CN110433725A - 无菌罐搅拌驱动结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及食品加工领域，具体公开了一种无菌罐搅拌驱动结构，包括用于连接罐体上端的支承体，所述支承体中间贯穿设置有搅拌杆，所述支承体呈阶梯管状；所述搅拌杆上端通过连轴器与减速机连接，所述搅拌杆与连轴器中间设置有哈夫环，所述支承体内壁设置有环形屏蔽通道，且环形屏蔽通道与轴承相离，所述环形屏蔽通道通过设置在支承体上的进气通道与出气通道与外接相通；所述屏蔽通道内可通入杀菌气体，在保证密封的同时使搅拌杆下端悬空，减少清洁死角，保证无菌罐的无菌效果。

Description

无菌罐搅拌驱动结构

技术领域

本发明涉及食品加工领域，具体为一种无菌罐搅拌驱动结构。

背景技术

无菌搅拌罐常应用与食品加工领域，其中，无菌环境是保证食品卫生的重要条件，而密封方式就决定了工艺优劣与能否达到无菌效果的重要环节，现有的无菌搅拌罐常用的密封方式主要为机械密封，机械密封中起主要作用的密封环，即静环和动环，在很大程度上决定了机械密封的使用性能和寿命；其中，动环多采用石墨环，石墨环在密封启用中，其碳微粒很容易脱落，而使密封面在密封停用时粘住；静环硬，表面的过热会引起密封环的严重磨损。

无菌搅拌罐因为罐体大设备重，常采用在搅拌杆上下进行支撑的方式，以此来保证搅拌杆在工作时候的稳定性，但搅拌杆在罐内的支撑部位就存在清洁死角，罐体在多次使用后，支撑部位无法保证清理干净，残留的食品废渣就会附着在搅拌杆的支撑部位，产生细菌造成下次加工的污染，以至于无法有效保证无菌罐内的无菌环境。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种无菌搅拌罐搅拌驱动结构，所采用的技术方案是：包括用于连接罐体上端的支承体，所述支承体中间贯穿设置有搅拌杆，所述支承体呈阶梯管状，支承体的大尺寸端用于连接罐体；所述搅拌杆与支承体间设置有轴承，所述支承体内壁设置有环形屏蔽通道，且环形屏蔽通道与轴承相离，所述环形屏蔽通道通过设置在支承体上的进气通道与出气通道与外接相通；所述环形屏蔽通道构成容纳杀菌气体的隔离区域。

优选的：所述进气通道与出气通道的粗细小于屏蔽通道的粗细，所述进气通道与出气通道外端分别设置快接接头。

优选的：所述的轴承安装于支承体上端，所述支承体上还设置有星型密封圈，所述星型密封圈位于屏蔽通道的上下两侧。

优选的：所述星型密封圈在屏蔽通道的上下两侧各设置两个。

优选的：所述支承体下端与法兰盘通过螺栓连接，法兰盘与罐体上端焊接。

优选的：所述轴承使用的是滑动轴承，所述滑动轴承使用的材料是 Peek。

优选的：所述星型密封圈使用的材料为食品级耐磨氟橡胶。

优选的：所述搅拌杆上端通过连轴器与减速机连接，所述搅拌杆上设置有环形凹槽，与所述搅拌杆连接的连轴器分为连轴器上部与连轴器下部，所述连轴器上部与连轴器下部通过沉头螺栓连接，所述连轴器上部与连轴器下部中间卡入有哈夫环，所述哈夫环为两半，且内侧卡在搅拌杆的环形凹槽内。

优选的：所述减速机的输出轴下端为法兰状，所述连轴器与输出轴下端之间设置有隔热层。

优选的：所述减速机下方设置有支承法兰，所述支承法兰下方设置有用于支撑支承法兰及减速机的支承座。

本发明的有益之处在于：1、改变了原有的机械密封方式，采用屏蔽通道可通入蒸汽的结构，实现在搅拌轴处形成屏蔽区域，阻隔罐内和外界的氛围。采用屏蔽通道通入蒸汽密封的方式，不但改善了原有机械密封不耐高温的问题，还改善了机械密封在工作一段时间发生磨损后，无法保证罐体内无菌环境的问题；蒸汽密封还减少了机械磨损，使用寿命更长，蒸汽的压力也能防止废渣掉落入罐体中污染环境，蒸汽的高温也可以对罐内进行杀菌，在保证密封的同时能够更有效的让罐内达到无菌的效果；2、整个搅拌杆的重量由支承体和轴承、连轴器承担，尤其是由连轴器和哈夫承担绝大部分重力。无菌搅拌罐中的搅拌杆下端就可以采用悬空的方式，节约了加工成本，降低了加工难度，食品加工后没有清洁死角，减少了后期清洁工作的强度，同时也保证了罐体多次使用后不会因为食物残渣而滋生细菌，污染无菌罐内的无菌环境；滑动轴承的自润滑性也减低了转动时的磨损，保证了搅拌杆的正常转动。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的工作流程图。

图中：1-减速机；2-支承法兰；3-支承座；4-隔热层；6-轴承；7- 星型密封圈；8-出气通道；9-罐体；10-进气通道；11-支承体；12-哈夫；13-动力轴；14-搅拌杆；15-环形屏蔽通道；16-连轴器上部；17- 连轴器下部。

具体实施方式

本发明是一种无菌罐搅拌驱动结构，主要提供了一种在食品加工时使用的无菌环境下的密封搅拌结构，如图1-图2所示，包括用于连接罐体9上端的支承体11，所述支承体11下端与法兰盘通过螺栓连接，法兰盘与罐体9上端焊接，法兰盘上围绕罐体9口部一圈设置有密封圈凹槽，在连接时放置密封圈以保证支承体11的固定以及对罐口的密封，使得罐体9内部处于密封无菌的环境；所述支承体11呈阶梯管状，即支承体11上端直径小，下端直径大，支承体11的大尺寸端用于连接罐体9。

所述支承体11中间贯穿设置有搅拌杆14，所述搅拌杆14与支承体 11间设置有轴承6，轴承6可使用限制搅拌杆14轴向运动的轴承，例如角接触球轴承、推力球轴承等，本发明所使用的是推力滑动轴承，滑动轴承在滑动摩擦下工作，平稳可靠，可减少搅拌杆14的表面磨损，且该滑动轴承所采用的材料是时下最热的工程塑料研制而成的Peek材质，PEEK(聚醚醚酮)是一种具有耐高温、机械性能优异、自润滑性好的新型材料，在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域得到广泛应用，由于其本身环保无毒，可与食品直接接触，用PEEK 代替原本的金属轴承，不需要像金属轴承一样添加润滑剂，遏制了金属轴承磨损严重的问题。

所述支承体11内壁设置有环形屏蔽通道15，且环形屏蔽通道15与轴承6相离并位于轴承6的下方，所述环形屏蔽通道15通过设置在支承体11上的进气通道10与出气通道8与外接相通，所述进气通道10 与出气通道8的粗细小于环形屏蔽通道15的粗细，即进气通道10与出气通道8的内径小于环形屏蔽通道15在搅拌杆14方向上高度，使得环形屏蔽通道15的空间大于进气通道10、出气通道8的空间，所述环形屏蔽通道15构成容纳杀菌气体的隔离区域，所述进气通道10与出气通道8外端分别设置快接接头，通过蒸汽管道与蒸汽发生器连接，蒸汽管道可采用软管，此种特殊形状的支承体11可通过浇铸制成，也可以通过车削加工制成，本发明采用的是蒸汽进行杀菌，蒸汽的高温可以对罐体9内进行杀菌，使罐体9内达到无菌的环境，高温蒸汽杀菌是食品加工领域常用的杀菌手段，加压的蒸汽也可以阻隔罐体9内和罐体9外的气氛，避免外界的灰尘、杂质落入罐体9中，使得罐体9在只使用压力蒸汽而不使用密封圈进行密封时，一样可以达到密封杀菌的目的。

所述支承体11上还设置有星型密封圈7，所述星型密封圈7位于环形屏蔽通道15的上下两侧，星型密封圈7用作动密封，其接触面积小摩擦阻力小，在没有蒸汽通入的时候，即可达到密封的效果也不影响搅拌杆14的转动，当屏蔽蒸汽通入时，屏蔽蒸汽的压力对星型密封圈7 有一个径向施压，使得星型密封圈7压紧变形，与搅拌杆14的密封面接触面积不断增大，所述星型密封圈7可以在屏蔽通道的上下两侧各设置2个，从而保证有更好的密封效果，所述星型密封圈7采用的是耐磨耐高温的食品级的氟橡胶。

所述搅拌杆14上设置有环形凹槽，环形凹槽设置在可以使得搅拌杆下端在罐体9内保持悬空的位置，所述搅拌杆14上端通过连轴器与减速机1连接，与所述搅拌杆14连接的连轴器分为连轴器上部16与连轴器下部17，所述连轴器上部16与连轴器下部17通过沉头螺栓连接，所述连轴器上部16与连轴器下部17中间卡入有哈夫环12，所述哈夫环 12为两半，内侧卡在搅拌杆14的环形凹槽内，连接时先从搅拌杆14上端套入连轴器下部17，然后将两半哈夫环12卡入搅拌杆14的环形凹槽内，最后套入连轴器上部16后拧紧沉头螺栓进行固定，此时，哈夫环 12的外侧正好卡在连轴器上部16与连轴器下部17之间，哈夫环12内侧卡在搅拌杆14的环形凹槽内，使得搅拌杆14与连轴器之间无法产生相对位移，通过卡在合适的位置实现对搅拌杆14的支撑作用，使得搅拌杆14下端可悬空。

所述减速机1下方设置有支承法兰2，所述支承法兰2下方设置有支承座3，安装时，减速机1通过支承法兰2和支承座3进行固定，减速机1的输出端再与连轴器通过螺栓连接，连轴器下部17的下端面与滑动轴承6的上端面接触，转动时连轴器带动搅拌杆14一起转动，而滑动轴承6的自润滑性可减少连轴器与滑动轴承6端面间的磨损，保证转动的正常进行，所述减速机1的输出轴下端为法兰状，所述连轴器与输出轴下端之间还设置有隔热层，当蒸汽通入后，高温会由搅拌杆14 传导至减速机1的输出端，隔热层的设置可以避免温度过高对减速机造成损坏。

具体安装方式是：1、将四个星型密封圈7装入支承体11星型密封圈凹槽内；

2、将搅拌杆14的下端以及固定在搅拌杆14下端的搅拌叶片一起装入罐体9内，从搅拌杆14的上端套入已经安装好星型密封7的支承体11，并通过螺栓将支撑体11与罐体9上焊接的法兰进行固定，再从搅拌杆14的上端套入Peek材料的滑动轴承，使得搅拌杆14与支承体 11之间滑动连接；

3、从搅拌杆14的上端依次套入连轴器下部17、哈夫环12、连轴器上部16，再用沉头螺栓进行固定，连轴器下部17的下端面与滑动轴承6的上端面接触，此时哈夫环12卡在连轴器与搅拌杆14中间，三者形成一个约束，使得搅拌杆14轴向卡紧在连轴器内，通过哈夫环12在搅拌杆14卡入的位置设置，决定了搅拌杆14下端成悬空状态；

4、将连接有搅拌杆14的连轴器放置在支承体11上后固定减速机1，减速机1通过支承法兰2和支承座3固定在平面上，减速机1输出轴下端为法兰状，与连轴器中间垫入隔热层后通过螺栓连接，完成整体安装。

具体工作方式是：当对食品需要进行搅拌加工时，将需要加工的食品倒入罐体9中，再依次放置搅拌杆14、装好星型密封圈7的支承体 11，固定好支承体11后，从搅拌杆14上端套入滑动轴承6、连轴器下部17，在搅拌杆14的预设的环形凹槽内卡入哈夫环12，最后套入连轴器上部16后进行固定，再将连轴器与减速机1的输出端固定后，启动电机，电机的转动带动减速机1输出轴转动，输出轴通过连轴器带动搅拌杆14在罐体9内进行搅拌，转动时，由于搅拌杆14通过哈夫环12 轴向卡死在连轴器内，此时搅拌杆14不会产生轴向位移，也即搅拌杆 14的大部分重量由哈夫环12和连轴器承担，且支承体11与搅拌杆14 间设置的限制位移的滑动轴承6也对搅拌杆14有一个轴向支撑力，分担了搅拌杆14的部分重量，以此保证搅拌杆14下端处于完全悬空的状态，罐体9内部为一整体没有清洁死角，不会因为罐体9重复使用而造成食品残渣难以清理而滋生细菌，对后期的食品加工产生影响的问题；连轴器下部下端面与滑动轴承6之间滑动摩擦，由于滑动轴承6PEEK材质本身的特性使得在不需要添加任何润滑油的情况下，搅拌杆14都可以保证正常的周向转动；支承体11的下端面与搅拌杆14接触的位置设置为倒角，即支承体11的下端面与孔之间是圆滑过渡，以避免金属之间的碰撞摩擦，减少搅拌杆14的使用寿命。

在搅拌时，需要通入蒸汽以保证无菌罐的密封效果，且蒸汽的高温也可以起到杀菌的效果，压力蒸汽由蒸汽发生器产生，通过蒸汽管道与进气通道10的快接接头连接，此时压力蒸汽从进气通道10进入环形屏蔽通道15内，当环形屏蔽通道15内充满压力蒸汽后，压力蒸汽从出气通道8流出到管道中，由于出气通道8的空间较环形屏蔽通道15的空间更小，所以压力蒸汽只能缓慢从出气通道8流出，使得环形屏蔽通道 15内由于不断通入的压力蒸汽而产生更大的压力，产生的压力对星型密封圈7径向施压，从而让星型密封圈7密封的更加紧密，这种蒸汽和星型密封圈双重配合密封的方式，不会使得蒸汽破坏滑动轴承的润滑，蒸汽的高温使得搅拌杆14的温度升高，搅拌杆14下端伸入罐体9的部分也随之升高，使得与食品接触的搅拌杆的部分和搅拌叶片对食品有一个高温杀菌的作用，保证了罐体9内的无菌氛围。

搅拌加工完成后，关闭电机与蒸汽发生器，移除减速机和蒸汽管道，冷却一段时间后，打开支承体11取出搅拌杆14，并将加工好的食品倒出，搅拌杆14与罐体9可重新清洗后再次使用。

没有了搅拌杆14下端支撑轴的支撑，不但节约了成本，还避免了清洁死角，为后期的清洁工作提供了便利；双重密封也弥补了单纯的密封圈密封带来的不足，且此密封结构不会使得蒸汽对轴承的润滑造成破坏，保证了轴承运行的稳定性，同时也保证了无菌搅拌罐在多次使用后不会因为清理不干净的食物残渣而滋生细菌，更好的保证密封效果，使得无菌罐内始终保持无菌的环境。

上述实施方式是优选的实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无菌罐搅拌驱动结构，包括用于连接罐体(9)上端的支承体(11)，所述支承体(11)中间贯穿设置有搅拌杆(14)，其特征在于：所述支承体(11)呈阶梯管状，支承体(11)的大尺寸端用于连接罐体(9)；所述搅拌杆(14)与支承体(11)间设置有轴承(6)，所述支承体(11)内壁设置有环形屏蔽通道(15)，且环形屏蔽通道(15)与轴承(6)相离，所述环形屏蔽通道(15)通过设置在支承体(11)上的进气通道(10)与出气通道(8)与外接相通；所述环形屏蔽通道(15)构成容纳杀菌气体的隔离区域。

2.根据权利要求1所述的无菌罐搅拌驱动结构，其特征在于：所述进气通道(10)与出气通道(8)的粗细小于环形屏蔽通道(15)的粗细，所述进气通道(10)与出气通道(8)外端分别设置快接接头。

3.根据权利要求1所述的无菌罐搅拌驱动结构，其特征在于：所述的轴承(6)安装于支承体(11)上端，所述支承体(11)上还设置有星型密封圈(7)，所述星型密封圈(7)位于屏蔽通道的上下两侧。

4.根据权利要求3所述的无菌罐搅拌驱动结构，其特征在于：所述星型密封圈(7)在屏蔽通道的上下两侧各设置两个。

5.根据权利要求1所述的无菌罐搅拌驱动结构，其特征在于：所述支承体(11)下端与法兰盘通过螺栓连接，法兰盘与罐体(9)上端焊接。

6.根据权利要求1所述的无菌罐搅拌驱动结构，其特征在于：所述轴承(6)使用的是滑动轴承，所述滑动轴承使用的材料是PEEK。

7.根据权利要求3所述的无菌罐搅拌驱动结构，其特征在于：所述星型密封圈(7)使用的材料为食品级耐磨氟橡胶。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的无菌罐搅拌驱动结构，其特征在于：所述搅拌杆(14)上端通过连轴器与减速机(1)连接，所述搅拌杆(14)上设置有环形凹槽，与所述搅拌杆(14)连接的连轴器分为连轴器上部(16)与连轴器下部(17)，所述连轴器上部(16)与连轴器下部(17)通过沉头螺栓连接，所述连轴器上部(16)与连轴器下部(17)中间卡入有哈夫环(12)，所述哈夫环(12)为两半，且内侧卡在搅拌杆(14)的环形凹槽内。

9.根据权利要求9所述的无菌罐搅拌驱动结构，其特征在于：所述减速机(1)的输出轴下端为法兰状，所述连轴器与输出轴下端之间设置有隔热层。

10.根据权利要求1所述的无菌罐搅拌驱动结构，其特征在于：所述减速机(1)下方设置有支承法兰(2)，所述支承法兰(2)下方设置有用于支撑支承法兰(2)及减速机(1)的支承座(3)。