CN113164968A - 用于切削或切碎设备的飞轮和桨叶组件以及包含该组件的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于切削或切碎设备的飞轮和桨叶组件，所述切削或切碎设备包括木材切削机、刷式切削机和叶子切碎机。该组件具有同轴地附接到驱动轴的飞轮。飞轮具有从前侧延伸到后侧的至少一个穿孔，并且邻近至少一个穿孔承载至少一个刀具。刀具在飞轮的前侧上具有刀具刀刃。桨叶邻近飞轮的后侧可旋转地同轴地安装到驱动轴上。桨叶被构造为独立于飞轮在驱动轴上旋转。还公开了一种包括上述飞轮和桨叶组件的切削或切碎设备。

Description

用于切削或切碎设备的飞轮和桨叶组件以及包含该组件的 设备

技术领域

本发明涉及切削或切碎设备领域。更具体地，本发明涉及盘式切削机或切碎机，其中一个或更多个切割刀具可旋转地承载在旋转的圆盘形飞轮的面上。

背景技术

许多工业、商业和家庭应用需要将相对大的物体破碎成较小的碎片。缩减过程被不同地称为切割、切削、切碎、覆盖或研磨，这部分地取决于最终产品的尺寸。

众所周知，利用切削或切碎设备来完成这种缩减过程，所述切削或切碎设备是具有直接安装在旋转圆盘或飞轮上的刀具的类型。飞轮通常是安装在壳体中的相对较重的钢制圆盘。飞轮具有刀具安装在其中的狭槽或穿孔。已知的设备通常被构造成允许草坪和菜园蔬菜以及纤维素材料通过壳体的一侧被进给到设备中，以与旋转飞轮上的刀具接触。被刀具切削或切碎的材料颗粒(其尺寸范围约为3/4至1-1/2英寸)，通过壳体的另一侧从设备中排出。通常利用附接到飞轮的后侧的桨叶来促进材料颗粒从壳体中排出。已知的桨叶包括叶片或轮叶，其被构造成产生空气流以将材料颗粒从壳体中吹出，和/或物理地将材料颗粒从壳体中抛出。

举例来说，由已知的切削或切碎设备切削或切碎的材料可以包括树木、灌木和灌丛的部分，包括树干、树枝和树杈，以及较小的蔬菜物质，例如叶子、细枝、枝条、杂草和小植物。

已知的切削或切碎设备由内燃机驱动，或者由适于连接到牵引机或其他机器的传动系(即动力输出装置(PTO))的驱动轴驱动。

已知的切削和切碎设备的示例包括：美国专利Nos.184,912；633,646；3,000,411；3,635,410；3,861,602；4,159,083；4,360,166；4,736,781；4,770,217；4,796,819；5,018,672；5,261,469；5,381,970；5,385,308；5,390,865；5,707,017；5,961,057；6,027,055；7,552,884；7,798,436；7,878,434；8,616,477；和美国专利申请公开Nos.2014/0231559；和2014/0252150。

现有技术的切削和切碎设备的问题在于，当它们被构造成以被优化为切削或切碎材料的速度旋转飞轮时，所导致的桨叶的旋转速度低于优化速度，从而导致次优化的材料颗粒排放性能。另一方面，当它们被构造为以被优化为从壳体中排出材料颗粒的速度旋转桨叶时，所导致的飞轮的旋转速度快于优化速度，从而导致次优化的切削或切碎性能。在上述两种情形之间，存在切削和切碎设备，其被构造为以比用于切削或切碎的优化速度快一定数量的旋转速度来旋转飞轮，以允许桨叶以更接近用于从壳体中排出材料颗粒的优化速度的旋转速度旋转。

因此，存在改进切削和切碎设备的持续需要。

发明内容

因此，需要一种用于切削或切碎设备的飞轮和桨叶组件，其克服了与现有技术相关的至少一些问题。还需要一种包括这种飞轮和桨叶组件的切削或切碎组件。

根据本发明的优选实施例，公开了一种木材切削机形式的切削或切碎设备。优选的木材切削机具有飞轮和桨叶组件，该飞轮和桨叶组件包括驱动轴、同轴地附接到驱动轴的飞轮以及邻近飞轮的后侧可旋转地同轴地安装到驱动轴的桨叶。桨叶被构造为独立于飞轮旋转。由于桨叶被构造成独立于飞轮旋转，桨叶可以被构造成以比飞轮更快或更慢的旋转速度旋转。然而，桨叶仍然可以构造成以与飞轮基本相同的速度旋转。此外，因为桨叶被构造为独立于飞轮旋转，所以桨叶也可以被构造为在与飞轮的旋转方向相同或相反的旋转方向上旋转。

本发明的优选实施例包括传动装置，该传动装置被构造成操作性地将驱动轴连接到桨叶，使得驱动轴的旋转直接驱动飞轮的旋转，并经由传动装置间接驱动桨叶的旋转。优选地，传动装置可以包括轮子的布置，或者轮子和带或链条的布置，其操作性地将驱动轴连接到桨叶。轮子可以是齿轮、链轮、滑轮等形式。最优选地，传动装置是滑轮的布置，包括同轴地附接到桨叶的第一滑轮、同轴地附接到驱动轴的第二滑轮和在第一滑轮与第二滑轮之间互连的第三滑轮。举例来说，带可用于可操作地将优选的传动装置的滑轮的布置互连。优选地，构成滑轮的布置的滑轮的带接触区域可以设置有预定的直径，以提供飞轮的旋转速度和桨叶的旋转速度之间期望的比值。

因此，根据本发明的一个方面，公开了一种用于切削或切碎设备的飞轮和桨叶组件，所述组件包括：

驱动轴；

飞轮，其同轴地附接到所述驱动轴，所述飞轮具有前侧、后侧和至少一个从前侧延伸到后侧的穿孔；

至少一个刀具，其邻近所述至少一个穿孔由所述飞轮承载，所述至少一个刀具在所述飞轮的前侧上具有刀具刀刃；和

桨叶，其邻近所述飞轮的所述后侧同轴地可旋转地安装到所述驱动轴，所述桨叶被构造成独立于所述飞轮在所述驱动轴上旋转。

根据本发明的另一方面，公开了一种切削或切碎设备，包括：

壳体，其具有用于将材料进给到所述壳体中的入口开口和用于将材料颗粒从所述壳体排出的出口开口；和

上面描述的飞轮和桨叶组件，其至少部分地位于所述壳体内，并被构造成将通过所述入口开口进给的所述材料切削或切碎成所述材料颗粒，并通过所述出口开口排出所述材料颗粒。

优选地，飞轮和桨叶组件可以进一步包括：

传动装置，其被构造成操作性地将所述驱动轴连接到所述桨叶；

其中，所述驱动轴的旋转直接驱动所述飞轮的旋转，以及经由所述传动装置间接驱动所述桨叶的旋转。

可选地，传动装置可以包括轮子的布置，或者轮子和带或链条的布置，其操作性地将所述驱动轴连接到所述桨叶。

根据本发明的又一方面，公开了一种制造切削或切碎设备的方法，所述方法包括以下步骤：

提供驱动轴；

将飞轮同轴地附接到所述驱动轴，所述飞轮具有前侧、后侧和从前侧延伸到后侧的至少一个穿孔；

邻近所述至少一个穿孔将至少一个刀具安装到所述飞轮上，所述至少一个刀具在所述飞轮的前侧上具有刀具刀刃；和

邻近所述飞轮的所述后侧，将桨叶同轴地可旋转地安装到所述驱动轴上；

其中，所述桨叶被构造成独立于所述飞轮在所述驱动轴上旋转。

根据本发明的又一方面，公开了一种在具有飞轮和桨叶组件的切削或切碎设备中调节桨叶的旋转速度的方法，所述飞轮和桨叶组件包括：

驱动轴；

飞轮，其同轴地附接到所述驱动轴，所述飞轮具有前侧、后侧和从前侧延伸到后侧的至少一个穿孔；

至少一个刀具，其邻近所述至少一个穿孔由所述飞轮承载，所述至少一个刀具在所述飞轮的前侧上具有刀具刀刃；

桨叶，其邻近所述飞轮的所述后侧同轴地可旋转地安装到所述驱动轴，所述桨叶被构造成独立于所述飞轮在所述驱动轴上旋转；和

传动装置，其被构造成操作性地将所述驱动轴连接到所述桨叶，使得所述驱动轴的旋转直接驱动所述飞轮的旋转，以及经由所述传动装置间接驱动所述桨叶的旋转；

所述方法包括调节所述传动装置以改变所述桨叶的所述旋转速度的步骤。

附图说明

现在将参考本发明的优选实施例，仅作为示例，参考以下附图，其中：

图1是根据本发明的实施例的包括飞轮和桨叶组件的切削或切碎设备的剖视图；

图2是图1的飞轮和桨叶组件的前透视图；

图3是图1的飞轮和桨叶组件的后透视图；

图4是图1的飞轮和桨叶组件的侧视图；

图5是图4的圆圈A的放大视图；

图6是图1的飞轮和桨叶组件的分解视图；

图7是根据本发明的另一个实施例的飞轮和桨叶组件的滑轮布置的前视图，其示出了交叉的带；

图8是根据本发明的另一个实施例的飞轮和桨叶组件的滑轮布置的前视图，其示出了交叉的带；和

图9是根据本发明的另一实施例的飞轮和桨叶组件的侧视图。

具体实施方式

参考如附图所示的本发明的示例性实施例更详细地描述本发明。虽然下面描述了包括优选实施例的本发明，但是应该理解，本发明不限于此。获得本文教导的本领域普通技术人员将认识到在本文公开和要求保护的本发明范围内的附加的实施方式、修改和实施例。

根据本发明的实施例的切削或切碎设备10在图1中示出。仅出于说明的目的，设备10以木材切削机的形式示出，该木材切削机被构造成可移除地安装在配备有动力输出装置(PTO)的牵引机11上。然而，本发明不限于木材切削机，而是广泛地涉及被构造成缩减有机和无机材料的其他设备，包括木材切削机、刷式切削机、叶子切碎机等。

如图所示，设备10具有壳体12，所述壳体包括入口开口14和出口开口16。料斗18连接到入口开口14，排出槽20连接到出口开口16。如本领域技术人员将理解的，料斗18可以优选地定尺寸和定形状为通过出口开口14将材料22进给和引导到壳体12中。举例来说，材料22可以是树、灌木或生长中的任何合适尺寸的部分，包括树干、树枝和树杈，以及较小的植物性物质，例如叶子、细枝、枝条、杂草、小植物和其他草坪和花园碎片。

进给辊24可以可选地设置在入口开口14的上游，例如在料斗18中，以助于将材料22拉入到料斗18中，并通过入口开口14将材料22推动到壳体12中。优选地，进给辊24可以是由液压马达26旋转的滚筒，液压马达由发动机驱动的液压泵28提供动力。此外，表面特征，比如举例来说纵向花键30，可以优选地设置在进给辊24的外周边上，以允许进给辊24更好地抓持被进给到料斗18中的材料22。如图1所示，进给辊24由摆臂32承载，以允许进给辊24上下移动，以适应更大和更小尺寸的材料22。

继续参考图1，根据本发明的实施例，飞轮和桨叶组件34至少部分地定位在壳体12内。如在图2至图6中最清楚地看到，飞轮和桨叶组件34包括驱动轴36、飞轮38和桨叶40。飞轮38同轴地附接到驱动轴36，并且桨叶40邻近飞轮38的后侧42同轴地可旋转地安装到驱动轴36。桨叶40被构造成独立于驱动轴36和附接到驱动轴36的飞轮38的旋转而在驱动轴上旋转。如在图5中最清楚地看到，桨叶40的毂部44优选地具有一个或更多个滚子轴承46，以允许桨叶40独立于驱动轴36和飞轮38的旋转而在驱动轴36上旋转。

在图2中最清楚地看到，飞轮38优选为由A8钢制成的圆盘。飞轮38的尺寸、重量和组成可以根据设计考虑(包括设备的尺寸和容量)以已知的方式进行修改。特别地，飞轮38优选地被构造成以540转/分(rpm)的空载速度旋转，以存储预定量的角动量。如本领域中已知的，较重的飞轮38可以存储更多的角动量，因此对于切削或切碎纤维素材料22(例如木材)具有更高的工作能力(rating)。仅作为示例，飞轮38的直径可以为24英寸，厚度为3/4至1英寸，并且具有约为100磅的重量。

至少一个刀具48可以由飞轮38承载，以便在飞轮38的前侧52上呈现刀具刀刃50。优选地，四个刀具48由飞轮38承载，如图3所示。然而，应当理解，根据包括设备10的尺寸和容量的考虑，飞轮38可以承载更多或更少的刀具48。每个刀具48邻近穿孔56附接到飞轮38，所述穿孔从飞轮38的前侧52延伸到后侧42。优选地，每个穿孔56从飞轮38的中心径向向外延伸到飞轮38的边缘58。仅作为示例，穿孔56可以大约8.5英寸长，大约2.75英寸宽，尽管这些尺寸可以根据包括设备10的尺寸和容量的考虑而变化。刀具48被螺栓固定在飞轮38上的凹槽60中，该凹槽定尺寸和定形状为保持刀具48伸出超过穿孔56的前边缘62。仅作为示例，刀具48可以是由A8改良钢制成的四边形棱柱，尽管可以理解，也可以使用其他类型的钢。优选地，刀具刀刃50是尖锐的，并且它们的下侧被释放以将切削或切碎的材料颗粒54引导到邻近的穿孔56中，使得材料颗粒54可以传递到飞轮38的后侧42。

优选地，如图1所示，固定的切割杆或底板64可以安装在壳体12的入口开口14的上游，以与刀具48相互作用。可以理解的是，底板64可以优选地设置成将材料22朝向入口开口14引导，并提供剪切点(shear point)以促进刀具48切割材料。仅作为示例，底板64可以由A8工具钢制成，并且尺寸为约8.2英寸长、5.4英寸宽和0.3125英寸厚。

在图4中最清楚地看到，飞轮38同轴地附接到驱动轴36。优选地，飞轮38设置有中心开孔66，并且驱动轴36优选为细长的柱形构件，其定尺寸和定形状为部分地延伸穿过中心开孔66。仅作为示例，驱动轴36可以是由钢制成的细长构件，其直径约为2英寸，长约16英寸，尽管这些尺寸可以根据包括设备10的尺寸和容量的考虑而变化。优选地，驱动轴36可以包括从驱动轴36径向向外延伸的飞轮附接凸缘68，其被构造成将飞轮34同轴地附接到驱动轴36。飞轮34可以通过任何已知的方式(包括焊接或使用紧固件)附接到飞轮附接凸缘68。仅作为示例，飞轮附接凸缘68可以是直径约5.3英寸、厚度约0.7英寸的圆形凸缘，尽管这些尺寸可以根据包括设备10的尺寸和容量的考虑而变化。优选地，飞轮34可以通过四个M16螺栓固接到飞轮附接凸缘68。

优选地，驱动轴36穿过中心开孔66延伸足够远，以在驱动轴36的上游端部72处提供上游轴承支撑表面70。下游轴承支撑表面74优选地设置在驱动轴36的下游端部76处。回来参考图1，现在可以理解，驱动轴36可以优选地通过附接到壳体12的上游和下游凸缘轴承78、80可旋转地支撑在上游和下游轴承支撑表面70、74处。上游和下游凸缘轴承78、80可以通过任何已知的方式(包括焊接或使用紧固件)附接到壳体12。仅作为示例，上游和下游凸缘轴承78、80可以是F210四螺栓凸缘轴承。

此外，驱动轴36的下游端部76优选是自由的，并且包括联接器82或者被构造成直接或间接地接合马达84的联接器的一部分。仅作为示例，根据图1所示实施例的联接器82是动力输出联接轴，其定尺寸和定形状为用于接合牵引机11上的匹配的PTO联接套筒86。然而，应当理解，本发明不限于需要牵引机11的实施例。相反，应当理解，本发明的其他实施例可以由马达84提供动力，所述马达是设备10本身的一部分。例如，安装在壳体12上的马达84。另外，本发明的其他实施例可以由容纳在除牵引机11之外的机器中的马达84提供动力，但是该马达也与设备10的飞轮和桨叶组件34分离，然而可以可操作地联接到所述设备10的飞轮和桨叶组件。重要的是，飞轮和桨叶组件34被构造成直接或间接地联接到马达84，该马达能够以足以将材料22切削或切碎成材料颗粒54并将材料颗粒54排出设备10的速度来旋转飞轮38和桨叶40。应当理解，在本发明中使用的马达84可以是例如内燃机、电动马达、液压马达等。

现在参考图3，示出了根据本发明的优选实施例的飞轮和桨叶组件34的后透视图。可以看出，桨叶40邻近飞轮38可旋转地安装在驱动轴36上。桨叶40优选包括四个叶片或轮叶88，如图3所示。然而，应当理解，根据包括设备10的尺寸和容量的考虑，可以提供更多或更少的轮叶88。优选地，轮叶88可以附接到从毂部44径向向外延伸的一个或更多个支撑构件90。在所示的示例中，所有四个轮叶88都附接到一个十字形支撑构件90上。然而，应当理解，在替代实施例中，四个轮叶88可以附接到四个单独的支撑构件。此外，尽管支撑构件90被示出为十字形，但是在替代实施例中，支撑构件90可以采用其他形状，包括圆形、正方形或一些其他多边形形状。当设置支撑构件90时，轮叶88可以单独地附接到支撑构件90，或者附接到支撑构件90和毂部44两者。然而，在本发明的其他实施例中，支撑构件90可以省略，在这种情况下，轮叶88可以单独地附接到毂部44。优选地，当包括支撑构件90时，其被构造成为轮叶88提供结构支撑。另外，支撑构件90可以定尺寸和定形状为形成腔室的后壁，材料颗粒54在随着飞轮38旋转而被抛出出口开口16之前短暂地进入到所述腔室中。例如，腔室可以由支撑构件90、轮叶88、飞轮38的后侧42和壳体12限定。仅作为示例，轮叶88可以大约10.4英寸长、3至4英寸宽和0.25英寸厚，尽管这些尺寸可以根据包括设备10的尺寸和容量的考虑而变化。重要的是，当桨叶40以操作转速旋转时，桨叶40(包括轮叶)定尺寸和定形状为产生气流，以将材料颗粒54从壳体12吹出，和/或以期望的速率将材料颗粒54物理地从壳体12抛出。

在图4和图5中最清楚地看到，桨叶40的毂部44优选地具有一个或更多个球轴承46，以允许桨叶40在驱动轴36上独立于驱动轴36的旋转而旋转。仅作为示例，球轴承46可以是6908-2RS密封轴承，其具有40mm内径、62mm外径和12mm宽度的尺寸，尽管球轴承的尺寸可以根据包括设备10的尺寸和容量的考虑而变化。

参考图3和图4，飞轮和桨叶组件34优选地包括传动装置92，该传动装置被构造成将驱动轴36操作性地连接到桨叶40，使得当驱动轴36的旋转直接驱动飞轮38的旋转时，驱动轴36的旋转经由传动装置92间接地驱动桨叶40的旋转。

传动装置92可以采用轮子的布置的形式，或者轮子和带或链条布置的形式，其将驱动轴36操作性地连接到桨叶40。作为示例，轮子可以采用齿轮、链轮、滑轮等以及它们的组合的形式。

在图3和图4中最清楚地看到，根据本发明的优选实施例，传动装置92可以采用滑轮的布置的形式，包括同轴地附接到桨叶40的第一滑轮94、同轴地附接到驱动轴36的第二滑轮96，以及在第一滑轮94和第二滑轮96之间互连的第三滑轮98。如图所示，滑轮的布置可以进一步包括带102、102'，以将第三滑轮98互连在第一和第二滑轮94、96之间。优选地，第一滑轮94可以通过例如焊接永久地附接到桨叶40的毂部44。然而，应当理解，第一滑轮94可以例如通过紧固件可移除地附接到桨叶40的毂44。优选地，第二滑轮96可以通过定位螺钉100(图6)可移除地固接到驱动轴36，尽管将第二滑轮96固接到驱动轴36的其他方法(包括例如使用一个或更多个紧固件、开口销、U形夹销等)现在对本领域技术人员来说是显而易见的。优选地，带102、102'可以是以下带，例如v形带、扁平带、蛇形带等，并且第一、第二和第三滑轮94、96、98可以包括定尺寸和定形状为与带102、102'相匹配的带接触区域104。

根据本发明的优选实施例，第三滑轮98可以附接到旋转地提供动力的部件或形成旋转地提供动力的部件的一部分。这样，除了互连第一和第二滑轮94、96之外，第三滑轮98还可以提供为旋转地提供动力的部件提供动力的进一步功能。仅作为示例，旋转地提供动力的部件可以是液压泵28。有利的，液压泵28可以被构造成为设备10的其他特征提供动力，例如举例来说，用于驱动进给辊24的液压马达26。其他旋转地提供动力的部件的示例可以包括交流发电机和齿轮箱，例如用于机械进给系统的齿轮箱等。

然而，在本发明的其他实施例中，可以省略上面提到的旋转地提供动力的部件，例如液压泵28、交流发电机、齿轮箱等。例如，第三滑轮98可以附接到简单的轮轴上，而不是旋转地提供动力的部件的轴上。在这方面，第三滑轮98可以是简单的惰滑轮。重要的是，第三滑轮98被构造成绕其轴线旋转，并在第一和第二滑轮94、96之间互连。因此，第三滑轮38将优选地相对于第一和第二滑轮94、96定位，以将第一和第二滑轮94、96的带接触区域104与第三滑轮98的相应的带接触区域104对齐。

现在参考图4，可以理解，当驱动轴36以预定的旋转速度在一个方向上旋转时，则飞轮38也将在相同的方向上并且以相同的旋转速度旋转，这是因为飞轮38直接附接到驱动轴26。另外，可以理解，如果没有更多动量，桨叶40将不会以显著的动量旋转，因为它独立于飞轮38，并且通过其毂部44中的球轴承46与驱动轴36旋转地分离。然而，本发明的优选实施例通过传动装置92将桨叶40与驱动轴36互连，使得当驱动轴直接驱动飞轮38的旋转时，它也间接驱动桨叶的旋转。具体地，在驱动轴38旋转时，第二滑轮36以相同的旋转速度旋转，因为它被物理地附接到驱动轴38。进而，第二滑轮96的旋转引起第三滑轮98的旋转，因为它被带102物理地连接。同时，第三滑轮98的旋转引起第一滑轮94的旋转，因为它被带102'物理地连接。最后，第一滑轮94的旋转引起桨叶40的旋转，因为它被物理地附接到其毂部44。因此，根据本发明的实施例，经由传动装置92的滑轮94、96、98和带102、102'的布置，驱动轴36的旋转间接引起桨叶40的旋转。

另外，正如齿轮的直径以及相应的齿轮的齿数决定了传动比，从而决定了速度增加或减少以及它们能够传递的机械优势，滑轮的直径也决定了这些相同的因素。根据这个已知的原理，如果第一、第二和第三滑轮94、96、98的带接触区域104的直径相同，那么桨叶40的旋转速度将与飞轮38的旋转速度相同。作为示例，如果驱动轴36以540rpm(转/分)的旋转速度旋转，那么飞轮38和桨叶40两者的旋转速度都将是540rpm。

增加(或降低)飞轮38的旋转速度的唯一方法是增加(或降低)驱动轴36的旋转速度。然而，根据本发明，由于桨叶40被构造成独立于飞轮38在驱动轴36上旋转，那么因此桨叶40的旋转速度可以相对于飞轮38的旋转速度增加(或降低)。这可以通过设置第一、第二或第三滑轮94、96、98来实现，在第一、第二或第三滑轮中，一个或更多个带接触区域104具有不同的直径。换句话说，通过改变第一、第二和第三滑轮94、96、98中的一个或更多个中的带接触区域104的直径，桨叶40的旋转速度与飞轮38的旋转速度的比值可以从例如1∶1改变到1.5∶1或2∶1(即，增加桨叶40的旋转速度)。以同样的方式，通过改变第一、第二和第三滑轮94、96、98中的一个或更多个中的带接触区域104的直径，桨叶40的旋转速度可以从例如1∶1.5或1∶2改变(即，降低桨叶40的旋转速度)。

申请人已经发现，通过设置滑轮的布置可以获得良好的结果，其中第一滑轮94具有直径为12cm的带接触区域104，其与第三滑轮98上的直径为16cm的带接触区域104对齐，并且设置第二滑轮96具有直径为15cm的带接触区域，其与第三滑轮98上的直径为10cm的带接触区域104对齐。滑轮的这种布置导致桨叶40的旋转速度在同一方向上，并且是飞轮38的旋转速度的两倍快。作为进一步的解释，典型的牵引机11具有以540rpm旋转的PTO，并且申请人已经发现，将540rpm的旋转速度直接传递到飞轮38对于完成切削或切碎材料22的工作是优选的。另一方面，申请人已经发现，使桨叶更快地旋转，优选快50％(即810rpm)，或更优选快100％(即1080rpm)，会导致材料颗粒54的排放得到改善，同时壳体12或排放槽20的堵塞减少。另外，桨叶40的更快的旋转速度导致材料颗粒54从排放槽20排出的距离增加。

在一些情况下，可能希望桨叶40以与飞轮38的旋转方向相反的旋转方向旋转，而不是以相同的旋转方向旋转。仅作为示例，改变桨叶40相对于飞轮38的旋转方向的一种方式是使带102或102'交叉，如图7和图8所示。因此，当采用笔直带布置时，桨叶40可以以与飞轮38相同的旋转方向旋转，然而，当采用交叉带布置时，桨叶40可以以与飞轮38相反的旋转方向旋转。

此外，本发明包含一种通过调节传动装置92来改变桨叶40的旋转速度，从而调节桨叶40相对于飞轮38的旋转速度的方法。例如，可以通过改变第一滑轮94、第二滑轮96和第三滑轮98中的一个或更多个上的皮带接触区域104的直径来执行调节。作为另一个示例，可以通过用第四滑轮(未示出)替换第一滑轮94、第二滑轮96或第三滑轮98来执行调节，第四滑轮具有与被替换的滑轮上的皮带接触区域104不同(即更大或更小直径)的皮带接触区域104。

另外，滑轮的布置可以被构造成使得调节可以由现场的使用者来执行。例如，在图9所示的本发明的实施例中，除了运转带接触区域108之外，第二滑轮96和第三滑轮98各自包括空闲带接触区域106。在该实施例中，可以由使用者沿着第二滑轮96将带102从运转带接触区域108移动到空闲带接触区域106，并且同时沿着第三滑轮98将带102从运转带接触区域108拉动到空闲带接触区域106，来执行对桨叶40的旋转速度的调节。现在可以理解，由于空闲带接触区域106具有不同于运转带接触区域的直径，将带102移动到空闲带接触区域106的步骤将导致桨叶40相对于飞轮38的旋转速度的比值变化。尽管在第二和第三滑轮96、98中的每一个上仅示出了一个空闲带接触区域106，但是应当理解，根据可能需要的可调节的旋转速度的数量，可以在第一、第二和第三滑轮94、96、98中的一个或更多个上设置更多这样的空闲带接触区域106。本发明包含了本发明的所有这些实施例。

虽然已经参考了本发明的各种优选实施例，但是其他变化、实施方式、修改、变更和实施例被所附权利要求的广泛范围所包含。其中一些已经在本说明书中详细讨论过，其他的对本领域技术人员来说是显而易见的。获得本文教导的本领域普通技术人员将认识到这些额外的变化、实施方式、修改、变更和实施例，所有这些都在本发明的范围内，本发明仅由所附权利要求限定。

Claims (43)

1.一种用于切削或切碎设备的飞轮和桨叶组件，所述组件包括：

驱动轴；

飞轮，其同轴地附接到所述驱动轴，所述飞轮具有前侧、后侧和从前侧延伸到后侧的至少一个穿孔；

至少一个刀具，其邻近所述至少一个穿孔由所述飞轮承载，所述至少一个刀具在所述飞轮的前侧上具有刀具刀刃；以及

桨叶，其邻近所述飞轮的所述后侧同轴地可旋转地安装到所述驱动轴，所述桨叶被构造成独立于所述飞轮在所述驱动轴上旋转。

2.根据权利要求1所述的飞轮和桨叶组件，进一步包括：

传动装置，其被构造成将所述驱动轴操作性地连接到所述桨叶；

其中，所述驱动轴的旋转直接驱动所述飞轮的旋转，以及经由所述传动装置间接驱动所述桨叶的旋转。

3.根据权利要求2所述的组件，其中，所述传动装置被构造为使所述桨叶在与所述飞轮的旋转方向相同的旋转方向上旋转，或者所述传动装置被构造为使所述桨叶在与所述飞轮的旋转方向相反的旋转方向上旋转。

4.根据权利要求2所述的组件，其中，所述传动装置被构造为使所述桨叶以与所述飞轮的旋转速度基本上相同的旋转速度旋转，或者所述传动装置被构造为使所述桨叶以与所述飞轮的旋转速度不同的旋转速度旋转。

5.根据权利要求4所述的组件，其中，所述传动装置被构造为使所述桨叶以比所述飞轮的旋转速度更快的旋转速度旋转，或者所述传动装置被构造为使所述桨叶以比所述飞轮的旋转速度更慢的旋转速度旋转。

6.根据权利要求5所述的组件，其中，所述传动装置被构造为使所述桨叶以比所述飞轮的旋转速度至少快50％的旋转速度旋转。

7.根据权利要求5所述的组件，其中，所述传动装置被构造为使所述桨叶以至少两倍于所述飞轮的旋转速度的旋转速度旋转。

8.根据权利要求5所述的组件，其中，所述传动装置被构造为使所述桨叶以在大约810rpm至大约1080rpm范围内的旋转速度旋转。

9.根据权利要求2所述的组件，其中，所述传动装置包括轮子的布置，或轮子和带或链条的布置，其将所述驱动轴操作性地连接到所述桨叶。

10.根据权利要求9所述的组件，其中，所述轮子包括齿轮、链轮、滑轮及其组合。

11.根据权利要求10所述的组件，其中，所述滑轮的布置包括：

同轴地附接到所述桨叶的第一滑轮；

同轴地附接到所述驱动轴的第二滑轮；和

在所述第一滑轮和所述第二滑轮之间互连的第三滑轮。

12.根据权利要求11所述的组件，其中，所述第三滑轮具有至少两个带接触区域。

13.根据权利要求12所述的组件，其中，所述至少两个带接触区域限定相同的直径，或者所述至少两个带接触区域限定不同的直径。

14.根据权利要求11所述的组件，其中，所述第三滑轮是旋转地提供动力的部件。

15.根据权利要求14所述的组件，其中，所述旋转地提供动力的部件是液压泵。

16.根据权利要求1所述的组件，其中，所述驱动轴包括自由端部，该自由端部定尺寸和定形状为用于接合牵引机上的动力输出装置(PTO)。

17.根据权利要求1所述的组件，其中，所述设备包括马达；并且其中，所述驱动轴包括自由端部，该自由端部定尺寸和定形状为用于直接或间接地接合所述马达。

18.根据权利要求17所述的组件，其中，所述马达是内燃机、电动马达或液压马达。

19.根据权利要求1所述的组件，其中，所述设备被构造成缩减有机材料。

20.根据权利要求19所述的组件，其中，所述有机材料包括树枝、树杈、叶子、草坪碎片、花园碎片及其组合。

21.根据权利要求19所述的组件，其中，所述设备是木材切削机、刷式切削机或叶子切碎机。

22.一种切削或切碎设备，包括：

壳体，其具有用于将材料进给到所述壳体中的入口开口和用于将材料颗粒从所述壳体排出的出口开口；以及

根据权利要求1限定的飞轮和桨叶组件，其至少部分地定位在所述壳体内，并且被构造成将通过所述入口开口进给的所述材料切削或切碎成所述材料颗粒，并通过所述出口开口排出所述材料颗粒。

23.根据权利要求22所述的设备，进一步包括：

连接到所述入口开口的料斗；和

连接到所述出口开口的排出槽。

24.根据权利要求23所述的设备，进一步包括：

进给辊，其被构造成将进给到所述料斗中的所述材料推动通过所述入口开口；

液压马达，其被操作性地连接以驱动所述进给辊；和

液压泵，其被操作性地连接以为所述液压马达提供动力。

25.根据权利要求24所述的设备，其中，所述传动装置可操作地连接以驱动所述液压泵。

26.根据权利要求22所述的设备，其中，所述壳体被构造成在所述驱动轴操作性地连接到牵引机上的动力输出装置(PTO)的情形下附接到该牵引机。

27.根据权利要求22所述的设备，进一步包括马达；其中，所述驱动轴包括自由端部，该自由端部定尺寸和定形状为用于直接或间接地接合所述马达。

28.根据权利要求27所述的设备，其中，所述马达是内燃机、电动马达或液压马达。

29.根据权利要求22所述的设备，其中，所述材料是有机材料。

30.根据权利要求29所述的设备，其中，所述有机材料包括树枝、树杈、叶子、草坪碎片、花园碎片及其组合。

31.根据权利要求29所述的设备，其为木材切削机、刷式切削机或叶子切碎机的形式。

32.一种制造切削或切碎设备的方法，所述方法包括以下步骤：

提供驱动轴；

将飞轮同轴地附接到所述驱动轴，所述飞轮具有前侧、后侧和从前侧延伸到后侧的至少一个穿孔；

邻近所述至少一个穿孔将至少一个刀具安装到所述飞轮上，所述至少一个刀具在所述飞轮的前侧上具有刀具刀刃；以及

邻近所述飞轮的所述后侧将桨叶同轴地可旋转地安装到所述驱动轴上；

其中，所述桨叶被构造成独立于所述飞轮在所述驱动轴上旋转。

33.根据权利要求32所述的方法，进一步包括以下步骤：

利用传动装置将所述驱动轴操作性地连接到所述桨叶；

其中，所述驱动轴的旋转直接驱动所述飞轮的旋转，以及经由所述传动装置间接驱动所述桨叶的旋转。

34.根据权利要求33所述的方法，进一步包括以下步骤：

构造所述传动装置使所述桨叶以与所述飞轮的旋转速度基本上相同的旋转速度旋转，或者构造所述传动装置使所述桨叶以与所述飞轮的旋转速度不同的旋转速度旋转。

35.根据权利要求33所述的方法，进一步包括以下步骤：

构造所述传动装置使所述桨叶以比所述飞轮的旋转速度更快的旋转速度旋转，或者构造所述传动装置使所述桨叶以比所述飞轮的旋转速度更慢的旋转速度旋转。

36.根据权利要求33所述的方法，进一步包括以下步骤：

构造所述传动装置使所述桨叶在与所述飞轮的旋转方向相同的旋转方向上旋转，或者构造所述传动装置使所述桨叶在与所述飞轮的旋转方向相反的旋转方向上旋转。

37.根据权利要求32所述的方法，进一步包括以下步骤：

将所述驱动轴安装在壳体中，该壳体具有用于将材料进给到所述壳体中的入口开口和用于从所述壳体中排出材料颗粒的出口开口；以及

将所述飞轮和所述桨叶至少部分地定位在所述壳体内，以使得a)所述飞轮将通过所述入口开口进给的所述材料切削或切碎成所述材料颗粒，以及使得b)所述桨叶将所述材料颗粒通过所述出口开口排出。

38.根据权利要求37所述的方法，进一步包括以下步骤：

构造所述驱动轴的自由端部以允许接合牵引机上的动力输出装置(PTO)；

将所述壳体附接到所述牵引机；以及

将所述驱动轴的所述自由端部操作性地连接到所述PTO。

39.根据权利要求37所述的方法，其中，所述材料是有机材料。

40.根据权利要求39所述的方法，其中，所述有机材料包括树枝、树杈、叶子、草坪碎片、花园碎片及其组合。

41.根据权利要求39所述的方法，其中，所述设备是木材切削机、刷式切削机或叶子切碎机的形式。

42.一种调节具有飞轮和桨叶组件的切削或切碎设备中的桨叶的旋转速度的方法，所述飞轮和桨叶组件包括：

驱动轴；

飞轮，其同轴地附接到所述驱动轴，所述飞轮具有前侧、后侧和从前侧延伸到后侧的至少一个穿孔；

至少一个刀具，其邻近所述至少一个穿孔由所述飞轮承载，所述至少一个刀具在所述飞轮的前侧上具有刀具刀刃；

桨叶，其邻近所述飞轮的所述后侧同轴地可旋转地安装到所述驱动轴，所述桨叶被构造成独立于所述飞轮在所述驱动轴上旋转；以及

传动装置，其被构造成将所述驱动轴操作性地连接到所述桨叶，使得所述驱动轴的旋转直接驱动所述飞轮的旋转，以及经由所述传动装置间接驱动所述桨叶的旋转；

所述方法包括调节所述传动装置以改变所述桨叶的所述旋转速度的步骤。

43.根据权利要求42所述的方法，其中，所述传动装置包括：

同轴地附接到所述桨叶的第一滑轮；

同轴地附接到所述驱动轴第二滑轮；

第三滑轮；

将所述第一滑轮连接到所述第三滑轮的第一带；和

将所述第二滑轮连接到所述第三滑轮的第二带；并且其中，调节所述传动装置的所述步骤包括：

a)改变所述第一滑轮、所述第二滑轮或所述第三滑轮上的带接触区域的直径；

b)用第四滑轮替换所述第一滑轮、所述第二滑轮或所述第三滑轮，所述第四滑轮具有与所述替换的滑轮上的所述带接触区域不同的带接触区域；或者

c)沿着所述第一、第二或第三滑轮将所述第一带或所述第二带从运转带接触区域移动到空闲带接触区域，所述空闲带接触区域具有与所述运转带接触区域不同的直径。

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