述入口装置允许升高的废水从所述槽流进所述溢流排放管。

12.  根据权利要求11所述的防溢流浴室设备，其中所述二级排放装置进一步包括贮液器，所述贮液器将所述入口装置连接至所述溢流排放管，所述贮液器是大体封闭的，并具有接收孔和处于所述贮液器最低点的出口孔，所述接收孔流体连接至所述入口装置，所述出口孔流体连接至所述溢流排放管。

13.  根据权利要求11所述的防溢流浴室设备，其中所述结构主体部分为抽水马桶底座。

14.  根据权利要求11所述的防溢流浴室设备，其中所述结构主体部分是小便器。

15.  根据权利要求11所述的防溢流浴室设备，其中所述二级排放装置被整体地形成到所述结构主体部分中。

16.  根据权利要求11所述的防溢流浴室设备，其中所述溢流排放管安装在所述结构主体部分之外，从而所述溢流排放管的第一部分延伸穿过所述主体以与所述入口装置流体连通，而所述溢流排放管的第二部分延伸穿过所述主体以与所述排放口流体连通。

17.  一种用于防止浴室设备溢流而无需改造现有主卫生管道的方法，所述方法包括以下步骤：
提供具有主废物清除排放装置的浴室设备，所述主废物清除排放装置终止于与所述主卫生管道流体连通的排放口；
在所述浴室设备的槽中形成多个入口孔，所述槽具有设置在所述槽中的冲洗水出口之下且在所述主废物清除排放装置之上的入口孔；
提供与所述多个孔流体连通的二级排放装置；以及
使所述二级排放装置终止于在所述主卫生管道内的二级排放口处，超出所述主废物清除排放装置排放口；
其中，如果主清除排放装置堵塞，废水将通过所述入口孔和所述二级排放装置进入所述主卫生管道。

18.  根据权利要求16所述的方法，进一步包括以下步骤：提供贮液器装置，所述贮液器装置收集通过所述多个入口孔的任何液体并且使所述液体汇集到所述排放装置。

19.  根据权利要求16所述的方法，进一步包括以下步骤：将所述二级排放装置布置在所述浴室设备内。

20.  根据权利要求19所述的方法，其中将所述二级排放装置布置在所述浴室设备内的所述步骤包括以下步骤：将所述二级排放装置整体地形成在所述浴室设备内。

21.  根据权利要求16所述的方法，进一步包括以下步骤：
将所述二级排放装置布置在所述浴室设备外；
在所述浴室设备内形成开口，所述开口允许所述二级排放装置与所述多个入口孔流体连通；以及
在所述浴室设备内形成开口，所述开口允许所述二级排放装置与所述二级排放口流体连通。

22.  根据权利要求16所述的方法，其中所述浴室设备是抽水马桶底座。

23.  根据权利要求16所述的方法，其中所述浴室设备是小便器。

具有防溢流特征的用于清除身体废物的设备及其制造方法
发明背景
1.发明领域
本发明涉及用于将身体废料冲洗进排水系统或下水道系统的改进的浴室设备。更具体地说，本发明是具有防止设备溢流的二级排水系统的浴室设备。
2.相关技术的描述
诸如抽水马桶和小便器的传统浴室设备可能会被堵塞或堵住，导致在冲洗设备时冲洗的水和废物溢流。这样的水和废料的溢流明显是令人不快的，因而需要一种防止这些溢流发生的改进的浴室设备。
之前已经尝试过防止堵塞的抽水马桶溢流。这些现有技术的防溢流设备通常复杂，并要求对房屋或建筑物内现有的管道设备进行改造。
与抽水马桶溢流设备和系统有关的一些现有技术参考包括于1968年11月19日颁予Norbert J.Palmer的名称为“Toilet Bowl Construction”的美国专利No.3,411,162；于1980年5月27日颁予Ian T.Pak的名称为“Overflow Protection Apparatus”的美国专利No.4,204,285；由ChrisGiesken等人于2003年5月1日提交的名称为“Toilet Overflow PreventionSystem”的美国专利申请No.10/426,201；以及由Samsam U.Turkman于2003年4月22日提交的名称为“Stink-Free Non-Overflow Automatic Toilet”的美国专利申请No.10/419,756。
通常，这样的现有技术未能提供一种防止浴室设备溢流同时容易替换现有模式抽水马桶或者小便器安装而无需改造建筑物的管道设备的简单且性价比好的装置。
发明内容
本发明的广泛目的在于提供一种改进的浴室设备，如果在该浴室设备的主要排水系统中出现堵塞，该浴室设备不会溢流。
因为大部分抽水马桶和小便器会在设备的存水弯(trap)或排放口(discharge port)堵塞，所以本发明提供了一种具有二级排水管的改进的浴室设备，二级排水管旁通传统设备的主废物排放装置。当设备的主废物排放装置堵塞时，废水会在设备的槽(basin)中聚积，直到水位达到在设备的槽的上部区域中形成的多个二级排放孔。升高的水流过这些排放孔并通过与建筑物的排水系统/下水道系统流体连接的二级排放装置。以这种方式，本发明消除了设备的主排放装置的堵塞将造成的设备溢流的可能性。
因为本发明可以容易地取代旧的抽水马桶，而无需对当前的管道设备或浴室结构进行改造(例如，地面或墙壁)，因此该改进的浴室设备还提供优于结合有防溢流系统的其他抽水马桶的优势。其他系统要求对于当前的管道设备或其他待安装的管道设备进行改造以允许新系统的实施。换句话说，本发明是现有抽水马桶或小便器的简易替换，其提供了消除溢流的优势，并且在替换之前不要求对浴室或盥洗室进行任何额外的改造。
本发明优于其他防溢流系统的另一优势在于，本发明没有任何活动部件，因而经济实用并易于维护。现有技术系统经常包含会坏掉或出现故障的复杂且昂贵的传感器和电子器件。
当参考下列详细说明时，对于本发明所属领域的技术人员，本发明的进一步目的和优势将易于显而易见。
附图说明
说明参考附图，其中贯穿若干视图，相同的参考字符表示类似的部件，并且其中：
图1是根据本发明的优选实施方案的防溢流设备的局部截面侧视图；
图2是图1中所示的防溢流设备的局部横截面正视图；
图3是图1和2中所示的防溢流设备的底视图；
图4是通过图3中所示的截面4-4的视图；
图5是根据本发明可选实施方案的防溢流设备的局部截面侧视图；
图6是根据本发明可选实施方案的防溢流设备的二级排放装置的视图。
具体实施方式
现在参考附图，用于将身体废料冲进下水道系统的改进的浴室设备10、110被示出，下文中称为“浴室设备”或“设备”。
每个设备10具有传统的主排放装置20和二级防溢流排放装置30。类似地，每个设备110具有传统的主排放装置120和二级防溢流排放装置30。
除了新颖的二级防溢流排放装置30之外，设备10、110实质上各自与常规的抽水马桶或小便器的尺寸、形状、结构和操作相同。
具体地，每个设备10、110包括一般出现在常规的抽水马桶和小便器中的下列标准部件：结构主体或底座11以及各自的主废物排放系统20、120，所述结构主体或底座11包括容纳废料的大体上环形的盆或槽12，主废物排放系统20、120与槽12流体连通。每个排放装置20、120配置成具有形成液体存水弯22的一系列弯曲部分。设备10、110每次被使用或冲洗之后，该存水弯22起到使得一定量的水保留在槽12中的作用。应认识到，水线17，即在每次冲洗后留在槽12中的水量的高度，由槽12和主排放管20、120的相对容积以及存水弯22相对于槽12向上延伸的高度确定。
显而易见的是，在图1-4所描绘的本发明的实施方案中，浴室设备10的主体11是抽水马桶，而在图5中，浴室设备110的主体11是小便器。
常规设计的冲洗水箱体或源(未示出)流体连接至设备10、110，以提供冲洗设备10、110的容纳物所需要的水。箱体实质上可以位于相对于设备10、110的任何位置中。例如，箱体可以物理地直接安装到设备10、110或在远处的位置安装。类似地，加压的水管和止回阀系统可以用于代替箱体系统作为冲洗用水源。
此外，每个设备10、110还包括界定槽12的上边缘的边沿13。边沿13包括多个冲洗水出口14。冲洗水出口14流体连接至冲洗用水源，例如上述箱体。出口14被定向成在每次冲刷设备10、110时引导一定量的冲洗水向槽12下泄落。因为边沿13和出口14是常规的，所以不对它们进行更详细地讨论。
用于紧固设备主体11的开口18形成为穿过主体11的紧密地接近浴室安装表面(即，地面或墙壁)的部分。这些开口18允许常规零件或紧固件牢固地将主体11固定到该浴室表面。
应认识到，在其主体11被配置为抽水马桶的设备10中，座部(未示出)通常安装在边沿13上。
关于设备10，并且如图3和4中最佳示出的，排放装置20终止于紧密地接近设备10的底部边缘15的主排放口24。主排放口24包括圆柱形环25，该圆柱形环25的尺寸形成为可滑入常见于浴室地面7之下的标准卫生管道或管道设备5的开口中。应该认识到，管道设备5是一段常规的管，其通常与地面垂直，并与地面7的水平面相平地终止或略微地突出地面7的水平面。结合诸如蜡环等常规的密封材料，主排放口24和管道设备5流体连接，以使排放装置20能够起到用于将废料冲下设备10的主要装置的作用。
如图1-4所示，浴室设备的优选实施方案被配置为抽水马桶。设备10包括二级排放装置30，二级排放装置30通过形成在槽12的后壁中的多个入口孔32流体连接至槽12。这些孔32形成在槽12中比设备10的通常的水线17高的位置。每个进口32位于边沿1 3中出现的冲洗水出口14之下。
在本发明的优选实施方案中，具有3至5个进水孔32，每个进水孔32直径大约为3/8英寸。在一个实施方案中，孔32布置成一直线，大体上平行于水线17，并且位于边沿13下大约1至3英寸的位置。孔32的这个位置确保废水不会进入入口孔32，除非存在堵塞(即，在废水向槽12顶部聚积时)，同时在每次冲洗过程中伴随着接收少量的从冲洗水出口14排出的水，以保持排放装置30相对清洁并防止排放装置30中的水变臭。
入口孔32的位置、数量、大小、形状和相对于彼此的方位可以变化，并且孔32仅需要布置在出口14之下和水线17之上以起到二级排放装置30的进口的作用。
在本发明的优选实施方案中，二级排放装置30还包括溢流贮液器34。贮液器34是一个封闭的大致矩形的构件，其布置在设备10、110的主体11中。贮液器34具有与每个入口孔32流体连通的前侧33。贮液器34的底部或底36向下成一定角度远离前侧33和入口32，并终止在位于贮液器34的最低点的出口孔35。如所示，贮液器34的形状形成为从入口32接受任何液体，并且使该液体向形成在贮液器底部的出口孔35汇集。
排放装置30进一步包括溢流排放管38。在本发明的优选实施方案中，排放管38的内径大约为1/2英寸，并流体连接至出口孔35。
排放管38沿主体11延伸至二级排放口40。如在图3和4中最佳所示，二级排放口40穿过形成在环25中的孔，并超过环25延伸大约1/2至1英寸。当连接至标准排放装置5时，排放口40超过环25延伸的长度使得二级排放装置30物理地突出到管道设备5中，超过主排放装置20的主排放口24。
排放管38配置成具有形成液体存水弯39的一系列的弯曲部分。该存水弯39沿管38的长度布置在出口孔35和二级排放口40之间。存水弯39起到在每次设备10、110被使用或冲洗之后使得一定量的水保留在排放管38中的作用。排放管38中的存水防止下水道气体和气味通过二级排放装置30进入盥洗室。
现在参考图5，显示了本发明的可选实施方案，根据此实施方案，设备110的主体11配置成小便器的形状。除了主体11的形状以及因小便器的常规的墙体安装代替了抽水马桶的常规的地面安装而产生的下列变化之外，本发明的器件、结构和操作与以上所述相同，其中类似的部件具有相同的参考标号。
在设备110中，主排放装置120终止在位于紧密地接近设备110的后边缘115的位置的主排放口124处。主排放口124包括圆柱形环125，该圆柱形环125的尺寸形成为可滑入常见于浴室墙壁9之后的标准卫生管道或管道设备5的开口中。应该认识到，管道设备5是一段常规的管，其通常与墙壁垂直，并与墙壁9相平地终止或略微突出墙壁9。
如图5所示，排放管38沿主体11延伸至二级排放口140。二级排放口140穿过形成在环125中的孔，并超过环125延伸大约1/2至1英寸。当连接至标准排放装置5时，排放口140超过环125延伸的长度使得二级排放装置30物理地突出到管道设备5中，超过主排放装置120。
现在参考图6，示出了二极管排放装置30的可选实施方案，其中，贮液器34被去除并被管接头44代替。接头44在一端流体连接至入口孔32中的每一个，并在另一端连接至排放管38。
运行时，当主排放装置20、120阻塞或堵住时，冲洗用的水和废料将开始向槽12的顶部聚积。二级排放装置30以下列方式重新将聚积的液体导回到下水道5：
一旦液体聚积到入口孔32的高度，液体将流过这些入口32，并聚集在贮液器34中。贮液器34的带有角度的形状使得液体向下流过出口35进入溢流排放管38。液体流过排放管38，并通过延伸到下水道管道设备5中超过被阻塞的主排放装置20、120的各二级排放口40、140而流出二级排放装置30。
因此，应该理解，发明人已经描述了一种具有二级防溢流排放装置的改进的浴室设备，所述浴室设备易于替换实质上任何之前的设备(即，抽水马桶或小便器)，而不用对当前的管道设备或下水道系统进行改造。
相关领域的技术人员应该可以理解，上述改进的浴室设备可以由各种材料制成并可以配置成各种形状和尺寸，而不超越本发明的范围和目的。
在优选实施方案中，设备由诸如瓷的陶瓷材料构成。在其他实施方案中，设备可以由诸如塑料或金属的其他硬质、耐用和防水的材料制成。
在本发明的一个实施方案中，二级排放装置30整体地形成在设备的主体结构11内。例如，排放装置30可以被直接地铸造在由瓷制成的主体11的模子中。
但是，在其他实施方案中，二级排放装置30可以是与设备的结构主体11分离开的构件系统。即，二级排放装置30可以可拆装地连接至槽12和主体11，以易于制备或有利于成本考虑。在此可选的优选实施方案中，排放装置30可以部分地由常规的管道材料制成，例如金属或塑料管。
在再一些其他的实施方案中，二级排放装置30的一些构件可以与主体11整体形成，例如入口32，而二级排放装置的其他构件，例如贮液器34、溢流排放管38和二级排放口40、140可以连接至主体11以界定设备。
在再一些其他实施方案中，排放管38和存水弯39可以安装在主体11之外，且其中排放管38的第一端延伸穿过主体11以与入口装置32流体连通，而溢流排放管38的另一端也穿过形成在主体11中的另一孔，以与排放口40、140流体连通。
在又一些其他实施方案中，二级排放装置30可以设置为单独的构件，这些构件布置在形成在主体11内的开口和通道中，以有效地使二级排放装置30隐藏在主体11内。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1. 一种防溢流浴室设备，其用于将身体废物冲进具有下水道管的卫生排放管，所述下水道管带有紧密地接近且平行于所述设备所安装到的表面的开口，所述设备包括：
结构主体部分，其安装至所述表面；
主排放装置，其终止在所述下水道管处并与所述下水道管流体连通；及
二级排放装置，其延伸到所述卫生排放管的所述开口中，超过所述主排放装置在所述下水道管处终止的位置。
2. 根据权利要求1所述的浴室设备，其中所述设备包括集水槽，所述集水槽以某一水位容纳水并且最初接收所述身体废物，所述槽具有带有冲洗水出口的上边沿部分并且与所述主排放装置流体连通，其中所述二级排放装置包括：
至少一个入口孔，其形成在所述槽中，低于所述边沿并高于所述某一水位的水；
排放管，其与所述下水道管和所述至少一个入口孔流体连通。
3. 根据权利要求2所述的浴室设备，其中所述二级排放装置进一步包括具有第一端和出口孔的封闭的贮液器，所述第一端流体连接至所述至少一个入口孔，所述出口孔流体连接至所述排放管。
4. 根据权利要求1所述的浴室设备，其中所述主排放装置终止在圆柱形环处，所述环的一部分延伸到所述下水道管的所述开口中，并且其中所述二级排放装置终止在排放口处，所述排放口穿过所述环并进一步延伸到所述下水道管中。
5. 根据权利要求4所述的浴室设备，其中所述排放口延伸超过所述环大约1/2英寸。
6. 根据权利要求1所述的浴室设备，其中所述二级排放装置进一步包括液体存水弯装置，所述液体存水弯装置防止下水道气体通过所述二级排放装置。
7. 根据权利要求1所述的浴室设备，其中所述结构主体部分配置为抽水马桶的形状。
8. 根据权利要求1所述的浴室设备，其中所述结构主体部分配置为小便器的形状。
9. 根据权利要求1所述的浴室设备，其中所述二级排放装置布置在所述主体部分之外，并穿过形成在所述主体部分中的孔以与所述下水道管流体连通。
10. 根据权利要求1所述的浴室设备，其中所述二级排放装置整体地形成在所述主体部分内。
11. 一种防溢流浴室设备，其流体连接至下水道排水管，所述设备包括：
结构主体部分，其具有废物接收槽，所述废物接收槽包括上边沿并以某一水位容纳一定量的水；
主排放装置，其流体连接至所述槽，并且终止于圆柱形环处，所述圆柱形环流体连接至所述下水道排水管；以及
二级排放装置，其将所述槽流体连接至所述下水道排水管，所述二级排放装置包括入口装置、溢流排放管以及排放口，所述入口装置布置在所述槽中，位于所述边沿和所述某一水位之间，所述溢流排放管内径大约为1/2英寸并与所述入口装置流体连通，所述排放口与所述溢流排放管流体连通，且布置在所述环中，并延伸超过所述环进入到所述下水道排水管中，从而所述入口装置允许升高的废水从所述槽流进所述溢流排放管。
12. 根据权利要求11所述的防溢流浴室设备，其中所述二级排放装置进一步包括贮液器，所述贮液器将所述入口装置连接至所述溢流排放管，所述贮液器是大体封闭的，并具有接收孔和处于所述贮液器最低点的出口孔，所述接收孔流体连接至所述入口装置，所述出口孔流体连接至所述溢流排放管。
13. 根据权利要求11所述的防溢流浴室设备，其中所述结构主体部分为抽水马桶底座。
14. 根据权利要求11所述的防溢流浴室设备，其中所述结构主体部分是小便器。
15. 根据权利要求11所述的防溢流浴室设备，其中所述二级排放装置被整体地形成到所述结构主体部分中。
16. 根据权利要求11所述的防溢流浴室设备，其中所述溢流排放管安装在所述结构主体部分之外，从而所述溢流排放管的第一部分延伸穿过所述主体以与所述入口装置流体连通，而所述溢流排放管的第二部分延伸穿过所述主体以与所述排放口流体连通。
17. 一种用于防止浴室设备溢流而无需改造现有主卫生管道的方法，所述方法包括以下步骤：
提供具有主废物清除排放装置的浴室设备，所述主废物清除排放装置终止于与所述主卫生管道流体连通的排放口；
在所述浴室设备的槽中形成多个入口孔，所述槽具有设置在所述槽中的冲洗水出口之下且在所述主废物清除排放装置之上的入口孔；
提供与所述多个孔流体连通的二级排放装置；以及
使所述二级排放装置终止于在所述主卫生管道内的二级排放口处，超出所述主废物清除排放装置排放口；
其中，如果主清除排放装置堵塞，废水将通过所述入口孔和所述二级排放装置进入所述主卫生管道。
18. 根据权利要求17所述的方法，进一步包括以下步骤：提供贮液器装置，所述贮液器装置收集通过所述多个入口孔的任何液体并且使所述液体汇集到所述排放装置。
19. 根据权利要求17所述的方法，进一步包括以下步骤：将所述二级排放装置布置在所述浴室设备内。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中将所述二级排放装置布置在所述浴室设备内的所述步骤包括以下步骤：将所述二级排放装置整体地形成在所述浴室设备内。
21. 根据权利要求17所述的方法，进一步包括以下步骤：
将所述二级排放装置布置在所述浴室设备外；
在所述浴室设备内形成开口，所述开口允许所述二级排放装置与所述多个入口孔流体连通；以及
在所述浴室设备内形成开口，所述开口允许所述二级排放装置与所述二级排放口流体连通。
22. 根据权利要求17所述的方法，其中所述浴室设备是抽水马桶底座。
23. 根据权利要求17所述的方法，其中所述浴室设备是小便器。