具有膨脹區的排水件的製作方法
2023-12-10 18:39:42
專利名稱：具有膨脹區的排水件的製作方法
技術領域：
本發明主要涉及用來從基本上平坦的基層中排水的系統，特別涉及一個置於如人工草皮、合成草皮或類似材料的頂層下面的一個排水件，該排水件用於排出滲過此類頂層的水。
背景技術：
人們已經知道在許多情況下可以用人工或合成草皮來代替自然草坪。與自然草皮或者草地相比，通常人工草皮需要相當少的保養，且人工草皮能生長在自然草坪不能生長的地方。人工草皮系統可以具有不同的形式，美國專利US5601886中公開了一種典型的系統，在該系統中在簇絨機中生產人工草皮，從而使人工草皮的草絲穿過基材。
儘管人工草皮有許多應用，但恐怕最常見的就是用在運動場上，如室內和室外足球場或橄欖球場，以及高爾夫球場。例如在美國專利如US5779393、US5976645、US6221445中公開了這種類型的典型應用。當人工草皮系統應用在容易接收雨水或者其它水源的室外環境中時，該系統必須具有一些排水措施，否則水會在其頂部、底部以及人造草皮的草絲中集聚。
人造草皮經常使用到的一種排水系統為水可以通過而排出的一厚層沙子或者其它小的疏鬆顆粒，此類系統在前述的美國專利US6221445中公開。儘管這些排水系統和類似的其它系統足以從人造草皮中排水，但是其造價較高，無論是材料本身的造價還是正確安裝該排水系統的人工費都很高。
已經有了一些用不太貴的已公知的排水系統來替代的試驗，這些排水系統由塑料材料如聚苯乙烯、聚乙烯或者類似物製成，包括其間具有間隙的突起從而形成排水通道以排出多餘水分。但是發現這些排水系統暴露在典型的受熱條件下時會發生明顯膨脹，這在人工草皮系統中是很常見的。將這些排水系統應用在通常要求較大面積的人造草皮的情況下，如足球場或橄欖球場時，其長度較長，這時膨脹問題就會加重使得人造草皮達到產生褶皺和其它變形的程度，而這些褶皺和變形難以校正，且校正費用高。
根據本發明，提供了一種排水件，它不象現有的排水系統那樣昂貴，並且避免了排水件的過度膨脹問題。
發明內容
本發明包括一種用於促使水從基層中排出的排水件，所述基層緊鄰排水件。該排水件包括一個由柔性材料製成的長條形、縱向延伸的基部且該基部具有多個向外延伸的突起，在相互間隔的突起之間形成排水通道。所述長條形基部上具有多個由所述柔性材料製成且大體上橫向於基部的縱向範圍進行延伸的膨脹區，所述膨脹區具有柔性材料變形部位，所述柔性材料變形部位可以吸收此類材料受熱時的縱向膨脹而不會明顯增加排水件的縱向長度。
在本發明的一個優選實施例中，可通過形成一個或者多個U形溝槽來產生柔性材料的變形，所述溝槽大體上橫向於基部的縱向範圍進行延伸。在另一個優選實施例中，變形可由穿過基部並沿大體上橫向於基部縱向範圍的線延伸的多個孔洞或者長孔產生。在另一個優選實施例中，沿大體上橫向於基部的縱向範圍的寬度減少形成基部的柔性材料的厚度來產生變形。
排水件的突起優選大體上為圓錐形，且遠離所述基部垂直延伸，突起的延伸端部為平的，用以支撐其上的基層。
本發明還包括形成排水件的方法，包括以下幾個步驟提供由柔性材料形成的縱向延伸的平的基部；使所述基部變形以產生相互間隔開的遠離平的基部進行延伸的多個突起，相互間隔開的突起之間形成排水通道；使基部變形以形成膨脹區，所述膨脹區大體上橫向於基部的縱向範圍進行延伸，從而使膨脹區吸收該材料在受熱時產生的縱向膨脹，而不會明顯增加排水件的縱向長度。
在本發明方法的優選實施例中，使基部變形以形成膨脹區的步驟還可包括使基部變形形成一個或者多個大體上橫向於基部的縱向範圍延伸的U形溝槽；或者形成多個穿過基部且沿大體上橫向於基部的縱向範圍的線延伸的孔洞或者長孔；或者沿大體上橫向於基部的縱向範圍的寬度減小基部厚度。
圖1為使用了本發明的排水件的一個典型人造草皮系統的簡圖；圖2為本發明排水件的一個實施例的透視圖；圖3為圖2所示排水件的端視圖；圖4為本發明排水件的另一實施例的透視圖；
圖5為圖4所示排水件沿線5-5的剖視圖；圖6為本發明排水件的再一個實施例的透視圖；圖7為圖6所示排水件沿線7-7的剖視圖；圖8為本發明排水件的再一個實施例的透視圖；圖9為圖8所示排水件沿線9-9的剖視圖。
具體實施例方式
現在詳細參照附圖，圖1示出了使用本發明的排水件10的一種典型情況。更具體而言，圖1所示的人造草皮系統包括一個底座12，底座12實際上可以用任何類型的堅固材料製成，排水件10就支撐在底座12的上面。人造草坪或草皮14支撐在排水件10的上面，從而收集在人造草皮14上或人造草皮內的水就會透過人造草皮的底層16流入排水件10的開口區域或者排水通道18，這在下面將作更詳細的說明。收集在排水件10中的水在通道中流動，從而以現有技術中所熟知的方式通過常規的排水管道或者類似物(未示出)從人造草皮中流走。特別需要理解的是圖1示出的本發明的情況只是排水件10所能夠使用的許多種應用中的一種。只是舉例而並非限定地，本發明的排水件10還可以應用在鋪路石，或鬆動的磚塊，以及類似物下面。
圖2和圖3示出本發明的一種優選實施例。在該實施例中，排水件10包括一個大體上水平延伸的基部20，該基部20由柔性材料，優選由聚苯乙烯製成，也可以由任何等同的柔性材料製成。基部20變形形成許多突起22，相互間隔的突起22之間形成排水通道18。
基部20還變形形成一個或者多個溝槽26，所述溝槽通常具有倒U形結構的截面，這一點在圖3可以最清楚地看到，所述溝槽26還大體上橫向於基部20的縱向範圍進行延伸。這些溝槽26相互間隔開，從而當排水件10受熱時，所述熱量通常會使排水件在其縱向範圍方向上發生明顯的膨脹，溝槽26形成膨脹區，所述膨脹區可以使長形排水件10的基部20在排水件10的縱向範圍方向上膨脹和收縮。因此，膨脹區設計用來吸收排水件10的縱向膨脹，從而當排水件10暴露在預定量的熱當中，而這種熱在通常情況下會使排水件在縱向方向上產生明顯膨脹時，排水件的縱向長度總的來說沒有明顯增加。應該理解的是，假設溝槽26的結構可以使長條形排水件10如上所述地進行膨脹和收縮，那麼溝槽26的變形部位可具有圖2和圖3所示的倒U形以外的其它形狀的構造。
圖4和圖5示出本發明排水件10的另一個實施例，其中相同的附圖標記表示相同的部件。在該實施例中，基部20變形形成多個包括許多長孔28的膨脹區，所述長孔28穿過基部20，並沿大體上橫向於基部20的縱向範圍的線延伸。選擇長孔20的尺寸、形狀和數量以使基部20暴露在上述熱當中時可以產生膨脹和收縮，而不會在排水件10的縱向範圍上產生明顯的長度增加。如果本發明的該實施例被作為特定應用以阻止水從長孔28中滲漏，可將細長條的密封材料36固定在排水件10上，以使所述密封條沿由長孔28形成的整個膨脹區延伸，從而阻止水流過長孔。如圖4和圖5所示，密封條可以置於長孔28下面，或者如果需要，密封條還可以置於長孔28的上面(未示出)。薄的密封條可以由聚苯乙烯或其它相當的材料製成，所述材料可以阻止水滲透過長孔28，而不會影響長孔28如上所述吸收排水件10的縱向膨脹的作用。
圖6和圖7示出本發明的另一實施例，在該實施例中採用相同的附圖標記表示相同的部件。在本發明的該實施例中，膨脹區包括多個孔30，所述孔30穿過基部20並沿大體上橫向於排水件10的縱向範圍的線延伸。如圖4和圖5示出的相關實施例，選擇孔30的尺寸、形狀和數量以使孔30可以吸收排水件材料在縱向上的膨脹，當排水件暴露在熱當中時，在排水件10的縱向範圍上不會有明顯的增加。如果需要，可將4和圖5所示出的密封條36固定在排水件10上，以覆蓋孔30，如上所述阻止水從其中流過。
最後，圖8和圖9示出本發明的另一個實施例，其中相同的附圖標記表示相同的部件。在該實施例中，通過使基部20變形而形成膨脹區，使得膨脹區沿預定寬度的厚度減小，所述預定寬度大體上橫向於基部20的縱向範圍延伸，該減小厚度的部分由圖8和圖9中的附圖標記32表示。
因此，本發明的上述所有實施例中，排水件10的柔性材料按照某種方式被變形形成膨脹區，所述膨脹區經特別設計以吸收排水件10暴露在預定熱量中時產生的膨脹，而這種熱量會導致排水件在縱向方向上產生明顯的而所不希望的膨脹。排水件10由具有所需厚度和柔性的所需柔性材料，如聚苯乙烯或者等同的柔性材料很容易進行製造，之後將該材料變形以形成突起22和上述與本發明每個實施例相關的膨脹區。另外，根據本發明的一個特徵，排水件10可以形成非常長的長度，足以用在足球場、橄欖球場和類似場合中。比如，如果排水件10被用在足球場中，該運動場的寬度為50碼，排水件一般將被作成從人造草皮的一邊延伸到差不多運動場的中心的長形段，在大部分區域的長度段大約為30碼。排水件10的兩個這樣的長度段首尾相連以由此覆蓋人造草皮14的整個寬度。排水件10的這些延伸的長度段通常製成具有預定的寬度，且通過在底座12的頂部上安裝數個長度段以使其並排縱向延伸貫穿運動場從而覆蓋整個足球場和其它區域，排水件可很容易地安裝在底座12(參見圖1)上面，且需要的勞動力最少，且材料成本低。重要地，即使這些排水件10必須形成非常長的縱向長度，根據本發明多個實施例的排水件中所形成的膨脹區也可以起作用以吸收排水件10的材料的縱向膨脹，如果沒有膨脹區，該縱向膨脹就會發生，如上所述導致所支撐的人造草皮14產生所不希望的褶皺和其它故障。
對於本領域普通技術人員明顯的是，形成排水件10的材料厚度、形成排水件的材料種類、排水件10的不同部件的尺寸和上述的膨脹區可以根據排水件10的特定應用的許多參數而改變。在用於足球場的一種典型排水件10中，排水件優選由聚苯乙烯形成，且膨脹區優選寬約1英寸，在排水件10的縱向延伸方向上，膨脹區的間隔約4英尺。
最後，雖然已公知具有與如圖所示的突起22相似的突起的常規排水件的組成，但是排水件還可以具有一個延伸越過突起頂部的透水織物，從而可以使水通過織物材料流入排水件。但是突起22在本發明排水件10中起到多種獨特的作用。突起可足夠硬以支撐突起頂上的人造草皮14和類似物，如圖1所示，同時突起還可具有足夠的彈性，以在使用過程中吸收施加在人造草皮14上的一部分衝擊載荷，比如足球運動員下落到人造草皮14上所帶來的衝擊載荷。在前面提到的方面中，需要注意的是突起22的頂表面34是平的，從而有助於支撐人造草皮14或類似物。由本發明排水件10所提供的衝擊吸收的優點相對於上述現有技術的裝置來說具有本質上的改善，在現有技術中，將一厚層沙子或者其它細小疏鬆顆粒直接置於人造草皮下面，且基本不具有吸收衝擊載荷的能力。
因此本領域普通技術人員可以理解的是，本發明具有很廣泛的應用範圍。本發明具有比此處所述的更多的實施例和作用，以及許多的變型、修改和等同結構，這些通過前面的說明和本發明都是很清楚的或者可以合理想到的，且不會偏離本發明的實質和範圍。因此，儘管參照優選實施例在此對本發明進行了描述，可以理解的是該公開內容只是本發明的例證和示範，只是為了提供本發明的一個充分的和能實現的公開。前述公開並非要對本發明進行限制，或者拒斥任何類似的其它實施例、應用、變型和等同結構，本發明只是由所附的技術方案和其等效方式來限定。
權利要求
1.一種用於促使水從基層中排出的排水件，所述基層緊鄰所述排水件，所述排水件包括由柔性材料製成的長條形、縱向延伸的基部且所述基部具有多個向外延伸的突起，相互隔開的所述突起之間形成排水通道，所述長條形基部上具有多個由所述柔性材料製成且大體上橫向於基部的縱向範圍進行延伸的膨脹區，所述膨脹區具有所述柔性材料的變形部位，所述柔性材料變形部位可以吸收此類材料受熱時產生的縱向膨脹，而不會明顯增加排水件的縱向長度。
2.如權利要求1所述的排水件，其特徵在於所述膨脹區可形變成一個或者多個溝槽，所述溝槽大體上橫向於所述基部的所述縱向範圍進行延伸。
3.如權利要求2所述的排水件，其特徵在於所述溝槽具有倒U形結構。
4.如權利要求1所述的排水件，其特徵在於所述膨脹區由穿過所述基部並沿大體上橫向於所述基部的所述縱向範圍的線延伸的多個孔洞變形。
5.如權利要求4所述的排水件，其特徵在於密封條被固定到所述排水件上以覆蓋所述多個孔洞，並且阻止水從孔洞中流過。
6.如權利要求1所述的排水件，其特徵在於所述膨脹區由穿過所述基部並沿大體上橫向於所述基部的所述縱向範圍的線延伸的多個長孔變形。
7.如權利要求6所述的排水件，其特徵在於密封條被固定到所述排水件上以覆蓋所述多個長孔，並且阻止水從長孔中流過。
8.如權利要求1所述的排水件，其特徵在於通過沿大體上橫向於所述基部的所述縱向範圍的寬度減小形成所述基部的柔性材料的厚度而使所述膨脹區變形。
9.如權利要求1所述的排水件，其特徵在於所述突起大體上為圓錐形，且遠離所述基部垂直延伸。
10.如權利要求9所述的排水件，其特徵在於所述突起的延伸端部為平的，以支撐其上的基層。
11.如權利要求1所述的排水件，其特徵在於在所述膨脹區中的所述柔性材料的變形弱化了所述柔性材料的結構整體性，以使所述基層的膨脹被吸收。
12.一種與人造草皮或者類似物結合使用的排水件，所述排水件包括由薄的、柔性塑料材料製成的長條形、縱向延伸的基部，所述基部具有排水部，每個排水部包括多個遠離所述長條形基部伸出的圓錐形突起，所述突起相互間隔開以形成排水通道，所述圓錐形突起具有平的端部以支撐所述人造草皮，而所述長條形基部上具有多個由相同柔性材料製成作為所述基部的支架且大體上橫向於基部的縱向範圍進行延伸的膨脹區，所述膨脹區具有所述柔性材料的變形部位，所述柔性材料變形部位弱化了所述柔性材料在所述膨脹區中的結構整體性，以適應和吸收所述排水部在所述膨脹區之間的縱向膨脹和收縮。
13.如權利要求12所述的排水件，其特徵在於所述膨脹區可形變成一個或者多個溝槽，所述溝槽大體上橫向於所述基部的所述縱向範圍進行延伸。
14.如權利要求13所述的排水件，其特徵在於所述溝槽具有倒U形結構。
15.如權利要求12所述的排水件，其特徵在於所述膨脹區由穿過所述基部並沿大體上橫向於所述基部的所述縱向範圍的線延伸的多個孔洞變形。
16.如權利要求15所述的排水件，其特徵在於密封條被固定到所述排水件上以覆蓋所述多個孔洞，並且阻止水從孔洞中流過。
17.如權利要求12所述的排水件，其特徵在於所述膨脹區由穿過所述基部並沿大體上橫向於所述基部的所述縱向範圍的線延伸的多個長孔變形。
18.如權利要求17所述的排水件，其特徵在於密封條被固定到所述排水件上以覆蓋所述多個長孔，並且阻止水從長孔中流過。
19.如權利要求12所述的排水件，其特徵在於通過沿大體上橫向於所述基部的所述縱向範圍的寬度減小形成所述基部的柔性材料的厚度而使所述膨脹區變形。
20.一種製造排水件的方法，包括以下步驟a)提供由柔性材料形成的縱向延伸的平的基部；b)使所述基部變形以產生相互間隔開的遠離所述平的基部進行延伸的多個突起，相互間隔開的突起之間形成排水通道；以及c)使所述基部變形以形成膨脹區，所述膨脹區大體上橫向於所述基部的縱向範圍進行延伸，從而使所述膨脹區吸收該材料在受熱時產生的縱向膨脹，而不會明顯增加排水件的縱向長度。
21.如權利要求20所述的製造排水件的方法，其特徵在於所述使所述基部變形形成膨脹區的步驟包括使所述基部變形成一個或者多個大體上橫向於所述基部的所述縱向範圍進行延伸的溝槽。
22.如權利要求21所述的製造排水件的方法，其特徵在於所述溝槽形成具有倒U形結構。
23.如權利要求20所述的製造排水件的方法，其特徵在於使所述基部變形成膨脹區的所述步驟包括形成多個穿過所述基部並沿大體上橫向於所述基部的所述縱向範圍的線延伸的孔洞。
24.如權利要求23所述的製造排水件的方法，其特徵在於所述方法包括將密封條固定到所述排水件上以覆蓋所述多個孔洞，並且阻止水從孔洞中流過的步驟。
25.如權利要求20所述的製造排水件的方法，其特徵在於使所述基部變形成膨脹區的所述步驟包括形成多個穿過所述基部並沿大體上橫向於所述基部的所述縱向範圍的線延伸的長孔。
26.如權利要求25所述的製造排水件的方法，其特徵在於所述方法包括將密封條固定到所述排水件上以覆蓋所述多個長孔，並且阻止水從長孔中流過的步驟。
27.如權利要求20所述的製造排水件的方法，其特徵在於使所述基部變形成膨脹區的所述步驟包括沿大體上橫向於所述基部的所述縱向範圍的寬度減小所述基部的厚度。
全文摘要
一種用於促使水從基層中排出的排水件，所述基層緊鄰排水件，該排水件包括一個由柔性材料製成的長條形、縱向延伸的基部且該基部具有多個向外延伸的突起。在相互間隔的突起之間形成排水通道。所述長條形基部上具有多個由所述柔性材料製成且大體上橫向於基部的縱向範圍進行延伸的膨脹區，所述膨脹區具有柔性材料變形部位，所述柔性材料變形部位可以吸收此類材料受熱時產生的縱向膨脹而不會明顯增加排水件的縱向長度。
文檔編號E02B11/00GK1776100SQ20051013156
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月8日 優先權日2004年11月9日
發明者R·S·莫裡斯 申請人:美國威克排水道公司