一种发酵装置及发酵系统

1.本实用新型涉及发酵设备技术领域，具体而言，涉及一种发酵装置及发酵系统。

背景技术：

2.沼气是一种高效的气体燃料，可以用于生活能源，也可以用于动力能源。沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵，是指有机物质(如人畜家禽粪便、秸秆、杂草等)在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等可燃性混合气体的过程。现有的沼气发酵装置中沼气罐内的搅拌装置密封性不好，易被沼液腐蚀，容易生锈，发生故障，容易泄露沼气，且发酵罐搅拌效率低、搅拌不均匀，搅拌盲区大。另外，现有厌氧消化罐与搅拌轴之间易造成机械磨损而使空气进入,导致厌氧系统崩溃。

技术实现要素：

3.本实用新型解决的问题是现有技术中的沼气发酵装置密封性不好、搅拌效率低且易造成机械磨损而使空气进入中的至少一个方面。
4.为解决上述问题，本实用新型提供一种发酵装置，包括：
5.发酵罐体以及设置于所述发酵罐体顶端的第一密封结构，
6.驱动电机、搅拌轴、搅拌桨以及设置于所述搅拌轴与所述第一密封结构的连接处的第二密封结构，所述搅拌轴的一端设置于所述发酵罐体的外部并与所述驱动电机相连接，所述搅拌轴的另一端穿过所述第一密封结构并设置于所述发酵罐体的内部，所述搅拌桨包括第一搅拌桨和第二搅拌桨，且所述第一搅拌桨和所述第二搅拌桨分别沿所述搅拌轴的长度方向分散设置于所述搅拌轴的上下两端。
7.较佳地，所述第一密封结构上设有与所述搅拌轴相匹配的通孔，所述搅拌轴与所述通孔的连接处设有所述第二密封结构。
8.较佳地，所述第二密封结构包括机械密封单元和自密封单元，所述机械密封单元和所述自密封单元均适于所述搅拌轴穿过，且所述机械密封单元的一端与所述第一密封结构相连接，所述机械密封单元的另一端与所述自密封单元可拆卸相连接，且所述自密封单元适于在所述机械密封单元脱离所述搅拌轴后与所述第一密封结构相贴合以进行密封。
9.较佳地，所述第一搅拌桨包括第一搅拌机构、第二搅拌机构和第三搅拌机构，且所述第一搅拌机构、所述第二搅拌机构和所述第三搅拌机构沿竖直方向依次设置于所述搅拌轴上。
10.较佳地，所述第一搅拌机构包括对称设置于所述搅拌轴两端的第一搅拌部和第二搅拌部，所述第一搅拌部和/或所述第二搅拌部包括相互垂直设置的第一搅拌叶和第二搅拌叶，且第一搅拌叶与所述搅拌轴相连接且沿水平方向设置，所述第二搅拌叶沿所述第一搅拌叶远离所述搅拌轴的端部向靠近所述罐体底壁的方向延伸设置。
11.较佳地，所述第二搅拌机构包括沿所述搅拌轴的竖直方向环绕设置于所述搅拌轴外壁的螺旋式搅拌叶片。
12.较佳地，所述第三搅拌机构包括对称设置于所述搅拌轴两侧的第三搅拌部和第四搅拌部，且所述第三搅拌部和所述第四搅拌部与所述罐体底壁平行设置。
13.较佳地，所述第二搅拌桨包括沿水平方向对称设置于所述搅拌轴两端的直叶式搅拌叶片。
14.较佳地，所述发酵罐体的侧壁设有观察窗，所述观察窗为耐高温透明玻璃窗。
15.本实用新型所述的发酵装置相对于现有技术的优势在于：本实用新型所述的发酵装置同时采用第一密封结构和第二密封结构，能够保证整个装置的密封效果和运行安全，且避免了因机械磨损停产造成的大清料问题，为发酵装置的长期稳定运行提供了保障。另外，本实用新型所述的发酵装置同时采用第一搅拌桨和第二搅拌桨，将发酵罐内的物料向不同方向转动，加剧物料混合运动，提高物料混合程度，减少搅拌盲区。
16.为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种发酵系统，包括如上所述的发酵装置、水箱和加热装置，所述水箱与所述发酵装置通过管路连通，用于向所述发酵装置提供反应溶剂，所述加热装置设置于所述发酵装置的外部，用于控制所述发酵装置的反应温度。
17.本实用新型所述的发酵装置相对于现有技术的优势在于：采用加热装置有效控制发酵装置的温度，使得反应物料的反应速率一致，聚合度均匀，采用水箱供水更加方便。本实用新型所述的发酵系统与所述发酵装置相对于现有技术的其他优势相同，在此不再赘述。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例中发酵装置的结构示意图；
19.图2为图1的俯视图。
20.附图标记说明：
21.1-发酵罐体、2-第一密封结构、3-第二密封结构、31-机械密封单元、32-自密封单元、4-驱动电机、5-搅拌轴、6-第一搅拌桨、61-第一搅拌机构、62-第二搅拌机构、63-第三搅拌机构、7-第二搅拌桨、8-进料口、9-出料口、10-补料口、11-温度口、12-排气口、13-侧壁、14-支撑座、15-ph口。
具体实施方式
22.下面将结合附图对本技术实施例中的技术方案进行清楚、详尽地描述。在本实用新型的描述中，需要理解的是，附图中“x”的正向代表右方，“x”的反向代表左方，“y”的正向代表后方，“y”的反向代表前方，“z”的正向代表上方，“z”的反向代表下方，且术语“x”、“y”和“z”指示的方位或位置关系为基于说明书附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
23.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
24.在本技术实施例的描述中，术语“一些实施例”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明
书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
25.如图1所示，本实用新型实施例提供一种发酵装置，包括：
26.发酵罐体1以及设置于发酵罐体1顶端的第一密封结构2，
27.驱动电机4、搅拌轴5、搅拌桨以及设置于搅拌轴5与第一密封结构2的连接处的第二密封结构3，搅拌轴5的一端设置于发酵罐体1的外部并与驱动电机4相连接，搅拌轴5的另一端穿过第一密封结构2并设置于发酵罐体1的内部，搅拌桨包括第一搅拌桨6和第二搅拌桨7，且第一搅拌桨6和第二搅拌桨7分别沿搅拌轴5的长度方向分散设置于搅拌轴5的上下两端。需要说明的是，本实施例中搅拌轴5的长度方向为图中z的方向。
28.在一些实施例中，第二密封结构3包括机械密封单元31和自密封单元32，机械密封单元31和自密封单元32均适于搅拌轴5穿过，且机械密封单元31的一端与第一密封结构2相连接，机械密封单元31的另一端与自密封单元32可拆卸相连接，且自密封单元32适于在机械密封单元31脱离搅拌轴5后与第一密封结构2的底端相贴合以进行密封。由此，当机械密封单元31因长期转动磨损需要更换时，发酵罐体1不需要排料可直接进行更换，此时，即机械密封单元31脱离所述搅拌轴5后，自密封装置32能够与第一密封结构2相贴合，阻止物料泄露，起到持续密封作用，简化了机械密封单元31更换程序，避免了更换机械密封单元31停产大清料问题，为发酵装置长期稳定运行提供了保障。
29.在一些具体的实施例中，自密封单元32上设有与机械密封单元31可拆卸连接的安装槽，本实施例中对于安装槽的形状不做具体限制，只要能够与机械密封单元31相匹配，适于机械密封单元31安装与固定即可。
30.在一些优选的实施例中，安装槽内设有密封圈，结构简单，且密封效果更好。
31.本实施例中对于机械密封单元31与安装槽的可拆卸连接方式不做限制，在一些优选的实施例中，机械密封单元31通过锁紧环与安装槽固定，结构简单，方便拆装。
32.需要说明的是，本实施例中的第一搅拌桨6设置于发酵罐体1的内部的搅拌轴5的中上端，而第二搅拌桨7设置于搅拌轴5的底端，由此在发酵罐体1内部的不同位置进行搅拌，将物料往不同方向转动，加剧物料混合运动，提高物料混合程度，减少搅拌盲区。
33.在一些优选的实施例中，第一密封结构2为304不锈钢密封盖，不易受到发酵罐内反应物料的腐蚀，且密封效果好。
34.在一些实施例中，第一密封结构2上设有与搅拌轴5相匹配的通孔，搅拌轴5与通孔的连接处设有第二密封结构3。
35.本实施例对于通孔的形状不做限制，只要能够与搅拌轴5的外部轮廓相匹配皆可，可以为任意几何形状，在一些优选的实施例中，搅拌轴5为圆柱形结构，相应地，通孔也为圆柱形结构。
36.在一些实施例中，第一搅拌桨6包括第一搅拌机构61、第二搅拌机构62和第三搅拌机构63，且第一搅拌机构61、第二搅拌机构62和第三搅拌机构63沿竖直方向依次设置于搅拌轴5上。结构规整，通过三种不同结构的第一搅拌桨6使得发酵罐内的物料能够向不同方向转动，加剧物料混合运动，提高物料混合程度。
37.在一些优选的实施例中，第一搅拌机构61包括对称设置于搅拌轴5两端的第一搅拌部和第二搅拌部，第一搅拌部和/或第二搅拌部包括相互垂直设置的第一搅拌叶和第二
搅拌叶，且第一搅拌叶与搅拌轴5相连接且沿水平方向设置，第二搅拌叶沿第一搅拌叶远离搅拌轴5的端部向靠近罐体底壁的方向延伸设置。由此，通过垂直设置的两个搅拌叶，大范围地带动发酵罐体1内的物料转动，混合效果好。需要说明的是，本实施例的水平方向为图中x的方向。
38.在一些优选的实施例中，第一搅拌叶和第二搅拌叶均为柱形直杆结构，结构简单，且容易加工制作。
39.在一些优选的实施例中，第二搅拌机构62包括沿搅拌轴5的竖直方向环绕设置于搅拌轴5外壁的螺旋式搅拌叶片。尤其用于输送粘度较大的物料，且这种螺旋式搅拌叶片，不但能够完成对物料的搅拌、混合等功能，还能实现完物料的输送。
40.在一些优选的实施例中，第三搅拌机构63包括对称设置于搅拌轴5两侧的第三搅拌部和第四搅拌部，且第三搅拌部和第四搅拌部与罐体底壁平行设置。结构简单，使得搅拌效果更好。
41.在一些优选的实施例中，第二搅拌桨7包括沿水平方向对称设置于搅拌轴5两端的直叶式搅拌叶片。结构简单。
42.在一些实施例中，发酵罐体1的侧壁13设有观察窗，观察窗为耐高温透明玻璃窗。由此，可以随时观察到发酵罐内的发酵情况。
43.本实施例中对于耐高温透明玻璃窗的具体材料不做限制，只要能够耐高温且透明，不但适于发酵温度还能够清楚地观察到发酵罐内的发酵情况。在一些优选的实施例中，耐高温透明玻璃窗为耐高温硼化硅玻璃窗。
44.需要说明的是，本实施例中的玻璃窗可以为发酵罐体1的侧壁13的一部分，也可以为整个侧壁13，也就是说发酵罐体1的侧壁13均由耐高温硼化硅玻璃窗制成，观察范围大，能够清晰地管擦回到整个发酵罐内的发酵情况，且无观察死角。
45.如图2所示，在一些实施例中，本实施例的发酵装置上还设置有进料口8、出料口9、补料口10、温度口11、排气口12、进水口以及出水口，进料口8用于向发酵罐体1内部进料，出料口9用于出料，补料口10用于向发酵罐体1的内部补料，进水口以及出水口用于向发酵罐内进水或出水，温度口11用于与发酵罐罐体外部的加热装置通信连接，用于检测发酵罐体1内的温度。进气口用于向发酵罐体1内补气，以提供发酵所需的气体介质。
46.在一些实施例中，发酵装置的驱动电机4设置于发酵罐体1的上方，结构简单，容易操作，且驱动电机4与搅拌轴5垂直连接，结构规整，搅拌效果好。
47.在一些优选的实施例中，发酵装置包括轴腔，适于容纳设置于发酵罐体1外部的搅拌轴5，轴腔的顶端沿驱动电机4的底壁向靠近第一密封结构2的方向垂直设置，直至到达第一密封结构2的顶壁，由此将设置于发酵罐体1外部的搅拌轴5完全保护在轴腔的内部，不易受到损坏。
48.在一些实施例中，发酵罐体1的底部还设置支撑座14，用于为发酵罐体1提供支撑力，使得发酵罐体1更加稳固。
49.因此，本实施例的发酵装置同时采用第一密封结构2和第二密封结构3，能够保证整个装置的密封效果和运行安全，且避免了因机械磨损停产造成的大清料问题，为发酵装置的长期稳定运行提供了保障。另外，本实用新型的发酵装置同时采用第一搅拌桨6和第二搅拌桨7，将发酵罐内的物料向不同方向转动，加剧物料混合运动，提高物料混合程度，减少
搅拌盲区。
50.本实用新型实施例还提供一种发酵系统，包括如上的发酵装置、水箱和加热装置，水箱与发酵装置通过管路连通，用于向发酵装置提供反应溶剂，加热装置设置于发酵装置的外部，用于控制发酵装置的反应温度。采用加热装置有效控制发酵装置的温度，使得反应物料的反应速率一致，聚合度均匀，采用水箱供水更加方便。
51.在一些优选的实施例中，本实施例的发酵系统还包括控制装置，控制装置与加热装置通信连接，用于实时检测发酵罐内的反应温度，并实时做出调整，进而控制发酵装置的温度，保证发酵效果。
52.在一些实施例中，控制装置还与水箱通信连接，用于控制水箱向发酵罐体1内进水或出水，控制方便且准确。
53.如图2所示，在一些实施例中发酵装置上还设置ph口15，用于向发酵罐体1内注入ph调节液。控制装置控制向ph口15注入ph调节液,并实时的检测发酵罐体1内发酵液的酸碱度,并实时根据检测获得的ph值,控制ph调节液的注入量,调节发酵罐体1内发酵液的酸碱度,保证发酵所需的适宜的酸碱度。
54.本实施例所述的发酵系统与所述发酵装置相对于现有技术的其他优势相同，在此不再赘述。
55.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种发酵装置，其特征在于，包括：发酵罐体(1)以及设置于所述发酵罐体(1)顶端的第一密封结构(2)，驱动电机(4)、搅拌轴(5)、搅拌桨以及设置于所述搅拌轴(5)与所述第一密封结构(2)的连接处的第二密封结构(3)，所述搅拌轴(5)的一端设置于所述发酵罐体(1)的外部并与所述驱动电机(4)相连接，所述搅拌轴(5)的另一端穿过所述第一密封结构(2)并设置于所述发酵罐体(1)的内部，所述搅拌桨包括不同形状的第一搅拌桨(6)和第二搅拌桨(7)，且所述第一搅拌桨(6)和所述第二搅拌桨(7)分别沿所述搅拌轴(5)的长度方向分散设置于所述搅拌轴(5)的上下两端。2.根据权利要求1所述的发酵装置，其特征在于，所述第一密封结构(2)上设有与所述搅拌轴(5)相匹配的通孔，所述搅拌轴(5)与所述通孔的连接处设有所述第二密封结构(3)。3.根据权利要求2所述的发酵装置，其特征在于，所述第二密封结构(3)包括机械密封单元(31)和自密封单元(32)，所述机械密封单元(31)和所述自密封单元(32)均适于所述搅拌轴(5)穿过，且所述机械密封单元(31)的一端与所述第一密封结构(2)相连接，所述机械密封单元(31)的另一端与所述自密封单元(32)可拆卸相连接，且所述自密封单元(32)适于在所述机械密封单元(31)脱离所述搅拌轴(5)后与所述第一密封结构(2)相贴合以进行密封。4.根据权利要求1所述的发酵装置，其特征在于，所述第一搅拌桨(6)包括第一搅拌机构(61)、第二搅拌机构(62)和第三搅拌机构(63)，且所述第一搅拌机构(61)、所述第二搅拌机构(62)和所述第三搅拌机构(63)沿竖直方向依次设置于所述搅拌轴(5)上。5.根据权利要求4所述的发酵装置，其特征在于，所述第一搅拌机构(61)包括对称设置于所述搅拌轴(5)两端的第一搅拌部和第二搅拌部，所述第一搅拌部和/或所述第二搅拌部包括相互垂直设置的第一搅拌叶和第二搅拌叶，且第一搅拌叶与所述搅拌轴(5)相连接且沿水平方向设置，所述第二搅拌叶沿所述第一搅拌叶远离所述搅拌轴(5)的端部向靠近所述罐体底壁的方向延伸设置。6.根据权利要求4所述的发酵装置，其特征在于，所述第二搅拌机构(62)包括沿所述搅拌轴(5)的竖直方向环绕设置于所述搅拌轴(5)外壁的螺旋式搅拌叶片。7.根据权利要求4所述的发酵装置，其特征在于，所述第三搅拌机构(63)包括对称设置于所述搅拌轴(5)两侧的第三搅拌部和第四搅拌部，且所述第三搅拌部和所述第四搅拌部与所述罐体底壁平行设置。8.根据权利要求1所述的发酵装置，其特征在于，所述第二搅拌桨(7)包括沿水平方向对称设置于所述搅拌轴(5)两端的直叶式搅拌叶片。9.根据权利要求1所述的发酵装置，其特征在于，所述发酵罐体(1)的侧壁(13)设有观察窗，所述观察窗为耐高温透明玻璃窗。10.一种发酵系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的发酵装置、水箱和加热装置，所述水箱与所述发酵装置通过管路连通，用于向所述发酵装置提供反应溶剂，所述加热装置设置于所述发酵装置的外部，用于控制所述发酵装置的反应温度。

技术总结

本实用新型提供了一种发酵装置，包括：发酵罐体以及设置于发酵罐体顶端的第一密封结构，驱动电机、搅拌轴、搅拌桨以及设置于搅拌轴与第一密封结构的连接处的第二密封结构，搅拌轴的一端设置于发酵罐体的外部并与驱动电机相连接，搅拌轴的另一端穿过第一密封结构并设置于发酵罐体的内部，搅拌桨包括第一搅拌桨和第二搅拌桨，且第一搅拌桨和第二搅拌桨分别沿搅拌轴的长度方向分散设置于搅拌轴的上下两端。本实用新型同时采用第一密封结构和第二密封结构，能够保证整个装置的密封效果和运行安全，另外，所述的发酵装置同时采用第一搅拌桨和第二搅拌桨，将发酵罐内的物料向不同方向转动，加剧物料混合运动，提高物料混合程度，减少搅拌盲区。搅拌盲区。搅拌盲区。