CN108395985B - 生物反应器 - Google Patents

Abstract

生物反应器，包括反应器的罐体，罐体上下两端面中间均开设圆孔，圆孔内均设有圆板，圆板与对应的圆孔通过密封轴承活动连接，圆板均为内部中空，两个圆板中间通过第一竖管固定连接，位于上部的圆板上下两端面中间均开设第一通孔，第一通孔内设有第二竖管，第二竖管与两个第一通孔之间均通过密封轴承活动连接，第二竖管的下端位于第一竖管内下端处，第二竖管的上端侧部与罐体之间通过数根第一支架固定连接，第一竖管两侧对称开设数个第三通孔，第三通孔的外端均固定安装第一横管，第三通孔内均通过密封轴承安装第一横轴，第二竖管上对应第一横轴的内端处均固定安装第一伞齿轮。本发明结构巧妙，使用方便，对于提高生物反应的效果具有很大的帮助。

Description

生物反应器

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体地说是一种生物反应器。

背景技术

生物反应器是利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、有机污染物降解方面有重要应用。很多的反应进行需要对温度有一定的要求而目前的反应器很少对温度进行控制，多数在室内的常温下进行，这使得很多对温度条件有需要的反应产生了一定阻碍作用，效果不理想。一些具有温度控制的反应器也难以实现不同位置反应溶液的温度保持一致，而且目前的反应器内的搅拌装置多数仅仅进行水平风向的搅拌，难以实现上下部分的循环，较高温度的反应液会自动的向上流动，因此传统的反应器难以实现反应溶液上下部分的温度一致性，不利于反应溶液中不同部分的生物反应的一致性。

发明内容

本发明提供一种生物反应器，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

生物反应器，包括反应器的罐体，罐体上下两端面中间均开设圆孔，圆孔内均设有圆板，圆板与对应的圆孔通过密封轴承活动连接，圆板均为内部中空，两个圆板中间通过第一竖管固定连接，位于上部的圆板上下两端面中间均开设第一通孔，第一通孔内设有第二竖管，第二竖管与两个第一通孔之间均通过密封轴承活动连接，第二竖管的下端位于第一竖管内下端处，第二竖管的上端侧部与罐体之间通过数根第一支架固定连接，第一竖管两侧对称开设数个第三通孔，第三通孔的外端均固定安装第一横管，第三通孔内均通过密封轴承安装第一横轴，第二竖管上对应第一横轴的内端处均固定安装第一伞齿轮，第一横轴的内端均固定安装第二伞齿轮，第二伞齿轮均与对应的第一伞齿轮啮合配合，第一横管上下两侧均对称开设第四通孔，位于同一侧的相邻的两根第一横管上的两个第四通孔均通过第三竖管固定连接，第三竖管内设有第四竖管，位于上部的圆板的底面及位于下部的圆板的顶面对应第四竖管的端部处均开设第五通孔，第四竖管的上下两端与对应的第五通孔均通过密封轴承活动连接，第四竖管上对应第一横轴的外端处均固定安装第三伞齿轮，第一横轴的外端均固定安装第四伞齿轮，第四伞齿轮均与对应的第三伞齿轮啮合配合，第四竖管位于第三竖管内的部分外周均设有第一螺旋叶片，第一螺旋叶片与对应的第四竖管为一体结构，第二竖管位于上部的圆板内的部分侧部开设多个第六通孔，第二竖管内第六通孔下侧固定安装密封柱，位于下部的圆板内部固定安装第二横管，第二横管侧面对应的第四竖管的下端处均开设第七通孔，第四竖管的下端与对应的第七通孔通过密封轴承活动连接，第二横管内设有第二横轴，第二横轴的两端均与第二横管的端部轴承活动连接，第二横轴上对应第四竖管的下端处均固定安装第五伞齿轮，第四竖管的下端均固定安装第六伞齿轮，第六伞齿轮与对应的第五伞齿轮啮合配合，位于下部的圆板底面中间开设第八通孔，第二横管底部中间开设第九通孔，第八通孔内设有进水管，进水管的上端与第九通孔通过密封轴承活动连接，进水管与罐体底部一侧通过第二支架固定连接，第二横轴上对应第九通孔的上端两侧处对称设有第二螺旋叶片，第二螺旋叶片与第二横轴为一体结构，位于上部的圆板上部固定安装环齿轮，环齿轮的齿朝上，罐体顶部固定安装动力电机，动力电机的输出轴上固定安装主动齿轮，主动齿轮与环齿轮啮合配合，罐体侧部靠近上端处开设进液口，进液口的外端固定连接进液管的一端，罐体底部开设出液口，出液口的下端固定连接出液管的一端，第二竖管的上端固定连接出水管的一端。

如上所述的生物反应器，所述的罐体内壁上固定安装温度传感器，罐体外部固定安装与温度传感器相连的温度显示器。

如上所述的生物反应器，所述的罐体侧部靠近上端处开设清洗液进口，清洗液进口的外端固定连接清洗液管的一端。

如上所述的生物反应器，所述的罐体侧部靠近下端处开设第十通孔，第十通孔的外端固定连接液位显示管的下端。

本发明的优点是：本发明可以实现罐体内部的反应溶液水平方向的搅拌及上下部分的循环同时进行，可以更加均匀的对反应溶液进行搅拌，还能通过该特殊的搅拌方式使反应溶液的温度更加的均匀，提高生物反应过程中不一致的温度对反应造成的不良影响，而且上述的动作仅仅通过一部动力电机提供动力即可全部实现，本发明结构巧妙，使用方便，对于提高生物反应的效果具有很大的帮助。本发明工作时，通过进液口将反应的材料注入到罐体内部，然后动力电机转动，通过主动试论与环齿轮的啮合配合带动上部的圆板转动，第一竖管及下部的圆板随之同步转动，第二竖管固定不动，第二伞齿轮与对应的第一伞齿轮啮合配合使第一横轴转动，第一横轴通过第四伞齿轮与对应的第三伞齿轮啮合配合带动第四竖管转动，第四竖管通过第一螺旋叶片可以将感应溶液从最下部的第四通孔吸入经过对应的多根第三竖管后从最上部的第四通孔排出，实现罐体内部反应溶液上下部分的循环，多根第一横管随第一竖管转动可以将反应溶液进行水平方向的搅拌，进水管的另一端连接调节罐体内反应温度的调温液体供给装置出口，出水管的另一端连接调温液体供给装置进口，调温液体从进水管的上端进入到第二横管内部，第四竖管通过第六伞齿轮与对应的第五伞齿轮啮合配合带动第二横轴转动，第二横轴通过两个第二螺旋叶片可以将进入其内部中间的调温液体向两端推动，然后调温液体从第四竖管的下端进入从其上端流出最终经过第六通孔流入到出水管中后流回调温液体供给装置中，反应溶液进行上下部分的循环经过第四竖管，可以对反应溶液进行调节，该设计通过特殊的搅拌方式可以使反应溶液不间断的流经第四竖管外周，该调温方式使反应溶液的整体温度更加的均匀，有利于反应溶液不同位置的反应一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的Ⅰ部的局部放大图；图3是图1的Ⅱ部的局部放大图；图4是图1的Ⅲ部的局部放大图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

生物反应器，如图所示，包括反应器的罐体1，罐体1上下两端面中间均开设圆孔2，圆孔2内均设有圆板3，圆板3与对应的圆孔2通过密封轴承活动连接，圆板3均为内部中空，两个圆板3中间通过第一竖管4固定连接，位于上部的圆板3上下两端面中间均开设第一通孔5，第一通孔5内设有第二竖管6，第二竖管6与两个第一通孔5之间均通过密封轴承活动连接，第二竖管6的下端位于第一竖管4内下端处，第二竖管6的上端侧部与罐体1之间通过数根第一支架7固定连接，第一竖管4两侧对称开设数个第三通孔8，第三通孔8的外端均固定安装第一横管9，第三通孔8内均通过密封轴承安装第一横轴10，第二竖管6上对应第一横轴10的内端处均固定安装第一伞齿轮11，第一横轴10的内端均固定安装第二伞齿轮12，第二伞齿轮12均与对应的第一伞齿轮11啮合配合，第一横管9上下两侧均对称开设第四通孔13，位于同一侧的相邻的两根第一横管9上的两个第四通孔13均通过第三竖管14固定连接，第三竖管14内设有第四竖管15，位于上部的圆板3的底面及位于下部的圆板3的顶面对应第四竖管15的端部处均开设第五通孔16，第四竖管15的上下两端与对应的第五通孔16均通过密封轴承活动连接，第四竖管15上对应第一横轴10的外端处均固定安装第三伞齿轮17，第一横轴10的外端均固定安装第四伞齿轮18，第四伞齿轮18均与对应的第三伞齿轮17啮合配合，第四竖管15位于第三竖管14内的部分外周均设有第一螺旋叶片19，第一螺旋叶片19与对应的第四竖管15为一体结构，第二竖管6位于上部的圆板3内的部分侧部开设多个第六通孔20，第二竖管6内第六通孔20下侧固定安装密封柱21，位于下部的圆板3内部固定安装第二横管22，第二横管22侧面对应的第四竖管15的下端处均开设第七通孔23，第四竖管15的下端与对应的第七通孔23通过密封轴承活动连接，第二横管22内设有第二横轴24，第二横轴24的两端均与第二横管22的端部轴承活动连接，第二横轴24上对应第四竖管15的下端处均固定安装第五伞齿轮25，第四竖管15的下端均固定安装第六伞齿轮26，第六伞齿轮26与对应的第五伞齿轮25啮合配合，位于下部的圆板3底面中间开设第八通孔27，第二横管22底部中间开设第九通孔28，第八通孔27内设有进水管29，进水管29的上端与第九通孔28通过密封轴承活动连接，进水管29与罐体1底部一侧通过第二支架44固定连接，第二横轴24上对应第九通孔28的上端两侧处对称设有第二螺旋叶片30，第二螺旋叶片30与第二横轴24为一体结构，位于上部的圆板3上部固定安装环齿轮31，环齿轮31的齿朝上，罐体1顶部固定安装动力电机32，动力电机32的输出轴上固定安装主动齿轮33，主动齿轮33与环齿轮31啮合配合，罐体1侧部靠近上端处开设进液口34，进液口34的外端固定连接进液管35的一端，罐体1底部开设出液口36，出液口36的下端固定连接出液管37的一端，第二竖管6的上端固定连接出水管38的一端。本发明可以实现罐体1内部的反应溶液水平方向的搅拌及上下部分的循环同时进行，可以更加均匀的对反应溶液进行搅拌，还能通过该特殊的搅拌方式使反应溶液的温度更加的均匀，提高生物反应过程中不一致的温度对反应造成的不良影响，而且上述的动作仅仅通过一部动力电机32提供动力即可全部实现，本发明结构巧妙，使用方便，对于提高生物反应的效果具有很大的帮助。本发明工作时，通过进液口34将反应的材料注入到罐体1内部，然后动力电机32转动，通过主动试论33与环齿轮31的啮合配合带动上部的圆板3转动，第一竖管4及下部的圆板3随之同步转动，第二竖管6固定不动，第二伞齿轮12与对应的第一伞齿轮11啮合配合使第一横轴10转动，第一横轴10通过第四伞齿轮18与对应的第三伞齿轮17啮合配合带动第四竖管15转动，第四竖管15通过第一螺旋叶片19可以将感应溶液从最下部的第四通孔13吸入经过对应的多根第三竖管14后从最上部的第四通孔13排出，实现罐体1内部反应溶液上下部分的循环，多根第一横管9随第一竖管4转动可以将反应溶液进行水平方向的搅拌，进水管29的另一端连接调节罐体1内反应温度的调温液体供给装置出口，出水管38的另一端连接调温液体供给装置进口，调温液体从进水管29的上端进入到第二横管22内部，第四竖管15通过第六伞齿轮26与对应的第五伞齿轮25啮合配合带动第二横轴24转动，第二横轴24通过两个第二螺旋叶片30可以将进入其内部中间的调温液体向两端推动，然后调温液体从第四竖管15的下端进入从其上端流出最终经过第六通孔20流入到出水管38中后流回调温液体供给装置中，反应溶液进行上下部分的循环经过第四竖管15，可以对反应溶液进行调节，该设计通过特殊的搅拌方式可以使反应溶液不间断的流经第四竖管15外周，该调温方式使反应溶液的整体温度更加的均匀，有利于反应溶液不同位置的反应一致性。

具体而言，如图所示，本实施例所述的罐体1内壁上固定安装温度传感器39，罐体1外部固定安装与温度传感器39相连的温度显示器40。通过该设计可以随时清晰的了解罐体1内部的温度，从而可以根据实际情况随时进行温度的调节。

具体的，如图所示，本实施例所述的罐体1侧部靠近上端处开设清洗液进口41，清洗液进口41的外端固定连接清洗液管43的一端。通过该设计可以方便的对罐体1内部进行清洗。

进一步的，如图所示，本实施例所述的罐体1侧部靠近下端处开设第十通孔42，第十通孔42的外端固定连接液位显示管的下端。通过该设计可以帮助工作人员清楚的了解罐体1内部溶液的液面高度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.生物反应器，其特征在于：包括反应器的罐体（1），罐体（1）上下两端面中间均开设圆孔（2），圆孔（2）内均设有圆板（3），圆板（3）与对应的圆孔（2）通过密封轴承活动连接，圆板（3）均为内部中空，两个圆板（3）中间通过第一竖管（4）固定连接，位于上部的圆板（3）上下两端面中间均开设第一通孔（5），第一通孔（5）内设有第二竖管（6），第二竖管（6）与两个第一通孔（5）之间均通过密封轴承活动连接，第二竖管（6）的下端位于第一竖管（4）内下端处，第二竖管（6）的上端侧部与罐体（1）之间通过数根第一支架（7）固定连接，第一竖管（4）两侧对称开设数个第三通孔（8），第三通孔（8）的外端均固定安装第一横管（9），第三通孔（8）内均通过密封轴承安装第一横轴（10），第二竖管（6）上对应第一横轴（10）的内端处均固定安装第一伞齿轮（11），第一横轴（10）的内端均固定安装第二伞齿轮（12），第二伞齿轮（12）均与对应的第一伞齿轮（11）啮合配合，第一横管（9）上下两侧均对称开设第四通孔（13），位于同一侧的相邻的两根第一横管（9）上的两个第四通孔（13）均通过第三竖管（14）固定连接，第三竖管（14）内设有第四竖管（15），位于上部的圆板（3）的底面及位于下部的圆板（3）的顶面对应第四竖管（15）的端部处均开设第五通孔（16），第四竖管（15）的上下两端与对应的第五通孔（16）均通过密封轴承活动连接，第四竖管（15）上对应第一横轴（10）的外端处均固定安装第三伞齿轮（17），第一横轴（10）的外端均固定安装第四伞齿轮（18），第四伞齿轮（18）均与对应的第三伞齿轮（17）啮合配合，第四竖管（15）位于第三竖管（14）内的部分外周均设有第一螺旋叶片（19），第一螺旋叶片（19）与对应的第四竖管（15）为一体结构，第二竖管（6）位于上部的圆板（3）内的部分侧部开设多个第六通孔（20），第二竖管（6）内第六通孔（20）下侧固定安装密封柱（21），位于下部的圆板（3）内部固定安装第二横管（22），第二横管（22）侧面对应的第四竖管（15）的下端处均开设第七通孔（23），第四竖管（15）的下端与对应的第七通孔（23）通过密封轴承活动连接，第二横管（22）内设有第二横轴（24），第二横轴（24）的两端均与第二横管（22）的端部轴承活动连接，第二横轴（24）上对应第四竖管（15）的下端处均固定安装第五伞齿轮（25），第四竖管（15）的下端均固定安装第六伞齿轮（26），第六伞齿轮（26）与对应的第五伞齿轮（25）啮合配合，位于下部的圆板（3）底面中间开设第八通孔（27），第二横管（22）底部中间开设第九通孔（28），第八通孔（27）内设有进水管（29），进水管（29）的上端与第九通孔（28）通过密封轴承活动连接，进水管（29）与罐体（1）底部一侧通过第二支架（44）固定连接，第二横轴（24）上对应第九通孔（28）的上端两侧处对称设有第二螺旋叶片（30），第二螺旋叶片（30）与第二横轴（24）为一体结构，位于上部的圆板（3）上部固定安装环齿轮（31），环齿轮（31）的齿朝上，罐体（1）顶部固定安装动力电机（32），动力电机（32）的输出轴上固定安装主动齿轮（33），主动齿轮（33）与环齿轮（31）啮合配合，罐体（1）侧部靠近上端处开设进液口（34），进液口（34）的外端固定连接进液管（35）的一端，罐体（1）底部开设出液口（36），出液口（36）的下端固定连接出液管（37）的一端，第二竖管（6）的上端固定连接出水管（38）的一端。

2.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征在于：所述的罐体（1）内壁上固定安装温度传感器（39），罐体（1）外部固定安装与温度传感器（39）相连的温度显示器（40）。

3.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征在于：所述的罐体（1）侧部靠近上端处开设清洗液进口（41），清洗液进口（41）的外端固定连接清洗液管（43）的一端。

4.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征在于：所述的罐体（1）侧部靠近下端处开设第十通孔（42），第十通孔（42）的外端固定连接液位显示管的下端。

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