用于无水小便池的折流器、 液位计以及化学预处理和后处理装置
相关申请交互引用
本申请要求2004年1月9日提交的美国临时申请第60/535,463号和2004年6月14日提交的美国临时申请第60/579,921号的权益且是其部分继续申请，并且是下列临时和非临时申请的部分继续申请：2003年8月25日提交的序列号为10/647,603(卷号为7148-108A-US)的申请、2003年12月23日提交的序列号为10/744,708(卷号为7148-111A-US)的申请、2004年1月9日提交的申请号为60/535,463(卷号为7148-117A-PR)的申请以及所有他们的在先申请。
联邦资助情况
不适用
缩微胶片附件
不适用
技术领域
本发明涉及折流器、液位计以及液体调节器，更具体而言，涉及用于小便池的改进装置及方法，例如无水小便池等。
相关技术以及其它事项说明
在无水小便池中，例如在美国专利第6,053,197号和第6,xxx,xxx号[(2001年5月14日提交，序列号为09/855,735)]以及序列号为10/143,103的美国专利申请(2002年5月7日提交)中所描述的无水小便池中，已经发现，尿液会被以一定的强度引导通过滤筒的开口并以足够大的力冲击其中的密封剂，这样有害地影响了其密封采集功能等，并且因为在滤筒内部的堵塞会使得尿液集中在滤筒上表面，从而可能从其上流走而产生清洁问题。此外，在上述美国专利第6,xxx,xxx号中描述的机构中，这些被收集的尿液会腐蚀或以其它方式妨碍该文中描述的液体流量计的机械和电子操作。
发明内容
通过将折流器放置地在滤筒的上壁之上并高于滤筒的开口，以避免尿液直接进入开口，本发明成功地处理并克服了上述问题和其它问题，并且具有其他的优点。该折流器和上壁间隔开，以提供尿液流动通道。该折流器中可以包含一指示器，例如浮子，以在收集到的尿液到达滤筒上壁时提供可视信号。此外，该折流器中可以包含预处理化学构成的片剂或其它物质，以提供消毒和/或除臭手段。另外，可以在滤筒出口放置一种或几种后处理化学构成的片剂或丸剂，以保护排水管道使之免受腐蚀和其它破坏。
从这些布置中可以得到几个优点。滤筒寿命增加。更换滤筒的次数更少。滤筒的维修需要降到最低。经济性增加。
通过以下对示例性实施方案及其附图的说明，本发明的其它目标和优点以及对其更完整的理解将会变得明显。
附图简述
图1是在小便池中使用的滤筒的横截面图，该滤筒带有定位在滤筒上并安装在其顶部的小便池折流器的第一实施方案；
图2是图1中示出的滤筒本身的立体分解图；
图3和4分别是图1中示出的滤筒本身的俯视立体图和仰视立体图；
图5-7分别是图1中示出的滤筒本身的侧视图、俯视图和仰视图；
图8是沿图5中示出的线8-8截取滤筒本身所得的截面图；
图9是沿图5中示出的线9-9截取滤筒本身所得的截面图；
图10是沿图7中示出的线10-10截取滤筒本身所得的截面图；
图11和12分别是图1-10中示出的滤筒底部的从其上侧和下侧所得的立体图；
图13-15分别是图11和图12中示出的滤筒底部的侧视图、俯视图和仰视图；
图15A是沿图15中的切断线15A截取的局部滤筒底部的截面图；
图16是沿图13中的线16-16截取的滤筒底部的截面图；
图16A是沿图16中的切断线16A截取的局部滤筒底部的截面图；
图17是沿图16中的线17-17截取的滤筒底部的截面图；
图18是沿图15中的线18-18截取的滤筒底部的截面图；
图19是沿图15中的线19-19截取的滤筒底部的截面图；
图20是图1中示出的折流器的第二实施方案的仰视立体图，它带有尿液预处理片剂和用于将片剂锁定到折流器的片剂保持器；
图21是沿图20中的线21-21截取的折流器、片剂和保持器的截面图；
图22是图23中示出的折流器的下侧的立体图；
图23和24分别是图22中示出的折流器的第二实施方案的俯视图和侧视图；
图24A是沿图24中的切断线24A截取的折流器的带托脚的隔离零件的局部截面图；
图24B是沿图24中的切断线24B截取的部分的折流器的带托脚的隔离零件的截面图；
图24C是图24、24A、24B中示出的折流器的带托脚的隔离零件以及预处理片剂保持器锁件(latch)的立体图；
图25是沿图23中的线25-25截取的折流器的截面图；
图25A是沿图25中的切断线25A截取的部分折流器的截面图；
图26是图22中示出的折流器本身的仰视图；
图27是沿图26中的线27-27截取的折流器的截面图；
图27A是沿图27中的切断线27A截取的部分折流器的截面图；
图27B是沿图27中的切断线27B截取的部分折流器的截面图；
图28是图20和21中示出的保持器本身的立体图；
图29和30是图28中示出的保持器的俯视图和侧视图；
图31是沿图20中的线31-31截取的保持器的截面图；
图32是图20和21中的尿液预处理片剂本身的立体图；
图33是沿图32中的线31-31截取的尿液预处理片剂的立体图；
图34是图29中示出的滤筒键(cartridge key)的滤筒抓扣芯体(cartridge-gripping core)的侧视图；
图35是图1中示出的折流器、预处理以及保持器的第一实施方案的立体图；
图36和37分别是图35示出的折流器、预处理以及保持器的第一实施方案的俯视图和仰视图；
图38是图35示出的折流器、预处理以及保持器的第一实施方案的顶端侧视图；
图39是沿图38中的线39-39截取的折流器、预处理以及保持器的第一实施方案的截面图；
图40是图1示出的折流器的第一实施方案本身的侧视图；
图40A是沿图40中的切断线40A截取的折流器的局部截面图；
图41是沿图40中的线41-41截取的折流器本身的截面图；
图41A是沿图41中的切断线41A截取的部分折流器的截面图；
图42是图1中示出的折流器中使用的浮子的顶部[tablet]立体图；
图43是图42中示出的浮子的侧视图；
图44是沿图43中的线44-44截取的浮子的截面图；
图45是在图1中示出的折流器中使用的可透视的(see-through)保护盖的立体图；
图46是图45中示出的保护盖的侧视图；
图47是沿图46中的线47-47截取的保护盖的截面图；
图48和49是可放置在图1-5、7-10以及53-55中示出的任一滤筒的底部中的插塞的立体图；
图50-52分别是图48和49中示出的插塞的侧视图、仰视图和仰视图；
图53和54是滤筒的立体图，它们与图1中示出的滤筒相似，带有另一种已包装的后处理化学药物，具体分别为棒状体和球状体，用来处理排出滤筒时的尿液；并且
图55是放置在与排水管道相连的无水小便池局部的滤筒的立体图。
具体实施方式
如图1-19所描述，气味收集器98包含一滤筒100，它有时被称为“油密封储存排水管气味收集器(oil sealant-preserving drainodor trap)”。滤筒组件100充当尿液或其它一般流体废物的流动收集器，它包含顶部102和底部104。该滤筒中容纳废水103，例如其中含有尿液的流体，以及漂浮在废水上的油质液体气味密封剂105。折流器的其它实施方案——例如折流器270——可以固定在顶部102上。
顶部102具有由管状壁106限定的圆柱形构造，该管状壁106在其下端以开口108为末端，在其上端以顶壁110为末端。顶壁朝着平坦的、大体水平平坦的中央部分112向下倾斜，入口114布置在该中央部分112中，充当尿液入口。如图6所示，开口114包括分为三个弧形槽114a、114b以及114c三部分的布置。在中央部分112内的中心位置有一孔115。正如下文参考图20-47所描述的，槽114a、114b和114c以及孔115适于将其中所述的两个折流器中的任一个保持到滤筒100上。顶部102还设置有三个键116，为了在小便池内适当地放置并定位滤筒100，如同在美国专利第6,644,339号(上述序列号为10/647,603的母案)中更加全面地描述的一样，这三个键中的一个可以与其它两个在长度上不同(例如，见图2)。
上壁110设置有凹槽117，例如像显示在图5中的一样，在其外圆周上设置，以接纳封条，例如O形环封条228(见图44)。槽117的尺寸足以最小化其中收集的尿液。
顶部102的顶壁110还设置有三个开口118，该三个开口充当与滤筒100的内部连通的气孔。如果一个或两个被阻塞，例如当使用小便池时被尿液阻塞，至少还有一个保持敞开。为了向小便池中插入或从小便池中拆下滤筒，该开口118还提供可以将工具插入其中的装置，该内容也在上述共同未决的临时申请第60/535,463号、现在专利申请序列号为xx/xxx,xxx(代理人案号为7148-125)中描述过。因此，为了在作为工具接合装置时使用这些开口，优选地，最外面的两个开口近似对角线地彼此相对。然而，这些开口的布置和使用可以以其它方式设计，以适应其它工具结构。
如图9所清楚显示的，顶部102的内部被弓形竖直隔离物120分成两个隔室，分别为入口隔室122和出口隔室124。竖直隔离物120以任意便捷的方式固定或模塑至管状壁106的内表面和顶壁110的底上。竖直隔离物的底端以一个被布置为与一折流板(baffle)150连接的末端或终点121b为终端。当顶部102和底部104放置在一起并且底部104的排出部分(discharge section)128(图11-19)伸入出口隔室124时，入口隔室122和出口隔室124就具有大致相等的容积。尽可能地使隔室容积相等以保证在使用滤筒的过程中在竖直隔离物120两边的压力相等很重要。这种压力相等有助于将两隔室之间的虹吸且特别重要地将密封剂105从入口隔室向出口隔室的虹吸最小化，换句话说，将虹吸阻力最大化。因此，通过避免过早失效而提高了滤筒的使用寿命。还最小化了液体流动的所有阻碍。
竖直隔离物120被弓形化，即被弄弯或弯曲，以适应中心定位的入口114，该开口114需要充分与入口隔室122连通。示出的竖直隔离物的弯曲弓形还使得气孔开口118也与入口隔室连通。然而，可以理解的是，竖直隔离物可以不被弯曲为示出的那样，它可以采取能够达到其目的的任何构造，即提供相等容积的隔室并必须使得开口114与入口隔室连通的任何构造。因此，例如，如果如上所述的气孔开口不被用作与插入和拆卸工具的滤筒协同工作的装置，并且/或者入口114不被中心定位在顶壁110上，或者因为除其隔室容积限定的目的之外的其它原因，竖直隔离物120就可以以其它方式构造。
如图2和11-19所示的底部104包含盘(pan)126和从盘向上延伸的排出部分128。从图17中可以清楚地看出，该盘包括在边缘132(图16)终止的壁130，该边缘132在管状壁106的下端开口108处提供它们之间的榫槽接合(tongue-in-groove)，以在顶部102和底部104之间提供液密接合。盘126的内表面是圆形的以防止存在尖角的拐角；盘126的内表面是光滑的以改善流体流动并阻止物质和细菌或其它碎屑的堆积。
上文描述的伸入顶部102的出口隔室124中的向上延伸的排出部分128包括管134，该管134与出口隔室104连通并在出口区域136处贯穿盘126而敞开，它用于排出流体，例如废水流体103和其它从出口隔室到排水管道220(图55)的无用物质。排出部分还包含一对管状腔室138，用于接收对正在排出的尿液进行处理的后处理化学物质，该后处理化学物质容纳在控制棒(control stick)224a或丸剂224b(图53-55)中，该内容在序列号为.——(临时申请号为60/579,921)的共同未决申请中有更完整的描述。腔室138在它们向上延伸的排出部分128的最高部分的其中一端处的壁140处闭合(见图11和18)，以防止出口隔室的流体向其中流动，并且该腔室138在另一端142处敞开(见图12和18)。
如图16、16A和19所示，管134中临近出口区域136的导流器144包括适于将流体流动向管状腔室138的端部142进行导向以撞击控制棒或丸剂224的倾斜部分。这种导向的流体流动也可以通过一对在管144的壁上形成的竖直延伸的筋条145以及通过从顶壁140朝着管134和筋条145倾斜的方式来实现。
在管状壁106的内表面(见图2和9)和向上延伸的排出部分128的背面(见图11、13和16)上分别设置有键146和键槽148。键和键槽被布置为在顶部102和底部104之间能够提供定位和正确的对准，并且通过小便池的的键116的导向机构，临近滤筒100的外部排水管道220设置出口区域136。
如图2和8所示，折流板150被布置为固定在弯曲的竖直隔离物120上，用于改善在从入口隔室122到出口隔室124的区域内通过滤筒的流体的方向和流动，该内容在序列号为xx/xxx,xxx(2004年6月14日提交的美国临时申请第60/579,921号)[代理人案号为7148-119-US]的共同未决申请中有更完整的描述。
滤筒42设置有上壁44，该上壁44上可以布置一中央开口46。开口46可包含单孔或一个构型为分成三部分结构的三个弧形槽46a、46b以及46c，如图1A清楚示出的是，该三个弧形槽中心围绕大体水平平坦的中央部分48。正如参考图36-43所描述的，槽114a、114b和114c以及孔115适于将其中所述的两个折流器中的任一个保持到滤筒100上。在示出的构造中，滤筒42被布置为适于接收穿过中央开口46并且向例如可以连接到小便池等的排水管道传送的尿液。这种滤筒可以采取任何形式，例如采取如专利6,053,197、6,245,411、6,644,339以及6,xxx,xxx[序列号为09/855/735(2001年5月14日提交)]中描述的形式。
图20-27示出了尿液折流器的一个实施方案。例如，如图1所示，这里的折流器170是可以定位在圆柱体上壁110上方的，用于保护性地遮盖在中央部分112处的滤筒开口114和115，这主要是为了提供用于尿液向开口流动的迂回路径。因此，尿液被防止直接接触并进入该开口。折流器170包括外壳172和必要时的除臭剂和/或消毒片剂210以及用于将片剂保持在外壳172内的片剂保持器200(见图28-33)。该折流器与滤筒100的上壁110略微间隔开，以保证尿液流动的无障碍路径并保持保持器200和片剂210与滤筒上壁间隔开。如图24和24A-24C详细示出，该间隔通过使用托脚182而实现，该托脚182从外壳172垂下并包括大部分182a和较小部分182b。部分182b被制作地尽可能小，以使折流器和滤筒接触最小，因此提供最大可能的无障碍流动通道。
如图21和27所示，外壳172包括以带有向下垂的凸缘188的周壁186为末端的上表面184和中央开口190。上表面184向下朝着周壁186倾斜，以促使尿液朝着周壁流动。图27和27B清楚地显示出，面向里的凸起或凸起物191形成在托脚182的大部分182a上。
优选为圆柱形构造的管状壳体194(见图21、22和26)在其一端固定到外壳172的下表面上并终止于其自由端的固定机构198处。更小直径的、稍微有点锥形的端102在自由端处形成并且其大小被设计为可以在顶部滤筒上壁110的开口115中形成过盈配合。
参照图28-31，片剂保持器200包含开放式结构的杯形物(open-structured cup)202，该杯形物用于支持片剂210(见图32和33)、并用于使片剂暴露于顶部102的顶壁110上收集到的任意尿液。该开放式结构的杯形物包括外部环状构件204、内部环状构件206和多个连接内部环状构件206和外部环状构件204的辐条208。外部环状构件206的周壁的尺寸和外壳172的凸缘184上的内表面的尺寸相关，以使得外部环状构件装配在凸缘内并锁定到凸起191上，继而将保持器200锁定到外壳172上，因此如图20和21所示地保持片剂210就位并在滤筒顶壁110之上间隔开少许距离。而且，片剂210被构型为大体是具有内圆柱形开口212的环形，该圆柱形开口212适于装配到内部环状构件204的外周壁上。
片剂210的内容物包含柠檬酸、季铵和三氯生的制剂以及将该制剂保持在一起的粘合剂。柠檬酸用于：(1)将滤筒内的ph值调节在5.5和3.0的范围内，以保证内容物保持酸性，并防止以其它方式侵蚀密封剂的碱度；(2)抑制生物生长；并且/或(3)充当清洗剂，例如以除去滤筒和排水管道中的污垢和其它矿物、污点等。该粘合剂是一种可以保持并允许释放其中保持的试剂的聚合物粘合介质。可以确信的是，季铵包含具有负离子的表面活性剂，该负离子活性剂适于与正离子活性剂结合并形成沉淀剂。需要避免的问题在于通过正离子表面活性剂——例如用于小便池中的清洗剂——来抑制密封剂的失效。虽然已经发现负离子表面活性剂——例如商标为Rohm和Haas的Hyamine 1622——是有用的，但必须满足的条件是有助于阻碍密封剂的失效。三氯生，商标为＿＿，是一种生物杀灭剂，它被设计为与聚合物结合并保护密封剂不受细菌影响。粘合剂由微溶材料——例如N，N-亚乙基双硬脂酰胺——制备，该材料可以缓慢地被水消耗以达到其寿命会至少持续至与滤筒相同的寿命。
图35-47中示出了尿液折流器的另一个实施方案。这里，如图1所示，折流器270是可以定位在圆柱体上壁110的上方，用于保护性地遮盖在中央部分112处的滤筒开口114和115，这主要是为了提供尿液向开口流动的迂回路径。因此，尿液被防止直接接触并进入开口。折流器270包括外壳272、包含浮子274和可透视保护盖276的尿液高度探测器和必要时的除臭剂和/或消毒片剂210以及用于将片剂保持在外壳272内的片剂保持器200(见图28-33)。该折流器与滤筒100的上壁110略微间隔开，以保证尿液流动的无障碍路径并将保持器200和片剂210保持与滤筒上壁间隔开。如图40和40A详细示出，该间隔通过使用托脚282而实现，该托脚282从壳272垂下并包括大部分282a和较小部分282b。部分282b被制作地尽可能小，以允许折流器和滤筒的接触最小，因此提供最大可能的无障碍流动通道。
例如图41和41A所示，外壳272包括以带有向下垂的凸缘288的周壁286为末端的上表面284和中央开口290。上表面284向下朝着周壁286倾斜，以促使尿液朝着周壁流动并离开开口290。此外，孔缘292环绕开口290，也促使尿液向外流动并特别是防止尿液进入开口290中。面向里的凸起291形成在托脚282的大部分282a上。
优选为圆柱形构造的管状壳体294(见图35和37-41)在其一端296(图41)处固定到开口290周围的外壳272的下表面上并终止于其第二端300处的锁定机构298处。指向里的环形凸起物302形成在端部300处。第二端也形成有被切掉的部分304，该部分将凸起302分割为支脚303，以使锁定机构可以弯曲。锁定机构298包括在支脚303端部处的几对相面对的齿，它适于锁入滤筒顶部102的弧形槽114a、114b和114c中，用于将折流器270固定到滤筒100上。
在开口290周围的外壳272的下表面上、管状壳体294的内部还形成有凹槽296(图41)，铁磁材料的环298(图35)被摸制于其中。
现在参照图42-44，浮子274包括大体是管状的本体318，杆320从其上表面开始延伸。它的下表面322是凹入构型的，以便所有在其上的液体都从凹入的表面流走，而不集中在其上或在液体挥发后留存沉淀物。为了便于从浮子中除去液体，在该本体318周围设置有多个筋条324，它们延伸至凹入表面322下方稍许，以有助于所有液体集中并形成液滴。筋条104被构型为带有大体是三角形的截面，以形成具有小表面的外周壁，该小表面的集合体形成了一个在悬垂于外壳的(shell-depending)管状圆柱形壳体324的内表面里紧密配合的圆柱形表面。因而，筋条324使得浮子可以在外壳272的下表面和滤筒上壁110之间运动。该浮子被限定在管状圆柱形壳体294内、凸起物302的上面。借助于壳体在其下端或第二端300处的弹性，可以允许穿过被切掉的部分304将浮子插入壳体内。浮子274优选地由可染色的材料——例如鲜红色和/或荧光深色调(florescent shade)材料——模塑而成，以便使得其可以很容易地被看见，尤其是从杆320的顶部看时更是这样。当使用片剂保持器200时，内部环状构件204内的通道使得浮子可以与滤筒100上壁中收集的任意尿液接触。
具有环形形状的磁铁326绕杆320的四周固定到浮子274，浮子一向上运动，它就锁定到铁磁垫圈298上并保持浮子贴靠着外壳272。
如图45-47中示出的保护盖276被构型为与蘑菇相似的形状，它包括加大的头部330和从该头部开始延伸的较小的杆332。杆332被开槽以形成中空部334，其尺寸能够延伸穿过外壳上表面开口292并因此可以接收浮子杆320。凹槽(indentation)336(图47)在加大的头部330之下、临近中空杆332形成，有助于阻碍尿液流到中空杆上。因此，凹槽336充当形成在外壳开口290周围的孔缘292的辅助件，以帮助控制尿液流动。保护盖276由透明或半透明材料——例如丙烯酸塑料——构成，以使得可以看见浮子274，特别是可以看见浮子的杆320的顶部。
如图48-52所示，插塞410被布置在出口区域136的一部分内与底部104连接，以起封闭管状腔室138的开口端142的作用。销钉412从插塞412的顶部延伸，并被布置为在底部104的开口414(见图34B和46)内部用键式过盈配合连接，以将两部分连接在一起。销钉412和开口414都具有配合筋条，当这些筋条互相啮合时，相对于管状腔室138将插塞410定向。该插塞形成有一对管状开口416，该对管状开口的尺寸与底部排出管道部分128的管状腔室138的尺寸相同。管状开口416的一侧被构型为适于提供敞开的像篮子一样的组织(weave)418和底422，该组织带有开口420，该底适于支撑被构造为棒状体424a或丸剂424b的后处理排出控制化学剂的保持器。流体由包含倾斜横档144和管134中的筋条xxx的两部分导流器导向流过开口420。
分别在图53和54中示出并在图55中用标识424总体标出的一对这种后处理排出控制棒424a或丸剂424b被布置位于管状腔室138内。由于每个丸剂424b都具有球状体外形，所以相对棒状体424a和内壁之间的接触而言，球状体以较小的接触面积抵靠管状腔室138的内壁，因此，球状体是优选形状，因为当流体缓慢侵蚀后处理排出化学试剂时，它更有可能向下移动。每个后处理排出控制棒或丸剂都包括容纳在随时间释放的粘合剂中的柠檬酸以及需要时的季铵、生物杀灭剂以及清洗剂。其用途主要作为去垢剂以帮助保持清洁的排水管道，尤其在滤筒使用模式需要附加的去垢剂的环境中更是这样。后处理排出控制棒或丸剂可以单独使用或与后处理控制片剂410一起使用。
当所有上述元件组装在一起时，它们构成所描述的滤筒100，例如在图1和36中所描述的。该组装的滤筒适于被放置在无水小便池426内，小便池的一部分示于图55中，与排水管道420通过出口区域420连接，该出口区域通过键116的导向机构设置。O形环密封件放置在顶壁110的周壁内的凹槽117中。
虽然在此将预处理控制片剂410和后处理排出控制试剂424a或424b作为本发明的组成部分已经进行了描述，但可以理解的是，在其它环境中，它们可以单独使用。相似地，除了片剂410和试剂424以外，本发明的滤筒100也可以使用其它方法，以得到期望的抗菌、清洁等目的。此外，片剂和棒状体/丸体试剂都可以由任意数目的其它试剂以及成分组成，视所需的最终结果而定。而且，折流器可以单独使用，而不需要任何预处理片剂。
虽然根据具体的实施方案已经对本发明作了描述，但可以认识到的是，在不脱离本发明的主旨和范围内，可以对本发明作出各种改变和修改。