本实用新型专利技术提供一种搅拌装置和卧式发酵装置。该搅拌装置包括主轴和至少一个搅拌单元；搅拌单元包括搅拌桨、搅拌勺和叶片；搅拌桨与主轴垂直连接，搅拌勺位于搅拌桨的末端，叶片与搅拌桨相交；叶片沿Y轴延伸，叶片投影至Y轴的长度为搅拌单元的长度的4～30％；叶片与X轴的交点与主轴的轴线的距离为搅拌单元的长度的50％～85％；叶片与YOZ平面的夹角为10～50
【技术实现步骤摘要】
一种搅拌装置和卧式发酵装置
[0001]本技术涉及一种搅拌装置和卧式发酵装置。
技术介绍
[0002]我国每年产生大量的可发酵物(家禽粪便、牲畜粪便、秸秆、餐厨垃圾、工业有机垃圾等)。开发利用这些可发酵物，无可避免的都会遇到发酵的问题。在发酵过程中，需要搅拌和加温，以提高发酵效率。发酵工艺中采用何种搅拌装置取决于发酵装置中发酵物料的干物质含量。
[0003]当发酵物料中的干物质含量低于12％时，通常使用传统的搅拌设备，例如带有螺旋桨头或气体循环的搅拌装置。但是，随着发酵物料中干物质的增加，这些搅拌装置的效率急剧下降。当发酵物料中的干物质含量为12％或更高时，通常使用卧式搅拌装置。然而，现有技术中的搅拌装置不能有效地搅拌形成在发酵物料表面的浮层。该浮层堆积在发酵罐中，从而降低了工艺效率，并需要进行大量维护才能将其除去。当干物质的含量为20％时，这问题最严重。
[0004]此外，发酵装置中的干物质含量会根据进料和操作条件而剧烈波动。搅拌装置通常在性能较差的条件下运行，搅拌效率低，从而影响整个工艺的效率。
[0005]因此，需要设计得到一种搅拌装置，在发酵物料的干物质含量在2％到35％的范围内，搅拌效率高，且能够去除发酵物料表面形成的浮层。
技术实现思路
[0006]本技术要解决的技术问题是为了克服现有技术的发酵装置存在其搅拌装置无法在较宽的干物质含量内维持较高的搅拌效率，或者难以能够去除发酵物料表面形成的浮层等缺陷，提供一种搅拌装置和卧式发酵装置。本技术的搅拌装置干物质含量为从2％到35％的极宽范围内，实现搅拌效率高，并能有效去除发酵物料表面形成的浮层。
[0007]本技术通过以下技术方案解决上述技术问题。
[0008]本技术提供了一种搅拌装置，其包括主轴和至少一个搅拌单元；所述搅拌单元包括搅拌桨、搅拌勺和叶片；
[0009]所述搅拌桨与所述主轴垂直连接，所述搅拌勺位于所述搅拌桨的末端，所述叶片与所述搅拌桨相交；
[0010]所述搅拌桨的轴线为X轴，所述主轴的轴线为Y轴，所述X轴与所述Y轴的交点为圆点O，Z轴与XOY平面垂直；
[0011]所述搅拌勺包括至少一个凹槽结构，所述凹槽结构的凹部沿所述Z轴延伸；所述搅拌勺投影至所述X轴的长度为所述搅拌单元的长度的7～25％；
[0012]所述叶片沿所述Y轴延伸，所述叶片投影至所述Y轴的长度为所述搅拌单元的长度的4～30％；所述叶片与所述X轴的交点与所述主轴的轴线的距离为所述搅拌单元的长度的50％～85％；所述叶片与YOZ平面的夹角为10～50
°
，所述叶片与XOY平面的夹角为15～65
°
；
[0013]所述搅拌单元的长度以所述搅拌勺的末端至所述主轴的轴线的距离计。
[0014]本技术中，本领域技术人员在理解本技术的技术方案后知晓，X、Y、Z轴是以单个搅拌单元的各轴线方向为基础定义的，本领域技术人员知晓，XOY平面为X轴和Y轴构成的平面，YOZ平面为Y轴和Z轴构成的平面，XOZ平面为X轴和Z轴构成的平面。
[0015]本技术中，较佳地，所述凹槽结构包括依次首尾连接的上侧板、下侧板、左侧板和右侧板，所述凹槽结构还包括一底板，所述底板的侧边与所述左侧板、所述上侧板、所述右侧板和所述下侧板的内壁搭接形成所述凹部。此时搅拌勺对于机械强度和功率要求较低。
[0016]其中，较佳地，所述底板分别与所述左侧板、所述上侧板、所述右侧板和所述下侧板垂直。较佳地，所述底板的法线与所述Z轴的夹角为
‑
30～30
°
，例如为0
°
。
[0017]其中，较佳地，所述底板搭接于所述上侧板、所述下侧板、所述左侧板和所述右侧板的中部，形成两个方向相对的所述凹槽结构。
[0018]其中，较佳地，所述左侧板和所述右侧板的大小和形状相同。较佳地，所述左侧板的形状为等腰梯形，所述等腰梯形的上底和所述上侧板连接，所述等腰梯形的下底和所述下侧板连接，所述上底的长度大于所述下底的长度。更佳地，所述等腰梯形的腰和所述等腰梯形的高的夹角为3～30
°
。
[0019]其中，较佳地，所述上侧板包括第一侧板、第二侧板和第三侧板，所述第一侧板的一侧与所述左侧板连接，另一侧与所述第二侧板连接；所述第三侧板的一侧与所述右侧板连接，另一侧与所述第二侧板连接；所述第二侧板沿所述Y轴的宽度小于所述下侧板沿所述Y轴的宽度。较佳地，所述第二侧板沿所述Y轴的宽度为所述搅拌单元的长度的1.5～12％。
[0020]其中，较佳地，所述搅拌勺沿所述Y轴的最大宽度为所述搅拌单元的长度的5～15％。
[0021]本技术中，较佳地，所述搅拌单元的数量为3个以上，3个以上的所述搅拌单元沿周向均匀环绕于所述主轴。
[0022]其中，较佳地，所述搅拌单元的数量为4个以上。
[0023]其中，较佳地，3个以上的所述搅拌单元沿所述主轴的轴线轴向排列。
[0024]一种如前所述的搅拌装置可在厌氧发酵工艺中应用。
[0025]本技术还提供了一种卧式发酵装置，其包括若干个如前所述的搅拌装置；每个所述主轴呈水平平行排列设于所述卧式发酵装置中。
[0026]本技术中，较佳地，所述卧式发酵装置还包括进料口和出料口，所述进料口和所述出料口分别位于所述卧式发酵装置的两端。
[0027]其中，较佳地，所述卧式发酵装置为活塞流式发酵装置。在活塞流式发酵装置中，发酵物料的干物质沿着发酵容器从一端流向另一端。
[0028]其中，较佳地，单个所述搅拌装置中的每一所述叶片与YOZ平面的夹角方向相同；相邻的所述搅拌装置中，一搅拌装置的所述叶片与YOZ平面的夹角方向与另一搅拌装置的所述叶片与YOZ平面的夹角方向相反。
[0029]一种如前所述的发酵装置的使用方法，所述卧式发酵装置中的物料液位与所述主轴的轴线的距离为所述搅拌单元的长度的65～95％。
[0030]其中，较佳地，所述卧式发酵装置的发酵物料的干物质含量为2～35％。
[0031]其中，较佳地，在搅拌期间，所述搅拌单元的末端的速度为0.05～1m/s。
[0032]其中，较佳地，所述搅拌装置间歇运行。
[0033]较佳地，单次搅拌的时间为1～10min，相邻的单次搅拌的时间间隔为5min～1h。
[0034]其中，较佳地，在搅拌期间，所述搅拌装置绕所述主轴交替地以顺时针和逆时针方向旋转。
[0035]其中，较佳地，在搅拌期间，相邻的所述搅拌装置的搅拌方向相反。
[0036]一种如前所述的卧式发酵装置可在厌氧发酵工艺中应用。
[0037]本技术的积极进步效果在于：
[0038]本技术的搅拌装置干物质含量为从2％到35％的极宽范围内，实现搅拌效率高，并有效去除发酵物料表面形成的浮层，还能够有效地移动重质物料并防止其沉入发酵装置的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种搅拌装置，其特征在于，其包括主轴和至少一个搅拌单元；所述搅拌单元包括搅拌桨、搅拌勺和叶片；所述搅拌桨与所述主轴垂直连接，所述搅拌勺位于所述搅拌桨的末端，所述叶片与所述搅拌桨相交；所述搅拌桨的轴线为X轴，所述主轴的轴线为Y轴，所述X轴与所述Y轴的交点为圆点O，Z轴与XOY平面垂直；所述搅拌勺包括至少一个凹槽结构，所述凹槽结构的凹部沿所述Z轴延伸；所述搅拌勺投影至所述X轴的长度为所述搅拌单元的长度的7～25％；所述叶片沿所述Y轴延伸，所述叶片投影至所述Y轴的长度为所述搅拌单元的长度的4～30％；所述叶片与所述X轴的交点与所述主轴的轴线的距离为所述搅拌单元的长度的50％～85％；所述叶片与YOZ平面的夹角为10～50
°
，所述叶片与XOY平面的夹角为15～65
°
；所述搅拌单元的长度以所述搅拌勺的末端至所述主轴的轴线的距离计。2.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述凹槽结构包括依次首尾连接的上侧板、下侧板、左侧板和右侧板，所述凹槽结构还包括一底板，所述底板的侧边与所述左侧板、所述上侧板、所述右侧板和所述下侧板的内壁搭接形成所述凹部。3.如权利要求2所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置满足下述条件中的一种或多种：(1)所述底板分别与所述左侧板、所述上侧板、所述右侧板和所述下侧板垂直；(2)所述底板搭接于所述上侧板、所述下侧板、所述左侧板和所述右侧板的中部，形成两个方向相对的所述凹槽结构；(3)所述左侧板和所述右侧板的大小和形状相同；(4)所述上侧板包括第一侧板、第二侧板和第三侧板，所述第一侧板的一侧与所述左侧板连接，另一侧与所述第二侧板连接；所述第三侧板的一侧与所述右侧板连接，另一侧与所述第二侧板连接；所述第二侧板沿所述Y轴的宽度小于所述下侧板沿所述Y轴的宽度；(5)所述搅拌勺沿所述Y轴的最大宽度为所述搅...
【专利技术属性】
技术研发人员：维贺纳德，
申请(专利权)人：上海倍奇新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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