CN105178408B - 具有可拆除的阀系统的排水道滤芯 - Google Patents

Abstract

本发明描述了用于调节流体流的滤芯的多个实施例，该滤芯包括上部外壳以及插入物，使用者可将插入物从上部外壳拆除。滤芯能够包括一个或更多阀，所述阀被偏置在封闭位置，从而防止气味从所述滤芯逸出。滤芯也能够包括流体隔臭管，其至少被部分布置在该滤芯中，或与其流体连通地耦合。能够将紫外发光器插入滤芯中，从而为滤芯的流体通道消毒。

Description

具有可拆除的阀系统的排水道滤芯

本申请是申请日为2010年5月4日、发明名称为“具有可拆除的阀系统的排水道滤芯”的中国专利申请201080029860.8(PCT/US2010/033521)的分案申请。

本申请要求以下美国临时申请的优先权：2009年5月5日提交的序列号61/175705；2009年5月6日提交的序列号61/175,831；2009年5月11日提交的序列号61/177,150；2009年11月20日提交的序列号61/262,981；2009年12月23日提交的序列号61/289,633。在此讨论这些和所有其他外部材料通过引用将其整体合并在此。在所合并的引用文献中的定义或使用的术语与在此提供的该术语定义不同或矛盾时，应用在此提供的该术语的定义，并且不应用引用文献中的该术语定义。

技术领域

本发明的领域为排水道。

背景技术

当前卫生设施法规要求小便池和其他排水道提供密封，从而容纳排水道系统中逐渐形成的气体和气味。典型的密封包括广为人知的P型隔臭管(drain)和S型隔臭管，其中冲洗水的剩余部分形成这样的密封，其从密封的下游有效地封闭气味。密封的上表面与环境自由相通，这通常需要时常冲洗，从而消除残余的尿液，并且防止任何气味从密封发散出来。由于需要时常冲洗，所以通常消耗大量的水，这就能够出现问题，在水有限或没有水源的区域尤其如此。

由于日渐关注限制使用不必要的水，“无水”或“不需水的”小便池正成为必要。由于日益强调水的保护，所以更关注被设计为最小化所使用的水量的马桶和小便池。

已知各种形式的无水小便池，其利用具有油或其他低密度密封剂的滤芯，从而防止从排水道管散发气味。例示性专利包括Reichardt等人的美国专利号5711037，Gorges的美国专利号6053197，Gorges等人的美国专利号6644339，Gorges的美国专利号6959723，以及Gorges等人的美国专利号6973939专利。油基密封剂漂浮在截留残余尿液上，并且因此起气味障碍物的作用，其允许进入的尿液立即向下渗透穿过密封剂，并且继续到达排水道，而同时防止气味透过该密封发散。

这些滤芯中的低密度密封剂保持向大气敞开，这能够出现问题，即随着密封剂被消耗，气味开始穿透该密封。另外，这些滤芯通常需要周期性地更换，这能够明显增加无水小便池的成本，在交通量大的地区尤其如此，例如机场和体育场。另外，拆除滤芯通常要求专业工具、手套和口罩。此外，使用后的滤芯通常有害并且需要适当处理。

除了化学密封剂，已知利用这样的鸭嘴阀，其由于流体的重量而开启。例如参见Mitchell等人的美国专利号6401266；Cummings的美国专利申请号2006/0010565(2006年5月公开)；Janssen的美国专利申请号2006/0207005(2006年9月公开)；以及McAlpine的WIPO专利申请号2009/040524(2009年4月公开)。然而，每次使用后，该带阀的系统通常在阀中留有少量的流体，其能够引起气味从阀发散。另外，该阀通常易于在寒冷区域结冰以及易于卡住。另外，该系统仅使用单阀，如果由于卡住或结冰、碎片或其他因素而卡在打开状态，就会出现问题。

Keller的美国专利号6286153讨论这样的小便池滤芯，其包括电动浮阀。Keller系统也仅使用单阀，并且因此也具有上述缺点。

还已知在小便池中使用伞型阀。例如参考Wilson的美国专利号4180875，其讨论了具有单向阀的小便池处理旁路单元。Wilson系统也有问题，因为该系统也使用单阀。另外，该系统缺乏可拆除核心，并且因此增加了清理和维护阀和旁路单元的时间和成本。

因而，对于无水小便池的机构仍存在一种需求，其在封闭系统中运行，并且不需要化学密封剂。

发明内容

本发明主题提供这样的装置、系统和方法，其中存在有大小和尺寸适于被排水道接收的滤芯(cartridge)。在此使用的术语“排水道(drain)”指的是流体出口，例如能够存在于小便池、水槽、浴盆、地板排水道或其他排水道中，流体能够穿过其流动。该滤芯能够有利地替换其他无水小便池滤芯，例如包括那些具有油或其他低密度密封剂的滤芯。该滤芯能够包括一个或更多这样的阀，其有利地消除了对冲洗水的需求，并且同时避免了与具有低密度密封剂的滤芯相关的问题。有利地，以及与当前具有低密度密封剂的无水小便池滤芯相比，能够在小便池和其他利用水冲洗排水道或者使用化学制品清洁排水道外壳和滤芯的排水道中使用该滤芯，而不使阀或气味密封退化。

除非上下文相反地指出，否则在此提出的所有范围都应被理解为包含其端点，并且开放式范围应被理解为仅包括商业上实用的值。类似地，除非上下文相反地指出，否则所有的列举值都应被视为包括中间值。

预期的滤芯具有外壳，并且优选具有使用者可将其从外壳拆除的插入物。外壳和插入物可以分别为内部和外部仓室、上部和下部仓室、或左和右仓室、或其他商业上合适的构造。在一些预期实施例中，滤芯外壳能够包含上部外壳。

尤其优选，一个或更多阀能够为这样的重力流动阀，其被配置为被偏置(bias)在封闭位置，并且通过流体在阀表面上施加的压力而至少部分开启。该阀能够有利地不用电操作，并且产生封闭系统，其中一旦流体经过阀，该阀就自动封闭。然而，在其他预期实施例中，至少一个阀可为电动阀，例如包括使用螺线管、振动器或其他商业上合适的装置。在2008年5月28日提交的美国专利申请号2008/0295233中讨论了利用螺线管阀的滤芯的例示性讨论。能够使用该一个或更多阀，从而调节任何商业上合适的流体，例如包括水、尿液及其组合。

在此使用的术语“重力流动阀”意思是这样的阀，其中主要由于重力的原因而使流体流过阀。在此使用的术语“电动”意思是使用电，从而帮助控制一个或更多阀的开启和闭合。因而，例如，电控阀能够包括螺线管，并且电助阀能够包括通过使用振动器、用于驱动air multiplier^TM或传统风扇的马达或其他电装置帮助其开启的重力流动阀。在此使用的术语“振动器”定义为在滤芯内引起振动的任何装置，例如包括具有偏置重量的涡轮、振动马达、和/或其任何组合。

优选的阀可以为裙形阀，其拥有优于已知的单向阀(例如伞形阀和鸭嘴阀)的许多优点。例如，能够绕杆或柱安装裙形阀，从而产生360度开口，其较不可能被固体物品堵塞。另外，裙形阀通常没有将阀的中心保持在适当位置的辐条，并且因此没有与辐条勾住外来物体的问题。此外，裙形阀能够具有耦合至滤芯的杆或阀口的较厚第一部分以及允许阀的更大灵活性的较薄第二部分。通过该方式，裙形阀能够(1)比伞形阀更刚性，从而(a)当不使用时保持阀封闭并且(b)防止排水道管中的背压开启阀，而同时(2)裙形阀的末端为柔性的，从而允许液体流动。

阀能够具有当阀的上表面上的压力超过预定阈值时开启的柔性合成膜。这是有利的，因为当有流体出现在阀的表面上时，阀开启，反之其保持闭合。该阀有利地允许尿液或其他流体穿过，到达排水道管，而同时防止潜在的下水道气体渗透进设备室或其他环境。另外，阀能够帮助防止排水道管中的回流引起损害，因为阀下游的压力增加将使阀封闭并且因此防止回流通过滤芯离开。除了裙形阀之外，还构想到使用任何其他商业上合适的阀，其例如包括鸭嘴阀和伞形阀。可替换地，至少一个阀能够为非重力流动阀，例如包括机械止回阀和其他单向阀、球阀、闸门阀以及任何其他商业上合适的阀及其组合。

在一些预期实施例中，能够将一个或更多阀布置在滤芯的使用者可拆除的插入物内。通过该方式，使用者能够通过简单地拆除插入物就容易地接触被耦合至滤芯的排水道管，例如从而清除任何在其中发现的阻塞物。这允许水管工的通条(snake)或其他工具穿过滤芯，而不需要拆除滤芯本身。另外，在插入物内布置阀为清洁和维护阀提供了轻松的通道。

作为防止气味从排水道管逸出的另外的保护，滤芯能够被流体连通地耦合至P型隔臭管或其他流体隔臭管，从而提供另外的排水道密封。在优选实施例中，能够至少部分在滤芯内布置流体隔臭管。在某些预期实施例中，能够通过将插入物插入滤芯而至少部分形成流体隔臭管。

为了防止未经允许而拆除滤芯或插入物，滤芯能够包括粘结至盖子下面的锁止机构，从而形成锁眼。盖子能够具有多个开口，流体能够通过该开口流通。锁止机构能够被耦合至至少两个，并且优选为四个锁止杆，每个锁止杆都啮合滤芯壁内的孔体，从而防止拆除盖子。弹簧能够在正常的闭合/锁止位置被耦合至锁止机构，以便直到在锁眼中转动的钥匙的力量使弹簧变形并且解锁锁止机构时，该锁止机构都保持锁止。锁止机构能够可替换地被耦合至排水道壁而非滤芯。优选，盖子和锁止机构由不锈钢组成，但是也构想到其他的金属和非金属。

通过以下对优选实施例的详细说明，再结合附图，本发明主题的各种目标、特征、方面和优点将变得更明显，在附图中类似标识符代表类似组件。

附图说明

图1A示出滤芯一个实施例的竖直横截面图。

图1B示出包括阀和排水道管的图1A的滤芯的竖直横截面图。

图2示出滤芯的另一实施例的分解图。

图3A示出滤芯的又一实施例的透视图。

图3B示出图3A的滤芯的竖直横截面图。

图3C示出图3A的滤芯的分解图。

图4示出滤芯的又一实施例的竖直横截面图。

图5A-5B示出具有锁止装置的滤芯的竖直横截面图。

图6示出滤芯的插入物的俯视透视图。

图7示出滤芯的插入物的另一实施例的侧透视图。

图8A示出滤芯的插入物的又一实施例的仰视透视图。

图8B示出图8A的插入物的竖直横截面图。

图8C示出图8A的插入物的分解图。

图9示出被耦合至排水道管的滤芯的可替换实施例的俯视透视图。

图10A示出被耦合至排水道管的滤芯的另一可替换实施例的竖直横截面图。

图10B示出图10A的滤芯的分解图。

图11示出具有振动器的滤芯的一个实施例的竖直横截面图。

图12示出具有转子的滤芯的一个实施例的竖直横截面图。

图13示出滤芯的另一可替换实施例的竖直横截面图。

图14示出滤芯的又一可替换实施例的竖直横截面图。

图15A-15B示出被布置在地板排水道中的滤芯的一个实施例的竖直横截面图。

图16A-16B分别示出裙形阀的实施例的俯视和仰视透视图。

图16C示出图16A-16B的裙形阀的横截面图。

具体实施方式

在图1A-1B中示出滤芯100，其调节流体流动，并且具有外壳102，其包含上部外壳104、下部区段106、以及底部108。上部外壳104能够分别包含内部和外部部分110和111，但构想到上部外壳104能够包含单个件。能够通过一个或更多紧固件固定地耦合外壳102的上部外壳104和下部区段106，例如包括粘合剂或其他胶水、螺纹或其他机械紧固件及其组合。能够在上部外壳104内至少部分地布置插入物126，并且将其配置为使用者可将其从上部外壳104拆除。上部外壳104、插入物126和下部区段106中的每个都能够由任何商业上合适的材料组成，例如包括塑料和其他聚碳酸酯、金属、石英、陶瓷以及其任何组合。

滤芯100优选的大小和尺寸被形成为适配在排水道凹槽中，该排水道凹槽例如包括水槽中的排水道、地板排水道、以及男或女小便池。虽然优选滤芯100具有形状为圆柱形的水平横截面，但是滤芯100的形状也能够相应于排水道的形状而改变。可替换地，能够使用适配器(未示出)，从而使滤芯100适配排水道的形状。滤芯100的顶部能够向内和向下渐缩，从而促进流体流向开口122。

滤芯100能够包括向外突出的法兰114，能够使用后者从而允许滤芯100靠在一部分排水道上。可任选地，能够绕滤芯100并且在法兰114之下布置柔韧塑料或弹性密封环180，从而产生流体密封。法兰114能够由不锈钢或其他金属或金属合成物、或其他商业上合适的材料或其组合组成。滤芯100的上表面115能够靠在法兰114上，并且包括O形环189或其他弹性密封环，从而在滤芯100和法兰114之间产生流体密封。外部部分111能够包括带螺纹部分145，螺母114或其他固定装置能够在带螺纹部分145上被耦合至滤芯100。因而，例如，滤芯100能够被插入排水道中，并且然后拧紧螺母144，直到将滤芯100相对于排水道固定在适当的位置。

插入物126能够包括螺纹127，其被配置为啮合布置在上部外壳104的内部部分110上的螺纹129。通过该方式，插入物126能够可拆除地拧到上部外壳104上，并且因此将其固定至上部外壳104，或从上部外壳104拆除。然而，其他商业上合适的紧固件也能够代替螺纹127和129，以便能够在上部外壳104内可拆除地插入该插入物126。为了确保分别在上部外壳104和插入物126之间保持有效密封，能够绕插入物126布置一个或更多O形环188或其他商业上合适的柔性密封件。可替换地，该柔性密封件能够耦合至上部外壳104。

虽然能够在上部外壳104的大约中心位置布置插入物126，但是也能够可替换地将插入物126偏心布置，从而为在上部表面115上布置能够显示视频、图像和/或文本的字符显示器(未示出)提供空间。

滤芯100能够包括至少一个阀136，并且优选包括第一和第二阀136和138。与以下具有单阀的现有技术系统相反，该现有技术例如包括Mitchell等人的美国专利号6401266；Cummings(2006年5月公开)的美国专利申请号2006/0010565；Janssen(2006年9月公开)的美国专利申请号2006/0207005；以及McAlpine(2009年4月公开)的WIPO专利申请号2009/040524，本滤芯利用至少两个阀，并且因此提供防止气味从排水道管逸出的另外的保护。例如，即使主要的第一阀136被牙签或其他碎片以某种方式刺破，第二阀138仍将防止气味从排水道管逸出。

优选的阀包含重力流动阀，其被偏置封闭，以便不使用时，阀136和138封闭。阀136和138中的每个都能够包含裙形阀，虽然也能够可替换地使用其他商业上合适的重力流动阀，例如包括伞形阀、鸭嘴阀和其他柔性阀。在图16A-16C中示出裙形阀的例示性实施例。定义在此使用的术语“裙形阀”为包括从阀芯延伸的边缘，并且具有内部刚性部分，以及相对于内部部分为柔性的外部部分。在一些构想到的实施例中，边缘的内部部分和外部部分能够由不同的材料组成。可替换地，如图16C所示，内部和外部部分能够由相同的材料组成，并且内部部分能够具有比内部部分的平均厚度更大的平均厚度。相反，伞形阀包含全柔性边缘，其具有均匀厚度。

阀136和138中的至少一个能够可替换地为非重力流动阀，例如包括针形阀、球阀、闸门阀、提升阀、旋塞阀、球心阀、蝶形阀和膜板阀。

阀136和138能够具有柔性的合成膜，其能够包含任何商业上合适的材料，例如包括硅织物或其他合成和/或柔性材料或其组合，其向阀提供这样的保护，其防止阀受到尿液流体和清洁剂的严重损害或退化。因此，阀有利地允许尿液穿过，到达排水道，而不允许气味从排水道向上渗透。

能够在第一阀136的下游布置第二阀138。如图1A所示，在优选实施例中，第一和第二阀136和138被通过以下距离隔开，即小于或等于六英寸，并且更优选小于或等于三英寸。构想到所有用于第一和第二阀136和138的适当商购构造，并且优选地，偏置阀136和138，从而沿上游方向凸起。优选地，第一阀136比第二阀138更硬。

优选在插入物126内布置阀136和138，其有利地允许拆除阀136和138以便清理和更换，而不必拆除滤芯100。通过该方式，插入物126的内部能够限定这样的通道，其被配置为允许流体从第一阀136流至第二阀138。然而，也构想到能够在滤芯100的其他地方布置阀136和138至少其中之一。尤其优选，能够布置阀136和138，以便阀136和138中的每个的末端部分都位于插入物126的内部的倾斜部分之下。通过该方式，阀136和138之下的任何回流或压力都将使阀136和138压紧在插入物126的壁上，并且因此阀136和138能够保持封闭。

滤芯100能够进一步包括流体隔臭管118，其被流体连通地耦合至滤芯100。优选，如图1A-1B所示，流体隔臭管118至少部分被布置在滤芯100之内，并且更优选被布置在下部区段106中。插入物126能够包括延伸部分128，其能够被粘接至插入物126，以便当将插入物126插入滤芯100中时，产生该流体隔臭管118。可替换地，插入物126能够包含单个件，其包括延伸部分128。如图4所示，也能够通过使用隔板或壁状结构而在滤芯100内永久地形成流体隔臭管118。对于其中插入物被可拆除地拧入滤芯100的构造，延伸部分128有利，因为当插入物126被插入滤芯100中时，额外的长度帮助防止插入物126被拧反(cross-threading)。

流体隔臭管118起除了第一和第二阀136和138之外，防止气味从排水道管散发的进一步屏障的作用。因而，滤芯100能够具有防止气味的三重保护装置。另外，流体隔臭管118能够有助于防止从排水道管流经滤芯100的回流的可能性，因为任何回流都将增加阀136和138下游的压力，并且因此保持其封闭。这对于小便池和地板排水道尤其有利，因为这些排水道在地平面或靠近地平面布置，并且通常为经受回流问题的第一排水道。

流体出口124能够在下部区段106被流体连通地耦合至流体隔臭管118，以便多余的流体能够通过排水道管172离开隔臭管118。能够使用螺纹125或其他商业上合适的紧固件将排水道管172可拆除地耦合至滤芯100。可替换地，排水道管172能够被永久地粘接至滤芯100。能够在任何可行位置将排水道管172耦合至滤芯100。

插入物126能够具有杆130，帽形体132和阀136及138能够耦合至该杆130。可替换地，帽形体132能够被耦合至上部外壳104。优选，帽形体132具有向下渐缩的外部周界，其促进流体流向开口122，并且能够定大小和尺寸为限制液体溅回碰撞帽形体132。在一些预期实施例中，帽形体132能够具有防改动构造，从而帮助防止未经允许而拆除插入物126和帽形体132。

如图1B所示，滤芯100能够包括可选择的格栅或其他碎片收集筛部件134，其具有多个孔体，以便筛部件134能够过滤流经插入物126的物体，并且因此限制能够到达阀136和138的物体的大小。优选在帽形体132和阀136及138之间布置该筛部件134，虽然也构想到能够在插入物126的外部布置该筛部件134。可任选地，筛部件134能够起这样的工具的作用，其帮助将插入物126从上部外壳104拆除。

能够在滤芯100内布置紫外线(“UV”)发光器148。优选，布置该UV发光器148，以便紫外光线能够照射在至少一部分滤芯100上，并且更优选照射在滤芯100内的至少一部分流体通道上，从而帮助对该部分消毒。虽然示出UV发光器148被布置在滤芯100内，如图10A所示，也构想到可邻近滤芯布置该UV发光器148。预期的UV发光器能够发射具有以下波长的UV光，其在10nm至400nm之间，更优选在100至300nm之间，并且最优选在200至270nm之间。

除了UV光，滤芯100还能够包括这样的照明系统，其具有经布置从而照亮滤芯，并且优选照亮围绕滤芯100的区域的一个或更多LED或其他商业上合适的发光器152。一个或更多发光器152能够发射与其他发光器152不同的主波长的光，并且优选，每个发光器152都能主要地发出这样的长，该光的波长与其他发光器主要地发射的光波长差别至少50nm。在此使用的术语“主”和“主要地”涉及光源发射的波长带的峰值强度。优选的颜色包括绿色或蓝色，可是能够选择具体的颜色，从而匹配放置滤芯100的环境的美感。发射不同颜色的波长有利，因为能够根据外部信号或一个或更多触发事件的出现而引导发光器152发射的光的颜色随机、周期性变化，该外部信号例如远程计算机信号，而触发事件例如包括对使用者、流体、音乐或其他声音或其任何组合的探测。

在一些预期实施例中，滤芯100能够包括具有字符显示器的发光系统，该字符显示器能够表现文字、图像、视频或其他媒体或其组合。虽然该显示器优选由有机LED(OLED)组成，但是也构想到所有的商业上合适的显示器。因而，例如，构想到滤芯能够显示无论是滚动或是静止的一个或更多短语或句子，例如包括新闻、组织的特殊事件(establishment'sspecial)、随机事实等等。另外，显示屏能够包括由使用者玩的游戏。优选，该显示器能够被布置在上部外壳104的上部表面115或帽形体132上。

虽然优选将发光器152布置在上部外壳104内，但是也构想到能够将发光器152另外或可替换地布置在滤芯100的外部。例如能够将一个或更多发光器布置在滤芯100之下，后者由发光塑料或其他半透明或透明材料制成，以便发光器152发出的光能够射过滤芯100。

上表面115能够包括半透明或透明部分116，以便发光器152发出的光能够射过透明部分116并且到达滤芯100的外部。能够由任何商业上合适的材料制成该半透明或透明部分116，并且优选的材料包括丙烯酸或其他半透明或透明塑料。虽然透明部分能够定大小和尺寸从而产生绕开口122的环形，但是也构想到所有其他构造。

发光器152能够布置在控制器板150上或以其他方式耦合至控制器板150，其优选至少对以下部件至少其中之一进行部分控制，即发光器152、UV发光器148、以及滤芯的其他电组件。控制器板150能够通过无线连接而被连接至发光器152、UV发光器148、以及滤芯的其他电组件，该无线连接例如WIFI、蓝牙、红外线或射频，但优选有线连接。视需要，滤芯100能够包括任何需要的电子器件、配线或电路，从而确保与控制器板150的该有线或无线连接。在优选实施例中，控制器板150具有环形形状，并且被布置在上部外壳104内，但是控制器板150也能够具有任何商业上合适的形状和尺寸，以便控制器板150能够被布置在滤芯100内。可替换地，例如，能够将控制器板150布置在滤芯外面的分开的外壳中。

控制器板150能够包含电路，并且在一些实施例中能够包括处理器和存储器，从而分别运行和存储软件指令，以便能够控制UV发光器148、发光器152和/或滤芯100的其他组件。例如，控制器板150可以预定间隔(例如，每分钟、每小时、每天等等)激活发光器152和/或UV发光器148。更优选，当控制器板150接收来自监控人或流体的出现的传感器153的信号时，控制器板150能够激活发光器152和/或UV发光器148。可替换地或另外地，发光器152和/或UV发光器148能够被激活连续一段时间，例如营业期间，或探测器153已探测不到人或流体后的一段时间。

构想到控制器板150能够包括这样的电子装置，其允许控制器板150通过以下方式从远程监控器或其他装置接收控制信号，即以太网、USB、串行、IP电力线接入或其他商业上合适的有线连接、蓝牙、无线USB、RF、IR或其他商业上合适的无线连接或其组合。例如，控制器板150能够从远程计算机(未示出)接收控制信号，该计算机直接或间接激活UV发光器148、发光器152和/或滤芯100的其他组件。在包括显示器的滤芯100的实施例中，远程装置能够与控制器板150通信，从而改变在显示器上显示的文本或图像，或可能改变发光器152发出的光的颜色。

构想到所有的商业上合适的传感器，例如包括流体传感器、温度传感器、红外传感器、光学传感器、电容性传感器、接近传感器、压力传感器、感应传感器和/或其组合。虽然示出传感器153植入半透明部分116中，但是只要传感器能够探测流体和使用者至少其中之一的出现，传感器153或另外的传感器就能够位于任何适当的位置中。可替换地，能够将传感器153布置在滤芯100的外部。优选，传感器153与控制器板150直接通信，虽然也构想到间接通信，例如通过一个或更多中间组件(未示出)而通信。虽然优选的传感器153通过有线连接通信，但是也构想到无线连接。

滤芯100能够包括内置电站182，其具有电池或被耦合至光电池，或被耦合至图9中所示的其他外部电源的线电压。滤芯100能够通过使用电站182而可替换地无线耦合至外部电源，其例如通过感应、WiTricity^TM、或其他无线电源而接收电力。这有利地允许滤芯100接收电力，而不需要新的配线，其因此能够降低安装的时间和成本。在帽形体132或其他制造物体上布置优选光电池，并且其能够被可任选地耦合至电池，后者被配置为存储光电池多余的电力，从而当光电池缺少足够的光产生电力时提供电力。

图2示出滤芯200的可替换实施例的分解图。关于图2中的剩余标识符，对图1中具有类似标识符的类似组件的相同描述也适用。

在图3A-3C中，示出滤芯300的另外的实施例，其能够被插入现有排水道外壳302中，后者具有出口管372和能够被耦合至排水道管(未示出)的排水道出口373。能够简单地将滤芯300插入现有排水道外壳302中，并且因此替换以前安装的排水道滤芯(未示出)。在该实施例中，流体能够流过开口322，并且流过插入物326，并且流经可任选的阀(未示出)。然后，流体能够通过开口324离开滤芯300，并且进入出口管372。

为了防止将滤芯300从现有排水道外壳302拆除，能够将一个或更多倒钩374至少部分插入滤芯300中，并且优选至少三个倒钩374。通过该方式，如有人试图将滤芯300从现有排水道外壳302拆除，倒钩374将钻入现有排水道外壳302的内部部分，并且因此防止拆除滤芯300。预期的倒钩374能够由不锈钢或任何其他商业上合适的材料制成，以便倒钩374具有足够的强度从而经受施加的至少10N的力，并且防止拆除滤芯300。关于图3A-3C中的剩余标识符，对图1中具有类似标识符的类似组件的相同描述也适用。

图4示出滤芯400的实施例，其中在下部区段406的下部部分布置排水道出口472。排水道出口472能够不垂直于下部区段406的壁。优选，排水道出口472关于下部区段406的壁成偏离于垂直三度的角度，但是能够使用其他角度从而促进流体从下部区段406流动。下部区段406能够包括隔板466或其他分隔结构，以便能够在下部区段406中产生流体隔臭管118。关于图4中的剩余标识符，对图1中具有类似标识符的类似组件的相同描述也适用。

在图5A-5B所示的滤芯500的另一实施例中，滤芯500能够具有一个或更多倒钩574，其能够被插入滤芯外壳504的壁511中。倒钩574能够分别具有第一和第二部分575和577，其中如图5B所示，第一部分575可关于第二部分577枢轴转动。第一部分575能够包括尖头尖端，如图3B中所示，其被配置为钻入排水道外壳的内部部分中。第二部分577能够包括凸起尖端576，其被配置为钻入一部分壁511中，从而防止将倒钩574从壁511拆除。

滤芯也能够包括圆形UV灯548，虽然也构想到其他的UV灯构造，例如包括产生UV光的LED。为了使UV灯548能够在插入物526的内部部分发射UV光，外壳504的内部壁510，以及可任选的插入物526能够由一种或更多种半透明或透明材料组成。关于图5A-5B中的剩余标识符，对图1中具有类似标识符的类似组件的相同描述也适用。

在图6中示出插入物626的实施例，其包括布置在插入物626的倾斜上表面627上的开口622。构想到插入物626的顶部612能够向下倾斜，从而将流体朝着开口622引导。图7示出插入物726的可替换实施例，其包括延伸部分728。关于图6-7中的剩余标识符，对图1中具有类似标识符的类似组件的相同描述也适用。

图8A-8C图解了插入物826的又一实施例，其包括转子部分856，转子部分856具有能够绕转子部分856转动的叶片854。优选，转动部分856被布置在阀836和838的下游。能够使用螺丝钉或其他商业上合适的紧固件858，从而将转子部分856固定至插入物826的杆830，以便转子部分856能够绕杆830转动。可任选地，能够将轴承862插入叶片854和紧固件858之间。另外，能够将轴承863插入转子部分856和杆830的向外突出部分之间。转子部分856和叶片854能够由任何商业上合适的材料组成，例如包括钴或其他金属、双金属材料、锶铁氧体、塑料、复合材料和/或其组合。

转子部分856能够包括一个或更多磁体860，磁体860能够与布置在滤芯(未示出)内的磁线圈相互作用。在该情况下，以及上限未明确指出的情况下，读者应推断合理的上限。例如，在该情况下，商业上合理的上限为大约八个。这样有利，因为线圈和磁体860之间的相互作用能够引起转子部分856转动。可替换地，转子部分856或叶片854能够由磁体或可磁化材料组成。在图10A中示出线圈的例示性实施例。也构想到，能够在杆830内或插入物826的其他位置布置马达，从而引起转子部分856转动。

转子部分856的转动能够有利地引起在阀836和838下方形成负压，并且因此驱动空气流过插入物826，朝着排水道管(未示出)的方向流动，从而进一步防止气味从排水道管逸出。在一些预期实施例中，转子部分856能够包括偏置重量，以便转子部分856的转动能够引起杆830振动，并且因此振动阀836和838。

插入物826能够包括间隔器883，帽形体能够与后者耦合。间隔器883有利在于，其在插入物826的顶部812和帽形体(未示出)之间产生被限定的空间，以便流体能够流进插入物826，而同时限制更大的物体进入插入物826。关于图8A-8C中的剩余标识符，对图1中具有类似标识符的类似组件的相同描述也适用。

在图9中示出滤芯900的实施例，其被插入排水道外壳972中。包含UV灯(未示出)的插头984能够被耦合至排水道外壳972。配线992能够将插头984连接至布置在滤芯900内的控制器和/或电源。第二配线990能够将滤芯900耦合至外部电源，这有利地允许向滤芯900的电组件供电，而同时也通过IP电力线接入或其他协议而提供有线数据连接。然而，也考虑无线供电和数据连接，包括上述的那些连接。

滤芯900能够包括半透明部分916，其能够具有环形形状，虽然也考虑其他商业上合适的形状。半透明部分916有利地允许来自一个或更多发光器(未示出)的光从滤芯射出。滤芯900能够进一步包括帽形体932，帽形体932能够帮助引导流体到达滤芯900中的开口922。关于图9中的剩余标识符，对图1中具有类似标识符的类似组件的相同描述也适用。

正在图10A-10B中所示的其他预期实施例中，滤芯1000能够包括叶片1054，叶片1054被耦合至插入物1026，以便叶片1054能够类似于马达的转动而绕插入物1026的杆1030转动。优选的叶片1054由磁性或可磁化材料组成。然而，考虑叶片1054能够由非磁性材料组成，并且包括布置在叶片1054内的磁体。能够将磁线圈1061布置在外壳1002内，以便线圈1061能够与磁叶片或磁体相互作用，从而引起叶片1054转动。

滤芯1000能够被耦合至排水道管1072，以便流体能够流经滤芯1000，通过开口1024流出，并且流进排水道管1072。排水道管1072能够包括可拆除插头1084，其具有被设置为发射UV光的UV灯1048，并且因此帮助对排水道管1072内部消毒。电缆1092或其他配线能够连接UV灯1048和控制器1050和/或电源(未示出)。滤芯能够进一步包括孔体1091，电缆或其他配线(未示出)能够被通过该孔体插入，从而向UV灯1048、发光器1052和滤芯1000的其他电组件供电和/或提供数据。关于图10A-10B中的剩余标识符，对图1中具有类似标识符的类似组件的相同描述也适用。

图11示出滤芯1100，其具有被布置在插入物1126的杆1130中的振动器1160。优选的振动器1160为磁操作，但是能够另外或可替换地为机械和/或电操作。振动器1160能够以超声波或任何其他商业上合适的频率振动。振动器1160能够被布置在滤芯1100的任何地方，只要振动器1160能够帮助防止或消除积累在阀门1136和1138上的流体。

滤芯也能够包括控制器板1150，其被配置为以预定间隔(例如，每分钟、每小时、每天等等)运行振动器1160。另外，当传感器(未示出)探测使用者出现时，振动器1160将运行。可替换地或另外，当探测到使用者时，振动器1160可以持续运行，或者一旦使用者离开，振动器1160将运行一段时间。滤芯1100能够进一步包括孔体1191和1195，配线能够被通过该孔体插入。关于图11中的剩余标识符，对图1中具有类似标识符的类似组件的相同描述也适用。

在图12中示出滤芯1200的另一实施例，其具有被通过螺丝钉1258或其他紧固件而耦合至插入物1226的杆1230的叶片1254，以便叶片1254能够绕插入物1226的杆1230转动。优选的叶片1254由磁性或可磁化材料组成，或者包括一个或更多磁体(未示出)，以便能够使用布置在滤芯1200内的磁线圈1261使叶片转动。关于图12中的剩余标识符，对图1中具有类似标识符的类似组件的相同描述也适用。

图13示出滤芯1300，其中能够使用螺丝钉1358或其他商业上合适的紧固件，将电路板耦合至上部外壳1304的内壁1310。关于图13中的剩余标识符，对图1中具有类似标识符的类似组件的相同描述也适用。

图14示出滤芯1400，其具有滤筛1434或其他碎片收集部件，滤筛1434或其他碎片收集部件能够绕插入物1426的杆1430布置，从而防止较大的物体流进插入物1426。由于能够视需要而将插入物1426从滤芯1400拆除，所以能够容易清洁滤筛1434和插入物1426，而不需要拆除滤芯1400。滤芯1400能够具有一个或更多倒钩1474，其被插入滤芯1400的外壁1411中，从而防止将滤芯1400从排水道管外壳(未示出)拆除。滤芯1400的内壁1410和外壁1411能够永久地彼此粘接，从而产生密闭密封的内部部分1486，内部部分1486中能够布置发光器、电源、控制器和相关电路、以及滤芯1400的其他电组件。关于图14中的剩余标识符，对图1中具有类似标识符的类似组件的相同描述也适用。

在图15A-15B中示出地板排水道1500，其中能够插入滤芯外壳1526。地板排水道1500能够包含格栅1534，其具有多个排水道开口1522，水或其他流体能够通过该开口流动，并且能够通过该开口将固体从流体流中滤出。格栅1534能够包括边1512，能够使用各自螺纹部分或其他商业上合适的紧固件将边1512可拆除地耦合至排水道外壳1510。

滤芯外壳1526能够分别包括优选绕滤芯外壳1526的杆1530布置的第一和第二重力流动阀1536和1538。通过该方式，流体能够流过开口1522，进入滤芯外壳1526，并且分别穿过第一和第二阀1536和1538。然后，流体能够通过流体出口1524流出滤芯外壳1526。

如图15B所示，能够在水泥地板1540中布置地板排水道1500，以便格栅1534能够与地板砖1542齐平。地板排水道1500的外壳1510能够包括向外延伸部分1514，其被配置为保持外壳1510关于水泥1540的位置。考虑能够将杆1530直接耦合至格栅1534，以便能够省略滤芯外壳1526。

图16A-16C示出裙形阀1600的各个视图，裙形阀包括核心1620，以及从核心1620向外延伸的细长边缘1610。优选，边缘1610被配置为随着边缘1610从核心1620延伸而具有向下的斜度。在一些预期实施例中，核心1620和边缘1610能够由单个件组成，但是核心1620和边缘1610能够可替换地由被耦合从而在其间产生密封的单独的件组成。虽然示出裙形阀1600具有圆形水平横截面，但是考虑所有的商业上适当的形状，例如包括正方形和半圆形形状。

在一些预期实施例中，第一部分1612能够由与第二部分1614不同的材料组成，或与第二部分1614具有不同的组分。

优选，边缘1610从核心1620以360度方式延伸。如图16C所示，边缘1610能够渐缩，并且包括第一部分1612和第二部分1614，第二部分1614具有比第一部分1612的平均厚度小的平均厚度。这有利地使第一部分1612与第二部分1614相比具有额外的刚度，而同时使第二部分1614具有比第一部分1612更大的灵活性。因而，与现有技术的伞形阀不同，边缘1610的至少八分之一、优选三分之一、并且更优选至少一半能够保持刚性，并且因此提供足够的强度，以便防止回流通过阀1600向上游流动。

在例示性实施例中，边缘1610的第一部分1612能够具有这样的平均厚度，即在0.001-0.05英寸(0.00254-0.127厘米)之间、更优选在0.001-0.01英寸(0.00254-0.0254厘米)之间、并且进一步更优选在0.001-0.008英寸(0.00254-0.02032厘米)之间。使用相同的例子，第二部分能够具有这样的平均厚度，即在0.01-0.2英寸(0.0254-0.508厘米)之间、更优选在0.02-0.1英寸(0.0508-0.254厘米)之间、并且进一步更优选在0.03-0.08英寸(0.0762-0.2032厘米)之间。然而，第一部分1612和第二部分1614的特定厚度将取决于裙形阀1600的直径或长度，以及特定的应用。例如，具有更大直径的裙形阀要求厚度比具有较短直径的裙形阀更大的第一部分。

核心1620能够有利地包括开口1630，以便核心1620能够被安装或粘接至滤芯的杆或阀外壳。

可任选地，裙形阀1600能够包括一个或更多这样的肋形体(未示出)，其从核心1620沿一部分边缘1610延伸，从而向边缘1610提供另外的支撑。该另外的肋形体有利，尤其是在裙形阀具有超过三英寸的直径或长度的情况下。例如，裙形阀1600能够包括一个或更多具有这样的直径的肋形体，其在0.03-0.1英寸(0.0762-0.254厘米)之间、并且更优选在0.04-0.08英寸(0.1016-0.2032厘米)之间。然而，肋形体的特定厚度将取决于裙形阀1600的直径或长度，以及特定的应用。例如，具有较大直径的裙形阀的肋形体可较厚，而具有较短直径的裙形阀的肋形体较薄。

本领域技术人员应明白，不偏离此处的发明概念，除了已描述的那些实施例之外的许多更多的更改是可能的。因此，发明主题不受除了所附权利要求的精神之外的限制。此外，在对说明书和权利要求书的解释中，所有的术语都应被理解为与上下文一致的最广泛的可能形式。特别地，术语“包含…”和“包括…”应被理解为指的是非排除形式的元件、组件或步骤，表明可以存在或使用被标出的元件、组件或步骤，或结合未明确标出的其他元件、组件或步骤。当说明书和权利要求涉及从由A、B、C…和N组成的组中选择的物品中的至少一个时，应将该表述理解为仅需要该组中的一个元件，而非A加N，或B加N等等。

Claims (13)

1.一种用于控制流体穿过阀外壳的滤芯，所述滤芯包含：

被配置为主要由于重力而使所述流体穿过的上游开口和下游开口；

具有内部周边的阀座，所述内部周边的相对上游部分小于相对下游部分；

膜板，其具有外部边缘和内部边缘，其中所述外部边缘抵靠所述阀座向上偏置，并且所述膜板还具有径向增加的柔性；

其中外部边缘是足够刚性的以使得所述内部边缘和所述外部边缘是线性的；并且

其中所述外部边缘的平均厚度在0.01英寸即0.0254厘米与0.08英寸即0.2302厘米之间。

2.根据权利要求1所述的滤芯，其进一步包括围绕所述滤芯的壁的外部周边布置的密封构件。

3.根据权利要求2所述的滤芯，其中所述膜板被布置成围绕柱，并且所述滤芯进一步包括联接所述柱与所述壁的内表面的臂。

4.根据权利要求2所述的滤芯，其中所述阀外壳被布置在小便池内，并且所述密封构件被设定大小和尺寸以装配在所述小便池的所述阀外壳内。

5.根据权利要求1所述的滤芯，其中所述膜板被布置成围绕柱。

6.根据权利要求5所述的滤芯，其中所述膜板的上游部分在联接件处被固定到所述柱，并且所述外部边缘和所述内部边缘被布置在所述联接件的下游。

7.根据权利要求1所述的滤芯，其中所述膜板具有径向减小的厚度。

8.根据权利要求1所述的滤芯，其中所述膜板具有多个径向取向的肋形体。

9.根据权利要求1所述的滤芯，其中所述外部边缘具有在0.0762-0.2032厘米之间的平均厚度。

10.根据权利要求1所述的滤芯，其中所述外部边缘抵靠所述阀座向上偏置的地方为圆形。

11.根据权利要求1所述的滤芯，其进一步包括第二膜板，所述第二膜板具有抵靠第二阀座向上偏置的第二边缘。

12.根据权利要求11所述的滤芯，其中所述第二边缘比所述膜板的所述外部边缘和所述内部边缘硬。

13.根据权利要求1所述的滤芯，其中所述内部周边包括平坦斜坡。