用于连接导管的挠性法兰装置以及连接所述导管的方法.pdf

本公开总地涉及改进的抽水马桶法兰及用于安装这样的抽水马桶法兰的方法。在一个示例性实施方案中，改进的抽水马桶法兰装置包括外法兰和从所述外法兰向下延伸的挠性导管部分(即套管)。该挠性套管具有足够挠度，以适应在偏移的、未对齐的、成角度的或以其他方式非协调的卫生器具排放装置和废物排出管出口之间的连接。在一个实施方案中，该挠性套管包括至少一个带波纹的部分，以有助于期望的挠性。挠性套管的上部分可以包括向内延伸的凸缘部分，以适应在卫生器具排放装置和法兰装置之间的期望的密封。还描述了用于在卫生器具排放装置和废物排出管之间安装所公开的法兰装置的相关方法。

1.  一种用于连接在卫生器具排放装置和废物排出管出口之间的法兰装置，包括：
外法兰，用于相对于基本上设置在所述卫生器具排放装置和所述废物排出管出口之间的表面来进行安置；以及
连接到所述外法兰的套管，所述套管沿所述套管的下部分具有一个或更多个带波纹的部分，以赋予所述套管挠性，所述套管还在所述套管的上部分具有向内延伸的凸缘，所述凸缘的挠性足以使所述凸缘在被所述卫生器具排放装置接合时向下弯曲。

2.  根据权利要求1的法兰装置，其中所述套管与所述外法兰是整体形成的。

3.  根据权利要求1的法兰装置，其中所述套管以可移除的方式连接到所述外法兰。

4.  根据权利要求1的法兰装置，其中所述套管和所述外法兰是由不同材料形成的。

5.  根据权利要求1的法兰装置，其中所述向内延伸的凸缘具有在所述外法兰之上的第一未接合位置和基本上与所述外法兰水平的第二接合位置。

6.  根据权利要求1的法兰装置，其中所述套管是单一形成的。

7.  根据权利要求1的法兰装置，其中所述套管是能够弯曲至少10度的挠性套管。

8.  根据权利要求1的法兰装置，还包括一个或更多个围绕所述套管的下部分设置的密封件。

9.  根据权利要求8的法兰装置，其中所述一个或更多个密封件是与所述套管的所述下部分整体形成的，并且限定一纵向距离，由此所述一个或更多个密封件在其纵向上端具有最大直径，并且向其纵向下端直径一般减小。

10.  一种用于连接在卫生器具排放装置和废物排出管出口之间的法兰装置，包括：
外法兰，用于相对于基本上设置在所述卫生器具排放装置和所述废物排出管出口之间的表面来进行安置；以及
连接到所述外法兰的套管，所述套管包括具有第一纵轴线的第一端和具有第二纵轴线的第二端，所述套管由挠性材料制成，从而所述套管的所述第二端可以相对于所述套管的所述第一端扭曲，由此所述套管能够弯曲至少10度，所述弯曲是通过所述第二纵轴线相对于所述第一纵轴线的角位移来度量的。

11.  根据权利要求10的法兰装置，其中所述套管能够弯曲0度到大于90度，所述弯曲是通过所述第二纵轴线相对于所述第一纵轴线的角位移来度量的。

12.  根据权利要求10的法兰装置，其中，当所述套管未扭曲时，所述第一和第二纵轴线是对齐的。

13.  根据权利要求10的法兰装置，其中所述套管是由具有范围从大约35肖氏A到大约75肖氏A硬度的单一材料制成的。

14.  根据权利要求10的法兰装置，其中所述套管的下部分是由具有范围从大约75肖氏A到大约120洛氏R硬度的单一材料制成的。

15.  根据权利要求14的法兰装置，其中所述套管的所述下部分包括一个或更多个带波纹的部分，所述带波纹的部分有助于所述套管的所述下部分的挠性。

16.  根据权利要求10的法兰装置，其中所述套管的上部分包括向内延伸的凸缘，所述凸缘的挠性足以使所述凸缘在被所述卫生器具排放装置接合时向下弯曲。

17.  根据权利要求16的法兰装置，其中所述向内延伸的凸缘具有在所述外法兰之上的第一未接合位置和基本上与所述外法兰水平的第二接合位置。

18.  根据权利要求10的法兰装置，还包括一个或更多个围绕所述套管的下部分设置的密封件。

19.  根据权利要求18的法兰装置，其中所述一个或更多个密封件是与所述套管的所述下部分整体形成的，并且限定一纵向距离，由此所述一个或更多个密封件在其纵向上端具有最大直径，并且向其纵向下端直径一般减小。

20.  一种用于将具有第一纵轴线的卫生器具排放装置连接到具有第二纵轴线的废物排出管出口的方法，所述第一和第二纵轴线是非协调的，所述方法包括：
通过表面设置法兰，所述法兰包括外法兰和挠性套管，所述挠性套管具有附接到所述外法兰的第一端，其中所述挠性套管的所述第一端具有对应于所述第一纵轴线的纵轴线；
扭曲所述挠性套管，使得所述挠性套管的第二端具有对应于所述第二纵轴线的纵轴线；
将所述挠性套管的所述第二端连接到所述废物排出管出口；以及
将所述卫生器具排放装置连接到所述法兰，以建立从所述卫生器具排放装置通过所述法兰并进入到所述废物排出管出口的液封连通。

21.  根据权利要求20的方法，其中扭曲所述挠性套管的操作包括手动使所述挠性套管弯折以达到大于至少10度的弯曲，所述弯曲是通过所述第二纵轴线相对于所述第一纵轴线的角位移来度量的。

用于连接导管的挠性法兰装置以及连接所述导管的方法
技术领域
本公开总地涉及用于将诸如卫生器具的导管(conduit)连接到废物排出导管的装置，并且更具体地涉及包括特殊配置的挠性套管和抽水马桶法兰的法兰装置，该法兰装置将抽水马桶(冲水便器)装在支撑地面上，并且还提供抽水马桶(冲水便器)和废物排出管之间的密封互连。
背景技术
抽水马桶(也称为冲水便器)是通常安装在大多数的盥洗室中的废物处理装置。这些类型的卫生设备一般包括称为水箱的储水容器，该容器附接到称为坐便器的虹吸座形盆上。周期性地通过冲水来从坐便器中除去废物，从而使水通过坐便器从水箱中排出，并且排出到废物排出管中。但是，为了工作，坐便器必须得借助流体输送导管连接到废物排出管。典型地，坐便器平装在地板上并且与刚性的抽水马桶法兰连接。抽水马桶法兰又与通向废物排出管的导管连接。
常规的抽水马桶法兰通常被设计为互连在位于一公共的纵轴线上的导管之间。因此，这样的抽水马桶法兰被形成为刚性的，并且沿它们的导管部分一般不提供任何类型的挠性，因此不足以允许法兰的任何非可忽略的扭曲(distortion)。在废物排出管已经受到由于应力或环绕所述管的材料(例如混凝土、水泥等等)所施加外力导致的变形影响的情况下，是期望这样的挠性的。这些应力可以导致所述管的开口呈椭圆形，而这又将妨碍现有技术的刚性法兰进入所述管，因此要求使用直接施加于所述管开口的蜡封。
此外，当在具有偏移、未对齐、成角度或其他方式非协调(incongruous)的配置的排放管和废物排出口之间连接时，是期望挠性法兰的。在这些情况下使用刚性法兰将使得直接施加于所述管开口的蜡封的使用成为必然。
再者，已经发现排出管的尺寸通常依制造商而不同。这种情况在这样的境地是常见的，即这些尺寸未受规范，并且制造商通过将排出管制造得比所需的薄和/或小来使成本最小化。
如可以理解的，之前所提及的问题通常在那些缺乏适当规范并且具有不同的构造方法和材料的境地下更为普遍。如上面所阐述的，由于当前可获得的抽水马桶法兰的导管部分的刚性，存在着一些与椭圆形管、非协调的管以及尺寸过小或过大的管相关的问题。大多数处理这类问题的专业人士转向蜡封的使用和/或对废物排出管的改动。然而，这些解决方案是不可靠的，因为密封连接并非足够强以防止泄露和伴生的气味的，并且它们常常是昂贵的，而且由于安装过程延期而是低效的。
同样地，常规的抽水马桶法兰适用于铸铁管道系统(piping)或塑料管道系统之一但并非两者均适用，通常是因为金属管道系统具有的内径比塑料制造的管道系统的内径小。
期望用于解决上述问题的改进的抽水马桶法兰。还期望用于安装改进的抽水马桶法兰的相关方法。
发明内容
本公开总地涉及改进的抽水马桶法兰及用于安装这样的抽水马桶法兰的方法。在一个示例性实施方案中，改进的抽水马桶法兰装置包括外法兰和从所述外法兰向下延伸的挠性导管部分(即套管)。该挠性套管具有足够的挠度，以适应在偏移的、未对齐的、成角度的或以其他方式非协调的卫生器具排放装置(discharge)和废物排出管出口之间的连接。在一个实施方案中，该挠性套管包括至少一个带波纹的部分，以有助于期望的挠性同时防止挠性套管的扭结(kink)。挠性套管的上部分可以包括向内延伸的凸缘部分，以适应在卫生器具排放装置和法兰装置之间的期望的密封，由此消除对单独的垫圈件(例如蜡封或泡沫橡胶密封件)的需求。同样地，该改进的抽水马桶法兰连接卫生器具排放装置和废物排出管而在这些部件之间没有任何流量减少。
还描述了用于在卫生器具排放装置和废物排出管之间安装所公开的法兰装置的相关方法。
附图说明
现在参照以下详细描述，该详细描述连同所附附图一起使用。
图1根据本公开图示挠性法兰装置的一个实施方案的等距视图(isometric view)；
图2A图示图1的法兰装置处于其在示例性卫生排放出口和示例性废物排出管之间的工作位置的局部剖开的部分正视图；
图2B图示相对于挠性法兰装置安置的卫生器具排放装置的详细剖视图；
图2C图示相对于废物排出管设置的挠性法兰装置的密封装置的详细剖视图；
图3图示图1的法兰装置的示例性扭曲角度的正视剖视图；
图4图示安装在斜取向的(diagonally oriented)废物排出管中的法兰装置的正视剖视图；
图5图示安装在以水平方式偏移的废物排出管中的法兰装置的正视剖视图；
图6图示安装在水平取向的废物排出管中的法兰装置的正视剖视图；
图7A图示法兰装置的等距视图；所述法兰装置用于设置在具有基本上为圆形的横截面的废物排出管中。
图7B图示法兰装置的等距视图，所述法兰装置用于设置在具有基本上为椭圆形的横截面的废物排出管中。
图8根据本公开图示挠性法兰装置的另一个实施方案的局部剖开的部分正视图。
图9根据本公开图示挠性法兰装置的再一个实施方案的等距视图。
具体实施方式
描述了根据本公开的挠性法兰装置以及用于安装挠性法兰装置的相关方法的各个方面。但是，应该理解，以下阐述在描述本公开的设备和方法时仅仅是示例性的。因此，预期有一些修改、改变和替换。
图1和2A图示用于连接在卫生器具排放装置12和废物排出管出口14之间的挠性法兰装置10。该法兰装置包括外法兰16和通过外法兰的孔(aperture)20设置的套管(sleeve)18。在一些实施方案中，套管18与外法兰16整体形成为单个件，而在其他实施方案中，套管以可移除的方式安置在外法兰上。外法兰16可以包括一个或更多个从外法兰的上表面24到下表面26穿过外法兰形成的孔22。孔22可以容纳用于将法兰装置10固定到表面(例如设置在卫生器具排放装置和废物排出管出口之间的地面)的紧固件(未示出)。外法兰16可以包括穿过其形成的额外的孔28，以便于(facilitate)外法兰到卫生器具排放装置的连接。装置28可以采取任何适当的形状和大小以适应变化的卫生器具排放装置。
套管18包括上部分30，所述上部分30安置在限定于外法兰16的上表面24中的径向槽(radial groove)中。在一些实施方案中，外法兰16包括没有径向槽的一致(uniform)的上表面24，并且套管的上部分30安置在外法兰基本平坦的上表面24上。套管18的上部分30包括向内延伸的径向凸缘(lip)36，所述凸缘36的挠性足以针对将要描述的原因相对于外法兰的上表面24向下弯曲。
套管18还包括下部分38，所述下部分一般被定义为套管在外法兰16的上表面24之下延伸的部分。在一个实施方案中，套管18是由基本上均匀的(uniform)材料制成的，并且因此下部分38的挠性足以允许该下部分的扭曲相对于其未扭曲的纵轴线达到一非可忽略的弯曲角度。在一个实施例中，非可忽略的弯曲角度可以是套管18的一端相对于套管的相对端的10度或更大的弯曲。套管18可以由各种材料制成以允许非可忽略的挠性。例如，套管18可以由具有范围从35肖氏(shore)A到90肖氏A，或从35肖氏A到65肖氏A，或者更具体地大约为50肖氏A的硬度的材料制成。如可以理解的，套管18的均匀性质导致制造成本的降低和在安装期间错误可能性的减小。同样地，套管18可以具有任何适当的长度。在一个实施例中，套管18为7到8英寸长。
套管18还包括一个或更多个围绕套管环形地延伸的密封件44。在一些实施方案中，密封件44形成套管18的部分，并且因此构成相对于套管的其他区域具有增加的直径的区域。例如，参照图2A，密封件44一般对应于区域40，相对于套管18的区域41，所述区域40的直径较大。如所图示的，密封件44在其纵向上端具有最大直径，并且直径一般朝其靠近区域41开始处的纵向下端减小。以这种方式，密封件44以比其他密封结构大的纵向作用范围提供密实的防水密封。预期密封件44可以采取其他形状，只要它们密封套管18和废物排出管之间的界面。例如，密封件44可以被修改为具有基本上均匀的直径，可以具有从密封件的纵向下端到纵向上端增加的直径，或者可以具有在密封件的纵向两端之间变化的直径。
参照图2A，法兰装置10被示出为设置在位于公共的纵轴线L上的卫生器具排放装置12和废物排出管14之间。为了该说明书的目的，位于公共的纵轴线上的卫生器具排放装置和废物排出管被定义为是协调的(congruous)。因此，没有位于公共的纵轴线上的卫生器具排放装置和废物排出管被定义为是非协调的。卫生器具排放装置12可以相对于套管18安置，从而卫生排放装置12的延伸的部分42与向内延伸的凸缘36接触，由此使凸缘相对于外法兰16的上表面24向下弯曲。如图2B所示，当与卫生排放装置12接触时，向内的凸缘36可以向下弯曲超出外法兰16的上表面24。凸缘36提供密实的密封，该密封将防止气体和液体从卫生排放装置12和排出管14之间的互连处泄漏，并且该密封足以在即使冲水便器被淤塞(back up)的情况下也不损坏。此外，凸缘36所提供的密封保护消除了对单独的额外部件(例如惯常的蜡封或泡沫橡胶垫圈)的需要。
参照图2C，套管18的密封件44之一被示出为相对于废物排出管14的内壁46设置。如上面讨论的，密封件44在套管18和排水管14之间提供密实的密封，由此在安装时防止液体和气体在套管的侧面上向后移动。
再次参照图2A，下部分38可以包括一个或更多个带波纹的(corrugated)部分48，该带波纹的部分有助于套管18的挠性，同时防止挠曲期间扭结。如可以理解的，相对于被设计用于位于一公共纵轴线上的排放管和废物排出管的常规管，带波纹的部分48连套管18本身的固有挠性提供一增加的挠度。的确，具有带波纹的部分48的挠性套管18便于所述套管的扭曲相对于在未扭曲位置时套管的纵轴线L达到变化的套管弯曲角度。例如，参照图3，具有带波纹的部分48的挠性套管18可以扭曲达到30度、60度和90度的弯曲，所述30度、60度和90度的弯曲分别由纵轴线L’、L”和L”’相对于未扭曲的纵轴线L的角位移来定义。在该实施例中，纵轴线L’、L”和L”’指套管的远端(distal end)50的纵轴线，而纵轴线L为挠性套管的近端(proximal end)52的轴线。此外，30度、60度和90度的图示仅仅是示例出各种弯曲角度，并且应该理解套管18可以扭曲达到0度到90之间的任何弯曲角度，甚至达到超过90度的角度。再者，套管18的端部50、52之间所得的弯曲角度可以为0度，但套管可以沿中段扭曲以适应安装在移位的卫生排放装置和排水管之间。
在一些实施方案中，整个套管18(包括上部分30和下部分38)可以由相对于之前描述的实施方案具有更大硬度的材料制成。例如，套管18的硬度可以直到相对刚性的120洛氏(Rockwell)R。在套管18由相对刚性的材料制成的实施方案中，套管18可以包括任何数量的带波纹的部分48来为套管赋予期望的挠性。在这些实施方案中，可以环绕下部分38添加诸如O形环的附加的软密封件，并且可以靠近凸缘36添加蜡封或软塑料材料。在再其他的实施方案中，套管18的上部分30可以由挠性材料制成而下部分38由相对刚性的材料制成。在该实施例中，下部分38通过带波纹的部分48维持挠性。
在实践中，法兰装置10被用于将卫生器具排放装置(例如如冲水便器的远端部分)连接到废物排出管(例如下水道)。在实施该连接时，法兰装置10提供密实的密封和可靠的连接，以防止该连接的任何不适当的泄露或其他不期望的后果。在安装期间，法兰装置10可以相对于设置在卫生器具排放装置和废物排出管之间的表面(例如地面)安置。套管18是足够挠性的，以允许在偏移的、未对齐的、成角度或其他方式非协调的卫生器具排放装置和废物排出管出口之间的安装。参照图4，外法兰14抵于地面50安置，并且套管18被示出为安装在相对于套管的上部分30以及卫生排放装置62斜取向的废物排出管60中。具体来说，卫生排放装置62和套管18的上部分30位于一公共纵轴线L1上，而废物排出管60和套管18的下端64位于公共的纵轴线L2上。纵轴线L1和L2之间的角位移定义为θ_L。套管18的一个或多个带波纹的部分48有助于套管的扭曲达到期望的角位移或弯曲。的确，安装者可以以手动方式(例如通过是套管弯折)达到期望的弯曲，由此消除对用于安装的额外的装备或材料的需求。
参照图5，套管18被示出为安装在相对于上部分30和卫生排放装置72偏移取向的废物排出管70中。具体来说，卫生排放装置72和套管18的上部分30位于一公共纵轴线L1’上，而废物排出管70和套管18的下端74位于公共的纵轴线L2’上。纵轴线L1’和L2’之间的角位移为0度，但所述纵轴线直线地(linearly)位移一距离LD。套管18的一个或多个带波纹的部分48协助套管的扭曲达到期望的直线位移(linear displacement)。的确，安装者可以以手动方式(例如通过弯折所述套管)达到期望的弯曲，由此消除对用于安装的额外的装备或材料的需求。
参照图6，套管18被示出为安装在相对于上部分30和卫生排放装置82基本上正交取向的废物排出管80中。具体来说，卫生排放装置82和套管18的上部分30位于一公共纵轴线L1”上，而废物排出管80和套管18的下端84位于公共的纵轴线L2”上。纵轴线L1”和L2”之间的角位移为90度。套管18的一个或多个带波纹的部分48便于套管的扭曲达到期望的角位移。的确，安装者可以以手动方式(例如通过弯折所述套管)达到期望的弯曲，由此消除对用于安装的额外的装备或材料的需求。
应该理解，挠性法兰装置10具有另外的优点，例如变形以适合椭圆形或尺寸过小的管的能力。参照图7A，在一个实施方案中，当未经受外力时套管18具有基本上为圆形的横截面。这样的配置对于适应于到圆形废物排出管90的连接来说是期望的。参照图7B，套管18的挠性允许套管这样的变形，即套管可以变形为具有基本上为椭圆的横截面，由此适应于到椭圆形的废物排出管92的连接。套管18可以变形以配合除椭圆形管外的各种非圆形管。如可以理解的，套管18可以适应于到各种具有非标准规格的排出管以及到塑料或铸铁排出管的连接。同样地，套管18可以适应于到具有不同尺寸的废物排出管的连接。例如，由于套管的挠性，套管18可以被实现在具有3英寸(7.5cm)和4英寸(10cm)的直径的废物排出管中。可替换地，当使用适当地调整尺寸的密封件(例如密封件44)时，挠性套管18可以被实现在3英寸或4英寸的排出管中。
尽管上面已经描述了挠性法兰装置和将所述挠性法兰装置安装在协调和非协调的卫生排放装置与废物排出管之间的相关方法的各种实施方案，但是应该理解，它们仅仅是以实施例的方式而非限制性方式提出的。例如，参照图8，挠性法兰装置10可以被修改为长度比图1-7中图示的挠性法兰装置短。在一个实施方案中，挠性法兰装置10的短的实施方案可以包括基本上与图1-8的外法兰和套管类似的外法兰16和套管18，只是套管18包括单个带波纹的部分48和密封件44。当连接在被设置得互相相当靠近的卫生排放出口和废物排出管之间时，这样的配置可以是期望的。在一些实施方案中，挠性法兰装置10的短的变体可以长为2-3英寸。再者，参照图9，套管14可以不具有带波纹的部分，但还具有足够的挠性以相对于未扭曲的纵轴线L弯曲各种角度，包括0度到90之间的角度，甚至超出90度的角度。因此，(一个或多个)本发明的宽度和范围不应该受上述示例性实施方案的限制，而应该仅根据所附权利要求书及其等同范围来限定。此外，在所描述的实施方案中提供了上述优势和特征，但是不应该将权利要求书的应用限制为实现任何或所有以上优势的过程和结构。
此外，这里的章节标题是为了符合37CFR 1.77下的建议或者以其他方式提供组织标记而提供的。这些标题不应该限制或表征在任何可以从该公开被授权的权利要求中给出的一个或多个发明。具体地并且以实施例的方式，尽管所述标题提及“技术领域”，但是权利要求书不应该受到在该标题下选择来用于描述所谓的技术领域的语言的限制。此外，对“背景技术”中的技术的描述并非要被解读为承认该技术是本公开中一个或更多个发明的现有技术。“发明内容”也并非要被视为是这里的权利要求书中所阐述的一个或多个发明的特征。此外，该公开中任何以单数形式提及“发明”不应该被用于争论在该公开中仅要求保护单个具有新颖性的要点。根据伴随该公开的多项权利要求的限制可以提出多个发明，并且因此这些权利要求限定了由此受到保护的一个或多个发明及其等同物。在所有情况下，应该根据说明书基于权利要求书本身的价值来考虑权利要求书的范围，而不应该受这里给出的标题的约束。