CN104630023A - 反应器搅拌用叶轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反应器搅拌用叶轮，包括搅拌轴和由上至下固定连接在搅拌轴上的第一搅拌叶轮、第二搅拌叶轮和第三搅拌叶轮，沿所述搅拌轴的轴向方向设置有与搅拌轴等长的条形凸起，所述第一搅拌叶轮包括第一叶轮盘连接筒，所述第二搅拌叶轮包括第二叶轮盘连接筒，所述第三搅拌叶轮包括呈第三叶轮盘连接筒，第一叶轮盘连接筒、第二叶轮盘连接筒、第三叶轮盘连接筒各自上还设置有与条形凸起匹配的凹槽和内螺纹通孔，还包括与内螺纹通孔数量相等的锁紧螺栓，每个锁紧螺栓分别与一个内螺纹通孔成螺纹连接。本发明中第一搅拌叶轮、第二搅拌叶轮和第三搅拌叶轮相对于搅拌轴的位置关系连续可调，便于本发明针对具体工况实现最佳的搅拌效果。

Description

反应器搅拌用叶轮

技术领域

本发明涉及紧急生物反应器设备领域，特别是涉及一种反应器搅拌用叶轮。

背景技术

生物反应器是利用生物催化剂进行化学反应的设备，与一般化学反应器相似，在生物反应器中也要求能维持一定的温度、压力、pH、反应物（营养物质，包括溶解氧）浓度，并具有良好的传热、传质和混合性能，以提供合适的环境条件，确保生物反应的顺利进行，设置在生物反应器之中的搅拌机构在维持反应器中反应物（营养物质，包括溶解氧）浓度，良好的传热、传质和混合效果中起着关键的作用。

现有技术中，搅拌机构搅拌轴上一般设置有搅拌叶轮的安装工位，而在诸如生物反应器对搅拌质量要求较高的运用场合，在不同工艺要求和条件下对于不同液位的反应液体，搅拌叶轮所处液位深度往往不能达到最佳的搅拌效果。

发明内容

针对上述现有技术中在不同工艺要求和条件下对于不同液位的反应液体，搅拌叶轮所处液位深度往往不能达到最佳的搅拌效果的问题，本发明提供了一种反应器搅拌用叶轮。

为解决上述问题，本发明提供的反应器搅拌用叶轮通过以下技术要点来解决问题：反应器搅拌用叶轮，包括搅拌轴和由上至下固定连接在搅拌轴上的第一搅拌叶轮、第二搅拌叶轮和第三搅拌叶轮，沿所述搅拌轴的轴向方向设置有与搅拌轴等长的条形凸起，所述第一搅拌叶轮包括呈盘状的第一叶轮盘、均布在第一叶轮盘上呈片状的多个第一叶轮片和设置在第一叶轮盘中心的第一叶轮盘连接筒，所述第二搅拌叶轮包括呈盘状的第二叶轮盘、均布在第二叶轮盘上呈片状的多个第二叶轮盘和设置在第二叶轮盘中心的第二叶轮盘连接筒，所述第三搅拌叶轮包括呈盘状的第三叶轮盘、设置在第三叶轮盘中心的第三叶轮盘连接筒和多个第三叶轮片，且第一叶轮盘连接筒、第二叶轮盘连接筒、第三叶轮盘连接筒分别相对于第一叶轮盘、第二叶轮盘、第三叶轮盘突出，且各自上还设置有与条形凸起匹配的凹槽，第一叶轮盘连接筒、第二叶轮盘连接筒、第三叶轮盘连接筒均设置有内螺纹通孔，还包括与内螺纹通孔数量相等的锁紧螺栓，每个锁紧螺栓分别与一个内螺纹通孔成螺纹连接。

此设置中，设置在第一叶轮盘连接筒、第二叶轮盘连接筒、第三叶轮盘连接筒上的凹槽和搅拌轴的轴向方向设置的与搅拌轴等长的条形凸起相配合，防止第一叶轮盘连接筒、第二叶轮盘连接筒、第三叶轮盘连接筒相对于搅拌轴旋转，即用于搅拌轴向第一搅拌叶轮、第二搅拌叶轮和第三搅拌叶轮传递转矩；通过旋紧分别设置在第一叶轮盘连接筒、第二叶轮盘连接筒、第三叶轮盘连接筒的锁紧螺栓，分别实现第一叶轮盘连接筒、第二叶轮盘连接筒、第三叶轮盘连接筒相对于搅拌轴的顶紧，实现第一搅拌叶轮、第二搅拌叶轮和第三搅拌叶轮相对于搅拌轴轴向方向上的固定；而在第一搅拌叶轮、第二搅拌叶轮和第三搅拌叶轮在搅拌轴轴向方向位置需要调整时，松懈锁紧螺栓，便于第一搅拌叶轮、第二搅拌叶轮和第三搅拌叶轮相对于搅拌轴移动。

更进一步的技术方案为：

所述第一叶轮片相对于搅拌轴横截面的夹角范围在7°到15°范围内，第二叶轮片相对于搅拌轴横截面的夹角范围在55°到60°范围内，第三搅拌叶轮为平叶轮。

第一叶轮片相对于搅拌轴横截面的夹角范围在7°到15°范围内，在使用时，位于最上端的第一搅拌叶轮位于液面处以下附近，驱动装置带动本发明转动，第一叶轮片实现反应溶液液面翻滚，使得反应溶液能够与无菌空气充分混合以增加反应溶液的溶氧量，角度的设置旨在取得理想的翻滚剧烈程度；第二叶轮片实现反应溶液沿着反应器轴向方向上的运动，即实现其位置处反应溶液沿着反应器轴向方向上的运动，角度的设置旨在取得理想的反应溶液抽取速度；设置的第三搅拌叶轮实现反应溶液在反应器径向方向的搅动，这样，便增加了反应溶液在液面处与无菌空气的接触面面积、使得反应溶液在反应器内中部由上往下或由下往上运动，在反应器侧壁附近由下往上或由上往下运动、在反应器底部实现反应溶液在反应器径向方向的再分布。

所述搅拌轴的侧面上还设置有多个沿搅拌轴轴向方向分布的内螺纹孔。

设置的内螺纹孔用于与锁紧螺栓成螺纹连接，这样，在锁紧螺栓旋入内螺纹孔后，锁紧螺栓能够承受的剪切力更有利于保证第一搅拌叶轮、第二搅拌叶轮和第三搅拌叶轮在搅拌轴上的稳定性。

所述第一叶轮片、第二叶轮片和第三叶轮片的表面上均设置有一层橡胶层。

设置的橡胶层旨在阻隔第一叶轮片、第二叶轮片和第三叶轮片和反应溶液直接接触，延长此三个在使用时易损坏构件的使用寿命。

第一搅拌叶轮上的第一叶轮片、第二搅拌叶轮上的第二叶轮片，第三搅拌叶轮上的第三叶轮片的数量均为6个。

第一搅拌叶轮上的第一叶轮片、第二搅拌叶轮上的第二叶轮片，第三搅拌叶轮上的第三叶轮片的数量设置，旨在保证各叶轮流场的液流得到充分搅拌而又不致自相干扰造成混合不均。

所述第一叶轮片、第二叶轮片和第三叶轮片沿各自长度方向上均设置有加强筋，且每个加强筋的厚度从远离搅拌轴的一端到靠近搅拌轴的一端线性增加。

设置的加强筋有利于增强第一叶轮片、第二叶轮片和第三叶轮片的强度，加强筋结构的设置旨在减小本发明的重量。

本发明具有以下有益效果：

本发明结构简单，设置在搅拌轴上的条形凸起用于搅拌轴向第一搅拌叶轮、第二搅拌叶轮和第三搅拌叶轮传递转矩，而第一搅拌叶轮、第二搅拌叶轮和第三搅拌叶轮在搅拌轴上的位置通过锁紧螺栓来加以固定，这样，根据反应溶液的具体搅拌需要，能够方便的调节第一搅拌叶轮、第二搅拌叶轮和第三搅拌叶轮分别相对于搅拌轴的位置，有利于使得反应器搅拌用叶轮上的各个叶轮处于最佳工作深度，有利于搅拌叶轮的搅拌效果。

附图说明

图1为本发明所述的反应器搅拌用叶轮一个具体实施例的结构示意图；

图2为本发明所述的反应器搅拌用叶轮第一搅拌叶轮一个具体实施例的结构示意图；

图3为本发明所述的反应器搅拌用叶轮第二搅拌叶轮一个具体实施例的结构示意图；

图4为本发明所述的反应器搅拌用叶轮第三搅拌叶轮一个具体实施例的结构示意图；

图5为图1所示C位置的局部放大图。

图中标记分别为：1、搅拌轴，2、第一搅拌叶轮，3、第二搅拌叶轮，4、第

三搅拌叶轮，5、锁紧螺栓，6、条形凸起，201、第一叶轮盘，202、第一叶轮盘连接筒，203，第一叶轮片，301、第二叶轮盘，302、第二叶轮盘连接筒，303、第二叶轮片，401、第三叶轮盘，402、第三叶轮盘连接筒，403、第三叶轮片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例：

实施例1：

如图1、图2、图3、图4和图5所示，反应器搅拌用叶轮，包括搅拌轴1和由上至下固定连接在搅拌轴1上的第一搅拌叶轮2、第二搅拌叶轮3和第三搅拌叶轮4，其特征在于，沿所述搅拌轴1的轴向方向设置有与搅拌轴1等长的条形凸起6，所述第一搅拌叶轮2包括呈盘状的第一叶轮盘201、均布在第一叶轮盘201上呈片状的多个第一叶轮片203和设置在第一叶轮盘201中心的第一叶轮盘连接筒202，所述第二搅拌叶轮3包括呈盘状的第二叶轮盘301、均布在第二叶轮盘301上呈片状的多个第二叶轮盘303和设置在第二叶轮盘301中心的第二叶轮盘连接筒302，所述第三搅拌叶轮4包括呈盘状的第三叶轮盘401、设置在第三叶轮盘401中心的第三叶轮盘连接筒402和多个第三叶轮片403，且第一叶轮盘连接筒202、第二叶轮盘连接筒302、第三叶轮盘连接筒402分别相对于第一叶轮盘201、第二叶轮盘301、第三叶轮盘401突出，且各自上还设置有与条形凸起6匹配的凹槽，第一叶轮盘连接筒202、第二叶轮盘连接筒302、第三叶轮盘连接筒402均设置有内螺纹通孔，还包括与内螺纹通孔数量相等的锁紧螺栓5，每个锁紧螺栓5分别与一个内螺纹通孔成螺纹连接。

具体的此设置中，设置在第一叶轮盘连接筒202、第二叶轮盘连接筒302、第三叶轮盘连接筒402上的凹槽和搅拌轴1的轴向方向设置的与搅拌轴1等长的条形凸起6相配合，防止第一叶轮盘连接筒202、第二叶轮盘连接筒302、第三叶轮盘连接筒402相对于搅拌轴1旋转，即用于搅拌轴1向第一搅拌叶轮2、第二搅拌叶轮3和第三搅拌叶轮4传递转矩；通过旋紧分别设置在第一叶轮盘连接筒202、第二叶轮盘连接筒302、第三叶轮盘连接筒402的锁紧螺栓5，分别实现第一叶轮盘连接筒202、第二叶轮盘连接筒302、第三叶轮盘连接筒402相对于搅拌轴1的顶紧，实现第一搅拌叶轮2、第二搅拌叶轮3和第三搅拌叶轮4相对于搅拌轴1轴向方向上的固定；而在第一搅拌叶轮2、第二搅拌叶轮3和第三搅拌叶轮4在搅拌轴1轴向方向位置需要调整时，松懈锁紧螺栓5，便于第一搅拌叶轮2、第二搅拌叶轮3和第三搅拌叶轮4相对于搅拌轴1移动。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上作进一步改进，如图1、图2、图3、图4和图5所示，所述第一叶轮片203相对于搅拌轴1横截面的夹角范围在7°到15°范围内，第二叶轮片303相对于搅拌轴1横截面的夹角范围在55°到60°范围内，第三搅拌叶轮4为平叶轮。

所述搅拌轴1的侧面上还设置有多个沿搅拌轴1轴向方向分布的内螺纹孔

所述第一叶轮片203、第二叶轮片303和第三叶轮片403的表面上均设置有一层橡胶层。

第一叶轮片203相对于搅拌轴1横截面的夹角范围在7°到15°范围内，在使用时，位于最上端的第一搅拌叶轮2位于液面处以下附近，驱动装置带动本发明转动，第一叶轮片203实现反应溶液液面翻滚，使得反应溶液能够与无菌空气充分混合以增加反应溶液的溶氧量，角度的设置旨在取得理想的翻滚剧烈程度；第二叶轮片303实现反应溶液沿着反应器轴向方向上的运动，即实现其位置处反应溶液沿着反应器轴向方向上的运动，角度的设置旨在取得理想的反应溶液抽取速度；设置的第三搅拌叶轮4实现反应溶液在反应器径向方向的搅动，这样，便增加了反应溶液在液面处与无菌空气的接触面面积、使得反应溶液在反应器内中部由上往下或由下往上运动，在反应器侧壁附近由下往上或由上往下运动、在反应器底部实现反应溶液在反应器径向方向的再分布。  

设置的内螺纹孔用于与锁紧螺栓5成螺纹连接，这样，在锁紧螺栓5旋入内螺纹孔后，锁紧螺栓5能够承受的剪切力更有利于保证第一搅拌叶轮2、第二搅拌叶轮3和第三搅拌叶轮4在搅拌轴上的稳定性。

设置的橡胶层旨在阻隔第一叶轮片203、第二叶轮片303和第三叶轮片403和反应溶液直接接触，延长此三个在使用时易损坏构件的使用寿命

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上作进一步限定，如图1、图2、图3、图4和图5所示，第一搅拌叶轮2上的第一叶轮片203、第二搅拌叶轮3上的第二叶轮片303，第三搅拌叶轮4上的第三叶轮片403的数量均为6个。

所述第一叶轮片203、第二叶轮片303和第三叶轮片403沿各自长度方向上均设置有加强筋，且每个加强筋的厚度从远离搅拌轴1的一端到靠近搅拌轴1的一端线性增加。

第一搅拌叶轮上2的第一叶轮片203、第二搅拌叶轮3上的第二叶轮片303，第三搅拌叶轮4上的第三叶轮片403的数量设置，旨在保证各叶轮流场的液流得到充分搅拌而又不致自相干扰造成混合不均。

设置的加强筋有利于增强第一叶轮片203、第二叶轮片303和第三叶轮片403的强度，加强筋结构的设置旨在减小本发明的重量。

Claims (6)

1.反应器搅拌用叶轮，包括搅拌轴（1）和由上至下固定连接在搅拌轴（1）上的第一搅拌叶轮（2）、第二搅拌叶轮（3）和第三搅拌叶轮（4），其特征在于，沿所述搅拌轴（1）的轴向方向设置有与搅拌轴（1）等长的条形凸起（6），所述第一搅拌叶轮（2）包括呈盘状的第一叶轮盘（201）、均布在第一叶轮盘（201）上呈片状的多个第一叶轮片（203）和设置在第一叶轮盘（201）中心的第一叶轮盘连接筒（202），所述第二搅拌叶轮（3）包括呈盘状的第二叶轮盘（301）、均布在第二叶轮盘（301）上呈片状的多个第二叶轮盘（303）和设置在第二叶轮盘（301）中心的第二叶轮盘连接筒（302），所述第三搅拌叶轮（4）包括呈盘状的第三叶轮盘（401）、设置在第三叶轮盘（401）中心的第三叶轮盘连接筒（402）和多个第三叶轮片（403），且第一叶轮盘连接筒（202）、第二叶轮盘连接筒（302）、第三叶轮盘连接筒（402）分别相对于第一叶轮盘（201）、第二叶轮盘（301）、第三叶轮盘（401）突出，且各自上还设置有与条形凸起（6）匹配的凹槽，第一叶轮盘连接筒（202）、第二叶轮盘连接筒（302）、第三叶轮盘连接筒（402）均设置有内螺纹通孔，还包括与内螺纹通孔数量相等的锁紧螺栓（5），每个锁紧螺栓（5）分别与一个内螺纹通孔成螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的反应器搅拌用叶轮，所述第一叶轮片（203）相对于搅拌轴（1）横截面的夹角范围在7°到15°范围内，第二叶轮片（303）相对于搅拌轴（1）横截面的夹角范围在55°到60°范围内，第三搅拌叶轮（4）为平叶轮。

3.根据权利要求1所述的反应器搅拌用叶轮，其特征在于，所述搅拌轴（1）的侧面上还设置有多个沿搅拌轴（1）轴向方向分布的内螺纹孔。

4.根据权利要求1所述的反应器搅拌用叶轮，其特征在于，所述第一叶轮片（203）、第二叶轮片（303）和第三叶轮片（403）的表面上均设置有一层橡胶层。

5.根据权利要求2所述的反应器搅拌用叶轮，其特征在于，第一搅拌叶轮（2）上的第一叶轮片（203）、第二搅拌叶轮（3）上的第二叶轮片（303），第三搅拌叶轮（4）上的第三叶轮片（403）的数量均为6个。

6.根据权利要2所述的反应器搅拌用叶轮，其特征在于，所述第一叶轮片（203）、第二叶轮片（303）和第三叶轮片（403）沿各自长度方向上均设置有加强筋，且每个加强筋的厚度从远离搅拌轴（1）的一端到靠近搅拌轴（1）的一端线性增加。