TWI792251B - 反向研磨泵浦 - Google Patents

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傑瑞 巴塔
坦納 吉布森
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Abstract

一種具有刀具板及刀具刀片之可反向研磨泵浦，其中該刀具板附接至該可反向研磨泵浦之一入口且定位成毗鄰於該刀具刀片，其中該刀具板包含若干對成角度開口，其中該對成角度開口中之每一者延伸穿過該刀具板且當自該刀具板之一表面上方觀看時具有係該對成角度開口中之另一成角度開口之一鏡像的一形狀。該可反向研磨泵浦之該刀具刀片含有一對三角形剖面之稜柱形切削刃，該對三角形剖面之稜柱形切削刃彼此全等且互反，從而彼此在相反方向上延伸。

Description

反向研磨泵浦
本發明係關於利用泵浦(特定而言研磨泵浦)之廢水系統以及用於彼等研磨泵浦之一切削系統之設計。更特定而言，本發明係關於一種含有一獨特切削系統之可反向研磨泵浦。此可反向研磨泵浦適用於較大馬力馬達，且尤其用作一分馬力之可反向研磨泵浦，此乃因該可反向研磨泵浦具有切削存在於放置可反向研磨泵浦之一盆或其他容器內的固體之獨特能力。
本部分意欲向讀者介紹可與下文所闡述及/或所主張之本發明之各項態樣相關的技術。據信，本論述有助於向讀者提供背景資訊，以促進對本發明之一較佳理解。因此，應理解，應以彼觀點來閱讀此等陳述，而非作為對先前技術之一認可。
集水坑泵浦、研磨泵浦及其他類型之潛水泵浦被放置在盆及其他結構性容器中，且用於處理及移除來自盆及其他結構性容器的含有固體之廢水。舉例而言，廢水處理系統通常用於污水系統中，以用於對含有固體之廢水進行研磨及抽送。
此等系統包含一種含有一刀具系統之研磨泵浦，用於對存在於廢水中之固體或半固體物質進行切削或研磨。此等廢水處理系統可安 裝在室外地下或室內一結構之一下部部分中，諸如一住宅之一地下室或一浴室。
當前研磨泵浦系統之一問題係，當研磨泵浦在操作中研磨固體或半固體材料時，會發生一顯著量之振動及扭轉，此會影響研磨泵浦及其組件之壽命。此外，由於存在於廢水中之固體材料之類型，此等泵浦系統之阻塞亦已成為一問題。
某些研磨泵浦係經設計以用於自一多單元結構接納顯著量之固體廢棄物的大型泵浦。然而，由於此等研磨泵浦很大，因此其等難以用於空間有限之位置(諸如一地下室浴室)中。
另外，特定而言，若當該等研磨泵浦係較小的分馬力研磨泵浦，則某些當前研磨泵浦有時不能高效地研磨存在於廢水中之固體，或者固體會阻塞研磨泵浦。
因此，本發明之一個目的係，提供一種具有用於研磨泵浦之一經改良切削系統之經改良研磨泵浦，此解決並克服了此等困難。
本發明之又一目的係，提供一種利用一分馬力馬達之經改良研磨泵浦，但由於與該研磨泵浦搭配使用之一切削系統之一獨特設計，因此該研磨泵浦能夠高效地切削固體。
本發明之又一目的係，提供一種供在小空間(諸如一浴室)中尤其在一坐便器後面使用之經改良研磨泵浦。
本文中所含有之揭示內容及申請專利範圍達成了其他目的。
本發明係關於一種接納含有固體之廢水之新穎的可反向研 磨泵浦。該可反向研磨泵浦之一下部部分包含一獨特刀具板及一獨特刀具刀片，其等與進入該研磨泵浦的含有固體之廢水相互作用，以高效地將該廢水中之該等固體切碎成小塊以便進行移除。
在一較佳實施例中，該研磨泵浦之該下部部分包含一刀具板，該刀具板具有一經獨特塑形之開口，該刀具板與一經獨特塑形之刀具刀片協調作用，以將存在於在該可反向研磨泵浦操作的同時進入該刀具板中之該等開口的廢水中之固體高效地切碎。
在又一較佳實施例中，該刀具板之該等經獨特塑形之開口包含若干對成角度開口，其中該對之每一成角度開口延伸穿過該刀具板，其中該對之每一成角度開口包含多個側，該等側包含一平直切削刃及一毗鄰凹形形狀之切削刃，其中該平直切削刃及該凹形形狀之切削刃在其等交匯處之端形成一大致V形之成角度的切削特徵，且其中當自該刀具板之一表面上方觀看時，該對成角度開口中之每一者具有係該對之另一成角度開口之一鏡像的一形狀。
在又一較佳實施例中，一經獨特塑形之刀具刀片與該經獨特塑形之刀具板一起使用，該經獨特塑形之刀具刀片包含一對三角形剖面之稜柱形切削刃，此三角形形狀彼此全等且互反，從而彼此在相反方向上延伸。當與該刀具板之該若干對成角度的鏡像開口協調使用時，由於該刀具刀片之該等切削刃之獨特設計，無論該可反向研磨泵浦向哪個方向旋轉，皆可高效地切削固體。
在又一較佳實施例中，利用該經獨特塑形之刀具板及該經獨特塑形之刀具刀片，形成一可反向之分馬力研磨系統之一重要部分，該研磨系統可放置在小位置(例如浴室)中，且係足夠小的以定位在一坐便器 後面。
藉由在圖式、詳細說明及產品中揭示之產品來達成此等及其他實施例，如本文中所揭示。
10:可反向研磨泵浦
12:可反向研磨泵浦之底部部分
20:刀具板
21:表面
30:成角度開口
32:平直切削刃第一側
34:切削角
36:凹形切削刃第二側
38:凸形切削刃第三側
40:內表面
42:內表面
44:成角度開口
46:成角度開口
48:角
49:角
50:刀具刀片
52:三角形剖面之稜柱形切削刃/切削刃
54:三角形剖面之稜柱形切削刃/切削刃
56:嵌入間隙
58:角
70:離隙切口
72:組
721:部分
74:第二組
80:離隙切口
圖1係具有刀具板之一分馬力之可反向研磨泵浦之一側視圖。
圖2係圖1之可反向研磨泵浦之一仰視圖。
圖3係與圖1之可反向研磨泵浦搭配使用之一刀具板之一俯視圖。
圖3A係圖3之刀具板之一剖面部分俯視圖。
圖4係圖2之刀具板之一仰視圖。
圖5係與圖1之可反向研磨泵浦搭配使用之一刀具刀片之一俯視圖。
圖6係圖5之刀具刀片之一仰視圖。
圖7係圖5之刀具刀片之一透視圖。
圖8係圖5之刀具刀片之一側視剖面圖。
雖然本發明闡述各種發明之各項實施例，但本發明不受圖式或說明書內所含有之揭示內容限制。各圖式闡述至少一項目前較佳實施例且應被視為該實施例之一範例。各圖式並非意欲將本發明限制於任何特定實施例或本文中所闡述之實施例。
相關申請案交叉參考
本申請案主張依據於2019年4月9日提出申請之臨時申請案序列號62/831,430之優先權。
圖1及圖2揭示一可反向研磨泵浦(10)。可反向研磨泵浦具有藉助切削系統之一順時針旋轉或一逆時針旋轉進行操作以用於切削進入研磨泵浦之固體的能力。儘管研磨泵浦可與大馬力泵浦一起利用，但在一項較佳實施例中，可反向研磨泵浦利用一分馬力之可反向研磨泵浦。
可反向研磨泵浦之一底部部分(12)包含一刀具板(20)及一刀具刀片(50)，如圖2中所展示。在一項使用中，可反向研磨泵浦可固定在諸如(例如)美國專利第9,352,327號中所揭示的一盆系統內，該專利之內容以引用方式併入本文中，且該盆系統由Zoeller Pump Company,LLC作為與915盆系統搭配使用之800型研磨泵浦銷售。
如圖3、圖3A及圖4中所展示，與圖1及圖2之研磨泵浦搭配使用之刀具板(20)包含延伸穿過刀具板(20)之一系列對成角度開口(30)，如一對成角度開口(44、46)。進入泵浦入口之流體及固體材料通過此等成角度開口。藉由一刀具刀片(50)與刀具板中之成角度開口之相互作用，固體被研磨成足夠小之大小，以透過研磨泵浦之排放系統進行處理。
如圖5、圖6、圖7及圖8中所展示，圖1及圖2之可反向研磨泵浦(10)之刀具刀片(50)被固定成毗鄰於該刀具板(20)，如圖2中所展示。刀具刀片經設計以相對於刀具板順時針或逆時針旋轉，以當固體通過刀具板中之若干對成角度開口(30)時將固體高效地切削成小塊。由於所揭示研磨泵浦係可反向的，因此不管刀具刀片向那個方向旋轉，刀具刀片皆有必要與刀具板協調進行高效操作。
在某些實施例中，刀具刀片(50)被固定成與刀具板(20)直接接觸。另一選擇係，儘管刀具板及刀具刀片仍定位成大致彼此平行及毗鄰，但刀具刀片可被固定成研磨泵浦不與刀具板進行接觸且因此與刀具板 之表面(21)分離一小距離。刀具板及刀具刀片之特定配置取決於可反向研磨泵浦之目標及操作。在美國專利第8,562,287號中更詳細論述此等組件之各別位置之配置，該專利以引用方式併入本文中。
如圖3、圖3A及圖4中所展示，刀具板(20)中之若干對成角度開口(44、46)較佳地形成有一特定形狀，以有助於在固體進入可反向研磨泵浦時切削固體。已令人驚訝地發現，此等成角度開口之大小、位置及形狀對於可反向研磨泵浦之高效操作係重要的。可反向研磨泵浦中之成角度開口之整體形狀類似於美國專利第9,352,327號中所揭示之成角度開口之形狀，該美國專利以引用方式併入本文中。
然而，已令人驚訝地發現，對於(尤其)一分馬力之可反向研磨泵浦之高效操作，必須仔細協調刀具板中之每一成角度開口之間的特定形狀及關係。已令人驚訝地發現，不是如美國專利第9,352,327號中所展示的每一成角度開口具有相同形狀，而是若干對經類似塑形但經反射定向的、刀具板中之鏡像開口對於藉由本文中所揭示之可反向研磨泵浦來切削固體會更高效。較佳地，儘管總對數取決於刀具板及研磨泵浦之大小，但存在數對成角度開口，較佳地，每一刀具板中至少約四對成角度開口。
可反向研磨泵浦中之成角度開口(30)之形狀包含一平直切削刃第一側(32)，平直切削刃第一側(32)與成角度開口之一略微凹形切削刃第二側(36)交匯並形成一大致V形之成角度的切削角(34)。此大致V形切削角之角度係自約15度至約80度，較佳地自約30度至約65度。
藉由一大體凸形切削刃第三側(38)將平直切削刃第一側(32)之第二端與凹形切削刃第二側(36)之第二端進行連結，如圖3、圖3A及圖4中所展示。此等三個切削刃側形成刀具板(20)之每一成角度開口(30)之 一較佳實施例，只要成角度開口形成為若干對經反射定向之成角度開口即可，如本文中所論述。
如圖4中所展示，平直切削刃第一側(32)及略微凹形切削刃第二側(36)之內表面(40、42)延伸穿過刀具板之主體，以形成有助於切削進入此等成角度開口之固體材料之一鋒利切削表面。平直切削刃與略微凹形切削刃之內表面之角度係介於約90度與150度之間，較佳地90度至約120度。
已令人驚訝地發現，當與可反向研磨泵浦(10)搭配使用時，在刀具板中僅使用一個定向之經塑形之成角度開口係不充足的。而是，已令人驚訝地發現，當自刀具板之一表面上方觀看時，刀具板(20)中之成角度開口應用於若干對成角度開口(44、46)，其中若干對成角度開口中之每一者具有係該對之另一成角度開口之一鏡像的一形狀，如圖3、圖3A及圖4中所展示。
已令人驚訝地發現，當刀具刀片在一個方向上旋轉時，具有相同形狀及定向之成角度開口進行高效操作。然而，當將研磨泵浦反向時，僅用於當將成角度開口之定向反向時，刀具刀片才能進行有效操作。
在一項實施例中，如圖4中所展示，由將一對成角度開口之各別大致V形切削角對分之線形成之一角(49)係介於約45度與90度之間，該對成角度開口由該對成角度開口中之每一者之各別平直切削刃第一側(32)及略微凹形切削刃第二側(36)形成。
刀具刀片(50)之形狀亦有助於可反向研磨泵浦(特定而言一分馬力之可反向研磨泵浦)之高效操作。如圖5至圖8中所展示，刀具刀片含有一對三角形剖面之稜柱形切削刃(52、54)，其各自的三角形形狀彼此 全等但互反，因此彼此在相反方向上延伸，如圖7中所展示。刀具刀片(50)之切削刃(52、54)之角(58)係範圍自約20度至約90度之一銳角，較佳地自約45度至約75度。三角形剖面之稜柱形切削刃並不完全延伸橫穿切削刀片之寬度，但其等具有足以形成切削刃之寬度，該等切削刃在切削刀片橫穿刀具板(20)時高效地切削彼等切削刀片所接觸之固體材料。
如圖5至圖7中所展示，在切削刃之間亦存在切削至刀具刀片(50)之端中的一嵌入間隙(56)。此嵌入間隙之側由各別切削刃(52、54)形成。此等嵌入間隙允許被切削但未驅迫穿過切削板之材料自刀具刀片驅出。此形狀防止刀具刀片周圍過多之材料堵塞研磨泵浦。此嵌入間隙之角係較佳地自約5度至約30度。
如圖6中所展示，在每一嵌入間隙(56)之端處亦較佳地存在離隙切口(80)，此有助於對固體材料進行切削。
除刀具板(20)中之若干對成角度開口(44、46)之形狀之外，當刀具板中之成角度開口之切削刃在操作中橫穿該等成角度開口時，刀具刀片(50)之切削刃(52、54)相對於刀具板中之成角度開口之切削刃的位置亦有助於對進入成角度開口之固體進行高效切削。如圖3、圖3A及圖4中所展示，由於刀具板中之成角度開口之V形切削角之選擇，刀具刀片之切削刃橫穿成角度開口，驅迫固體位於平直切削刃第一側(32)與凹形切削刃第二側(36)之間，並驅迫固體到達此等刃之交匯處，且藉此高效地切削固體，從而驅迫固體穿過成角度開口。在此較佳實施例中，刀具刀片之切削刃之角與刀具板中成角度開口之V形切削角的切削刃相互作用，以在固體材料進入可反向研磨泵浦時高效地切削固體材料。
由於刀具板(20)中之成角度開口(30)成對地形成，如一對成 角度開口(44、46)，其中當自刀具板之表面上方觀看時，該若干對成角度開口中之每一者具有係該對刀具刀片之另一成角度開口之一鏡像的一形狀，該對刀具刀片具有一對三角形剖面之稜柱形切削刃(52、54)，該對三角形剖面之稜柱形切削刃(52、54)彼此全等但互反，因此彼此在相反方向上延伸，不管刀具刀片(50)相對於刀具板之旋轉方向如何，固體材料皆驅迫在刀具板(20)之平直切削刃第一側(32)與凹形切削刃第二側(36)之間。刀具板及刀具刀片之獨特設計允許藉由分馬力之可反向研磨泵浦(10)對固體進行高效且有效的切削。
已令人驚訝地發現，藉由在刀具板中使用此等若干對經獨特塑形之成角度開口，與切削刀片之獨特形狀相協調，與過去已進行之切削相比，對通過可反向研磨泵浦之固體材料進行更高效的切削。此等形狀提高了切削能力，減小了馬達扭矩，且減小了固體進入泵浦入口時研磨固體所需之切削力。
在諸如美國專利第8,562,287號中所揭示之某些研磨泵浦中，已將固定至刀具板之外部邊緣超出其中之成角度開口之一環固定至研磨泵浦之底部部分。此環在某些研磨泵浦中係必要的，以將流體及材料引導至刀具板中之成角度開口中。然而，隨著刀具板中之成角度開口之較佳設計及刀具刀片之較佳設計連同本文中所揭示之其他創新一起，已令人驚訝地發現，此環並非必要的。
如圖3、圖3A及圖6中所展示，由於在刀具板(20)之外表面中存在離隙切口(70)且在刀具刀片(50)之內表面中存在離隙切口(80)，因此此環亦並非必要的。如圖3及圖6中所展示，此等離隙切口可係任何有用的形狀、長度或深度，但一般與刀具板之平直切削刃第一側(32)之長度大 致相同，且包括一經修圓溝槽狀切口。
此外，較佳地，在刀具板之外表面中存在兩個群組之離隙切口，一個組(72)自刀具板之中心開口向外延伸，且一第二組(74)定位在開口之更外面，如圖3中所展示。在一較佳實施例中，存在於自刀具板(20)之中心開口向外延伸之該組(72)之離隙切口中的離隙切口之一部分(721)完全延伸穿過刀具板(20)，如圖3A中所展示。
如圖5中所展示，刀具刀片之表面中之離隙切口與刀具板中之離隙切口形狀大致相同。
在研磨泵浦之操作期間，此等離隙切口有助於對固體進行切削並防止刀具刀片與刀具板之間的空間被固體材料阻塞。連同可反向研磨泵浦之其他特徵一起，此等離隙切口有助於將流體及固體材料引導至泵浦入口中，且減少固體被捕獲並截留在刀具刀片下方或纏繞在研磨泵浦之軸周圍的機會，藉此消除將一環固定至研磨泵浦之底部表面的需要。
熟習此項技術者亦將理解，具有刀具板及刀具刀片之此研磨泵浦可用於除所揭示系統之外的其他系統，諸如用於位於一水槽下面用於研磨食物及其他材料之一泵浦盆中，或者用作諸如美國專利第9,352,327號中所揭示的一廢物泵送系統。
應理解，前述闡述僅係對各種所揭示發明之說明。在不背離本發明之範疇的情況下，熟習此項技術者可設想各種替代方案及修改方案。本發明意欲包含歸屬於所附申請專利範圍之範疇內之替代方案、修改方案及變化。
20:刀具板
21:表面
50:刀具刀片

Claims (20)

  1. 一種可反向研磨泵浦，其包括一可反向之刀具板及一刀具刀片，其等各自附接至該可反向研磨泵浦之一主體，其中該刀具刀片定位成毗鄰於該刀具板；其中該刀具板包括若干對分離、成角度開口，其中每一成角度開口延伸穿過該刀具板之一主體；其中每一分離、成角度開口包括一平直切削刃第一側及一毗鄰凹形形狀之切削刃第二側，其中該分離、成角度開口之平直切削區段第一側及該凹形形狀之切削刃第二側之第一端形成一大致V形切削角，且其中當自該刀具板之一表面上方觀看時，每一對分離、成角度開口中之該等分離、成角度開口中之每一者具有係該對之另一分離、成角度開口之一鏡像的一形狀。
  2. 如請求項1之可反向研磨泵浦，其進一步在該刀具板之該表面中包括離隙切口。
  3. 如請求項1之可反向研磨泵浦，其中該分離、成角度開口進一步包括將該第一側之一第二端與該第二側之一第二端連結的一凸形形狀之第三側。
  4. 如請求項1之可反向研磨泵浦，其中該刀具板之該平直切削刃第一側及/或該毗鄰凹形切削刃第二側之一內表面以大於90度之一角度遠離該刀具板之任何表面而成角度。
  5. 如請求項1之可反向研磨泵浦，其中該切削板之該平直切削刃第一側及/或該毗鄰凹形切削刃第二側之一內表面以自100度至150度之一角度遠離該刀具板之任何表面而成角度。
  6. 如請求項1之可反向研磨泵浦，其中沒有環被固定至該刀具板之一外部邊緣以將該刀具板固定至該研磨泵浦。
  7. 如請求項1之可反向研磨泵浦，其中該可反向研磨泵浦之一馬達係一分馬力馬達。
  8. 如請求項2之可反向研磨泵浦，其中該刀具板中之該等離隙切口之一部分完全延伸穿過該刀具板。
  9. 如請求項1之可反向研磨泵浦，其中當該等對分離、成角度開口之該等大致V形切削角之各個對分之多個直線相互交錯時，該等直線形成15度至80度之一角。
  10. 如請求項2之可反向研磨泵浦，其中該等離隙切口具有一在一方向上比另一方向進一步延伸之經修圓之形狀。
  11. 一種可反向研磨泵浦，其包括一可反向之刀具板及一刀具刀片，其等各自附接至該可反向研磨泵浦之一主體，其中該刀具刀片定位成毗鄰於該刀具板；其中該刀具板包括若干對分離、成角度開口，其中每一分離、成角度開口延伸穿過該刀具板之一主體；其中每一分離、成角度開口包括一平直切削刃第一側及一毗鄰凹形形狀之切削刃第二側，其中該分離成角度開口之平直切削區段第一側及該凹形形狀之切削刃第二側之第一端形成一大致V形切削角，其中當自該刀具板之一表面上方觀看時，每一對分離、成角度開口中之該分離、等成角度開口中之每一者具有係該對之另一分離、成角度開口之一鏡像的一形狀，且其中該刀具刀片包括一對三角形剖面之稜柱形切削刃，該等稜柱形切削刃之剖面彼此全等且互反，因此彼此在相反方向上延伸。
  12. 如請求項11之可反向研磨泵浦，其中該刀具刀片在該刀具刀片中進一步包括大致平行於該對三角形剖面之稜柱形切削刃的狹槽。
  13. 如請求項11之可反向研磨泵浦，其中，在該可反向研磨泵浦之操作期間，該等對三角形剖面之稜柱形切削刃中之一者橫穿該對分離、成角度開口中之一者，使得進入該成角度開口之固體材料被驅迫在該平直切削刃 第一側與該凹形形狀之切削刃第二側之間。
  14. 如請求項11之可反向研磨泵浦，其中該刀具刀片在該刀具刀片之一表面中進一步包括離隙切口。
  15. 如請求項11之可反向研磨泵浦，其中沒有環被固定至該刀具板之一外部邊緣以將該刀具板固定至該研磨泵浦。
  16. 如請求項11之可反向研磨泵浦，其中該可反向研磨泵浦之一馬達係一分馬力馬達。
  17. 如請求項11之可反向研磨泵浦，其中該刀具板在該刀具板之一表面中進一步包括離隙切口。
  18. 如請求項17之可反向研磨泵浦，其中該等離隙切口至少與該刀具板中之該開口之該平直切削刃之一長度一樣長。
  19. 如請求項17之可反向研磨泵浦，其中該等離隙切口具有一在一方向上比另一方向進一步延伸之經修圓之形狀。
  20. 如請求項11之可反向研磨泵浦，其中該刀具板及該刀具刀片兩者在該刀具刀片及該刀具板之一表面中進一步包括離隙切口，各離隙切口具有一在一方向上比另一方向進一步延伸之經修圓之形狀。
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