專利名稱：環(huán)噴射流型發(fā)酵罐及其應(yīng)用的發(fā)酵攪拌系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)酵攪拌技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶環(huán)噴進氣裝置的環(huán)噴射流型發(fā)酵 罐及其應(yīng)用的發(fā)酵攪拌系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前傳統(tǒng)的機械攪拌發(fā)酵罐，均采用單管的進氣方式，依靠強有力的攪拌來打散 氣泡和進行傳質(zhì)、傳熱，這樣對攪拌器的要求比較高，通常是采用高剪切力的圓盤渦輪式攪 拌器?，F(xiàn)有技術(shù)中這種依靠攪拌器的剪切力來對氣泡進行打散粉碎的方案，要求攪拌必須 強烈，從而也就需要大的電機功率，因而發(fā)酵罐的能耗就一直比較高；而且，圓盤渦輪式攪 拌器都是徑流型，不能很好的上下混合，從而在發(fā)酵罐的底部常常存在死角和盲區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)噴射流型發(fā)酵罐及其應(yīng)用的發(fā)酵攪拌系統(tǒng)，以解決現(xiàn) 有技術(shù)中攪拌系統(tǒng)能耗居高不下以及可能存在死角和盲區(qū)的缺陷。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提出一種環(huán)噴射流型發(fā)酵罐，包括罐體，所 述罐體中央設(shè)置有攪拌軸，所述攪拌軸上設(shè)置有攪拌器，所述罐體底部設(shè)置有進氣管，所述 罐體的底部還設(shè)置有環(huán)噴裝置，所述環(huán)噴裝置由與所述進氣管相通的環(huán)形主管道以及分布 安裝在所述環(huán)形主管道上的若干個噴氣筒組成，且所述若干個噴氣筒在該發(fā)酵罐攪拌發(fā)酵 液時噴氣形成與所述攪拌器的旋轉(zhuǎn)方向一致的噴射流型；所述攪拌器具體包括軸流攪拌器
及徑流攪拌器，分別用于使發(fā)酵液產(chǎn)生軸向流動和徑向流動；所述攪拌軸上還設(shè)置有消泡^^。本發(fā)明的技術(shù)方案相應(yīng)提出一種發(fā)酵攪拌系統(tǒng)，其包括電機、減速器、聯(lián)軸器、機 械密封，還包括如上所述的發(fā)酵罐，所述發(fā)酵罐的攪拌軸通過所述聯(lián)軸器與所述減速器的 輸出軸聯(lián)接。本發(fā)明技術(shù)方案提供的發(fā)酵罐通過罐體內(nèi)的環(huán)噴裝置可以形成與攪拌器旋轉(zhuǎn)方 向一致的噴射流型，從而可以減少攪拌器的阻力，達到節(jié)省能耗的目的，同時還能消除發(fā)酵 罐底部的死角和盲區(qū)。


圖1為本發(fā)明環(huán)噴射流型發(fā)酵罐實施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示實施例中噴氣筒的結(jié)構(gòu)圖；圖3A 3B為圖1所示實施例中軸流攪拌器的正視圖及俯視圖；圖4A 4B為圖1所示實施例中徑流攪拌器簡單示意的正視圖及俯視圖；圖5A 5B為圖1所示實施例中消泡槳的正視圖及俯視圖；圖6為本發(fā)明發(fā)酵攪拌系統(tǒng)的實施例結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。圖1為本發(fā)明環(huán)噴射流型發(fā)酵罐實施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本實施例 的環(huán)噴射流型發(fā)酵罐包括罐體11，罐體11內(nèi)在中央位置設(shè)有攪拌軸12，攪拌軸12上設(shè)置 有多個攪拌器。罐體11內(nèi)在底部位置設(shè)有進氣管16，同時還設(shè)置有環(huán)噴裝置14，環(huán)噴裝置 由與進氣管16相通的環(huán)形主管道141 (圖1中僅顯示出截面形狀)以及分布安裝在環(huán)形主 管道141上的若干個(例如數(shù)十個)噴氣筒142組成，且該若干個噴氣筒142在發(fā)酵罐攪 拌發(fā)酵液時噴氣形成與攪拌器的旋轉(zhuǎn)方向一致的噴射流型。通過設(shè)置噴氣筒142的噴氣口 朝向即可實現(xiàn)這種效果，例如，使所有噴氣筒142的噴氣口的水平面投影都沿攪拌器旋轉(zhuǎn) 方向(順時針)的切向設(shè)置。本實施例的環(huán)噴射流型發(fā)酵罐通過在底部設(shè)置噴射流型與攪 拌器旋轉(zhuǎn)方向一致的環(huán)噴裝置14，不僅可以消除發(fā)酵罐底部通常存在的死角和盲區(qū)，更重 要的是還能減少攪拌器的攪拌阻力，從而達到節(jié)省能耗的目的。另外，上述實施例中的噴氣筒141結(jié)構(gòu)如圖2所示，其包括噴嘴1411及導管1412 ； 其中，噴嘴1411與環(huán)噴裝置14的環(huán)形主管道141相通；導管1412則包覆住噴嘴1411，其 呈長筒狀并具有喇叭狀的開口，且導管1412的下方靠近噴嘴的位置還設(shè)有開孔1413。這 種設(shè)計使得從進氣管16來的空氣，經(jīng)過環(huán)形主管道141后由噴嘴1411形成射流，而在導管 1412內(nèi)形成真空，而噴氣筒141外面的發(fā)酵液借助真空負壓的作用從導管1412下方的開 孔1413進入導管1412的腔體，然后與噴嘴1411噴出來的氣體一起從導管1412的喇叭口 噴出，這樣噴出的氣體是一種氣液混合的乳化狀態(tài)，從而能夠達到打散氣泡的效果，進而使 得空氣能夠得到充分利用。進一步，本實施例環(huán)噴射流型發(fā)酵罐中的攪拌器具體包括兩個軸流攪拌器131 和一個徑流攪拌器132。其中，兩個軸流攪拌器131分開設(shè)置在攪拌軸12的大約中間位置， 用于攪拌發(fā)酵液使其主要產(chǎn)生軸向流動；本實施例中采用的軸流攪拌器131如圖3A 3B 的正視圖和俯視圖所示，其葉輪采用了現(xiàn)有技術(shù)中已有的弧面形狀(圖中未使出)設(shè)計，具 有很強的軸向流動能力，而且由于采用了流線型的設(shè)計，可以減少不必要的阻力，同時其還 具有很大的投影面積，從而可以有效地防止氣泡的向上串升，進而提高空氣在發(fā)酵液中的 停留時間，達到提高溶氧效果、節(jié)省空氣使用的目的。繼續(xù)如圖1所示，徑流攪拌器132大 約設(shè)置在攪拌軸12的末端位置，用于攪拌發(fā)酵液使其主要產(chǎn)生徑向流動；本實施例中采用 的徑流攪拌器132如圖4A 4B的簡單示意圖所示，其槳葉則是在現(xiàn)有構(gòu)造的基礎(chǔ)上作了 改進，截面采用了更加平緩的拋物線形式(如圖4A所示)，從而可以減少液體的阻力，減少 葉片后面的氣泡產(chǎn)生，比起傳統(tǒng)形式也更加的節(jié)省能耗；需要說明的是，圖4A、4B的投影關(guān) 系并非絕對地一一對應(yīng)，此處二圖僅用于顯示本實施例所采用的徑流攪拌器的特征之處， 本領(lǐng)域技術(shù)人員參考現(xiàn)有技術(shù)及此處的特征應(yīng)當很好理解本實施例所采用徑流攪拌器的 具體結(jié)構(gòu)。繼續(xù)如圖1所示，本實施例的環(huán)噴射流型發(fā)酵罐在攪拌軸12靠近罐體11頂部的 上端部分還設(shè)置有消泡槳15，其設(shè)置于兩個軸流攪拌器131的上方，具體結(jié)構(gòu)則如圖5A 5B的正視圖及俯視圖所示，采用的是現(xiàn)有技術(shù)中已有的消泡槳設(shè)計。通過消泡槳15的設(shè) 置，進一步完善了本實施例發(fā)酵罐對罐中發(fā)酵液的消泡效果。這樣不僅可以防止因泡沫太 多而堵塞各種管道，而且可以降低罐體內(nèi)由于泡沫過多而產(chǎn)生額外的壓力，這種額外壓力通常會減少罐體內(nèi)外的壓力差，從而會抵消進入罐體的氣體的氣壓，進而減少進入罐體的 氣量，因此本實施例中增設(shè)消泡槳15也可以有效的提高攪拌效率。最后，本實施例的環(huán)噴射流型發(fā)酵罐在攪拌軸12的下端，具體在位于下方的一個 軸流攪拌器131與徑流攪拌器132之間還設(shè)置了一個用于支撐攪拌軸12的中間軸承17，中 間軸承17的外緣固定在罐體11的內(nèi)壁上，從而使得攪拌軸12帶動各個攪拌器以及消泡槳 的旋轉(zhuǎn)更為穩(wěn)定，提高了整個系統(tǒng)的可靠性。綜上所述，本實施例的發(fā)酵罐通過在罐體內(nèi)設(shè)置環(huán)噴裝置，形成與攪拌器旋轉(zhuǎn)方 向一致的噴射流型，從而可以減少攪拌器的阻力，達到節(jié)省能耗的目的，同時還能消除發(fā)酵 罐底部的死角和盲區(qū)；通過噴嘴及喇叭狀開口導管的噴氣筒設(shè)計，能夠使發(fā)酵液與噴射氣 體充分混合而成乳化狀態(tài)，從而起到打散氣泡的效果；進一步通過在攪拌軸上設(shè)置兩個軸 流攪拌器和一個徑流攪拌器，使得發(fā)酵罐的發(fā)酵液得到多方位的充分攪拌，提升了攪拌發(fā) 酵的效果；另外通過消泡槳的設(shè)置完善了發(fā)酵液的消泡效果并有效提高了攪拌效率；最后 通過設(shè)置中間軸承提升了攪拌的穩(wěn)定可靠性。本發(fā)明還提供一種應(yīng)用上述環(huán)噴射流型發(fā)酵罐的發(fā)酵攪拌系統(tǒng)，其實施例結(jié)構(gòu)如 圖6所示，包括電機21、減速器22、聯(lián)軸器23、機械密封24及發(fā)酵罐。其中，發(fā)酵罐的內(nèi)部 結(jié)構(gòu)與前述實施例完全相同，此處不再贅述。至于發(fā)酵罐的攪拌軸12則是通過聯(lián)軸器23 與減速器22的輸出軸聯(lián)接，實現(xiàn)動力傳輸?shù)哪康?。另外，整個減速器22是通過凸緣底蓋25 安裝在發(fā)酵罐的罐體11上方；機械密封24則在減速器22的殼體內(nèi)部設(shè)置于聯(lián)軸器23與 凸緣底蓋25之間，起到一個密封防水的效果。實際上除發(fā)酵罐本身外，發(fā)酵攪拌系統(tǒng)其他 機械部件的設(shè)置完全可以借鑒現(xiàn)有技術(shù)中的同類系統(tǒng)，是以本發(fā)明的關(guān)鍵不在此處而是在 于前述實施例的發(fā)酵罐，因此此處對于發(fā)酵攪拌系統(tǒng)也不再加以贅述。以上為本發(fā)明的最佳實施方式，依據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 能夠顯而易見地想到一些雷同、替代方案，均應(yīng)落入本發(fā)明保護的范圍。
權(quán)利要求
一種環(huán)噴射流型發(fā)酵罐，包括罐體，所述罐體中央設(shè)置有攪拌軸，所述攪拌軸上設(shè)置有攪拌器，所述罐體底部設(shè)置有進氣管，其特征在于，所述罐體的底部還設(shè)置有環(huán)噴裝置，所述環(huán)噴裝置由與所述進氣管相通的環(huán)形主管道以及分布安裝在所述環(huán)形主管道上的若干個噴氣筒組成，且所述若干個噴氣筒在該發(fā)酵罐攪拌發(fā)酵液時噴氣形成與所述攪拌器的旋轉(zhuǎn)方向一致的噴射流型；所述攪拌器具體包括軸流攪拌器及徑流攪拌器，分別用于使發(fā)酵液產(chǎn)生軸向流動和徑向流動；所述攪拌軸上還設(shè)置有消泡槳。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)噴射流型發(fā)酵罐，其特征在于，所述噴氣筒包括噴嘴及導管； 所述噴嘴與所述環(huán)噴裝置的環(huán)形主管道相通；所述導管包覆所述噴嘴，并呈長筒狀且具有 喇叭狀的開口，所述導管的下方靠近所述噴嘴的位置還設(shè)有開孔。
3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)噴射流型發(fā)酵罐，其特征在于，所述軸流攪拌器設(shè)有兩個，分 開設(shè)置在所述攪拌軸的中間位置。
4.如權(quán)利要求1所述的環(huán)噴射流型發(fā)酵罐，其特征在于，所述徑流攪拌器設(shè)置在所述 攪拌軸的下端。
5.如權(quán)利要求1所述的環(huán)噴射流型發(fā)酵罐，其特征在于，所述消泡槳設(shè)置在所述攪拌 軸上靠近所述罐體頂部的上端。
6.如權(quán)利要求1所述的環(huán)噴射流型發(fā)酵罐，其特征在于，所述攪拌軸的下端還設(shè)有支 撐用的中間軸承，所述中間軸承的外緣固定在所述罐體的內(nèi)壁上。
7.一種發(fā)酵攪拌系統(tǒng)，包括電機、減速器、聯(lián)軸器、機械密封，其特征在于，還包括所述 權(quán)利要求1 6任一項所述的發(fā)酵罐，所述發(fā)酵罐的攪拌軸通過所述聯(lián)軸器與所述減速器 的輸出軸聯(lián)接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)噴射流型發(fā)酵罐，包括罐體，罐體中央設(shè)置有攪拌軸，攪拌軸上設(shè)置有攪拌器，罐體底部設(shè)置有進氣管，罐體的底部還設(shè)置有環(huán)噴裝置，環(huán)噴裝置由與進氣管相通的環(huán)形主管道以及分布安裝在環(huán)形主管道上的若干個噴氣筒組成，且若干個噴氣筒在該發(fā)酵罐攪拌發(fā)酵液時噴氣形成與攪拌器的旋轉(zhuǎn)方向一致的噴射流型；攪拌器具體包括軸流攪拌器及徑流攪拌器，分別用于使發(fā)酵液產(chǎn)生軸向流動和徑向流動；攪拌軸上還設(shè)置有消泡槳。本發(fā)明還涉及一種發(fā)酵攪拌系統(tǒng)。本發(fā)明技術(shù)方案提供的發(fā)酵罐通過罐體內(nèi)的環(huán)噴裝置可以形成與攪拌器旋轉(zhuǎn)方向一致的噴射流型，從而可以減少攪拌器的阻力，達到節(jié)省能耗的目的，同時還能消除發(fā)酵罐底部的死角和盲區(qū)。
文檔編號C12M1/00GK101948738SQ20101027333
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月4日
發(fā)明者顏金鈺 申請人:顏金鈺