CN110452805A - 一种带破壳功能的桨式搅拌器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带破壳功能的桨式搅拌器，包括相互连接的转轴、搅拌桨，所述搅拌桨垂直所述转轴设置；所述搅拌桨的一端与所述转轴固定连接，所述搅拌桨的另一端设置有斗状的桨叶，所述桨叶上的斗状开口边沿设为锯齿状，所述桨叶的斗状开口方向与正向搅拌时的着力方向一致；所述桨叶上设有板刀，所述板刀背离所述斗状开口设置，所述板刀的刀口方向与反向搅拌时的着力方向一致；多个所述搅拌桨沿所述转轴的轴心呈螺旋状均匀地安装在所述转轴上。本发明尤其适合混合原料高浓度连续发酵的工艺，在发酵液浓度高时仍然能够轻松自如搅拌，破壳能力强，用电量低，更节省能耗，降低运营成本。

Description

一种带破壳功能的桨式搅拌器

技术领域

本发明涉及沼气生产领域，尤其涉及反应器内部一种搅拌器工具，具体涉及一种带破壳功能的桨式搅拌器。

背景技术

在沼气生产过程当中，规模化厌氧反应器内部的发酵原料通常在未搅拌或不充分搅拌的状态下容易分层，其中发酵液上层的浮渣层的发酵原料较长时间的堆积后容易发生结壳现象，发酵液上的结壳层将对沼气的发酵起主要的影响。而一般情况采用搅拌器进行搅拌，通过搅拌一方面使发酵原料与微生物之间保持充分的接触，同时散发发酵产生的温度以及均匀发酵液的浓度，进而提高发酵原料的消化效率，增加产气量，缩短发酵的反应周期，另一方面有效防止发酵液的浮渣层的结壳，而现有的搅拌器在发酵液出现结壳时，常出现搅拌效率低且不能有效的破除浮渣层结壳的现象，因而使得发酵原料的消化效率下降，并最终因为浮渣层结壳增厚增大，导致反应器4无法产气，遭受停产损失。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种带破壳功能的桨式搅拌器，在搅拌的同时，搅拌器的带锯齿以及板刀的斗式桨叶能够轻易切割开漂浮层的外壳，有效地解决反应器内部秸秆漂浮层问题，适合混合原料高浓度连续发酵的工艺，在发酵液浓度高达18％时仍然能够轻松自如搅拌，破壳能力强。本发明提高了反应器内池容产气率，同时用电量低，相比其他搅拌器更能适应高浓度发酵，更节省能耗，降低运营成本。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种带破壳功能的桨式搅拌器，包括相互连接的转轴、搅拌桨，所述搅拌桨垂直所述转轴设置；所述搅拌桨的一端与所述转轴固定连接，所述搅拌桨的另一端设置有斗状的桨叶，所述桨叶上的斗状开口边沿设为锯齿状，所述桨叶的斗状开口方向与正向搅拌时的着力方向一致。

本发明的搅拌器带有破壳功能，在搅拌的同时，搅拌器的带锯齿的斗状桨叶能够轻易切割开漂浮层的外壳，并利用斗状桨叶将切下的壳按压进液面下进行搅拌，有效地解决反应器内部秸秆漂浮层问题，适合混合原料高浓度连续发酵的工艺，在发酵液浓度高时仍然能够轻松自如搅拌，破壳能力强，搅拌效率高。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

优选地，所述桨叶上设有板刀，所述板刀背离所述斗状开口设置，所述板刀的刀口方向与反向搅拌时的着力方向一致。当液面结壳严重时，搅拌器正向启动阻力较大，可先反向启动搅拌器，通过斗状桨叶上的板刀对结壳的漂浮层进行切割，因为用板刀切割的阻力较小，待结壳分割成较大的块状漂浮层后，再换成正向搅拌进一步将每块漂浮层打散并压入液面下，提高搅拌效率。

优选地，所述桨叶的形状为三角斗形状。三角斗的锐角与搅拌桨连接，可使转轴传递到桨叶上的能量更加平衡、集中，减小能量的损耗。

优选地，所述搅拌器包括多个所述搅拌桨，多个所述搅拌桨沿所述转轴的轴心呈螺旋状均匀地安装在所述转轴上。多个搅拌桨沿转轴的轴心呈螺旋状均匀分布，使搅拌器的重心平衡，防止因为重心不平衡引起搅拌器搅拌时振动过大。

优选地，多个所述搅拌桨之间通过连接件固定连接。搅拌桨之间通过刚性的连接件固定连接，增加了搅拌器的稳固性，在搅拌的过程中也起到了相互支撑的作用。

优选地，相邻的所述搅拌桨之间间隔的角度相同，相邻的所述搅拌桨在所述转轴上的连接点之间的距离相同。此设置使多个搅拌桨在转轴上均匀排布，有利于搅拌器的重心平衡。

本发明的有益效果是：本发明的一种带破壳功能的桨式搅拌器，在正向搅拌的同时，搅拌器的带锯齿的斗状桨叶能够轻易切割开漂浮层的外壳，同时将切下的外壳压入液面下深处进行搅拌，有效地解决反应器内部秸秆漂浮层问题；当液面结壳比较严重，导致搅拌器正向起动困难时，反向起动搅拌器，桨叶上的板刀能轻易地将结壳切成大块漂浮在液面上，此时再正向起动搅拌器，搅拌器的斗状桨叶上的锯齿即能将液面的结壳切成小块并压入液面下，从而达到搅拌的目的；本发明尤其适合混合原料高浓度连续发酵的工艺，在发酵液浓度高达18％时仍然能够轻松自如搅拌，破壳能力强。本发明提高了反应器内池容产气率，根据实际需要选择正向搅拌或者反向搅拌，用电量低，相比其他搅拌器更能适应高浓度发酵，更节省能耗，降低运营成本。

附图说明

图1为本发明整体结构正面视图；

图2为本发明整体结构侧面视图；

图3为本发明桨叶正面视图；

图4为本发明桨叶侧面视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、转轴，2、搅拌桨，201、桨臂，202、桨叶，2021、锯齿，2022、板刀，3、桨臂连接板，4、反应器，5、驱动电机，6、反应器外壁固定支撑架，7、反应器内部支撑架，8、行星齿轮，9、联轴器，10、机械密封装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1～2所示，一种带破壳功能的桨式搅拌器，横向设置在反应器4内，包括相互连接的转轴1、搅拌桨2，所述搅拌桨2垂直所述转轴1设置。转轴1的两端横向贯穿反应器4壁，并通过机械密封装置10对转轴1与反应器4的接口进行密封，转轴1与反应器4可相对转动。机械密封装置10为现有技术，本实施例在此不做赘述。转轴1的一端设有同轴设置的双向驱动电机5，驱动电机5的输出轴通过联轴器9与行星齿轮8的主动齿轮连接，转轴1靠近驱动电机5的一端与行星齿轮8的从动齿轮连接，驱动电机5高速驱动行星齿轮8运转，经过行星齿轮8的降速作用后，带动搅拌器的转轴1进行低速运转，从而带动搅拌桨2进行搅拌。行星齿轮8的结构为现有技术，本实施例在此不做赘述。使用行星齿轮8降速，可增大传递到搅拌器转轴1上的扭矩，能切割开更厚的液面结壳，达到更好的搅拌效率。驱动电机5的固定部分通过反应器外壁固定支撑架6固定安装在反应器4的外壁上，以对驱动电机5进行固定。转轴1远离驱动电机5的一端在反应器4内通过轴承安装在反应器内部支撑架7上。

所述搅拌桨2包括分别设置为搅拌桨2两端的桨臂201与桨叶202，桨臂201与桨叶202固定连接的。所述搅拌桨2的桨臂201一端与所述转轴1通过连接件固定连接，所述搅拌桨2的桨叶202一端设置为斗状，所述桨叶202上的斗状开口边沿设为锯齿状，桨叶202上的斗状开口每一个边沿都设置有锯齿2021，所述桨叶202的斗状开口方向与正向搅拌时桨叶202与液面的着力方向一致。斗状桨叶202运转到最高位置时，斗状桨叶202高于液面。

本实施例的搅拌器带有破壳功能，在正向搅拌的同时，搅拌器的带锯齿2021的斗状桨叶202能够轻易切割开漂浮层的外壳，并利用斗状桨叶202将切下的小块外壳按压进液面下深处进行搅拌，有效地解决反应器4内部秸秆漂浮层问题，适合混合原料高浓度连续发酵的工艺，在发酵液浓度高时仍然能够轻松自如搅拌，破壳能力强，搅拌效率高。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

如图3～4所示，本实施例中，所述桨叶202上设有板刀2022，所述板刀2022在背离所述斗状开口的位置设置，所述板刀2022的刀口方向与反向搅拌时板刀2022与液面的着力方向一致。当液面结壳严重时，搅拌器正向启动阻力较大，可先反向启动搅拌器，通过斗状桨叶202上的板刀2022对结壳的漂浮层进行切割，因为板刀2022与结壳接触面积小，在同等扭力的作用下压强更大，用板刀2022切割的阻力较小，待结壳分割成较大的块状漂浮层后，再换成正向搅拌进一步将每块漂浮层打散并压入液面下，以提高搅拌效率。

本实施例中，所述桨叶202的形状为三角斗形状。三角斗的锐角与搅拌桨2连接，可使转轴1传递到桨叶202上的能量更加平衡、集中，减小能量的损耗的同时提高结壳切割与搅拌效率。

本实施例中，所述搅拌器包括八个所述搅拌桨2，八个所述搅拌桨2沿所述转轴1的轴心呈螺旋状均匀地安装在所述转轴1上。多个搅拌桨2沿转轴1的轴心呈螺旋状均匀分布，使搅拌器的重心平衡，防止因为重心不平衡引起搅拌器搅拌时振动过大。

本实施例中，八个所述搅拌桨2的相邻所述搅拌桨2之间通过桨臂连接板3进行固定连接。具体的，每个搅拌桨2向相邻的搅拌桨2上延伸出一块呈锐角三角形的桨臂连接板3，相邻的两个桨臂连接板3经过合理的力学原理设计，其角度相互配合、且固定连接，从而将相邻的搅拌桨2固定安装在一起。桨臂连接板3为刚性连接件，搅拌桨2之间通过刚性的连接件固定连接，起到加强固定支承作用，增加了搅拌器的稳固性，在搅拌器搅拌的过程中起到了搅拌桨2之间相互支撑的作用，同时桨臂连接板3在搅拌的过程中能增加搅拌面积，使得搅拌范围更广，提高搅拌效率。

本实施例中，相邻的所述搅拌桨2之间间隔的角度相同，从转轴的轴心视角看，八个搅拌桨2之间，相邻的搅拌桨2之间互成45°角。并且任意相邻的两个所述搅拌桨2在所述转轴1上的连接点之间的距离相同。此设置使多个搅拌桨2在转轴1上均匀排布，有利于搅拌器的重心平衡，减小搅拌过程中因重心偏移造成的机械振动。

该搅拌器是一种低转速大扭矩的巨型水平轴桨式搅拌器。根据不同的反应器规模，搅拌器可以设置为单个或多个，通过分布在反应器内的不同高度，完美实现反应器内的物料混匀，将反应器内各种物料充分混匀不仅可以将反应器内的补温热能均匀带到整个容器，而且还能为广泛分布的生物菌提供源源不断的食物，从而保障反应器内的有机物质可以连续稳定的被厌氧消化，这是提高产气率和产气稳定的根本保障。驱动电机自重轻，自身能耗低，电机功率不超过15kW。采用多级行星齿轮、低转速大扭矩，维护保养简单好操作。搅拌器置于反应器内部，驱动电机以及支撑架置于反应器外，发酵原料在反应器内部完美密封不泄露得益于精密的密封系统。搅拌器桨臂与桨叶的结构经过合理的力学原理设计，采用数个带锯齿2021的斗状桨叶202，斗背还装有板刀2022，搅拌器正向运行能够同时在轴向和径向大范围的将发酵液搅匀，在正向搅拌的同时，搅拌器的带锯齿2021的斗状桨叶202能够轻易切割开漂浮层的外壳，同时将切下的外壳压入液面下深处进行搅拌，有效地解决反应器4内部秸秆漂浮层问题；当液面结壳比较严重，导致搅拌器正向起动困难时，此时反向起动搅拌器，桨叶202上的板刀2022能轻易地将结壳切成大块漂浮在液面上，再正向起动搅拌器，搅拌器的斗状桨叶202上的锯齿2021即能将液面的结壳切成小块并压入液面下，从而达到高效搅拌的目的。

本发明的搅拌器，主要用于大型沼气工程中反应器内部的搅拌，针对国内复杂困难的秸秆类高木质素高纤维素的原料，该搅拌器可以避免原料漂浮或下沉，同时还能处理漂浮层结壳的情况，尤其适合混合原料高浓度连续发酵工艺。其在池内发酵液含固率高达18％仍能正常运行；优异的破壳混匀能力，完全避免结壳现象，单位池容产气率高达2.5m³/d；高效搅拌，超低能耗，驱动电电机功率不到15kW，节省运行电费、降低运营成本；免维护穿墙密封技术，传动部分位于反应器之外，保养维护在罐外进行，不需对反应器开顶，维护时安全可靠。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带破壳功能的桨式搅拌器，其特征在于，包括相互连接的转轴(1)、搅拌桨(2)，所述搅拌桨(2)垂直所述转轴(1)设置；所述搅拌桨(2)的一端与所述转轴(1)固定连接，所述搅拌桨(2)的另一端设置有斗状的桨叶(202)，所述桨叶(202)上的斗状开口边沿设为锯齿状，所述桨叶(202)的斗状开口方向与正向搅拌时的着力方向一致。

2.根据权利要求1所述一种带破壳功能的桨式搅拌器，其特征在于，所述桨叶(202)上设有板刀(2022)，所述板刀(2022)背离所述斗状开口设置，所述板刀(2022)的刀口方向与反向搅拌时的着力方向一致。

3.根据权利要求1或2所述一种带破壳功能的桨式搅拌器，其特征在于，所述桨叶(202)的形状为三角斗形状。

4.根据权利要求1所述一种带破壳功能的桨式搅拌器，其特征在于，所述搅拌器包括多个所述搅拌桨(2)，多个所述搅拌桨(2)沿所述转轴(1)的轴心呈螺旋状均匀地安装在所述转轴(1)上。

5.根据权利要求4所述一种带破壳功能的桨式搅拌器，其特征在于，多个所述搅拌桨(2)之间通过连接件固定连接。

6.根据权利要求4或5所述一种带破壳功能的桨式搅拌器，其特征在于，相邻的所述搅拌桨(2)之间间隔的角度相同，相邻的所述搅拌桨(2)在所述转轴(1)上的连接点之间的距离相同。