(57)【要約】【課題】カッタアセンブリおよび高容量の水中シュレッダポンプを実現する。【解決手段】これらは、細断、粉砕、裁断、または切断によりポンプ作用を受けて送り込まれる液体中の固形物のサイズを縮小するためのものである。従来の設計に対する改善では、円形プレートカッタの対応する溝と嵌合する溝付き表面を有する切断ローブを使用する。その結果、追い出すべき液体中の固体物質をより効果的に、素早く裁断するさらに多くの切断表面が構成される。【選択図】図１
2013092148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断アセンブリであって、
ａ）第１の回転方向および第２の回転方向に交互に回転可能な駆動軸と、
ｂ）前記駆動軸に回転可能に固定されたロータリカッタであり、ボアの中心軸を通るボアを有する円形ハブと前記ボア内に前記駆動軸を固定するための手段とを備え、複数の切断ローブがあり、前記切断ローブのそれぞれは上面、前記上面に対向する下面、前縁部、および前記前縁部に対向する後縁部を有し、それぞれの切断ローブは、前記上面から前記下面へ貫通する開口を有し、前記切断ローブのそれぞれはそれぞれの切断ローブの前記前縁部と前記後縁部との間で等距離とされた中心線が前記ハブの前記中心軸に実質的に垂直になるように前記ハブから外向きに延在し、前記切断ローブはそれぞれの切断ローブの前記前縁部から次の隣接する切断ローブの前記後縁部までの距離のそれぞれが実質的に等しくなるように前記ハブの外周にそって配置され、それぞれの切断ローブの前記上面はその前縁部からその開口まで、またその開口からその後縁部まで延在する凸状屈曲部を有し、それぞれの切断ローブの前記下面は複数の溝、および隣接する溝の間に隔壁を有し、それぞれの切断ローブの前記溝および隔壁はその前縁部からその後縁部まで、またはその前縁部からその開口まで、およびその開口からその後縁部までのいずれかに延在し、前記溝のそれぞれは前記ハブの前記中心軸と同心である円の円弧の形状を有する、ロータリカッタと、
ｃ）静止渦巻き部の取り入れ開口部に取り付けるための、中心プレートボア、および複数の同心上の溝と隣接する溝間の隔壁とを有する表面を有する、円形プレートカッタであって、前記溝のそれぞれは前記ハブの前記中心軸と同心である円の円弧の形状を有し、前記駆動軸は前記プレートボア内に回転するように取り付けられ、前記プレートカッタはその表面を貫通する複数の穴を有し、それぞれの切断ローブの前記下面からの前記溝および隔壁は前記円形プレートカッタからの対応する隔壁および溝と並列する、円形プレートカッタとを備える切断アセンブリ。
【請求項２】
前記溝および隣接する溝間の隔壁のそれぞれは、略Ｖ字形の形状の断面を形成する請求項１に記載の切断アセンブリ。
【請求項３】
前記溝および隣接する溝間の隔壁のそれぞれは、略矩形の形状の断面を形成する請求項１に記載の切断アセンブリ。
【請求項４】
前記溝および隣接する溝間の隔壁のそれぞれは、略半円形の形状の断面を形成する請求項１に記載の切断アセンブリ。
【請求項５】
前記ボア内に前記駆動軸を固定するための前記手段は、シャチ継手を備える請求項１に記載の切断アセンブリ。
【請求項６】
２個〜６個の切断ローブを備える請求項１に記載の切断アセンブリ。
【請求項７】
前記ロータリカッタおよび前記円形プレートカッタは、金属スペーサによって互いに分離される請求項１に記載の切断アセンブリ。
【請求項８】
前記プレートカッタ内の前記複数の穴は、幾何学的、多角形、星形、湾曲したスロット、傾斜したスロット、放射状に配置構成されたスロット、またはこれらの組合せである形状を有する請求項１に記載の切断アセンブリ。
【請求項９】
シュレッダポンプであって、
ｉ）取り入れ開口部、および吐き出し開口部を有する静止渦巻き部と、
ｉｉ）前記取り入れ開口部の前に取り付けられた切断アセンブリであり、ａ）第１の回転方向および第２の回転方向に交互に回転可能な駆動軸と、ｂ）前記駆動軸に回転可能に固定されたロータリカッタであって、ボアの中心軸を通るボアを有する円形ハブと前記ボア内に前記駆動軸を固定するための手段とを備え、複数の切断ローブがあり、前記切断ローブのそれぞれは上面、前記上面に対向する下面、前縁部、および前記前縁部に対向する後縁部を有し、それぞれの切断ローブには、前記上面から前記下面へ貫通する開口を有し、前記切断ローブのそれぞれはそれぞれの切断ローブの前記前縁部と前記後縁部との間で等距離にされた中心線が前記ハブの前記中心軸に実質的に垂直になるように前記ハブから外向きに延在し、前記切断ローブはそれぞれの切断ローブの前記前縁部から次の隣接する切断ローブの前記後縁部までの距離のそれぞれが実質的に等しくなるように前記ハブの外周にそって配置され、それぞれの切断ローブの前記上面はその前縁部からその開口まで、またその開口からその後縁部まで延在する凸状屈曲部を有し、それぞれの切断ローブの前記下面は複数の溝、および隣接する溝の間に隔壁を有し、それぞれの切断ローブの前記溝および隔壁はその前縁部からその後縁部まで、またはその前縁部からその開口まで、およびその開口からその後縁部までのいずれかに延在し、前記溝のそれぞれは前記ハブの前記中心軸と同心である円の円弧の形状を有する、ロータリカッタと、
ｃ）前記静止渦巻き部の前記取り入れ開口部に取り付けられた、中心プレートボア、および複数の同心上の溝と隣接する溝間の隔壁とを有する表面を有する、円形プレートカッタであって、前記溝のそれぞれは前記ハブの前記中心軸と同心である円の円弧の形状を有し、前記駆動軸は前記プレートボア内に回転するように取り付けられ、前記プレートカッタはその表面を貫通する複数の穴を有し、それぞれの切断ローブの前記下面からの前記溝および隔壁は前記円形プレートカッタからの対応する隔壁および溝と並列し、前記駆動軸は軸受によって前記渦巻き部の壁を通して回転するように取り付けられ、メカニカルシールによって封止される、円形プレートカッタとを備える切断アセンブリと、
ｉｉｉ）前記駆動軸の周りに固定された渦巻き部内の羽根車と、
ｉｖ）前記渦巻き部の外側部分に取り付けられ、前記渦巻き部の中で前記駆動軸を回転させるために前記駆動軸に固定された電気モータとを備えるシュレッダポンプ。
【請求項１０】
前記電気モータは、第１の回転方向および第２の回転方向に交互に軸を回転することができる双方向電気モータである請求項９に記載のシュレッダポンプ。
【請求項１１】
第１の回転方向および第２の回転方向に前記軸の回転方向を交互に変えるためのコントローラをさらに備える請求項１０に記載のシュレッダポンプ。
【請求項１２】
前記羽根車は、前記軸が前記第１の回転方向および第２の回転方向のそれぞれの方向に回転しているときに吐き出し開口部の方向に前記渦巻き部内の液体を移動することができる双方向羽根車である請求項９に記載のシュレッダポンプ。
【請求項１３】
前記溝および隣接する溝間の隔壁のそれぞれは、略Ｖ字形の形状の断面を形成する請求項９に記載のシュレッダポンプ。
【請求項１４】
前記溝および隣接する溝間の隔壁のそれぞれは、略矩形の形状の断面を形成する請求項９に記載のシュレッダポンプ。
【請求項１５】
前記溝および隣接する溝間の隔壁のそれぞれは、略半円形の形状の断面を形成する請求項９に記載のシュレッダポンプ。
【請求項１６】
前記ボア内に前記駆動軸を固定するための前記器具は、シャチ継手を備える請求項９に記載のシュレッダポンプ。
【請求項１７】
２個〜６個の切断ローブを備える請求項９に記載のシュレッダポンプ。
【請求項１８】
前記ロータリカッタおよび前記円形プレートカッタは、金属スペーサによって互いに分離される請求項９に記載のシュレッダポンプ。
【請求項１９】
前記プレートカッタ内の前記複数の穴は、幾何学的、多角形、星形、湾曲したスロット、傾斜したスロット、放射状に配置構成されたスロット、またはこれらの組合せである形状を有する請求項９に記載のシュレッダポンプ。
【請求項２０】
液体中の固形物を裁断する方法であって、
Ｉ）ポンプとして、
ｉ）取り入れ開口部、および吐き出し開口部を有する静止渦巻き部と、
ｉｉ）前記取り入れ開口部の前に取り付けられた切断アセンブリであり、ａ）第１の回転方向および第２の回転方向に交互に回転可能な駆動軸と、ｂ）前記駆動軸に回転可能に固定されたロータリカッタであって、ボアの中心軸を通るボアを有する円形ハブと前記ボア内に前記駆動軸を固定するための手段とを備え、複数の切断ローブがあり、前記切断ローブのそれぞれは上面、前記上面に対向する下面、前縁部、および前記前縁部に対向する後縁部を有し、それぞれの切断ローブには、前記上面から前記下面へ貫通する開口を有し、前記切断ローブのそれぞれはそれぞれの切断ローブの前記前縁部と前記後縁部との間で等距離にされた中心線が前記ハブの前記中心軸に実質的に垂直になるように前記ハブから外向きに延在し、前記切断ローブはそれぞれの切断ローブの前記前縁部から次の隣接する切断ローブの前記後縁部までの距離のそれぞれが実質的に等しくなるように前記ハブの外周にそって配置され、それぞれの切断ローブの前記上面はその前縁部からその開口まで、またその開口からその後縁部まで延在する凸状屈曲部を有し、それぞれの切断ローブの前記下面は複数の溝、および隣接する溝の間に隔壁を有し、それぞれの切断ローブの前記溝および隔壁はその前縁部からその後縁部まで、またはその前縁部からその開口まで、およびその開口からその後縁部までのいずれかに延在し、前記溝のそれぞれは前記ハブの前記中心軸と同心である円の円弧の形状を有する、ロータリカッタと、
ｃ）静止渦巻き部の前記取り入れ開口部に取り付けられた、前記中心プレートボア、および複数の同心上の溝と隣接する溝間の隔壁とを有する表面を有する、プレートカッタであって、前記溝のそれぞれは前記ハブの前記中心軸と同心である円の円弧の形状を有し、前記駆動軸は前記プレートボア内に回転するように取り付けられ、前記プレートカッタはその表面を貫通する複数の穴を有し、それぞれの切断ローブの前記下面からの前記溝および隔壁は前記円形プレートカッタからの対応する隔壁および溝と並列し、前記駆動軸は軸受によって前記渦巻き部の壁を通して回転するように取り付けられ、メカニカルシールによって封止される、円形プレートカッタとを備える切断アセンブリと、
ｉｉｉ）前記駆動軸の周りに固定された前記渦巻き部内の羽根車と、
ｉｖ）前記渦巻き部の外側部分に取り付けられ、前記渦巻き部の中で前記駆動軸を回転させるために前記駆動軸に固定された電気モータとを備えるシュレッダポンプを装備することと、
ＩＩ）前記電気モータで前記駆動軸を少なくとも１つの回転方向に回転させることと、
ＩＩＩ）液体、および任意選択の固形物を、前記切断アセンブリに通し、前記渦巻き部の中に送り込み、次いで、前記羽根車で前記液体および前記任意選択の固形物を推進して前記吐き出し開口部に通すこととを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カッタアセンブリ（cutter  assembly）および高容量の水中シュレッダポンプ（high  volume  submersible  shredder  pump）に関するものである。これらは、細断、裁断、切断、または粉砕によりポンプ作用を受けて送り込まれる液体中の固形物のサイズを縮小するためのものである。
【背景技術】
【０００２】
廃棄品の小片などの固形物を含有する液体およびスラリをポンプ作用で送ることができる遠心力ポンプに大きな商業的関心が集まっている。これらのポンプは、液体混合物中の固形物を細断、裁断、切断、または粉砕する能力を有し、これによりポンプから出る産出物がより容易に廃棄されうる。
【０００３】
裁断ポンプは、液体に含まれる固体または半固体物質のサイズ縮小を必要とする液体輸送用途において、そのような物質を切断または裁断するために、使用される。発明のポンプは、未処理下水、魚類サイレージ、食肉処理場の副産物、製紙工場の廃水、および類似の過酷な用途の排出物をポンプ作用で送る水中ポンプの吸い込み側に取り付けられているときに特に有用である改善された切断アセンブリを備える。
【０００４】
これらの固体または半固体物質は、スラリが形成されるようにサイズを縮小され、固形物それ自体に比べて容易にポンプ作用で送られる。これらのポンプは、ポンプ室に接続された入口、およびポンプ室を貫通し入口内へ延在する従動軸を有する。この軸で、プレートカッタの近くで切断シリンダまたはディスクが回転し、これにより、ポンプの切断作用が引き起こされる。精密公差で連携動作する部品間の剪断作用をもたらす、粉砕ポンプの多くの他の変更形態および構成が知られている。
【０００５】
このようなポンプの例は、先行する米国特許第３，６５０，０８１号、米国特許第３，９６１，７５８号、米国特許第４，１０８，３８６号、米国特許第４，３７８，０９３号、米国特許第４，４５４，９９３号、米国特許第４，６４０，６６６号、米国特許第４，６９７，７４６号、米国特許第４，８４２，４７９号、米国特許第５，０１６，８２５号、米国特許第５，０４４，５６６号、米国特許第５，２５６，０３２号、米国特許第６，０１０，０８６号、米国特許第６，１９０，１２１号において開示されている。
【０００６】
米国特許第７，１５９，８０６号では、対向するプレートカッタに当接して回転可能なロータリカッタからなる粉砕ポンプ用の切断アセンブリを提示している。プレートカッタの刃先は、複数のＶ字スライス切歯を備えており、ポート内に吸い込まれる物質をつまんでＶ字スライスにそって切断を開始し、次いで切断した物質がポンプの渦巻き部を通り中に前進する架橋空間を形成する。ロータリカッタは、プレートカッタの刃先と連携して集められた物質を剪断するすくい角を持つ研いだ刃を有する。
【０００７】
米国特許第７，１５９，８０６号の粉砕ポンプは、複数の螺旋状溝を備える内面壁カバーを有する。これらの螺旋状溝は、羽根車の羽根と壁との間に蓄積し始める固体破片を外へ排出するために羽根車の羽根と連動して作用する。米国特許第７，１５９，８０６号の羽根車の羽根は、螺旋状溝と合わさる表面上で平坦である。本発明は、円形プレートカッタの対応する溝と嵌合する溝付き表面を有する切断ローブを使用することによってこの従来の設計を改良する。その結果、追い出すべき液体中の固体物質をより効果的に、素早く裁断するさらに多くの切断表面が構成される。本発明の機構は、ポンプの吸い込みケーシングに取り付けられた静止穿孔円板と回転軸に留められたシュレッダとを備え、これら２つの部品の接合により、実際の裁断が実行される。液体は、静止プレート内の穴を通して自由に移動し、ポンプ作用で容易に押し出せる。静止プレート内の穴より大きい固形物は、シュレッダ機構の回転部分によって即座にサイズを縮小される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第３，６５０，０８１号
【特許文献２】米国特許第３，９６１，７５８号
【特許文献３】米国特許第４，１０８，３８６号
【特許文献４】米国特許第４，３７８，０９３号
【特許文献５】米国特許第４，４５４，９９３号
【特許文献６】米国特許第４，６４０，６６６号
【特許文献７】米国特許第４，６９７，７４６号
【特許文献８】米国特許第４，８４２，４７９号
【特許文献９】米国特許第５，０１６，８２５号
【特許文献１０】米国特許第５，０４４，５６６号
【特許文献１１】米国特許第５，２５６，０３２号
【特許文献１２】米国特許第６，０１０，０８６号
【特許文献１３】米国特許第６，１９０，１２１号
【特許文献１４】米国特許第７，１５９，８０６号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、切断アセンブリを実現するものであり、これは、ａ）第１の回転方向および第２の回転方向に交互に回転可能な駆動軸と、ｂ）前記駆動軸に回転可能に固定されたロータリカッタであって、ボアの中心軸を通るボアを有する円形ハブとボア内に駆動軸を固定するための手段とを備え、複数の切断ローブがあり、前記切断ローブのそれぞれは上面、上面に対向する下面、前縁部、および前縁部に対向する後縁部を有し、それぞれの切断ローブには、上面から下面へ貫通する開口を有し、切断ローブのそれぞれはそれぞれの切断ローブの前縁部と後縁部との間で等距離にされた中心線がハブの中心軸に実質的に垂直になるようにハブから外向きに延在し、切断ローブはそれぞれの切断ローブの前縁部から次の隣接する切断ローブの後縁部までの距離のそれぞれが実質的に等しくなるようにハブの外周にそって配置され、それぞれの切断ローブの上面はその前縁部からその開口まで、またその開口からその後縁部まで延在する凸状屈曲部を有し、それぞれの切断ローブの下面は複数の溝、および隣接する溝の間に隔壁を有し、それぞれの切断ローブの溝および隔壁はその前縁部からその後縁部まで、またはその前縁部からその開口まで、およびその開口からその後縁部までのいずれかに延在し、前記溝のそれぞれはハブの中心軸と同心である円の円弧の形状を有する、ロータリカッタと、ｃ）静止渦巻き部の取り入れ開口部に取り付けるための、中心プレートボア、および複数の同心上の溝と隣接する溝間の隔壁とを有する表面を有する、円形プレートカッタであって、前記溝のそれぞれはハブの中心軸と同心である円の円弧の形状を有し、駆動軸はプレートボア内に回転するように取り付けられ、プレートカッタはその表面を貫通する複数の穴を有し、それぞれの切断ローブの下面からの溝および隔壁は円形プレートカッタからの対応する隔壁および溝と並列する、円形プレートカッタとを備える。
【００１０】
本発明は、シュレッダポンプも構成し、これは、ｉ）取り入れ開口部、および吐き出し開口部を有する静止渦巻き部と、ｉｉ）取り入れ開口部の前に取り付けられた切断アセンブリであって、ａ）第１の回転方向および第２の回転方向に交互に回転可能な駆動軸と、ｂ）前記駆動軸に回転可能に固定されたロータリカッタであって、ボアの中心軸を通るボアを有する円形ハブとボア内に駆動軸を固定するための手段とを備え、複数の切断ローブがあり、前記切断ローブのそれぞれは上面、上面に対向する下面、前縁部、および前縁部に対向する後縁部を有し、それぞれの切断ローブには、上面から下面へ貫通する開口を有し、切断ローブのそれぞれはそれぞれの切断ローブの前縁部と後縁部との間で等距離にされた中心線がハブの中心軸に実質的に垂直になるようにハブから外向きに延在し、切断ローブはそれぞれの切断ローブの前縁部から次の隣接する切断ローブの後縁部までの距離のそれぞれが実質的に等しくなるようにハブの外周にそって配置され、それぞれの切断ローブの上面はその前縁部からその開口まで、またその開口からその後縁部まで延在する凸状屈曲部を有し、それぞれの切断ローブの下面は複数の溝、および隣接する溝の間に隔壁を有し、それぞれの切断ローブの溝および隔壁はその前縁部からその後縁部まで、またはその前縁部からその開口まで、およびその開口からその後縁部までのいずれかに延在し、前記溝のそれぞれはハブの中心軸と同心である円の円弧の形状を有する、ロータリカッタと、ｃ）静止渦巻き部の取り入れ開口部に取り付けられた、中心プレートボア、および複数の同心上の溝と隣接する溝間の隔壁とを有する表面を有する、円形プレートカッタであって、前記溝のそれぞれはハブの中心軸と同心である円の円弧の形状を有し、駆動軸はプレートボア内に回転するように取り付けられ、プレートカッタはその表面を貫通する複数の穴を有し、それぞれの切断ローブの下面からの溝および隔壁は円形プレートカッタからの対応する隔壁および溝と並列し、駆動軸は軸受によって渦巻き部の壁を通して回転するように取り付けられ、メカニカルシールによって封止される、円形プレートカッタとを備える切断アセンブリと、ｉｉｉ）駆動軸の周りに固定された渦巻き部内の羽根車と、ｉｖ）渦巻き部の外側部分に取り付けられ、渦巻き部の中で駆動軸を回転させるために駆動軸に固定された電気モータとを備える。
【００１１】
本発明は、液体中の固形物を裁断する方法をさらに提供し、これは、Ｉ）ポンプとして、ｉ）取り入れ開口部、および吐き出し開口部を有する静止渦巻き部と、  ｉｉ）取り入れ開口部の前に取り付けられた切断アセンブリであって、ａ）第１の回転方向および第２の回転方向に交互に回転可能な駆動軸と、ｂ）前記駆動軸に回転可能に固定されたロータリカッタであって、ボアの中心軸を通るボアを有する円形ハブとボア内に駆動軸を固定するための手段とを備え、複数の切断ローブがあり、前記切断ローブのそれぞれは上面、上面に対向する下面、前縁部、および前縁部に対向する後縁部を有し、それぞれの切断ローブには、上面から下面へ貫通する開口を有し、切断ローブのそれぞれはそれぞれの切断ローブの前縁部と後縁部との間で等距離にされた中心線がハブの中心軸に実質的に垂直になるようにハブから外向きに延在し、切断ローブはそれぞれの切断ローブの前縁部から次の隣接する切断ローブの後縁部までの距離のそれぞれが実質的に等しくなるようにハブの外周にそって配置され、それぞれの切断ローブの上面はその前縁部からその開口まで、またその開口からその後縁部まで延在する凸状屈曲部を有し、それぞれの切断ローブの下面は複数の溝、および隣接する溝の間に隔壁を有し、それぞれの切断ローブの溝および隔壁はその前縁部からその後縁部まで、またはその前縁部からその開口まで、およびその開口からその後縁部までのいずれかに延在し、前記溝のそれぞれはハブの中心軸と同心である円の円弧の形状を有する、ロータリカッタと、ｃ）静止渦巻き部の取り入れ開口部に取り付けられた、中心プレートボア、および複数の同心上の溝と隣接する溝間の隔壁とを有する表面を有する、円形プレートカッタであって、前記溝のそれぞれはハブの中心軸と同心である円の円弧の形状を有し、駆動軸はプレートボア内に回転するように取り付けられ、プレートカッタはその表面を貫通する複数の穴を有し、それぞれの切断ローブの下面からの溝および隔壁は円形プレートカッタからの対応する隔壁および溝と並列し、駆動軸は軸受によって渦巻き部の壁を通して回転するように取り付けられ、メカニカルシールによって封止される、円形プレートカッタとを備える切断アセンブリと、ｉｉｉ）駆動軸の周りに固定された渦巻き部内の羽根車と、ｉｖ）渦巻き部の外側部分に取り付けられ、渦巻き部の中で駆動軸を回転させるために駆動軸に固定された電気モータとを備えるシュレッダポンプを装備することと、ＩＩ）電気モータで駆動軸を少なくとも１つの回転方向に回転させることと、ＩＩＩ）液体、および任意選択の固形物を、切断アセンブリに通し、渦巻き部の中に送り込み、次いで、羽根車で液体および任意選択の固形物を推進して吐き出し開口部に通すこととを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明によるシュレッダポンプを例示する断面図。
【図２】ロータリカッタの下面の斜視図。
【図３】互いに並列している円形プレートカッタおよびロータリカッタのアセンブリを示す図。
【図４ａ】ロータリカッタおよび円形プレートカッタの変更形態の嵌合溝および隔壁の断面図。
【図４ｂ】ロータリカッタおよび円形プレートカッタの変更形態の嵌合溝および隔壁の断面図。
【図４ｃ】ロータリカッタおよび円形プレートカッタの変更形態の嵌合溝および隔壁の断面図。
【図５】本発明にとって有用な双方向羽根車を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明によるシュレッダポンプ１０を例示している。これは電源コード４によって給電される電気モータ３が取り付けられている中央モータ室１３を包含するハウジング１を備えることが図示されている。モータ３は、好ましくは、当技術分野でよく知られているように、頑丈で注油された耐熱モータである。モータ３は、上側および下側の玉軸受２を介してハウジング１に確実に取り付けられる。モータは、駆動軸１４を回転し、次いで静止渦巻き部５内の詰め物のない双方向羽根車８を駆動する。好ましくは、電気モータ３は、コントローラ１７に応答して第１の回転方向および第２の回転方向に交互に軸１４を回転することができる双方向電気モータである。渦巻き部は、ボルト９などによってハウジング１に取り付けられる。渦巻き部５は、取り入れ開口部７、および吐き出し開口部１１を有する。軸１４は、モータ３からハウジング１の下側床面を通り、渦巻き部５の上壁を通り、さらに取り入れ開口部７を貫通する。モータ３は、軸１４の周りに位置決めされたメカニカルシール６によって渦巻き部５から隔てられる。メカニカルシール６は、液体がモータ室内に入り込むのを防ぐ。そこで、駆動軸１４は、軸受２の下側によって渦巻き部の上壁を通して回転するように取り付けられ、メカニカルシール６によって封止される。駆動軸１４の端部に回転可能に固定されているのは、取り入れ開口部７の前に位置する切断アセンブリ１２である。切断アセンブリ１２は、ロータリカッタ１６に取り付けられた駆動軸１４の端部および以下で説明される静止円形プレートカッタ４０を備える。
【００１４】
図２は、駆動軸１４に固定され駆動軸１４によって回転可能に駆動されるロータリカッタ１６の下面を特徴とする取り外された状態の斜視図である。ロータリカッタ１６は、ボアの中心軸を通るボア２０を有する円形ハブ１８を備える。これは、キー溝２２およびエンドキャップ５０などのボア内に駆動軸を固定するための好適な器具を有し、これは図３に示されている。ハブ１８から外向きに、複数の切断ローブ２４が延在している。切断ローブ２４のそれぞれは、上面２６、上面に対向する下面２８、前縁部３０、および前縁部に対向する後縁部３２を有する。それぞれの切断ローブには、上面２６から、上面２６を通り、下面２８に至り、下面２８を通って延在する開口３４が貫通する。切断ローブ２４のそれぞれは、それぞれの切断ローブ２４の前縁部３０と後縁部３２との間の等距離にある中心線がハブ１８の中心軸に実質的に垂直になるようにハブ１８から外向きに延在する。切断ローブ２４は、それぞれの切断ローブの前縁部３０から次の隣接する切断ローブの後縁部３２までの距離のそれぞれが実質的に等しくなるようにハブ１８の外周にそって分配される。ローブ２４は、回転時にロータリカッタ１６が釣り合うようにハブ１８の周りに実質的に等しい間隔で並べられることが最も好ましい。図３を見ると最もよくわかるように、それぞれの切断ローブ２４の上面２６は、その前縁部３０からその開口３４まで、またその開口３４から後縁部３２まで延在する凸状屈曲部を有する。図２に示されているように、それぞれの切断ローブ２４の下面２８は、複数の溝３６、および隣接する溝３６の間に隔壁３８を有する。それぞれの切断ローブ２４の溝３６および隔壁３８は、その前縁部３０からその後縁部３２まで、またはその前縁部３０からその開口３４まで、およびその開口３４からその後縁部３２までのいずれかに延在する。前記溝３６のそれぞれは、ハブ１８の中心軸と同心である円の円弧の形状を有する。図３に示されているように、切断アセンブリのさらに別の部分は、円形プレートカッタ４０である。円形プレートカッタ４０は、ネジ４２などによって、渦巻き部５の取り入れ開口部７の前に取り付けられる。
【００１５】
円形プレートカッタ４０は、軸１４を受け入れるための中心プレートボア、および複数の同心上の溝４４と隣接する溝４４の間の隔壁４６とを有する表面を有する。溝４４のそれぞれは、ボア、さらにはロータリカッタ１６のハブの中心軸と同心である円の円弧の形状を有する。駆動軸１４は、円形プレートカッタボア内に回転するように取り付けられる。この実施形態では、プレートカッタ４０は、その頂面からその底面へ完全に中を貫通する複数の穴４８を有する。図３に円形穴として図示されているが、これらの穴は、任意の幾何学的形状、例えば、円形、三角形、矩形、多角形、星形、および同様の形状などの任意の形状のさまざまな穿孔のいずれかであるか、またはこれらは湾曲したスロット、傾斜したスロット、都合のよい長さおよび幅の放射状に配置構成されたスロット、またはこれらの組合せであるものとしてよい。一実施形態では、穴４８は、その形状に関係なく、プレートカッタ４０の頂面と底面との間に厚さに関してテーパーが付けられ、したがって、それぞれの穴に強化されたナイフのような刃が付けられる。切断ローブ２４が軸１４上に取り付けられる場合、それぞれの切断ローブ２４の下面からの溝３６および隔壁３８は、円形プレートカッタ４０からの対応する隔壁４６および溝４４と並列する。好ましくは、切断ローブ２４は、円形プレートカッタ４０から、金属スペーサによって数千分の１インチだけ離される。
【００１６】
図３は、円形プレートカッタ４０のアセンブリを示しており、ロータリカッタ１６のローブ２４は互いに並列している。軸１４、およびロータリカッタ１６は、好ましくは、シャチ継手、例えば、円形プレートカッタ４０の各中心ボアを通してキー溝に入る軸１４にそったキー、およびロータリカッタ１６によって１つにまとめられ、最終的にエンドキャップ５０およびソケットヘッドねじ１５によって取り付けられる。ソケットヘッドねじ１５がエンドキャップ５０をロータリカッタ１６に当接して保持し、好ましくは軸１４内にまっすぐ通るようにする。図２および図３は、３つのローブを有するロータリカッタを示しているが、所望の数のローブ、例えば、２個から６個のローブ、好ましくは２個から４個のローブを使用することができる。
【００１７】
それぞれの切断ローブ２４の下面からの溝３６および隔壁３８、ならびに円形プレートカッタ４０からの対応する隔壁４６および溝４４は、都合のよい形状を有するものとしてよい。一実施形態では、溝のそれぞれおよび隣接する溝の間の隔壁は、図４（ａ）に示されているように一般的に矩形の形状の断面を形成する。別の実施形態では、溝のそれぞれおよび隣接する溝の間の隔壁は、図４（ｂ）に示されているように一般的にＶ字型または三角形の断面を形成する。さらに別の実施形態では、溝のそれぞれおよび隣接する溝の間の隔壁は、図４（ｃ）に示されているように一般的に半円形の形状の断面を形成する。
【００１８】
切断ローブ２４の嵌合溝および隔壁ならびに円形プレートカッタ４０は、液体中の固形物のサイズ縮小のためかなり広い裁断表面積を構成することによって従来技術に勝る改善をもたらす。それに加えて、前縁部および後縁部および中央開口をプレートカッタの表面を通る複数の穴と組み合わせて有するローブは、かなり多い切刃を備え、これにより固形物を減らす。
【００１９】
遮られていない渦巻き部の入口開口部の相当面積である正味「流れ面積」を計算するために、回転しているカッタによって常時遮られている面積を推論する。したがって、正味「流れ面積」＝静止円形プレートカッタ内の総穴面積−回転しているロータリカッタによって遮られている総面積である。回転しているカッタローブのローブのそれぞれにおいて開口を有する本明細書で説明されている実施形態では、２つの明確に異なる利点が得られる、つまり、回転しているカッタによって遮られている面積の縮小、延いては正味「流れ面積」が増大することと、接触端の数が増加することである。そこで、従来技術の１つのシュレッダポンプでは、１回転当たり１０８回の切断が主張されている。本発明のシュレッダポンプの使用例では、１回転当たり約１，８２７回の切断速度で固形物を十分に裁断することができる。
【００２０】
図５は、本発明にとって有用な双方向羽根車８を示している。羽根車８は、図１に示されているように、渦巻き部５内に軸１４を中心として回転するように取り付けられる。これは、複数の羽根５２を備えるように図示されている。羽根の数は、所望の用途のために当業者によって容易に決定可能なものである。図５は、６枚の羽根を示している。それぞれの羽根５２は、凸状表面を有する対向する湾曲面を有する。このような双方向羽根車は、軸が第１の回転方向または第２の回転方向のいずれかの方向に回転しているときに流体および液体中に埋め込まれた固形物を渦巻き部５の吐き出し開口部１１の方へ推進することができる。
【００２１】
一実施形態では、本発明のシュレッダポンプは、第１の回転方向および第２の回転方向に軸１４の回転方向を交互に変えるためのコントローラ１７をさらに備える。これは、コントローラが、過剰な固形物がプレートカッタ４０の開口部内に詰まったことによって引き起こされる過負荷を感知し、ロータリカッタ１６の回転を自動的に逆転するときに特に有用である。これにより、固形物の一部が取り除かれ、残っている固形物が切断ローブの新しい前縁部によって切断されるようにできる。この逆転する特徴は、ロータリカッタ１６の周りに詰められた繊維状物質を解くのにも非常に有用である。このような逆方向コントローラは、当技術分野でよく知られている。
【００２２】
使用時に、本発明は、液体中の固形物を裁断する方法をさらに提供し、この方法は上述のシュレッダポンプを備えることと、次いで、電気モータで駆動軸を少なくとも１つの回転方向に回転させることと、次いで、液体、および任意選択の固形物を、切断アセンブリに通し、渦巻き部の中に送り込み、次いで、羽根車で液体および任意選択の固形物を推進して吐き出し開口部に通すこととを含む。
【００２３】
本発明は、具体的に示され、好ましい実施形態を参照しつつ説明されているが、当業者であれば本発明の精神および範囲から逸脱することなくさまざまな変更および修正が加えられることは容易に理解できるであろう。請求項は開示されている実施形態、上述の代替え形態、およびそのすべての等価物を対象とすると解釈されることが意図されている。
【図１】
2013092148.tif 000003
【図２】
2013092148.tif 000004
【図３】
2013092148.tif 000005
【図４ａ】
2013092148.tif 000006
【図４ｂ】
2013092148.tif 000007
【図４ｃ】
2013092148.tif 000008
【図５】
2013092148.tif 000009
【外国語明細書】
2013092148.tif 000010
2013092148.tif 000011
2013092148.tif 000012
2013092148.tif 000013
2013092148.tif 000014
2013092148.tif 000015
2013092148.tif 000016
2013092148.tif 000017
2013092148.tif 000018
2013092148.tif 000019
2013092148.tif 000020
2013092148.tif 000021
2013092148.tif 000022
2013092148.tif 000023
2013092148.tif 000024
2013092148.tif 000025
2013092148.tif 000026
2013092148.tif 000027
2013092148.tif 000028
2013092148.tif 000029
１．Abstract
2013092148.tif 000030
２．Representative Drawing
Ｆｉｇ．１
Fig.1
2013092148.tif 000031
Fig.2
2013092148.tif 000032
Fig.3
2013092148.tif 000033
Fig.4a
2013092148.tif 000034
Fig.4b
2013092148.tif 000035
Fig.4c
2013092148.tif 000036
Fig.5
2013092148.tif 000037