搅拌桨、搅拌装置及反应罐的制作方法

本技术属于生物反应设备领域，具体涉及一种搅拌桨、搅拌装置及反应罐。

背景技术：

1、在蛋白质等生物制品的生产过程中，影响产品质量的首要因素是反应器，而搅拌桨是反应器的重要组成部分。

2、现有的用于规模化无细胞蛋白合成反应器的搅拌桨为圆盘直叶式，是在圆盘外壁固定安装(一般为焊接)若干平直的搅拌桨叶，存在如下主要缺陷：1.采用不可活动的固定式结构，结构一经确定仅能适应一种特定的搅拌工况，工况改变后必须更换另一种结构的搅拌桨，使用范围窄。2.桨叶平直，搅拌时不能形成混合效果更好的紊流。3.在搅拌效率和能耗两个指标上存在顾此失彼的问题，在高效的同时伴随着高能耗，高效与低耗二者不可兼得是行业内一直无法克服的技术难题。4.不可活动的固定式结构组装时间长，组装成本高。5.组装后的体积较大，在罐体内安装不便。这些结构上的缺陷导致生产过程中被搅拌生物反应液的最终od值和rfu值均较低，即生物反应所得的活细胞的产量和质量均较低。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是解决上述背景技术中提到的缺陷，通过桨叶与承载座之间的活动连接，一方面提供摆动间隙，可缓冲和卸载搅拌阻力，节约能源；另一方面可提高桨叶及成套设备的使用寿命。

2、为实现上述目的，第一方面，本实用新型提供一种搅拌桨，包括承载座，所述承载座的周向可拆卸地连接有n片桨叶，n的取值可调；所述桨叶与所述承载座之间的连接处具有活动间隙。

3、进一步地，所述承载座包括叶片座及其两端的联轴部，所述叶片座的外周面上间隔设有n个活动安装结构，n片所述桨叶与n个所述活动安装结构一一对应地活动连接，所述联轴部用于连接外部的搅拌轴。

4、进一步地，所述桨叶包括叶面和叶柄，所述叶片座的外周壁上纵向开设有n个叶片槽，所述叶柄适于从所述叶片槽的一端插入直至完全进入。

5、进一步地，所述叶片槽包括两个相对的槽面，各所述槽面的横截面为包括多个由外向内延伸的第一锯齿的锯齿面；所述叶柄的两侧面具有多个连续的第二锯齿，所述第二锯齿与所述第一锯齿相啮合，且二者之间具有配合间隙。

6、进一步地，所述叶面上布设有多个通孔。

7、进一步地，所述叶面上多个通孔的总面积占叶面面积的25％-50％，各相邻通孔之间间距相等。

8、进一步地，所述叶面的上部外侧和下部外侧的倾斜方向相反。

9、进一步地，所述承载座为左、右分体结构，通过环绕所述联轴部外壁的抱箍将所述左、右分体结构固定为一体，所述抱箍的外缘超出所述桨叶的内侧边。

10、进一步地，当n＞1时，各所述桨叶周向均布。

11、进一步地，所述叶面具有镜面抛光的表面。

12、进一步地，所述叶面的边沿以及各所述通孔的孔口边沿均具有圆角结构。

13、进一步地，所述联轴部的内壁上开设有至少一个用于与搅拌轴上的限位键匹配的键槽。

14、第二方面，本实用新型提供一种搅拌装置，包括至少一个如第一方面任一技术方案所述的搅拌桨、搅拌轴和电机；所述搅拌轴通过穿过所述搅拌桨的承载座的内腔与其紧配合，所述搅拌轴的至少一端连接至所述电机的输出轴。

15、第三方面，本实用新型提供一种反应罐，包括第二方面任一技术方案所述的搅拌装置，优选地，还包括布气装置。

16、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

17、1、桨叶与承载座的连接处具有活动间隙，即桨叶相对于承载座不是固定死的硬连接，而是二者之间存在供桨叶左右摆动的活动间隙的柔性连接，这种结构尤其适用于体积庞大的反应罐，如吨级、5吨级、10吨级等规模化生产的反应罐，罐内所需搅拌的生物反应液体积大，刚启动搅拌时对桨叶产生较大的阻力，通过活动间隙为桨叶提供摆动空间，从而对阻力进行缓冲和卸载，一方面可降低启动负载，节省能源，另一方面可提高桨叶的抗疲劳使用寿命。

18、2、由于桨叶与承载座之间是可拆卸的活动式连接，如插接，使桨叶的数量和位置可调，这样就可以根据不同的工况很方便地改变桨叶的连接数量，也可以在数量不变的情况下调整连接位置，或者数量和位置均改变，使用方式灵活多样，可适应若干工况，降低了搅拌桨的定制成本。

技术特征：

1.一种搅拌桨，其特征在于，包括承载座(1)，所述承载座(1)的周向可拆卸地连接有n片桨叶(3)，n的取值可调；所述桨叶(3)与所述承载座(1)之间的连接处具有供所述桨叶(3)左右摆动的活动间隙的柔性连接。

2.根据权利要求1所述的搅拌桨，其特征在于，所述承载座(1)包括叶片座(12)及其两端的联轴部(11)，所述叶片座(12)的外周面上间隔设有n个活动安装结构，n片所述桨叶(3)与n个所述活动安装结构一一对应地活动连接；所述联轴部(11)用于连接外部的搅拌轴(4)。

3.根据权利要求2所述的搅拌桨，其特征在于，所述桨叶(3)包括叶面(31)和叶柄(32)，所述叶片座(12)的外周壁上纵向开设有n个叶片槽(121)，所述叶柄(32)适于从所述叶片槽(121)的一端插入直至完全进入。

4.根据权利要求3所述的搅拌桨，其特征在于，所述叶片槽(121)包括两个相对的槽面，各所述槽面的横截面为包括多个由外向内延伸的第一锯齿(1211)的锯齿面；所述叶柄(32)的两侧面具有多个连续的第二锯齿，所述第二锯齿与所述第一锯齿(1211)相啮合，且二者之间具有配合间隙。

5.根据权利要求3所述的搅拌桨，其特征在于，所述叶面(31)上布设有多个通孔(311)。

6.根据权利要求5所述的搅拌桨，其特征在于，所述叶面(31)上多个通孔(311)的总面积占叶面(31)面积的25％-50％，各相邻通孔(311)之间间距相等。

7.根据权利要求3所述的搅拌桨，其特征在于，所述叶面(31)的上部外侧和下部外侧的倾斜方向相反。

8.根据权利要求2-7任一项所述的搅拌桨，其特征在于，所述承载座(1)为左、右分体结构，通过环绕所述联轴部(11)外壁的抱箍(2)将所述左、右分体结构固定为一体，所述抱箍(2)的外缘超出所述桨叶(3)的内侧边。

9.根据权利要求1所述的搅拌桨，其特征在于，当n＞1时，各所述桨叶(3)周向均布。

10.根据权利要求3所述的搅拌桨，其特征在于，所述叶面(31)具有镜面抛光的表面。

11.根据权利要求5所述的搅拌桨，其特征在于，所述叶面(31)的边沿以及各所述通孔(311)的孔口边沿均具有圆角结构。

12.根据权利要求2-7或10-11任一项所述的搅拌桨，其特征在于，所述联轴部(11)的内壁上开设有至少一个用于与搅拌轴(4)上的限位键匹配的键槽(111)。

13.一种搅拌装置，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-12任一项所述的搅拌桨，还包括搅拌轴(4)和电机；所述搅拌轴(4)通过穿过所述搅拌桨的承载座(1)的内腔与其紧配合，所述搅拌轴(4)的至少一端连接至所述电机的输出轴。

14.一种反应罐，其特征在于，包括如权利要求13所述的搅拌装置；或者，包括如权利要求13所述的搅拌装置，还包括布气装置。

技术总结
本技术公开了一种搅拌桨、搅拌装置及反应罐，所述搅拌桨包括承载座，所述承载座的周向可拆卸地连接有n片桨叶，n的取值可调；所述桨叶与所述承载座之间的连接处具有活动间隙。本技术的搅拌桨通过桨叶与承载座之间的活动连接，一方面提供摆动间隙，可缓冲和卸载搅拌阻力，节约能源，另一方面可提高桨叶及成套设备的使用寿命。本技术的搅拌桨、搅拌装置及反应罐可用于体外无细胞蛋白合成。

技术研发人员：郭敏,高琼,陈文芳,于雪
受保护的技术使用者：康码（上海）生物科技有限公司
技术研发日：20230831
技术公布日：2024/9/23