CN105642622A - 立式微藻反应器清洗装置 - Google Patents

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    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
    • B08B9/043—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved by externally powered mechanical linkage, e.g. pushed or drawn through the pipes

Abstract

本发明公开了一种立式微藻反应器清洗装置，用于清洗立式微藻反应器的多个管排(7)；其特征在于，两侧的机架端板(1)、传动轴(2)、驱动机构(3)与一组清洗机构(5)；所述的传动轴(2)两端安装于两侧的机架端板(1)上，驱动机构(3)安装于一侧的机架端板(1)上；与传动轴(2)连接并驱动传动轴(2)旋转，带动清洗机构(5)执行清洗运动；清洗装置使用方便，可以实现立式管排微藻反应器的清洗，通过合理布局清洗系统安装调节位置，设计配套清洗头，能够实现立式微藻反应器管排的快速清洗。

Description

立式微藻反应器清洗装置
技术领域
本专利涉及机械结构技术领域，具体涉及微藻培养的光生物反应器清洗领域，尤其是涉及一种立式微藻反应器清洗装置。
背景技术
微藻能有效利用光能、CO2和无机盐类合成蛋白质、脂肪、碳水化合物以及多种高附加值生物活性物质，是一种理想的可再生能源，在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景，微藻生物质技术研究为应对人类社会发展所面临的环境恶化、能源短缺、粮食安全等重大挑战提供了科学可行的解决途径和技术。光能是微藻生长的唯一能量来源，微藻的生长方式决定光照在光反应器中的重要性。立式微藻反应器通过对垂直空间的合理使用，能够有效提高光能的利用效率，实现高密度微藻养殖，显著提高单位占地面积上的微藻生物质产量。
在微藻培养过程中，不可避免地会出现微藻附壁现象。附着在反应器内壁的微藻会优先生长，从而减少了管道的光渗透，随着附壁微藻密度增加，光线穿透能力随之降低，会极大地降低反应器的生产效率。目前常见的反应器清洗装置主要针对密闭泵循环光生物反应器而研制，清洗球随培养液在光生物反应器的管道内进行定向移动或者受外控制系统人工调节而滑动，清洗球体在光反应器管道内循环移动过程中不断地与管壁产生轻微碰撞与摩擦，从而将粘贴到透明管道内壁上的藻细胞材料蹭入培养微藻的液相中，将管道光生物反应器有效清理并保持其透光性。但对于立式微藻反应器，由于反应器竖直放置且上端敞开，现有的清洗装置无法使用，需要设计新的清洗系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种立式微藻反应器清洗装置，使用方便，可以实现立式管排微藻反应器的清洗，通过合理布局清洗系统安装调节位置，设计配套清洗头，能够实现立式微藻反应器管排的快速清洗。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种立式微藻反应器清洗装置，用于清洗立式微藻反应器的多个管排7；主要包括两侧的机架端板1、传动轴2、驱动机构3与一组清洗机构5；
所述的传动轴2两端安装于两侧的机架端板1上，驱动机构3安装于一侧的机架端板1上；与传动轴2连接并驱动传动轴2旋转，带动清洗机构5执行清洗运动；
所述的一组清洗机构5包括多个清洗单元，每个清洗单元包括绕丝轮19、钢丝绳20和清洗单元终端模块21；绕丝轮19并排固定于传动轴2上，钢丝绳20一端固定并缠绕于绕丝轮19上，钢丝绳20另一端连接清洗单元终端模块21，清洗单元终端模块21伸入管排7中清洗管道内壁。
所述的传动轴2包括多根，清洗机构5有多组，还包括传动机构4，所述的驱动机构3通过传动机构同时驱动多根传动轴2旋转，带动清洗机构5执行清洗运动。
所述的传动机构4包括链传动机构或带传动机构；还包括张紧调节机构6，张紧调节机构6固定于一侧的机架端板1上，通过径向移动起张紧作用的传动轴2来张紧链传动机构或带传动机构。
所述的张紧调节机构6包括设于机架端板1上的调节槽9、轴安装块10、调节螺栓13与端板连接块14；起张紧作用的传动轴2一端安装于轴安装块10的轴孔中，端板连接块14固定于机架端板1上并设有螺纹孔，调节螺栓13与螺纹孔配合，上端与轴安装块10接触，旋转调节螺栓13推动轴安装块10在调节槽9中上下移动，通过径向移动起张紧作用的传动轴2来张紧链传动机构或带传动机构。
所述的清洗单元终端模块21包括重物块15、仿形清洗头16、导向块连接绳17和导向块18；重物块15上端连接钢丝绳20，下端连接仿形清洗头16相连，仿形清洗头16截面外廓仿形管排7中清洗管道内孔。
所述的导向块18倒置的圆锥形。
所述的重物块15开有轴向贯通的通孔。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种立式微藻反应器清洗装置，使用方便，可以实现立式管排微藻反应器的清洗，通过合理布局清洗系统安装调节位置，设计配套清洗头，能够实现立式微藻反应器管排的快速清洗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的立式微藻反应器清洗装置的立体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的立式微藻反应器清洗装置的清洗机构结构示意图；
图3为本发明实施例提供的立式微藻反应器清洗装置的张紧调节机构结构示意图；
图4为本发明实施例提供的立式微藻反应器清洗装置的清洗单元终端模块结构示意图。
具体实施方式
下面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，都属于本发明的保护范围。
另需要说明的是本文中所提到的描述方位的“上”、“下”、“左”、“右”、“前、“后”除特殊说明均不特指该方位，只是为了描述方便，所述产品的放置方向不同其描述也不尽相同。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下可理解的方位，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
实施例一
如图1到图4所示，一种立式微藻反应器清洗装置，用于清洗立式微藻反应器的多个管排7；管排7固定于底板8或地面上，立式微藻反应器清洗装置具体的包括两侧的机架端板1、传动轴2、驱动机构3与一组清洗机构5；机架端板1可以是底部托举支架或顶部悬挂支架的一部分，也可以是清洗设备的一部分，便于清洗定位。
所述的传动轴2两端安装于两侧的机架端板1上，具体的是通过轴承安装于机架端板1上，轴与轴承的安装方式是公知的常识，本文不再详述。驱动机构3安装于一侧的机架端板1上；与传动轴2连接并驱动传动轴2旋转，带动清洗机构5执行清洗运动；驱动模块3一般由电机和减速器构成；是机械传动领域的常用结构，本文不再详述。
所述的一组清洗机构5包括多个清洗单元，具体的数量可以根据实际的需要设计，如图2所示，每个清洗单元包括绕丝轮19、钢丝绳20和清洗单元终端模块21；绕丝轮19并排固定于传动轴2上，钢丝绳20一端固定并缠绕于绕丝轮19上，钢丝绳20另一端连接清洗单元终端模块21，清洗单元终端模块21伸入管排7中清洗管道内壁。具体的，传动轴2正转或者反转，实现钢丝绳20的收起或释放，从而带动清洗单元终端模块21在管排7的内部沿内壁上下滑动，实现对管排7管道内壁的清洗。
传动轴2可以只有一个，由驱动机构3直接驱动，不过为了提高效率，本例中，所述的传动轴2包括多根，清洗机构5也有多组，具体传动轴2为五根，清洗机构5也有五组，可以同时清洗五排管排7。此时一般不会使用五个驱动机构3，需要使用传动机构4，所述的驱动机构3通过传动机构同时驱动多根传动轴2旋转，带动相应的清洗机构5执行清洗运动。
所述的传动机构4包括链传动机构或带传动机构；最佳是采用同步带传动。为了保证链传动机构或带传动机构顺利工作，结构上还包括张紧调节机构6，实现不同传动轴2间距的小幅变化，张紧调节机构6固定于一侧的机架端板1上，通过径向移动起张紧作用的传动轴2来张紧链传动机构或带传动机构。本例中张紧调节机构6有两个，分别用于张紧图1中上方的两根起张紧作用的传动轴2。
如图3所示，所述的张紧调节机构6包括设于机架端板1上的调节槽9、轴安装块10、调节螺栓13与端板连接块14；起张紧作用的传动轴2一端安装于轴安装块10的轴孔中，具体的是通过滚动轴承11安装于轴安装块10的轴孔中，轴与轴承的安装方式是公知的常识，本文不再详述。端板连接块14固定于机架端板1上并设有螺纹孔，调节螺栓13与螺纹孔配合，上端与轴安装块10接触，具体的本例还设有一个托板12，作为过渡件，旋转调节螺栓13推动轴安装块10在调节槽9中上下移动，通过径向移动起张紧作用的传动轴2来张紧链传动机构或带传动机构。
本例中，如图4所示，所述的清洗单元终端模块21包括重物块15、仿形清洗头16、导向块连接绳17和导向块18；重物块15的重量能够保证钢丝绳20在收起或释放过程中始终绷紧，为了减少清洗单元终端模块21在上下运动过程中的阻力，所述的重物块15开有轴向贯通的通孔。重物块15上端连接钢丝绳20，下端连接仿形清洗头16相连，具体的重物块15下端开设了螺纹孔，与仿形清洗头16上端的外凸螺柱连接。仿形清洗头16截面外廓仿形管排7中清洗管道内孔。所述的导向块18倒置的圆锥形，导向块18通过导向块连接绳17与仿形清洗头16的下部柔性连接，允许导向块18小范围内运动。在整套立式微藻反应器清洗装置移动后的再次定位过程中，依靠导向块18的锥形结构引导后面的重物块15进入待清洗管排7的内部。
清洗时，待清洗管排7按照一定安装要求固定于地面或底板8上；根据清洗需求，机架端板1通过底部支架托举或者顶部悬挂固定等手段悬于待清洗管排7上方，根据清洗的需要合理收放牵引清洗机构5的钢丝绳20，清洗单元终端模块21在清洗过程中位于待清洗管排的内部，通过仿形清洗头16在待管排内部的上下运动，仿形清洗头16与管排内壁反复摩擦，将粘贴管排内壁上的藻细胞蹭入微藻培养液中实现清洗。待一定管排7清洗完毕后，将清洗装置移动到下一个清洗位置重复清洗动作。
所述清洗装置还可以包括调整运行轨道以及定位传感系统，能够实现整体清洗装置在不同组待清洗管排上方的位置移动。
可见，本发明的装置能够适应立式管排的清洗需求，结构合理、制作简单、操作简便，一次可以清洗多组管排，清洗效率高，能够在不同组管排之间移动和定位，适合大面积管排清洗的需要，为立式管排微藻的培养提供了良好的技术支撑。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种立式微藻反应器清洗装置，用于清洗立式微藻反应器的多个管排(7)；其特征在于，两侧的机架端板(1)、传动轴(2)、驱动机构(3)与一组清洗机构(5)；
所述的传动轴(2)两端安装于两侧的机架端板(1)上，驱动机构(3)安装于一侧的机架端板(1)上；与传动轴(2)连接并驱动传动轴(2)旋转，带动清洗机构(5)执行清洗运动；
所述的一组清洗机构(5)包括多个清洗单元，每个清洗单元包括绕丝轮(19)、钢丝绳(20)和清洗单元终端模块(21)；绕丝轮(19)并排固定于传动轴(2)上，钢丝绳(20)一端固定并缠绕于绕丝轮(19)上，钢丝绳(20)另一端连接清洗单元终端模块(21)，清洗单元终端模块(21)伸入管排(7)中清洗管道内壁。
2.根据权利要求1所述的立式微藻反应器清洗装置，其特征在于，所述的传动轴(2)包括多根，清洗机构(5)有多组，还包括传动机构(4)，所述的驱动机构(3)通过传动机构同时驱动多根传动轴(2)旋转，带动清洗机构(5)执行清洗运动。
3.根据权利要求2所述的立式微藻反应器清洗装置，其特征在于，所述的传动机构(4)包括链传动机构或带传动机构；还包括张紧调节机构(6)，张紧调节机构(6)固定于一侧的机架端板(1)上，通过径向移动起张紧作用的传动轴(2)来张紧链传动机构或带传动机构。
4.根据权利要求3所述的立式微藻反应器清洗装置，其特征在于，所述的张紧调节机构(6)包括设于机架端板(1)上的调节槽(9)、轴安装块(10)、调节螺栓(13)与端板连接块(14)；起张紧作用的传动轴(2)一端安装于轴安装块(10)的轴孔中，端板连接块(14)固定于机架端板(1)上并设有螺纹孔，调节螺栓(13)与螺纹孔配合，上端与轴安装块(10)接触，旋转调节螺栓(13)推动轴安装块(10)在调节槽(9)中上下移动，通过径向移动起张紧作用的传动轴(2)来张紧链传动机构或带传动机构。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的立式微藻反应器清洗装置，其特征在于，所述的清洗单元终端模块(21)包括重物块(15)、仿形清洗头(16)、导向块连接绳(17)和导向块(18)；重物块(15)上端连接钢丝绳(20)，下端连接仿形清洗头(16)相连，仿形清洗头(16)截面外廓仿形管排(7)中清洗管道内孔。
6.根据权利要求5所述的立式微藻反应器清洗装置，其特征在于，所述的导向块(18)倒置的圆锥形。
7.根据权利要求5所述的立式微藻反应器清洗装置，其特征在于，所述的重物块(15)开有轴向贯通的通孔。
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