CN113667573A - 一种生物反应器搅拌系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物反应器搅拌系统，涉及生物反应器技术领域，包括轴承座、上封板、下封板、上轴承、密封块、下轴承和搅拌轴，轴承座呈筒状并具有两端开口的内腔，轴承座的外周设有法兰盘，上封板固定于轴承座的上端开口，上封板与轴承座通过O型圈密封，下封板固定于轴承座的下端开口，上轴承、密封块和下轴承设置于轴承座的内腔中，搅拌轴从轴承座的内腔穿过，且搅拌轴依次穿过上封板、上轴承、密封块、下轴承和下封板的中心并相配合，搅拌轴与上封板、密封块以及下封板的配合处均设有油封。具有设计简单、产本低、便于拆卸维修；密封可靠、无杂质污染的特点。
Description
技术领域
本发明涉及生物反应器技术领域，具体涉及一种生物反应器搅拌系统。
背景技术
生物反应器是利用酶或生物体所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置，它是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化细胞反应器等，并且在酒类发酵、医药生产、浓缩果酱、果汁发酵、有机污染物降解等方面有重要应用。
生物反应器要求密封可靠、运行稳定、操作方便。传统生物反应器(如发酵罐)的搅拌系统采用机械密封结构设计，其结构复杂，不耐磨(密封处因磨损导致密封性降低)，拆装更换也不方便，亟需一款结构简单并能保证良好密闭性的生物反应器搅拌系统。
发明内容
为此，本发明提供一种生物反应器搅拌系统，以解决上述的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种生物反应器搅拌系统，包括轴承座、上封板、下封板、上轴承、密封块、下轴承和搅拌轴，所述轴承座呈筒状并具有两端开口的内腔，所述轴承座的外周设有法兰盘，所述上封板固定于所述轴承座的上端开口，所述上封板与所述轴承座通过O型圈密封，所述下封板固定于所述轴承座的下端开口，所述上轴承、密封块和下轴承设置于所述轴承座的内腔中，所述搅拌轴从所述轴承座的内腔穿过，且所述搅拌轴依次穿过所述上封板、上轴承、下轴承、密封块和下封板的中心并相配合，所述搅拌轴与所述上封板、密封块以及下封板的配合处均设有油封。
进一步地，所述内腔分为上安装腔、中连通腔和下安装腔，所述中连通腔的内径小于上安装腔和下安装腔的内径以形成两个限位台阶，所述上轴承安装于所述上安装腔，所述下轴承安装于所述下安装腔，两轴承的外圈边沿分别与两限位台阶相抵接，两轴承的外圈与两安装腔过渡配合，且安装腔的配合面设有O圈槽，O圈槽内设有O型圈，两轴承的内圈与搅拌轴过渡配合。
进一步地，所述生物反应器搅拌系统还包括两个卡簧，所述搅拌轴设有两个卡槽，卡簧卡设于所述卡槽内，其中，一个卡簧位于所述上轴承的上侧，另一个所述卡簧位于所述下轴承的下侧，两卡簧分别与两轴承的内圈边沿相抵接。
进一步地，所述生物反应器搅拌系统还包括两个定位套和一个压缩弹簧，所述定位套和压缩弹簧均可移动地套设于所述搅拌轴，所述压缩弹簧位于两个所述定位套中间，两个所述定位套位于两轴承之间，所述定位套的远离压缩弹簧的一端与轴承内圈相抵。
进一步地，所述密封块的外周设有O圈槽，O圈槽内设有O型圈，所述密封块设置于所述下安装腔内，所述密封块的中心设有中心孔，所述搅拌轴可转动地穿设于所述密封块的中心孔内，所述搅拌轴与所述密封块的中心孔相配合，且所述搅拌轴的配合处设有槽口，槽口内设有油封，油封将所述密封块与所述搅拌轴的中心孔的缝隙封堵。
进一步地，所述密封块设有多个。
进一步地，两封板的中心均设有中心孔，所述搅拌轴可转动地穿设于封板的中心孔内，所述搅拌轴与封板的中心孔相配合，且所述搅拌轴的两配合处均设有槽口，两槽口内设有油封，两油封将所述密封块与两封板的两中心孔的缝隙封堵。
进一步地，所述轴承座的位于所述法兰盘下方的外周设有O圈槽，O圈槽内设有O型圈。
进一步地，所述上封板的下侧设有凸环，所述凸环与所述上安装腔相配合，在所述上安装腔的配合面设有O圈槽，O圈槽内设有O型圈。
本发明具有如下优点：
本发明提供的生物反应器搅拌系统，设计简单、产本低；通过螺钉固定于面板上，便于拆卸维修；为保证整体结构气密性，在设计时取消了原有机械密封装置，采用油封及O型圈密封，油封位置分别置于搅拌轴与上封板连接处、搅拌轴与下封板连接处、搅拌轴与密封块连接处，O型圈位置分别置于上封板与轴承座连接处、上轴承与轴承座连接处、下轴承与轴承座连接处、密封块与轴承座连接处、轴承座与面板连接处，密封可靠，避免机械密封因摩擦导致磨损材料污染反应器内培养基的问题，保证无杂质污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
图1为本发明具体实施方式提供的一种生物反应器搅拌系统的结构示意图。
图2为本发明具体实施方式提供的生物反应器搅拌系统的轴承座与两个封板的结构示意图。
图3为本发明具体实施方式提供的生物反应器搅拌系统的搅拌轴的结构示意图。
图4为本发明具体实施方式提供的生物反应器搅拌系统的密封块的结构示意图。
图5为本发明具体实施方式提供的生物反应器搅拌系统的整体图。
图6为本发明具体实施方式提供的生物反应器搅拌系统与搅拌设备安装示意图。
图中：1-搅拌轴，2-上封板，3-上轴承，4-轴承座，5-下轴承，6-密封块，7-下封板，8-油封，9-O型圈，10-卡簧，11-定位套，12-压缩弹簧，13-法兰盘，14-上安装腔，15-中连通腔，16-下安装腔，17-O圈槽，18-凸环，19-中心孔，20-卡槽，21-槽口，22-面板，23-电机。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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，都属于本发明保护的范围。
本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本实施例替换拱了一种结构简单、成本低并能保证良好密闭性的生物反应器搅拌系统，用以解决现有生物反应器结构复杂、不耐磨、拆装更换不方便的问题生物。该反应器搅拌系统主要由轴承座4、搅拌轴1、下封板7、上封板2、上轴承3、下轴承5、定位块、压缩弹簧12、卡簧10、油封8、密封块6、O型圈9及螺栓等零部件组成。
如图6所示，搅拌系统为从上往下插入搅拌设备，搅拌轴1和电机23通过联轴器连接，通过电机23驱动带动搅拌轴1转动，以达到搅拌效果；搅拌系统通过螺钉固定于搅拌设备的面板22上。搅拌系统的轴承座4直接插入面板22的中心孔19内，在面板22的中心孔19周围设置有与轴承座4的法兰盘13的通孔相对应的螺纹孔，通过六角螺母完成轴承座4与面板22的固定连接，在轴承座4与面板22的中心孔19的配合处设置有O圈密封，以实保证罐体内外良好的密封性。
为保证搅拌系统的气密性，增设了油封8及O型圈9。油封8位置分别置于搅拌轴1与上封板配合处、搅拌轴1与下封板配合处、搅拌轴1与密封块6配合处；O型圈9位置分别置于上封板2与轴承座4连接处、上轴承3与轴承座4连接处、下轴承5与轴承座4连接处、密封块6与轴承座4连接处、轴承座4与面板22连接处。
如图1-5所示，一种生物反应器搅拌系统，包括轴承座4、上封板2、下封板7、上轴承3、两个密封块6、下轴承5、搅拌轴1、两个卡簧10、两个定位套11和一个压缩弹簧12。
轴承座4呈筒状，轴承座4的外周偏下的位置设有法兰盘13，法兰盘13下方设有O圈槽17，O圈槽17内设有O型圈9，以实现轴承座4与面板22配合处的密封。轴承座4内设有贯通上下端的内腔，即轴承座4两端开口。内腔分为上安装腔14、中连通腔15和下安装腔16，上安装腔14和下安装腔16通过中连通腔15连通，中连通腔15的内径小于上安装腔14和下安装腔16的内径以形成两个限位台阶。
上封板2通过螺栓固定于轴承座4的上端开口，上封板2与轴承座4通过O型圈9密封；例如：上封板2的下侧设有凸环18，凸环18与上安装腔14相配合，在上安装腔14的配合面设有O圈槽17，O圈槽17内设有O型圈9，如此可实现上封板2与轴承座4的密封。上封板2的中心设有中心孔19，供搅拌轴1穿过。
下封板7固定于轴承座4的下端开口，下封板7的中心设有中心孔19，供搅拌轴1穿过。
上轴承3安装于上安装腔14，上轴承3的外圈边沿下侧与上安装腔14的限位台阶相抵接，上轴承3的内圈与搅拌轴1过渡配合，上轴承3的外圈与上安装腔14过渡配合，且上安装腔14的配合面设有O圈槽17，O圈槽17内设有O型圈9，以保证轴承座4内部密封性良好。
下轴承5安装于下安装腔16，下轴承5的外圈边沿上侧与下安装腔16的限位台阶相抵接，下轴承5的内圈与搅拌轴1过渡配合，下轴承5的外圈与下安装腔16过渡配合，且安装腔的配合面设有O圈槽，O圈槽17内设有O型圈9，以保证轴承座4内部密封性良好。
两个密封块6一上一下设置于下安装腔16内，且两个密封块6均位于下轴承5的下方。密封块6的外周设有O圈槽17，O圈槽17内设有O型圈9，从而保证密封块6与下安装腔16的密封。密封块6的中心设有中心孔19，搅拌轴1可转动地穿设于密封块6的中心孔19内，搅拌轴1与密封块6的中心孔19相配合，且搅拌轴1的配合处设有槽口21，槽口21内设有油封8，油封8将密封块6与搅拌轴1的中心孔19的缝隙封堵，保证密封块6与搅拌轴1的密封。
从附图及上述几段可以看出，搅拌轴1从轴承座4的内腔穿过，且搅拌轴1依次穿过上封板2、上轴承3、下轴承5、密封块6和下封板7的中心并相配合，搅拌轴1与上封板2、密封块6以及下封板7的配合处均设有油封8。其中，搅拌轴1可转动地穿设于封板的中心孔19内，搅拌轴1与封板的中心孔19相配合，且搅拌轴1的两配合处均设有槽口21，两槽口21内设有油封8，两油封8将密封块6与两封板的两中心孔19的缝隙封堵，保证轴承座4内部密封性良好。搅拌轴1设有两个卡槽20，用于安装卡簧10。
卡簧10卡设于卡槽20内，其中，一个卡簧10位于上轴承3的上侧，另一个卡簧10位于下轴承5的下侧，两卡簧10分别与两轴承的内圈边沿相抵接。可以看出，卡槽20的位置和轴承的位置有关，设计时需考虑卡槽20在搅拌轴1上的尺寸。在两个轴承之间为定位套11和压缩弹簧12，定位套11和压缩弹簧12均可移动地套设于搅拌轴1，压缩弹簧12位于两个定位套11中间，其中，定位套11的远离压缩弹簧12的一端与轴承内圈相抵。如此可保证两轴承的位置。
本实施例的生物反应器搅拌系统，设计简单、产本低；通过螺钉固定于面板22上，便于拆卸维修；为保证整体结构气密性，在设计时取消了原有机械密封装置，采用油封8及O型圈9密封，密封可靠，避免机械密封因摩擦导致磨损材料污染反应器内培养基的问题，保证无杂质污染。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种生物反应器搅拌系统，其特征在于，包括轴承座、上封板、下封板、上轴承、密封块、下轴承和搅拌轴，所述轴承座呈筒状并具有两端开口的内腔，所述轴承座的外周设有法兰盘，所述上封板固定于所述轴承座的上端开口，所述上封板与所述轴承座通过O型圈密封，所述下封板固定于所述轴承座的下端开口，所述上轴承、密封块和下轴承均设置于所述轴承座的内腔中，所述密封块的外周侧与所述轴承座的内腔相配合且配合处通过O型圈密封，所述搅拌轴从所述轴承座的内腔穿过，且所述搅拌轴依次穿过所述上封板、上轴承、下轴承、密封块和下封板的中心并相配合，所述搅拌轴与所述上封板、密封块以及下封板的配合处均设有油封。
2.根据权利要求1所述的生物反应器搅拌系统，其特征在于，所述内腔分为上安装腔、中连通腔和下安装腔，所述中连通腔的内径小于上安装腔和下安装腔的内径以形成两个限位台阶，所述上轴承安装于所述上安装腔，所述下轴承安装于所述下安装腔，两轴承的外圈边沿分别与两限位台阶相抵接，两轴承的外圈与两安装腔过渡配合，且安装腔的配合面设有O圈槽，O圈槽内设有O型圈，两轴承的内圈与搅拌轴过渡配合。
3.根据权利要求2所述的生物反应器搅拌系统，其特征在于，所述生物反应器搅拌系统还包括两个卡簧，所述搅拌轴设有两个卡槽，卡簧卡设于所述卡槽内，其中，一个卡簧位于所述上轴承的上侧，另一个所述卡簧位于所述下轴承的下侧，两卡簧分别与两轴承的内圈边沿相抵接。
4.根据权利要求3所述的生物反应器搅拌系统，其特征在于，所述生物反应器搅拌系统还包括两个定位套和一个压缩弹簧，所述定位套和压缩弹簧均可移动地套设于所述搅拌轴，所述压缩弹簧位于两个所述定位套中间，两个所述定位套位于两轴承之间，所述定位套的远离压缩弹簧的一端与轴承内圈相抵。
5.根据权利要求2所述的生物反应器搅拌系统，其特征在于，所述密封块的外周设有O圈槽，O圈槽内设有O型圈，所述密封块设置于所述下安装腔内，所述密封块的中心设有中心孔，所述搅拌轴可转动地穿设于所述密封块的中心孔内，所述搅拌轴与所述密封块的中心孔相配合，且所述搅拌轴的配合处设有槽口，槽口内设有油封，油封将所述密封块与所述搅拌轴的中心孔的缝隙封堵。
6.根据权利要求1所述的生物反应器搅拌系统，其特征在于，所述密封块设有多个。
7.根据权利要求1所述的生物反应器搅拌系统，其特征在于，两封板的中心均设有中心孔，所述搅拌轴可转动地穿设于封板的中心孔内，所述搅拌轴与封板的中心孔相配合，且所述搅拌轴的两配合处均设有槽口，两槽口内设有油封，两油封将所述密封块与两封板的两中心孔的缝隙封堵。
8.根据权利要求1所述的生物反应器搅拌系统，其特征在于，所述轴承座的位于所述法兰盘下方的外周设有O圈槽，O圈槽内设有O型圈。
9.根据权利要求2所述的生物反应器搅拌系统，其特征在于，所述上封板的下侧设有凸环，所述凸环与所述上安装腔相配合，在所述上安装腔的配合面设有O圈槽，O圈槽内设有O型圈。
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| 顾炳其;: "立式搅拌釜机械密封的结构分析与改进", 石油化工技术与经济, no. 04, pages 50 - 54 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116576255A (zh) * | 2023-07-13 | 2023-08-11 | 江苏洁维生物设备股份有限公司 | 一种生物反应器搅拌轴密封装置 |
| CN116576255B (zh) * | 2023-07-13 | 2023-10-03 | 江苏洁维生物设备股份有限公司 | 一种生物反应器搅拌轴密封装置 |
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