1.本技术涉及环保技术领域，更具体地涉及搅拌。
背景技术：
2.干式厌氧发酵耐杂物能力强、容积负荷高、容积产气率高、能源消耗量低的特点，但也存在反应周期长、易产生酸抑制和氨氮抑制的缺点。目前工业上采用的干式厌氧反应器多为卧式反应器，物料的混合是反应器稳定运行的关键。目前反应器一般采用卧式搅拌装置实现物料混合，搅拌装置由搅拌轴与等间距螺旋分布的单叶桨构成。单叶桨由桨杆和桨叶末端凹槽构成，在搅拌过程中末端凹槽能够将沉积在物料中的重介质(如砂粒、玻璃等)铲起并使其均匀分散在反应器内，以避免反应器底部沉砂过多造成反应器有效容积减小的问题。但是在运行过程中，干式厌氧发酵物料固含率高、粘度较大，桨叶末端凹槽容易粘附物料尤其是底部沉砂。随着末端凹槽物料粘附量的增加，凹槽结构对物料的搅拌混合效果将大幅降低，由此降低反应器运行的稳定性。
技术实现要素：
3.考虑到上述问题而提出了本技术。本技术提供了一种搅拌桨叶及搅拌装置以至少解决上述问题之一。
4.根据本技术的第一方面，提供了一种搅拌桨叶，包括：
5.搅拌桨杆，与桨叶端部连接；
6.所述桨叶端部包括：
7.具有不光滑表面的凹部，位于所述桨叶端部的第一侧；
8.具有倒角的凸起部，位于所述桨叶端部的第二侧。
9.可选地，所述凹部的剖面曲线包括仿生曲线。
10.可选地，所述凹部的不光滑表面包括一个或多个连续或不连续的凸起或凹槽。
11.可选地，所述凸起或凹槽包括凸起棱纹、沟槽、肋条、鳞片、凸包或凹坑。
12.可选地，所述凸起部的倒角的角度包括45°?145°。
13.可选地，所述桨叶端部的长度与宽度之比大于等于1，小于等于4。
14.可选地，所述桨叶端部的截面包括多边形。
15.可选地，所述凸起部垂直于所述桨叶端部的截面。
16.可选地，所述搅拌桨杆由方钢、矩形钢、工字钢、或圆型钢制成。
17.根据本技术的第二方面，提供了一种搅拌装置，包括：根据第一方面所述搅拌桨叶，包括搅拌桨杆和桨叶端部；
18.搅拌轴，与所述搅拌桨杆连接，所述搅拌轴用于驱动所述搅拌桨叶转动。
19.根据本技术实施例的搅拌桨叶和搅拌装置，采用仿生学设计，在搅拌桨叶的端部设置具有非光滑表面的凹部，以及具体倒角的凸起部，实现减粘降阻的同时，能够有效降低搅拌轴折断的风险。
附图说明
20.通过结合附图对本技术实施例进行更详细的描述，本技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
21.图1是根据本技术实施例的搅拌桨叶的结构示意图；
22.图2是根据本技术实施例的凹部的剖面曲线的示例；
23.图3是根据申请实施例的凹部的不光滑表面的示例；
24.图4是根据申请实施例的凹部的不光滑表面的又一示例；
25.图5是根据本技术实施例的桨叶端部的尺寸示例；
26.图6是根据本技术实施例的搅拌装置的示意性结构图。
具体实施方式
27.为了使得本技术的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本技术的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是本技术的全部实施例，应理解，本技术不受这里描述的示例实施例的限制。基于本技术中描述的本技术实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本技术的保护范围之内。
28.物料的均匀混合是干式厌氧高效发酵的关键，目前的相关技术中，可以采用末端设置凹槽的单叶桨可以防止重介质在反应器底部的沉积，但是该单叶桨在运行过程中，桨叶末端凹槽容易粘附物料尤其是底部沉砂，由此降低反应器运行的稳定性。对于桨叶末端的对称分布的凹槽形式，桨凹槽底面设计为斜面、折面或曲面以减小凹槽内物料径向向内的排空阻力，以促进物料的移除。但是在运行过程中，尤其是搅拌停止一段时间再次启动的过程中，也具有明显的缺点：一方面，底部为斜面或折面的凹槽结构仍存在死角，无法避免物料粘附，且随着运行时间的加长粘附情况会逐渐加重。底部为曲面的凹槽虽然无死角，但是在搅拌桨停运再启动过程中，凹槽与重介质接触过程中由于阻力过大而产生粘附。另一方面，桨叶末端两个凹槽呈对称结构，搅拌桨正反转时，凹槽与重介质的接触面积均比较大，均会出现较大的瞬时扭矩，无法避免桨叶折断的风险。
29.基于上述考虑，根据本技术实施例提供了一种搅拌桨叶。参见图1，图1示出了根据本技术实施例的搅拌桨叶的结构示意图。如图1所示，所述搅拌桨叶100包括：
30.搅拌桨杆110，与桨叶端部120连接；
31.所述桨叶端部120包括：
32.具有不光滑表面的凹部121，位于所述桨叶端部120的第一侧；
33.具有倒角的凸起部122，位于所述桨叶端部120的第二侧。
34.其中，桨叶端部一侧为凹槽，另一侧为倒角或尖角，可以使得搅拌桨叶在停运再启动过程中，先进行反转，此时凹槽背面尖角受沉积重介质阻力较小，瞬时扭矩较小，能够有效降低搅拌轴折断的风险。可以广泛适用于任何需要搅拌的场合。
35.可选地，搅拌桨杆110可以包括具有多边形或圆形或椭圆形的截面的柱体。在一些实施例中，搅拌桨杆110可以是圆柱体。
36.在一些实施例中，搅拌桨杆110可以由方钢、矩形钢、工字钢、或圆型钢制成。
37.可选地，所述凹部121的剖面曲线可以包括仿生曲线。例如，可以根据挖掘动物爪趾的弯曲曲线设计仿生曲线，以使得基于该仿生曲线设计的凹部121可以实现搅拌过程中的减粘降阻，提高搅拌效率。
38.在一些实施例中，参见图2，图2示出了根据本技术实施例的凹部的剖面曲线的示例。如图2所示，所述仿生曲线可以包括多个线段组成的曲线。
39.可选地，凹部121的不光滑表面可以包括一个或多个的凸起或凹槽。其中，非光滑表面的存在对与桨叶端部120接触的物质产生“滚动效应”和“引导效应”，进一步实现搅拌过程中的减粘降阻，提高搅拌效率。
40.在一些实施例中，所述凸起或凹槽可以包括凸起棱纹、沟槽、肋条、鳞片、凸包或凹坑。在一些实施例中，所述凸起可以是连续的，也可以是不连续的。
41.在一些实施例中，如图1所示，凹部121的不光滑表面包括多个连续棱纹123。
42.在一些实施例中，参见图3，图3示出了根据申请实施例的凹部的不光滑表面的示例，凹部121的不光滑表面包括多个不连续的凸包形式。进一步地，多个不连续的凸包可以均匀分布、或不均匀分布，还可以对称分布、或不对称分布，在此不做限制。应了解，凸包的数量、大小和位置均可以根据需要进行设置，在此不做限制。
43.在一些实施例中，参见图4，图4示出了根据申请实施例的凹部的不光滑表面的又一示例，凹部121的不光滑表面包括间断棱纹。
44.根据申请实施例的凹部121采用仿生学设计原理，从剖面看为多段线组成的仿生曲面，且凹部121表面设置一定数量的凸起，以此保证凹部121表面为非光滑表面，降低物料尤其是重介质在凹部121内部的粘附，进一步提升搅拌效率和效果。
45.可选地，凸起部122的倒角的角度包括45°?145°。在一些实施例中，凸起部122的倒角的角度包括0°?120°。其中，倒角的受沉积重介质阻力较小，瞬时扭矩较小，能够有效降低搅拌轴折断的风险。
46.可选地，如图1所示，桨叶端部120的截面124可以是矩形、正方形、梯形、三角形等多边形。在一些实施例中，凹部121所在的平面与该截面垂直。在一些实施例中，凸起部122包括第一平面和第二平面，第一平面和第二平面组成所述倒角，其中，第一平面和第二平面与桨叶端部120的截面垂直。在一些实施例中，凸起部122垂直于所述桨叶端部的截面。
47.在一些实施例中，参见图5，图5示出了根据本技术实施例的桨叶端部的尺寸示例。如图5所示，桨叶端部120的长度l1与宽度l2之比在[1，4]范围内，即大于等于1，小于等于4。
[0048]
在一些实施例中，凸起部122的宽度l3与桨叶端部120的宽度l2之比在[1/3，2/3]范围内，大于等于1/3，小于等于2/3。
[0049]
可选地，所述桨叶端部120还可以包括：至少一个端部侧面125。
[0050]
根据本技术的另一方面，提供一种搅拌装置。参见图6，图6示出了根据本技术实施例的搅拌装置的示意性结构图。如图6所示，搅拌装置600包括：
[0051]
搅拌桨叶610，包括搅拌桨杆611和桨叶端部612；
[0052]
搅拌轴620，与所述搅拌桨杆611连接，所述搅拌轴620用于驱动所述搅拌桨叶610转动。
[0053]
可选地，所述搅拌装置600还包括：
[0054]
控制装置(未示出)，与所述搅拌轴620连接，用于控制所述搅拌轴620的转动方向。
[0055]
在一些实施例中，所述控制装置可以通过软件、硬件、固件或者其组合实现。在一些实施例中，所述控制装置可以使用电路、单个或多个为特定用途集成电路(application specific integrated circuit，asic)、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、数字信号处理装置(digital signal processing device，dspd)、可编程逻辑装置(programmable logic device，pld)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)、中央处理器(central processing unit，cpu)、plc、微控制器、微处理器中的至少一种。
[0056]
在一些实施例中，参见图6，所述控制装置可以控制所述搅拌轴620开始顺时针转动(反转)、逆时针转动(正转)或停止转动。
[0057]
其中，如图6所示，搅拌轴620可以围绕轴心进行正转和反转，搅拌桨杆611连接到搅拌轴620上，随着搅拌轴620转动。搅拌轴620正转时，桨叶端部612与反应器底部的沉砂接触，将底部沉砂铲起，避免物料沉砂过多。当搅拌装置由于特殊原因桨叶停转一段时间后，反应器底部可能会形成坚硬的沉沙层，此时可以将搅拌轴620反转，桨叶端部612的凸起部具有尖角，尖角部分与反应器底部沉砂层接触，起到破碎的作用，同时避免桨叶端部612或搅拌轴620由于瞬时扭矩过大而折断。
[0058]
根据本技术实施例的搅拌桨叶和搅拌装置，采用仿生学设计，在搅拌桨叶的端部设置具有非光滑表面的凹部，以及具体倒角的凸起部，实现减粘降阻的同时，能够有效降低搅拌轴折断的风险。
[0059]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0060]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。技术特征：
1.一种搅拌桨叶，其特征在于，所述搅拌桨叶包括：搅拌桨杆，与桨叶端部连接；所述桨叶端部包括：具有不光滑表面的凹部，位于所述桨叶端部的第一侧；具有倒角的凸起部，位于所述桨叶端部的第二侧。2.根据权利要求1所述的搅拌桨叶，其特征在于，所述凹部的剖面曲线包括仿生曲线。3.根据权利要求1所述的搅拌桨叶，其特征在于，所述凹部的不光滑表面包括一个或多个连续或不连续的凸起或凹槽。4.根据权利要求3所述的搅拌桨叶，其特征在于，所述凸起或凹槽包括凸起棱纹、沟槽、肋条、鳞片、凸包或凹坑。5.根据权利要求1所述的搅拌桨叶，其特征在于，所述凸起部的倒角的角度包括45°?145°。6.根据权利要求1所述的搅拌桨叶，其特征在于，所述桨叶端部的长度与宽度之比大于等于1，小于等于4。7.根据权利要求1所述的搅拌桨叶，其特征在于，所述桨叶端部的截面包括多边形。8.根据权利要求7所述的搅拌桨叶，其特征在于，所述凸起部垂直于所述桨叶端部的截面。9.根据权利要求1所述的搅拌桨叶，其特征在于，所述搅拌桨杆由方钢、矩形钢、工字钢、或圆型钢制成。10.一种搅拌装置，其特征在于，所搅拌装置包括：权利要求1?9中任一项所述的搅拌桨叶，包括搅拌桨杆和桨叶端部；搅拌轴，与所述搅拌桨杆连接，所述搅拌轴用于驱动所述搅拌桨叶转动。
技术总结
本申请提供了一种搅拌桨叶和搅拌装置，搅拌桨叶包括：搅拌桨杆，与桨叶端部连接；所述桨叶端部包括：具有不光滑表面的凹部，位于所述桨叶端部的第一侧；具有倒角的凸起部，位于所述桨叶端部的第二侧。根据本申请的搅拌桨叶和搅拌装置，采用仿生学设计，在搅拌桨叶的端部设置具有非光滑表面的凹部，以及具体倒角的凸起部，实现减粘降阻的同时，能够有效降低搅拌轴折断的风险。轴折断的风险。轴折断的风险。
技术研发人员：郑晓宇 訾灿 武京伟 童胜宝 司丹丹 陆飞鹏 陆裕峰 王智
受保护的技术使用者：光大环境科技（中国）有限公司
技术研发日：2020.10.27
技术公布日：2021/10/15
声明：
“搅拌桨叶及搅拌装置的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：光大环境科技（中国）有限公司
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2024年08月01日 ~ 03日 
