專利名稱：一種垂直氣動(dòng)攪拌器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種攪拌裝置，特別是用于攪拌沼氣發(fā)酵過程中的垂直氣動(dòng)攪拌
O
背景技術(shù)：
在沼氣生產(chǎn)過程中，當(dāng)發(fā)酵物體在適宜的溫度、濕度及酸堿度等條件下，可以產(chǎn)生沼氣。這些沼氣先以氣泡狀態(tài)附著在發(fā)酵固體的表面，隨著氣泡逐漸變大而破裂沼氣被釋放出來。在氣泡破裂之前，它會(huì)遮住發(fā)酵固體表面，阻擋厭氧菌對(duì)發(fā)酵固體的侵入，抑制了發(fā)酵的進(jìn)行，致使發(fā)酵速度緩慢。如果對(duì)發(fā)酵固體進(jìn)行攪動(dòng)，不僅附著在發(fā)酵固體外的氣泡會(huì)立即破裂釋放出沼氣，而且產(chǎn)甲烷菌會(huì)繼續(xù)浸入發(fā)酵固體，使發(fā)酵速度變得更加劇烈。所以，在沼氣生產(chǎn)中，攪拌對(duì)發(fā)酵速度及產(chǎn)氣效率的提升都起到至關(guān)重要的作用。在我國，尤其在長江以北，冬季氣溫較低，為減少厭氧消化過程中的熱能供應(yīng)量， 多采用干發(fā)酵技術(shù)，即通過提高干物質(zhì)(化)含量，可以減少中溫發(fā)酵過程中所需熱能的消耗。但同時(shí)也產(chǎn)生一些弊端，就是當(dāng)發(fā)酵固體濃度達(dá)到一定時(shí)，產(chǎn)生的氣泡狀沼氣被一層層的發(fā)酵固體所包裹，這些氣泡不易釋放，所以在干發(fā)酵的厭氧消化工藝中，增設(shè)攪拌裝置就顯得尤為重要。但是由于干發(fā)酵工藝中的發(fā)酵固體含量在15%以上(如同牲畜鮮糞的濃度)，粘度很高，采用普通旋轉(zhuǎn)式機(jī)械強(qiáng)制攪拌，產(chǎn)生的扭矩巨大，極容易損壞攪拌器；又因?yàn)閰捬跸窃诿荛]的容器中進(jìn)行的，攪拌器一旦出現(xiàn)故障，將會(huì)無法修理，因此，在干法發(fā)酵的厭氧消化工藝中設(shè)置攪拌裝置，一直是該專業(yè)領(lǐng)域研究者探討的技術(shù)難題。(三)實(shí)用新型技術(shù)內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種垂直氣動(dòng)攪拌器。為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型依據(jù)了如下的技術(shù)方案。垂直氣動(dòng)攪拌器包括氣動(dòng)部分和攪拌部分，攪拌部分位于厭氧消化器的罐體內(nèi)，氣動(dòng)部分位于厭氧消化器罐體外的頂部。所述的攪拌部分包括攪拌籠、兩端與攪拌籠的連接輻條、固定在攪拌籠中部的中軸、一端與中軸連接，另一端與攪拌籠連接的斜拉筋。所述的氣動(dòng)部分包括氣缸、活塞兩端連接的活塞桿，其中一根活塞桿的一端與攪拌籠中軸鉸接，另一根活塞桿的一端上設(shè)置碰鐵，與碰鐵相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)限位開關(guān)固定在氣缸旁的立柱上，電磁閥與限位開關(guān)電連接。還可以在垂直氣動(dòng)攪拌器的氣動(dòng)部分與攪拌部分之間增設(shè)既能控制攪拌籠做垂直運(yùn)動(dòng)，又能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的牽連架部分。所述的牽連架部分由牽接橫梁、牽連橫梁、導(dǎo)向柱、導(dǎo)向筒、嚙合內(nèi)錐與嚙合外錐和置螺旋葉片組成；導(dǎo)向筒設(shè)置在厭氧消化器罐體外壁的上端，導(dǎo)向柱的一端穿入導(dǎo)向筒， 另一端將牽接橫梁、牽連橫梁串接，在牽接橫梁與牽連橫梁之間留有間隙；嚙合外錐設(shè)置在牽接橫梁上，中軸穿過嚙合外錐并在頂端固定嚙合內(nèi)錐；螺旋葉片設(shè)置在攪拌籠內(nèi)；牽連架部分與氣動(dòng)部分鉸接。導(dǎo)向筒的一端設(shè)置活動(dòng)封蓋。本實(shí)用新型的優(yōu)越處在于1、垂直氣動(dòng)攪拌器運(yùn)行平穩(wěn)，安全系數(shù)大；2、攪拌器具有以柔克剛的特性，根據(jù)阻力大小自動(dòng)改變速度；3、攪拌器對(duì)物料攪拌均勻，該攪拌器運(yùn)行時(shí)，既作垂直運(yùn)動(dòng)，又作圓周運(yùn)動(dòng)；4、主要部件維修方便。

附圖是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見附圖。垂直氣動(dòng)攪拌器包括氣動(dòng)部分、攪拌部分，攪拌部分位于厭氧消化器罐體1的內(nèi)部，氣動(dòng)部分位于厭氧消化器罐體1外部的頂端。所述的攪拌部分包括攪拌籠2、兩端連接攪拌籠2的若干根輻條3、固定在攪拌籠2中部的中軸5、 一端與中軸連接，另一端與攪拌籠體連接的斜拉筋6 ；所述的氣動(dòng)部分包括氣缸10、設(shè)置在活塞兩端的塞桿，其中一根活塞桿與攪拌籠2的中軸5鉸接，另一根活塞桿上設(shè)置碰鐵13， 與碰鐵13相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)限位開關(guān)12固定在氣缸旁的立柱上，電磁閥14與限位開關(guān)12電連接。垂直氣動(dòng)攪拌器工作是由氣缸的動(dòng)力傳遞所帶動(dòng)的。當(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，其兩端的活塞桿，一根牽引著攪拌籠2的中軸向下，起著向下攪拌的作用。另一根活塞桿上的碰鐵 13運(yùn)動(dòng)到下部限位開關(guān)12B的位置時(shí)，碰鐵13與其重合通電，控制電磁閥14換向，則活塞向上的運(yùn)動(dòng)。同理，當(dāng)活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，其兩端的活塞桿，一根牽引著攪拌籠2的中軸向上， 起著向上攪拌的作用。另一根活塞桿上的碰鐵13運(yùn)動(dòng)到上部限位開關(guān)12A的位置時(shí)，碰鐵 13與其重合通電，控制電磁閥14換向，則活塞向下運(yùn)動(dòng)完成一次垂直上下運(yùn)動(dòng)。整個(gè)攪拌器垂直上下的攪拌，完全實(shí)現(xiàn)與氣缸同步自動(dòng)進(jìn)行。其中的輻條3起協(xié)助攪拌的作用。斜拉筋6起加強(qiáng)攪拌籠2的作用。本實(shí)用新型的更好的方式是在氣動(dòng)部分與攪拌部分之間增加牽連架部分，該部分既能控制攪拌籠2做垂直運(yùn)動(dòng)，又能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其中的一種方式是牽連架部分由牽接橫梁15、牽連橫梁16、導(dǎo)向柱17、導(dǎo)向筒9、嚙合內(nèi)錐8與嚙合外錐7和置螺旋葉片3組成；導(dǎo)向筒9設(shè)置在厭氧消化器罐體1外壁的上端，導(dǎo)向柱17的一端穿入導(dǎo)向筒9，另一端將牽接橫梁15、牽連橫梁16串接，在牽接橫梁15與牽連橫梁16之間留有間隙；嚙合外錐7設(shè)置在牽接橫梁15上，中軸5穿過嚙合外錐7并在頂端固定嚙合內(nèi)錐7 ；螺旋葉片3設(shè)置在攪拌籠2內(nèi)；牽連架部分與氣動(dòng)部分鉸接，即牽連橫梁16與其中的一種活塞桿鉸接。如上所述，牽連架部分也是由汽缸中的活塞推動(dòng)完成向上或者向下的工作。當(dāng)活塞向下或者向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，整個(gè)牽連架也隨之上下。由于牽接橫梁15、牽連橫梁16之間距離所至，當(dāng)攪拌籠2向下運(yùn)動(dòng)的最終位置時(shí)，嚙合內(nèi)錐8與嚙合外錐7之間會(huì)產(chǎn)生分離，此時(shí)位于攪拌籠2內(nèi)的螺旋葉片3能將垂直運(yùn)動(dòng)的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍邢蜻\(yùn)動(dòng)的力，從而使攪拌籠2產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)；當(dāng)攪拌籠2向上運(yùn)動(dòng)的最終位置時(shí)，嚙合內(nèi)錐8與嚙合外錐7之間嚙合，作用在螺旋葉片3上的反向切向力經(jīng)由牽連架上的導(dǎo)向柱16傳遞到導(dǎo)向筒9上，阻止攪拌籠2反向旋轉(zhuǎn)，只作向上運(yùn)動(dòng)。這樣，攪拌籠2每做一次上下運(yùn)動(dòng)，就朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。多次運(yùn)動(dòng)后攪拌籠2就能旋轉(zhuǎn)一周。通常攪拌器的攪拌體是做圓周運(yùn)動(dòng)，由于厭氧消化器的罐體直徑與高度都較大， 因而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)會(huì)形成巨大的扭矩，這不僅需要很大的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，而且巨大的扭矩還會(huì)致使旋轉(zhuǎn)臂折斷。而本實(shí)用新型是將攪拌體的運(yùn)動(dòng)方向變?yōu)榇怪狈较?，即攪拌籠2的中軸只會(huì)受到拉力，這使得同樣的受力截面，可使承載力增加百倍，大大的提高了攪拌籠體運(yùn)行的安全系數(shù)。本實(shí)用新型具有以柔克剛的特性，根據(jù)阻力大小自動(dòng)改變速度。攪拌籠2在做上下垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，若物料濃度較稀，攪拌阻力較小，攪拌器的運(yùn)動(dòng)速度就會(huì)較快，若物料濃度較為稠密，攪拌阻力較大，攪拌器的運(yùn)動(dòng)速度就會(huì)變慢，通過上下運(yùn)動(dòng)的速度快慢來恒定攪拌的動(dòng)力阻力。其力學(xué)表達(dá)方式為F = ff+V2 AESF-氣缸的動(dòng)力W-攪拌器的重力V-運(yùn)動(dòng)速度λ-物料粘度阻力模量Σ -運(yùn)動(dòng)接觸面積力學(xué)表達(dá)方式中，氣缸動(dòng)力、攪拌籠2重力和運(yùn)動(dòng)接觸面積都是一個(gè)定值，當(dāng)物料粘度阻力模量增大時(shí)，速度就變小，當(dāng)物料粘度阻力模量變小時(shí)，速度就變大。這種攪拌方式是以阻力的大小來改變運(yùn)動(dòng)的速度，使得整個(gè)系統(tǒng)具有靈動(dòng)感，通過自動(dòng)調(diào)速，感知固體物料形成的阻力被克服的難易程度，無論攪拌器運(yùn)動(dòng)的速度快或慢，攪拌器釋放的作用力不變。這樣使得攪拌器運(yùn)行平穩(wěn)。本實(shí)用新型的攪拌籠屜對(duì)物料攪拌均勻。該攪拌籠運(yùn)行時(shí)，既作垂直運(yùn)動(dòng)，又作圓周運(yùn)動(dòng)。靠近螺旋葉片3的部位由葉片直接攪動(dòng)，靠近中間部位的物料由各層的輻條4攪動(dòng)，攪拌籠2每做一次上下運(yùn)動(dòng)，就會(huì)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，攪拌部位得到變換，待轉(zhuǎn)動(dòng)一周后，各個(gè)部位都得到攪拌，不留死角。本實(shí)用新型主要部件維修方便。攪拌器需要經(jīng)常維修的部件是氣缸，設(shè)置在罐體上部的兩個(gè)導(dǎo)向柱和導(dǎo)向筒，該結(jié)構(gòu)既起到導(dǎo)向作用和阻止攪拌籠屜2反向旋轉(zhuǎn)作用，又起到維修氣缸的作用。當(dāng)需要維修氣缸時(shí)，只需打開兩個(gè)導(dǎo)向柱上端的封蓋，使用起重工具將牽連架向上拉，即可拆下氣缸，進(jìn)行維修。
權(quán)利要求1.一種垂直氣動(dòng)攪拌器包括氣動(dòng)部分和攪拌部分，其特征在于攪拌部分位于厭氧消化器的罐體(1)內(nèi)，氣動(dòng)部分位于厭氧消化器罐體(1)外的頂部；所述的攪拌部分包括攪拌籠( 、兩端與攪拌籠( 的連接輻條、固定在攪拌籠(2) 中部的中軸(5)、一端與中軸(5)連接，另一端與攪拌籠(2)連接的斜拉筋(6)；所述的氣動(dòng)部分包括氣缸(11)、活塞兩端連接的活塞桿，其中一根活塞桿的一端與攪拌籠( 的中軸( 鉸接，另一根活塞桿的一端上設(shè)置碰鐵(13)，與碰鐵相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)限位開關(guān)(12)固定在氣缸旁的立柱上，電磁閥(14)與限位開關(guān)(12)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種垂直氣動(dòng)攪拌器，其特征在于在氣動(dòng)部分與攪拌部分之間增設(shè)既能控制攪拌籠( 做垂直運(yùn)動(dòng)，又能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的牽連架部分。
3.如權(quán)利要求2所述的一種垂直氣動(dòng)攪拌器，其特征在于所述的牽連架部分由牽接橫梁(15)、牽連橫梁(16)、導(dǎo)向柱(17)、導(dǎo)向筒(9)、嚙合內(nèi)錐⑶與嚙合外錐(7)和置螺旋葉片(3)組成；導(dǎo)向筒(9)設(shè)置在厭氧消化器罐體(1)外壁的上端，導(dǎo)向柱(17)的一端穿入導(dǎo)向筒(9)，另一端將牽接橫梁(15)、牽連橫梁(16)串接，在牽接橫梁(1 與牽連橫梁 (16)之間留有間隙；嚙合外錐(7)設(shè)置在牽接橫梁(15)上，中軸(5)穿過嚙合外錐(7)并在頂端固定嚙合內(nèi)錐(7)；螺旋葉片( 設(shè)置在攪拌籠O)內(nèi)；牽連架部分與氣動(dòng)部分鉸接。
4.如權(quán)利要求3所述的一種垂直氣動(dòng)攪拌器，其特征在于導(dǎo)向筒(9)的一端設(shè)置活動(dòng)封蓋(10)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及垂直氣動(dòng)攪拌器，它包括氣動(dòng)部分和攪拌部分，攪拌部分位于厭氧消化器的罐體(1)內(nèi)，氣動(dòng)部分位于厭氧消化器罐體(1)外的頂部；它兩部分之間鉸接；還可以在氣動(dòng)部分與攪拌部分之間增設(shè)即能控制垂直運(yùn)動(dòng)，又能控制螺旋運(yùn)動(dòng)的牽連架部分。本實(shí)用新型的優(yōu)越處在于垂直氣動(dòng)攪拌器運(yùn)行平穩(wěn)，安全系數(shù)大；攪拌器具有以柔克剛的特性，根據(jù)阻力大小自動(dòng)改變速度；攪拌器對(duì)物料攪拌均勻，該攪拌器運(yùn)行時(shí)，既作垂直運(yùn)動(dòng)，又作圓周運(yùn)動(dòng)；主要部件維修方便。
文檔編號(hào)B01F7/32GK201940196SQ20112003744
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月14日
發(fā)明者李君芳, 皇甫冠男, 皇甫利 申請(qǐng)人:李君芳, 皇甫冠男