振动过滤式搅拌釜

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1.本发明涉及化工设备技术领域，具体涉及一种振动过滤式搅拌釜。

背景技术：

2.固定化酶，即用人工方法固定在载体上的酶，在一定空间内呈闭锁状态，能连续地进行反应，反应后的酶可以回收重复使用。固定化酶与游离酶相比，既保留了酶的催化特性，又克服了游离酶的不足，具有稳定性强、环境敏感度小、可反复或连续使用、易于和反应产物分开、适用于多酶反应等优点。目前，固定化酶的理论和应用研究已取得了许多重要成果，并在食品、医药、化工等领域得到了广泛应用。
3.传统工艺中，固定化酶在反应器内反应完成后，反应产物和酶载体颗粒被输送至过滤器进行过滤分离，再将酶载体颗粒输送回反应器内继续下批次反应。传统过滤器的过滤方式单一，一般是采用筛板过滤的方法，其过滤时间长、分离效果差，而且长时间使用后筛板易堵塞。此外，反应器和过滤器之间的运输管线较长，而随着反应器容量的增大，每次投入的酶载体数量也在增加，使得工人每次都需要搬运大量的酶载体，劳动强度大、耗费时间长，从而延长了反应周期，降低了生产效率；而且在拆卸筛板的过程中还会造成酶载体的损耗。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种振动过滤式搅拌釜，用以克服现有技术中存在的上述问题。本发明的振动过滤式搅拌釜通过在搅拌釜主体的内部设置振动过滤装置，在一个装置内就可以实现固定化酶的催化反应以及分离固定化酶与反应物料，缩短了反应周期，提高了生产效率，降低了酶载体的损耗速度；此外，该振动过滤装置可以在电磁振动与超声振动的共同作用下对反应物料进行过滤，过滤时间短、过滤效率高、过滤效果好，而且还可以在超声波的空化作用下产生大量微气泡，对固定化酶进行清洗，使得固定化酶的活性得到明显增强。
5.本发明的技术方案：
6.振动过滤式搅拌釜，包括搅拌釜主体和搅拌装置；所述搅拌装置包括相互连接的搅拌器和驱动设备；所述搅拌器设于搅拌釜主体的内部，所述驱动设备设于搅拌釜主体的外部；所述搅拌釜主体的底部设有振动过滤装置；所述振动过滤装置与升降机构连接，可以在升降机构的驱动下脱离搅拌釜主体的底面；所述振动过滤装置包括过滤板；所述过滤板的上下两侧分别设有第一安装支架和第二安装支架；所述第一安装支架和第二安装支架固定连接；所述过滤板上设有过滤孔，形成多孔板结构；所述第一安装支架与过滤板之间沿周向间隔设有一组第一弹簧，对应的，所述第二安装支架与过滤板之间沿周向间隔设有一组第二弹簧；所述第二安装支架的上表面沿周向间隔设有一组电磁铁，对应的，所述过滤板的下表面沿周向间隔设有一组永磁铁；所述第一安装支架的下侧沿周向间隔设有一组超声波振子；所述第二安装支架上沿周向间隔设有一组超声波气泡发生器。
7.与现有技术相比，本发明的振动过滤式搅拌釜具有以下的优点：
8.(1)通过在搅拌釜主体的内部设置振动过滤装置，不需要再单独设置过滤器及相关管线，减少了占地空间，节约了制造成本；而且仅在一个装置内就能进行固定化酶的催化反应以及分离固定化酶与反应物料，不需要再反复回收固定化酶，缩短了反应周期，提高了生产效率，降低了酶载体的损耗速度；
9.(2)振动过滤装置包括过滤板、电磁铁、永磁铁、超声波振子和超声波气泡发生器；工作时，给电磁铁通入交变电流，电磁铁与永磁铁之间形成交替变化的磁场，使过滤板产生电磁振动(即过滤板在磁力作用下做上下往复运动)，当过滤板与超声波振子接触时，超声波振子将超声振动传递给过滤板，从而使得过滤板可以在电磁振动与超声振动的共同作用下，对反应物料进行过滤，过滤板不易堵塞，过滤速度快，过滤效率高；同时，超声波气泡发生器在超声波的空化作用下产生大量微气泡，微气泡在浮力的作用下上升，并在搅拌器的搅拌作用下与过滤板充分接触，大量微气泡破裂使得过滤孔不易形成液膜，造成堵塞，进一步增强了过滤效果，而且部分微气泡会穿过过滤孔与固定化酶接触后破裂，对固定化酶有清洗作用，使得固定化酶的活性得到明显增强；
10.(3)振动过滤装置上连接有升降机构，用于驱动振动过滤装置升降，从而可以在进行固定化酶催化反应之时驱动振动过滤装置下移，使过滤板与搅拌釜主体的底面贴合，不影响搅拌釜本体中的流场，保证催化反应的顺利进行；在进行固定化酶与反应物料分离之时，驱动振动过滤装置上升至适合过滤的位置，保证过滤的顺利进行。
11.作为优化，前述的振动过滤式搅拌釜中，所述第一安装支架与第二安装支架通过一组沿周向间隔分布的连接柱固定连接；所述过滤板与连接柱滑动连接；所述第一弹簧和第二弹簧套设于对应的连接柱外。从而，可以防止过滤板在振动过程中发生位置偏移，还可以避免弹簧在使用过程中脱离与第一安装支架、过滤板、第二安装支架的连接后弹开，影响振动过滤装置的使用。
12.作为优化，前述的振动过滤式搅拌釜中，所述过滤板的上侧沿周向间隔设有一组与超声波振子相对应的橡胶片；所述橡胶片与超声波振子之间具有微小间距。由此，可以防止过滤板在电磁振动过程中与超声波振子碰撞过于激烈导致相关部件受损。
13.作为优化，前述的振动过滤式搅拌釜中，所述搅拌釜主体的内壁下部开设有环形凹槽；所述振动过滤装置位于环形凹槽内，并与搅拌釜主体滑动配合。此时，振动过滤装置安装时不占据搅拌釜内部的空间，使得搅拌釜可以具有较大的搅拌容积。
14.作为优化，前述的振动过滤式搅拌釜中，所述升降机构包括升降柱、固定柱和支撑座；所述升降柱与固定柱滑动连接；所述固定柱与支撑座固定连接；所述支撑座固定于环形凹槽的槽壁上；所述升降柱的端部固定于第一安装支架的上表面；所述固定柱的内部设有升降驱动元件，用于驱动升降柱伸缩。此时，结构简单，装配方便。进一步的，所述升降柱的外壁上设有滑动凹槽，对应的，所述固定柱的内壁上设有与滑动凹槽配合的滑动凸轨。由此，可以避免升降柱在升降过程中相对固定柱转动，保证升降柱升降时的稳定性。
15.作为优化，前述的振动过滤式搅拌釜中，所述驱动设备为电机，所述电机通过电机支架固定于搅拌釜主体的顶部。进一步的，所述搅拌器包括搅拌轴和设置于搅拌轴底部的搅拌桨；所述搅拌轴与电机的输出轴通过联轴器相连接。此时，可以保证搅拌轴与电机输出轴之间的传动性能，而且安装比较容易。
16.作为优化，前述的振动过滤式搅拌釜中，所述超声波振子的端部可以呈半球状；所述第一安装支架和第二安装支架可以呈圆环状。
附图说明
17.图1是本技术的振动过滤式搅拌釜的结构示意图；
18.图2是本技术中的搅拌釜主体的内部示意图；
19.图3是图2中的a部分的放大示意图；
20.图4是本技术中的振动过滤装置与升降机构的装配图；
21.图5是图4中的振动过滤装置的主视图；
22.图6是本技术中的升降机构的结构示意图。
23.附图中的标记为：1-搅拌釜主体，101-环形凹槽，102-上封头，103-进料口，104-出料口，105-支腿；2-搅拌器，201-搅拌轴，202-搅拌桨；3-驱动设备；4-振动过滤装置，401-过滤板、4011-过滤孔，402-第一安装支架，403-第二安装支架，404-第一弹簧，405-第二弹簧，406-永磁铁，407-电磁铁，408-超声波振子，409-橡胶片，410-超声波气泡发生器，411-连接柱；5-升降机构，501-升降柱，502-固定柱，503-支撑座。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明，但并不作为对本技术限制的依据。
25.参见图1至图6，本技术的振动过滤式搅拌釜，包括搅拌釜主体1和搅拌装置；所述搅拌装置包括相互连接的搅拌器2和驱动设备3；所述搅拌器2设于搅拌釜主体1的内部，所述驱动设备3设于搅拌釜主体1的外部；所述搅拌釜主体1的底部设有振动过滤装置4；所述振动过滤装置4与升降机构5连接，可以在升降机构5驱动下脱离搅拌釜主体1的底面；所述振动过滤装置4包括过滤板401；所述过滤板401的上下两侧分别设有第一安装支架402和第二安装支架403；所述第一安装支架402和第二安装支架403固定连接；所述过滤板401上设有过滤孔4011，形成多孔板结构；所述第一安装支架402与过滤板401之间沿周向间隔设有一组第一弹簧404，对应的，所述第二安装支架403与过滤板401之间沿周向间隔设有一组第二弹簧405；所述第二安装支架403的上表面沿周向间隔设有一组电磁铁407，对应的，所述过滤板401的下表面沿周向间隔设有一组永磁铁406(电磁铁407与永磁铁406相对设置，两磁铁之间形成磁场)；所述第一安装支架402的下侧沿周向间隔设有一组超声波振子408；所述第二安装支架403上沿周向间隔设有一组超声波气泡发生器410(实施时，可以将超声波气泡发生器410嵌设于第二安装支架403的内部，在第二安装支架403上开孔，使得超声波可以在液体中传播产生空化效应)，可以在超声波的空化作用下产生大量微气泡。
26.实施例：
27.本实施例中，所述搅拌釜主体1的顶部设有上封头102，所述上封头102的侧部设有进料口103，所述搅拌釜主体1的底部中心设有出料口104；所述搅拌釜主体1的底部设有支腿105，用于将搅拌釜主体1固定于地面上。
28.本实施例中，所述第二安装支架403的上表面沿周向间隔均匀固定有4个电磁铁407，对应的，所述过滤板401的下表面沿周向间隔均匀固定有4个永磁铁406；所述第一安装
支架402与过滤板401之间沿周向间隔均匀固定有4根第一弹簧404，对应的，所述第二安装支架403与过滤板401之间沿周向间隔均匀固定有4根第二弹簧405；第一安装支架402的上表面沿周向间隔均匀固定有4个升降机构5。
29.本实施例中，所述第一安装支架402的下侧沿周向间隔均匀固定有4个超声波振子408，对应的，所述过滤板401的上侧沿周向间隔均匀固定有4片橡胶片409；所述橡胶片409与超声波振子408之间具有微小间距(该间距使过滤板401在电磁振动过程中上行时橡胶片409可以接触到超声波振子408)。由此，可以防止过滤板401在电磁振动过程中与超声波振子408碰撞过于激烈导致相关部件受损。所述超声波振子408的端部呈半球状。
30.本实施例中，所述第一安装支架402与第二安装支架403通过4根沿周向间隔分布的连接柱411相连接，连接柱411的一端与第一安装支架402的下表面固定连接，另一端与第二安装支架403的上表面固定连接；所述第一弹簧404和第二弹簧405套设于对应的连接柱411外；所述过滤板401与连接柱411滑动连接。
31.本实施例中，所述永磁铁406和电磁铁407呈圆环状，并与连接柱411同轴设置，即连接柱411穿过永磁铁406和电磁铁407的中部开孔。
32.本实施例中，所述搅拌釜主体1的内壁下部开设有环形凹槽101；所述振动过滤装置4位于环形凹槽101内，并与搅拌釜主体1滑动配合；所述第一安装支架402和第二安装支架403呈圆环状，所述过滤板401呈圆板状，采用轻质材料制成。此时，装配方便，而且振动过滤装置4安装时不占据搅拌釜内部的空间，使得搅拌釜可以具有较大的搅拌容积。
33.本实施例中，所述升降机构5包括升降柱501、固定柱502和支撑座503；所述升降柱501与固定柱502滑动连接；所述固定柱502与支撑座503固定连接；所述支撑座503固定于环形凹槽101的槽壁上；所述升降柱501的端部固定于第一安装支架402的上表面；所述固定柱502的内部设有升降驱动元件(电动液压推杆)，用于驱动升降柱501升降。此时，结构简单，装配方便。进一步的，所述升降柱501的外壁上设有滑动凹槽，对应的，所述固定柱502的内壁上设有与滑动凹槽配合的滑动凸轨。由此，可以避免升降柱501在升降过程中相对固定柱502转动，保证升降柱501升降时的稳定性。
34.本实施例中，所述驱动设备3为电机，所述电机通过电机支架固定于上封头102上；所述搅拌器2包括搅拌轴201和设置于搅拌轴201底部的搅拌桨202；所述搅拌轴201的端部穿出上封头102，并与电机的输出轴通过联轴器相连接。此时，可以保证搅拌轴201与电机输出轴之间的传动性能，而且安装比较容易。
35.工作原理：
36.使用时，通过加料口103向搅拌釜主体1内加入原料，启动电机，驱动搅拌器2转动，对搅拌釜主体1内部的原料进行搅拌，使原料与固定化酶充分接触，进行固定化酶催化反应，在此过程中，升降柱501在升降驱动元件的驱动下伸长，使振动过滤装置4位于搅拌釜主体1的底部，且过滤板401与搅拌釜主体1的底面紧密贴合，不影响搅拌釜中的流场，保证催化反应的顺利进行；
37.催化反应结束后，进行反应物料与固定化酶的过滤分离，升降柱501在升降驱动元件的驱动下收缩，带动振动过滤装置4上升，使过滤板401位于适合过滤的位置，搅拌器2继续搅拌；给电磁铁407通入交变电流，电磁铁407和永磁铁406之间产生交替变化的磁场，过滤板401在磁场的交替变化下产生电磁振动，在第一安装支架402和第二安装支架403之间
做上下往复运动，同时超声波振子408将输入的高频电信号转换成超声振动，当过滤板401上的橡胶片409与超声波振子408接触时，超声波振子408将超声振动传递给过滤板401，此时，过滤板401在电磁振动与超声振动的共同作用下，对反应物料进行过滤，过滤后的反应物料从出料口104排出；超声波气泡发生器410在超声波的空化作用下产生大量微气泡，微气泡在浮力的作用下上升，并在搅拌器2的搅拌作用下与过滤板401充分接触，大量微气泡破裂使得过滤孔4011不易形成液膜，而且部分微气泡会穿过滤孔4011与固定化酶接触后破裂，对固定化酶进行清洗。
38.上述对本技术中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本技术的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本技术保护范围之内的其它的技术方案。

技术特征：

1.振动过滤式搅拌釜，包括搅拌釜主体(1)和搅拌装置；所述搅拌装置包括相互连接的搅拌器(2)和驱动设备(3)；所述搅拌器(2)设于搅拌釜主体(1)的内部，所述驱动设备(3)设于搅拌釜主体(1)的外部；其特征在于：所述搅拌釜主体(1)的底部设有振动过滤装置(4)；所述振动过滤装置(4)与升降机构(5)连接，可以在升降机构(5)的驱动下脱离搅拌釜主体(1)的底面；所述振动过滤装置(4)包括过滤板(401)；所述过滤板(401)的上下两侧分别设有第一安装支架(402)和第二安装支架(403)；所述第一安装支架(402)和第二安装支架(403)固定连接；所述过滤板(401)上设有过滤孔(4011)，形成多孔板结构；所述第一安装支架(402)与过滤板(401)之间沿周向间隔设有一组第一弹簧(404)，对应的，所述第二安装支架(403)与过滤板(401)之间沿周向间隔设有一组第二弹簧(405)；所述第二安装支架(403)的上表面沿周向间隔设有一组电磁铁(407)，对应的，所述过滤板(401)的下表面沿周向间隔设有一组永磁铁(406)；所述第一安装支架(402)的下侧沿周向间隔设有一组超声波振子(408)；所述第二安装支架(403)上沿周向间隔设有一组超声波气泡发生器(410)。2.根据权利要求1所述的振动过滤式搅拌釜，其特征在于：所述第一安装支架(402)与第二安装支架(403)通过一组沿周向间隔分布的连接柱(411)固定连接；所述过滤板(401)与连接柱(411)滑动连接；所述第一弹簧(404)和第二弹簧(405)套设于对应的连接柱(411)外。3.根据权利要求1所述的振动过滤式搅拌釜，其特征在于：所述过滤板(401)的上表面沿周向间隔设有一组与超声波振子(408)相对应的橡胶片(409)；所述橡胶片(409)与超声波振子(408)之间具有微小间距。4.根据权利要求1所述的振动过滤式搅拌釜，其特征在于：所述搅拌釜主体(1)的内壁下部开设有环形凹槽(101)；所述振动过滤装置(4)位于环形凹槽(101)内，与搅拌釜主体(1)滑动配合。5.根据权利要求1所述的振动过滤式搅拌釜，其特征在于：所述升降机构(5)包括升降柱(501)、固定柱(502)和支撑座(503)；所述升降柱(501)与固定柱(502)滑动连接；所述固定柱(502)与支撑座(503)固定连接；所述支撑座(503)固定于环形凹槽(101)的槽壁上；所述升降柱(501)的端部固定于第一安装支架(402)的上表面；所述固定柱(502)的内部设有升降驱动元件，用于驱动升降柱(501)升降。6.根据权利要求5所述的振动过滤式搅拌釜，其特征在于：所述升降柱(501)的外壁上设有滑动凹槽，对应的，所述固定柱(502)的内壁上设有与滑动凹槽配合的滑动凸轨。7.根据权利要求1所述的振动过滤式搅拌釜，其特征在于：所述驱动设备(3)为电机，所述电机通过电机支架固定于搅拌釜主体(1)的顶部。8.根据权利要求7所述的振动过滤式搅拌釜，其特征在于：所述搅拌器(2)包括搅拌轴(201)和设置于搅拌轴(201)底部的搅拌桨(202)；所述搅拌轴(201)与电机的输出轴通过联轴器相连接。9.根据权利要求1所述的振动过滤式搅拌釜，其特征在于：所述超声波振子(408)的端部呈半球状。10.根据权利要求1所述的振动过滤式搅拌釜，其特征在于：所述第一安装支架(402)和
第二安装支架(403)呈圆环状。

技术总结

本发明公开了一种反应周期短、生产效率高、酶载体损耗少、过滤效果好的振动过滤式搅拌釜，包括搅拌釜主体和搅拌装置；所述搅拌釜主体的底部设有振动过滤装置，振动过滤装置与升降机构连接；所述振动过滤装置包括过滤板、第一安装支架和第二安装支架；所述过滤板上设有过滤孔，形成多孔板结构；所述第一安装支架与过滤板之间沿周向间隔设有一组第一弹簧，对应的，第二安装支架与过滤板之间沿周向间隔设有一组第二弹簧；所述第二安装支架的上表面沿周向间隔设有一组电磁铁，对应的，过滤板的下表面沿周向间隔设有一组永磁铁；所述第一安装支架的下侧沿周向间隔设有一组超声波振子；所述第二安装支架上沿周向间隔设有一组超声波气泡发生器。气泡发生器。气泡发生器。