CN1838996A - 食物残渣处理机 - Google Patents

Abstract

一种食物残渣处理机，其包括食物输送段、研磨机构和可操作地连接到研磨机构上的无刷永磁电动机。配置一排放装置以降低食物残渣处理机的总高度。

Description

食物残渣处理机

相关申请的交叉引用

本申请要求分别在2003年5月30日和2003年10月9日申请的、序列号为60/474477和60/481490的美国临时申请的权益，在此将其全部引用，以供参考。

技术领域

本发明通常涉及一种食物残渣处理机。

背景技术

通常食物残渣处理机包括食物输送段、马达部分和中心研磨段，该中心研磨段位于食物输送段和马达部分之间。食物输送段将食物残渣输送到中心研磨段，该研磨段通常具有一个粉碎盘，其由马达带动相对于静止的研磨环旋转。凸块可连接到粉碎盘上，其中，所述凸块可以是静止的(固定凸块)或者可自由旋转的(回转凸块)。

静止研磨环(其包括多个间隔开的齿)固定地连接到研磨段壳体的内表面上。在食物残渣处理机的操作中，在粉碎盘由马达带动旋转时，由食物输送段输送到研磨段的食物残渣被凸块带动逆着研磨环的齿而旋转。齿将食物残渣研磨成充分小的颗粒物质，以从上面的粉碎盘进入排放室，该排放室位于静止的研磨环和粉碎盘之下。

传统的食物残渣处理机通常采用感应电动机来驱动粉碎盘旋转。已知的感应电动机的替代者包括转换磁阻电动机和电刷永磁电动机。需要减小由处理机所占据的水池下部空间的体积，以增大水池之下的可用空间，并降低处理机重量。然而，至少部分由于已知的食物残渣处理机中所用的马达的尺寸，已知的处理机的垂直高度(入口和马达部分的底部之间的距离)会比所希望的大。

本发明旨在解决与现有技术有关的缺点。

发明内容

这里披露了食物残渣处理机以及相关方法。食物残渣处理机包括食物输送段、研磨机构和可操作地连接到研磨机构上的马达。在某些示范性实施例中，无刷永磁(BPM)电动机用于操作研磨机构。排放室通常围绕在研磨机构周围。其中，排放室的配置降低了处理机的外形(垂直高度)。

在披露的示范性实施例中，研磨机构包括可由电动机带动旋转的粉碎盘和静止的研磨环。凸块连接到粉碎盘上，以迫使食物残渣紧靠或者穿过研磨环。粉碎盘限定了一个平面，且至少一部分排放室置于该平面上方，而不是完全处于粉碎盘之下。排放室限定有排放口，排放口的一部分置于该平面的上方。

排放室和研磨环之间形成有间隙，其限定了横截面区域，该区域从第一位置向排放室端部的排放口增大。

附图说明

根据下述的详细说明书并参考附图，本发明的其他目的和优点将变得更加清楚，其中：

图1是示范性的食物残渣处理机的透视图。

图2是其侧视图。

图3是其前视图。

图4是其沿着图3的A-A线剖开的截面图。

图5是其顶视图。

图6是为显示处理机的研磨段和排放段而除去顶部的处理机的透视图。

图7示出内磁铁转子，其用于所揭示的食物残渣处理机的无刷永磁电动机。

图8示出定子，其用于所揭示的食物残渣处理机的无刷永磁电动机。

具体实施方式

尽管本发明可以进行各种优化并具有多个可替换的形式，其特定实施例已经以示例方式在附图中示出，并在此作详细叙述。然而，应该可以理解，这里所作的特定实施例叙述不意于将本发明限制为所披露的特定形式，而是相反，其意在覆盖落在本发明的精神和范围内的所有优化、等价物和可替换形式。

以下叙述本发明的说明性实施例。为清楚起见，在本说明书中没有叙述实际装置的所有特征。当然可以理解，在任何现实实施例的改进中，必须制订出多个详细实施的决定，以获得研制者的实际目标，如遵从有关系统和商业方面的制约，这种制约将在各种实施情况中发生变化。而且，将可以理解，这种研发努力可能非常复杂且耗时，但是对于受益于本发明的本领域技术人员来讲，其将成为一项常规任务。

图1-6示出示范性的食物残渣处理机100的各种视图，该食物残渣处理机100具有缩减的垂直高度或者轮廓。较小轮廓的处理机100具有食物输送段110、电动机壳体112和研磨机构114。食物输送段110将食物残渣输送到研磨段114，该研磨段114包括可旋转的粉碎盘130和静止的研磨环132。在所示实施例中，回转凸块134连接到粉碎盘130上。在另一个实施例中，可以采用固定的凸块。电动机段112包括带动粉碎盘130旋转的电动机116。

与现有的处理机不同，披露的装置100采用排放室120，该排放室120通常围绕研磨机构114。排放室120终止在排放口122，残渣通过该排放口122排出处理机100。在所示实施例中，排放室120置于静止的研磨环132之外而不是其下。在所示实施例中，旋转的粉碎盘130通常限定了一个水平面，且这样设置排放室120和排放口122，即，其一部分置于由旋转粉碎盘130所限定的平面之上。在已知的处理机中，排放口完全置于研磨机构之下，该研磨机构包括旋转的粉碎盘和静止的研磨环。

排放室120的结构容许旋转的粉碎盘130对由离心力带动的废料流加速。排放室120限定了横截面区域，其从室120a的开始处向排放口122处增大。多幅图(在图5中可更好地看出)示出间隙124，该间隙124位于研磨环132的背部和排放室120之间，并沿着顺时针方向增大(在所示实施例中，该方向也是电动机的旋转方向)。一直增大的间隙124造成逐渐增加的排放物随材料排出处理机时积聚在排放口122中。这种结构有助于增加排出的废料量和速度(与涡轮增压器的角状容器类似)。这种结构也有助于在排放溶液离开处理机100时降低排放溶液中的压差，由此降低不需要的振动。

电动机壳体112包括排放室120和研磨机构114的元件。与现有的处理机不同，这种设计给电动机壳体增加了附加功能。为了降低处理机的总高度，部分排放室120和研磨元件114包含在电动机壳体114中，而不需要置于电动机和研磨机构之间的附加排放段。由于排放室114的构造方式，这种情况是可能的。除了具有较小轮廓处理机的优点，这容许更加容易地布置电动机，这是因为整个电动机壳体由两块组成。

为了使得处理机的高度最小化，示范性的处理机100使用无刷永磁(BPM)电动机116。在某些情况下，功率为0.75hp(马力)到1.25hp的电动机是足够的。BPM电动机116的高径比是这样的，电动机的高度相对于电动机直径来说较小，其直径相当大。这种高径比的优点是两重的：电动机可以产生较高的制动转子力矩，这是因为磁场作用于配置在大直径转子上的永磁体。其次，在处理机在以正常速度操作时，大直径转子具有较高的转动能。在研磨硬的物体如骨头时，较高的转动惯性非常重要。

马达116包括转子210、轴212和定子214。定子214由多个叠片形成，并包括绕组216，该绕组216置于多个定子齿218周围。转子210由安装在转子轴212上的多个叠片形成。轴212具有连接到轴承机构220上的下端，该轴承机构220位于电动机段112的下端框架上。轴212具有上端，该上端穿过轴承/密封机构222，并通过适当的紧固器连接到研磨机构114的旋转粉碎盘130上。

图7和图8分别示出示范性的转子210和定子214。转子210具有放入芯部的永磁体230，如图7所示。芯部通常由堆叠的叠片制成，但是可以不带铸件或绕组。铁氧体磁铁传统上用于转子210。然而，材料方面的新发展已经导致使用钕硼铁磁体。这些都具有五倍于陶瓷(铁氧体)的能级并容许VPM电动机116更高效率且更小。磁体可置于转子210内，如图7所示，或者在其他实施例中，磁体可连接到转子的外部(即，象弯曲的磁体一样)。

BPM电动机采用电整流，消除了对电刷的需要。对于要运转的电整流BPM来说，转子位置必须是已知的，且在这点上BPM可采用转子位置传感器或者无传感器驱动。对于采用位置传感器的BPM来说，传感设备如霍耳效应传感器可用于确定转子位置。可替换地，也可以利用无传感器驱动，其不需要采用位置传感器。在这些无传感器驱动中，通过分析电动机的电力情况(eletricalaspect)来确定转子位置。在又一个方法中，此电动机需要电子控制器(电动机驱动)，以向BPM的各个相位适当地顺序供给电流。

在与采用其他型式的电动机的处理机相比时，采用BPM电动机的食物残渣处理机(如这里所披露的)具有若干个优点，其中，所述其他型式的电动机例如为转换磁阻电动机、电刷式永磁电动机和感应电动机。所述优点包括在马力相当的情况下处理机的总体尺寸较小，当与采用这些其他型式的电动机的处理机相比时，它容许BPM处理机的垂直高度更小(其释放了水池下的空间)。更具体地说，所披露的用于处理机的BPM电动机具有大约为0.4英寸的定子叠片高度，和定子的总高度为大约1.5英寸。BPM处理机也比其他处理机的重量轻，其中，所披露的BPM的定子、转子和轴的重量约为3.0磅。这种较轻的重量对于食物残渣处理机是有益的，这是因为与采用其他型式的电动机的处理机相比，它使得BPM处理机安装更加容易且运输更廉价。另外，BPM处理机耗电少，这是因为BPM电动机具有良好的效率，其约为90％。因而，电力控制电路需要不庞大，且不需要功能多，而且不必采用大电流，这是因为BPM电动机的电流引入(draw)较小，使电动机控制方案更加容易，并使得能够更加廉价地操作废料处理机。而且，在与相当功率的感应电动机相比，BPM启动扭距较高，其在处理机首次启动时可消除卡滞(jamming)。另外，BPM不像感应电动机一样需要离心起动开关，该起动开关使得感应电动机处理机增加了不希望的高度。

上述的特定实施例仅仅是说明性的由于，对于已经受益于这儿所教导的本领域普通技术人员来说，本发明可以不同且等价的方式来进行优化和实践。此外，不对这里所示的结构或者设计的详细情况进行限制，如下述权利要求书所述的情况除外。因此，显而易见，上述的特定实施例可改变或者优化，且所有这些改变被认为在本发明的范围和精神的范围内。

Claims (20)

1、一种食物残渣处理机，包括：

食物输送段；

研磨机构；

电动机，其可操作地连接到研磨机构上；以及

排放室，其通常围绕在研磨机构周围。

2、如权利要求1所述的食物残渣处理机，其特征在于，所述研磨机构包括粉碎盘，其可由电动机带动旋转。

3、如权利要求1所述的食物残渣处理机，其特征在于，所述研磨机构包括静止的研磨环。

4、如权利要求3所述的食物残渣处理机，其特征在于，所述粉碎盘限定一平面，至少排放口的一部分位于所述平面上方。

5、如权利要求4所述的食物残渣处理机，其特征在于，排放室限定了一个排放口，至少排放口的一部分位于该平面上方。

6、如权利要求1所述的食物残渣处理机，其特征在于，排放室和研磨环之间形成有间隙。

7、如权利要求6所述的食物残渣处理机，其特征在于，排放室限定了排放口，所述间隙限定了横截面区域，该横截面区域从第一位置向所述排放口增大。

8、如权利要求1所述的食物残渣处理机，还包括多个凸块，其连接到粉碎盘上。

9、如权利要求1所述的食物残渣处理机，其特征在于，所述马达是无刷永磁(BPM)电动机。

10、一种食物残渣处理机，包括：

食物输送段；

研磨机构；

无刷永磁(BPM)电动机，其可操作地连接到研磨机构上。

11、如权利要求10所述的食物残渣处理机，其特征在于，所述BPM电动机包括相对于定子旋转的转子，所述转子包括多个置于该转子芯部的磁体。

12、如权利要求10所述的食物残渣处理机，还包括排放室，其特征在于，研磨机构包括限定一个平面的粉碎盘，至少排放室的一部分置于该平面上方。

13、如权利要求12所述的食物残渣处理机，其特征在于，所述排放室限定了排放口，至少此排放口的一部分置于所述平面上方。

14、如权利要求12所述的食物残渣处理机，其特征在于，所述研磨机构包括研磨环，排放室和研磨环之间限定了一个间隙。

15、如权利要求14所述的食物残渣处理机，其特征在于，所述间隙的横截面面积从第一位置向排放口增大，所述排放口由排放室限定。

16、如权利要求12所述的食物残渣处理机，还包括多个凸块，其连接到粉碎盘上。

17、一种食物残渣处理机，包括：

食物输送段；

研磨环；

可旋转的粉碎盘；以及

用于旋转粉碎盘的装置。

18、如权利要求17所述的食物残渣处理机，还包括用于从处理机内排放食物残渣的装置。

19、一种操作包括研磨机构的食物残渣处理机的方法，，该研磨机构具有静止的研磨环和相对于研磨环旋转的粉碎盘，该方法包括：

将食物残渣送入研磨机构；

旋转粉碎盘，以在研磨机构的作用下研磨食物残渣；以及

经由围绕研磨机构的排放口将研磨过的食物残渣从研磨机构排出。

20、如权利要求19所述的方法，其特征在于，旋转粉碎盘包括操作无刷永磁电动机，该无刷永磁电动机带有连接到粉碎盘上的轴。

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