CN102268361A - 一种管式光生物反应器的连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种经济有效的管式光生物反应器连接结构，光反应管与弯头管/直通管的连接以及弯头管和弯头管的连接，光反应管与弯头管/直通管的连接为特制密封圈置于弯头管/直通管与光反应管之间的间隙，密封圈的内唇口在自身张力下与光反应管的外壁闭合，密封圈的外唇口则与弯头管/直通管的内壁闭合，最终实现光反应管与弯头管/直通管的密封；弯头和弯头的连接采用特制软管进行连接，组成U型接头，用于实现光反应管的平行排列。该连接结构克服了现有方法存在的不足，在显著降低加工成本的同时，利用特制密封圈的自封作用实现管道的密封，且安装、拆解方便，使低成本加工管道式光生物反应器成为可能。

Description

一种管式光生物反应器的连接结构

技术领域

本发明属于生物工程领域，特别涉及用于微藻培养的一种经济有效的管式光生物反应器连接方法。

背景技术

微藻细胞代谢产生蛋白质、多糖、色素及脂类等，是制备生物柴油的良好原料，在上个世纪后期就引起极大地关注，但是由于生产成本高等问题，关于微藻产油的研究一度陷入停滞状态，由于全球能源消耗日益增加，石油价格大幅上涨，加上化石燃料造成的一系列环境问题日益严重，使得微藻生物柴油再次成为研究热点。显然，开发和设计经济有效地、规模化培养微藻的光生物反应器及降低成本的相关方法显得十分必要。

微藻培养分为开放式和封闭式两种，开放式虽然在成本方面有明显的优势，但存在培养环境不易控制、易污染且很难实现高密度培养等缺点，因此利用该方法获得大规模生产生物柴油所需要的微藻原料有一定的困难；封闭式反应器培养海藻可以获得高密度的藻细胞，且总体积相对减少，分离成本大大降低，各种生长参数及工艺可以采用自动化、集约化控制和管理，比较适合用于工业化大规模的生产。封闭式光生物反应器一般可分为：管道式、平板式、柱式等，其中管道式光生物反应器管道排列通常有三种方式：垂直的圆柱体管道、螺旋式圆形绕管式管道以及水平的平行管式管道。管道的材料大都由玻璃及高分子透明材料制成，高分子透明材料具有易加工、质轻以及相对于玻璃来说能克服一定程度的扭曲力的优点，但是其具有易老化、成本高等劣势以及对有机溶剂处理以及内外壁清洗方面表现欠佳。因此平行管式生物反应器应提倡采用玻璃管制作，特别是在户外进行大规模微藻养殖时。现阶段管式生物反应器的连接大都采用法兰进行连接，法兰连接要求光反应管两端有适合连接的特殊结构，加工成本高，且随着反应管口径的增加，玻璃材质的法兰管式光反应管的加工具有技术瓶颈，限制了该连接方法的应用范围，本发明提供了一种非法兰方式的连接方法，在降低加工成本的同时，一定程度上克服了法兰连接存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种经济有效、适宜于微藻大规模培养的管式光生物反应器的连接结构。

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：一种管式光生物反应器的连接结构，包括有平行排布的多根光反应管，同一排相邻的两根光反应管之间设有直通管，直通管两端衔接两根光反应管的端部，不同排相邻的光反应管端部上分别连接有一个弯头管，两个弯头管相对弯折，并衔接在一起形成U形接头。

所述两个弯头管之间通过软管衔接，软管两端分别套接在两个弯头管内。相邻弯头管和弯头管的连接采用特制软管进行连接，组成U形接头，用于实现光反应管的平行排列。

在所述光反应管与直通管、光反应管与弯头管相互重叠部分的间隙设有密封圈。密封圈材在安装时可在光反应管两端根据需要进行移动，且不限于每端套一个密封圈。

所述密封圈为带有内唇口和外唇口的具有自封功能的密封圈，内唇口为密封圈向内延伸的部分，外唇口为密封圈向外延伸的部分。不局限于Y型密封圈，还包括X型密封圈及U型密封圈等。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明采用特制的唇形密封圈对弯头/直通和光反应管进行密封，特制密封圈的自封作用使弯头/直通和光反应管的密封性更好；在起到密封作用的同时，特制唇形密封圈的使用还克服了大口径光反应管加工过程中存在的误差问题，另外在一定程度上缓解了弯头/直通和光反应管硬连接问题。

2、本发明中使用的弯头/直通可采用按国家标准生产的PVC弯头/直通，显著降低光生物反应器的制作成本，且容易获得、容易匹配后续过程中相关的管道、阀门等。

3、本发明中光反应管为圆筒状，两端无需增设额外部分用于连接，易于生产加工、成本低，能克服法兰管式光反应管的加工过程中由于管径增加带来的技术瓶颈问题，适于大口径管式光生物反应器。

4、本发明中弯头和弯头的连接采用特制的软管进行连接，实现光反应管的平行排列的同时，还使安装和使用过程更加安全，避免因种种原因出现局部受力不均引起的邻近管道的破碎。

5、本发明在安装过程中可在一定范围内随意调整光反应管弯头/直通的重叠宽度，弥补光反应管加工过程中的长度误差，另外，整个安装过程不使用法兰、螺钉、胶水等，方便安装、拆卸。

附图说明

图1为本发明方法中光反应管整体连接示意图；

图2是密封圈安装前和安装后的示意图；

图3是密封圈实现弯头管/直通管和光反应管连接的示意图；

附图标记说明：1-弯头管，2-光反应管，3-直通管，4-软管，5-密封圈，51-内唇口，52-外唇口，53-非唇口部分。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例：

请参阅图1所示，一种管式光生物反应器的连接结构，包括有平行排布的多根光反应管2，同一排相邻的两根光反应管2之间设有直通管3，直通管3两端衔接两根光反应管2的端部，不同排相邻的光反应管2端部上分别连接有一个弯头管1，两个弯头管1相对弯折，并衔接在一起形成U形接头，以实现光反应管之间的平行连接。

两个弯头管1之间通过软管4衔接，软管4两端分别套接在两个弯头管1管内。相邻弯头管和弯头管的连接采用特制软管进行连接，组成U形接头，用于实现光反应管的平行排列。

请结合参阅图2和图3所示，在光反应管2与直通管3、光反应管2与弯头管1相接触的间隙部分设有密封圈5。依靠密封圈的自身张力和自封作用实现光反应管2和弯头管1/直通管3的密封，安装完成后，特制密封圈5在光反应管2和弯头管1/直通管3中间，其具体位置可根据安装过程中的实际需要进行调整。

密封圈5为带有内唇口51和外唇口52的具有自封功能的密封圈，内唇口为密封圈向内延伸的部分，外唇口为密封圈向外延伸的部分。

光反应管2与弯头管1/直通管3的连接为特制密封圈5置于弯头管1/直通管3与光反应管2重叠部分的间隙，密封圈5的内唇口51在自身张力下与光反应管2的外壁闭合，密封圈5的外唇口52则与弯头管1/直通管3的内壁闭合，密封圈5的非唇口部分53除在一定程度上起到密封作用外，还具有支撑光反应管2的作用，最终实现光反应管2与弯头管1/直通管3的密封。

为了降低成本，所述的弯头管/直通管可采用国标(GB/T 5836.2-2006建筑排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管件)产品，安装在特制密封圈5的外围，与密封圈5的外唇口52闭合，达到密封作用，PVC-U材料具有稳定的化学和物理性质，能长期稳定的使用。

本实施例中的弯头管/直通管可采用建筑排水用硬聚氯乙烯国标产品，以减少制作成本。

光反应管采用普通筒状高硼硅玻璃管，两端无需任何处理。

密封圈材质为天然橡胶或合成橡胶中的一种或多种制成。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.一种管式光生物反应器的连接结构，其特征在于：包括有平行排布的多根光反应管(2)，同一排相邻的两根光反应管(2)之间设有直通管(3)，直通管(3)两端衔接两根光反应管(2)的端部，不同排相邻的光反应管(2)端部上分别连接有一个弯头管(1)，两个弯头管(1)相对弯折，并衔接在一起形成U形接头。

2.如权利要求1所述的管式光生物反应器的连接结构，其特征在于：所述两个弯头管(1)之间通过软管(4)衔接，软管(4)两端分别套接在两个弯头管(1)管内。

3.如权利要求1所述的管式光生物反应器的连接结构，其特征在于：在所述光反应管(2)与直通管(3)、光反应管(2)与弯头管(1)相互重叠部分的间隙部分设有密封圈(5)。

4.如权利要求1所述的管式光生物反应器的连接结构，其特征在于：所述密封圈(5)为带有内唇口(51)和外唇口(52)的具有自封功能的密封圈；内唇口(51)为密封圈(5)向内延伸的部分，外唇口(52)为密封圈(5)向外延伸的部分。

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