CN206751804U - 一种用于厌氧消化的组合搅拌器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种用于厌氧消化的组合搅拌器，属于有机物厌氧发酵领域，该组合搅拌器安装在厌氧发酵罐内并包括驱动轴，驱动轴竖直设置且能绕驱动轴的轴线转动，驱动轴包括由上至下顺序设置的第一搅拌段、第二搅拌段和第三搅拌段，第一搅拌段上安装有螺旋带式搅拌组件，第二搅拌段上安装有轴流推进式搅拌组件，第三搅拌段上安装有涡轮圆盘式搅拌组件。根据厌氧发酵内物料分层设置不同类型的搅拌组件，使得厌氧发酵罐内的混合物料搅拌更加均匀，提高了厌氧发酵罐内的混合物料其厌氧发酵的效率。

Description

一种用于厌氧消化的组合搅拌器

技术领域

本实用新型涉及有机物厌氧发酵领域，特别涉及一种用于厌氧消化的组合搅拌器。

背景技术

我国是农业大国，秸秆资源十分丰富，但是目前相当多的秸秆被弃置或者进行焚烧，没有得到合理的开发利用，所以秸秆资源化利用尤为重要。目前，对秸秆进行厌氧消化进而制取沼气的技术已取得了很大的进展。在秸秆发酵控制过程中，通过搅拌器对秸秆进行搅拌是一项重要的工艺，在非均相复杂混合物料(桔杆)的厌氧发酵过程中，在混合物料的上层，秸秆不但漂浮现象特别严重，也非常容易浮渣结壳，形成非连续态的流场，液体处于非流动态，而在混合物料的下层，秸秆容易沉淀，不易与上层物料混合均匀；这种物料严重分层的现象特别不利于秸秆产气。因此对物料进行搅拌控制显得尤其重要，必须保证实现上层漂浮物和下层沉淀物料混合均匀。

现有厌氧发酵罐搅拌装置，其搅拌器桨叶都是轴流推进式桨叶或与其相同类型的桨叶，轴流推进式桨叶主要是轴向推力，虽然也能起到搅拌效果，但是不易使上层流体形成连续态的流场；同时，由于其轴向推力有限，也不能使得上下层物料混合均匀，进而影响物料整体的厌氧发酵效率。

鉴于此，本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出一种用于厌氧消化的组合搅拌器，以期解决现有技术存在的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于厌氧消化的组合搅拌器，使得厌氧发酵罐内的混合物料搅拌更加均匀，提高了厌氧发酵罐内的混合物料其厌氧发酵的效率。

为达到上述目的，本实用新型提出一种用于厌氧消化的组合搅拌器，安装在厌氧发酵罐内，其中，所述组合搅拌器包括驱动轴，所述驱动轴竖直设置且能绕所述驱动轴的轴线转动，所述驱动轴包括由上至下顺序设置的第一搅拌段、第二搅拌段和第三搅拌段，所述第一搅拌段上安装有螺旋带式搅拌组件，所述第二搅拌段上安装有轴流推进式搅拌组件，所述第三搅拌段上安装有涡轮圆盘式搅拌组件。

如上所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其中，所述涡轮圆盘式搅拌组件包括圆盘和多个搅拌叶片，所述圆盘垂直于所述驱动轴并套装在所述第三搅拌段上，多个所述搅拌叶片插装在所述圆盘的边缘并沿所述圆盘的周向均匀分布。

如上所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其中，所述涡轮圆盘式搅拌组件包括6个所述搅拌叶片，每个所述搅拌叶片的叶面均垂直于所述圆盘的上表面。

如上所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其中，所述轴流推进式搅拌组件包括轮毂和安装在所述轮毂上的螺旋桨，所述轮毂套装在所述第二搅拌段上，所述螺旋桨包括多个螺旋桨叶片，多个所述螺旋桨叶片固设在所述轮毂上并沿所述轮毂的周向均布。

如上所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其中，所述螺旋桨的直径与所述厌氧发酵罐的内径的比值为0.2～0.5。

如上所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其中，所述螺旋带式搅拌组件包括固设在所述第一搅拌段外的至少一条螺旋带，所述螺旋带呈螺旋形并连续缠绕在所述第一搅拌段外，所述螺旋带式搅拌组件还包括用于安装所述螺旋带的多个支撑杆，每个所述支撑杆均呈水平设置，所述支撑杆的一端固接在所述第一搅拌段的外壁上，所述支撑杆的另一端固接在所述螺旋带上，多个所述支撑杆的一端沿所述第一搅拌段螺旋向下地间隔设置。

如上所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其中，所述螺旋带式搅拌组件包括两条螺旋叶带，两个所述螺旋带的螺旋方向相同，且两个所述螺旋带的相位差为180度。

如上所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其中，第一搅拌段、第二搅拌段和第三搅拌段均处于所述厌氧发酵罐内液体的液面下方，所述第一搅拌段的高度为所述液体深度的四分之一，所述第二搅拌段的高度为所述液体深度的二分之一，所述第三搅拌段的高度为所述液体深度的四分之一。

如上所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其中，所述螺旋带式搅拌组件、所述轴流推进式搅拌组件和所述涡轮圆盘式搅拌组件分别安装在所述第一搅拌段的中心处、所述第二搅拌段的中心处和所述第三搅拌段的中心处。

如上所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其中，所述驱动轴的顶端和底端分别通过轴承能转动地安装在所述厌氧发酵罐的顶面和所述厌氧发酵罐的底面上，所述驱动轴的顶端伸出所述厌氧发酵罐的顶面并连接有驱动装置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和优点：

本实用新型提出的用于厌氧消化的组合搅拌器，螺旋带式搅拌组件、轴流推进式搅拌组件和涡轮圆盘式搅拌组件均安装在同一个驱动轴上，并随该驱动轴一同绕驱动轴的轴线转动，根据厌氧发酵内物料分层设置不同类型的搅拌组件，使得厌氧发酵罐内的混合物料搅拌更加均匀，提高了整个装置的厌氧发酵效率；其中上层设置的螺旋带式搅拌组件，能够强制搅动物料，打散结壳，使液体形成连续态流场；中层设置的轴流推进式搅拌组件对液体产生轴向的推力，使得流体上下翻腾，混合均匀；下层设置涡轮圆盘式搅拌组件对液体产生径向力，防止下层物料沉淀，增强混合效果，提高了厌氧发酵罐的产气效率。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型提出的用于厌氧消化的组合搅拌器的结构示意图；

图2为本实用新型中螺旋带式搅拌组件的结构示意图；

图3为本实用新型中轴流推进式搅拌组件的结构示意图之一；

图4为本实用新型中轴流推进式搅拌组件的结构示意图之二；

图5为本实用新型中涡轮圆盘式搅拌组件的结构示意图之一；

图6为本实用新型中涡轮圆盘式搅拌组件的结构示意图之二。

附图标记说明：

10 组合搅拌器； 100 驱动轴；

110 第一搅拌段； 120 第二搅拌段；

130 第三搅拌段； 200 螺旋带式搅拌组件；

210 螺旋带； 220 支撑杆；

300 轴流推进式搅拌组件； 310 轮毂；

320 螺旋桨； 321 螺旋桨叶片

400 涡轮圆盘式搅拌组件； 410 圆盘；

420 搅拌叶片； 500 驱动装置；

600 轴承； 30 液面；

31 上层； 32 中层；

33 下层。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。

请参考图1，图1为本实用新型提出的用于厌氧消化的组合搅拌器的结构示意图。如图1所示，本实用新型提出的用于厌氧消化的组合搅拌器10，安装在厌氧发酵罐20内，该用于厌氧消化的组合搅拌器10包括竖直设置的驱动轴100，驱动轴100包括由上至下顺序设置的第一搅拌段110、第二搅拌段120和第三搅拌段130，第一搅拌段110上安装有螺旋带式搅拌组件200，第二搅拌段120上安装有轴流推进式搅拌组件300，第三搅拌段130上安装有涡轮圆盘式搅拌组件400。

本实用新型提出的用于厌氧消化的组合搅拌器10，螺旋带式搅拌组件200、轴流推进式搅拌组件300和涡轮圆盘式搅拌组件400均安装在同一个驱动轴100上，驱动轴100绕自身轴线转动并带动螺旋带式搅拌组件200、轴流推进式搅拌组件300和涡轮圆盘式搅拌组件400一同转动。厌氧发酵罐20内的液体由上至下可以分为上层31、中层32和下层33，上层31设置的螺旋带式搅拌组件200，能够强制搅动物料，并易于打散结壳的秸秆，使液体形成了连续态流场，解决了上层秸秆漂浮结壳问题；中层32设置的轴流推进式搅拌组件300，其主要对液体的作用为轴向的推力，使得流体随流推进式搅拌组件300旋转而上下翻腾，混合均匀；下层33设置涡轮圆盘式搅拌组件400，其主要对液体的作用为径向力，防止下层物料沉淀，增强混合效果，提高了厌氧发酵罐的产气效率。本实用新型提出的用于厌氧消化的组合搅拌器10根据厌氧发酵罐20内物料分层设置不同类型的搅拌组件，使得厌氧发酵罐内的混合物料搅拌更加均匀，提高了整个装置的厌氧发酵效率。

在本实用新型一个可选的例子中，第一搅拌段110、第二搅拌段120和第三搅拌段130均处于厌氧发酵罐20内液体的液面30的下方，第一搅拌段110的高度为液体深度的四分之一，第二搅拌段120的高度为液体深度的二分之一，第三搅拌段130的高度为液体深度的四分之一。厌氧发酵罐20内的液体按深度划分，其中，上层31占液体总深度的四分之一，中层32占总深度的二分之一，下层33占总深度的四分之一。这样，安装在第一搅拌段110上的螺旋带式搅拌组件对应搅拌上层液体，安装在第二搅拌段120上的轴流推进式搅拌组件对应搅拌中层液体，安装在第三搅拌段130上的涡轮圆盘式搅拌组件对应搅拌下层液体，根据厌氧发酵罐20内物料分层设置不同类型的搅拌组件，使得厌氧发酵罐20内的混合物料搅拌更加均匀，提高了整个装置的厌氧发酵效率。当然，也可以根据原料的情况调节上层31、中层32和下层33的高度范围(也是第一搅拌段110、第二搅拌段120和第三搅拌段130的高度范围)，使搅拌器10发挥更好的搅拌效果。

在一个可选的例子中，螺旋带式搅拌组件200、轴流推进式搅拌组件300和涡轮圆盘式搅拌组件400分别安装在第一搅拌段110的中心(中间)处、第二搅拌段120的中心(中间)处和第三搅拌段130的中心(中间)处，进而能使物料的上层、中层和下层均能获得充分的搅拌。

在本实用新型一个可选的例子中，如图5、图6所示，涡轮圆盘式搅拌组件400包括圆盘410和多个搅拌叶片420，圆盘410垂直于驱动轴100设置并套装在驱动轴100的第三搅拌段130上，圆盘410在第三搅拌段130的带动下绕驱动轴100的轴线转动，多个搅拌叶片420固设在圆盘410的边缘并沿圆盘420的周向均匀分布。其中，搅拌叶片420可以焊接在圆盘410上，也可以采用本领域技术人员熟悉的其他形式固定设置在圆片410上。涡轮圆盘式搅拌组件400具有较高的容积循环速率和剪切率，能够防止下层物料沉淀，更有利于物料混合，增强搅拌效果。

在一个可选的例子中，涡轮圆盘式搅拌组件400包括6个搅拌叶片420，每个搅拌叶片420采用直叶形式，搅拌叶片420的叶面为一平面，搅拌叶片420的叶面均垂直于圆盘410的上表面。当然，搅拌叶片420也可以采用本领域技术人员熟悉的其他形式，如折叶或后弯式；搅拌叶片420的数量也可以为4片、6片、8片或更多片。

在本实用新型一个可选的例子中，如图3、图4所示，轴流推进式搅拌组件300包括轮毂310和安装在轮毂310上的螺旋桨320，轮毂310套装在第二搅拌段120上并能随第二搅拌段一同绕驱动轴100的轴线转动，螺旋桨320包括多个螺旋桨叶片321，多个螺旋桨叶片321固设在轮毂310上并沿轮毂310的周向均布。轴流推进式搅拌组件300主要能从驱动轴100的轴向输出流体，其容积循环速率大，对流体主要的作用为轴向的推力，在工作时能很好地使流体在随螺旋桨叶片321旋转的同时进行上下翻腾，不但能对厌氧发酵罐10内中层的液体进行搅拌，还使得厌氧发酵罐10内上层液体和下层液体能混合均匀。

在本实用新型一个可选的例子中，螺旋桨320的直径与厌氧发酵罐10的内径的比值为0.2～0.5，优选为0.33。螺旋桨叶片321的数量可以为2个、3个或4个，优选为3个。

在本实用新型一个可选的例子中，如图2所示，螺旋带式搅拌组件200包括固设在第一搅拌段110外的至少一条螺旋带210，螺旋带210呈螺旋形并缠绕在第一搅拌段110外。螺旋带式搅拌组件200还包括用于安装所述螺旋带的多个支撑杆220，每个支撑杆均呈水平设置，支撑杆220一端固接在第一搅拌段130的外壁上，支撑杆220的另一端固接在螺旋带上，多个支撑杆220的一端沿第一搅拌段131螺旋向下地间隔设置。螺旋带式搅拌组件200是一种慢速型搅拌机构，能够强制搅动位于上层物料，并易于打散结壳的秸秆，有效解决了上层秸秆漂浮结壳现象，使液体形成连续态的流场，保证使物料处于流动状态。

在一个可选的例子中，螺旋带式搅拌组件200为双螺带型，即螺旋带式搅拌组件200包括两条螺旋叶带210，两个螺旋带210的螺旋方向相同，且两个螺旋带210的相位差为180度。当然，螺旋带式搅拌组件200也可以为单螺带型或本领域技术人员熟悉的其它形式。

在本实用新型一个可选的例子中，驱动轴100的顶端和底端分别通过轴承600能转动地安装在厌氧发酵罐20的顶面和底面上，驱动轴100的顶端伸出厌氧发酵罐20的顶面并连接有驱动装置500，驱动装置500带动驱动轴100绕驱动轴100的轴线转动。在一个可选的例子中，驱动装置500为一电机。

针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本实用新型进行解释，以便于能够更好地理解本实用新型，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本实用新型的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。

Claims (10)

1.一种用于厌氧消化的组合搅拌器，该组合搅拌器安装在厌氧发酵罐内，其特征在于，所述组合搅拌器包括驱动轴，所述驱动轴竖直设置且能绕所述驱动轴的轴线转动，所述驱动轴包括由上至下顺序设置的第一搅拌段、第二搅拌段和第三搅拌段，所述第一搅拌段上安装有螺旋带式搅拌组件，所述第二搅拌段上安装有轴流推进式搅拌组件，所述第三搅拌段上安装有涡轮圆盘式搅拌组件。

2.如权利要求1所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其特征在于，所述涡轮圆盘式搅拌组件包括圆盘和多个搅拌叶片，所述圆盘垂直于所述驱动轴并套装在所述第三搅拌段上，多个所述搅拌叶片插装在所述圆盘的边缘并沿所述圆盘的周向均匀分布。

3.如权利要求2所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其特征在于，所述涡轮圆盘式搅拌组件包括6个所述搅拌叶片，每个所述搅拌叶片的叶面均垂直于所述圆盘的上表面。

4.如权利要求1所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其特征在于，所述轴流推进式搅拌组件包括轮毂和安装在所述轮毂上的螺旋桨，所述轮毂套装在所述第二搅拌段上，所述螺旋桨包括多个螺旋桨叶片，多个所述螺旋桨叶片固设在所述轮毂上并沿所述轮毂的周向均布。

5.如权利要求4所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其特征在于，所述螺旋桨的直径与所述厌氧发酵罐的内径的比值为0.2～0.5。

6.如权利要求1所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其特征在于，所述螺旋带式搅拌组件包括固设在所述第一搅拌段外的至少一条螺旋带，所述螺旋带呈螺旋形并连续缠绕在所述第一搅拌段外，所述螺旋带式搅拌组件还包括用于安装所述螺旋带的多个支撑杆，每个所述支撑杆均呈水平设置，所述支撑杆的一端固接在所述第一搅拌段的外壁上，所述支撑杆的另一端固接在所述螺旋带上，多个所述支撑杆的一端沿所述第一搅拌段螺旋向下地间隔设置。

7.如权利要求6所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其特征在于，所述螺旋带式搅拌组件包括两条螺旋叶带，两个所述螺旋带的螺旋方向相同，且两个所述螺旋带的相位差为180度。

8.如权利要求1所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其特征在于，第一搅拌段、第二搅拌段和第三搅拌段均处于所述厌氧发酵罐内液体的液面下方，所述第一搅拌段的高度为所述液体深度的四分之一，所述第二搅拌段的高度为所述液体深度的二分之一，所述第三搅拌段的高度为所述液体深度的四分之一。

9.如权利要求1或8所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其特征在于，所述螺旋带式搅拌组件、所述轴流推进式搅拌组件和所述涡轮圆盘式搅拌组件分别安装在所述第一搅拌段的中心处、所述第二搅拌段的中心处和所述第三搅拌段的中心处。

10.如权利要求1所述的用于厌氧消化的组合搅拌器，其特征在于，所述驱动轴的顶端和底端分别通过轴承能转动地安装在所述厌氧发酵罐的顶面和所述厌氧发酵罐的底面上，所述驱动轴的顶端伸出所述厌氧发酵罐的顶面并连接有驱动装置。