專利名稱：一種平行管式光生物反應(yīng)器連接系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光生物反應(yīng)領(lǐng)域，特別涉及一種微藻培養(yǎng)的平形管式光生物反應(yīng)器裝
置的連接系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
管道式光生物反應(yīng)器，是利用玻璃、有機玻璃或樹脂材料制成的透明管道，借助外 部自然太陽光或人工光源條件下進行工廠化繁殖生產(chǎn)藻類的方式，由于密閉式管道容易與 其它加工設(shè)備配套，即靠泵壓可以把管道內(nèi)生長到一定生物量的藻體傳遞到下道工序，因 而整個過程可以實現(xiàn)自動化，Pirt等人已建立了 (管徑lcm)光生物反應(yīng)器的設(shè)計和操作 理論及計算機控制系統(tǒng)；Lee等人和Robinson都對管道結(jié)構(gòu)和排列作了許多研究。1993年 Torzillo在意大利的Florence成功地設(shè)計和建造的密封雙層管道式光生物反應(yīng)器用于螺 旋藻的室外大規(guī)模培養(yǎng)，它是雙層管道培養(yǎng)體系，總液量145L，采用氣升循環(huán)，培養(yǎng)參數(shù)如 溫度、PH值、溶解氧及光強通過電極、傳感器及探頭由計算機自動監(jiān)控。
管式光生物反應(yīng)器主要有幾種，第一是水平放置地面的蛇形管式光生物反應(yīng)器， 此類反應(yīng)器開始時是由意大利佛羅倫薩的Torillo等用一種聚乙烯塑料管制作的管式反 應(yīng)器。反應(yīng)器的管徑14cm，培養(yǎng)液總體積8000L,占地面積80m2，由于管壁較薄，強度不夠。 后來又用有機玻璃為材料制作了管徑13cn和管徑7. 4cm的兩種管式反應(yīng)器，管壁厚度達(dá) 到4cm，管道平行放置于地面。平行排列的管道之間用U形聚氯乙烯塑料彎頭連接，管路的 兩端連接到距地面3cm的儲罐中，儲罐體積為350L。第二種是浸沒在水池中冷卻的蛇形管 式光生物反應(yīng)器反應(yīng)器的管道材料是聚乙烯材料。此管式反應(yīng)器是由5個面積為30m2的 相同單元組成。反應(yīng)器的集光管放在水池中，可以根據(jù)需要對藻液進行冷卻。Chaumo皿t 等報道，用該系統(tǒng)連續(xù)培養(yǎng)紫球藻有很好的效果。第三種是雙層排列管式光生物反應(yīng)器 Torrillo等報道了一種集光管雙層排列的管式光生物反應(yīng)器。最初設(shè)計的是提高管式反應(yīng) 器的光能利用率。陽光首先照射到上層集光管，從上層集光管縫隙之間漏過的直射光再由 下層集光管吸收，在兩層集光管的底部放上白色聚乙烯薄膜，未被兩層集光管吸收的光線 落在底部，經(jīng)白色薄膜反射后再次由上面兩層集光管吸收，進一步提高光能利用率。第四種 是多支路并行流管式光生物反應(yīng)器Richmond報道這種管式光生物反應(yīng)器的集光管是平 行放在地面上的。8根集光管平行排列與兩端的多支復(fù)合接頭管連接，構(gòu)成并行的流動回 路，反應(yīng)器采取氣升循環(huán)。根據(jù)文獻(xiàn)分析，反應(yīng)器的產(chǎn)率與其他類型的管式反應(yīng)器處于相同 水平。第五種是a-型管式光生物反應(yīng)器反應(yīng)器的兩端是兩排5m高的氣升提升管，每排 提升管的頂部各有一只長方形的儲液槽，再從與儲液槽相連的一排平行排列的傾斜聚氯乙 烯管流出，到達(dá)對面一側(cè)的氣升式提升管底部，經(jīng)氣升提升后，進入對面一側(cè)提升管頂部的 儲液槽，然后，從另一排聚氯乙烯傾斜管流回到原來的提升管底部，如此循環(huán)。第六種是圓 形螺旋管繞管式光反應(yīng)器直徑3cm的聚乙烯塑料管安放在支架上呈螺旋排列，表面積與 體積比為每1200L藻液的表面積是100m2。在藻液流速和產(chǎn)率等方面，這種反應(yīng)器與水平 放置的管式反應(yīng)器相當(dāng)。第七種是平行管式排列的玻璃管式光生物反應(yīng)器，這種反應(yīng)器容
3量大，易于放大使用，最近幾年發(fā)展和應(yīng)用的比較多，特別是在規(guī)模放大養(yǎng)殖微藻的系統(tǒng)中 應(yīng)用得更多。 管式光生物反應(yīng)器發(fā)展趨勢主要的有一下幾個方面。第一 管徑減小并穩(wěn)定在一 定范圍內(nèi)，管式反應(yīng)器的管徑從十幾厘米逐漸減小并漸漸穩(wěn)定在2. 5cm 5cm范圍內(nèi)。管 徑的減小對反應(yīng)器的放大有負(fù)面影響，主要限制了管式光生物反應(yīng)器的總體積的增加。第 二集光管的排列向空間發(fā)展，這樣集光管背向著直射太陽光的一面，能夠吸收周圍的散射 光，反應(yīng)器的采光面積得到增加。第三采取措施降低管路阻力提高藻液流速。第四普遍 采用氣升循環(huán)混合系統(tǒng)。 平行管式光生物反應(yīng)器目前應(yīng)用中也存在一定的問題，一是平行排列造成部分管 路成陰影部分，從而形成黑暗區(qū)域；二是工業(yè)應(yīng)用中用到的硼硅玻璃生產(chǎn)中也存在誤差，從 而在安裝連接中存在連接不上的問題；三是目前的平行管排列在平行的鋼支架上，這樣在 工業(yè)應(yīng)用中會使支架利用過多，從而增加費用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服平行管式光生物反應(yīng)器現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一整套制作簡 單、拆卸方便、高效率利用光能、安裝方便、能夠自動控制的密閉培養(yǎng)微藻裝置的解決方案。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn) —種平行管式光生物反應(yīng)器連接系統(tǒng)，其光生物反應(yīng)器可為任意透明的玻璃、有 機玻璃或樹脂材料中的一種或多種制成，本發(fā)明的連接系統(tǒng)特別在光生物反應(yīng)器為玻璃材 質(zhì)時效果更佳，而玻璃材質(zhì)中又以硼硅玻璃為最佳。 本發(fā)明的平行管式光生物反應(yīng)器連接系統(tǒng)，其主要包括光反應(yīng)器連接系統(tǒng)；光反 應(yīng)器和鐵管連接系統(tǒng)；光反應(yīng)器固定連接系統(tǒng)；鐵管、泵和儲罐連接系統(tǒng)；和/或自控連接 系統(tǒng)中的一種或任意多種相結(jié)合連接。 所述光反應(yīng)器連接系統(tǒng)為光反應(yīng)器之間、光反應(yīng)器和彎頭、及彎頭之間的連接。
所述光反應(yīng)器連接系統(tǒng)主要通過特制法蘭將光反應(yīng)器之間、光反應(yīng)器和彎頭及彎 頭之間的連接。 所述彎頭通常為直角彎頭。 所述光反應(yīng)器連接系統(tǒng)通過多層聚乙烯四氟墊連接來消除光反應(yīng)器管長度誤差 引起的連接間隔誤差。 一般采用6層聚乙烯四氟墊連接。 所述光反應(yīng)器連接系統(tǒng)的特制法蘭材料為合成塑料制品，特制法蘭螺栓桿上有彈
簧，有一定彈性，特制法蘭是套在光反應(yīng)器管上的，可以在光反應(yīng)器管上移動和旋轉(zhuǎn)。特制
法蘭由螺栓(22)固定，螺栓由(21)調(diào)節(jié)固定壓力，圓形塑料條(23)防止法蘭片直接與光
反應(yīng)器管接觸，光反應(yīng)器管口用四氟墊或其他軟墊連接。 所述光反應(yīng)器和鐵管連接系統(tǒng)通過一段軟連接和兩個法蘭片連接。 所述光反應(yīng)器和鐵管連接系統(tǒng)的軟連接由兩個法蘭片和中間軟管構(gòu)成，有一定彈
性空間，其中一個法蘭片為特制法蘭法蘭片(5)與光反應(yīng)器管連接，另一個法蘭片為絲扣
法蘭片(11)與鐵管連接。 所述軟管通常采用聚乙烯四氟軟管。 所述光反應(yīng)器固定系統(tǒng)主要由二部分構(gòu)成，一是垂直支架，二是水平支撐。
所述光反應(yīng)器固定系統(tǒng)的垂直支架主要是豎立的鋼管和/或鐵管，鋼管和/或鐵管通過腳通連接到地面的預(yù)埋鐵山，各組支架之間通過四通和管道相連，增加強度和整體性。 所述光反應(yīng)器固定系統(tǒng)的水平支撐主要由金屬支撐構(gòu)成，金屬支撐固定在鋼管和/或鐵管上，金屬支撐可以在豎直的鋼管和/或鐵管上隨意調(diào)整高度。為減輕支撐重量，通常采用鋁支撐。 所述光反應(yīng)器固定系統(tǒng)的金屬支撐內(nèi)側(cè)有一層膠皮墊。 所述鐵管、泵和儲罐系統(tǒng)，此系統(tǒng)是黑暗密閉系統(tǒng)，管路之間通過卡套連接。
所述鐵管、泵和儲罐系統(tǒng)管路和泵或儲罐通過法蘭連接，此法蘭片通常采用絲扣法蘭片。 所述自控連接系統(tǒng)包括溫度檢測器、pH檢測器和溶氧檢測器、氣體和液體流量計的連接。 所述自控連接系統(tǒng)的溫度檢測器、pH檢測器和溶氧檢測器探頭直接連接到儲罐上，通過法蘭連接，法蘭片與管路通常是絲扣連接的。 所述自控連接系統(tǒng)的氣體和液體流量計連接到鐵制管路上，通過法蘭連接，法蘭片與管路通常是絲扣連接的。 所述自控系統(tǒng)的探頭數(shù)據(jù)可以通過線纜傳到控制室進行遠(yuǎn)程控制。
本發(fā)明具有下述技術(shù)效果 1.本發(fā)明的光反應(yīng)器連接系統(tǒng)的特制法蘭可以使光反應(yīng)器管有效地與鐵管相連，并且軟連接可以消除緊固法蘭時造成的巨大壓力，從而可以有效的避免光反應(yīng)器管連接時的破碎情況。 2.本發(fā)明的光反應(yīng)器固定系統(tǒng)的金屬支撐的內(nèi)側(cè)膠皮可以減緩固定光反應(yīng)器管時對光反應(yīng)器管造成的壓力，從而起到保護光反應(yīng)器管的作用。 3.本發(fā)明的光反應(yīng)器固定系統(tǒng)可以有效地通過金屬支撐在鋼管和/或鐵管上的移動調(diào)整每層光反應(yīng)器管的高度，從而達(dá)到彌補光反應(yīng)器彎頭和光反應(yīng)器管本身生產(chǎn)存在的誤差，因此可以很好的實現(xiàn)彎頭和/或光反應(yīng)器管的連接。 4.本發(fā)明用多層聚乙烯四氟墊彌補光反應(yīng)器管長度的誤差，既可以實現(xiàn)連接的目的，又可以節(jié)約成本。 5.所有連接用的腳通、四通、金屬支撐、法蘭等安裝連接件都不用焊接，可以方便的拆裝和整改。 6.本發(fā)明的自控系統(tǒng)連接可以方便的拆裝和維修。 7.本發(fā)明的光反應(yīng)器固定系統(tǒng)可以有效的通過金屬支撐在鋼管或鐵管上的移動調(diào)整每層光反應(yīng)器管的高度，可以減少光陰影，極大的利用光能。


圖1光反應(yīng)器連接和固定橫切面簡圖
圖2彎頭和光反應(yīng)器管連接簡圖
圖3光反應(yīng)器管和鐵管連接簡圖
圖4鐵管、泵和儲罐連接及其自控圖
5
圖5特制法蘭圖 附圖標(biāo)記l-預(yù)埋鐵；2-腳通；3-鋼管或鐵管；4_特制法蘭；5_特制法蘭法蘭片；6-支撐；7-彎頭；8_四通；9-光反應(yīng)器；10-鐵管；ll-絲扣法蘭片；12-軟連接；13-四氟軟管；14-泵；15-儲罐；16-溫度探頭；17_溶氧探頭；18_二氧化碳探頭；19_控制室；20-信號線；21-彈簧；22-螺栓；23-圓形塑料條；24_四氟墊片或其他軟墊。
其中，圖l為摘要附圖。
具體實施例方式
下面以硼硅玻璃管反應(yīng)器為例結(jié)合附圖對本發(fā)明詳細(xì)說明。 本發(fā)明管式光生物反應(yīng)器安裝結(jié)構(gòu)主要包括玻璃管連接系統(tǒng)；玻璃管和鐵管連接系統(tǒng)；玻璃管固定連接系統(tǒng)；鐵管、泵和儲罐連接系統(tǒng)；和/或自控連接系統(tǒng)中的一種或任意多種相結(jié)合連接。玻璃管連接系統(tǒng)主要通過特制法蘭(4)連接，透明硼硅玻璃管(9)之間；玻璃管(9)和直角彎頭(7)之間；以及直角彎頭(7)之間都是通過特制法蘭(4)連接；特制法蘭由螺栓(22)固定，螺栓由(21)調(diào)節(jié)固定壓力，圓形塑料條(23)防止法蘭片直接與玻璃管接觸，玻璃管口用四氟墊或其他軟墊連接。 玻璃管固定系統(tǒng)主要包括二部分， 一是垂直支架，二是水平支撐。垂直支架主要是豎立的鋼管和/或鐵管(3)，鋼管和/或鐵管通過腳通(2)連接到地面的預(yù)埋鐵山(l)，各組支架之間通過四通(8)和管道相連，增加強度和整體性。水平支撐主要由四通(8)和鋁支撐(6)構(gòu)成，四通固定在鋼管上，鋁支撐固定在四通上，鋁支撐可以在豎直的鋼管和/或鐵管上隨意調(diào)整高度。 玻璃管和鐵管連接系統(tǒng)通過一段軟連接(12)和法蘭片連接，軟連接由兩個法蘭片和中間聚乙烯四氟軟管(13)構(gòu)成，有一定彈性空間，其中一個法蘭片(5)與玻璃管連接，另一個法蘭片(11)與鐵管(10)連接。 鐵管、泵和儲罐系統(tǒng)是黑暗密閉系統(tǒng)，管路之間通過法蘭連接，管路和泵或儲罐通過法蘭連接，此法蘭片都是絲扣法蘭片(11)。 自控連接系統(tǒng)包括溫度檢測器(16)、溶氧檢測器(17)和二氧化碳檢測器(18)，氣體和液體流量計的連接。溫度檢測器、pH檢測器和溶氧檢測器探頭直接連接到儲罐上，通過法蘭(11)連接，法蘭片與管路是絲扣連接的。探頭數(shù)據(jù)可以通過信號線(20)傳到控制室(19)進行遠(yuǎn)程控制。
權(quán)利要求
一種平行管式光生物反應(yīng)器連接系統(tǒng)，包括光反應(yīng)器連接系統(tǒng)；光反應(yīng)器和鐵管連接系統(tǒng)；光反應(yīng)器固定連接系統(tǒng)；鐵管、泵和儲罐連接系統(tǒng)；和/或自控連接系統(tǒng)中的一種或多種相結(jié)合連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接系統(tǒng)，其特征在于，所述光反應(yīng)器連接系統(tǒng)通過特制法 蘭將光反應(yīng)器之間、光反應(yīng)器和彎頭及彎頭之間進行連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連接系統(tǒng)，其特征在于，所述光反應(yīng)器連接系統(tǒng)通過多層 聚乙烯四氟墊連接來消除光反應(yīng)器管長度誤差引起的連接間隔誤差。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的連接系統(tǒng)，其特征在于，所述光反應(yīng)器連接系統(tǒng)的特制法 蘭螺栓桿上有彈簧(21)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的連接系統(tǒng)，其特征在于，所述光反應(yīng)器連接系統(tǒng)的特制 法蘭套可在光反應(yīng)器管上移動和旋轉(zhuǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1 5所述的任意一種連接系統(tǒng)，其特征在于，所述光反應(yīng)器和鐵管連 接系統(tǒng)為由兩個法蘭片和中間的軟管構(gòu)成的軟連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1 6所述的任意一種連接系統(tǒng)，其特征在于，所述光反應(yīng)器固定連接 系統(tǒng)中的金屬支撐可以在豎直的鋼管和/或鐵管上隨意調(diào)整高度。
8 根據(jù)權(quán)利要求7所述的連接系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬支撐內(nèi)側(cè)有一層膠皮墊。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1 8所述的任意一種連接系統(tǒng)，其特征在于，所述自控連接系統(tǒng)的探 頭數(shù)據(jù)通過線纜傳到控制室(19)進行遠(yuǎn)程控制。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1 9所述的任意一種連接系統(tǒng)，其特征在于，光反應(yīng)器為玻璃、有機 玻璃或樹脂材料中的一種或多種制成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種平行管式光生物反應(yīng)器連接系統(tǒng)，其主要包括光反應(yīng)器連接系統(tǒng)；光反應(yīng)器和鐵管連接系統(tǒng)；光反應(yīng)器固定系統(tǒng)；鐵管、泵和儲罐系統(tǒng)；和/或自控連接系統(tǒng)中的一種或任意多種相結(jié)合連接。此連接系統(tǒng)克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一整套制作簡單、拆卸方便、高效率利用光能、安裝方便、能夠自動控制的密閉培養(yǎng)微藻裝置的解決方案，可以有效地利用光能，并且安裝和使用過程中能極大的保護光反應(yīng)器制品，對于工業(yè)放大型反應(yīng)器的安裝提供了保證。
文檔編號C12M1/00GK101760418SQ20081024002
公開日2010年6月30日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者劉敏勝, 張惠敏, 張晉陽, 石悅, 陳偉, 馬欣欣 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司