地下雨水系统 【技术领域】
本发明涉及地下雨水(或废水)系统。
背景技术
地下雨水系统用来构建成形成结构支承层以及接纳和疏散多余的水。这种系统可代替用作此目的的传统骨料。这些系统已经应用到诸如停车场和道路的铺砌区域，以及应用到建造地基。进一步的应用包括线性排水系统，其中，可用土工织物中铺设的雨水疏散系统和例如应用到减少路旁的积水以防止道路被淹没的渗滤坑系统来代替传统的排水管。
人们希望能简单地检查这种系统，以能简单地定位堵塞处且能进行常规的维护作业。
尽管模块化系统(由许多同样的单元构成)是已知的，但是需要提供一种可比以前组装和维护起来更容易的模块化系统。
【发明内容】
在第一总体方面，本发明提供一种大体立方体外形的模块化地下雨水单元，该单元具有相同的矩形顶面和底面，它们由一组四个支柱隔开，每个支柱从顶面的一个角部延伸到底面的相应角部，所述支柱在其间形成一空隙，该空隙具有大体十字形的横截面，所述空隙在形成于顶面和底面之间的四个侧面上开口。
对于这种结构，立方体单元可并排连接在一起，从而一个单元上的一对支柱之间的空隙开口与另一单元上的空隙开口相匹配。两个空隙因此连接在一起，一个单元上的十字形空隙的臂和另一单元的十字形空隙的臂之间形成通道。并排串联而连接在一起的一行单元具有由每个单元中的相应空隙所形成的长通道。因此，假如任何单个十字形空隙以加号(+)来表示，则可将通道想像成一行相邻“加号”++++++中形成的水平线。应该很容易理解，X轴和Y轴通道的正则矩阵将由到处侧向连接的单元来形成。
上文说明了每个支柱从顶面的角部延伸到底面的角部，应该理解，支柱不必在角部的顶点处。只要每个支柱设置成大体朝向其相应角部就已经足以，从而支柱之间的空间是大体十字形的。任何支柱的最外部分与顶面和/或底面的实际角部顶点之间可有侧向间隙。
本发明的这个方面提供一种在相邻模块化单元的系统中的垂直通道的网络，从而有助于检查和维护系统，并且还允许液体无阻碍地流动穿过系统，而很少有首先发生堵塞的几率。
较佳地，立方体单元实际上是大体立方体的，且因此矩形顶面和底面实际上是方形的，且等于四个侧面中的每一个。立方体单元更容易彼此堆叠在旁边，而不要求任何特定的定向，只要确保顶面和底面(它们可以是相同的，从而顶表面和底表面之间没有差别)位于顶部和底部。
在另一独立方面，本发明提供一种模块化地下雨水单元的子单元，所述子单元包括大体方形表面(这形成最终单元的顶表面或底表面)，该方形表面具有一组四个从其上延伸出来的半支柱，表面的每个角部处各有一个，每个半支柱以匹配的连接件作为终止，该匹配连接件适于与另一相同子单元的相同匹配连接件相匹配，从而形成大体立方体的模块化单元，四个半支柱的匹配连接件设置成：当两个子单元相配合、它们的方形表面对准且匹配连接件彼此接近时，对于两个方形表面的四个对准定向中的每一个来说，一个子单元上的匹配连接件的每一个都与另一子单元上的互补匹配连接件相配合。
为了使之更简单，假如每个匹配连接件具有扣板，该扣板咬合到另一单元的相同扣板上，则每个扣板设置成，将与相同的扣板相配合且连接至其，即使子单元中的一个相对于另一个转动90、180或270度也是如此。
较佳地，每个匹配连接件具有第一结构和互补的第二结构，第一和第二结构设置成：当两个子单元如前所述相互配合时，一个所述子单元上的每个第一结构都与另一个所述子单元上的第二结构对准和配合，反之亦然，而且即使一个子单元相对于另一个转动90、180或270度，也仍然保持这种关系。
考虑到本发明的这个方面的另外方式是察看子单元上的一组匹配连接件的俯视图(即从远离方形表面的一侧)和仰视图(从方形表面位于其上的匹配连接件的一侧)。假如第一结构是阳突起，而第二结构是阴凹陷，则本发明形成了，当两个平面图叠置时，所有的阳部件设置在阴部件上方，反之亦然，当一个视图转动90度的整数倍时，仍然保持这种关系。
这种布置的优点是，随机选定的任意两个子单元可直接组装在一起，而不用考虑到两个子单元的任何相对定向，从而可使不很熟悉本产品的人员能迅速地和简单地现场组装单元。
在尤其较佳的子单元中，每对第一和第二结构设置成：当在方形表面的平面上突出时，第一和第二结构关于从方形表面的一个角部延伸至相对角部的假想对角线对称地设置。
因此，假如给定半支柱上的匹配连接件包括钉和互补孔，则钉和孔将较佳地位于从半支柱延伸至相对角部的对角线的两相反侧上，且连接钉和孔的直线将垂直于该对角线。
在第三独立方面中，本发明提供一种大体立方体外形的模块化地下雨水单元，该单元具有相同的矩形顶面和底面，顶面和底面由一组四个支柱隔开，每个支柱从顶面的一个角部延伸到底面的相应角部，所述支柱在其间形成空隙，该空隙具有大体十字形的横截面，其中，顶面设有支柱之间的中心切口，以使在侧向邻接的单元的系统中，通过去除所述切口能在任何这种单元的顶面中容易地产生检查入口点。
现有技术的雨水疏散系统通常不是一旦安装好就能检查的，而是只能在有限的位置进行检查。例如，这种系统可具有沿着单个轴线从一端延伸到另一端的检查室，且通过检查孔来实现检查，该检查孔定位成允许进入检查室的一端。
相反地，本发明在第三独立方面给每个单元提供检查入口点(照相机或其它检查装置可下降进入该入口点)，且可沿着X轴和Y轴进行检查。此外，当单元堆叠起来时，垂直相邻单元中的切口可被切除以允许在系统的任何层中进行检查。
【附图说明】
现在将通过下面借助仅仅示例给出的实施例描述且参见附图来进一步说明本发明，在这些附图中：
图1是根据本发明的模块化地下雨水单元的子单元的俯视立体图；
图2是图1的子单元的侧视图；
图3是图1的子单元的俯视图；
图4是组装成根据本发明的模块化地下雨水单元的一对子单元的立体图；
图5是图4的单元的侧视图；
图6是根据本发明的模块化雨水系统的立体图，包括一对侧向连接的单元；
图7是图8的系统的俯视图；
图8是根据本发明的模块化雨水系统的立体图，包括一对垂直连接的单元。
图9是图1的子单元的半支柱的末端处的立体详图；
图10是沿横向所取的图9的立体详图；
图11A示出了为了连接而对准的一对半立柱的示意剖面；
图11B示出了连接时的一对半立柱的示意剖面；
图12示出了图9和10的详图中的连接部件的示意图；
图13是子单元中心处的环形切口的俯视详图；
图14是当环形切口的第一部分已被去除时的图13的俯视详图；以及
图15是当环形切口的第二部分已被去除时的图13的俯视详图。
【具体实施方式】
参见图1、2和3，示出了总体以标号10来标示的本发明的子单元。子单元具有大体方形的表面12，该表面12形成最终单元的顶面或底面。为了方便起见，这将称为顶面，但是应该理解，实施例并不局限于这种定向。还应该理解，词语“表面”指的不是连续面，而是由肋和支杆形成的多孔面。
半支柱14从表面12的底侧(内侧)的各角部处延伸出来。当从任一侧面观看时(图2)，子单元的侧“表面”由一对半立柱14的外表面和开口16来形成，该开口16通向无阻碍地贯穿至相对的侧面的沟槽。因此如图3所示，四个大体方形的支柱(其中一个用围绕的虚线来标示)在它们之间形成了一个十字形空隙，即一对垂直相交的且在每一侧上开口的沟槽，其中沟槽以标号16来标示。
形成多个扣板18和狭槽20，以使相邻的单元能彼此连接，这将在下文更详细地说明。如图1和2所示，锁定扣板22和接纳孔24都形成在各半支柱14的末端，以使两个相对的半立柱能彼此互相配合。
图4和5示出了一对以此方式相互连接以形成模块化单元26的子单元。上部子单元10和下部子单元10’连接在一起，且相应的半支柱14、14’沿着各角部组合在一起以形成垂直支柱28，每个角部处有一个支柱。四个支柱28中的每一个从单元的顶面12延伸到单元26的底面12’。因此形成的立方体单元的每个侧面包括一对支柱28的外表面和由子单元中的开口16形成的中空开口30。容易理解，由在从顶面12延伸至底面12’的四个支柱28之间形成的开口所导致的内腔具有十字形的横截面，即一对各自无阻碍地从一个侧面延伸至相对的侧面的通道相交而成。
子单元部分地由如图1和2所示的扣板22和接纳孔24固定在一起。在图5中，人们可以看到三个位于接纳孔中的扣板22。进一步的和更坚固的连接形成于支柱内部，这将在下文更详细地描述。
当一对子单元已经组装成如图5和6所示时，则因此形成的模块化单元26可与相同的单元沿着由立方体单元的轴线限定的X、Y和Z方向侧向地和垂直地连接。
图6和7示出了一对侧向连接的单元26。可以看到，成对单元中的内部十字形空隙对准，从而一没有中断的通道从开口16A延伸至开口16B(图7)。因为最终的系统在大多数情况下将包括大量到处侧向连接的这种单元以形成连续的块组，所以可以意识到，十字形空隙将在每对相邻的单元中对准，从而形成延伸穿过系统的没有中断的通道的矩阵。
这提供了三个主要的优点。首先，在立柱之间没有任何堵塞结构，这减少了在雨水或其它排水中携带的碎屑卡住且引起系统堵塞的几率。其次，假如由于种种原因堵塞确实发生了，则因为水流动穿过相邻单元的沟槽而使通道的堵塞部分简单地被旁路通过。第三，因为系统中的每个单元都与另一单元相互连接而形成空隙的庞大系统，所以更易于从任何入口位置完成检查。具体地说，可沿着每行和每列单元清楚地看穿系统，这可非常容易地观测和定位系统的堵塞或损坏之处。
如图8所示，除了侧向连接之外，单元26和26’还可垂直堆叠。如同侧向连接一样，单元周缘上的扣板22和孔24用来将单元迅速地连接在一起，从而构成三维系统。
在每个单元的顶面和底面中央，环形结构32形成切口部分，该切口部分允许一段长度的管子或导管(未示出)附连到系统的顶面上，单元在该处位于检查孔或其它入口区域的下方。因为堆叠的单元(如图8所示)的环形切口是一致的，所以切口可从上部单元26的顶面和底面上去除，以及可从下部单元26’的顶面上去除，从而形成入口，该入口不仅通向下部单元26’，而且通向该单元26’形成其一部分的整层侧向连接的单元的(未在图8中示出)。环形切口部件将在下文作更详细地描述。
如前所述，一对子单元之间的连接不仅是通过周缘扣板来实施的，而且还是通过由两个邻接半支柱14形成的支柱28的内部连接来实施的。参见图9、10、11A、11B和12，现在将描述该连接结构和方法。
每个半支柱包括内部支承柱40，半支柱14从该支承柱40获得对于支柱的大部分垂直压缩强度。图9示出了一个这种支承柱40从子单元中心朝向半支柱14的外角部点42的方向所取的立体图，而图10示出了支承柱沿垂直方向(即横穿子单元的角部)所取的立体图。
在支承柱40末端，三个结构突伸出来，即具有齿46的弹性扣板44、具有大体矩形的轨迹面的指状件48和具有大体方形的轨迹面的掣子构件50。这三个结构中的每一个都从在邻接面54下方凹陷进去的底面52延伸出来，且这些结构在邻接面上方延伸。
为了便于理解，在图11A和11B中分别示出了配合之前和之后机构的简单视图。此外，在图12中示出了机构的程式化视图。在下面的描述中可共同地参见图9-12。
图11A和11B是从一对子单元的每一个中所取的作为一对支承柱40的剖面，它们彼此接近然后配合。沿着图12中的线XI-XI所示的虚线所取的剖面显示了下部支承柱。
在下降的支承柱40上(图11A)，弹性扣板44和指状件48位于图平面中，且可以剖面示出，而掣子构件50在图平面后，且因此以正视图来示出。在上升的支承柱40’上，则反之，掣子构件50的剖面位于图平面中。
可以看到，掣子构件50具有掣子面56，该掣子面56从斜面58下方突出。在下降扣板44的前端上的斜面60将因此接触斜面58并沿斜面58滑动。这将使扣板44临时变形，直到扣板上的齿46已经通过掣子构件50上的下突掣子面56为止，在该位置，掣子构件和扣板锁定在一起，如图11B所示。
每个掣子构件50和指状件48在邻接面54上方突出的部分接纳在相对的支承柱上的凹陷(由底面52形成)中。一个支承柱上的掣子构件50将定位在另一个支承柱上的掣子构件旁边，类似地，指状件44将处于彼此旁边。整个结构因此贴合地互锁在一起，且可既没有扭转运动，也没有平移(侧向)运动。当支承柱如图11A和11B所示压缩在一体时，机构因此完全地和永久地锁定在一起。
返回参见图9和10，可以看到，支承柱和其上的结构沿着与子单元的主轴线成45度的轴线而对准。换句话说，假如从子单元的一个角部到相对的角部画一条对角线，则支承柱及其锁定部件将平行于或垂直于该对角线(并不是平行于或垂直于单元自身的边缘)而对准。
这可提供非常有用的效果-只要方形表面对准，一对相同的子单元就可彼此形成配合和锁定。换句话说，将一个或另一个单元转动90度或90度的任意整数倍都不会对锁定的机构有影响。通常，当两个这样相同的物体自定位和锁定时，必须将它们定向成一个单元上的阳构件与另一单元上的阴构件相对，转动其中一个单元90度将使两个单元不匹配。然而，已经发现，转动锁定机构45度将使两个相同单元不用特别定向就能自锁，这使单元的组装变得很简单。
更具体地说，子单元上的每对结构与相对的子单元上的同一对结构(例如扣板44和掣子50)相配合，这对结构设置成位于(i)子单元的主(角到角)对角线的任一侧上，(ii)与对角线等距，以及(iii)连接成对结构的线垂直于该主对角线。尽管不是马上显而易见的，但是子单元上的给定扣板(扣板“X”)与相对子单元上的特定凹陷或孔(孔“Y”)相配合，然后对于单个子单元的检查将显示，扣板“X”和孔“Y”形成一对满足条件(i)-(iii)的结构。
接着参见图13，示出了从顶面俯视(或从底面仰视)的子单元中心的平面详图。
子单元的顶/底面当然不是平坦的表面，而是具有深度，因此具有可从最终单元的外部看到的外表面72和主要隐藏于外表面下方且只暴露于单元内部的内表面74。然而，由标号70所总体标示的环形切口结构具有周缘76，外表面在该周缘76处终止，而内表面可在该周缘76内看到。一组同心的环形孔78a、78b、78c、78d设置在内表面上。
在同心孔78a-78d之间的环形区域中，一组同心的环形壁80a、80b、80c从内表面74上升起。这些壁80终止于顶面的水平面处，如同可从图1中容易看到的。
四个主径向肋82沿表面的主对角线方向(从中心到各角部)从最里面的壁80a的圆周对角向外地延伸至周缘76。八个次径向肋84从第二壁80b的圆周向外延伸至周缘76。
同心孔78a-78d中的每一个都使线锯或其它切割工具能去除内表面74的环形区域。选定的孔和紧接着围绕的壁之间的肋82、84的部分也可被切除，从而形成具有下部环形唇缘的圆柱形接纳器，进入管可插入该接纳器以使检查装置能下降穿过该进入管而进入单元内部。
参见图14，内表面74已经以此方式切割成围绕孔78c，主肋82和次肋84已经被切除至最外壁80c的半径处。
最外壁80c因此形成圆柱形接纳空间，该圆柱形接纳空间在外表面72和内表面74上形成的搁板或唇缘86之间延伸。
管子88(以虚线示出)因此可插入在壁80c内部形成的圆柱形空间中以搁置在搁板86上，且在选定壁上方形成永久的入口管。因为环形切口结构70设置在子单元中心上方，所以假如向下插入通过管子88的照相机或其它光学设备可沿四个基本方向(朝向图中的上、下、左和右)中的每一个观察，则沿着每个角部支柱之间的形成的通道可以无阻碍地观察。
在图15中，最外孔78d已经被切除以接纳更大直径的管子88，肋82、84已经被切除至外周缘，从而它们限定大体圆柱形的空间，该空间与图14中的壁所形成的空间相类似。