一种用于大型厌氧发酵罐的多层机械搅拌装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于大型厌氧发酵罐的多层机械搅拌装置，包括厌氧罐和搅拌器，其特征在于：所述搅拌器包括中心搅拌器和近壁搅拌器，所述中心搅拌器处于厌氧罐中心位置，所述中心搅拌器包括设有与厌氧罐顶部和底部连接的中心转轴、设置于所述中心转轴上的复合式叶片，所述近壁搅拌器靠近厌氧罐的边侧，所述近壁搅拌器包括近壁转轴和设置于所述近壁转轴上的轴流式叶片，所述复合式叶片在搅拌工况下转动时可驱动厌氧罐内液体下上运动，所述轴流式叶片在搅拌工况下转动时可驱动罐内液体上下运动，所述中心搅拌器和所述近壁搅拌器配合以使厌氧罐内液体形成环流。本发明专利技术通过驱动厌氧罐内液体循环流动，使其既有很强的对流作用又有很强的湍流扩散能力，液体搅拌操作效果好。

A Multilayer Mechanical Stirring Device for Large Anaerobic Fermentation Tank

The invention discloses a multi-layer mechanical stirring device for large anaerobic fermentation tank, including an anaerobic tank and a stirrer, characterized in that the stirrer comprises a central stirrer and a near-wall stirrer, the central stirrer is located in the central position of the anaerobic tank, and the central stirrer comprises a central rotating shaft connected with the top and bottom of the anaerobic tank and a central rotating shaft arranged on the central rotating shaft. The composite blade on the tank is close to the side of the anaerobic tank. The near-wall agitator comprises a near-wall rotating shaft and an axial-flow blade arranged on the near-wall rotating shaft. When the composite blade rotates under the stirring condition, it can drive the liquid in the anaerobic tank to move up and down. When the axial-flow blade rotates under the stirring condition, it can drive the liquid in the tank to move up and down. The center agitator and the near wall agitator are combined to form a circulation of liquid in the anaerobic tank. By driving the liquid circulating flow in the anaerobic tank, the invention has strong convection effect and strong turbulent diffusion ability, and the liquid stirring operation effect is good.

【技术实现步骤摘要】
一种用于大型厌氧发酵罐的多层机械搅拌装置
本专利技术属于微生物发酵领域，涉及一种用于大型厌氧发酵罐的多层机械搅拌装置。
技术介绍
现有常用的搅拌器有浆式、推进式、涡轮式、框式以及螺带式。各种搅拌器都有其优缺点，都有各自的适用范围。浆式搅拌直径最大可达3.5m，但随着搅拌直径的增大，功耗迅速上升，适用于粘度小于0.2Pa.s的液体介质，搅拌容积控制在200m3以下。涡轮式搅拌直径最大可达2.5m，但随着搅拌直径的增大，重量、功耗迅速上升，适用于粘度小于10Pa.s的液体介质，搅拌容积控制在100m3以下。推进式搅拌直径最大可达2.5m，搅拌直径越大，制造难度越大，适用于容积小、粘度小于2Pa.s的液体介质。螺带式搅拌直径最大可达4.75m，搅拌直径越大，制造难度越大，甚至无法制造、安装，适用于搅拌容积较大、对搅拌要求不严、粘度小于10Pa.s的液体介质，搅拌容积控制在200m3以下。框式搅拌直径通常在2.52m以下，随着搅拌直径的增大，功率消耗迅速增大，不适合用在直径特大的情况下。综上所述，尽管上述搅拌器各有千秋，但搅拌直径，都不能设计得太大。显然，搅拌器功能取决于其直径、转速和轴长。因此，对于直径大于10m、高度大于10m的厌氧罐，如何设计一款大型搅拌器既能全面充分搅拌，又不留死角，且能结构简单、安装拆卸方便，耗能小。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有厌氧发酵罐搅拌装置中搅拌器因安装位置不合理、叶片结构设计存在缺陷的问题导致罐内液体搅拌效果欠佳的问题。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种应用于厌氧发酵罐的多层机械搅拌装置，包括厌氧罐和搅拌器,所述搅拌器包括中心搅拌器和近壁搅拌器，所述中心搅拌器处于厌氧罐中心位置，所述中心搅拌器包括设有与厌氧罐顶部和底部连接的中心转轴、设置于所述中心转轴上的复合式叶片，所述近壁搅拌器靠近厌氧罐的边侧，所述近壁搅拌器包括近壁转轴和设置于所述近壁转轴上的轴流式叶片，所述复合式叶片在搅拌工况下转动时可驱动厌氧罐内液体下上运动，所述轴流式叶片在搅拌工况下转动时可驱动罐内液体上下运动，所述中心搅拌器和所述近壁搅拌器配合以使厌氧罐内液体形成环流。优选的，所述近壁搅拌器至少有2个以上，可根据厌氧罐水流对流或湍流均匀设置于厌氧罐周边。优选的，所述复合式叶片包括连接于中心转轴上的内轮毂和外轮毂，所述内轮毂和外轮毂之间固接有轴流叶片，所述外轮毂的外侧设置开启涡轮式径流叶片。优选的，所述复合式叶片设置有至少2个，可均匀布置于中心转轴上。优选的，所述轴流式叶片设置有至少2个，可均匀布置于近壁转轴上。优选的，所述近壁转轴的下端固定于厌氧罐的侧壁，以增加其强度和刚性。优选的，所述中心搅拌器由上至下依次为减速机基座、减速电机、联轴器、中心转轴、复合式叶片、器底基座，复合式叶片固连于中心转轴上；所述近壁搅拌器由上至下依次为减速机基座、减速电机、联轴器、近壁转轴、轴流式叶片、侧壁固连基座，轴流式叶片固连于近壁转轴上。优选的，所述中心搅拌器和近壁搅拌器均由多段转轴通过法兰连接，并在法兰上设置加强肋板，以增加其强度和刚性，轮毂通过铆钉连接固定于转轴上。优选的，所述开启涡轮式径流叶片为多个，径流叶片叶面与水平面成90°角，其轴流叶片为三叶推进式叶片，叶片与水平面均成一定角度上翻，涡轮式径流叶片在转动时产生径向推力，促使液体能由中心向壁面流动。优选的，所述近壁搅拌器上的轴流式叶片为推进式或浆式叶片，近壁搅拌器的轮毂连接固定于近壁转轴上，轴流式叶片在转动时产生竖直方向上的推力以使汇聚于壁面附近的液体上下流动。本专利技术与现有的技术相比，有以下优点：复合式叶片安装在中心搅拌器上，轴流式叶片安装于近壁搅拌器上，如果中心搅拌器驱动液体产生自下而上的流动则近壁搅拌器驱动液体产生自上而下流动，形成上下循环流，既有很强的对流作用又有很强的扩散能力，可以让物料搅拌得更加充分，混合得更加均匀，提高产气量，是进行搅拌操作的良好流型。附图说明图1为本专利技术一种用于大型厌氧发酵的机械搅拌装置的结构示意图；图2为本专利技术的近壁搅拌器安装示意图(箭头表示一个实施例的物料流动方向)；图3为本专利技术的中心搅拌器安装示意图(箭头表示一个实施例的物料流动方向)；图4为本专利技术的复合式叶片示意图。附图标记：1、减速电机；2、减速机基座；3、近壁联轴器；4、近壁转轴；5、轴流式叶片；6、侧壁固连基座；7、厌氧罐；8、导流板；9、器底基座；10、复合式叶片；11、中心转轴；12、中心联轴器；13、中心减速机基座；14、上基座；301、轴流叶片轮毂；302、搅拌叶片；303、近壁转轴段；401、开启涡轮式径流叶片；402、中心转轴段；403、轴流叶片；404、内轮毂；405、外轮毂。具体实施方式为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例和附图对本专利技术作进一步详述。该实例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的保护范围的限定。如图1所示，本专利技术提供了一种应用于厌氧发酵罐的多层机械搅拌装置，包括厌氧罐7和搅拌器,所述搅拌器包括中心搅拌器和近壁搅拌器，所述中心搅拌器处于厌氧罐7中心位置，所述中心搅拌器包括设有与厌氧罐7顶部和底部连接的中心转轴11、设置于所述中心转轴11上的复合式叶片10，所述近壁搅拌器靠近厌氧罐7的边侧，所述近壁搅拌器包括近壁转轴4和设置于所述近壁转轴4上的轴流式叶片5，所述复合式叶片10在搅拌工况下转动时可驱动厌氧罐7内液体下上运动，所述轴流式叶片5在搅拌工况下转动时可驱动罐内液体上下运动，所述中心搅拌器和所述近壁搅拌器配合以使厌氧罐7内液体形成环流。搅拌器形成环流方式，可以是：(1)轴流式叶片5驱动罐内液体从上至下流动，相应地复合式叶片10驱动罐内液体从下至上流动；(2)轴流式叶片5驱动罐内液体从上至下流动，相应地复合式叶片10驱动罐内液体从下至上流动。通过此种方式，增强搅拌器内液体的搅拌效果。优选地，近壁搅拌器至少设置有2个以上，可以根据氧罐水流对流或湍流均匀设置于厌氧罐7周边。当然，也可以根据流体情况非均匀布置在厌氧罐7周边。至于近壁搅拌器与厌氧罐7侧壁的距离，也可以根据实际情况来布置。优选实施例之一，厌氧罐7可以设置成高径比0.8:1，直径11.46m、高9.8m的圆柱形容器，所述厌氧罐7容积为980m3。关于更具体的连接方式，可以采用如下结构：(1)中心搅拌器和近壁搅拌器可以是由多段转轴段通过法兰连接在一起，更进一步地，可以在法兰上设置加强肋板，在保证功能的前提下，增加其强度和刚性，保证传动过程平稳，通过此种方式可以减少搅拌转轴的制造难度，便于拆卸更换，减少费用；(2)中心搅拌器和近壁搅拌器可以通过轴承安装于基座上，可以保证传动过程平稳；(3)轴流式叶片5的叶片可以焊接固定于轴流叶片403轮毂301之上，轴流叶片403轮毂301通过铆钉连接固定于近壁转轴4上；复合式叶片10的轴流叶片403可以焊接固定于内轮毂404上，内轮毂404通过铆钉连接固定于中心转轴11上。相较于传统地浆式、框式搅拌方式，本专利技术公开的大型搅拌器既能充分搅拌均匀，改善物料的搅拌效果和使物料在厌氧罐7内上下循环流动，能减少罐内浆体物料在搅拌时沉积于罐底，减少厌氧罐7内搅拌死角，使其纳污除污以及沼气生产效果好。尤其是对于大直径、高深度的搅拌容器，最理想的流型是液体沿搅拌轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于大型厌氧发酵罐的多层机械搅拌装置，包括厌氧罐和搅拌器，其特征在于：所述搅拌器包括中心搅拌器和近壁搅拌器，所述中心搅拌器处于厌氧罐中心位置，所述中心搅拌器包括设有与厌氧罐顶部和底部连接的中心转轴、设置于所述中心转轴上的复合式叶片，所述近壁搅拌器靠近厌氧罐的边侧，所述近壁搅拌器包括近壁转轴和设置于所述近壁转轴上的轴流式叶片，所述复合式叶片在搅拌工况下转动时可驱动厌氧罐内液体下上运动，所述轴流式叶片在搅拌工况下转动时可驱动罐内液体上下运动，所述中心搅拌器和所述近壁搅拌器配合以使厌氧罐内液体形成环流。

【技术特征摘要】
1.一种用于大型厌氧发酵罐的多层机械搅拌装置，包括厌氧罐和搅拌器，其特征在于：所述搅拌器包括中心搅拌器和近壁搅拌器，所述中心搅拌器处于厌氧罐中心位置，所述中心搅拌器包括设有与厌氧罐顶部和底部连接的中心转轴、设置于所述中心转轴上的复合式叶片，所述近壁搅拌器靠近厌氧罐的边侧，所述近壁搅拌器包括近壁转轴和设置于所述近壁转轴上的轴流式叶片，所述复合式叶片在搅拌工况下转动时可驱动厌氧罐内液体下上运动，所述轴流式叶片在搅拌工况下转动时可驱动罐内液体上下运动，所述中心搅拌器和所述近壁搅拌器配合以使厌氧罐内液体形成环流。2.根据权利要求1所述的一种用于大型厌氧发酵罐的多层机械搅拌装置，其特征在于：所述近壁搅拌器至少有2个以上，可根据厌氧罐水流对流或湍流均匀设置于厌氧罐周边。3.根据权利要求1所述的用于大型厌氧发酵罐的多层机械搅拌装置，其特征在于：所述复合式叶片包括连接于中心转轴上的内轮毂和外轮毂，所述内轮毂和外轮毂之间固接有轴流叶片，所述外轮毂的外侧设置开启涡轮式径流叶片。4.根据权利要求1所述的用于大型厌氧发酵罐的多层机械搅拌装置，其特征在于：所述复合式叶片设置有至少2个，可均匀布置于中心转轴上。5.根据权利要求1所述的用于大型厌氧发酵罐的多层机械搅拌装置，其特征在于：所述轴流式叶片设置有至少2个，可均匀布置于近壁转轴上。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：卿启湘，文桂林，田丹宇，杨兴发，曾嵘，
申请(专利权)人：湖南大学，湖南木星原生态科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43