CN109746095A - 一种单刀式厨余垃圾处理器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单刀式厨余垃圾处理器，属于机械技术领域。它解决了厨余垃圾处理器因容易卡死而导致稳定性的问题。本发明包括壳体，在壳体内设有环形的齿圈和设置在齿圈内能相对齿圈转动的刀盘，所述齿圈的内环面具有间隔分布的切割齿，所述刀盘的上表面仅铰接有一把偏心设置且能够沿着刀盘上表面自由转动的切割刀，所述切割刀的刃口能与切割齿形成剪切。该垃圾处理器的刀盘不易卡死，稳定性高。

Description

一种单刀式厨余垃圾处理器

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种厨余垃圾处理器，特别是一种单刀式厨余垃圾处理器。

背景技术

厨余垃圾处理器主要用于家庭、饭店、宾馆、食堂，日常生活易变质的大、小、硬、软垃圾处理，如：瓜果皮、菜根叶、鲜玉米芯、虾蟹皮、禽小骨、鱼骨头、薄贝壳皮、剩菜饭和其他易变质垃圾。家用型的处于垃圾处理器的主要结构包括具有入口和出口的壳体以及设置在壳体内的研磨机构，厨余垃圾从入口进入并经过研磨机构研磨后从出口排除。因此，其核心结构是研磨机构，研磨机构包括齿圈和与齿圈配合的刀盘，研磨方式是在齿圈上设置一些凹凸不平的粗糙表面，通过刀盘上表面的固定的撞击块先将形状较大的垃圾物料撞碎成小颗粒，并通过撞击块推动这些小颗粒在齿圈的粗糙表面细磨而形成粉状或者符合要求的较小的颗粒。

针对上述的问题，其一种解决方案是将齿圈四周的突起做得均匀平滑，这样在出现卡死的情况时，因摩擦阻力小而不会容易出现卡死的情况。但是将突起做得光滑，粉碎效果就会变差。还有的解决方案是将撞击块做成活动的，如中国专利申请号为201510715980.8公开的“垃圾粉碎机用刀盘”，包括圆盘形刀架和两个刀块，刀块通过不锈钢平头铆钉固定于所述圆盘形刀架的上表面，圆盘形刀架的上表面还设有多个刀柱；所述刀柱上设有方向不规则的刀刃口。大块垃圾撞碎后再通过间隙不等的刀柱进行割裂。

刀块因用于撞击破碎硬质垃圾都会做成短粗的块状体，虽然做成活动的，但是粗短的块状与齿圈之间依然会存在间隙不够大而导致卡死的情况，特别是双撞击块的刀盘，如图11所示，垃圾物料6堆满刀盘上表面时，会将两个撞击块T卡住，使撞击块T不能自由转动，进而导致卡死。

发明内容

本发明针对现有的技术存在上述问题，提出了一种单刀式厨余垃圾处理器，本发明所要解决的技术问题是如何使厨余垃圾处理器稳定性更好。

本发明通过下列技术方案来实现：一种单刀式厨余垃圾处理器，包括壳体，在壳体内设有环形的齿圈和设置在齿圈内能相对齿圈转动的刀盘，所述齿圈的内环面具有间隔分布的切割齿，其特征在于，所述刀盘的上表面仅铰接有一把偏心设置且能够沿着刀盘上表面自由转动的切割刀，所述切割刀的刃口能与切割齿形成剪切。

本厨余垃圾处理器的工作过程如下：刀盘由电机带动高速转动，落入刀盘上表面的厨余垃圾物料会在离心力的作用下甩到齿圈的内环面上，铰接在刀盘上的切割刀在离心力的作用下靠向齿圈与齿圈上的切割齿形成剪切，在剪切的同时还推动形状较大的垃圾物料相对于齿圈移动，由于齿圈内环面上具有间隔分布的切割齿，使得较大颗粒的垃圾物料表层在切割刀和切割齿的剪切作用下被切割齿剪切掉一层，而剪切下的垃圾物料一部分会留在两个相邻切割齿之间，另一部分落入刀盘的上表面并在离心力的作用下重新甩到齿圈上，留在两个相邻切割齿之间垃圾物料会在切割刀的刃口经过时会与切割齿形成剪切，将其剪切掉一块，当留在切割齿之间的垃圾物料被剪切成符合要求的小颗粒，就会沿着切割齿之间的缝隙掉落到刀盘下方，如此往复，直至将所有垃圾物料剪切成符合要求的小颗粒。

本厨余垃圾处理器采用铰接的切割刀和齿圈形成剪切来处理垃圾物料，仅以单独的剪切方式直接将垃圾物料变成符合要求的微小颗粒，没有在刀盘上设置任何通过撞击破碎的撞击块，舍弃了通过撞击块撞击破碎和通过齿圈研磨成粉状的研磨处理方式。相当于现有的撞击破碎、割裂、研磨等混合垃圾物料处理方式，仅用剪切方式是不容易想到的，特别是针对形状较大的硬质垃圾也用剪切来处理是难以实现的。而本厨余垃圾处理器在遇到形状较大且硬质的垃圾物料时，也仅仅是通过剪切方式进行。一是切割刀能够任意的自由转动，这里的转动是指360度转动一周或者接近转动一周，所以当这把切割刀与齿圈之间卡入形状较大的硬质垃圾物料时，切割刀可以摆动调整，使切割刀和切割齿之间的剪切距离变大，而剪切变大之后就可以剪切出较小的一块，实现将形状较大的硬质垃圾进行剪切，二是因为刀盘上表面为光盘且仅偏心铰接有一把切割刀，所以即使卡入的硬质垃圾物料很大，切割刀的刀头也能大幅度地转动至刀盘轴心，使得齿圈和切割刀之间有足够大的距离来调整，不会存在任何将切割刀卡死的情况，并且在切割刀的刀头越靠近刀盘轴心位置，切割力矩越大，越容易将垃圾物料剪切下来一块。这里的刀盘上表面为光面是指刀盘上表面除了一把切割刀外再无其他切割刀或者撞击块等切割粉碎结构，也是指没有阻碍切割刀自由转动的阻挡物，如驱动刀盘转动的转轴或者电机轴不会超出刀盘的上表面来阻挡切割刀，这种结构能够彻底消除刀盘与齿圈卡死的情况。

在上述的单刀式厨余垃圾处理器中，所述切割刀呈长条形，切割刀的内端铰接在刀盘上的偏心位置处，切割刀前侧壁的外边缘具有刃口。将切割刀做成长条形可以使铰接点与齿圈的距离进一步的增大，确保不会任何的硬质垃圾都能通过。

在上述的单刀式厨余垃圾处理器中，所述切割刀外端的后侧壁为向切割刀前侧壁倾斜的斜面。在垃圾物料堆满刀盘上表面并且切割刀需要后退时，垃圾物料会沿着该斜面向上升起进而越过切割刀，这样切割刀就能够轻易的后退，不会受到过大的阻碍，增加切割刀自由转动的性能。

在上述的单刀式厨余垃圾处理器中，在所述刀盘上设有配重结构，设置在刀盘上表面的凸块，所述的凸块位于切割刀的对侧。配重结构能够使得被单边切割刀引偏的刀盘重心重新落在刀盘的轴心上，使刀盘转动稳定。而配重结构为设置在刀盘上表面并且凸块在切割刀的对侧，使得刀盘左右的重心也是在轴心线上，不会造成上下抖动的情况。更进一步的，所述的凸块与齿圈之间留有方便垃圾物料通过的通道，以减少凸块与齿圈因垃圾物料被卡死的情况发生，并且所述的凸块为锥状。通过这种结构会使垃圾物料沿着锥状表面向上升起进而越过凸块，消除让垃圾物料卡在凸块和齿圈之间的情况。这里的锥状包括圆锥、圆台、棱锥等类似的锥状结构，也包括呈球面的锥状结构，如球顶部的一部分锥形，或者类似弧形的锥形。

除了凸块这种结构外，还可以通过如下几种方式来实现刀盘的转动平衡，配重结构可以为设置刀盘上表面位于所述切割刀对侧的平板或者增厚部分，或者为设置在刀盘下侧面位于所述切割刀对侧的凸起部分。

在上述的单刀式厨余垃圾处理器中，所述的刀盘下侧面设有叶轮且叶轮向下延伸并靠近壳体底部。壳体可以做成涡轮壳形状，与叶轮配合后形成离心泵的结构，刀盘转动时通过叶轮来加速壳体底部的物料排出，通过该叶轮能够形成搅拌的效果，也使物料能够悬浮在水中而不是沉积在底部。

在上述的单刀式厨余垃圾处理器中，所述的切割齿至少分为两种，分别为粗切切割齿和精切切割齿，所述精切切割齿的长度长于粗切切割齿的长度。在剪切时，先由短的粗切切割齿与切割刀形成剪切，剪切掉一小部分，再由长的精切切割齿与切割刀形成剪切，再剪切掉一小部分。这种剪切方式可以减少剪切力，使小功率电机就能实现剪切。

在上述的单刀式厨余垃圾处理器中，所述的齿圈上方设有粗切环，在所述粗切环的内环面设有若干个向环心方向凸出且斜向下的切割导向面，在每个导向面的外缘为刃口，其中一个导向面与其中一个精切切割齿的顶部端面之间形成切口。通过导向面和切割齿顶端面形成切口，而导向面能够使垃圾物料会逐渐引导到精切切口处进行切割。

在上述的单刀式厨余垃圾处理器中，每个切割齿呈长条形状且竖直设置，每个切割齿的前缘具有刃口，且刃口斜向下设置。斜向下设置能够是扩大两个相邻切割齿之间料道的下出口的口径，使得物料更容易落下，不会造成堵塞，还可以与切割刀的刃口形成类似剪刀的点接触，相比与线接触可以使用少量的力矩就可以进行切断。

在上述的单刀式厨余垃圾处理器中，每个切割齿的后缘为弧形面。切割齿的后缘为弧形面可以在切割刀进行反转退刀时容易脱出。其次，在正转时切割刀的刃口高速经过切割齿外周面时会产生尖锐的噪音，而将切割齿后缘做成弧形面，使气流能够沿弧形面进行导流从而减低和改变尖锐的噪音。

与现有技术相比，本厨余垃圾处理器具有以下优点：

1、将现有的撞击块改成切割刀，在刀盘的上方以剪切方式对垃圾物料进行处理，在进行切割中不会造成垃圾物料堵塞，并仅有一把切割刀以铰接方式连接在刀盘上并且能够自由转动，使得切割刀能够自适应的调整剪切力和剪切位置，避免了刀盘卡死而导致电机烧毁的情况，并通过配重结构来保持刀盘的重心，提高了厨余垃圾处理器的稳定性。

2、在刀盘的底部设置叶轮，使物料更加细小并且物料能够通过叶轮加速排出，防止了堆积的物料反流或者堵塞而造成刀盘转动阻力增大进而影响整体运行，提高了厨余垃圾处理器的稳定性。

附图说明

图1是本厨余垃圾处理器去掉上盖部分的立体示意图。

图2是图1的爆炸图。

图3是切割刀在不同位置的俯视图。

图4是图3中A—A处的剖视图。

图5是实施例二的刀盘结构示意图。

图6是切割刀的立体图。

图7是图6中俯视图。

图8、9和10是切割刀切割垃圾物料的三个状态图。

图11是背景技术中刀块被卡住情况的结构示意图。

图12是垃圾物料在凸块上的的动态示意图。

图中，1、壳体；1a、排出管；1b、法兰；1c、台阶；1d、轴承安装座；1e、排料腔；2、齿圈；2a、切割齿；2a1、刃口；2a2、弧形面；2a3、粗切切割齿；2a31、顶端；2a4、精切切割齿；2a41、顶端；2b、料道；3、刀盘；31、安装孔；32、凸块；33,、通道；4、切割刀；4a、刀柄；4a1、前侧壁；4a2、第三刃口；4b、块状刀头；4b1、前侧壁；4b2、刃口；4b3、第二刃口；4b4、斜面；5、铆钉；6、垃圾物料；L、轨迹线；7、粗切环；7a、切割导向面；8、叶轮；8a、外边缘部分。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

本厨余垃圾处理器包括用于放入垃圾物料的上盖和用于排出物料的壳体1，切割排料机构设置在壳体1内。如图1所示，是去掉了上盖部分的立体示意图，壳体1下部具有排出垃圾物料的排出管1a。在壳体1内设有环形的齿圈2，在齿圈2的内环面设有间隔分布的切割齿2a，在齿圈2内还设有能相对齿圈2转动的刀盘3，刀盘3的上表面仅铰接有一把长条形的切割刀4，在齿圈2的上方还设有粗切环5，在粗切环5上设有三个向下倾斜的粗切导向面5a。垃圾物料可由粗切导向面5a向下导入与切割齿2a进行粗切，切割刀4与切割齿2a配合形成剪切将垃圾物料逐渐切削缩小变成小颗粒的垃圾物料，最后由壳体1下部的排出管1a排出。这里的剪切是指两个错开的相向的刃口相靠近的运动，当一个刃口不动时，另一个移动的刃口与相对不动的刃口共同进行剪切，两个错开的刃口可以有间距，当错开刃口的间距足够小的时候就能够像剪刀一样剪切出较小的颗粒。本发明就是利用铰接的切割刀和切割齿配合，逐渐地将大颗粒的垃圾物料剪切后逐渐地缩小剪切间隙从而形成符合要求的小颗粒。具体来说：

结合图1，如图2和图4所示，壳体1采用塑料做成，呈圆筒状，上部边缘为法兰1b，用于与上盖固连，壳体1的内环面具有台阶1c，用于安装齿圈2，壳体1的中部具有贯通的轴承安装座1d，刀盘3的轴心为安装孔31，电机的转轴或者一根连接轴连接轴承后再与刀盘3的安装孔31连接但不会超过刀盘3的上表面。电机转动时就可以带动刀盘3进行高速转动。刀盘3下部的壳体1空腔为排料腔1e，切割好的微小颗粒会落入在排料腔中，再由排料腔1e中的排出管1a排出。刀盘3上仅偏心设置有单把切割刀4，切割刀4通过铆钉5铰接在刀盘3上，可以360度自由转动。刀盘3的上表面为光面，不再设有任何其他切割刀或用于撞击粉碎的撞击块等。在切割刀4的对侧，一般在对称位置，设有能够平衡切割刀重量的配重结构。

配重结构为设置在刀盘3的上表面且位于切割刀4对侧位置的凸块32，凸块32远离齿圈2并且凸块32与齿圈2之间留有方便垃圾物料通过的通道33，本例中，凸块32为锥状，如图12所示，这种锥状的凸块32能够使任何垃圾物料都能容易的越过凸块32。凸块32其他可以替换的形状为圆柱状或者易于引导垃圾物料的弧形周面，如流水线面等。凸块32的高度可以与切割刀4的刀头的高度平齐。

如图6和图7所示，切割刀4包括长条形的刀柄4a，刀柄4a可以做成扁平利于垃圾物料通过。刀柄4a的内端铰接在刀盘3的偏心位置处上，刀柄4a的外端具有高出刀柄4a厚度的块状刀头4b，块状刀头4b前侧壁4b1的外边缘为刃口4b2，块状刀头4b前侧壁4b1的内边缘高出刀柄4a厚度部分为可用于剪切的第二刃口4b3，第二刃口4b3具有更大的剪切力。刀柄4a的前侧壁4a1的上边缘为第三刃口4a2，块状刀头4b的后侧壁为为向切割刀前侧壁倾斜的斜面4b4。在垃圾物料堆满刀盘31的上表面时，切割刀4后退时能够通过斜面4b4轻易的后退，不会造成受到阻碍，增加切割刀4自由转动性。

作为简化的替换方案，切割刀4可以是一个没有厚度变化的长条状，切割刀4的内端铰接在刀盘3上的偏心位置处，仅在切割刀4前侧壁的外边缘开有刃口，其他地方无刃口，切割刀4外端的后侧壁为向切割刀前侧壁倾斜的斜面。

切割刀4的这种结构工作过程如下：

如图8所示，初始的垃圾物料6较大时，在离心力的作用下垃圾物料6被甩至齿圈2内环面上，此时切割刀4在离心力的作用下靠近垃圾物料6，使垃圾物料6处于切割刀4和切割齿2a之间，切割刀4和切割齿2a同时对垃圾物料进行剪切，使垃圾物料剪切下一部分，由于垃圾物料6形状过大且切割刀4速度快于垃圾物料6，切割刀4会沿着垃圾物料的表面向后退，如图8中的虚线部分所示，使得切割刀4与齿圈2之间间距变大使切割刀4先通过，当切割刀4再次转动时可以再次对垃圾物料6进行剪切。如图9所示，直到在垃圾物料6形状缩小时，剩余的垃圾物料6依然会卡在两个相邻的切割齿2a之间的料道2b内，由于垃圾物料6形状缩小，在离心力的作用下，切割刀4向物料靠近，由刃口4b2沿着轨迹线L将垃圾物料6切割出一块出来，依次反复切削，直至如图10所示，卡在切割齿2a之间的垃圾物料6再由刃口4b2沿轨迹线L剪切剩余垃圾物料6使其切成呈小颗粒，一般为2mm大小的立体颗粒。如图12所示，由于凸块32是锥状的，垃圾物料6在锥状斜面的引导下会先上爬升并越过凸块32，不会对切割刀4的自由转动造成影响。

图1和图2所示，在齿圈2的上方设置有粗切环7，粗切环7和齿圈2之间还设有一个剪切结构，在粗切环7的内环面具有三个向环心方向凸出且斜向下的切割导向面7a。并且每个切割齿2a呈长条形状且竖直设置，每个切割齿2a的前缘具有刃口2a1，且刃口2a1斜向下设置，用于扩大两个相邻切割齿2a之间料道2b的下出口口径，使得物料更容易落下。为切割刀4进行反转退刀时容易脱出以及正转时降低尖锐的噪音，每个切割齿2a的后缘为弧形面2a2，如图3和图10的放大图。并且切割齿2a至少分为两种，分别为粗切切割齿2a3和精切切割齿2a4，本例中为三种，即粗切切割齿2a3再分出长度不同的两个切割齿2a3，精切切割齿2a4的长度长于粗切切割齿2a3的长度，使精切切割齿2a4的顶端2a41和切割导向面7a之间形成的切口间距小于粗切切割齿2a3的顶端2a31和切割导向面7a之间形成的切口间距。

如图1所示，图中R为垃圾物料6，垃圾物料6位于粗切切割齿2a32a顶端和切割导向面7a之间的切口内，由切割刀4推动垃圾物料6沿着切割导向面7a切割，使物料切割掉一块，在切割刀4继续推动下沿着切割导向面7a继续切割，直至在精切切割齿2a顶端和切割导向面7a之间的切口内做切割后落入齿圈2内，进而齿圈2和切割刀4进一步做切割。

根据实际的需要，有切割齿2a和切割导向面7a形成的切口有多个，切口的数量会影响垃圾物料6的排出速度，因此，在刀盘33下侧面设有四个叶轮8且叶轮8向下延伸并靠近壳体1底部，四个叶轮8成为弧形片，按圆周方向均匀设置并在刀盘3转动的过程，叶轮会处于排出管1a的轴向上，这样叶轮8推动垃圾物料6的同时还会在离心力的作用下将垃圾物料6甩向排出管1a，加速物料的排除。叶轮8的上侧外边缘部分8a位于齿圈2内，且该部分能与上述的切割齿2a形成剪切，具有再一次的切割的作用。

实施例二：

实施例二的内容与实施例一相同，如图5所示，不同点在于配重结构为设置刀盘31上表面位于切割刀4对侧的平板34，平板的四个侧面均向上倾斜，利于垃圾物料越过平板34，消除让垃圾物料卡在凸块和齿圈之间的情况。或者配重结构为增厚部分，或者为设置在刀盘3下侧面位于所述切割刀4对侧的凸起部分。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种单刀式厨余垃圾处理器，包括壳体(1)，在壳体(1)内设有环形的齿圈(2)和设置在齿圈(2)内能相对齿圈(2)转动的刀盘(3)，所述齿圈(2)的内环面具有间隔分布的切割齿(2a)，其特征在于，所述刀盘(3)的上表面仅铰接有一把偏心设置且能够沿着刀盘(3)上表面自由转动的切割刀(4)，所述切割刀(4)的刃口能与切割齿(2a)形成剪切。

2.根据权利要求1所述单刀式厨余垃圾处理器，其特征在于，所述切割刀(4)呈长条形，切割刀(4)的内端铰接在刀盘(3)上的偏心位置处，切割刀(4)前侧壁的外边缘具有刃口(4b2)。

3.根据权利要求1或2所述单刀式厨余垃圾处理器，其特征在于，所述切割刀(4)外端的后侧壁为向切割刀(4)前侧壁倾斜的斜面(4b4)。

4.根据权利要求3所述单刀式厨余垃圾处理器，其特征在于，在所述刀盘(3)上设有配重结构。

5.根据权利要求4所述单刀式厨余垃圾处理器，其特征在于，所述的配重结构为设置在刀盘(3)上表面的凸块(32)，所述的凸块(32)位于切割刀(4)的对侧。

6.根据权利要求5所述单刀式厨余垃圾处理器，其特征在于，所述凸块(4b4)为锥状。

7.根据权利要求6所述单刀式厨余垃圾处理器，其特征在于，所述的凸块(32)与齿圈(2)之间留有方便垃圾物料通过的通道(33)。

8.根据权利要求4所述单刀式厨余垃圾处理器，其特征在于，所述的配重结构为设置刀盘(3)上表面位于所述切割刀(4)对侧的平板(34)或者增厚部分，或者为设置在盘体(31)下侧面位于所述切割刀(4)对侧的凸起部分。

9.根据权利要求1或2所述的单刀式厨余垃圾处理器，其特征在于，所述的刀盘(3)下侧面设有叶轮(8)且叶轮(8)向下延伸并靠近壳体(1)底部。

10.根据权利要求1所述的单刀式厨余垃圾处理器，其特征在于，所述的切割齿(2a)至少分为两种，分别为粗切切割齿(2a3)和精切切割齿(2a4)，所述精切切割齿(2a4)的长度长于粗切切割齿(2a3)的长度。