大型发酵罐搅拌装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种大型发酵罐搅拌装置，包括：罐体、罐体内的搅拌装置及控制系统，其特点是：搅拌装置包括中心轴和叶片轴，中心轴竖向设置在罐体内的中间，中心轴上设置回转盘，中心轴由中心轴动驱动电机驱动并带动所述回转盘转动，回转盘上至少设置两根叶片轴，叶片轴上设置搅拌叶片，叶片轴由叶片轴驱动电机驱动，使所述叶片轴在随所述回转盘公转的同时也在自转。控制系统通控制中心轴动驱动电机和叶片轴驱动电机的联动、转速及叶片轴转动方向，实现叶片轴的自转与公转，由叶片轴上的叶片对罐体内的物料进行搅拌。既能使发酵液能够得到充分搅拌，提高发酵质量，又能降低搅拌能耗、降低罐体底部过滤空气输入电力消耗。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种搅拌装置，主要用于制药、食品以及柠檬酸生产，属于化工设备
，具体说是一种大型发酵罐搅拌装置。
技术介绍
大型发酵罐设备是制药、食品以及柠檬酸等生产企业发酵生产工艺所配备的专用装备，大型发酵罐是一种立式安装的圆筒形容器，直径可达到6米以上，高度至8米左右。发酵罐的罐体顶端设计有进料口、罐体侧壁设计有冷却管，罐体内部设置有搅拌器，罐体底部设置有过滤空气进气口。在发酵过程中，通过大型泵机将已经过滤的新鲜空气源源不断地输入发酵罐中，搅拌器持续不断地搅拌发酵液，使发酵液中的各类物质充分混合，罐体各处的发酵液温度与浓度统一；将发酵罐的罐底部泵机输入的新鲜空气分散成小气泡，增加气、液接触面积；强化发酵液的湍流程度，降低气泡周围的液膜厚度和湍流中的流体的阻力，从而提高氧的转移速率；减少菌丝结团，降低细胞壁周围的液膜阻力，有利于菌体对氧的吸收，同时，可尽快排除细胞代谢产生的“废气”和“废物”，有利于细胞的代谢活动。因此，搅拌装置对发酵生产起着举足轻重的作用。 目前，大型发酵罐的搅拌装置是通过安装在罐体顶部的电机带动一根自罐底至顶部的搅拌轴，在搅拌轴的不同高度上布置有若干组叶片，属于单轴搅拌方式。由于大型发酵罐罐体直径大，叶片回转直径越大，则搅拌范围越大，对于发酵工艺有利，但是，由于搅拌阻力与叶片线速度平方成正比，随着叶片回转半径增大，搅拌阻力必然急剧加大，能耗也急剧加大，而且搅拌均匀性也受影响。因此，叶片回转半径只能局限在一定范围内选取，实际上，也就使罐体直径只能局限在一定范围内选取，所以，目前看到的传统罐体形状大致呈现“瘦高”型。因此，在一定罐体容积的条件下，尽管相对减小罐体直径，增大罐体高度可以降低搅拌阻力，但是，由于罐体底部压强与罐体高度呈正比例关系，罐体高度增加则罐体底部压强增大，最终使要求的罐体底部过滤空气输入泵机功率成正比例增加。对于传统的大型发酵罐装备，罐体底部过滤空气输入电机功率占发酵过程电力消耗的60%以上，是发酵过程电力消耗的最大因素，而搅拌动力约占总电力消耗30%左右。通常，一个直径6米、高8米的大型发酵罐设备，过滤空气泵机与顶部搅拌器电机功率之和达数百千瓦。随着生化技术的持续发展以及对生化产品需求量不断增加，对发酵罐的大型化、节能与高效提出了越来越高的要求，目前，国际上最大标准式发酵罐容积已达380立方米。但是，迄今为止，对大型搅拌罐节能降耗研究之侧重点，均基于以单轴搅拌为前提条件所开展的对于高效率电机、高效节能搅拌叶片的研究与开发，但是，都未取得理想的效果。因此，这是长期以来困扰本领域的技术难题，发酵罐的大型化与节能这对矛盾至今也未得到很好地解决。如何设计一种大型发酵罐搅拌装置，既能使发酵液能够得到充分搅拌，提高发酵质量，又能降低搅拌能耗、降低罐体底部过滤空气输入电力消耗，这是目前本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术为现有技术存在的上述问题，提供一种大型发酵罐搅拌装置，既能使发酵液能够得到充分搅拌，提高发酵质量，又能降低搅拌能耗、降低罐体底部过滤空气输入电力消耗。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种大型发酵罐搅拌装置，包括：罐体、罐体内的搅拌装置及控制系统，其特征在于，所述搅拌装置中包括中心轴和叶片轴，所述中心轴竖向设置在罐体内的中间，所述中心轴上设置回转盘，所述中心轴由中心轴动驱动电机驱动并带动所述回转盘转动，所述回转盘上至少设置两根所述叶片轴，所述叶片轴上设置搅拌叶片，所述叶片轴由叶片轴驱动电机驱动，使所述叶片轴在随所述回转盘公转的同时也在自转。对上述技术方案的改进：所述罐体的顶部设置一传动支架，在传动支架上设置一电机支架, 所述中心轴动驱动电机和叶片轴驱动电机安装在电机支架上；在传动支架上正对罐体中心的位置设置一个内部有双排滚动轴承的中心轴上轴承座，有一转动轴套安装在中心轴上轴承座的双排滚动轴承之间，且转动轴套的上端伸出中心轴上轴承座的上端，转动轴套的下端伸入罐体内部一段距离，所述中心轴安装在转动轴套的中心，所述中心轴的上端与中心轴动驱动电机的转轴用联轴器连接，所述中心轴的下端安装在中心轴滑动轴承中，所述中心轴滑动轴承设置在所述罐体内底部。对上述技术方案的进一步改进：所述回转盘包括上回转盘和下回转盘，所述中心轴上部设置与其垂直的所述上回转盘，所述上回转盘位于所述转动轴套下方，所述中心轴的下部设置与其垂直的所述下回转盘，所述叶片轴设置在所述上回转盘与下回转盘之间，各所述叶片轴与所述中心轴等距且均匀布置，各所述叶片轴用叶片轴轴承座安装在所述上回转盘上，各所述叶片轴与下回转盘之间用滑动轴承连接。对上述技术方案的进一步改进：所述叶片轴的上端均设置有叶片轴齿形带轮，所述转动轴套的上端安装一转动轴套上齿形带轮，转动轴套的下端安装一转动轴套下齿形带轮，叶片轴驱动电机的转轴上设置一叶片轴驱动电机齿形带轮，叶片轴驱动电机齿形带轮与转动轴套上齿形带轮之间用齿形带连接，转动轴套下齿形带轮与叶片轴上的各个齿形带轮之间用齿形带连接。对上述技术方案的进一步改进：在上回转盘与罐体的顶部之间设置一回转盘封闭盖，所述回转盘封闭盖固定在中心轴上，将上回转盘、叶片轴轴承座、叶片轴齿形带轮及转动轴套下齿形带轮封闭在其中。对上述技术方案的进一步改进：所述叶片轴上的搅拌叶片分别为上位叶片组、中位叶片组和下位叶片组，所述上位叶片组和下位叶片组中的叶片均采用高效轴流式搅拌叶片，所述上位叶片组与下位叶片组布置方向相反，所述中位叶片组设置在所述上位叶片组与下位叶片组之间，所述中位叶片组叶片为凹叶径流式搅拌叶片。对上述技术方案的进一步改进：所述中心轴动驱动电机和叶片轴驱动电机均为三相异步电机，所述控制系统中包括控制中心轴动驱动电机和叶片轴驱动电机转速、转向的可编程控制器和变频器。本技术与现有技术相比有如下优点和积极效果：本技术罐体内搅拌装置中包括一根中心轴和若干叶片轴，中心轴上设置回转盘，中心轴由中心轴动驱动电机驱动并带动回转盘转动，回转盘上至少设置两个所述叶片轴，叶片轴上设置搅拌叶片并由叶片轴驱动电机驱动，使所述叶片轴在随回转盘公转的同时也在自转。通过公转与自转相结合完成搅拌功能，也就是以多点局部搅拌达到整体搅拌的目的。搅拌叶片从罐体径向和罐体高度方向上都能均匀分布，既能使发酵液能够得到充分搅拌，提高发酵质量，又能降低搅拌能耗。本技术罐体的设计直径范围较为宽泛，在一定罐体的容积条件下，可相对加大罐体的直径，降低罐体的高度，成比例降低罐体内部发酵液对于罐体部的压强，大幅度降低罐体底部过滤空气输入泵机电力消耗。本技术在使用时，通过控制叶片轴自转与公转，通过由可编程控制器、变频器等组成的控制系统实现对两个电机的联动、速度控制、叶片轴转动方向等控制，可以灵活实现叶片轴自转与公转之间的多种运动与速度的组合形式，例如高速自转与低速公转，顺时针公转与逆时针自转，顺时针公转与顺时针自转等组合形式。而且，通过各叶片轴调整传动机构，各叶片轴之间的自转方向可以相同，也可以不同；各叶片轴之间的自转速度可以相同，也可以不同，以满足生产工艺与节能降耗的要求。附图说明图1是本技术大型发酵罐搅拌装置的结构示意图；图2是本技术大型发酵罐搅拌装置的中心轴与叶片轴在罐体内的平面布置示意图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型发酵罐搅拌装置，包括：罐体、罐体内的搅拌装置及控制系统，其特征在于，所述搅拌装置中包括中心轴和叶片轴，所述中心轴竖向设置在罐体内的中间，所述中心轴上设置回转盘，所述中心轴由中心轴动驱动电机驱动并带动所述回转盘转动，所述回转盘上至少设置两根所述叶片轴，所述叶片轴上设置搅拌叶片，所述叶片轴由叶片轴驱动电机驱动，使所述叶片轴在随所述回转盘公转的同时也在自转。

【技术特征摘要】
1. 一种大型发酵罐搅拌装置，包括：罐体、罐体内的搅拌装置及控制系统，其特征在于，所述搅拌装置中包括中心轴和叶片轴，所述中心轴竖向设置在罐体内的中间，所述中心轴上设置回转盘，所述中心轴由中心轴动驱动电机驱动并带动所述回转盘转动，所述回转盘上至少设置两根所述叶片轴，所述叶片轴上设置搅拌叶片，所述叶片轴由叶片轴驱动电机驱动，使所述叶片轴在随所述回转盘公转的同时也在自转。2.按照权利要求1所述的大型发酵罐搅拌装置，其特征在于，所述罐体的顶部设置一传动支架，在传动支架上设置一电机支架, 所述中心轴动驱动电机和叶片轴驱动电机安装在电机支架上；在传动支架上正对罐体中心的位置设置一个内部有双排滚动轴承的中心轴上轴承座，有一转动轴套安装在中心轴上轴承座的双排滚动轴承之间，且转动轴套的上端伸出中心轴上轴承座的上端，转动轴套的下端伸入罐体内部一段距离，所述中心轴安装在转动轴套的中心，所述中心轴的上端与中心轴动驱动电机的转轴用联轴器连接，所述中心轴的下端安装在中心轴滑动轴承中，所述中心轴滑动轴承设置在所述罐体内底部。3.按照权利要求2所述的大型发酵罐搅拌装置，其特征在于，所述回转盘包括上回转盘和下回转盘，所述中心轴上部设置与其垂直的所述上回转盘，所述上回转盘位于所述转动轴套下方，所述中心轴的下部设置与其垂直的所述下回转盘，所述叶片轴设置在所述上回转盘与下回转盘之间，各所述叶片轴与所述中心轴等距且均匀布置，各所述叶片轴用叶片轴轴承座安装在所述上回转盘上，各所述叶片轴与下回转盘之间用滑动轴承连接。4.按照权利要求2或3所述的大型发酵罐搅拌装置，其特征在于，所述叶片轴的上端均设置有叶片轴齿形带轮，所述转动轴套的上端安装一转动轴套上齿形带轮，转动轴套的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文宇，张勇，
申请(专利权)人：吴文宇，张勇，
类型：新型
国别省市：山东;37