一种环保型生物反应器的制作方法

1.本发明涉及生物反应器技术领域，具体为一种环保型生物反应器。


背景技术：

2.生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，它是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。在酒类、医药生产、浓缩果酱、果汁发酵、有机污染物降解方面有重要应用。
3.现有技术装置大多采用一个搅拌棒朝单一方向周期性搅拌，在实际使用我们发现搅拌效率越高，反应速率越快，反应过程中所产生的杂质就越少，后期对杂质的处理过程就越简单，所造成的污染就越少，所以现有装置不能够满足我们对于搅拌效率的要求。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的不足，本发明提出了一种环保型生物反应器，具有搅拌效率高的优点，解决了现有技术中搅拌效率低下，不能够满足实际使用需求的缺点。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种环保型生物反应器，包括罐体，所述罐体上端竖直设置有一个驱动电机，所述驱动电机输出轴延伸至罐体内部，并且输出轴下端固定连接有一个一号搅拌棒，所述一号搅拌棒左右两侧分别水平设置有一个安装架，所述安装架相对远离一号搅拌棒一端下侧转动连接有一个竖直设置的二号搅拌棒，所述一号搅拌棒和二号搅拌棒表面从上到下套接有多个搅拌叶，所述二号搅拌棒上端套接有一号齿轮，所述罐体内壁上设置有齿圈，所述一号齿轮与齿圈相适配，并且相互啮合，所述罐体上端左侧通接有一号进料装置，上端右侧通接有二号进料装置，下端通接有出料装置，左右两侧分别设置有一个气体过滤装置。
7.优选的，所述罐体内转动连接有一个水平设置的支撑架，所述一号搅拌棒贯穿支撑架，与支撑架固定连接，所述支撑架位于安装架上方，下端面从左到右设置有四个电子推杆，并且四个电子推杆中左右两端的两个电子推杆与齿圈固定连接，中间的两个电子推杆分别与两个安装架固定连接，所述安装架与一号搅拌棒滑动连接。
8.优选的，所述一号搅拌棒左右两端分别固定连接有一个竖直设置的限位杆，所述安装架相对靠近一号搅拌棒一端针对限位杆设置有限位槽。
9.优选的，所述气体过滤装置包括与罐体固定连接的过滤箱，所述罐体上端设置有气体出口，并且气体出口通过连接通道与过滤箱下端通接，所述过滤箱内设置有吸附装置，相对远离罐体一侧设置有出气口，所述出气口内螺接有一个活塞。
10.优选的，所述过滤箱内部还竖直设置有一个挡板，所述挡板上端与过滤箱内壁之间具有间隙，所述挡板左右两侧分别设置有一个吸附装置。
11.优选的，所述二号进料装置包括储蓄罐，所述储蓄罐一侧下端通过导管与罐体内部通接，另一侧上端通接有一个气囊，所述储蓄罐为透明材质，表面设置有刻度线。
12.优选的，所述一号进料装置包括进料管，所述进料管上螺接有封盖。
13.优选的，所述出料装置包括出料管，所述出料管下端螺接有挡盖，所述挡盖呈“t”型，嵌入出料管内，上端面与罐体内壁处于同一水平高度。
14.与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
15.本发明在实际使用过程中通过一号搅拌棒带动二号搅拌棒，再结合齿轮与齿圈能够使得罐体内部反应物的搅拌过程更倾向与无序搅拌，使得原料与反应剂的混合更充分、更均匀，同时通过安装架、齿轮、齿圈之间的相互配合使得仅通过一个驱动电机即可带动罐体内部较为复杂的搅拌环境，既能够更高效的利用罐体内部空间，还能够减少机械能损耗，提高能量利用效率，节能减排。
16.本发明通过四个电子推杆使得二号搅拌棒能够相对于一号搅拌棒做上下直线运动，从而使得罐体内部反应物呈螺旋状转动，加快了搅拌过程中反应物上下层的置换过程，提高了搅拌效率。
17.本发明通过二号进料装置使得反应剂进入罐体的过程更直观，更准确，用户能够通过注入原料的多少得出所需反应剂的多少，进而得出搅拌时间的长度，进而避免搅拌过程的无效能量损耗，同时更精确的反应剂数量也能够避免过度反应导致副产物增多现象的出现。
附图说明
18.图1为本发明整体结构示意图。
19.图中：1、进料管；2、封盖；3、驱动电机；4、导管；5、储蓄罐；6、刻度线；7、气囊；8、过滤箱；9、气体出口；10、挡板；11、吸附装置；12、活塞；13、连接通道；14、出料管；15、挡盖；16、一号搅拌棒；17、罐体；18、搅拌叶；19、二号搅拌棒；20、齿圈；21、齿轮；22、安装架；23、支撑架；24、球形阀；25、电子推杆；26、限位杆。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
22.请参考图1，一种环保型生物反应器，包括罐体17，所述罐体17为全封闭式结构以避免在反应过程中因缝隙导致罐体17内部随意与外界发生气体交换从而破坏罐体17内部反应过程。
23.所述罐体17上端竖直设置有一个驱动电机3，并且驱动电机3嵌入罐体17上端，与罐体17连接处进行密封处理以保证气密性。
24.所述驱动电机3输出轴位于罐体17内部，并且输出轴上通过联轴器固定连接有竖直设置的一号搅拌棒16，通过联轴器可使得驱动电机3在运行过程中带动一号搅拌棒16转
动。
25.所述一号搅拌棒16上端固定连接有支撑架23，所述支撑架23与罐体17转动连接以便于在一号搅拌棒16转动的过程中对一号搅拌棒16形成支撑，避免一号搅拌棒16缺乏支撑与限制在转动过程中晃动。
26.所述一号搅拌棒16表面从上到下套设有多个搅拌叶18以提高搅拌效率，形成实际搅拌效果，通过驱动电机3带动一号搅拌棒16，进而带动一号搅拌棒16表面的搅拌叶18可形成初步搅拌，使得罐体17内部反应物朝单一方向规律性搅拌。
27.所述一号搅拌棒16上端左右两侧还分别水平设置有一个安装架22，所述安装架22位于支撑架23下端以避免安装架22与支撑架23行程发生冲突。
28.所述安装架22相对远离一号搅拌棒16一端下侧设置有二号搅拌棒19，在实际使用过程中二号搅拌棒19随着一号搅拌棒16转动，与一号搅拌棒16转动方向一致，在一定程度上可相当于一号搅拌棒16表面搅拌叶18的延伸，能够进一步提高搅拌效率，使得罐体17内部反应物能够充分、完全随着驱动电机3转动而转动，同时相比于行星齿轮，通过安装架22带动二号搅拌棒19转动的方式也能够更好地对二号搅拌棒19进行控制，使得二号搅拌棒19能够以相同速率、相同方向随着一号搅拌棒16同步转动，进而全面调动罐体17内部反应物，使反应物能够随着驱动电机转动而朝向单一方向转动。
29.所述二号搅拌棒19表面也从上到下套设有多个搅拌叶18，所述二号搅拌棒19上端与安装架22转动连接，表面还套设有齿轮21，所述罐体17内壁上设置有齿圈20，所述齿轮21与齿圈20相适配并相互啮合，实际上使用过程中在二号搅拌棒19随着一号搅拌棒16转动的过程中，通过齿轮21与齿圈20之间的相互配合能够使得二号搅拌棒19相对于安装架22转动，并且转动方向与一号搅拌棒16转动方向完全相反，利用二号搅拌棒19自身的转动能够破坏一号搅拌棒16、二号搅拌棒19随驱动电机3转动过程中形成的规律性，使得罐体17内部反应物的混合过程更透彻，更平均，更随机。
30.所述一号搅拌棒16左右两端分别固定连接有一个竖直设置的限位杆26，所述安装架22相对靠近一号搅拌棒16一端针对限位杆26设置有限位槽，通过限位杆26与限位槽之间的相互配合能够保证安装架22能够相对于一号搅拌棒16做上下直线运动的同时随着一号搅拌棒16转动。
31.所述支撑架23下端面从左到右设置有四个电子推杆25，并且四个电子推杆25中左右两端的两个电子推杆25与齿圈20上端面固定连接，中间的两个电子推杆25分别与两个安装架22固定连接，通过电子推杆25能够推动安装架22相对于一号搅拌棒16做上下直线运动，进而带动二号搅拌棒19做上下直线运动，从而使得罐体17内部反应物在实际生产过程中呈现螺旋状转动，加快了反应物上下层的置换、混合，能够进一步提高搅拌效率以及原料与反应剂的混合程度，通过电子推杆25推动齿圈20能够保证二号搅拌棒19自身的转动过程。
32.用户可通过将四个电子推杆串联或者增加控制系统的方式使得四个电子推杆同步运行。
33.四个电子推杆25进行防水处理以避免电子推杆25经腐蚀损坏。
34.所述罐体17上设置有气体过滤装置以便于根据实际使用需求改变罐体17内部压力，并且对反应过程中排出的气体副产物进行过滤，避免污染环境。
35.所述气体过滤装置包括过滤箱8，所述罐体17上端设置有气体出口9以便于在不阻碍内部反应过程的前提下对罐体17内部空气进行置换，所述气体出口9通过连接通道13与过滤箱8下端通接。
36.所述过滤箱8内竖直设置有挡板10，所述挡板10上端与过滤箱8内壁之间具有间隙以便于使过滤箱8内部形成“几”字型气体通道，通过延长气体在过滤箱8内的停留时间从而提高过滤箱8的过滤能力。
37.所述挡板10左右两侧分别设置有一个吸附装置11以用来吸附排出气体中的有害物质从而在保证罐体17内外平衡的前提下保证排出的空气洁净。
38.所述吸附装置11可根据实际使用需求以及反应过程选择。
39.所述过滤箱8相对远离罐体17一侧设置有出气口，并在出气口内螺接有一个活塞12以满足实际需求。
40.所述气体过滤装置数量为两个，左右设置，两个气体过滤装置能够满足实际生产过程中的多种使用需求，例如：一边注入空气或者所需要的气体，一边排出罐体17内部气体，加快罐体17内部空气交换过程；两边同时打开，维持罐体17内部气压平衡；两边同时抽气或者同时充气，提供反应原料等等，用户通过改变气体过滤装置的实际使用功能可对罐体17内部气体成分以及罐体17内部压强进行把控，进而实现对罐体17内部气体反应原料的把控，从而控制反应速率，更好的满足用户对加快反应速率或者减缓反应速率的需求。
41.所述罐体17上端设置有一号进料装置以用来向罐体17内部灌注原料，所述一号进料装置包括进料管1，所述进料管1上端螺接有封盖2，通过封盖2可对进料管1上端开口进行密封，保证整体的密封性，同时封盖2与进料管1之间螺纹连接能够在保证气密性的前提下便于用户对封盖2拆卸，便于与其它设备对接。
42.所述罐体17上端还设置有二号进料装置以向罐体17内部添加各种反应剂，通过反应剂与原料混合形成反应物。
43.所述二号进料装置包括储蓄罐5以用来储藏反应剂，所述储蓄罐5一侧下端通接有导管4，另一侧上端通接有气囊7，所述导管4相对远离储蓄罐5一端与罐体17通接，在实际使用过程中用户可通过挤压气囊7的方式向储蓄罐5内部灌注空气，进而将反应剂通过导管4挤压到罐体17内部，通过气囊7的方式能够使得用户对挤压入罐体17内的反应剂剂量有一个较为充分、明了的认识。
44.所述导管4上设置有球形阀24，通过球形阀24可控制导管4连通与否，关闭球形阀24能够保证储蓄罐5内部的反应剂不会因为罐体17内部气压变化而随意流动。
45.所述储蓄罐5为透明材质，表面设置有刻度线6，通过刻度线6能够对反应剂进行量化，通过计算原料的重量，用户能够清晰认知到应该注入罐体17内部多少反应剂，注入适量的反应剂既能够帮助用户搅拌时间的概念，保证搅拌效率，还能够避免反应物过反应或者反应不充分现象的发生，避免大量杂质出现。
46.所述罐体17下端设置有出料装置以便于将反应过后的产物排出。
47.所述出料装置包括出料管14，所述出料管14下端设置有挡盖15以避免反应物未反应完全时从罐体17内流出。
48.所述挡盖15呈“t”型，嵌入出料管14内与出料管14螺接，上端面与罐体17下端内壁处于同一相对高度以避免反应物在未反应完全时流入出料管14内，不能够完全混合并发生
反应。
49.工作原理：本发明在实际使用过程中首先需要通过进料管1向罐体17内部注入一定量的原料，向储蓄罐5内注入反应剂，之后根据原料数量挤压气囊7，利用刻度线6向罐体17内注入与原料相适配质量的反应剂，再之后根据实际生产需求选择两边气体过滤装置工作状态，旋紧封盖2、挡盖15，拧紧球形阀24，最后开启驱动电机3，根据反应剂、原料数量确定搅拌时间。
50.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。