投放待处理垃圾的收集装置 【技术领域】
本发明涉及一种用于投放从地面收集的垃圾的装置，尤其是涉及人工收集来自草坪、人行道、车道、院子等人行地面的动物粪便，本发明特别涉及宠物粪便的捡拾和清除的投放待处理垃圾的收集装置。
背景技术
人们的许多行为都会产生各种碎屑和废弃物。对于废弃物从收集到处理过程的管理在许多地方越来越受到重视，而这已经不仅是从美化生活环境的角度，而且更重要是基于卫生方面的考虑。不仅是人产生的垃圾的处理对环境卫生会产生影响，动物垃圾和粪便的收集和清除也是一样，特别是宠物产生的粪便。例如，狗和猫是许多人的共同居家伴侣。为了环境卫生必需将这些动物地粪便和排泄物清除。宠物可在动物专用的指定厕所区域排泄，且当动物允许自由地漫步或由它的饲主牵着走时也可将排泄物排泄到公共场所。
事实上许多社区已经施行了有关规章制度，要求宠物主人收集其宠物或其他任何动物在特定区域的排泄物，如某一业主或承租人的所属庭园。由于当动物在户外的特定区域活动时这些宠物或动物基本上没有在厕所排泄的习惯，宠物或动物自然会排泄粪便。当动物把户外场地、私家草坪或“户外饲养地”当做排泄区域时，这些地方就会由于排泄物的存在而变得极不卫生，特别这些户外场地与儿童玩耍场地是共用的时候。这些排泄物即使存在时间不长，也会招引苍蝇等不受欢迎的昆虫，并且细菌污染和随之而来的异味会使卫生状况变得更糟。此外，这些排泄物本身也会在草坪产生令人不快的棕色斑块，而且万一在排泄物中存在寄生虫，还会带来更多的问题。基于上述原因，卫生条件要求及时将排泄物由排泄区域清除。这些排泄区域包括任何动物可能出现的地方，如管线、人行道、车道、庭院等等。
很多人都觉得收集和处理动物粪便是一件很令人不快的事情，而且如果方法不当，收集和处理动物粪便本身也是很不卫生的。因此很多人在收集粪便时，也就是将宠物粪便从地面清除时都会戴上手套或使用铲子一类工具。此外，在清除猫的垃圾时，许多人使用一种带有开槽的铲子，当此种特殊的垃圾经由开槽或猫专用重复使用的铲子掉落时，其允许使用者从垃圾盒清除排泄物。此不愉快工作的另一部分是涉及排泄物的处理，其中是特别把排泄物置放在垃圾箱内。垃圾箱中的排泄物本身也存在问题，因为垃圾箱中的粪便会吸引苍蝇等不受欢迎的昆虫，并导致细菌污染和产生令人不快的气味，这些都会加剧卫生情况的恶化。
专注在此不愉快工作的处理部份，令人吃惊的是，目前只有很少的产品是用于干净卫生地清除动物粪便。现有技术中有一些用于处理动物粪便的抽水便器的实例。如授予萨顿的美国专利4,975,989中公开了一种用于处理动物粪便的封闭结构，将动物粪便由一个倾倒孔引入一冲洗水箱，其工作方式类似于人使用的抽水马桶。萨顿建议将动物粪便装入一次性纸袋后再投入倾倒孔。这样做是有必要的，因为从倾倒孔到水箱之间还有一段连接通道，如果不装入一次性纸袋，动物粪便就会附着在连接通道的内壁上，这样就会存在和前述的将粪便投入垃圾箱时相同的问题。不使用纸袋就需要对连接通道进行清洁，但由于连接通道狭窄细长，难以进入，清洁起来十分困难。对于这一问题萨顿提出的解决方案是将粪便将入一次性纸袋并且必需备有该一次性纸袋，但这样会使本来就令人不快的工作变得更为繁琐。萨顿还建议一次性纸袋的一条边缘带胶，这样在投入倾倒孔前能够将纸袋密封。这样就要求必需使用专用纸袋，既能够密封又必需非常易溶于水以免堵塞排水系统。
另一现有技术方案是授予丹尼斯的美国专利4,117,555公开的一种狗使用的便器，狗可以站在该便器上将粪便排入一开口，其中设置有冲洗系统，狗站在适当的位置就可以自动冲洗。此外，该狗用便器还包括一个“小便柱”，以便狗(雄性)在小便时对着“小便柱”采取典型的三条腿站立一条后腿抬起的姿势。这时狗的小便会沿着“小便柱”流入便器中。该发明固然构思巧妙，但前提是狗必需能够正确使用。对于受过良好训练的狗来说这一点当然是能够做到的，但是指望所有的狗都能受到正确的训练似乎并不现实，特别对于小狗、流浪狗和老狗。这样地面上仍然不可避免地会有大量动物粪便出现，还是不得不使用现有的方法去清除这些动物粪便，而前述的粪便收集和处理中存在的问题也仍然不可避免。其他一些现有的技术方案与丹尼斯的相似，都是采取专门为动物设计的卫生设施。授予克雷默的美国专利2,204,416公开了一种类似于狗屋的封闭装置，其内设有一带冲洗装置的浅槽，动物进入封闭装置后就会自动进行动物粪便的收集和处理。另一个例子是托米那罗的美国专利4,228,554中公开的一种动物专用卫生间，但是需要由人将其内的粪便冲走。其他有关动物卫生间的例子还有辛克莱尔的美国专利3,818,865中公开的一种不连接到水系统并且需要人工清除粪便的动物卫生间，以及爱德华兹的美国专利3,835,812中公开的一种动物卫生间，包括能够进行机械扫除的马桶，用来解决狗在大便时不在卫生间之上的问题。前述的专利技术都存在与丹尼斯的专利相同的问题，那就是只有受过训练的动物才能够使用上述专利卫生间。
因此，长久以来一直存在的问题就是如果尽量减少收集和处理动物粪便这项工作给人带来的不快，由于天性使然，动物排便具有随意性，会在某一表面区域内的任何地方便溺，在短时间内粪便收集工作不太可能有较大的改观，因此长期以来一直把研究的重点放在能够改善粪便处理工作的装置，如何能够在不使用特制的收集器具、工具或处理粪便的专用容器。
【发明内容】
本发明是一种置于户外用于投放待处理垃圾的收集装置，垃由地面清除后被装入该收集装置，利用加压液流将垃圾和液体排入排水系统，从而完成垃圾的处理。本发明主要包括：一桶体，具有一个纵轴，该桶体包括一桶体第一端和一桶体第二端，该桶体包括一桶体中空部，使液体和垃圾能够从该桶体第二端送至该桶体第一端；一接收部，该接收部包括一个接收座，并设置有由该接收座延伸形成的接收部侧壁，形成一个与露天环境隔离的接收部内部，该侧壁的端部是一个开口，并形成一个沟通露天环境和该接收部内部的接收部边缘，该侧壁还在该开口处设置有一个接收部侧壁孔，该接收座固定在该桶体第二端之上，并且设置有一个接收座开孔，能够让液流和垃圾由该接收部内部进入该桶体中空部并通过该桶体第一端进入该下水道系统；和一个喷嘴，设置于露天环境，该喷嘴的位置设定使流经喷嘴的液流由喷嘴流出时由受压状态转为开放流状态的液体，并在流经喷嘴和接收部侧壁孔之间形成的开放间隙距离时保持开放流状态，从喷嘴流出的开放流状态的液流经过接收部侧壁孔流入接收部内部。
为了本发明的上述和其他目的更加易于理解，以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
【附图说明】
图1是包括桶体、接收部、加压液流喷嘴和打开状态桶盖的收集装置的立体图。
图2是图1所示的收集装置的侧视或正视图。
图3是图1所示的收集装置的侧剖或正剖视图。
图4是图1所示的收集装置的顶视图。
图5是收集装置接收部的局部放大的侧视或正视图。
图6是收集装置接收部的部分剖视的局部放大的侧视或正视图。
图7是是包括桶体、接收部、加压液流喷嘴和打开状态桶盖的收集装置安装于地面并与下水道系统连接的立体图。
图8是收集装置的接收部的部分剖视的局部放大的侧视或正视图，图中接收部有一个正处于打开状态的阀门，同时垃圾和液流正由接收部流出。
图9是收集装置的接收部顶视图，图中接收部有一个正处于打开状态的阀门，同时垃圾和液流正由接收部流出。
图10是包括桶体、接收部、加压液流喷嘴和打开状态桶盖的收集装置的立体图，图中显示了使用者正在利用脚踏联动组件打开桶盖并手持铲子将垃圾投入接收器内部。
20：投放待处理垃圾的收集装置 22：桶体
23：桶体纵向轴线 24：桶体第二端
25：桶体中空部 26：桶体第一端
28：桶体下水道气排气接口 30：桶体枢轴座
32：接收部 33：接收部侧壁
34：接收部边缘 35：接收部内部
36：接收部桶盖枢轴 37：接收部侧壁孔
38：液流偏向板 40：接收座
42：接收座开孔 44：挡板
46：挡板倾斜装置 47：下水道气体
48：排气装置 49：脚踏联动组件
50：脚踏板 52：连接脚踏板与桶体的枢轴
54：连杆 56：连接脚踏板与连杆的枢轴
58：桶盖 59：桶盖锁件
60：连接桶盖与连杆的枢轴 62：连接桶盖与接收部边缘的枢轴
64：受压液流入口 66：流体通道装置
67：受压液流防冻装置 68：阀门
69：阀门锁件 70：喷嘴
71：露天环境 72：地面
73：开放间隙距离 74：开放流状态(的液流)
75：从受压状态转向开放流状态(的液流)
76：垃圾 77：加压液流
78：地表 80：下水道系统
82：下水道三通接头 84：下水道升管
86：升管接头 87：手
88：使用者 89：腰线
90：铲子 92：脚
【具体实施方式】
图1-10是收集装置20的视图，包括透视图、侧视图、侧剖视图和顶视图。收集装置20包括桶体22、接收部32、喷嘴70和打开状态的桶盖58。本发明的收集装置20一般是安装于露天环境71，用于投放从地面72清除并倒入收集装置20的的垃圾76，并利用加压液流77将垃圾76和液体74送入下水道系统80的方式处理垃圾76。
本发明的收集装置20主要包括桶体22，其具有包括桶体第一端26和桶体第二端24的纵向轴线23，桶体22还包括使液流74和垃圾76由桶体第二端24传送到桶体第一端26的桶体中空部25。桶体第一端26与下水道系统80连接。下水道系统80可以是连接到处理厂或化粪池的城市下水管线系统，也可以是其他任何形式的可用于接收垃圾76和液流74的下水道系统。桶体第一端26与下水道系统80的连接通常是通过升管接头86与伸出地表的下水道升管84管接，而下水道升管84通过一个下水道三通接头与下水道系统80的支管连接。
回到桶体22本身，桶体22自桶体第一端26至桶体第二端24沿纵向轴线23的长度至少达到让成年使用者88站立在地面72时接收部边缘34与使用者腰线89基本处在同一水平线上。前述的桶体22的长度是方便在使用时使用者的手87能够使用铲子90向接收部内部35倾倒垃圾76，同时尽量避免使用者88手持盛有垃圾76的铲子90向接收部内部35倾倒垃圾76时必需进行弯腰、跪下或扭身等等身体不适的动作。附图中所示的桶体22的形状是假设为一个倒置的方尖柱，但是只要能够符合上述使用条件，桶体22可以采用任何其他形状。桶体22的其他形状可以包含圆柱形、椭圆形、圆形、半圆形、矩形、正方形，或其他符合上述使用要求并易于生产的形状。
现在观察桶体22的内部中空部25，内部中空部25的形状一般来说是假设与桶体22的外形一致，但是这不是一个严格限制，为了便于制造，内部体中空部25的形状可与与桶体22的外部不相同，桶体中空部25只要具有使混合在一起的液流74和垃圾76由桶体第二端24送至桶体第一端26的功能即可。对于桶体22的构成材料和制造方法，可以使用任何适合于露天环境并适于与液流74和垃圾76的混合物接触的材料如聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等塑料或玻璃纤维类材料，采用注模工艺制造。此外，也可以使用其他符合上述要求的金属预制材料如不锈钢、带镀层或处理过的碳钢，或其他类型的钢材。
本发明还包括一个具有围绕的侧壁33的接收座40的接收部32，侧壁33由接收座40延伸，形成一个与露天环境71隔离的接收部内部35。侧壁33端部是一个开口，并形成一个沟通露天环境71和接收部内部35的接收部边缘34。侧壁33还在邻近开口处有一个侧壁孔37，接收座40固定在桶体第二端24上，并且设置有一个接收座开孔42，能够让液流74和垃圾76由接收部内部35进入桶体中空部25并通过桶体第一端26进入下水道系统80。附图中所示的接收部32是假设为环形，但是接收部32还可以是其他任何符合上述操作要求的形状。接收部32用的其他形状可以是椭圆形、半圆形、矩形、正方形或其他任何便于制造并符合上述要求的形状。
对于接收部32的接收部内部35来说，接收部内部35可以采用与接收部32外部一致的形状。但是这不是一个严格限制，为了便于制造接收部内部35的形状可与接收部32的外形不相同，接收部内部35只要具有使倒入接收部内部35的液流74和垃圾76混合物由桶体第二端26经桶体中空部25送至桶体第一端24的功能即可。对于接收部32的构成材料和制造方法，可以使用任何适合于露天环境并适于与液流74和垃圾76的混合物接触的材料如聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等塑料或玻璃纤维类材料，采用注模工艺制造。此外，也可以使用其他符合上述要求的金属预制材料如不锈钢、带镀层或处理过的碳钢，或其他类型的钢材。
收集装置20还包括一个设置于露天环境71的喷嘴70，该喷嘴70的位置设定使受压液流77从喷嘴70流出，喷嘴70被定位在使离开喷嘴70时的受压液流77，由受压状态转为开放流状态75，并在流经喷嘴70和接收部侧壁孔37之间形成的开放间隙距离73时保持开放流状态74。液流以开放流状态74从喷嘴70流出，经过开放间隙距离73，之后经过侧壁孔37流入接收部内部35。为了符合相关建筑规范，为避免发生虹吸现象，间隙距离73至少为一英寸，以防止污水向喷嘴70回流并进入加压液流77，即使加压液流77应该已经没有压力了。
对于喷嘴的构成材料和制造方法，可以使用任何适合于露天环境、适于与液流74接触并能够承受加压液流大约30-60磅/平方英寸压力(psig)标准城市供水系统压力的材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等塑料或玻璃纤维类材料，采用注模工艺制造。但是，如果要求液流77具有更高压力或者是水以外的其他液体，那么喷嘴70的设计必需符合此种液体和压力的要求。此外，也可以使用其他符合上述要求的金属预制材料如不锈钢、带镀层或处理过的碳钢，或其他类型的钢材。
用于投放待处理垃圾76的收集装置20还可以选择性地包括一个与侧壁孔37相邻的液流偏向板38，附图中所示的偏向板38是置于露天环境71，且被操作成将开放流状态液流74由喷嘴70导向和扩散到间隙距离73的下游，进入侧壁孔37，以达到开放流状态液流74的扩散。对于液流偏向板38的构成材料和制造方法，可以使用任何适合于露天环境、适于与液流74接触并能够承受来自喷嘴70的开放流状态液流74的材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等塑料或玻璃纤维类材料，采用注模工艺制造。此外，也可以使用其他符合上述要求的金属预制材料如不锈钢、带镀层或处理过的碳钢，或其他类型的钢材。液流偏向板38与接收部侧壁孔37是相邻的，只要能够保证液体不在液流偏向板38与接收部侧壁33之间渗透，可以采用任何方法将液流偏向板38与接收部侧壁孔37连接起来，如一体成型、粘接、使用紧固件等任何符合上述条件的方法，在液流偏向板38与接收部侧壁33相接处的侧壁孔37周围形成防渗漏密封。
用于投放待处理垃圾76的收集装置20还可选择性地进一步包括一个位于喷嘴70的上游并与其连通的阀门68。如图8和图9所示，阀门68处于打开状态时允许加压液流77通过。如图7所示，当阀门68处于关闭状态时限制加压液流77通过。阀门68可以是任何种类，只要是与加压液流77相合的材质并足够承受大约30-60磅/平方英寸压力(psig)的标准城市供水系统压力。如果加压液流77具有更高的压力或者是水以外的其他液体，阀门68必需设计符合较高压力并/或与其他液体接触。阀门68最好采用在线的普通球型，但如闸阀、旋塞阀、或其他类型也可以接受，只要是符合上述操作条件。还有，如果需要，还可以设置一个阀门锁件69，其与阀门68相互作用并可被固定在阀门68上。阀门锁件69为锁闭状态时，阀门68处于关闭状态，阀门锁件69为非锁闭状态时，使阀门68能够置于打开状态。阀门锁件69最好是挂锁型(padlock type)，或是任何其他适合在露天环境下操作的类型。
用于投放待处理垃圾76的收集装置20的另一个可选部件是排放水道气体47的排气装置48，排气装置48是固定在桶体22的下水道气体排气接口28上。如图3所示，排放水道气体47的排气装置48被操作成与中空部25液体连通，将水道气体47排放到露天环境71。用于排放下水道气体47的排气装置48最好是一个普通的滤网和/或过滤器或其他与上述使用条件等同的合适装置。
还有，用于投放待处理垃圾76的收集装置20的另一个可选部件是位于接收座开孔42的挡板44。如图8所示，挡板44在接收座开孔42出现垃圾76和液流74时打开。如图3和图6所示，档板44在垃圾76和液流74进入桶体中空部25后关闭。对于挡板44的构成材料和制造方法，可以使用任何适合于露天环境、适于与液流74和垃圾76接触并且能够承受液流74和使用者88向接收部内部投放的垃圾76的冲击的材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等塑料或玻璃纤维类材料，采用注模工艺制造。此外，也可以使用其他符合上述要求的金属预制材料如不锈钢、带镀层或处理过的碳钢，或其他类型的钢材。挡板44在关闭状态时与接收座开孔42之间不必是完全的防渗漏密封。挡板44利用一个挡板倾斜装置46将关闭状态的挡板倾斜，它最好是一块适于露天环境71并且能够防止垃圾76和开放流状态液流74的腐蚀的弹性材料。制造挡板倾斜装置76的优选材料与挡板44的材料类似，也可选用符合上述操作条件的其他材料。
为了额外的外部环境气候的抵抗性能，用于投放待处理垃圾76的收集装置20可以具有一个桶增加的盖58，盖58利用接收部桶盖枢轴36，与接收部边缘34枢轴连接。盖58被操作用来将桶盖58关闭在一关闭状态，盖58也被操作用来将桶盖58打开在一打开状态。关闭状态的桶盖58可以与接收部边缘34配合，但不要求防渗漏密封配合，比如同为圆形。也可以是其他形状，桶盖58可以架设为与接收部边缘34形状相同，如椭圆形、长圆形、半圆形、正方形、矩形等等其他任何形状。对于桶盖48的构成材料和制造方法，可以使用任何适合于露天环境、适于与液流74和垃圾76接触的材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等塑料或玻璃纤维类材料，采用注模工艺制造。此外，也可以使用其他符合上述要求的金属预制材料如不锈钢、带镀层或处理过的碳钢，或其他类型的钢材。
如果需要还可以增加一个桶盖锁件59。当桶盖锁件59为锁闭状态，桶盖锁件59将桶盖58和接收部边缘34扣合，桶盖锁件59使桶盖58变成关闭状态。桶盖锁件59处于打开状态时，桶盖锁件59可将桶盖58和接收部边缘34分离。桶盖锁件59最好是一个挂锁，通过钥匙或是被操作于锁闭或非锁闭状态的组合。但是，桶盖锁件59还可以采用其他可以使桶盖58与接收部边缘34扣合并适合于露天环境的形式。
为了方便使用者88，还可以为收集装置20增加一个脚踏联动组件49，其包括一个与桶体22在桶体枢轴座30处枢轴连接的脚踏板50，另外脚踏板50枢轴连接到连杆54，连杆54也枢轴连接到桶盖58。使用者88可以将脚92置于脚踏板50上并向地面72的方向脚踏联动组件49，从而打开桶盖58。脚踏板50的大小和形状最好是适合于脚92的脚踏。脚踏联动组件49具有平衡的几何形状，使脚92在抬离脚踏联动组件49的脚踏板50时，桶盖58受重力作用自行恢复到关闭状态。由于脚踏联动组件49与桶盖58的联动作用，使用者88只要将脚92抬离脚踏板50就可以将桶盖58关闭。
对于包括脚踏板50和连杆54在内的脚踏联动组件49的构成材料和制造方法，可以使用任何适合于露天环境的材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等塑料或玻璃纤维类材料，采用注模工艺制造。此外，也可以使用其他符合上述要求的金属预制材料如不锈钢、带镀层或处理过的碳钢，或其他类型的钢材。连接脚踏板与桶体的枢轴52、连接脚踏板与连杆的枢轴56和连接桶盖与连杆的枢轴60可以使用与脚踏板50和连杆54相同的材料。
假定收集装置20置于露天环境，并且根据使用地域处于寒冷气候中，采用受压液流防冻装置67较好。该装置设置于受压液流入口64与阀门68之间的流体通道装置66之上，也就是说，需要对受压液流入口64与阀门68之间的流体通道装置66采取防冻措施，这是因为当阀门68处于关闭状态时，液体通道装置66内受压液流77会处于结冰温度。流体通道装置66可以采用普通的管材，柔性管材，如适合于受压液流77和露天环境温度，并能承受静压力大约为30-60磅/平方英寸压力(psig)标准城市供水系统压力的材料制成的软管。
根据使用地点和受压液流来源的不同，流体通道装置66也可以采用更高或更低的压力，如在乡村地区可能会使用重力给水的高位水箱或用泵通过水井供水等等。受压液流77一般指水，但是，收集装置20也可以采用下水道系统80允许的适合的液体或气体的流体。受压液流防冻装置67最好采用普通的包裹管道或软管的电加热带，也可以电加热带与管道或软管绝缘材料共同使用，以减少耗电。根据收集装置20所处地域不同，也可以单独使用管道或软管型的绝缘材料。只要下水道系统80允许防冻液，甚至还可以在受压液流77中使用防冻液，这样就可以省去任何形式的电加热带，或者是管道或软管型的绝缘材料。
使用方法
请参阅图10所示，是收集装置20的使用状态图，图中包括桶体22、接收部32、喷嘴70和打开状态的桶盖58，图中使用者88正在利用脚踏联动组件49使桶盖58处于打开状态，同时手持铲子90将垃圾76投入接收部内部35。通常使用者88先用铲子76将垃圾76由地面72移除，然后再将垃圾76投入接收部内部35。为了使用者88方便，接收部边缘34的高度与使用者的腰线89基本相同，这样使用者88在将垃圾76投入接收部内部35时基本不用弯腰。可选地，如果收集装置20不仅配有桶盖58并且还可选地配有脚踏联动组件49，使用者88在投入垃圾76之前，既可以用手打开桶盖，也可以用脚92向地面72方向推动脚踏联动组件49将桶盖自动打开。
垃圾76投入接收部内部35之后，使用者88或者用手将桶盖58关闭，使其与接收部边缘34扣合，或者将脚92抬离脚踏联接组件49，使桶盖58受重力作用自动回落到关闭状态。然后使用者88可以将阀门68打开，将压力液流77由喷嘴70放出，压力液流77由此流经开放间隙距离73并由受压状态变为开放流状态75。可以省去阀门68，这样压力液流77就会不断由喷嘴70流出。如图9所示，开放流状态的液流74喷向液流偏向板38，并经过接收部侧壁孔37散入接收部内部35。开放流状态的液流74和垃圾76最终会流入下水道系统80。还有，可选地，可以将液流偏向板38省去，这样由喷嘴70流出并流经开放间隙距离73的开放流状态的液流74并经接收部侧壁孔37进入接收部内部35。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。