一种发酵罐搅拌装置及发酵罐的制作方法

本实用新型涉及微生物发酵领域，具体涉及一种发酵罐搅拌装置及发酵罐。

背景技术：

随着发酵工业的快速发展和发酵工业规模的扩大，应用于大型发酵罐的搅拌器也经历了一个快速发展的过程，各种新型搅拌设备及多种组合形式得到推广和应用。机械搅拌器是目前大部分工厂的发酵罐中常用到的搅拌设备，能够简单稳定地对罐体内的物质持续进行搅拌，避免发酵罐中的物料沉淀分层。

问题在于，虽然现有发酵罐搅拌设备上除了搅拌叶片，还设置有将物料在竖直方向上提升的螺旋叶片，但是由于螺旋叶片的面积相比于发酵罐内液面的面积小很多，物料在提升时很容易流动到螺旋叶片边缘外，无法被螺旋叶片进一步提升，从而使得发酵罐内的物料在竖直方向上的对流不足，物料混合不够均匀，影响发酵质量。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供一种发酵罐搅拌装置，通过设置中空管套设在螺旋叶片外，保证了物料在通过螺旋叶片提升时无法流动到螺旋叶片外侧，从而能够被顺利地提升到预设位置，实现物料在发酵罐中上下层之间充分的流动混合。

为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案是一种发酵罐搅拌装置，包括搅拌转轴，所述搅拌转轴上设有螺旋叶片，所述螺旋叶片用于将物料向上提升；所述螺旋叶片外套设有中空管，所述中空管与所述搅拌转轴传动连接；所述中空管外侧壁上设有搅拌叶片，所述搅拌叶片以搅拌转轴为轴线旋转。

优选的，所述螺旋叶片的边缘与中空管连接。

优选的，所述搅拌叶片的横截面呈V字形结构，所述V字形结构的顶角朝向搅拌叶片的转动方向。

优选的，所述搅拌转轴上设有消泡搅拌器，所述消泡搅拌器设置在螺旋叶片上方。

优选的，所述消泡搅拌器包括垂直于搅拌转轴设置的支撑杆，所述支撑杆上设有柱状的凸起结构。

本实用新型还提供一种发酵罐，包括圆柱形的罐体和上述的发酵罐搅拌装置，所述发酵罐搅拌装置通过电机驱动，所述电机安装在罐体的顶部。

优选的，所述搅拌转轴与所述罐体的轴线重合，所述罐体的底部具有向中心聚拢的漏斗状结构。

优选的，所述罐体底部设有限位环，所述限位环通过支架固定设置在罐体的轴线上；所述限位环的内径与搅拌转轴匹配，用于套设在搅拌转轴上。

本申请与现有技术相比，其有益效果为：

在螺旋叶片外设置中空管，将螺旋叶片侧边的区域进行限制，使得物料无法平行于螺旋叶片流动，只能在螺旋叶片的提升作用下从发酵罐罐底被螺旋叶片卷入并输送到发酵罐上部排出，实现物料在竖直方向上的流动搅拌。

螺旋叶片与中控管连接，两者之间不留缝隙，进一步减少物料的流失，可以起到更好的提升效果。螺旋叶片在搅拌转轴的驱动下转动，带动外侧的中空管和设置在中空管上的搅拌叶片同步转动，对发酵罐中物料的竖直提升和水平搅拌同时进行，使物料混合得更加均匀。

搅拌叶片呈V字形结构，在物料中流动时容易在搅拌叶片后方形成湍流，提升搅拌效果。

在搅拌转轴上设置消泡搅拌器，在搅拌转轴驱动螺旋叶片和搅拌叶片对物料进行搅拌的同时，搅拌转轴也带动消泡搅拌器转动，对物料液面上的泡沫进行打散消除。

发酵罐底部设置用于对接安装搅拌转轴的限位环，避免搅拌转轴在转动时偏离旋转中心而发生甩动或震颤的情况。

漏斗状结构有助于沉淀到罐底的物料向中心汇集，从而更容易被螺旋叶片提升进行搅拌。

附图说明

图1为本实用新型发酵罐搅拌装置的结构示意正视图；

图2为本实用新型发酵罐搅拌装置的结构示意俯视图；

图3为本实用新型发酵罐的结构示意图；

图4为搅拌叶片转动时物料的流动状态示意图。

附图标记：搅拌转轴1、电机11、螺旋叶片2、中空管21、搅拌叶片3、支撑杆4、凸起结构41、罐体5、漏斗状结构51、限位环52、支架53。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，本实用新型实施例提供一种发酵罐搅拌装置，包括搅拌转轴1，搅拌转轴1上设有螺旋叶片2，螺旋叶片2用于将物料向上提升；螺旋叶片2外套设有中空管21，螺旋叶片2的边缘与中空管21连接；中空管21外侧壁上设有搅拌叶片3，搅拌叶片3以搅拌转轴1为轴线旋转；搅拌叶片3的横截面呈V字形结构，所述V字形结构的顶角朝向搅拌叶片3的转动方向。搅拌转轴1上设有消泡搅拌器，所述消泡搅拌器包括垂直于搅拌转轴1设置的支撑杆4，支撑杆4设置在螺旋叶片2上方；支撑杆4上设有柱状的凸起结构41。

请参考图3，本实用新型实施例还提供一种发酵罐，包括圆柱形的罐体5和上述的发酵罐搅拌装置，所述发酵罐搅拌装置的搅拌转轴1通过电机11驱动，电机11安装在罐体5的顶部。搅拌转轴1与罐体5的轴线重合，罐体5的底部具有向中心聚拢的漏斗状结构51。罐体5底部设有限位环52，限位环52通过支架53固定设置在罐体5的轴线上；限位环52的内径与搅拌转轴1匹配，用于套设在搅拌转轴1上。

本实施例提供的发酵罐运行时，电机11驱动搅拌转轴1旋转，搅拌转轴1上的螺旋叶片2不断旋转将罐体5底部的物料提升到罐体5上部，然后从中空管21顶部流出，实现竖直方向上的物料对流混合。设置在中空管21上的搅拌叶片3在中空管21的带动下同步进行转动，使得竖直方向上的物料搅拌和水平方向上的物料搅拌同时进行，对物料充分进行搅拌混合。附图中的箭头表示搅拌装置运转时，物料的流动方向。

请参考图4，当V字形结构的搅拌叶片3在物料中移动时，虽然搅拌叶片3与物料的流动方向相同，但搅拌叶片3的移动速率比物料更快，图中箭头表示物料相对于搅拌叶片3的流动方向。当搅拌叶片3经过后，由于V字形结构在将物料推向两侧边缘后体积突然收缩，留下较大的空隙需要流体进行填充，物料迅速地流动回填进来，从而在搅拌叶片3后方形成湍流，扰乱了物料原来较为平缓的分层状态，进一步提升了物料混合的充分程度。

搅拌转轴1驱动螺旋叶片2和搅拌叶片3对物料进行搅拌的同时，搅拌转轴1也带动设置在螺旋叶片2上方的消泡搅拌器转动，对物料液面上的泡沫进行打散消除。

罐体5底部设置的漏斗状结构51使得罐底的物料都会向中心聚集，然后被螺旋叶片2提升到发酵罐上层，避免出现物料流动死角使得搅拌不够充分。发酵罐的罐体5底部设置用于对接安装搅拌转轴1的限位环52，当发酵罐搅拌装置安装到罐体5中时，搅拌转轴1插入限位环52中并能在限位环52中自由转动。通过电机11和限位环52将搅拌转轴1的位置限制住，使搅拌转轴1在运转时不会偏离旋转的中心轴而发生甩动或震颤的情况，保证了设备运行的平顺性。搅拌转轴1悬挂安装在电机11上，仅在装配时需要对准限位环52插入，没有多余的紧固装置，拆卸保养更加方便。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型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，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。