CN114867551A - 使用旋桨和桨叶的食物垃圾处理装置 - Google Patents

使用旋桨和桨叶的食物垃圾处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了食物垃圾处理机，其能够通过调节搅拌叶片的布置来提高处理效率，而不会由于食物垃圾处理过程中食物垃圾的载荷而被损坏，其中该搅拌叶片包括旋桨和桨叶，旋桨具有在正向旋转方向上的外弯曲刃和在反向旋转方向上的内弯曲刃。

Description

使用旋桨和桨叶的食物垃圾处理装置
技术领域
本发明涉及使用了以特殊形状设计的旋桨和桨叶的食物垃圾处理机。
背景技术
目前，在韩国家庭排放的食物垃圾(废物)的量每年达到约五百万吨以上。
为了处理这种食物垃圾，已经采用了通过将食物垃圾生产为肥料或饲料来使食物垃圾作为资源再循环的方法，以及通过应用例如发酵、脱水、干燥和灭失(extinction)的方式来使用食物垃圾处理机减少和处理食物垃圾的方法。
一方面，如上所述的食物垃圾处理机可以广泛地划分成家用食物垃圾处理机和商用食物垃圾处理机。家用食物垃圾处理机具有约1kg至3kg的每日处理容量，并因此被设计成处理少的量。
另一方面，商用食物垃圾处理机的处理容量为10kg、30kg、50kg、70kg、99kg等，且每日处理容量远高于家用的。特别地，对于在生产大量食物垃圾的企业中使用的食物垃圾处理机而言，它们中的大多数具有50kg或更大的每日处理容量，因此，每天必须处理大量的食物垃圾。
由于如上所述的食物垃圾每天不断地产生，所以在产生大量食物垃圾的企业中使用的食物垃圾处理机必须能够每天稳定地处理大量食物垃圾。
对于如上所述的大容量食物垃圾处理机而言，由于必须一次处理大量的食物垃圾，所以它不是通过一天几次投放食物垃圾的方法来操作，而是通过一天一次或两次投放大量食物垃圾的方法来操作。
然而，如果如上所述那样将约50kg或更多的食物垃圾一天一次投入到处理机中以便处理大量的食物垃圾，则过大的载荷可能作用在处理装置(发酵搅拌器)的轴上，这可能成为电机、搅拌轴、旋桨(impeller)及其桨叶(blade)损坏的原因并且可能使电机的操作停止。
特别地，对于具有一般结构的搅拌叶片(vane)而言，在搅拌所引入的食物垃圾和生物制品的过程中产生的载荷会导致旋桨和桨叶弯曲的现象。
为了防止这种现象、稳定和平稳地搅拌生物制品、以及为了提高处理效率，在本发明中开发了包括旋桨和桨叶的食物垃圾处理机，其中在旋桨和桨叶上应用了特殊结构的设计技术。
发明内容
技术问题
本发明提供了这样的食物垃圾处理机，其能够通过包括具有在正向旋转方向上的外弯曲刃(blade)和在反向旋转方向上的内弯曲刃的旋桨以及通过调节由旋桨和桨叶组成的搅拌叶片的布置等，提高食物垃圾处理机的处理效率并且不会由于食物垃圾处理期间食物垃圾的载荷而被损坏。
问题的解决方案
为了实现上述目的，本发明作为实施例提供了这样的食物垃圾处理机，该食物垃圾处理机包括：电机，其配置成产生旋转；搅拌轴，其配置成根据电机的旋转而旋转；旋桨，其附接到搅拌轴并且在垂直于搅拌轴的方向上延伸，旋桨具有在正向旋转方向上的外弯曲刃和在反向旋转方向上的内弯曲刃；以及桨叶，其附接到延伸的旋桨的远端，其中食物垃圾处理机在其中搅拌轴的正向旋转次数与反向旋转次数的比率为2:1至20:1的范围内被驱动。
作为本发明的另一个实施例，提供了这样的食物垃圾处理机，其特征在于，桨叶具有在正向旋转方向上的三角形刃和在反向旋转方向上的圆弧刃。
作为本发明的另一个实施例，提供了这样的食物垃圾处理机，其特征在于，对于包括旋桨和桨叶的组合的搅拌叶片而言，第二搅拌叶片基于第一搅拌叶片的角度为160°至200°，并且第三搅拌叶片基于第一搅拌叶片以40°至80°的角度布置。
作为本发明的另一个实施例，提供了这样的食物垃圾处理机，其特征在于，在包括旋桨和桨叶的组合的搅拌叶片的情况下，第2n搅拌叶片布置成比第2n-1搅拌叶片增加40至80°，并且第2n+1搅拌叶片布置成比第2n-1搅拌叶片增加40至80°，其中2≤n≤5。
作为本发明的另一个实施例，提供了这样的食物垃圾处理机，其特征在于，搅拌轴以1至10rpm的速度旋转。
作为本发明的另一个实施例，提供了这样的食物垃圾处理机，其特征在于，该食物垃圾处理机布置成使得桨叶边缘的宽度：旋桨之间的间隙为1:1至1.3:1。
作为本发明的另一个实施例，提供了这样的食物垃圾处理机，其特征在于，在食物垃圾处理机的桨叶表面和内壁之间具有5至20mm的间隙。
本发明的有益效果
本发明可以提供这样的食物垃圾处理机，其能够通过调节搅拌叶片的布置来提高处理效率，而不会由于食物垃圾处理期间食物垃圾的载荷而被损坏，其中该搅拌叶片包括旋桨和桨叶，旋桨具有在正向旋转方向上的外弯曲刃和在反向旋转方向上的内弯曲刃。
附图说明
图1是示出有机物处理系统的总体配置的图；
图2是示出有机物处理机的实际产品的视图；
图3是示出旋桨的结构的主视图；
图4是旋桨的倒角形状的视图；
图5是示出桨叶的结构的后视图；
图6是示出邻近食物垃圾处理机的壁的一侧的桨叶的结构的后视图；
图7是桨叶的倒角形状的视图；
图8是示出桨叶的结构的侧视图；
图9是通过组合桨叶和旋桨而形成的搅拌叶片的图示；
图10是通过组合桨叶、辅助桨叶和旋桨形成的搅拌叶片的图示；
图11是由桨叶、侧桨叶和旋桨形成的搅拌叶片的视图；
图12是布置搅拌叶片的方法的图示；
图13是布置食物垃圾处理机的部件的方法的图示；以及
图14是搅拌叶片之间的宽度调节的图。
具体实施方式
在下文中，将更详细地描述本发明。为了帮助理解本说明书，将安装电机的一侧设置为右边，且基于对用于食物垃圾处理机的所有部件的、水平放置的搅拌轴100的观察方向将另一侧设置在左边以便描述，但本发明不限于此。
本发明涉及食物垃圾处理机，并且通过以特殊的方式对形成搅拌叶片的旋桨和桨叶的形状进行设计、以及通过设置搅拌叶片、调节旋转方向等方法，能够提高食物垃圾的处理效率，同时防止在搅拌过程中由于食物垃圾的负载而造成的损坏。
本发明的食物垃圾处理机的结构如图1所示。
食物垃圾处理机具有跨越其内部形成的搅拌轴100，并且设置有旋桨200，该旋桨200连接到搅拌轴100并且在垂直于搅拌轴的方向上延伸。
桨叶300连接到延伸的旋桨200的远端，并且特别地，辅助桨叶320可以连接到食物垃圾处理机的旋桨200的中间部分。
包括如上所述的旋桨200和桨叶300的搅拌叶片随着搅拌轴100的旋转而一起旋转，并被驱动以搅拌被投入到食物垃圾处理机中的食物垃圾和生物制品，从而能够主动地发生有机分解。
同时，如上所述的旋转由构成食物垃圾处理机的电机400产生，并且由电机400产生的旋转经由链条450传递到轴承套(bearing housing)500。由于轴承套500和搅拌轴100通过连接法兰510相互连接，最终通过由电机400产生的旋转而在搅拌轴100和连接到搅拌轴100的搅拌叶片中发生旋转。
如上所述的食物垃圾处理机的实际产品的照片如图2所示。
同时，搅拌叶片的结构在本发明中专门设计成即使大量的食物垃圾被一次投入，也会防止搅拌叶片因食物垃圾的负载而弯曲或损坏。
具体地，本发明的旋桨200的配置如图3所示。
如图3所示，本发明的旋桨200具有沿正向旋转方向的外弯曲刃和沿反向旋转方向的内弯曲刃。外弯曲刃是当旋桨正向旋转时直接接触食物垃圾的桨叶，并且桨叶形成在曲面的外侧上。内弯曲刃是当旋桨反向旋转时与食物垃圾直接接触的桨叶，并且该桨叶形成于曲面的内侧。本发明的旋桨200的特征在于，外弯曲刃比内弯曲刃长。
由于传统的食物垃圾处理机的旋桨的横截面为圆形或正方形，如果大量的食物垃圾被一次投入，则旋桨无法承受搅拌动作过程中食物垃圾和生物制品的静态载荷或搅拌动作引起的动态载荷，并且可能被破坏。另一方面，在本发明的情况下，如图4所示的具有窄小面积的横截面的旋桨200使用外弯曲刃和内弯曲刃来推动生物制品和食物垃圾，就好像刀剑挥舞一样，从而能够使施加到旋桨200本身的载荷最小化。
同时，即使在传统的食物垃圾处理机中，如果旋桨的厚度增加，也可以减少对旋桨的损坏；然而，如上所述那样增厚的旋桨可能导致其重量的增加，这可能导致作用在食物垃圾处理机的电机或搅拌轴上的载荷的显著增加，从而导致搅拌轴和电机弯曲进而停止工作的现象。相反，如果旋桨200如本发明中那样来设计，则可以在不增加旋桨厚度的情况下防止旋桨被损坏，因此，也可以防止搅拌轴100、轴承套500、连接法兰510和电机400被损坏。
同时，在本发明中，主要通过正向旋转进行搅拌，但是也可以间歇地进行反向旋转。
在这种情况下，由于本发明的旋桨在反向旋转方向上具有内弯曲刃，因此在反向旋转期间可以一次保持和提升大量的生物制品和食物垃圾，且因此可以一次进行更多的搅拌。
如上所述的反向旋转是使搅拌动作最大化的驱动方法的一部分，并且施加到旋桨的载荷比进行正向旋转时增加得多，因此如果仅进行反向旋转，则对旋桨的损坏风险增加。
然而，如果通过适当地调节正向旋转的次数和反方向的次数的比例来驱动它，使得它主要在正向旋转中被驱动并且反向旋转根据需要而进行，则可以在不对旋桨施加大量应变的情况下使搅拌动作最大化。
如上所述的正向和反向旋转的次数的调节可以通过PLC控制系统进行，并且正向旋转的次数与反向旋转的次数的适当比率优选为2:1至20:1。
如果次数的比率低于2:1，则机器内的载荷由于反向旋转的次数增加而增加，这可能导致机器损坏；并且相反，如果次数的比率高于20:1，则可能出现搅拌效率降低的问题。
此外，在正向和反向旋转期间的旋转rpm优选地被调节为1至10rpm，并且更优选地被调节为4至8rpm。
如果rpm低于1，则搅拌效率降低，这是不希望的；并且如果其旋转速度快于10rpm，则装置中的过载可能造成损坏的风险，这也是不希望的。
同时，由于在如上所述的食物垃圾处理机的情况下，希望将旋桨设计成充分地承受食物垃圾的载荷同时使旋桨的重量最小化，因此本发明的旋桨可以配置成使得宽度从连接到搅拌轴的位置朝向远端减小，如图3所示。
旋桨的外弯曲刃的曲率半径优选为165至600mm，并且内弯曲刃的曲率半径优选为150至300mm。特别地，外弯曲刃的曲率半径与内弯曲刃的曲率半径的比率优选地为1.1:1至2.0:1。
如果曲率的比低于1.1:1，则形状变直并且旋桨等可能弯曲或损坏，从而导致不能实现本发明的效果的问题；相反，如果它高于2.0:1，则形状变圆并且可能导致搅拌动作不流畅的问题。
同时，通过对旋桨200的外弯曲部分进行倒角，可以进一步降低损坏旋桨的可能性并且可以提高搅拌效率。倒角是对角地切割工件的拐角的方法，且本发明的特定倒角方法如图4所示。
具体地，在本发明中，可以进行倒角，使得旋桨200的外弯曲刃和内弯曲刃具有对称或不对称的形状。
如果如图4(A)所示以对称的形状进行倒角，则它被成形为像刀剑挥舞一样推开生物制品和食物垃圾，这转而使所施加的载荷最小化。
在这种情况下，由于生物制品和食物垃圾以对称的方式被分成左和右，因此希望可以对附接到食物垃圾处理机的搅拌轴的中间部分的旋桨200执行如上所述的倒角。在这种情况下，附接到搅拌轴200的中间部分的旋桨200可以指排除附接到搅拌轴的两端的旋桨之外的任何旋桨。
同时，中间的旋桨200的两个边缘和两个侧面之间的角度θ1优选为110至165度。如果角度θ1小于110°，则施加到旋桨的载荷在搅拌过程中增加，这转而可能造成对旋桨的损坏；并且如果角度θ1大于165°，则可能不会发生适当的搅拌作用。
另一方面，如果如图4(B)所示那样不对称地进行倒角使得左边缘的长度更长，则生物制品和食物垃圾被搅拌，同时被左斜面推向左边。在这种情况下，旋桨的左侧面和左边缘之间的角度变成相对较小的角度，而旋桨的右侧面和右边缘之间的角度变成相对较大的角度。
以这种方式，如果对附接到食物垃圾处理机的搅拌轴的右侧部分的旋桨200-a进行如上所述的倒角，则旋桨同时向食物垃圾处理机的中心搅拌和推动生物制品和食物垃圾，因此，可以使作用在食物垃圾处理机的右侧壁上的载荷最小化，并且也可以提高搅拌效率。
在这种情况下，附接到搅拌轴的右侧部分的旋桨200-a可以指相对于中间的旋桨200附接到右侧的任何旋桨。
相反，如果如图4(C)所示不对称地进行倒角使得右边缘的长度更长，则生物制品和食物垃圾在被右斜面推向右边的同时被搅拌。在这种情况下，旋桨的左侧面和左边缘之间的角度变成相对较大的角度，而旋桨的右侧面和右边缘之间的角度变成相对较小的角度。
以这种方式，如果对附接到食物垃圾处理机的搅拌轴的左侧部分的旋桨200-b进行如上所述的倒角，则旋桨同时向食物垃圾处理机的中心搅拌和推动生物制品和食物垃圾，因此，可以使作用在食物垃圾处理机的左侧壁上的载荷最小化，并且也可以提高搅拌效率。
在这种情况下，附接到搅拌轴的左侧部分的旋桨200-b可以指相对于中间的旋桨200连接到左侧的任何旋桨。
同时，在对应于图4(B)和图4(C)的不对称倒角的情况下，如果对于不对称的两个角度，相对较小的角度被定义为θ2而较大的角度被定义为θ3，则期望将较小的角度θ2设计成处于100°至145°的范围内并且将较大的角度θ3设计成处于110°至170°的范围内，并且优选较小的角度θ2与较大的角度θ3的比率为1.1至1.7。
如果角度的比率小于1.1，则不能有效地将生物制品和食物垃圾推向基本上一个方向；反之，如果角度的比率大于1.7，则旋桨的稳定性降低，食物垃圾等过度偏向食物垃圾处理机的中央部分，从而可能损坏中央部分的旋桨和搅拌轴，这是不希望的。
同时，要附接到旋桨200的远端的桨叶300优选地被设计成具有在正向旋转方向上的三角形刃和在反向旋转方向上的圆弧刃。
三角形刃是在正向旋转期间直接面对食物垃圾和生物制品的桨叶，并且是两条直线的形状的桨叶，其中所述两条直线形成具有一定角度的尖部。圆弧刃是在反向旋转期间直接面对食物垃圾和生物制品的桨叶，并且是形成为弯曲形状的桨叶，其中该弯曲形状呈缩进桨叶表面中的形式。此外，在三角形刃和圆弧刃之间存在侧刃。形成为如上所述的形状的桨叶具有犁形(plow)形状。桨叶的具体形状如图5所示。
如果桨叶300配置成具有如上所述的犁形形状，则由于桨叶300被驱动成使得三角形刃的尖部在正向旋转期间切穿食物垃圾，所以桨叶300可以更容易地被驱动，并且由于沉积在桨叶300的上侧上的食物垃圾的量不大，因此还降低了由于载荷而造成损坏的风险。
另一方面，由于它在反向旋转方向上具有圆弧刃并且可以在反向旋转过程中一次保持和提升大量的生物制品和食物垃圾，因此可以一次进行更多的搅拌。
如上所述的反向旋转是使搅拌动作最大化的驱动方法的一部分，并且施加到旋桨的载荷比进行正向旋转时增加更多。因此，存在侧刃以承受在反向旋转期间作用在圆弧刃上的载荷。
侧刃的长度优选为5mm至20mm。如果侧刃短于5mm，则旋桨和桨叶可能不能承受食物垃圾和生物制品的载荷并可能相应地被损坏；而如果侧刃长于20mm，则桨叶300的重量增加，从而导致旋桨弯曲或损坏。
此外，桨叶300的圆弧刃的曲率半径优选地设计成150至200mm，以便在反向旋转期间充分地承受作用在桨叶上的载荷，并且还提高搅拌效率。
如果曲率半径大于200mm，则可能发生搅拌不良的问题；而如果曲率半径小于150mm，则旋桨可能弯曲或损坏。
另一方面，如图6所示，靠近食物垃圾处理机的、在桨叶300之外的侧壁的桨叶优选地配置成仅由犁形的一半构成的形式。
换句话说，优选的是，与左侧壁相邻的桨叶300具有桨叶仅向右侧延伸的结构，而与右侧壁相邻的桨叶300具有桨叶仅向左侧延伸的结构。如果如上所述那样配置，则可以降低由于桨叶撞击食物垃圾处理机的侧壁而对机器造成损坏的风险，并且进一步地，可以防止食物垃圾被压缩在食物垃圾处理机的侧壁上的现象。
同时，可以对桨叶300的三角形刃和圆弧刃进行倒角。
当桨叶300与旋桨结合并安装在食物垃圾处理机中时，假设更靠近搅拌罐的壁的表面为上表面301而相对侧的表面为下表面302，那么斜面优选地设计成使得上表面的长度比下表面的长度长，如图7(A)所示。
如果如上所述那样设计，则桨叶300可以在旋转的同时将生物制品和食物垃圾导向搅拌罐的内侧；而如果以图7(B)所示的方式设计，则生物制品和食物垃圾被导向搅拌罐的壁，且因此，生物制品和食物垃圾可能被压缩到桨叶表面和搅拌罐的壁上。如果如上所述那样压缩食物垃圾等，则在机器内产生过大的载荷从而在其中引起振动，结果，由于振动而在旋桨和桨叶中导致颤动现象和疲劳现象，其中颤动现象和疲劳现象可能是损坏的原因。
同时，如图7所示，假设由上表面301和边缘303形成的角度为θ4并且由下表面302和边缘303形成的角度为θ5，则θ4优选地被设计为24至70度，并且θ5优选地被设计为120至150度，并且θ4:θ5的比率优选地为1:2至1:5。
如果该比率小于2:1，则食物垃圾等可能不能在旋转方向上充分转移，从而导致食物垃圾被压缩在搅拌罐的壁上的现象；反之，如果其大于5:1，桨叶的尖端形成得太薄，从而导致损坏风险的增加，这是不希望的。
同时，旋桨200和桨叶300在食物垃圾处理机中旋转从而勾画出圆的轮廓。因此，如图8所示，如果桨叶300被配置成当从侧面观察时具有桨叶的旋转形状的曲率，则桨叶300可以在旋转的同时沿着圆的曲率围绕壁有效地搅动生物制品和食物垃圾。
前面描述的桨叶300和旋桨200如图9所示彼此连接，并且旋桨的表面和桨叶的表面彼此垂直。
同时，除了附接到旋桨远端的桨叶之外，本发明的搅拌叶片还可以具有在垂直于旋桨的表面的方向上附接到旋桨的中间部分的桨叶。
如果提供如上所述的几种类型的桨叶，则附接到上述旋桨200的远端的桨叶用作主桨叶310。在本发明中，除了主桨叶之外，辅助桨叶320还可以附接到与搅拌轴附接的旋桨的中间部分。
辅助桨叶320可以安装成多个，并且形状和倒角优选地与主桨叶310中的形状和倒角相同。另一方面，如果存在单个辅助桨叶320，则辅助桨叶320优选地位于旋桨200的精确中心；并且如果存在两个辅助桨叶320，则优选地，第一辅助桨叶位于连接到搅拌轴的旋桨的从起始点到远端的长度的三分之一处，并且第二辅助桨叶位于该长度的三分之二处。
换句话说，如果有n个辅助桨叶，则辅助桨叶的位置可以分别设定在其中连接到搅拌轴100的旋桨200的从开始点到远端的长度均等地分成n份的点处。
其中辅助桨叶320与主桨叶310和旋桨200结合的结构如图10所示。
另一方面，辅助桨叶320可以配置成与主桨叶310的形状相反的矩形形状。然而，即使在这种情况下，优选以与主桨叶相同的方式进行倒角。
除了辅助桨叶320之外，还可以设置侧桨叶330。
侧桨叶330可以安装在靠近食物垃圾处理机的侧壁的旋桨200上，从而补充主桨叶310的作用。
如上所述，由于联接到靠近食物垃圾处理机的侧壁的旋桨200的主桨叶310具有半犁形而不是全犁形，因此搅拌可能不能恰当地进行并且可能出现食物垃圾和生物制品粘附在壁上的现象，侧桨叶可以通过搅拌刮掉粘附在壁上的生物制品和食物垃圾。
另一方面，如果侧桨叶330的形状是简单的矩形，则桨叶在搅拌生物制品和有机垃圾时会提升大量的生物制品和有机垃圾，且因此可能施加过多的载荷，从而对机器造成损坏。
因此，希望通过将它制造成如图11所示的波纹形状来减小所施加的载荷。
另一方面，侧桨叶330优选安装成比旋桨200的总长度短。侧桨叶330的长度优选为旋桨200长度的0.3倍至0.7倍。
如果侧桨叶330的长度小于旋桨200的长度的0.3倍，则积聚在食物垃圾处理机的侧面上的食物垃圾不能被充分搅拌；而如果其超过0.7倍，则可能施加过大的载荷，这可能对机器造成损坏。
通过如上所述那样将桨叶300和旋桨200组合而形成的搅拌叶片优选地布置成使得相邻的搅拌叶片不位于同一条线上。
如果相邻的搅拌叶片在同一条线上或位于类似的线上，则相邻搅拌叶片之间的食物垃圾等可能变成桥的形式的大块，并且可能整体被提升。由于如上所述那样形成的这种大块可能在电机、搅拌轴和搅拌叶片上整体地施加重的载荷，因此它可能引起机器的翘曲或损坏。
因此，在本发明的食物垃圾处理机中，通过调节其角度，相邻的搅拌叶片设置成不位于同一条线上。
如上所述的搅拌叶片的布置如图12所示。
如上所述的搅拌叶片的布置可以设计成使得最左边的搅拌叶片是第一搅拌叶片，并且基于第一搅拌叶片在右边的搅拌叶片顺序地为第二、第三、第四等搅拌叶片，并且旋转方向任一地是反向或正向方向，于是，第二搅拌叶片基于第一搅拌叶片的角度为160°至200°、第三搅拌叶片在第一搅拌叶片的基础上成40°～80°的角度设置、第2n搅拌叶片在第2n-1搅拌叶片的基础上增加40°～80°的角度、且第2n+1搅拌叶片在第2n-1搅拌叶片的基础上增加40°～80°的角度(2≤n≤5)。
因此，本发明中的布置最适于提高搅拌效率，同时防止对机器的损坏。
作为上述布置方法的一个示例，本发明的搅拌叶片最优选地根据以下标准布置。
第二搅拌叶片的角度：基于第一搅拌叶片旋转180°。
第三搅拌叶片的角度：基于第一搅拌叶片旋转60°。
第四搅拌叶片的角度：基于第一搅拌叶片旋转240°。
第五搅拌叶片的角度：基于第一搅拌叶片旋转120°。
第六搅拌叶片的角度：基于第一搅拌叶片旋转300°。
另一方面，第七搅拌叶片和往前的以与上述布置条件相同的方式布置。也就是说，基于第一搅拌叶片，将第七搅拌叶片的角度布置以180°旋转。
同时，如上所述的搅拌叶片的数量可以根据处理容量而变化。对于较小的处理容量，其可以由2至4个搅拌叶片组成；而对于增加的处理容量，可以增加搅拌叶片的数量。
如果基于旋转方向的相邻搅拌叶片之间的角度小于60°，则食物垃圾可能形成块并对机器造成损害；相反，如果所有相邻搅拌叶片之间的角度都大于180°，则总搅拌效率可能降低，这是不希望的。
因此，如果提供如本发明中那样调节的布置结构，则可以优化整个搅拌效率，且不会使相邻搅拌叶片之间的食物垃圾变成块。
此外，如图13所示，相邻搅拌叶片之间的宽度优选地配置成使得桨叶边缘的宽度：相邻旋桨之间的宽度为1:1至1.3:1。
如果相邻搅拌叶片之间的宽度大于桨叶边缘的宽度且该比率小于1:1，则可能出现一些不被桨叶搅拌的部分，从而导致搅拌效率降低。相反，如果该比率超过1.3:1，即使在相邻的搅拌叶片之间形成一定的角度，也可能发生将食物垃圾和生物制品转变成块的现象，这是不希望的。因此，优选将搅拌叶片之间的宽度调节到上述范围内。
此外，与食物垃圾处理机的侧壁12相邻的搅拌叶片可能由于与侧壁接触而损坏，因此必须设置成以适当的距离分开。适当的距离优选地形成为具有上述搅拌叶片之间的宽度的0.2至0.6倍的长度。
同时，本发明的特征在于：适当地调节搅拌叶片的长度。
必须注意，因为如果与搅拌叶片的远端部分相对应的桨叶300被放置得太靠近食物垃圾处理机的内壁11，则桨叶300在由于热变形而损坏时可能与内壁11接触。
具体地，如果在食物垃圾处理机的操作方法中使用微生物发酵方法或干燥方法，则在微生物方法中施加约40至100℃的热，并且在干燥方法中施加100℃或更高的热，并且这样的热可能引起变形，例如搅拌叶片的热膨胀。因此，桨叶200可能与食物垃圾处理机的内壁11接触，并且这种接触可能使机器停止工作或者损坏机器。
另一方面，如果桨叶200部分被放置得离食物垃圾处理机的内壁11太远，则靠近相较于投入处理机的食物垃圾更向外的内壁11的食物垃圾可能不会被有效地搅拌，并且食物垃圾和生物制品可能会粘到壁上，从而降低搅拌效率。因此，考虑到这两个因素，必须适当地调整搅拌叶片的长度。
因此，在本发明中，机器被制造成使得在食物垃圾处理机的桨叶200的表面和内壁11之间具有5至20mm的间隙。
如果间隙小于5mm，机器可能容易被热膨胀损坏；而如果间隙宽于20mm，则搅拌效率可能降低，这是不希望的。
同时，即使最初如上所述那样适当地调节间隙，随着机器由于热而变形，也可能需要重新调节所述间隙。
因此，本发明被设计成使得在旋桨300的远端钻出多个多边形的开口210，并且桨叶的连接部分安装在开口210上，从而可以调节桨叶的位置。通过开口210的组装过程在图14中示出。
如果如上所述那样它是可组装的，则其优点在于，可以容易地调节包括桨叶300和旋桨200的整个搅拌叶片的长度，而不需要拆卸食物垃圾处理机。
通过提供具有多边形形状的开口210，当旋桨和桨叶旋转时，可以防止连接到开口的连接部分整个地旋转。在这种情况下，能够防止连接部分旋转的任何多边形形状都是可行的。例如，优选的有三角形、矩形、五边形、六边形和八边形形状，具体地，如图14所示优选地为矩形形状。
另一方面，除了上述结构特征之外，还可以调节机器的部件的特性。
具体地，在本发明中，优选地将连接法兰510与高强度钢螺栓连接。如果如上所述那样使用高强度钢螺栓，则当施加过多的载荷时，螺栓首先承受载荷并在主要部件损坏之前首先被损坏，从而防止主要部件损坏。在上述情况下，存在这样的优点，即只要更换损坏的螺栓便可以再次使用机器。
此外，在本发明中，优选地使用无油轴承或止推轴承形式的轴承套500。在本发明的食物垃圾处理机的情况下，由于由电机400的旋转和搅拌叶片的旋转产生的载荷集中在轴承套500上，因此如果使用传统的滚珠轴承，则不能承受载荷的可能性高。因此，希望通过使用无油轴承或止推轴承形式的轴承套来增加对载荷的阻抗。
在下文中，将呈现特定实施例以帮助理解本发明。然而，提供下面描述的实施例仅是为了更容易地理解本发明，并且本发明的内容不受所述实施例的限制。
<实施例1>
在其中在搅拌罐的底部处半圆形半径为450mm的食物垃圾处理机中，安装有这样的搅拌叶片，该搅拌叶片包括附接到搅拌轴并在垂直于搅拌轴的方向上延伸的旋桨以及附接到延伸的旋桨的远端的桨叶。
旋桨安装成具有在正向旋转方向上的外弯曲刃(曲率半径为305mm)和在反向旋转方向上的内弯曲刃(曲率半径为235mm)，并且桨叶设计成具有在正向旋转方向上的三角形刃和在反向旋转方向上的圆弧刃(曲率半径为171mm)。
包括旋桨和桨叶的搅拌叶片的总长度为432.15mm，桨叶的宽度设计为222mm。
同时，相邻旋桨之间的距离被设计为207mm，并且食物垃圾处理机的侧壁与相邻旋桨之间的距离被设计为117mm。
搅拌叶片总共安装六个，并且每个搅拌叶片的布置如下：
第二搅拌叶片的角度：基于第一搅拌叶片旋转180°。
第三搅拌叶片的角度：基于第一搅拌叶片旋转60°。
第四搅拌叶片的角度：基于第一搅拌叶片旋转240°。
第五搅拌叶片的角度：基于第一搅拌叶片旋转120°。
第六搅拌叶片的角度：基于第一搅拌叶片旋转300°。
如上所述的食物垃圾处理机以4rpm的速度运行，使得正向旋转与反向旋转的比率为7:1。
如上所述的食物垃圾处理机即使在其通过连续地每天投入100kg食物垃圾持续六个月而操作时也没有显露出机器的任何损坏率，并且食物垃圾的处理效率是97％或更高。另外，在投入食物垃圾后的1小时内没有电机停止的情况。
<比较例1>
在其中在搅拌罐的底部半圆形半径为450mm的食物垃圾处理机中，安装有这样的搅拌叶片，该搅拌叶片包括附接到搅拌轴上并在垂直于搅拌轴的方向上延伸的旋桨以及附接到延伸的旋桨的远端的桨叶。
旋桨被设计成圆柱形，并且桨叶被设计成形成矩形平坦表面。
相邻的旋桨配置成在它们之间形成180°，包括旋桨和桨叶的搅拌叶片的总长度为430mm，并且桨叶的宽度设计为220mm。
同时，相邻旋桨之间的距离设计为210mm，食物垃圾处理机的侧壁与相邻旋桨之间的距离设计为115mm。
通过以4.5rpm的速度正向旋转来操作如上所述的食物垃圾处理机。
如上所述的食物垃圾处理机当每天被投入100kg食物垃圾时在5天内显露出60％的破坏率，并且发现在损坏之前24小时内食物垃圾的处理效率为85％。此外，对于100次的操作，以50次或更高的频率发生其中在投入食物垃圾后1小时内电机停止的现象。
Figure BDA0003670505030000151
如通过上述实施例显而易见，可以看出，如果使用本发明的食物垃圾处理机，机器的损坏率显著降低并且电机的停止率也降低，从而能够稳定工作。此外，可以看出，搅拌效率也得到了提高，从而也大大提高了食物垃圾的整体处理效率。
附图标记
10：食物垃圾处理系统
11：食物垃圾处理机的内壁
12：食物垃圾处理机的侧壁
100：搅拌轴
200：旋桨
210：开口
200-a：右侧部分的旋桨
200-b：左侧部分的旋桨
300：桨叶
310：主桨叶
320：辅助桨叶
330：侧桨叶
301：桨叶的上表面
302：桨叶的下表面
400：电机
450：链条
500：轴承套
510：连接法兰。

Claims (7)

1.一种食物垃圾处理机，包括：
电机，配置成产生旋转；
搅拌轴，配置成根据所述电机的旋转而旋转；
旋桨，附接到所述搅拌轴并且在垂直于所述搅拌轴的方向上延伸，所述旋桨具有在正向旋转方向上的外弯曲刃以及在反向旋转方向上的内弯曲刃；以及
桨叶，连接到延伸的所述旋桨的远端，
其中，所述食物垃圾处理机在所述搅拌轴的正向旋转次数与反向旋转次数的比率为2:1至20:1的范围内被驱动。
2.根据权利要求1所述的食物垃圾处理机，其特征在于，所述桨叶具有在正向旋转方向上的三角形刃和在反向旋转方向上的圆弧刃。
3.根据权利要求1所述的食物垃圾处理机，其特征在于，对于包括所述旋桨和所述桨叶的组合的搅拌叶片而言，第二搅拌叶片基于第一搅拌叶片的角度为160°至200°，第三搅拌叶片基于所述第一搅拌叶片以40°至80°的角度布置。
4.根据权利要求1所述的食物垃圾处理机，其特征在于，对于包括所述旋桨和所述桨叶的组合的搅拌叶片而言，第2n搅拌叶片设置成比第2n-1搅拌叶片增加40°至80°，第2n+1搅拌叶片设置成比第2n-1搅拌叶片增加40°至80°，其中2≤n≤5。
5.根据权利要求1所述的食物垃圾处理机，其特征在于，所述搅拌轴以1至10rpm的速度旋转。
6.根据权利要求1所述的食物垃圾处理机，其特征在于，所述食物垃圾处理机布置成使得：桨叶边缘的宽度与所述旋桨之间的间隙的比为1:1至1.3:1。
7.根据权利要求1所述的食物垃圾处理机，其特征在于，在桨叶表面和所述食物垃圾处理机的内壁之间具有5至20mm的间隙。
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