CN101490344A - 可手工操作的排水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可手工操作的装置以及一种用于从排水系统处理的液体中分离固体废料和减小这类固体废料碎片的尺寸从而更有效地通过排水系统处理的方法。一个粉碎组件可以相对于固定的主体手工地移动并且可以包括用于从流入排水系统的液体中捕获固体废料的穿孔材料，以及至少一个剪切或切割或研磨元件，用于将固体废料碎片的尺寸减小成可以随后向下通过排水系统的更小尺寸。在一些实施例中，粉碎组件可以通过手或脚的向下压力而被驱动。减小尺寸的物体碎片由通过装置的排出液体从装置中冲洗掉。

Description

可手工操作的排水装置

相关申请的交叉参考

本申请主张2006年6月15日提交的美国临时专利申请第60/814,409号、2006年6月15日提交的第60/814,495号、2006年6月15日提交的第60/814,497号、2006年10月30日提交的第60/855,577号以及2006年12月8日提交的60/873,657号的权益。

背景技术

本发明涉及一种用于处理例如头发的固体物质的装置，以减少家用水槽、浴盆和排水管的堵塞。更具体地，本发明涉及一种可手工操作的装置，用于减小头发和其它固体废料碎片的尺寸而形成更小的碎片，使排水管的聚集和堵塞发生的可能性更小。

水槽、淋浴和浴缸的排水容器通常在其开口覆盖或设置过滤网和过滤器，以防止固体物质进入排水管并在下游位置堵塞排水管。这种过滤网预期允许液体通过而阻止固体物质。然而，因为固体物质会导致堵塞，为了让这种装置起到良好作用，必须经常清理固体物质。清理这样的装置需要用手抓取并且移去充满细菌的堵塞物，这些堵塞物通常包括缠绕的人体头发。

食品准备区的水槽通常具有用于粉碎固体废料的装置，从而允许废料进入到连接的排水管而不会堵塞排水管。虽然这些装置通常以电力驱动进行“垃圾处置”，很少需要手工清理和操作，但是其需要相当大的安装空间、用于操作的电力以及足够的用于维护的通路。这些要求对于一般的淋浴、浴盆、或厨房区域外面的水槽而言是很难或者不能满足的。

以前试图提供各种可手工操作的排水过滤器、废物收集器以及粉碎装置，包括设计用于剪切人体头发的粉碎或剪切装置都没有获得特别地成功。

例如，Gandillon发明的美国专利第1,614,358号文献公开了一种安装在普通水槽出水口下的手工操作装置，但是该装置易于堵塞、复杂且尺寸过大。使用这种装置粉碎固体物质是通过逆着固定的刀片绕着中心轴手工旋转锥体。

Hammes发明的美国专利第2,012,680号文献公开了一种电动垃圾处理的早期形体，通过从研磨室排出液体而从研磨室适当地冲洗粉碎的固体物质，并且该装置显示为安装在水槽以下。

Frank发明的美国专利第2,479,485号文献显示一种手工操作的自清洗的水槽阻止塞，致力于具有固体废物过滤和剪切功能的手工操作。然而，其包括初始的过滤器，避免一般所遇到的物体到达剪切表面，并且初始的过滤器需要手工清理在该处俘获的物质。此外，该装置易于缠结头发。

Hovartos等发明的美国专利第4,183,470号文献描述一种由喷水驱动的垃圾处理器。该装置要求足够的安装和维护空间，并且具有垂直定向的轴，该轴易于缠结头发。当水流提供的动力不足时，该装置不能允许进行手工操作。

Maynard，Jr发明的美国专利第5,271,571号文献描述一种水驱动装置，该装置用于搅拌和剪切水槽排水管中的碎片。该装置包括一个液压驱动的叶轮，该叶轮也可以与过滤器网手工接合。然而，中心轴暴露到进入排水管的固体废料，因此易于缠结。

Maynard，Jr发明的美国专利第5,141,166号文献描述一种包括中心安装转子的装置，该转子在水槽排水管中旋转。然而，该装置由通过转子螺纹孔的急倾斜螺纹杆的线性行程驱使，而且螺杆暴露到固体废料并因此易于缠结。

其它装置，例如特别设计用于剪切头发的电动剃刀，不容易用于处理水槽、浴盆或淋浴排水管部分上所捕获的头发以防止这些排水管的堵塞。Ochiai等发明的美国专利第4,549,352号和Szymansky发明的美国专利第5,901,446号文献描述用在普通电动剃须刀中的剪切装置，但是水槽、浴盆或淋浴排水管中所捕获的头发往往不大可能被定向，因此这类装置将是无效的。

因此，需要一种装置，该装置容易安装到或构造成适合安装到过滤器盆或家庭排水管的相似初始容座部分的通常可用空间内，或者构造成替换这类过滤器盆或相似的容器，用于减少可能聚集并引起家庭水槽、浴盆和淋浴排水的排水管堵塞的头发以及其它固体废料碎片的尺寸，因此更有效的处理通过排水管的废料。这类装置应该能让使用者用最小的体力进行手工操作，并且防止形成堵塞，而不需要超过由装置操作所产生的频繁清理。

发明内容

本发明描述一种可手工操作的装置和用于从例如浴缸、淋浴或水槽这类普通设备所排水流分离出较大物质碎片例如人体头发、纺织纤维、草块或其它植被的碎片、手指甲、脚趾甲和其它废物并且周期性地减小这类积聚的废料碎片的尺寸，使其尺寸小到能够容易地通过普通的排水管冲洗掉，而不容易形成能够造成这类排水管显著堵塞的聚集量。

在装置的一些实施例中，该装置容易安装到已有排水系统中。其它实施例可作为安装在水槽、浴盆或淋浴中的排水容器的整体部分制造。排水安装装置的简易性能够使其容易生产和安装，相比更复杂的例如转子驱动的垃圾处理器机构具有显著优势。在一些实施例中，在排水容器上面的位置过滤废物，相比其它在腔室或篮筐结构中收集过滤的废物的装置而言，使得排水中断的可能性更小。

本发明的前述和其它目的、特征和优点将在以下通过结合相关附图进行的详细说明而更容易理解。

附图说明

图1是根据本发明一个方面的排水保护装置的立体图，该装置具有包括穿孔的材料和盖的粉碎组件；

图2是图1所示装置的分解立体图；

图3是沿图1中线3-3的剖视图；

图4是根据本发明装置的一个实施例，包括替代穿孔盖的粉碎组件结构的从上面和侧面看的立体图；

图5是图4中所示组件的从相反视角看的立体图；

图6是包括密封和卡扣锁扣特征的替代排水保护装置的剖视图；

图7与图4相似，显示一个具有不同穿孔材料结构的组件；

图8是本发明装置的另一个替代实施例，具有穿孔材料和包括过滤指部的盖的排水保护组件的立体图；

图9是图8所示装置的分解立体图；

图10是沿图8中线10-10的剖视图；

图11是根据本发明排水安装装置的另一替代实施例的排水安装组件的立体图；

图12是图11所示装置的分解立体图；

图13是图11所示装置沿中线13-13的剖视图；

图14是图11所示装置的底部平面图；

图15是用于排水的本发明装置的另一实施例的可手工操作装置的立体图；

图16是图15所示装置的分解立体图，以缩小的比例尺显示；

图17是图15中所示装置的立体图，装置的可移动的粉碎装置移动到其下部位置；

图18是图15中所示装置沿线18-18的剖视图，并且显示该装置安装在其中的排水过滤器部分。

具体实施方式

首先参看图1-5，图1中显示一个装配的可手工操作的排水安装装置20，该装置可以安装在向上开口的排水过滤器或类似容器22上，如水槽、浴缸或淋浴排水的过滤器部分，用于处理除厨房外的家庭或办公室中通常遇到的固体物质的处理，例如头发、细线、手指甲、肥皂残渣等的处理。

参看图1，装置20处于操作前的准备状态并安装在典型的排水过滤器22上。可移动的粉碎组件24包括一个圆柱形的限定穿孔28的穿孔管26，穿孔28显示为圆孔，但也可为其它形状。穿孔28的尺寸、间隔以及数目可以改变，以得到理想的流速并且目标为排水液体流中附带的一些物质。中心安置的穿孔管26的底部部分30延伸到排水过滤器22的顶部32以下，而穿孔的上部分34则延伸到排水过滤器碗体以上以接收排出的液体。液体流所携带的头发以及长纤维物质当它们从液体中被过滤出后会绕着上部分34的环绕地延伸。盖26覆盖并且紧固到中心安置的穿孔管26的上端部，使得装置20具有使用者感到舒服的表面，使用者可以向下推该表面以操作装置20。通常，使用者的脚或手对盖36简单施加的向下压力是足够的。盖36可具有平滑的顶部表面，以使得使用者在操作时感到舒适。当使用者按压盖36时，粉碎组件24垂直向下移动，如箭头38所示，并且通过稍微旋转使用者的脚或者手以在盖36向下移动时旋转盖36，可以产生运动的旋转分量。

穿孔管26内部设置一个弹簧40，使得穿孔管以及盖在被按压后返回到原始位置。尽管中心螺旋弹簧40是理想的弹簧，但是应该认识到例如板簧和其它布置的替换物也是可以接受的。弹簧40可由横梁支撑件42支撑，该支撑件42设置在典型排水容器的过滤器部分22的底部。弹簧4在位于排水管的过滤器22中的盖36与横梁42之间通过粉碎组件24的移动而被压缩。

装置的可移动的粉碎组件可以中心地设置在装置的固定的主体部分44中，并且可以连接到弹簧40。可选的，弹簧40也可以安装在装置的固定的主体44所封闭的空间内，该固定的主体依次将所包含的力分配到排水管的结构上。弹簧40或其它适合的弹性材料可包覆在装置的保护区域内，从而防止头发缠结。

如图2所示，固定的主体44包括一个内套筒46，其具有一个研磨内表面48。套筒46保持在排水管的过滤器22内，与穿孔管24的外部相对。研磨表面48可以包括保持在附着到金属片里壁的合适基体中的耐用磨料颗粒，例如碳化硼、氧化铝或硅酸铝。研磨材料可以使用不同结构中的任何一种结构保持紧靠可移动的穿孔管26的表面。一种选择为使用例如氯丁橡胶这类适合弹性材料的最外层套筒50，紧靠可移动的穿孔管26挤压研磨面48。

保持两个部件之间的紧密并置是理想的，如果这种并置没有得到至少部分地维持，那么由于研磨面48会磨损穿孔管26而使得头发能够在穿孔管与研磨面48之间滑动。

包括磨料涂层面48的套筒46也可用作保护已经存在的排水过滤器22的内表面。具有这样一个保护套筒，住户就不用担心使用这里描述的排水安装装置20会损害已有的管道。

用磨料涂敷套筒46的内表面的替换方案包括用研磨层48涂敷可移动的粉碎组件24的穿孔材料26，以及对两个表面都进行涂敷。应该意识到，无论对哪个表面进行涂敷，捕获在两个表面之间的头发以及其它材料都会在粉碎组件向下移动的时被研磨涂层(一个或者两个涂层)磨成更小的碎片。然后，更小的碎片由被排的液体流携带通过穿孔流入穿孔管，并且向下流动通过相连的排水管而不会被阻止和阻塞排水管。

装置20的径向最外部分可以以各种方式固定在典型的排水组件内，或者外套筒可作为例如过滤器22的排水容器的一个整体部分进行制造。例如，具有研磨面48的套筒46可以以使用过盈配合或压配合、粘合剂或其它紧固方式紧密地安装到外套筒内，并且外套筒可以以类似方式安装到排水组件内。确保固定的主体部分44保持排水保护装置20在位，而废料通过研磨面48的作用被粉碎为更小的碎片，从而更少可能积聚和堵塞典型的排水管的末端部分。在装置的正常使用过程中，表面以及部件会发生磨损，例如穿孔管26、研磨材料48以及外套筒50都可以替换。

这里描述的装置因此用于从流入排水管的液体中过滤固体物质，并且随后在可移动的粉碎组件与外套筒的对置表面之间粉碎所过滤的物质。弹簧40将可移动的粉碎组件24返回到其相对于固定的主体44的原始上部位置，这样将装置20准备就绪用于随后的向下行程而进一步细分头发和其它固定废料的碎片。然后，装置20由被排的液体进行清洗，在废料被制成较小可能堵塞排水管的末端部分之后，冲洗粉碎的废料向下通过穿孔管26的内部。实施例中公开的通过研磨材料粉碎头发和其它废料碎片比主要集中于过滤液体流中物质的装置具有更多的优势。而研磨表面的使用降低了为了进行粉碎而将头发保持在某一方向上的重要性，由液体流进入穿孔所产生的通常方向相对于可移动的粉碎组件24大体上是圆周的，从而与相对移动的方向大致上垂直。因此，磨料能有效的夹紧、撕碎或剪切长纤维或头发，将其转化为更短的碎片。

因此，不需要付出超过上面所述述简单动作的努力就可以清洗装配有可手工操作的装置20的排水容器。

图4和5显示一个可选的用于装置中的可移动的粉碎组件52，其中一种可选排列的穿孔材料附着到盖36上。穿孔片材的大致为圆柱形扇面形式的几个紧密相邻的部分54(在本例中为4个部分)由各自的径向延伸部分56所支撑，因此，扇形部分54联合地形成大致的圆柱型管状。部分54的穿孔片材被向外弹性偏置并成形为当粉碎组件52安置在围绕的套筒46内时，使得每个穿孔部分54适应并且与围绕的研磨面48紧靠并置。穿孔材料可以为金属片，以取得耐久性和弹性的最佳结合，并且穿孔58可以排列成垂直的行和列。这种结构消除了使用橡胶或其它弹性外套筒以将包括研磨面的部分保持紧靠穿孔材料的需要。

图6显示可手工操作装置的一个替换实施例，其包括一个具有卡扣型锁扣62的穿孔粉碎组件60。该卡扣安装锁扣62可以包括在手工操作的排水保护装置20内，因此使用者可以选择堵塞排水管并且将水保持在水池或浴盆中。一个径向延伸的由例如橡胶的弹性挠性材料制成的密封部件64定位在盖66的下面，该密封部分。卡扣安装锁扣62可以包括向下的悬挂部分68和大致水平延伸的臂部70。臂部70的顶部表面72可以倾斜以对抗弹簧40的力，并且向下拉动和保持粉碎组件60，因此，使得密封部件64与排水过滤器22的法兰的顶部32紧密接触，从而密封排水管并且防止水从水池或浴盆流走。卡扣安装锁扣62可以作为穿孔管74的一整体部分，除此之外，穿孔管74与管26相似。卡扣安装件可与排水管的过滤器部件22共有的横梁件42的一个接合。

图7显示一个可移动的粉碎组件80，其包括一个由不同的穿孔材料制成的管状结构82，该穿孔材料包括代替图1-6中所示圆孔的矩形切口或槽84。其它的穿孔式样也可以使用，但是特定的穿孔式样可以依靠并置的套筒的结构改善性能。例如，当与图2中所示的研磨面配合时，优选对角排列的圆形穿孔28用于穿孔管26。

作为另一个可选方案，替换包括与穿孔管状结构并置的具有研磨面48的套筒46，图1-6中所示的可手工操作的排水保护装置20可包括一个具有上表面90的套筒46，该上表面90限定剪切边92。剪切边92邻接穿孔材料，例如穿孔管26、74或82或部分54的穿孔材料。剪切边92与穿孔管26等的表面之间的径向间隙特别小，例如在0.0005至0.002英寸之间，从而当穿孔管向下移动时有效地俘获和剪切例如头发的小直径纤维。限定这种剪切边92的套筒46可以由耐蚀性金属制成，当然并不局限于这类材料。套筒46还可以作为典型的已存在的排水过滤器内部的保护套筒。如上所述，适当直径的弹性材料的压缩外套筒50套装在套筒46上，可以用于朝着穿孔管26挤压套筒46及其边缘92，以减少过量的间隙。然而，通过简单地维持紧密的工程和制造公差就可消除套筒50的需要。

头发的定向优选垂直于配合的剪切边。图1-6所示穿孔材料的穿孔28和58为圆形形状。最开始，头发由液体流携带流向穿孔材料的外部并被穿孔材料所俘获，定向成与穿孔材料的表面平行。然而，当粉碎组件向下移动时，头发的部分将会弯曲并延伸到穿孔28内，将头发的部分安置成与限定剪切边的表面垂直。

在图7所示的穿孔管82中，穿孔84为矩形并且可以从水平方向轻微倾斜，使得头发的部分能够使其自身更好的垂直于由穿孔84所限定的剪切边，并且当穿孔管82沿着剪切边92移动时引入改善的“剪切效果”，这种装置的方式类似于图1-6所示的装置。

参看图8、9和10，图8显示一个处于正常液体接收状态的可手工操作的排水保护装置100，其位于典型的排水组件的过滤器部件22(以虚线显示)中。过滤器部件22包括一个径向法兰，当过滤器安装在典型的水槽、浴盆或淋浴中时，所述径向法兰的上表面32坐落成与水槽、浴盆或淋浴的排水区域的内表面基本上平齐，并且过滤器部件22连接到排水装置的下部进口碗体或容器部分，将水流从水槽、浴盆或淋浴向下引导进入排水管中。中心安置的穿孔管102的底部低于排水容器法兰的高度。穿孔管102具有显示为圆孔103的穿孔，但也可设置如图7所示的槽84来代替。盖104附着到中心安置的穿孔管102的上端部，因此在包括盖104和穿孔管102的粉碎组件106移动时，具有让使用者按压感觉舒适的表面。由于筛分指108之间的穿孔103在水槽基准面或浴盆底面以上，因此浴盆或水槽基准面的固体物质被该装置俘获而不会阻碍液体流入基准面上面的穿孔内。

盖104包括一排绕着其圆周排列的筛分指部108，类似于杆或手指的垂直定向部件，向下延伸靠近或接触穿孔管102的外侧，在法兰平面之上向上延伸并且位于筛分指之间的穿孔管部分102是可见的。垂直定向的筛分指部108过滤液体流中的固体物质片。如果需要改善进入排水安装装置100的液体流，设定筛分指部的阻挡功能，从盖104的顶部表面向下延伸垂直筛分指部108可以消除使用穿孔管102的需要。筛分指部108各自延伸进入协同配合的径向向内定向的齿部110之间所限定的通道，该向内定向的齿部100沿沿着围绕的固定的主体114的上边缘或肩部112间隔开。在每个指部108与向内定向的齿部110的相邻表面之间可以存在紧密的滑动配合，因此可移动的当粉碎组件106被向下按压并且指部滑动经过齿部时，指部108与齿部110之间所俘获的头发以及其它物质被剪断或切割。表面之间的间隔为最佳公差以充分地俘获、切割和剪切例如头发的小直径物质，而避免没有进行适合的粉碎就将这些物质简单地推入到管道中。剪切、切割和筛分指部108以及齿部110理想的可由耐腐蚀的金属制成，但是并不仅限于这一类材料，并且它们可以涂敷研磨剂以帮助抓取物质。

经过指部108和齿部110之间后的被剪切和切割的物质尺寸更小，小到能够冲入到液体流中并且能向下经过排水保护装置100和其它管道障碍物。至少一些指部108在其外表面上限定向下敞开的凹口116，用于接合并携带废料碎片，尤其是头发和其它纤维，在齿部110之间拉这些碎片，借此将它们切割、撕裂或剪切成更小的碎片。

一弹簧118处于盖104的下面并位于穿孔管102内，用于将可移动的粉碎组件106回复到其原始位置。当使用者向下按压盖104时，装置的粉碎组件106在固定的主体104内垂直地向下移动，受到指部108与齿部110之间关系的引导，显示为的简单直线结构，但是可以形成为粉碎组件106的移动提供螺旋分量。

在装置100的一个实施例中，指部108可设置在排水过滤器22的法兰的上表面32以下，如图10中的右侧所示。指部108紧密地沿着位于固定的主体114的上边缘112的齿部100并在齿部之间移动从而提供剪切功能，但是为了改善安全性，剪切和撕裂动作发生在法兰的上表面32的高度以下。由于穿孔或开口材料102座落在排水过滤器元件22内，因此高于该平面的水的压头就可以改善排水速率。在指部108的任何一个位置，穿孔或开口材料102用于将液体流中的固体废料分离出并且有利于随后进行的剪切和切割地定向所俘获的物质(例如头发)。容易理解，穿孔或开口103的数量和形状可以改变并且可以由制造所用的材料、所需的流速、以及可接受的制造成本而定。例如头发的固体材料可以落入到排水过滤器部分22的内表面与剪切或切割和筛分指部108之间的间隙120中，并且间隙120为适当的尺寸，以使得排水安装装置的剪切或切割功能达到最佳。也就是说，固定的主体114的径向厚度122可以改变从而增加或减少间隙120的有效宽度。

弹簧118操作用于在压缩后将可移动的粉碎组件106返回到其原始位置。弹簧118可以在盖104与典型的排水组件共有的横梁部件(未显示)之间受到压缩，或者弹簧可以由包含在固体的主体114底部的水平支撑部件124保持，从而为弹簧118提供支撑座。固体的主体114的最外部分可以任意一种方式(例如压配合、螺纹配合)固定到典型的排水装置过滤器22上，或者可以作为排水容器过滤器元件的一个整体部分制造。尽管横梁部件(未显示)可以包括在典型的排水装置中而提供一种底部结构，该底部结构可以在排水保护装置100被促动时支撑该装置，固定的主体114可以固定到排水过滤器22的内表面，从而在装置的操作过程中粉碎组件106垂直移动时将排水保护装置100保持在位。

假定头发是造成堵塞的主要原因，图8-10所示的排水保护装置设计用于剪切和切割头发。具体的，头发会将其自身定位成垂直于可移动的粉碎组件的垂直运动。当筛分指108移动经过边缘112上的齿部110时，筛分指具有将头发卷起、扭曲和缠结成复合的绞合股的趋势。该绞合股在指部108和齿部110移动经过彼此时容易被剪断，拉伸缠结的绞合股至单根的头发断裂。因此，头发的缠结绞合股可以因此被剪切或切割成长度大体上等于相邻齿部108之间距离的小部分。由于该编织或缠结的绞合股在指部108移动经过齿部110时，有时候会被撕开而不是简单的断裂，因此指部108可以设计为保持绞合股从而在齿部110之间携带该绞合股。例如，指部108的外表面可以变成粗糙的。这种粗糙的指部108会将头发保持在一固定的位置，用于随后在指部108移动经过齿部110时切割头发。也可以通过改变指部108的形状、使其边缘锋利或者对它们涂敷研磨材料使指部的剪切和切割功最优化。

在图11、12、13和14所示的一个可手工操作的排水保护装置123中，包括头发的固体废料的碎片从具有穿孔底部的过滤器杯130中的液体流中被过滤出来。排水装置128可以制造成紧贴地安装在普通的排水容器中，例如典型排水组件的过滤器部件22中。包括剪切或切割表面的叶片132和134在粉碎组件136上下移动时将较大的碎片剪切、撕开或切割成较小的碎片。

一个中心塔状的主体138从杯130的底部向上延伸，从图12中可以看到。轴140在其底端带有一个或多个径向延伸的剪切或切割叶片132，这里显示的装置128包括四个这样的叶片。轴140向上延伸通过塔状主体中的中心通道142，该主体限定出与中心通道连通的径向槽144，径向槽144定位成允许叶片132向上滑动至杯132内至图11和14中所示的位置。过滤器杯130的底部也限定出槽145，当粉碎组件136从图11和13所示的位置向下移动时，剪切或切割叶片132可以移动到槽145内。例如，槽145可以为大约0.2英寸宽并且可以具有大约0.325英寸至0.65英寸的径向长度147。允许剪切或切割叶片132向下通过过滤器杯130的槽144和145可以包括X形状的槽，与剪切或切割叶片132的形状紧密地对应。槽145也可以限定边缘146，由移动的叶片俘获的头发可以紧靠该边缘146被切割或剪切。

上部剪切或切割叶片134从载体主体148延伸并且与杯底部中的附加槽150对准，该槽150也可以具有锋利的边缘，并且剪切或切割叶片134可以移动到该槽内，从而切割或剪切固体废料的碎片。载体主体148可以为大致的圆柱形套筒，其可以绕着塔状主体138可滑动地配合，并且可以与附着到中心轴140上的盖152一起向上和向下移动。为了保持叶片134对准过滤器杯中的孔，一个或多个向内突出的肋条可以设置在载体主体148的内侧，用于在沿着塔状中心主延伸的配合槽154中移动，并且槽口156可以限定在载体主体148上以与叶片132的配合。盖152可以包括一个延伸到载体主体148的中空圆柱形连接器管部分158，因此向下移动的盖移动轴140、叶片载体148以及剪切或切割叶片132和134。

剪切或切割叶片132和134可以与过滤器杯130中的相应的槽144和150在尺寸和形状上紧密地对应，并且它们可以具有锋利的边缘，用于在剪切固体废料时与边缘146协同配合。由于具有彼此仅以很小距离隔开的剪切或切割叶片，粉碎组件136可以将长股的头发或其它纤维材料同时按压到几个槽144和150内，借此将长股剪切或剪断成几个更小或更短的碎片，每个碎片小到可以自由通过排水管而不会堵塞排水管。

过滤器杯130，如图13所示，可为圆锥形或弧状凹形，从而将液体流中所携带的物质引入到装置128的顶端朝向剪切或切割叶片132和134下面的位置，并因此对头发和其它细长碎片定向，使头发和细长碎片倾向于绕着中心塔状主体138圆周地排列。如图13所示，过滤器杯130的较低部分或底侧可以为凹形。

如图所示，圆形或其它形状的穿孔159可以绕着过滤器杯130间隔地设置。过滤器杯130的穿孔159的尺寸优选为最佳设计，即使得从杯130中溢出的水流与俘获固体材料的功能平衡。

适合的弹簧，例如螺旋弹簧160，坐落在杯130内塔状主体138的顶部表面上。轴140延伸通过弹簧160的中心并且借助配合螺纹附着到盖152的底部。弹簧160将剪切或切割叶片132和134在粉碎组件136向下移动后返回到其原始或上部位置。

当盖152被向下按压时，剪切或切割叶片132和134向下移动通过过滤器杯130内相应的槽144和150。过滤器杯130中所俘获的材料的被分离成使得材料能够最终被排水冲洗掉的尺寸。盖152的向下延伸的圆柱形中心部分158完全封闭弹簧160，从而保护弹簧免受流入到排水过滤器杯130中的头发或其它固体废料的缠结。

叶片132和134的剪切或切割表面可以通过变粗糙、变锋利或涂敷研磨材料，通过形成废物保持槽，例如图12所示切口162和164，或者通过形成如图14所示的窄的浅的头发保持槽166达到最优，以抓住头发或其它物质。剪切或切割叶片132和134的底部表面或者过滤器杯130的内表面，两者在粉碎组件136向下移动时候提供剪切或切割所俘获的材料，可以因此达到最佳。

可选的，过滤器杯130可与带法兰的排水容器或过滤器170一体形成，如图13中的右侧所示，该整体装置可以安装到水槽等底部的普通过滤器部件22的空间内，这与图11中所示的“落入”装置相反。排水容器的带法兰的过滤器部可以包括一个凹形或杯状的底部172，其具有基本不变的材料厚度，这与杯130的凹形底部相反。

图15、16、17和18显示另一个可选的排水保护装置180，其尺寸可制造成适合紧贴安装到用于浴盆、淋浴或水槽的普通排水管的过滤器部分182中，其中过滤器部分182包括一个水平底部支撑横梁部件184，该水平底部支撑横梁部件限定一个处于过滤器底部中心的螺纹孔186。装置180包括一个穿孔的底部过滤器和切割板188，该切割板是固定的并且可以以一个小的距离支撑在过滤器182的水平底部横梁部件184之上，如图18的剖视图中最佳地示出。可移动的粉碎组件190包括垂直延伸的部件，以下称为指部192，该指部布置成向下移动到一组相应的孔194中各自对应的一个中，从而将液体流中的固体剪切或切割成小到可以安全通过排水系统的碎片，其中，孔194向下延伸通过底板188。孔194的上边缘可以是锋利的。

中心支撑轴196可以附着到排水过滤器182的底部横梁部件184，并且在多数情况下可以稳固地螺纹连接到一个配合关系的螺纹孔186内。底部过滤器和切割板188限定一个用来接收轴196的中心开口198，一个主要形式为安装在水平八边形基底上的直立壁的弹簧罩200位于底板188顶部的一个固定位置，如通过一对销202定位在限定于底板中的一组四个通孔204的相对通孔内。底板188的其它两个通孔204则与延伸通过弹簧罩200的基底部分对应孔205对准，从而使得可以从弹簧罩内排水。

中心主体206具有大致的圆柱形的形状，并且垂直定向的指部192彼此平行延伸并且绕着圆柱形中心主体206彼此间隔开。每个指部192具有一个下端部208，该下端部独立向下延伸并且可以具有一个粗糙或涂敷研磨材料的表面或者限定一个浅槽210，该浅槽大致与中心主体206的圆周正切。每个指部的下端部208与底板188所限定的一个对应形状的孔194对准，并且可以具有锋利的边缘从而与相关孔194的锋利边缘配合。附加的通孔195延伸穿过底部过滤器和切割板188并作为排水液体通过排水保护装置180的通道。

中心主体206是中空的并且具有开口的底端，该底端绕着弹簧罩200安装。每个指部192的内侧可以与弹簧罩的相应扁平侧对齐。中心主体206可以在一上部位置与一下部位置之间上下往复移动，在该上部位置，指部192的下端部208以一个小的距离位于底板188之上，在该下部位置，所有的下端部向下延伸到底板188中的各自对应形状的孔194中。

一个步进机构封闭在弹簧罩200和可移动的中心主体206内，并且允许通过向下按压连接到中心主体206的顶端的盖212使粉碎组件190向下移动并且锁在其下部位置。盖212具有舒适的上表面213，用手或脚按压该表面感觉舒适。然后通过盖212和附着的中心主体206的随后的向下运动，粉碎组件190可以得到释放并上升到上部位置。在图16和18所示的一个这种步进机构中，步进机构的中空轴214部分固定地安装到中心支撑轴196的顶端。位于中心轴214外侧上的垂直肋或槽216形成步进机构的一部分。限定在槽216之间的凹槽接收位于中心主体206的顶端内向内突伸的主体218，因此当粉碎组件190相对于底板188和中心轴196上下往复移动时，中空轴214引导并使中心主体206的顶端对准中心轴196。一个上部弹簧220和一个下部弹簧222以及一个旋转的步进棘轮体224以公知的方式布置继而当通过按压盖212使得中心主体206重复地向下移动时将中心主体206保持在上部位置和下部位置。

当旋转的步进棘轮体224位于下部位置时，上部弹簧220迫使中心主体206朝向下部位置移动，一密封部件图示为一个径向延伸的截头圆锥形的弹性挠性密封部件226，该密封件绕着中心主体206的上肩部228安装，密封部件也被降低并被迫朝向下部位置。然后，密封部件226按压抵靠排水过滤器或容器部分182的径向延伸法兰230，防止液体流入该装置。当中心主体206处于其如图15和18所示的上部位置时，密封部件226向上与法兰230间隔开，并且液体能够从安装有装置180的水槽或浴盆等自由地排出进入到密封部件下面的过滤器182中。

盖212通过螺纹配合紧固的保持在中心主体206的顶端，并且包括一个下边缘232，该下边缘坐落在密封部件226的中心毂上，因此液体必须经过装置180，在密封部件226的下面流动，然后绕着中心主体206的圆柱形部分的外侧，流入指部192之间，携带包括头发的任何被带走的固体废料碎片。由于指部194是直线并垂直的，因此液体流中的废料可无障碍的被携带到底板188。

当包含废料固体碎片的液体流向下进入到装置180的过滤器壳182或固体的主体内时，固体废料的碎片将搁置在底部过滤器和切割板188的顶部，并且至少部分地位于指部192的下端部208的下面，因此当中心主体206通过盖212受压而向下移动时，指部192的下端部208上的浅槽210将会抓住并且迫使固体材料的碎片通过相应的孔194，从而将相对较大的废料碎片剪切或切割成尺寸减小的碎片，该尺寸减小的碎片小到能够自由地通过过滤器182下面的排水管，从而大幅地减少积聚并因此引起相连的排水管在远端下游位置堵塞的可能性。

甚至例如头发或草的碎片这类纤维材料也可以分离成更小的碎片，这些更小的碎片很少可能会在排水管中积聚到麻烦的程度。当例如长头发的较长纤维碎片被携带进入中心主体206周围的空间时，这些纤维由水流沿着指部192向下携带，水流将这些长碎片234绕着八边形的弹簧罩200自然地对齐，如图15所示，并且指部192底端上的切口210会帮助抓住这些纤维材料并且迫使盘绕的这类头发234的间隔开的部分同时通过对应的贯穿底板188的大致矩形孔194的相邻的孔，从而将头发234或其它纤维股剪切、切割和剪断成短的碎片236，当充分地缩短后，碎片236通过底板188中的孔194，此后由液体流从装置180冲洗进入装置下面的排水管中。中心支撑轴196的下端部将底板188保持在排水过滤器182的底部支撑部件184以上间隔开一定距离，因此存在一条液体流通过底板188的通畅通道，以便携带固体废料的尺寸减小的碎片。

在粉碎组件190的第一次向下行程中未被充分地分割的废料碎片可以在粉碎组件随后的从其上部位置到下部位置的向下行程中被进一步减小，其中，指部192的下端部进入到孔194中。

当按压盖212的距离远到足够使中心主体206完全进入到其下部位置时，密封部件226接合径向延伸的法兰，从而阻止液体流入排水过滤器182内，因此装置180密封排水并且保留水槽、淋浴或浴缸中的液体，直到盖212和附着的中心主体206被允许轻微的上升，而且此后被再次向下按压，操作中心地位于排水保护装置180中的步进机构。中心主体和弹簧盖可以装配成一起滑动，尽管由于存在空间使得水进入到弹簧罩限定的空间，但弹簧罩底部的孔允许水自由地排出，而且中心主体206与弹簧罩202之间的空间小到可以防止固体废料进入，否则，进入的固体废料可能显著地干扰步进机构的操作。尽管整个装置180可以为金属，但是其中几个部件可替换成合适的塑料材料以减少成本。

前述描述所使用的术语和表达在这里作为说明书的技术术语而不能作为限制，这些术语和表达的使用并不是排除所示出和描述的特征或部分的等同物，应该意识到本发明的保护范围仅由以下的权利要求所限定。

Claims (54)

1、一种用在家庭排水进口容器中的可手工操作的装置，该装置用于帮助保持液体自由流动通过与所述容器相连的排水管，该装置包括：

(a)一个固定的主体；

(b)一个至少部分地位于固定的主体内过滤器部分，该部分的位置用于接收液体流并且抓住固体废料的相对大的碎片并暂时保持所述相对大的碎片；

(c)一个可手工移动的粉碎组件，该可移动的粉碎组件在固定的主体内延伸并且可以相对于固定的主体在上部位置与下部位置之间往复移动；和

(d)一个弹簧，该弹簧向着可移动的粉碎组件的上部位置迫使可移动的粉碎组件；和

(e)其中，在所述可移动的粉碎组件在其所述上部与下部位置之间移动时，可手工移动的粉碎组件与废料的所述相对大的碎片中的至少一些接合并且与固定的主体一起协同作用，从而将废料的所接合的碎片中的至少一些减小至更小的尺寸。

2、如权利要求1所述的装置，其中，所述过滤器部分包括在所述可移动的粉碎组件中。

3、如权利要求2所述的装置，其中，所述固定的主体包括一个弹性的外部部件，该外部部件迫使一个包括研磨表面的套筒向内朝向所述过滤器部分的外表面。

4、如权利要求2所述的装置，其中，所述过滤器部分包括一个由板材制成的穿孔管，并且所述可移动的粉碎组件包括一个定位成与所述穿孔管的顶端相邻的盖，并且所述穿孔管包括一个与所述固定的主体的一部分的一个剪切表面并置的外表面。

5、如权利要求1所述的装置，其中，所述固定的主体包括一个套筒，并且所述可移动的粉碎组件包括所述过滤器部分，并且所述过滤器部分与所述套筒并置并且可以在所述套筒内在所述上部位置与所述下部位置之间往复移动。

6、如权利要求5所述的装置，其中，所述套筒具有研磨内表面并且所述过滤器部分具有与所述研磨内表面并置的外表面，因此，通过所述可移动的粉碎组件在所述上部与下部位置之间的往复运动，废料可以由所述过滤器携带到抵接所述研磨表面，并且废料的所述相对大的碎片可以减小到更小的尺寸。

7、如权利要求5所述的装置，其中，所述过滤器部分包括一个由板材制成的穿孔管，并且所述可移动的粉碎组件包括一个定位成与所述穿孔管的顶端相邻的盖。

8、如权利要求7所述的装置，其中，所述弹簧部分地布置在所述穿孔管内并且具有对压抵所述盖的顶端。

9、如权利要求7所述的装置，其中，所述穿孔管包括多个穿孔的弧形扇面，每个扇面通过其自身的弹性被径向向外朝向所述研磨表面偏置。

10、如权利要求5所述的装置，其中，所述固定的主体包括一个弹性的外部部件，该外部部件迫使包括所述研磨表面的所述套筒向内朝向所述过滤器的外表面。

11、如权利要求1所述的装置，其中，所述可移动的粉碎组件包括一个盖，并且所述盖包括一批垂直定向的平行筛分部件，当所述可移动的粉碎组件位于其所述上部位置时，所述筛分部件被布置在所述液体流中。

12、如权利要求1所述的装置，其中，所述可移动的粉碎组件包括一个盖，该盖具有一批向下延伸的垂直定向的指部，并且所述固定的主体部件包括一个限定多个通道的肩部，所述多个通道被对准成在所述可移动的粉碎组件从所述上部位置向着所述下部位置往返移动时接收各自对应的指部。

13、如权利要求12所述的装置，其中，至少一个所述指部限定一个向下开口的槽口，该槽口位于所述指部的外表面，定位成与所述相对大的废料碎片中的一个接合，并且该槽口将所述废料向下携带至一个对应的所述通道中。

14、如权利要求12所述的装置，其中，所述可移动的粉碎组件包括所述过滤器部分并且所述过滤器部分包括附着到所述盖并向下延伸的穿孔管，并且所述垂直定向的指部沿着所述穿孔管的外表面向下延伸。

15、如权利要求1所述的装置，其中，所述过滤器部分包括位于所述固定的主体中并且限定多个向下延伸贯穿通道的穿孔盖，所述通道包括多个槽，并且所述可移动的粉碎组件包括一个上部部件、一个从所述上部部件向下延伸的支撑部件和多个叶片，该多个叶片安装在所述支撑部件并与所述穿孔盖中对应的所述多个槽对准，当所述可移动的粉碎组件位于其上部位置时，所述多个叶片定位在所述穿孔盖的上表面之上，并且所述多个叶片可移动至所述多个槽内从而携带废料，借此当所述可移动的粉碎组向着其下部位置移动时将废料的所述碎片减小成更小的碎片

16、如权利要求15所述的装置，其中，所述固定的主体包括一个向上延伸的中心塔，该中心塔限定一个中心通道和一个相交的侧向槽，所述多个叶片中的一个延伸通过所述侧向槽并且所述支撑部件向上延伸通过所述中心孔。

17、如权利要求16所述的装置，其中，所述装置进一步包括一个可滑动地绕着所述塔布置的套圈，并且多个叶片从所述套圈向下延伸并且与所述穿孔盖中限定的所述多个槽分别对准。

18、如权利要求15所述的装置，其中，所述上部部件是一个具有舒适上表面的盖。

19、如权利要求15所述的装置，其中，所述叶片和所述槽限定各自的彼此对准的剪切边缘，用于协同剪切所述废料。

20、如权利要求15所述的装置，其中，所述叶片中的一个具有限定废料保持槽的底部表面。

21、如权利要求15所述的装置，其中，所述叶片中的一个具有限定多个头发保持槽的底部表面。

22、如权利要求15所述的装置，其中，所述叶片中的一个具有锋利的边缘。

23、如权利要求15所述的装置，其中，所述过滤器形成为所述固定的主体的一个整体部分。

24、如权利要求15所述的装置，其中，所述叶片中的一个具有研磨底表面。

25、如权利要求1所述的装置，其中，所述固定的主体适于安装在家庭排水系统的普通过滤器部件中。

26、如权利要求1所述的装置，其中，所述装置与家庭排水系统的普通过滤器部分相结合，所述普通过滤器部分包括一个水平横梁部件，并且所述弹簧坐落在所述横梁部件上，从而当所述可移动的粉碎组件在所述上部位置与所述下部位置之间移动时，所述弹簧被压缩在所述可移动的粉碎组件与所述横梁部件之间。

27、如权利要求1所述的装置，其中，所述固定的主体适于替代普通的排水过滤器部件。

28、如权利要求27所述的装置，其中，所述固定的主体包括径向延伸的法兰。

29、如权利要求1所述的装置，其中，所述过滤器包括穿孔的基板，并且所述可移动的粉碎组件包括多个垂直延伸部件，每个垂直延伸部件具有一个下端部，该下端部与底板上所限定的对应开口对准并且可以移动到该对应的开口内。

30、如权利要求29所述的装置，其中，所述垂直延伸部件中的一个的下端部包括废料收集槽。

31、如权利要求30所述的装置，其中，所述垂直延伸部件中的一个的下端部具有研磨表面。

32、如权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括一个可操作地插在所述可移动的粉碎组件与所述固定的主体之间的闭锁机构，从而可选择地将所述可移动的粉碎组件保持在其下部位置，所述装置还包括一个密封部件，该密封部件布置成当所述可移动的粉碎组件位于所述下部位置时该密封部分防止液体流动通过所述装置。

33、如权利要求32所述的装置，其中，所述过滤器部分包括所述固定的主体的一个底部部件，固定的主体包括一个从所述底部部件向上延伸的中心定位部分，可移动的粉碎组件包括多个垂直定向的指部，并且所述底部部件限定多个布置成用于接收对应的所述多个指部的孔。

34、如权利要求33所述的装置，所述装置与家庭排水系统的过滤器部件结合，所述过滤器部件包括一个径向延伸的上部法兰，并且所述密封部件包括在所述可移动的粉碎组件中，并且可以通过将所述粉碎组件移动到其所述下部位置而将密封部件移动到与法兰抵接密封的位置。

35、如权利要求1所述的装置，其中，所述过滤器部分包括所述固定的主体的一个底部部件，固定的主体包括一个从所述底部部件向上延伸的中心定位部分，可移动的粉碎组件包括多个垂直定向的指部，并且所述底部部件限定多个布置成用于接收对应的所述多个指部的孔。

36、如权利要求1所述的装置，所述装置与家庭排水系统的过滤器部件结合，所述过滤器部件包括一个径向延伸的上部法兰，并且所述可移动的粉碎组件包括一个密封部件，可以通过将所述粉碎组件移动到其所述下部位置而将密封部件移动到与法兰抵接密封的位置。

37、一种用于防止废料堵塞家庭排水管的方法，包括：

(a)接收包含在朝向排水容器的水流中的一定量的废料；

(b)将包含废料的水流引导到一个预定位置，该预定位置邻近安装在排水容器中的可手工操作装置的一部分；

(c)在邻近位于排水容器中的可手工操作装置的一部件的第一位置处从水流中收集所述量的废料；

(d)当手工移动装置的粉碎组件部分时维持水流以将废料保持在第一位置，从而抓住所述量的废料的一部分；

(e)随后，进一步移动粉碎组件由此将废料的所述部分分离成多个更小的碎片；以及

(f)随后，在水流中将更小的碎片从所述排水容器通过排水管带走。

38、如权利要求37所述的方法，其中，所述方法包括在手工移动粉碎组件前使用水流将所述量的废料以预定排列进行对准的步骤。

39、如权利要求38所述的方法，其中，所述预定排列包括将至少一些废料排列成股。

40、如权利要求39所述的方法，其中，所述方法包括使用水流将废料股保持在跨越在多个相邻水通道的位置上的步骤，所述水通道穿过装置的容纳部分。

41、如权利要求39所述的方法，其中，粉碎废料的步骤包括向下移动粉碎组件，从而迫使多个开口的指部接触所述股并进入对应的水通道内，由此将所述股剪切成小的碎片。

42、如权利要求38所述的方法，其中，所述方法包括收集并且缠绕包括在所述固体废料中的多根头发的步骤，该步骤作为对准废料的步骤的一部分。

43、如权利要求37所述的方法，其中，所述方法包括收集和对准包括在所述量的废料中的多根头发以形成股的另外步骤。

44、如权利要求37所述的方法，其中，所述方法包括沿着研磨表面机械地携带一部分废料借此将所述废料中的一些切割成更小碎片的步骤。

45、如权利要求37所述的方法，其中，所述方法包括在所述粉碎组件所限定的开口中抓住所述废料的碎片并且通过粉碎组件与所述装置的固定部分的协同作用剪切该废料碎片的步骤。

46、如权利要求37所述的方法，其中，所述方法包括夹住所述废料的股的多个部分同时将股的该多个部分推到多个对应的孔中从而将废料剪切成更小碎片的步骤。

47、如权利要求37所述的方法，其中，所述方法包括在沿着所述废料的股的长度的多个位置处夹住所述废料的股并将股的多个部分推到多个对应的孔中从而将所述废料剪切成更小碎片的步骤。

48、如权利要求37所述的方法，其中，所述方法包括在沿着所述废料的股的长度的多个位置上同时保持并推动的步骤，从而将所述股同时推入多个相邻的孔中并由此将所述废料拉伸并剪切成更小的碎片。

49、如权利要求37所述的方法，其中，所述方法包括通过将粉碎组件与排水容器的一部分接合并借此保持粉碎组件上所携带的密封部件与排水容器的表面密封接触来关闭排水的步骤。

50、如权利要求37所述的方法，其中，所述方法包括通过使用包括在粉碎组件中的弹簧从而保持粉碎组件上所携带的密封部件与所述排水容器的表面处于密封关系而关闭排水的步骤。

51、如权利要求37所述的方法，其中，所述方法包括通过使用所述水流将多根头发彼此并排排列并且迫使所述头发朝向装置的中心部分来形成所述废料的细长股的步骤。

52、如权利要求37所述的方法，其中，所述方法包括将粉碎组件移回到初始位置并重复权利要求34的步骤的另外步骤。

53、如权利要求37所述的方法，其中，所述方法包括收集和缠绕包括在所述废料中的多根头发，其作为对准所述量的废料的步骤的一部分，并且使用水流将头发的股排列成横向越过水流。

54、如权利要求37所述的方法，其中，所述方法包括在沿着废料的股的多个位置抓住废料的股并且随后迫使股的各个部分同时进入可手工操作装置的底部部件中的间隔开的开口中，由此充分地拉伸股从而使其断裂成多个更短碎片的步骤。

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