1.本實用新型屬于攪拌設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種下壓式攪拌槳及攪拌裝置。

背景技術(shù)：

2.在生物制品的生產(chǎn)過程中，影響產(chǎn)品質(zhì)量的首要因素是發(fā)酵罐，而攪拌槳是發(fā)酵罐的重要組成部分?，F(xiàn)有的攪拌槳存在如下主要缺陷：1.具有較大的剪切力，使生物細顆粒的損失較大。2.攪拌形成的液流的流動存在死區(qū)，熱場不均勻，局部過熱導(dǎo)致失活。3.攪拌過程中易產(chǎn)生泡沫，不利于液位等參數(shù)的準確監(jiān)測。4.在攪拌效率和能耗兩個指標上存在顧此失彼的問題，在高效的同時伴隨著高能耗，高效與低耗二者不可兼得是行業(yè)內(nèi)一直無法克服的技術(shù)難題。

3.另外，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的攪拌槳長時間高速轉(zhuǎn)動過程中易發(fā)生攪拌軸與動力軸之間的連接松動，嚴重影響攪拌槳的正常工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

4.本實用新型的目的是提供一種下壓式攪拌槳，以解決上述背景技術(shù)中提到的缺陷。

5.為實現(xiàn)上述目的，第一方面，本實用新型提供一種下壓式攪拌槳，包括攪拌軸，沿所述攪拌軸的周壁間隔布設(shè)有n片槳葉，所述槳葉的輪廓面與所述攪拌軸的軸線所在的平面之間分別具有下壓夾角ai，i=1-n,ai《90o；所述槳葉的輪廓面上布設(shè)有多個通孔。

6.進一步地，所述槳葉上多個通孔的總面積占槳葉面積的30%-50%，各相鄰?fù)字g間距相等。

7.進一步地，當(dāng)n≥2時,各所述槳葉在所述攪拌軸上的布設(shè)方向相同且ai相等，i=1-n。

8.進一步地，當(dāng)n≥2時,各所述槳葉（1）周向均布。

9.進一步地，所述槳葉具有鏡面拋光的表面。

10.進一步地，所述槳葉的邊沿以及各所述通孔的孔口邊沿均具有圓角結(jié)構(gòu)。

11.進一步地，所述i=3,所述ai=45o。

12.進一步地，所述攪拌軸的上端通過自制的聯(lián)軸器可拆卸地與動力軸連接。

13.進一步地，所述聯(lián)軸器的軸孔的內(nèi)壁軸向設(shè)有至少一個限位槽，所述攪拌軸的上端的周壁上軸向設(shè)有至少一個定位筋，所述定位筋與所述限位槽之間具有一一對應(yīng)的裝配關(guān)系。

14.進一步地，所述攪拌軸的上端的周壁上徑向開設(shè)有至少一個貫穿孔，所述聯(lián)軸器的周壁上開設(shè)有至少一對同軸固定孔，螺栓依次穿過其中一個固定孔、貫穿孔和另一個固定孔后以螺母將所述攪拌軸與聯(lián)軸器固定為一體。

15.第二方面，本實用新型提供一種攪拌裝置，包括第一方面任一技術(shù)方案所述的下壓式攪拌槳和電機；所述攪拌軸連接至所述電機的輸出軸。

16.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：有效消除流動的死區(qū)，提高溫度場的均勻性，防止局部過熱使細胞失活，綜合提高發(fā)酵罐的熱利用效率和細胞活性，在提升攪拌效率的同時能縮短反應(yīng)時間，提高成品收率和質(zhì)量。本實用新型可用于生物發(fā)酵過程。

附圖說明

17.圖1為本實用新型攪拌槳一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

18.圖2為本實用新型攪拌槳一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

19.圖3為圖2的a-a向剖視圖；

20.圖4為圖2的俯視圖；

21.圖5為本實用新型攪拌槳一個實施例中攪拌軸與聯(lián)軸器裝配的爆炸圖；

22.圖6為本實用新型攪拌槳一個實施例中聯(lián)軸器與螺栓的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

23.圖7為圖3中a圈出部分的局部放大圖；

24.圖8為本實用新型攪拌裝置一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

25.圖中附圖標記：1-槳葉、2-通孔、3-攪拌軸、31-定位筋、32-貫穿孔、4-聯(lián)軸器、41-軸孔、42-限位槽、43-固定孔、5-螺栓、51-螺母、6-動力軸、7-電機。

具體實施方式

26.下面將結(jié)合附圖，對本實用新型多個實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述。顯然，此處所描述的實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型的這些實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。

27.如圖1所示，本實用新型下壓式攪拌槳的一個實施例，用于生物發(fā)酵過程，包括攪拌軸3，沿所述攪拌軸3的周壁間隔布設(shè)有n片槳葉1，所述槳葉1的輪廓面與所述攪拌軸3的軸線所在的平面之間分別具有下壓夾角ai，i=1-n,ai《90o；所述槳葉1的輪廓面上布設(shè)有多個通孔2。輪廓面是指攪拌過程中推動攪拌罐中混合物流動的面，輪廓面可以是平面，也可以是曲面。當(dāng)為曲面時，優(yōu)選為流線型曲面，具有統(tǒng)一的曲率半徑。輪廓面與攪拌軸3的軸線所在的平面之間具有下壓夾角ai解釋如下：當(dāng)輪廓面為平面時，下壓夾角ai就是該平面在與其相垂直的投影面上投影所形成的投影直線與攪拌軸3的軸線之間的夾角，該夾角為銳角。當(dāng)輪廓面為曲面時，下壓夾角ai就是該平面在與其相垂直的投影面上投影所形成的投影曲線的中點處的切線與攪拌軸3的軸線之間的夾角，該夾角為銳角。值得注意的是，該夾角處于槳葉1的行進方向上，以便形成下壓力。具體地，如圖1所示，攪拌軸3按順時針旋轉(zhuǎn)，由于槳葉1向攪拌軸3旋轉(zhuǎn)的前進方向傾斜，即槳葉1的頂端相對于底端向其前進方向傾斜，使槳葉1的整個輪廓面向下傾斜，這樣就會在旋轉(zhuǎn)時對攪拌罐內(nèi)的混合物形成一定的下壓力，即被攪拌的混合物既隨著槳葉1的順時針旋轉(zhuǎn)而進行順時針流動，還在流動過程中通過該下壓力不斷向下翻滾滲透形成渦流，有助于將攪拌過程中形成的泡沫或氣泡擊碎消除，并使混合物中不同種類的物質(zhì)充分接觸，有效消除流動的死區(qū)，提高溫度場的均勻性，防止局部過熱使細胞失活，綜合提高發(fā)酵罐的熱利用效率和細胞活性，在提升攪拌效率的同時能縮短反應(yīng)時間，提高成品收率和質(zhì)量。槳葉1的輪廓面上布設(shè)的多個通孔2可使一部分混合物在流動過程中反向（即與槳葉1推動混合物順時針流動的方向相反）穿過槳葉1，反向液流與

正向液流碰撞后形成紊流，使異種物質(zhì)之間相互擴散，這樣無疑可增加混合物中異種物質(zhì)的相遇幾率，進一步提高攪拌效果。槳葉1的大小和數(shù)量n可根據(jù)實際需要確定，尤其需要與攪拌罐的大小相適應(yīng)，可以是1片或多片。下壓夾角ai的大小可根據(jù)實際需要確定，當(dāng)槳葉1多于1片時，各片槳葉1的下壓夾角ai可以相同，也可以不同。不同的下壓夾角ai相對于相同的下壓夾角ai可形成更不規(guī)律的紊流，一定程度上可改善攪拌效果，但也會增加攪拌阻力。通孔2的排布方式、孔徑大小和數(shù)量可根據(jù)實際需要確定，尤其需要與攪拌罐的大小相適應(yīng)。通孔2的數(shù)量或面積決定反向液流的大小，優(yōu)選地，一個槳葉1上多個通孔2的總面積占槳葉1面積的30%-50%，各通孔2之間間距相等。這樣形成的反向液流的流量與正向液流相當(dāng)，碰撞后形成的紊流能使其中的異種物質(zhì)更均勻地接觸反應(yīng)，提高攪拌效果。

28.在一個實施例中，當(dāng)n≥2時,各所述槳葉1在所述攪拌軸3上的布設(shè)方向相同且ai相等，i=1-n。布設(shè)方向相同即各槳葉1的傾斜方向相同。ai相等即傾斜角度相同。傾斜方向相同的多片槳葉1可形成流速穩(wěn)定的液流，降低攪拌阻力，節(jié)約能源。傾斜角度相同也具有同樣的效果。

29.在一個實施例中，當(dāng)n≥2時,各所述槳葉1周向均布。多片槳葉2沿攪拌軸3的圓周方向等間隔均勻分布，有助于形成流速穩(wěn)定的液流，降低攪拌阻力，節(jié)約能源。

30.在一個實施例中，所述槳葉1具有鏡面拋光的表面。光滑的表面可減小槳葉1對混合物中活細胞的剪切力，降低攪拌過程中對細胞等生物細顆粒的物理破壞，有利于保持攪拌后混合物的生物活性。

31.在一個實施例中，所述槳葉1的邊沿以及各所述通孔2的孔口邊沿均具有圓角結(jié)構(gòu)，并進行拋光處理。這種圓潤的邊角可進一步減小槳葉1對混合物中活細胞的剪切力。

32.在一個實施例中，所述i=3,所述ai=45o。如圖4所示，3片槳葉1間隔120o均布在攪拌軸3上，各片槳葉1的下壓夾角ai均為45o。基于3片槳葉1的攪拌槳可適應(yīng)大多數(shù)工況，多于3片必然增加能耗，少于3片不利于穩(wěn)定液流的形成，從而影響攪拌效率，即這種配置能兼顧高效和節(jié)能。通過流體仿真計算，45o的傾斜角可最大限度提高攪拌推力和下壓力對異種物質(zhì)的綜合混合效果。

33.在一個實施例中，如圖2-圖7所示，所述攪拌軸3的上端通過自制的聯(lián)軸器4可拆卸地與動力軸6連接。具體地，所述聯(lián)軸器4的軸孔41的內(nèi)壁軸向設(shè)有至少一個限位槽42，所述攪拌軸3的上端的周壁上軸向設(shè)有至少一個定位筋31，所述定位筋31與所述限位槽42之間具有一一對應(yīng)的裝配關(guān)系。所述攪拌軸3的上端的周壁上徑向開設(shè)有至少一個貫穿孔32，所述聯(lián)軸器4的周壁上開設(shè)有至少一對同軸固定孔43，螺栓5依次穿過其中一個固定孔43、貫穿孔32和另一個固定孔43后以螺母51將所述攪拌軸3與聯(lián)軸器4固定為一體。這種可拆卸的軸聯(lián)結(jié)構(gòu)一方面方便更換圖1中示出的這種攪拌槳（以下稱為“該攪拌槳”），另一方面，通過定位筋31和限位槽42的位置限定結(jié)構(gòu)，使該攪拌槳的攪拌軸3與動力軸6之間的連接不易松動，提高整體的可靠性。

34.如圖8所示，本實用新型的攪拌裝置的一個實施例，包括上述生物發(fā)酵用下壓式攪拌槳任一實施例所述的攪拌槳和電機7；攪拌槳的攪拌軸3連接至所述電機7的輸出軸，以給攪拌槳提供動力。攪拌槳的技術(shù)效果必然也是攪拌裝置的技術(shù)效果，此處不再贅述。

35.本實用新型涉及的控制軟件采用現(xiàn)有技術(shù)。

36.盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的多個實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而

言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。技術(shù)特征：

1.一種下壓式攪拌槳，其特征在于，包括攪拌軸（3），沿所述攪拌軸（3）的周壁間隔布設(shè)有n片槳葉（1），所述槳葉（1）的輪廓面與所述攪拌軸（3）的軸線所在的平面之間分別具有下壓夾角ai，i=1-n,ai<90o；所述槳葉（1）的輪廓面上布設(shè)有多個通孔（2）。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下壓式攪拌槳，其特征在于，所述槳葉（1）上多個通孔（2）的總面積占槳葉（1）面積的30%-50%，各相鄰?fù)祝?）之間間距相等。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下壓式攪拌槳，其特征在于，當(dāng)n≥2時,各所述槳葉（1）在所述攪拌軸（3）上的布設(shè)方向相同且ai相等，i=1-n。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下壓式攪拌槳，其特征在于，當(dāng)n≥2時,各所述槳葉（1）周向均布。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下壓式攪拌槳，其特征在于，所述槳葉（1）具有鏡面拋光的表面。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下壓式攪拌槳，其特征在于，所述槳葉（1）的邊沿以及各所述通孔（2）的孔口邊沿均具有圓角結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的下壓式攪拌槳，其特征在于，所述i=3,所述ai=45o。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下壓式攪拌槳，其特征在于，所述攪拌軸（3）的上端通過自制的聯(lián)軸器（4）可拆卸地與動力軸（6）連接。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的下壓式攪拌槳，其特征在于，所述聯(lián)軸器（4）的軸孔（41）的內(nèi)壁軸向設(shè)有至少一個限位槽（42），所述攪拌軸（3）的上端的周壁上軸向設(shè)有至少一個定位筋（31），所述定位筋（31）與所述限位槽（42）之間具有一一對應(yīng)的裝配關(guān)系。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的下壓式攪拌槳，其特征在于，所述攪拌軸（3）的上端的周壁上徑向開設(shè)有至少一個貫穿孔（32），所述聯(lián)軸器（4）的周壁上開設(shè)有至少一對同軸固定孔（43），螺栓（5）依次穿過其中一個固定孔（43）、貫穿孔（32）和另一個固定孔（43）后以螺母（51）將所述攪拌軸（3）與聯(lián)軸器（4）固定為一體。11.一種攪拌裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1-10任一項所述的下壓式攪拌槳和電機（7）；所述攪拌軸（3）連接至所述電機（7）的輸出軸。

技術(shù)總結(jié)

本實用新型公開了一種下壓式攪拌槳及攪拌裝置，所述攪拌槳包括攪拌軸，沿所述攪拌軸的周壁間隔布設(shè)有n片槳葉，所述槳葉的輪廓面與所述攪拌軸的軸線所在的平面之間分別具有下壓夾角a

技術(shù)研發(fā)人員：郭敏 李克緒 于雪

受保護的技術(shù)使用者：康碼（上海）生物科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.08.31

技術(shù)公布日：2022/2/15