本发明是关于一种切碎装置。 传统的切碎装置是在一机壳中央枢设一转轴,其上装设内刀,在机壳上装设外刀。马达经由传动机构驱动转轴自转,利用旋转的内刀与固定的外刀交切,从而将物体切碎。
上述切碎装置的改良构造是在机壳内平行枢设二转轴,且使该二转轴相向转动,利用二转轴上相向交切的内刀将物体绞碎。
前述的双转轴切碎装置的进一步改良方式是将切刀设成锯齿状,且使二转轴上的切刀的凹凸部位呈互补配合,用以将物品绞碎。
上述锯齿状切刀的进一步改变是形成凸爪状,利用二转轴上的凸爪相向交切,而将待切碎物体夹住并往二转轴中间迫压,使物体被撕裂破碎,再利用内、外刀切碎。
为增进切碎效率,进一步开发出三转轴或是更多轴的切碎装置,其中将各轴分成上、下多层平行并列,以辗转切削。
已知的切碎装置均是将内刀装设在自转轴上,利用马达供给的强大扭力配合锋利的切刀将物品切碎,若碰到较坚韧之物品,其切刀可能嵌卡在物品中而使转轴被迫停止转动,如此极容易使马达烧毁、造成火灾或设备损失。
目前制造商解决上述问题的方法是不断提高马达的马力,想以高扭力来强行破碎物体,致使切碎装置越做越大,马力越来越高,其成本也愈来愈贵,使用者可能会因为偶而才会使用到的马力而得投资较高的设备成本,经济效益较低。
本发明旨在克服上述诸问题,其主要目的在于提供一种切碎装置,可同时进行物品的破碎与切碎工作,且其破碎工作可在设定扭力下进行。
本发明的另一目的在于提供一种切碎装置,其具有较佳的切削效率。
本发明达成上述目的的结构包含有:一机壳,中间具一容置空间;二转盘,枢设于容置空间两侧,呈平行并列;预定数目地转轴,平行枢设在二转盘,可受外力驱动绕其轴心自转;一第一传动轴,一端固设在一转盘中央,可受外力驱动带动该二转盘及其间之转轴绕该第一传动轴之轴心公转;一第二传动轴,位于另一转盘外侧边,可受外力驱转;一传动机构,用以将第二传动轴之动力分别传导至该等转轴使其自转;至少一动力源,用以分别驱动上述二传动轴转动;一过负荷保护机构,设于第一传动轴与动力源之间,用以保护动力源;预定数目的内刀,设于该等转轴并随之自转及公转,而形成圆形之自转切削轨迹及公转切削轨迹,用以切削物料。
通过转轴快速自转面形成高速切削,转轴自转使内刀形成圆形自转切削轨迹,自转切削轨迹随转轴公转形成公转切削轨迹,因此在容置空间内形成高密度的切削轨迹,物料在容置空间内受内刀快速切削及转轴之撞击而碎裂,产生高速且低噪音的切削效果。
此外可在机壳内壁设外刀或凸齿使物料受冲击碰撞而破碎,以增进切削效果。
上述公转切削轨迹可与外刀或凸齿相切,形成剪切作用,以增进切碎效果。
上述自转切削轨迹可使其相切,以增加切削速率。
亦可通过刀具形状及位置的设计,使相邻切削轨迹间相切或相交,可进一步增进切削破碎效果。
现通过实施例并配合附图对本发明作一详细描述。
第一图为本发明实施例的结构示意图;
第二图为沿第一图中1-1剖线的剖视图;
第三图为沿第一图中2-2剖线的剖视图;
第四图为刀具切削轨迹的示意图;
第五图为本实施例的使用示意图;
第六图为内刀的另一实施形状;
第七图为刀具的又一实施形状;
第八图为第七图之刀具的切削轨迹;
第九图为本实施例刀具的再一实施形状;
第十图为第九图之刀具的切削轨迹;
第十一图为本发明增设冷却机构的示意图;
第十二图为沿第十一图中3-3剖线的剖视图;
第十三图为本发明刀具切削轨迹的另一种配置方式;
第十四图为本发明刀具切削轨迹的又一种配置方式;
第十五图概同于第十四图,但只显示外刀以凸齿取代状况。
首先请参阅第一至三图,本发明包含有:
一机壳10,中间有一容置空间11,顶面设一进料通孔12,底面设一排料通孔13,均与容置空间11连通。排料通孔罩设一滤网14,该滤网14具预定孔径的网目,用以控制切碎出物品的粒径。
二转盘15、16,分别枢设于机壳10并位于容置空间11左右两侧,呈平行并列。
三转轴17,等间隔平行枢设在该二转盘15,16并位于容置空间11内,可受外力驱动绕其轴心自转。
一第一传动轴18,一端固设在一转盘15中央,可转动地设在机壳10,另一端凸伸出机壳10外,可受外力驱动带动该二转盘15、16及其间枢设之三转轴17绕该第一传动轴18的轴心公转。
一第二传动轴19,枢设在机壳10,一端枢设在另一转盘16中央,另一端伸出机壳10外,可受外力驱动旋转,并可与枢设的转盘16产生相对运动。
一转动机构20如第三图所示,包含有:一主动轮21,固设于第二传动轴19而位于机壳10与另一转盘16之间,且位于该三支转轴17的中心位置;三从动轮22分别固设于该三支转轴17而位于机壳10与另一转盘16之间,且均与该主动轮21连接,用以受该主动轮21的传动而分别带动对应的转轴17自转。
二马达23、24,分设于机壳10二侧,用以分别驱动该二传动轴18、19转动。
一减速箱25设于该马达23与第一传动轴18之间,用以减速传动。
一过负荷保护机构27,设于该马达23与该减速箱23之间,用以保护马达23避免过度负荷而烧毁。
四组外刀29,以可拆卸的方式分别嵌设于机壳10前后二侧壁,其刀锋凸伸入该容置空间11内预定长度。
九组内刀30,分成三组,每组三支,以可拆卸之方式装设于该三转轴17,每一转轴17各具有三支呈120度等间隔布置之内刀30,该等内刀30随该等转轴17自转及公转。
本实施例以二马达23、24分别传动二传动轴18、19转动。其中第一传动轴18驱动转盘15连动三转轴17并带动另一转盘16绕第一传动轴18轴心公转,第二传动轴19经由主动轮21带动三从动轮22驱动三转轴17自转。如第四图所示,该三转轴17上的内刀30自转各形成一圆形自转切削轨迹32。所述的三圆形自转切削轨迹32公转形成一公转切削轨迹31,该三圆形自转切削轨迹32相切形成三个内切削部位33。公转切削轨迹31与四组外刀29形成四个外切削部位34,其中内切削部位33剪切瞬间之速度为自转角速度的两倍,外切削部位34剪切瞬间的速度为自转角速度与公转角速度之和。
使用时,第一传动轴18以慢速低扭力转动,第二传动轴19则以高速高扭力传动。待切碎物品自机壳10顶面之进料通孔12落入容置空间11内,受内、外切刀30、29的剪切而断成细粒,粒径小于滤网14网目者则由排料通孔13排出,较大者则继续受内、外切刀30、29剪切,直至通过滤网14。
如第五图所示,使用时若遇到较大型物品,可能一时卡于进料通孔12无法全部落入容置空间11内。该物品的硬度若较低,将因转轴17公转的角冲量冲击而破碎,并落入容置空间11内切碎;若是硬度较高或是韧性较大,转轴17公转之角冲量无法将其一次击碎时,转轴17将受阻无法继续公转,此时该过负荷保护机构27将使马达23停止并逆转预定时间或是转数后再恢复正转,亦即使公转方向逆转一设定角度后再正转,以避免转轴17被卡死导致马达23、24烧毁。此时该等转轴17仍继续自转,而以其上的内刀30对物品遂渐小片的反复切削,如此渐渐侵蚀,至物品被切断,转轴17又恢复正常公转。
上述的过负荷保护机构27可为传统式机械结构或是电子保护电路。
驱动第一传动轴18的马达23可为转矩马达,其承受超过设定值的扭矩时即自动停止。
此外,若是针对不需大马力切碎的物品时,亦可以单一马达经由另一传动机构驱动该二传动轴18、19转动。
再者,如第六图所示亦可将整只转轴17表面制成螺旋形刀牙28将前述刀板与刀板的线切削变成螺旋刀牙与平面刀板的点切削,此举可降低切削瞬间之剪切面,使装置运作所需的扭力降低,可以较低的马力驱动本装置。
又,如第七图所示,内、外刀亦可设成锯齿状,其切削之轨迹如第八图所示。通过相邻内、外刀的凹凸齿部相互配合,使自转切削轨迹35间形成相交部位36(凸齿与凹槽相互契合部位),公转切削轨迹37与外刀38间亦形成相交部位39;利用凸齿与凹槽的交切作用,将物品嵌夹撕切破碎。
另外,针对上述的锯齿状内、外刀具,亦可在其设定部位增设凸爪40与缺槽41,如九、十两图所示,利用凸爪40将位于进料通孔12的物料拨入容置空间11内,或是将其撕碎,并可在三自转轨迹42中央形成交切作用。
或是,如第十一图、十二图两图所示,可在前述三自转切削轨迹中央部位设一圆管43,该圆管43固接于二转盘44、45之间。管身设有若干个贯穿孔46,其轴孔47与第一传动轴48预设之轴孔49连通。第一传动轴48的轴孔49外端再联接一万向接头50,该万向接头50再以管路51连接至一高压冷却流体(如冷气或冷水等)供应源52,使高压冷却流体由圆管43的贯穿孔46喷出,用以冷却切碎装置的内部。此举可将切削物料及内、外刀具冷却降温,使刀具的寿命延长,且无虞因切削产生的高热使切碎的塑胶物料熔融而将砂粒或灰尘等杂物包覆在切削料中。高压喷出的流体具有清洗切削物料表面的附加功能,便于后续的回收清洗工作。
需要补充说明的是,本发明除了上述实施方式外,亦可有其它不同的变化方式。
如第十三图所示,三转轴所形成的自转切削轨迹52亦可不相切,使其仅有切削作用而无剪切作用,而其公转切削轨迹53则仍与外刀54相切而产生剪切作用,此举可降低运转马力的需求。
如第十四图所示,自转切削轨迹55不相切,且公转切削轨迹55与外刀56亦不相切,使本切碎装置仅有快速切削作用而无剪切作用,因此可以极高的转速使内刀旋切物料,但不需太大的马力。
如第十五图所示,可将外刀以机壳内壁附设的凸齿57取代,仅利用内刀快速自转及公转旋切物料亦可。
又,该传动机构20可为齿轮啮合传动,亦可以用胶轮通过摩擦传动,或是以皮带传动。