ES2334331T3 - Dispositivo de disgregacion de residuos de alimento con motor de velocidad variable y procedimientos de operacion. - Google Patents
Dispositivo de disgregacion de residuos de alimento con motor de velocidad variable y procedimientos de operacion. Download PDFInfo
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Abstract
Un dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100) que comprende: un motor (180) que tiene un rotor (184), impartiendo el motor (180) un movimiento rotacional a un eje giratorio (126) acoplado al rotor (184); un mecanismo de trituración que tiene un conjunto de placa troceadora (118) acoplado al eje giratorio (126) para triturar residuos de alimentos; y un controlador (220) que mantiene automática y secuencialmente el movimiento rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración a una primera velocidad giratoria durante un primer periodo de tiempo y una segunda velocidad rotacional durante un segundo periodo de tiempo.
Description
Dispositivo de disgregación de residuos de
alimento con motor de velocidad variable y procedimientos de
operación.
La presente invención se refiere generalmente a
dispositivos de disgregación de residuos de alimentos y, más
concretamente, a un triturador de alimentos que tiene un motor de
velocidad variable como una máquina de reluctancia conmutada.
La precisión y duración de la trituración de
residuos de alimentos son consideraciones importantes en el diseño
y operación de un triturador. Muchos dispositivos de disgregación de
residuos de alimentos convencionales utilizan un motor de inducción
de velocidad única que rota una placa de trituración para triturar
los residuos de alimentos. La velocidad rotacional de la placa de
trituración para la mayoría de los dispositivos de disgregación de
residuos de alimentos se sitúa entre las 1700 y 1800 rotaciones por
minuto (RPM). Un dispositivo de disgregación de residuos de
alimentos que tiene un motor de inducción se divulga en la patente
estadounidense nº 6,007,006 (Engel et al.), que es propiedad
del cesionario de la presente solicitud y se incorpora a la presente
por referencia en su totalidad.
Se ha observado que la velocidad rotacional
seleccionada de la placa de trituración puede afectar al rendimiento
de trituración del triturador de determinados tipos de alimentos.
Por ejemplo, las partículas de alimentos más duras, como trozos de
zanahorias y fragmentos de huesos pueden "montarse" sobre la
placa de trituración a altas velocidades rotacionales. Esto ocurre
cuando las partículas de alimentos giran a la misma velocidad que
la placa de trituración sin ser trituradas. Esto provoca un mayor
ruido y vibración, además de que se acumulan residuos de alimentos
residuales en la cámara de trituración después de apagar el
triturador. Con el tiempo, los alimentos residuales pueden causar
olores desagradables. Por ellos, existe la necesidad de un
dispositivo de disgregación de residuos de alimentos con un
mecanismo para garantizar que todos los alimentos se eliminan de la
cámara de trituración. El flujo reducido en los conductos de drenaje
es otra consideración importante en el diseño de un dispositivo de
disgregación de residuos de alimentos. Una cámara de trituración de
un triturador de alimentos puede llenarse con alimentos antes de que
el usuario encienda el triturador. Por ejemplo, un usuario puede
llenar la cámara de trituración con peladuras de patillata antes de
activar el triturador. Cuando el dispositivo de disgregación de
residuos de alimentos convencional se enciende y se dirige
inmediatamente a una velocidad rotacional alta, puede forzarse una
gran cantidad de alimentos hacia el conducto de descarga o drenaje.
Esto puede reducir el flujo de drenaje. De este modo, es necesario
que el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos pueda
evitar que una gran cantidad de residuos de alimentos se fuerce
hacia el conducto de drenaje durante el arranque.
Otro motivo de preocupación con los trituradores
convencionales es el ruido y el consumo de energía. La velocidad
rotacional típica de la placa de trituración para trituradores
convencionales se fija a una velocidad relativamente alta. Las
velocidades giratorias mayores pueden producir más ruido y consumir
más energía. Puede haber veces en las que el triturador no esté
triturando alimentos pero sigue encendido y en funcionamiento. Por
ejemplo, si un usuario está limpiando la mesa de la cena, puede
haber veces en las que el triturador esté en marcha pero no haya
alimentos en el triturador. Sería ventajoso reducir la velocidad
causada durante los periodos de inactividad. De este modo, existe
la necesidad de un triturador que reduzca la velocidad y el consumo
de energía durante periodos de inactividad.
Un problema adicional al diseñar un dispositivo
de disgregación de residuos de alimentos son las obstrucciones. En
un dispositivo de disgregación de residuos de alimentos
convencional, los residuos de alimentos son forzados por patillas
en una placa de trituración giratoria contra los dientes de un
anillo troceador fijo. Las obstrucciones se producen cuando entran
objetos duros, como los huesos, en el dispositivo de disgregación de
residuos de alimentos y se atascan entre las patillas de la placa
de trituración giratoria y el anillo troceador fijo. La técnica
anterior ha intentado resolver la obstrucción utilizando motores que
pueden encenderse manualmente para girar en la dirección opuesta.
Sin embargo, existe una necesidad de que el dispositivo de
disgregación de residuos de alimentos pueda corregirse
automáticamente por sí mismo si se produce una obstrucción.
El documento US 3,300,150 se refiere a un
triturador de residuos de basura que tiene un motor que imparte un
movimiento giratorio a un rotor del motor. El motor acciona un
mecanismo de trituración que incluye un troceador. Puede utilizarse
un botón de control manual para cambiar la velocidad del motor de
acuerdo con el tipo de residuo que va a triturarse.
La presente invención se propone superar, o al
menos reducir los efectos de, una o más de las condiciones
establecidas anteriormente.
La presente invención se establece en las
reivindicaciones independientes. Las características preferentes u
opcionales se establecen en las reivindicaciones dependientes de las
mismas.
Con tal fin, la presente invención proporciona
un dispositivo de disgregación de residuos de alimentos que tiene
una sección superior de transporte de alimentos, una sección de
motor, una sección de trituración central y un controlador. La
sección superior de transporte de alimentos incluye un alojamiento
que forma una entrada para recibir los residuos de alimentos. La
sección del motor incluye una máquina de reluctancia conmutada que
tiene un rotor y un estator. El rotor imparte movimiento rotacional
a un eje giratorio. La sección de trituración central está
dispuesta entre la sección de transporte de alimentos y la sección
del motor. La sección de transporte del motor transporta residuos
de alimentos a la sección de trituración. La sección de trituración
incluye un mecanismo de trituración en el que una parte del
mecanismo de trituración está montado en el eje giratorio. El
controlador está conectado eléctricamente al estator para controlar
la máquina de reluctancia conmutada. El controlador es capaz de
dirigir el movimiento giratorio al eje giratorio y la parte del
mecanismo de trituración montada en el eje giratorio. Asimismo, el
controlador es capaz de mantener el movimiento giratorio del eje
giratorio a más de una velocidad rotacional y dirección.
El mecanismo de trituración del dispositivo de
disgregación de residuos de alimentos puede incluir un conjunto de
placa troceadora y un anillo troceador fijo. En dicha realización,
el conjunto de placa troceadora es la parte del mecanismo de
trituración montado en el eje giratorio. El conjunto de la placa
troceadora puede incluir patillas de trituración fija o patillas
móviles.
En una realización adicional, la presente
invención incluye un dispositivo de disgregación de residuos de
alimentos que tiene una sección superior de transporte de alimentos,
una sección de motor, una sección de trituración central y un
controlador. La sección del motor incluye un motor de velocidad
variable que tiene un rotor y un estator. El rotor imparte un
movimiento giratorio a un eje giratorio que gira una parte de un
mecanismo de trituración que está situado en la sección de
trituración central. El controlador está conectado eléctricamente
al estator para controlar el motor de velocidad variable. El
controlador es capaz de funcionar en una variedad de modos, que
incluye el modo de arranque suave, modo de trituración optimizada,
modo de marcha lenta, modo de enjuagado y modo
anti-obstrucción. Por ejemplo, en una realización
del modo de arranque suave, el controlador es capaz de activar el
motor de velocidad variable al arrancar para girar una parte del
mecanismo de trituración montado en el eje giratorio y aumentar
lentamente la velocidad rotacional de la parte del mecanismo de
trituración a una tasa giratoria predeterminada durante un periodo
predeterminado de tiempo. En una realización del modo de
trituración optimizada, el controlador es capaz de girar la parte
del mecanismo de trituración montado en el eje giratorio a una
primera velocidad rotacional durante un primer periodo de tiempo y
girar la parte del mecanismo de trituración a una segunda velocidad
rotacional durante un segundo periodo de tiempo. En una realización
del modo de marcha lenta, el controlador es capaz de girar la parte
del mecanismo de trituración montada en el eje giratorio a una
velocidad rotacional. Asimismo, el controlador es capaz de
determinar si se han introducido residuos de alimentos en el
dispositivo de disgregación de residuos de alimentos y aumentar la
primera velocidad rotacional a una segunda velocidad rotacional si
se han introducido residuos de alimentos en el dispositivo de
disgregación de residuos de alimentos. En una realización del modo
de enjuagado, el controlador es capaz de girar la parte del
mecanismo de trituración montado en el eje giratorio en una primera
velocidad rotacional y aumentar la primera velocidad rotacional a
una segunda velocidad rotacional durante un periodo de tiempo en el
que se introduce agua en el triturador. En esta realización, la
segunda velocidad rotacional es mayor que la primera velocidad
rotacional. En una realización del modo
anti-obstrucción, el controlador es capaz de girar
la parte del mecanismo de trituración montada en el eje giratorio a
una velocidad rotacional y un primer par de torsión. Asimismo, el
controlador es capaz de determinar si hay residuos de alimentos
obstruidos en el mecanismo de trituración supervisando la corriente
y la velocidad proporcionadas al motor de velocidad variable y
aumentando el primer par de torsión a un segundo par de torsión si
se determina que está a punto de ocurrir o ha ocurrido dicha
obstrucción.
En otra realización, la presente invención
incluye varios procedimientos de operar un dispositivo de
disgregación de residuos de alimentos que tiene un motor de
velocidad variable. El motor de velocidad variable puede ser una
máquina de reluctancia conmutada u otro tipo de motor de velocidad
variable. Los procedimientos operativos incluyen el modo de
arranque suave, el modo de trituración optimizada, el modo de marcha
lenta, el modo de enjuagado y el modo
anti-obstrucción. Por ejemplo, en el modo de
arranque suave hay un procedimiento para reducir la cantidad de
alimentos que se introduce en un conducto de drenaje por un
dispositivo de disgregación de residuos de alimentos. El
dispositivo de disgregación de residuos de alimentos tiene un motor
de velocidad variable, un eje giratorio.
En un modo de trituración optimizada, existe un
procedimiento de operación de un dispositivo de disgregación de
residuos de alimentos que tiene un motor de velocidad variable, un
eje giratorio y un mecanismo de trituración. El motor de velocidad
variable imparte movimiento giratorio al eje giratorio y una parte
del mecanismo de trituración que está montada en el eje giratorio.
El procedimiento incluye los pasos de: girar la parte del mecanismo
de trituración montada en el eje giratorio a una primera velocidad
rotacional durante un primer periodo de tiempo; y girar la parte
del mecanismo de trituración montada en el eje giratorio a una
segunda velocidad rotacional durante un segundo periodo de tiempo.
La segunda velocidad rotacional es menor que la primera velocidad
rotacional. Asimismo, el segundo periodo de tiempo transcurre
después del primer periodo de tiempo. La primera velocidad
rotacional puede situarse entre 2500 y 4000 rotaciones por minuto.
La segunda velocidad rotacional es inferior a 250 rotaciones
por
minuto.
minuto.
El procedimiento para operar en el modo de
trituración optimizada puede incluir asimismo el paso de girar la
parte del mecanismo de trituración montada en el eje giratorio en
una tercera velocidad rotacional durante un tercer periodo de
tiempo.
Siendo la tercera velocidad rotacional menor que
la segunda velocidad rotacional. La tercera velocidad rotacional
puede situarse entre 100 y 1500 rotaciones por minuto.
En un modo de marcha lenta, existe un
procedimiento de operación de un dispositivo de disgregación de
residuos de alimentos que tiene un motor de velocidad variable, un
eje giratorio y un mecanismo de trituración. El motor de velocidad
variable imparte movimiento giratorio al eje giratorio y una parte
del mecanismo de trituración que está montada en el eje giratorio.
El procedimiento incluye los pasos de: girar la parte del mecanismo
de trituración montada en el eje giratorio a una primera velocidad
rotacional; determinar si han entrado residuos de alimentos en el
dispositivo de disgregación de residuos de alimentos; y aumentar la
primera velocidad rotacional a una segunda velocidad rotacional si
han entrado residuos de alimentos en el dispositivo de disgregación
de residuos de alimentos. La primera velocidad rotacional puede
situarse entre 400 y 800 rotaciones por minuto aunque pueden
utilizarse otras velocidades giratorias relativamente menores.
El procedimiento para operar en modo de marcha
lenta puede incluir además los pasos de: determinar si los residuos
de alimentos han salido del dispositivo de disgregación de residuos
de alimentos después de aumentar la primera velocidad rotacional a
una segunda velocidad rotacional; y disminuir la segunda velocidad
rotacional a la primera velocidad rotacional si los residuos de
alimentos han salido del dispositivo de disgregación de residuos de
alimentos.
En un modo de enjuagado, existe un procedimiento
de operación de un dispositivo de disgregación de residuos de
alimentos que tiene un motor de velocidad variable, un eje giratorio
y un mecanismo de trituración. El motor de velocidad variable
imparte movimiento giratorio al eje giratorio y una parte del
mecanismo de trituración que está montada en el eje giratorio. El
procedimiento incluye los pasos de: girar la parte del mecanismo de
trituración montado en el eje giratorio en una primera velocidad
rotacional; introducir agua en el dispositivo de disgregación de
residuos de alimentos; y aumentar la primera velocidad rotacional a
una segunda velocidad rotacional mientras se introduce agua en el
dispositivo de disgregación de residuos de alimentos, siendo la
segunda velocidad rotacional mayor que la primera velocidad
rotacional. La primera velocidad rotacional puede situarse entre
400 y 800 rotaciones por minuto y la segunda velocidad rotacional
puede ser superior a 1500 rotaciones por minuto. La introducción de
agua puede realizarse a través de la misma entrada que la entrada
de residuos de alimentos o puede realizarse mediante un medio
separado que inyecta agua automáticamente en el triturador.
En un modo anti-obstrucicón,
existe un procedimiento de operación de un dispositivo de
disgregación de residuos de alimentos que tiene un motor de
velocidad variable, un eje giratorio y un mecanismo de trituración.
El motor de velocidad variable imparte movimiento giratorio al eje
giratorio y una parte del mecanismo de trituración que está montada
en el eje giratorio. El procedimiento incluye los pasos de: girar la
parte del mecanismo de trituración montada en el eje rotario a una
primera velocidad rotacional y un primer par de torsión; determinar
si los residuos de alimentos están obstruidos en el mecanismo de
trituración controlando la corriente proporcionada al motor de
velocidad variable; y aumentar el primer par de torsión a un segundo
par de torsión si se determina que hay residuos de alimentos
obstruidos en el mecanismo de trituración. Adicionalmente, si se
determina que hay residuos de alimentos obstruidos, la rotación del
mecanismo de trituración puede ser invertida o, alternativamente,
pueden efectuarse una serie de rotaciones rápidas hacia delante y
hacia atrás.
El procedimiento para operar en modo
anti-obstrucción puede incluir además los pasos de:
detener la rotación de la parte del mecanismo de trituración
montada en el eje portátil; y girar la parte del mecanismo de
trituración montada en el eje giratorio en una dirección opuesta.
Adicionalmente, si se determina que existe una obstrucción, puede
ordenarse que el eje giratorio realice una serie de rotaciones
rápidas hacia delante y hacia atrás para sacar el objeto
obstruido.
El anterior resumen de la presente invención no
pretende representar cada realización, o cada aspecto de la
presente invención. Este es el propósito de las figuras y la
descripción detallada que sigue.
Se advertirán otros objetos y ventajas de la
invención al leer la siguiente descripción detallada y con
referencia a los dibujos.
La figura 1 es una vista en corte de un
dispositivo de disgregación de residuos de alimentos que incorpora
la presente invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva del
conjunto de placa troceadora del mecanismo de trituración para la
presente invención.
La figura 3 es una vista superior del estator
para la máquina de reluctancia conmutada de la presente
invención.
La figura 4 es una vista superior del estator en
la figura 3 con devanados de bobina.
La figura 5 es una vista superior del rotor y el
eje para la máquina de reluctancia conmutada de la presente
invención.
La figura 6 es un gráfico de la velocidad
rotacional del conjunto de placa troceadora con el tiempo durante el
modo de arranque suave.
La figura 7 es un gráfico de la velocidad
rotacional del conjunto de placa troceadora con el tiempo para una
realización del modo de trituración optimizada.
La figura 8 es un gráfico de la velocidad
rotacional del conjunto de placa troceadora con el tiempo para otra
realización del modo de trituración optimizada.
La figura 9 es un gráfico de la velocidad
rotacional del conjunto de placa troceadora con el tiempo para una
realización del modo de marcha lenta.
La figura 10 es una vista esquemática de una
realización de un dispositivo de disgregación de residuos de
alimentos para el modo de enjuagado.
Aunque la invención es susceptible de varias
modificaciones y formas alternativas, se han mostrado ciertas
realizaciones específicas de la misma a modo de ejemplo a
continuación, en los dibujos y se describirán detalladamente a
continuación. Sin embargo debe entenderse que la intención no es
limitar la invención a las formas particulares descritas. Por el
contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones,
equivalentes y alternativas que se incluyen dentro del ámbito de la
invención como se define en las reivindicaciones anexas.
En referencia de nuevo a los dibujos, la figura
1 representa un dispositivo de disgregación de residuos de
alimentos 100 que incorpora la presente invención. El triturador 100
puede ser montado de una manera bien conocida en la apertura de
drenaje de un fregadero utilizando miembros de montaje convencional
del tipo divulgado en la patente estadounidense nº 3,025,007, que
es propiedad del cesionario de la presente solicitud e incorporada
a esta por referencia en su totalidad. El triturador incluye una
sección superior de transporte de alimentos 102, una sección de
trituración central 104 y una sección de motor de velocidad variable
106. La sección de trituración central 104 está dispuesta entre la
sección de transporte de alimentos 102 y la sección de motor de
velocidad variable.
La sección de transporte de alimentos 102
transporta los residuos de alimentos a la sección de trituración
central 104. La sección de transporte de alimentos 102 incluye un
alojamiento de entrada 108 y un alojamiento de transporte 110. El
alojamiento de entrada 108 forma una entrada en el extremo superior
del dispositivo de disgregación de residuos de alimentos 100 para
recibir residuos de alimentos y agua. El alojamiento de entrada 106
está unido al alojamiento de transporte 110. Puede utilizarse una
junta tórica de caucho entre el alojamiento de entrada 108 y el
alojamiento de transporte 110 para evitar fugas externas. También
puede utilizarse una junta sellante en lugar de la junta tórica de
caucho 112. La junta sellante está compuesta preferentemente de
material maleable adherente que rellena todos los huecos entre el
alojamiento de entrada 108 y el alojamiento de transporte 110 y
atenúa cualquier irregularidad en las superficies opuestas de los
alojamientos. Algunos materiales maleables adecuados para la junta
sellante incluyen sellante de butilo, sellante de silicona y
epoxi.
El alojamiento de transporte 110 tiene una
apertura 114 para recibir una entrada de lavavajillas 116. La
entrada de lavavajillas 116 se utiliza para pasar agua desde un
lavavajillas (no mostrado). El alojamiento de entrada 108 y el
alojamiento de transporte 110 pueden estar hechos de metal o
plástico moldeado por inyección. Alternativamente, el alojamiento
de entrada 108 y el alojamiento de transporte 110 pueden ser una
pieza unitaria.
La sección de trituración central 104 incluye un
mecanismo de trituración que tiene un conjunto de placa troceadora
118 y un anillo troceador fijo 120. En una realización, el conjunto
de placa troceadora 118 puede incluir una placa giratoria superior
122 y una placa inferior de soporte de patilla 124. La placa
giratoria superior 122 y la placa inferior de soporte de patilla
124 están montadas en un eje giratorio 126 de la sección del motor
de velocidad variable 106. Una parte del alojamiento de transporte
abarca el mecanismo de trituración. El mecanismo de trituración
mostrado en la figura 1 es un sistema de trituración de patilla
fijo. Aunque se prefiere un sistema de trituración de patilla fijo
en la presente invención, la presente invención no está limitada a
los sistemas de trituración de patillas fijas. Alternativamente, la
presente invención podría utilizar un conjunto de patilla móvil
como la que se divulga en la patente estadounidense nº 6,007,006
(Engel et al.).
El anillo troceador 120, que incluye una
pluralidad de dientes espaciados 128, está unido fijamente a una
superficie interna del alojamiento de transporte 110 por un ajuste
de interferencia y está compuesto preferentemente de acero
inoxidable pero puede estar hecho de otro material metálico como
acero galvanizado. Como se muestra en la figura 1, las rampas
formadas en la pared interior del alojamiento 110 pueden ser
utilizadas también para retener el anillo troceador 120 en el
alojamiento 110.
Como se ve en la figura 2, la placa de rotación
superior 122 y la placa inferior de soporte de patilla 124 están
acopladas para formar el conjunto de placa troceadora 118. Es
preferible que el conjunto de placa troceadora 118 comprenda dos
componentes acoplados. Esto reduce la complejidad del proceso de
fabricación y aumenta la integridad del mecanismo de trituración.
La placa de rotación superior 122 y la placa de soporte inferior
124, alternativamente, pueden estar unidas por medios mecánicos
(como soldaduras o remaches) o por un adhesivo conocido por los
expertos en la técnica. La unión de los componentes reduce el
movimiento relativo entre los dos componentes y minimiza el número
de partes que será manejado durante el montaje final. En otra
realización, el conjunto de placa troceadora 118 puede estar
comprendida de un componente unitario único que comprende una placa
giratoria, patillas de trituración fijas y púas de volteo. Las
patillas de trituración fijas y las púas de volteo están montadas
en la placa giratoria o están formadas como una parte integral de la
placa giratoria.
La placa giratoria superior 122 proporciona una
plataforma, o mesa, que sostiene los residuos de alimentos para que
pueda triturarse los residuos de alimentos. La placa giratoria
superior 122 puede incluir dos nervaduras de reforzamiento 130 que
están dispuestas preferentemente concéntricas a la periferia de la
placa giratoria superior 122. Dentro de las nervaduras de
reforzamiento 122, la placa giratoria superior 122 incluye una
pluralidad de orificios de drenaje 132. La figura 2 muestra una
realización que tiene cuatro orificios de drenaje 132 dentro de
cada nervadura de reforzamiento 130. La placa giratoria superior 122
también tiene un orificio de montaje 134 para montar la placa
giratoria superior 122 en el eje giratorio 126. El orificio de
montaje 134 tiene preferentemente la forma de una doble D para
ayudar a transmitir el par de torsión del eje giratorio 126. La
placa giratoria superior 122 puede incluir también un círculo de
reforzamiento 136 para proporcionar soporte adicional al orificio
de montaje 134. Para permitir que la placa de soporte de patilla
inferior 124 se acople a la placa giratoria superior 122, la placa
giratoria superior 122 incluye ranuras de chaveta y orificios de
chaveta 140.
La placa giratoria superior 122 puede estar
formada por una lámina plana de metal que está estampada en la
forma. Alternativamente, la placa giratoria superior 122 puede
formarse por procedimientos de metal en polvo, por procedimientos
de moldeo por inyección, como el moldeo de inyección de plástico de
inserto o moldeo de inyección de metal, o por procedimientos de
vaciado como moldeado de fundición o fusión a cera perdida. La
placa giratoria superior 122 preferentemente puede tener un grosor
en un rango de aproximadamente 0,01 cm hasta 0,25 cm. En una
realización preferente, la placa giratoria superior 122 está
compuesta de acero de laminado en frío galvanizado de doble cara y
tiene un grosor de aproximadamente 0,17 cm.
En una realización, la placa de soporte de
patilla inferior 124 incluye una parte de cuerpo, 141, dos patillas
troceadoras fijas 142, y dos púas de volteo fijas 144. Las patillas
troceadoras 142 preferentemente tienen una leva vertical, una
muesca curvada 150, una parte superior 152, y un talón inclinado
154. La inclinación del talón 154 disminuye hacia dentro hacia el
centro de la placa de soporte de patilla inferior 124. Las púas de
volteo 144 preferentemente tienen una parte superior 156 y lados
inclinados hacia abajo 158. La parte de cuerpo 141 de la placa de
soporte de patilla inferior 124 incluye preferentemente una
nervadura de reforzamiento 146 que recorre prácticamente toda la
longitud de la placa de soporte de patilla inferior 124. La placa de
soporte de patilla inferior 124 incluye un orificio de montaje 148
para montar la placa de soporte de patilla inferior 124 en el eje
giratorio 126. El orificio de montaje 148 tiene preferentemente la
forma de una doble D para ayudar a transmitir el par de torsión
desde el eje giratorio 126.
La placa de soporte de patilla inferior 124
puede estar formada por una banda plana o lámina de metal que está
estampada en la forma. Al igual que la placa giratoria superior 122,
la placa de soporte de patilla inferior 124 también puede formarse
por procedimientos de metal en polvo, por procedimientos de moldeo
por inyección, como el moldeo de inyección de plástico o moldeo de
inyección de metal, o por procedimientos de vaciado como moldeado
de fundición o fusión a cera perdida. La placa de soporte de patilla
inferior 124 preferentemente puede tener un grosor en un rango de
aproximadamente 0,22 cm hasta 0,48 cm de grosor. En una realización
preferente, la placa de soporte de patilla inferior 124 está
compuesta de acero inoxidable y tiene un grosor de aproximadamente
de 0,31 cm de grosor. Si se emplean procedimientos de estampado, las
patillas troceadoras 142 y las púas de volteo 144 pueden estar
formadas por partes de pliegue del metal estampado ascendente. De
este modo, las patillas troceadoras 142 y las púas de volteo 144
son una parte integral de la placa de soporte de patilla inferior
124. Después de formar las patillas troceadoras 142 y las púas de
volteo 144, la placa de soporte de patilla 124 se somete
preferentemente a un tratamiento de calor mediante procedimientos
conocidos por los expertos en la técnica. Otros tipos de diseños de
patillas fijas apropiados se divulgan en la serie de solicitud de
patente nº 09/524,853 (presentada el 14/3/00), titulada
"Mecanismos de trituración para un dispositivo de disgregación de
residuos de alimentos y procedimiento para realizar el mecanismo de
trituración", por Scott W. Anderson, et al., que es
propiedad del cesionario de la presente solicitud.
En referencia de nuevo a la figura 1, en la
operación del dispositivo de disgregación de residuos de alimentos,
los residuos de alimentos introducidos en la sección de transporte
de alimentos 102 a la sección de trituración 104 son forzados por
las patillas 142 en el conjunto de la placa troceadora 118 contra
los dientes 128 del anillo troceador 120. Los bordes afilados de
los dientes 128 trituran o desmenuzan los residuos de alimentos en
materia de partículas lo suficientemente pequeñas para pasar desde
arriba de la placa giratoria superior 122 hacia debajo de la placa
mediante espacios entre los dientes 128 fuera de la periferia de la
placa 122. Debido a la gravedad y al flujo de agua, la materia de
partículas que pasa a través de los espacios entre los dientes 128
cae en un revestimiento de plástico 160 y, junto con el agua que
entra en el triturador 100 mediante la entrada al alojamiento de
entrada 108, se descarga a través de la salida de descarga 162 en un
conducto de escape o conducto de drenaje (no mostrado). Para
dirigir la mezcla de material de partículas y agua hacia la salida
de descarga 162, el revestimiento de plástico 160 se inclina hacia
abajo hacia el lado periférico junto a la salida de descarga 162.
La salida de descarga 162 puede estar formada como parte de un
terminador superior de moldeado de fundición 164. Alternativamente,
la salida de descarga 162 puede estar formada separadamente por
plástico como parte del alojamiento exterior del triturador. La
superficie exterior de la salida de descarga 164 permite conectar
un conducto de escape o conducto de drenaje a la salida de
descarga
162.
162.
El revestimiento de plástico 160 está unido al
terminador superior de moldeado de fundición mediante tornillos o
pernos 166. El terminador superior 164 está unido al alojamiento de
transporte 110 mediante tornillos o pernos. Para evitar fugas
externas, puede utilizarse un soporte anular 170 y una junta tórica
o sellante 172 para fijar la conexión entre el alojamiento de
transporte 110 y el terminador superior 164.
El terminador superior 164 se utiliza para
separar la sección de trituración central 104 y la sección de motor
de velocidad variable 106. La sección de motor de velocidad variable
106 está alojada dentro de un alojamiento 174 y un marco extremo
inferior 176. El alojamiento 174 puede estar formado de una lámina
de metal y el marco extremo inferior 176 puede estar formado de
metal estampado. El alojamiento 174 y el marco extremo inferior 176
están unidos al terminador superior 164 mediante tornillos o pernos
178.
Se ha observado, a través de la presente
invención, que muchos de los problemas de la técnica anterior pueden
superarse utilizando un motor de velocidad variable. Un motor de
velocidad variable adecuado es una máquina de reluctancia conmutada
que puede obtenerse de Emerson Appliance Motors en San Luis. Un
ejemplo de una máquina de reluctancia conmutada y un control
adecuado para una máquina de reluctancia conmutada se describe con
más detalle en los n^{os} de patente estadounidenses 6,014,003 y
6,051,942, que son propiedad del cesionario de la presente
invención y se incorporan a la presente por referencia en su
totalidad. Otro tipo adecuado de máquina de reluctancia conmutada
se divulga en la solicitud nº de serie 09/777,126, titulada
"Máquina de reluctancia conmutada y dispositivo de disgregación
de residuos de alimentos que emplea una máquina de reluctancia
conmutada" por Strutz, presentada simultáneamente con y propiedad
del cesionario de, la presente invención, cuya divulgación se
incorpora a la presente por referencia en su totalidad. La presente
invención también puede incluir otros motores que se modifican para
velocidad variable añadiendo un controlador. Dichos motores pueden
incluir motores universales, motores de imán o motores de
inducción.
En una realización, la sección de motor de
velocidad variable 106 incluye una máquina de reluctancia conmutada
180 que tiene un estator 182 y un rotor 184. El rotor imparte
movimiento rotacional al eje giratorio 126. La máquina de
reluctancia conmutada 180 está incorporada dentro del alojamiento
174 que se extiende entre los marcos extremos superior e inferior
164 y 176. Aunque la descripción de la invención actual se encuadra
en el contexto de una máquina de reluctancia conmutada, la presente
invención es aplicable a otras formas de motores de velocidad
variable y máquinas que controlan y operan la rotación del eje a
diferentes velocidades de rotación.
Como se muestra en las figuras 1 y 3, el estator
182 tiene un cuerpo circular 184 y un área de núcleo hueca 186. El
área de núcleo hueca está definida por un barreno 188 que tiene
polos salientes de proyección hacia dentro 190. Cada polo saliente
190 del estator 182 tiene una bobina de cable 194 devanada alrededor
del polo 190. En una realización, el estator 182 tiene doce polos
de estator para tres fases de operación. De este modo, cada tercer
polo de estator 190 está conectado junto eléctricamente de modo que
cada fase se realiza activando un grupo de cuatro polos de estator
190. Esto se ilustra en la figura 4, con las bobinas 194a, 194b y
194c. Cada fase activa un grupo de cuatro polos de estator 190 que
define una cruz.
Como se muestra en las figuras 1 y 5, el rotor
184 tiene un cuerpo circular 196 y polos salientes de proyección
externa. El rotor 184 tiene el tamaño para establecerse dentro del
área de núcleo hueca 186 del estator 182. Como se explica a
continuación con más detalles, a medida que se activa cada fase de
los devanados de bobina 194a, 194b y 194c, el rotor 184 gira dentro
del área de núcleo hueca 186 del estator 182. En esta realización,
el rotor 184 tiene ocho polos 198.
El par de torsión de reluctancia se desarrolla
en una máquina de reluctancia activando cada grupo de bobinas 194.
Cada grupo de bobinas 194 se activa cuando los correspondientes
polos de estator 190 y los polos de rotor 198 están en una posición
de alineación defectuosa. El grado de alineación defectuosa entre
los polos de estator 190 y los polos de rotor 198 se llama ángulo
de fase. La activación de un par de bobinas 194 crea un polo norte
y sur magnéticos. Dado que el par de polos de rotor 198 está
alineado defectuosamente con los polos del estator activados 190
por un ángulo de fase, la inductancia del estator 182 y el rotor 184
es menor que la máxima. Los polos de rotor 198 tenderán a moverse a
una posición de máxima inductancia con los devanados activados. La
posición de inductancia máxima se produce cuando los polos de rotor
y estator están alineados.
En un ángulo de fase determinado en la rotación
de los polos de rotor 198 a la posición de inductancia máxima, pero
antes de que se alcance la posición de inductancia máxima, se retira
la corriente de la fase desactivando el grupo activado de bobinas
194. Posteriormente, o simultáneamente, se activa una segunda fase,
creando nuevos polos norte y sur magnéticos en un segundo grupo de
polos de estator. Si el segundo polo está activado cuando está
aumentando la inductancia entre el segundo grupo de polos de estator
y los polos de rotor, se mantiene el par de torsión positivo y
continúa la rotación. La rotación continua se desarrolla activando y
desactivando diferentes grupos de bobinas 194 de este modo. El par
de torsión total de una máquina de reluctancia es la suma de los
pares de torsión individual descritos anteriormente.
En referencia de nuevo a la figura 1, como se ha
descrito anteriormente, el terminador superior 164 separa la
sección de trituración 104 de la sección del motor de velocidad
variable 106. El terminador superior 164 puede disipar el calor
generado por la máquina de reluctancia conmutada 180, evita que la
materia de partículas y agua entre en contacto con la máquina de
reluctancia 180, y dirige la mezcla de materia de partículas y agua
a la salida de descarga 162.
Para alinear el eje giratorio 126 y, al mismo
tiempo, permitir la rotación del eje giratorio 126 en relación con
el terminador superior 164, el terminador superior 164 tiene una
cavidad de cojinete central 165 que aloja un conjunto de cojinete
200. En una realización, el conjunto de cojinete 200 abarca el eje
giratorio 126 y comprende un cojinete de manguito 202, un manguito
204, un espaciador 205, un sello de caucho 206, un obturador 208 y
una arandela de empuje 210. El cojinete de manguito 202 es empujado
en la parte más pequeña de la cavidad de cojinete central 165. El
cojinete de manguito 202 está hecho preferentemente de metal en
polvo con material lubricante. La arandela de empuje 210 está
situada en la parte superior del cojinete 202. El manguito de acero
abarca el eje giratorio 126 y está situado por encima de la arandela
de empuje 210 y el cojinete de manguito 202. El manguito de acero
204 se sitúa en una parte extrema superior 127 del eje giratorio
126. La parte extrema superior 127 tiene forma de doble D para
recibir el conjunto de placa troceadora 118. El conjunto de placa
troceadora 118 descansa en el espaciador 205. Se utiliza un perno
211 para mantener el conjunto de placa troceadora 118 en el eje
giratorio 126. Para que no entren desechos, un sello de caucho 206
se desliza sobre el manguito de acero 204 y descansa en una parte
mayor de la cavidad del cojinete central 165 del terminador superior
164. Un tapón de acero u obturador 208 se coloca por encima del
sello de caucho 206.
Se permite que la parte inferior del eje
giratorio 126 gire en relación con el marco extremo inferior 176
mediante el uso del conjunto de cojinete 212. El conjunto de
cojinete inferior 212 incluye un alojamiento 214 y un cojinete
esférico 216. El cojinete esférico 216 está hecho preferentemente de
metal en polvo con material lubricante.
Una característica ventajosa del triturador 100
es que el uso de una máquina de reluctancia conmutada 180 permite
al conjunto de placa troceadora 118 operar a diferentes velocidades
rotacionales. Se proporciona un controlador 220 que tiene un bucle
de retroalimentación para controlar la tasa de rotación del conjunto
de placa troceadora 118. Integrando la máquina de reluctancia
conmutada 180 en el triturador 100, el triturador 100 supera varios
de los problemas que existen en la técnica anterior. El controlador
220 tiene un procesador u otra unidad lógica. Puede emplearse el
mismo controlador para realizar una variedad de modos operativos.
Por ejemplo, el controlador 220 para la máquina de reluctancia
conmutada 180 puede ser programado para girar el conjunto de placa
troceadora 118 a diferentes tasas rotacionales para obtener
determinados modos operativos de la presente invención, como el
modo de arranque suave, el modo de trituración optimizada, el modo
de marcha lenta, el modo de enjuagado y el modo
anti-obstrucción.
La presente invención incluye un mecanismo y
procedimiento para reducir la entrada de una cantidad de residuos
de alimentos en el conducto de drenaje. Como se ha descrito
anteriormente, cuando se encienden por primera vez los trituradores
convencionales, la placa de trituración se dirige rápidamente a una
alta velocidad rotacional. Puede producirse una reducción del flujo
de drenaje o un atasco de residuos de alimentos en el conducto de
drenaje unido cuando se fuerza rápidamente una cantidad de residuos
de alimentos fuera del triturador al mismo tiempo. Esto suele
ocurrir cuando un usuario enciende por primera vez el triturador
convencional después de que la cámara de trituración 104 se llene
de residuos de alimentos.
Para superar este problema, la presente
invención incluye un procedimiento para operar un dispositivo de
disgregación de residuos de alimentos 100 que tiene un motor de
velocidad variable como una máquina de reluctancia conmutada 180.
La máquina de reluctancia conmutada 180 está unida al conjunto de
placa troceadora 118 para triturar residuos de alimentos en la
cámara de trituración 104. En una realización, al arrancar, el
controlador 220 dirige el dispositivo de disgregación de residuos
de alimentos 100 para operar en un modo de arranque suave. En el
modo de arranque suave, el controlador activa la máquina de
reluctancia conmutada 180 para comenzar la rotación del conjunto de
placa troceadora 118. Como se muestra en la figura 6, el controlador
está programado además para aumentar lentamente la rotación del
conjunto de placa troceadora 118 a una tasa rotacional
predeterminada RA1 durante un periodo de tiempo determinado TA1. En
una realización, el periodo de tiempo predeterminado TA1, es
superior a tres (3) segundos. El modo de arranque suave también
reduce la cantidad de ruido provocado por el triturador al
arrancar.
Se ha observado que una velocidad no tritura
óptimamente todos los tipos de alimentos. Por ejemplo, cuando el
conjunto de placa troceadora 118 gira a tasas rotacionales
relativamente elevadas como a más de 2500 RPM, las partículas de
alimentos más duras como trozos de zanahoria y fragmentos de huesos
pueden "montarse" sobre el conjunto de placa troceadora 118.
El resultado es un aumento de ruido y vibración, así como residuos
de alimentos en la cámara de trituración después de haber apagado
el triturador. Con el tiempo, los alimentos residuales pueden
causar olores desagradables.
Para superar este problema, la presente
invención incluye un procedimiento para operar un dispositivo de
disgregación de residuos de alimentos 100 que tiene un motor de
velocidad variable como una máquina de reluctancia conmutada 180.
El motor de velocidad variable está unido a una placa de trituración
como el conjunto de placa de trituración 188 para tritura residuos
de alimentos a diferentes tasas rotacionales. En una realización, el
dispositivo de disgregación de residuos de alimentos 100 funciona
para rotar la placa de trituración a tres velocidades rotacionales
diferentes: una primera velocidad rotacional, una segunda velocidad
rotacional y una tercera velocidad rotacional. La primera velocidad
rotacional puede ser una velocidad rotacional mayor, la segunda
velocidad rotacional puede ser una velocidad rotacional media, la
tercera velocidad rotacional puede ser una velocidad rotacional
baja.
A altas velocidades rotacionales del conjunto de
placa troceadora 118 (por ejemplo, 2500 a 4000 RPM), se ha
observado que el triturador funciona mejor para reducir el tamaño
del material de residuos de alimentos. La rotación de la placa de
trituración a altas velocidades rotacionales corta y descompone el
material de residuos de alimentos. Las velocidades rotacionales
altas son especialmente ventajosas para alimentos con nervios y
fibras.
A una velocidad rotacional ligeramente inferior
o media del conjunto de placa troceadora 118 (por ejemplo, 1500 a
2500 RPM), la mayoría del material de residuos de alimentos se
tritura rápidamente. Los vegetales densos, como las zanahorias y
las patillatas, tienen la tendencia de montarse a altas velocidades
rotacionales y resulta más adecuado triturarlas a una velocidad
rotacional media.
A bajas velocidades rotacionales del conjunto de
placa troceadora 118 (por ejemplo, 300 a 1500 RPM), se ha observado
que el triturador funciona mejor para alimentos duros como
fragmentos de huesos. Adicionalmente, las velocidades rotacionales
inferiores permiten limpiar la cámara de trituración después de
haber reducido el tamaño de los residuos de alimentos en las
velocidades rotacionales altas. Esto evita que los residuos de
alimentos residuales permanezcan en la cámara de trituración después
de que se haya apagado el triturador.
Por consiguiente, la presente invención incluye
un procedimiento para triturar residuos de alimentos a diferentes
velocidades rotacionales. En una realización, como se muestra en la
figura 7, el conjunto de placa troceadora 118 del dispositivo de
disgregación de residuos de alimentos 100 gira a una primera
velocidad R_{B1} para un periodo de tiempo T_{B1}. La primera
velocidad R_{B1} es una velocidad rotacional relativamente alta.
Después del primer periodo de tiempo T_{B1}, el conjunto de placa
troceadora 118 gira a una segunda velocidad R_{B2} hasta que se
apaga el triturador. La segunda velocidad R_{B2} es inferior a la
primera velocidad R_{B1}, como las velocidades rotacionales media
o baja descritas anteriormente.
En otra realización, como se muestra en la
figura 8, el conjunto de placa troceadora 118 del dispositivo de
disgregación de residuos de alimentos 100 gira a una primera
velocidad R_{C1} para un periodo de tiempo T_{C1}. La primera
velocidad R_{C1} también es una velocidad rotacional relativamente
alta. Después del primer periodo de tiempo T_{C1}, el conjunto de
placa troceadora 118 gira a una segunda velocidad RC2 durante un
segundo periodo de tiempo TC2. La segunda velocidad R_{C2} es
inferior a la primera velocidad R_{C1}, como la velocidad
rotacional media descrita anteriormente. La realización también
puede incluir la rotación del conjunto de placa troceadora 118 a
una tercera velocidad R_{C3} que es inferior que la segunda
velocidad.
Alternativamente, después de operar el
triturador en un modo de trituración optimizada, el controlador 220
puede dirigir el triturador 100 para operar en un modo de marcha
lenta o modo de enjuagado como se ha descrito anteriormente.
Otra preocupación con los trituradores
convencionales es el ruido y el consumo de energía. Como se ha
descrito anteriormente, la velocidad rotacional típica de la placa
de trituración para trituradores convencionales es relativamente
alta. Las velocidades giratorias mayores producen más ruido y
consumen más energía. Puede haber veces en las que el triturador no
esté triturando alimentos pero sigue encendido y en funcionamiento.
Por ejemplo, si un usuario está limpiando la mesa de la cena, puede
haber veces en las que el triturador esté en marcha pero no haya
alimentos en el triturador. El ruido causado entre los tiempos de
introducción de alimentos puede distraer al usuario.
La presente invención resuelve este problema
operando el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos
100 en modo de marcha lenta. Volviendo a la figura 9, durante las
continuas operaciones de alimentación, la placa de trituración del
dispositivo de disgregación de residuos de alimentos 100 gira a una
velocidad reducida o ralentí RD1. En una realización, la velocidad
de ralentí se sitúa entre las 400 y 800 RPM, aunque podría
utilizarse otras velocidades rotacionales. A medida que se
introducen los alimentos en la sección de trituración 104, la
máquina de reluctancia conmutada 180 aumenta la tasa rotacional del
conjunto de placa troceadora 118 a una velocidad mayor RD2 para
triturar los residuos de alimentos. Esto puede incluir la ejecución
del modo de arranque suave o el modo de trituración optimizada
(descritos anteriormente). Cuando se han retirado los residuos de
alimentos, la tasa rotacional del conjunto de placa troceadora 118
se reduce y vuelve a la velocidad de marcha lenta.
Para detectar la presencia de residuos de
alimentos recién insertados en la sección de trituración 104, se
proporciona un bucle de retroalimentación en la máquina de
reluctancia conmutada 180. El controlador 220 controla la corriente
proporcionada a la máquina de reluctancia conmutada 180 para girar
el conjunto de placa troceadora 118. A medida que los residuos de
alimentos entran en contacto con el conjunto de placa troceadora
118, el controlador 220 verá aumentar rápidamente la corriente. La
razón del aumento de corriente es que la máquina de reluctancia
conmutada 180 está intentando mantener el conjunto de placa
troceadora 118 a velocidad de ralentí. Cuando ve el aumento de
corriente, el controlador 220 sabe que se han introducido alimentos
en el triturador. Como se ha mencionado anteriormente, el
controlador 220 aumentará entonces la tasa rotacional del conjunto
de placa troceadora 118.
Como se ha mencionado anteriormente, los
residuos residuales de alimentos en un dispositivo de disgregación
de residuos de alimentos pueden provocar olores desagradables.
Aunque los modos operativos descritos anteriormente reducen la
posibilidad de residuos de residuos de alimentos, la presente
invención incluye un modo adicional para garantizar la limpieza
adecuada de la cámara de trituración 104 después de las operaciones
de trituración. Este modo se conoce como modo de enjuagado. En el
modo de enjuagado, el agua entra en la cámara de trituración 104.
El agua puede entrar en la cámara de trituración 104 manualmente por
el usuario, introduciendo agua a través de la entrada de la sección
de transporte de alimentos 120 o automáticamente, proporcionando un
dispositivo similar a la entrada de lavavajillas 116.
La figura 10 ilustra una realización en la que
el agua puede inyectarse automáticamente en la cámara de trituración
104. El controlador 220 está conectado eléctricamente a una válvula
230 y es capaz de abrir y cerrar eléctricamente la válvula 230.
Cuando la válvula 230 está abierta, el agua de una fuente
presurizada 232 es forzada a la cámara de trituración 104. En el
momento de la inyección de agua, el controlador 220 aumenta la
velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora 118 a una
tasa alta. La tasa rotacional aumentada provoca que agua se
extienda por toda la sección de trituración central 104. Esto es
llevado a cabo por las patillas troceadoras fijas 142 y las púas de
volteo fijas 144 del conjunto de placa troceadora 118 que extiende
el agua en la sección de trituración central 104. El modo de
enjuagado limpia la sección de trituración 104 y reduce los olores
desagradables. Después de un periodo de tiempo predeterminado, la
válvula 230 se cierra y la velocidad rotacional de la placa
troceadora 118 se detiene o vuelve al modo de marcha lenta.
La obstrucción es un problema que puede
originarse en los dispositivos de disgregación de residuos de
alimentos. Las obstrucciones se producen cuando objetos duros, como
los huesos, entran en el dispositivo de disgregación de residuos de
alimentos y se atascan entre las patillas de la placa de trituración
giratoria y los dientes del anillo troceador fijo.
Por consiguiente, la presente invención incluye
un dispositivo de disgregación de residuos de alimentos 100 que
tiene un motor de velocidad variable como una máquina de reluctancia
conmutada 180. Como se ha descrito anteriormente, el controlador
220 tiene un bucle de retroalimentación que permite al controlador
220 controlar la corriente eléctrica proporcionada a la máquina de
reluctancia conmutada 180. Cuando está a punto de producirse una
obstrucción, la velocidad rotacional del conjunto de placa
troceadora 118 disminuirá rápidamente. Esto provocará que aumente
bruscamente la corriente eléctrica a la máquina de reluctancia
conmutada 180. En el modo anti-obstrucción, el
controlador 220 controla la corriente eléctrica para comprobar
aumentos bruscos. Cuando se produce un aumento brusco de la
corriente, el controlador 220 puede realizar acciones correctivas.
Por ejemplo, el controlador 220 puede instruir a la máquina de
reluctancia conmutada 180 para aumentar el par de torsión
proporcionado al conjunto de placa troceadora 118 desde un primer
par de torsión a un segundo par de torsión. Esto puede hacer que el
objeto se rompa y continúe rotando. Adicionalmente, si sigue
existiendo la obstrucción, el controlador 220 puede instruir a la
máquina de reluctancia conmutada 180 para invertir la
dirección.
Adicionalmente, si se produce una obstrucción,
el controlador 220 puede instruir a la máquina de reluctancia
conmutada 180 para que realice una serie de rotaciones rápidas hacia
delante y hacia atrás en un intento por sacar el objeto obstruido.
Consiguientemente, el uso de un motor de velocidad variable en el
triturador 100 puede detectar automáticamente una obstrucción y
realizar una acción correctiva.
Se contempla que los modos operativos descritos
anteriormente puedan combinarse o utilizarse de forma independiente.
Por ejemplo, en el arranque, el controlador 220 puede dirigir la
máquina de reluctancia conmutada 180 para que inicie un modo de
inicio suave. El controlador 220 dirigiría entonces la máquina de
reluctancia conmutada 180 para realizar el modo de trituración
optimizada. Después del modo de trituración optimizada, el
controlador 220 dirigiría la máquina de reluctancia conmutada 180
al modo de marcha lenta durante un periodo de tiempo antes del
apagado. Antes de apagar el triturador, el controlador 220 podría
dirigir el triturador 100 para que realizase un modo de enjuagado.
A través de los modos operativos, el modo
anti-obstrucción podría ejecutarse de fondo y
controlaría continuamente el triturador 100 por si se produjesen
obstrucciones. Alternativamente, podría utilizarse un teclado u
otro dispositivo de entrada por parte de un usuario para seleccionar
los diferentes modos operativos del controlador.
Lo que se ha descrito es un dispositivo de
disgregación de residuos de alimentos que tiene un motor de
velocidad variable. El uso de un motor de velocidad variable puede
mejorar el funcionamiento y rendimiento del dispositivo de
disgregación de residuos de alimentos permitiendo que los alimentos
se trituren a diferentes velocidades. Asimismo, el dispositivo de
disgregación de residuos de alimentos puede funcionar de forma más
eficiente con los beneficios añadidos de menor ruido, olor y
consumo de energía. Adicionalmente, el dispositivo de disgregación
de residuos de alimentos mejora el rendimiento de trituración y
corrige obstrucciones. Como se ha descrito anteriormente, una
máquina de reluctancia conmutada es una opción adecuada para el
motor de velocidad variable. El controlador de la máquina de
reluctancia conmutada puede ser utilizado para controlar la tasa
rotacional de la placa de rotación o conjunto de placa troceadora.
Sin embargo, se contempla que otros tipos de motores podrían
utilizarse en la presente invención que permite el controlar de la
placa de trituración a múltiples tasas rotacionales.
Mientras que la presente invención ha sido
descrita con referencia a una o más realizaciones particulares, los
expertos en la técnica reconocerán que pueden realizarse muchos
cambios a la misma sin salir del alcance de la invención
reivindicada. Cada una de estas realizaciones y variaciones obvias
de las mismas se contemplan en la medida en que entran dentro del
alcance de la invención reivindicada, que se establece en las
siguientes reivindicaciones.
Claims (75)
-
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1. Un dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100) que comprende: un motor (180) que tiene un rotor (184), impartiendo el motor (180) un movimiento rotacional a un eje giratorio (126) acoplado al rotor (184); un mecanismo de trituración que tiene un conjunto de placa troceadora (118) acoplado al eje giratorio (126) para triturar residuos de alimentos; y un controlador (220) que mantiene automática y secuencialmente el movimiento rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración a una primera velocidad giratoria durante un primer periodo de tiempo y una segunda velocidad rotacional durante un segundo periodo de tiempo. - 2. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de la reivindicación 1, en el que la primera velocidad de rotación es mayor que o menor que la segunda velocidad de rotación.
- 3. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de la reivindicación 1 en el que el controlador (220) mantiene secuencialmente el movimiento rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración a una tercera velocidad rotacional durante un tercer periodo de tiempo.
- 4. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos 3, en el que la primera velocidad rotacional es mayor que o menor que la segunda velocidad rotacional y la tercera velocidad rotacional es mayor que la tercera velocidad rotacional.
- 5. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de la reivindicación 4, en el que la primera y tercera velocidades rotacionales son iguales.
- 6. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de cualquier reivindicación precedente, en el que el controlador (220) está acoplado eléctricamente al motor (180) y cambia de manera controlable la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración a una tasa rotacional predeterminada durante un periodo de tiempo predeterminado.
- 7. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de la reivindicación 6 en el que el controlador (220) aumenta de forma controlable la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración a una tasa rotacional predeterminada durante un periodo de tiempo predeterminado.
- 8. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de las reivindicaciones 6 ó 7 en el que el controlador (220) aumenta la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración desde una posición estática.
- 9. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de cualquier reivindicación precedente, en el que el motor (180) incluye además un estator (182) y en el que el controlador está acoplado eléctricamente al estator.
- 10. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de cualquier reivindicación precedente, en el que el controlador (220) está acoplado eléctricamente al motor (180), y en el que el controlador (220) determina la presencia de residuos de alimentos en el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100).
- 11. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de la reivindicación 10, en el que el controlador (220) cambia una velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración cuando entran y/o salen residuos de alimentos del dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100).
- 12. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de la reivindicación 11, en el que el controlador (220) aumenta una velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración cuando los residuos de alimentos entran en el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100) y/o disminuye la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración cuando los residuos de alimentos salen del dispositivo de disgregación de residuos de alimentos(100).
- 13. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12 en las que el motor (180) incluye asimismo un estator (182) y en el que el controlador (220) determina la presencia de residuos de alimentos en el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100) controlando la corriente en el estator (182).
- 14. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de la reivindicación 13, en el que el controlador (220) aumenta la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración cuando los residuos de alimentos entran en el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100) al determinar que aumentó la corriente del estator, y/o disminuye la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración cuando los residuos de alimentos salen del dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100), al determinar que disminuyó la corriente del estator.
- 15. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de la reivindicación 14 en el que el controlador (220) disminuye la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración a una velocidad rotacional predeterminada.
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- 16. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de la reivindicación 15, en el que el controlador (220) aumenta la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración a una primera velocidad rotacional predeterminada, y en el que el controlador (220) disminuye la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora del mecanismo de trituración a una segunda velocidad rotacional predeterminada, en el que la primera velocidad rotacional es mayor que la segunda velocidad rotacional.
- 17. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de cualquier reivindicación precedente, que comprende además una entrada para proporcionar agua al mecanismo de trituración, en el que el controlador está acoplado eléctricamente al motor y cambia una velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración cuando se proporciona agua a través de la entrada de agua.
- 18. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de la reivindicación 17, en el que el controlador (220) aumenta una velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (188) del mecanismo de trituración a una primera velocidad rotacional cuando se proporciona agua a través de la entrada de agua; o aumenta una velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración desde una primera velocidad rotacional a una segunda velocidad rotacional cuando se proporciona agua desde la entrada de agua.
- 19. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de las reivindicaciones 17 ó 18 en el que el controlador (220) aumenta la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración durante un periodo de tiempo predeterminado.
- 20. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19 en el que el controlador (220) aumenta la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración cuando se proporciona agua a través de la entrada de agua antes de apagar el dispositivo.
- 21. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, que comprende además una válvula (230) controlada por el controlador (220) para proporcionar agua a la entrada de agua.
- 22. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de cualquier reivindicación precedente, en el que el motor (180) es un motor de velocidad variable.
- 23. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de la reivindicación 22, en el que el motor (180) es un motor de reluctancia conmutada, o un motor de imán permanente.
- 24. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2 a 23, en el que el conjunto de placa troceadora (118) incluye patillas troceadoras (142).
- 25. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 a 23 y 24 en las que el motor (180) está posicionado en una sección de alojamiento de motor (106) y en el que el mecanismo de trituración está posicionado en una sección de trituración (104), y en el que la sección de alojamiento del motor (106) y la sección de trituración (104) son adyacentes.
- 26. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de la reivindicación 25, en el que la sección de trituración (104) comprende además un anillo troceador fijo (120).
- 27. El dispositivo de disgregación de residuos de alimentos de la reivindicación 26 ó 27, que comprende además una sección de transporte de alimentos (102) adyacente a la sección de trituración (104) para recibir residuos de alimentos.
- 28. Un procedimiento para operar un dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100) para procesar residuos de alimentos, teniendo el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos un motor para impartir movimiento rotacional a un eje giratorio que está acoplado a un conjunto de placa troceadora (118) de un mecanismo de trituración, comprendiendo el procedimiento que consiste en variar de forma controlable y automática con un controlador de motor (220) la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración desde una primera velocidad rotacional a una segunda velocidad rotacional durante la operación del dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100).
- 29. El procedimiento de la reivindicación 28, en el que el motor (180) comprende además un estator (182) y en el que el controlador de motor (220) envía una corriente al estator (182) para variar de forma controlable la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración durante la operación del dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100).
- 30. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 28 y 29, en el que la variación de forma controlable de la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (188) del mecanismo de trituración durante la operación del dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100) comprende el aumento de la velocidad rotacional desde la primera velocidad rotacional a una segunda velocidad rotacional; o disminución de la velocidad rotacional de la primera velocidad rotacional a la segunda velocidad rotacional.
- 31. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 28, 29 y 30, en el que la variación de la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración durante la operación del dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100) comprende el aumento de forma controlable de la velocidad rotacional durante un periodo de tiempo predeterminado.
- 32. El procedimiento de la reivindicación 31, en el que la velocidad rotacional aumenta de una posición fija a la primera velocidad rotacional.
- 33. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 28 y 29 a 32, en el que la variación de manera controlable de la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración durante la operación del dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100) comprende la variación de la velocidad rotacional cuando se introduce agua en el mecanismo de trituración para enjuagar el mecanismo de trituración.
- 34. El procedimiento de la reivindicación 33, en el que la velocidad rotacional aumenta cuando se introduce agua en el mecanismo de trituración.
- 35. El procedimiento de la reivindicación 34, en el que el procedimiento se realiza antes de apagar el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100).
- 36. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 28, 29 a 32 y 33 a 35, en el que la variación de la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración durante la operación del dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100) se produce cuando los residuos de alimentos se obstruyen en el mecanismo de trituración.
- 37. El procedimiento de la reivindicación 36, en el que se invierte la dirección de rotación del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración.
- 38. El procedimiento de la reivindicación 37, en el que el conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración realiza una serie de rotaciones hacia delante y hacia atrás.
- 39. El procedimiento de la reivindicación 28, en el que la segunda velocidad rotacional es menor que o mayor que la primera velocidad rotacional.
- 40. El procedimiento de la reivindicación 39, en el que la primera velocidad rotacional se encuentra entre 2500 y 4000 rotaciones por minuto.
- 41. El procedimiento de la reivindicación 39 ó 40, en el que la segunda velocidad rotacional es inferior a 2500 rotaciones por minuto.
- 42. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 28 a 41, que comprende además la rotación del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración a una tercera velocidad rotacional para un tercer periodo de tiempo.
- 43. El procedimiento de la reivindicación 42, en el que la primera velocidad rotacional es mayor que la segunda velocidad rotacional, y la segunda velocidad rotacional es mayor que la tercera velocidad rotacional, o la primera velocidad rotacional es menor que la segunda velocidad rotacional, y la segunda velocidad rotacional es mayor que la tercera velocidad rotacional.
- 44. El procedimiento de las reivindicaciones 42 ó 43, en el que la tercera velocidad rotacional se encuentra entre 300 y 1500 rotaciones por minuto.
- 45. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 28, 30 y 31, que comprende:determinar automáticamente la presencia de residuos de alimentos en el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100); y cambiar de forma controlable la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración dependiendo de la presencia de residuos de alimentos en el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100).
- 46. El procedimiento de la reivindicación 45, en el que la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración aumenta si hay residuos de alimentos en el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100).
- 47. El procedimiento de la reivindicación 46, en el que la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración aumenta desde la primera velocidad rotacional a la segunda velocidad
rotacional. - 48. El procedimiento de la reivindicación 47, en el que la primera velocidad rotacional se encuentra entre 400 y 800 rotaciones por minuto.
- 49. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 46 a 48, en el que la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo triturador disminuye subsiguientemente desde la segunda velocidad rotacional a la primera velocidad rotacional si hay residuos de alimentos en el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100).
- 50. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 46 a 49, en el que la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración disminuye si no hay residuos de alimentos en el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100).
- 51. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 45 a 50, en el que la presencia de residuos de alimentos en el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100) está determinada por el controlador de motor (220).
- 52. El procedimiento de la reivindicación 51, en el que el motor comprende además un estator (182) y en el que el controlador (220) está en comunicación eléctrica con el estator (182).
- 53. El procedimiento de la reivindicación 52, en el que la determinación de presencia de residuos de alimentos en el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100) comprende el uso del controlador (220) para controlar la corriente del estator (182).
- 54. El procedimiento de la reivindicación 53, en el que la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración disminuye en respuesta a la disminución en la corriente del estator.
- 55. El procedimiento de la reivindicación 54, en el que la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración aumenta en respuesta al aumento de la corriente del estator.
- 56. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 28, 30 a 32, 33 a 38 y 45 a 50, que comprende secuencialmente la retirada de alimentos procesados del dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100); y después de retirar los alimentos procesados del dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100), el suministro de agua al mecanismo de trituración mientras se cambia de forma controlable una velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración.
- 57. El procedimiento de la reivindicación 56, en el que el procedimiento de la reivindicación 67 se realiza después de que el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100) ejecuta en modo de marcha lenta.
- 58. El procedimiento de la reivindicación 57, en el que el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100) está en modo de marcha lenta durante un determinado periodo de tiempo antes de realizar el procedimiento de la reivindicación 67.
- 59. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 56 a 58, en el que la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración aumenta de forma controlable cuando se proporciona agua al mecanismo de trituración.
- 60. El procedimiento de la reivindicación 59, en el que la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración aumenta de forma controlable desde la primera velocidad rotacional a la segunda velocidad rotacional.
- 61. El procedimiento de la reivindicación 60, en el que la primera velocidad rotacional se encuentra entre 400 y 800 rotaciones por minuto.
- 62. El procedimiento de las reivindicaciones 60 ó 61, en el que la segunda velocidad rotacional es superior a 1500 rotaciones por minuto.
- 63. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 56 a 62, en el que el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100) comprende además una sección de transporte de alimentos (102) y una entrada de agua separada de la sección de transporte de alimentos (102) y en el que se proporciona agua al mecanismo de trituración a través de la entrada de agua.
- 64. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 56 a 63, en el que el controlador del motor (220) está en comunicación eléctrica con una válvula (230) y en el que el controlador (220) proporciona agua al mecanismo a través de la entrada de agua abriendo la válvula (230).
- 65. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 56 a 64, en el que el procedimiento de la reivindicación 67 se realiza antes de apagar el dispositivo de disgregación de residuos de alimentos (100).
- 66. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 28, 30 a 32, 33 a 38, 39 a 44, 45-50, 51 a 55 y 56 a 65 que comprende el aumento de forma controlable de la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración a una tasa rotacional predeterminada durante un periodo de tiempo predeterminado.
- 67. El procedimiento de la reivindicación 66, en el que la tasa rotacional predeterminada es superior a 1500 rotaciones por minuto.
- 68. El procedimiento de las reivindicaciones 66 ó 67 en el que el periodo de tiempo predeterminado es superior a 3 segundos.
- 69. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 66 a 68, en el que la velocidad rotacional del conjunto de placa troceadora (118) del mecanismo de trituración aumenta de forma controlable desde una posición estática.
- 70. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 28, 30 a 32, 33 a 38, 39 a 44, 45-50, 51 a 55 y 56 a 69, en el que un motor (180) es un motor de velocidad variable.
- 71. El procedimiento de la reivindicación 70, en el que el motor (18) es un motor de reluctancia conmutada, o un motor de imán permanente.
- 72. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 28, 30 a 32, 33 a 38, 39 a 44, 45-50, 51 a 55 y 56 a 71, en el que el conjunto de placa troceadora (182) del mecanismo triturador incluye patillas troceadoras (142).
- 73. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 28, 30 a 32, 33 a 38, 38 a 44, 45-50, 51 a 55 y 56 a 72, en el que el motor (18) está posicionado en una sección de alojamiento de motor (106) y en el que el mecanismo de trituración está posicionado en una sección de trituración (104), y en el que la sección de alojamiento de motor (106) y la sección de trituración (104) son adyacentes.
- 74. El procedimiento de la reivindicación 73, en el que la sección de trituración (104) comprende además un anillo troceador estático (120).
- 75. El procedimiento de las reivindicaciones 73 ó 74, que comprende además una sección de transporte de alimentos (102) adyacente a la sección de trituración (104) para recibir residuos de alimentos.
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