一种用于生物发酵罐的机械搅拌器的制作方法

本发明属于生物发酵技术领域，具体涉及一种用于生物发酵罐的机械搅拌器。

背景技术：

目前，微生物发酵广泛应用于化工、医药及食品等多种行业。种子罐和主发酵罐为生产过程中的关键设备，一般为恒定转速机械搅拌容器由于微生物对搅拌产生的剪切力非常敏感，所以搅拌转速控制比较严格，不能太高。另外，随着中国生物技术行业的蓬勃发展，发酵罐日趋大型化，搅拌轴也不断加长，使该类轴的共振问题更为明显，为解决共振现象的发生，工程实践中一般多采用加大轴径或增加支承点，但这样处理会带来一些不利影响：过分加大轴径(实心轴)不仅增大了轴质量，而且效果也不明显，因为实心轴受弯、扭时，中间部分的材料并没有得到充分利用；过多增加支承点会增加生物发酵罐的染菌机会。因此，搅拌轴的优化设计具有重要意义。

同时，生物反应器的结构设计主要依赖于经验，但发酵搅拌过程中的流场是非常复杂的，一般的设计往往难以达到预期的设计效果。准确模拟和描述发酵罐中的流动情况和混合过程，是生物反应器设计的难点。搅拌器的桨叶形式主要有径向流搅拌器和轴向流搅拌器。在发酵领域中，径向流搅拌器的特点是气体分散能力强、结构简单，但功耗较大、作用范围有限，轴向流搅拌器对发酵过程中的物料混合性能较好、功耗低，但是其不足之处是对气体的分散能力较差，由于现代发酵罐的容积规模不断扩大，光靠单层桨叶或桨叶形式的搅拌器已经不能满足工业生产的需要，因此结合两种流型的多层、组合式搅拌器应运而生。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于生物发酵罐的机械搅拌器，以解决上述 背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于生物发酵罐的机械搅拌器，包括电动机、齿轮变速箱和搅拌轴，所述电动机与齿轮变速箱啮合连接，所述齿轮变速箱与搅拌轴转动连接，所述搅拌轴从上到下依次固定有螺旋翻转叶片、涡轮搅拌叶、新型搅拌桨和六角涡轮搅拌叶，所述搅拌轴的内部设置为空腔。

优选的，所述电动机上设有变频器。

优选的，所述螺旋翻转叶片环绕设置在搅拌轴的圆周上。

优选的，所述六角涡轮搅拌叶安装在搅拌轴的底部。

本发明的技术效果和优点：该用于生物发酵罐的机械搅拌器，与传统的机械搅拌器，在工业化生产的发酵罐中，较长轴(单跨轴长L≥4000mm)的临界转速是搅拌轴轴径的控制指标，用空心轴代替同外径的实心轴，大幅度减少了钢材的用量，同时也使其临界转速有一定的提高，轴越长，效果越明显；本发明其发酵罐底部通入气体时，安装在底部的六角涡轮搅拌叶将气体打散成小气泡，增加气液两相的接触面积；利用新型搅拌桨和涡轮搅拌叶混合性能好的特点，使全部液体成周期循环，大范围地实现气液混合，充分利用四组搅拌器的优势，取长补短，采用多层、组合式搅拌叶是今后大型发酵罐设计的一个发展方向。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的涡轮搅拌叶结构示意图；

图3为本发明的新型搅拌桨结构示意图；

图4为本发明的六角涡轮搅拌叶结构示意图。

图中：1电动机、2齿轮变速箱、3搅拌轴、4螺旋翻转叶片、5涡轮搅拌叶、6新型搅拌桨、7六角涡轮搅拌叶、8空腔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-4所示的一种用于生物发酵罐的机械搅拌器，包括电动机1、齿轮变速箱2和搅拌轴3，所述电动机1上设有变频器，所述电动机1与齿轮变速箱2啮合连接，所述齿轮变速箱2与搅拌轴3转动连接，所述搅拌轴3从上到下依次固定有螺旋翻转叶片4、涡轮搅拌叶5、新型搅拌桨6和六角涡轮搅拌叶7，所述螺旋翻转叶片4环绕设置在搅拌轴3的圆周上，所述六角涡轮搅拌叶7安装在搅拌轴3的底部，本发明其发酵罐底部通入气体时，安装在底部的六角涡轮搅拌叶7将气体打散成小气泡，增加气液两相的接触面积；利用新型搅拌桨6和涡轮搅拌叶5混合性能好的特点，使全部液体成周期循环，大范围地实现气液混合，充分利用四组搅拌器的优势，取长补短，采用多层、组合式搅拌叶是今后大型发酵罐设计的一个发展方向；所述搅拌轴3的内部设置为空腔8，与传统的机械搅拌器，将空心轴和实心轴作了比较，较长轴(单跨轴长L≥4000mm)的临界转速是搅拌轴3轴径的控制指标，用空心轴代替同外径的实心轴，大幅度减少了钢材的用量，同时也使其临界转速有一定的提高，轴越长，效果越明显。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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。