CN203256036U - 一种流态可控的生物培养装置及其专用搅拌气缸 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种流态可控的生物培养装置及其专用搅拌气缸，其特征在于：包括外筒、内筒，外筒底部通过回转支承安装在底板上，并由电机A驱动转动，由垂直驱动机构A驱动升降；外筒的侧壁安装曝气装置；内筒为一由电机B驱动转动的专用搅拌气缸。专用搅拌气缸的活塞杆具有两路通道；活塞杆的顶端安装有与两路通道的上端管口连通的旋转接头B，两路通道中一路通道的下端管口位于无杆腔侧，另一路通道的下端管口位于有杆腔侧；活塞与缸体内壁之间设置有滑键结构。通过电机、气缸等驱动外筒、内筒转动、升降，并结合偏心调节结构，调节不同的内、外筒偏心率，旋转方向和速度可以得到不同雷诺数的流态模式，达到流态可控的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种流态可控的生物培养装置，还涉及一种实现流态可控的生物培养装置的专用搅拌气缸。
背景技术
污水处理是指为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求，并对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业，交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。
在污水处理曝气阶段，曝气不仅可以为微生物提供氧气，同时也起到搅拌污水的作用，从而使微生物有效降解消耗有机废物达到净化目的。维持微生物生长必不可少的条件之一是保持水体良好的混合，因为它能分散空气和营养。
剧烈搅拌对于混合废水是最有效的，但是剧烈搅拌将造成很大的破坏细菌分离的强剪切力，这将对污水的处理效率不利。因此有效地控制废水的流态，以便提高污水处理效率，节省经济成本是一个重要的课题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种流态可控的生物培养装置，还涉及一种实现流态可控的生物培养装置的专用搅拌气缸。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种流态可控的生物培养装置，其创新点在于：包括外筒、内筒、回转支承、电机A、电机B、悬臂、底座、支架和曝气装置，外筒垂直设置，外筒底部通过回转支承安装在底板上，回转支承的内圈与外筒底部连接固定，回转支承的内圈由电机A驱动转动，回转支承的外圈与底板之间设置垂直驱动机构A；外筒的侧壁安装曝气装置，曝气装置的曝气嘴伸入外筒内，外筒的底部中心安装出液口，该出液口安装旋转接头A；悬臂水平设置，悬臂的外端与设置在外筒一侧的支架连接，内端伸至外筒上方，悬臂与支架之间设置偏心调节结构；内筒为一垂直设置的专用搅拌气缸，该专用搅拌气缸的活塞杆通过轴承组件安装在悬臂的内端，专用搅拌气缸由电机B驱动转动，专用搅拌气缸的进出气口均设置在活塞杆的最顶端。
进一步的，还包括监视控制系统，监视控制系统包括在线检测探头、可编程控制器、控制面板、显示器，在线检测探头包括设置在外筒内的溶解氧、pH值、温度、矿化度、浊度在线检测探头，所述各在线检测探头与可编程控制器的信号输入端连接，可编程控制器的信号输出端与电机A、垂直驱动机构A、曝气装置、专用搅拌气缸、电机B连接。
进一步的，所述垂直驱动机构A为一对垂直方向设置的驱动气缸。
进一步的，所述偏心调节结构为：悬臂上开有腰形槽，悬臂通过穿过腰形槽并与支架螺纹连接的螺栓安装在支架顶端。
进一步的，所述偏心调节结构为：悬臂与支架之间设置水平导柱导套结构；悬臂设置有螺母结构，支架上安装有由电机C驱动的水平螺杆，所述水平螺杆与螺母结构螺纹连接。
一种实现上述流态可控的生物培养装置的专用搅拌气缸，其创新点在于：包括缸体和活塞杆，所述活塞杆设置有沿活塞杆轴向设置的两路通道；活塞杆的顶端安装有与两路通道的上端管口连通的旋转接头B，所述两路通道中一路通道的下端管口位于无杆腔侧，另一路通道的下端管口位于有杆腔侧；活塞与缸体内壁之间设置有沿轴向设置的滑键结构。
本实用新型的优点在于：通过电机、气缸等驱动外筒、内筒转动、升降，并结合偏心调节结构，调节不同的内、外筒偏心率，旋转方向和速度可以得到不同雷诺数的流态模式，包括低雷诺数紊流态及高雷诺数紊流态，使得流体混合可在层流分子的扩散中慢慢完成，也可在大速度梯度，特别是在小规模（漩涡）和高剪切率条件下的湍流中快速完成。
进而促进细胞生长，从而提高生物处理的效率。同时，大大增加混合暴露的表面区域，水体流动基本上是均匀地旋转，水流不断地改变方向，从而使微生物与反应底物之间的作用最大化，大大增强生物降解。
附图说明
图1为本实用新型中流态可控的生物培养装置结构示意图。
图2为本实用新型中专用搅拌气缸结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，外筒1垂直设置，外筒1底部通过回转支承2安装在底板3上，回转支承2的内圈与外筒1底部连接固定，回转支承2的内圈由电机A4驱动转动。具体的：回转支承2的内圈为内齿轮结构，电机A4安装在底板3上，电机A4的输出轴上安装与回转支承2的内圈相互啮合的外齿轮结构。
回转支承2的外圈与底板3之间设置垂直驱动机构A，本实施例中，垂直驱动机构A为一对垂直设置的驱动气缸11。
外筒1的侧壁安装曝气装置，曝气装置的曝气嘴伸入外筒1内，以便利用曝气装置用一个大型细孔扩散器鼓入气泡及输入指数生长阶段的细胞作为混合剂。
外筒1的底部中心安装出液口，该出液口安装旋转接头A5，以便顺利出液。
悬臂6水平设置，悬臂6的外端与支架7连接，内端伸至外筒1上方，悬臂6与支架7之间设置偏心调节结构。偏心调节结构为：悬臂6上开有腰形槽，悬臂6通过穿过腰形槽并与支架7螺纹连接的螺栓13安装在支架7顶端。
本领域技术人员应当了解，这里的偏心调节结构是示例性的，不是局限性的，偏心调节结构也可以是其他公知结构，例如：悬臂与支架之间设置水平导柱导套结构；悬臂设置有螺母结构，支架上安装有由电机C驱动的水平螺杆，所述水平螺杆与螺母结构螺纹连接。
内筒为一垂直设置的专用搅拌气缸8，该专用搅拌气缸8的活塞杆通过轴承组件9安装在悬臂6的内端，专用搅拌气缸8由电机B10驱动转动，具体的说：电机B10设置在悬臂6靠近外端侧，电机B10与专用搅拌气缸8通过皮带传动连接，专用搅拌气缸8的进出气口均设置在活塞杆的最顶端。
本实用新型中实现上述流态可控的生物培养装置的专用搅拌气缸，包括缸体81和活塞杆82、活塞83，活塞杆82设置有沿活塞杆82轴向设置的两路通道；活塞杆82的顶端安装有与两路通道的上端管口连通的旋转接头B12，两路通道中一路通道a的下端管口位于无杆腔侧，另一路通道b的下端管口位于有杆腔侧。活塞83与缸体81内壁之间设置有沿轴向设置的滑键结构，即在活塞杆82上设置的一字型键，在缸体81内壁设置沿轴向设置的键槽。
另外，还包括监视控制系统，监视控制系统包括在线检测探头、可编程控制器、控制面板、显示器，在线检测探头包括设置在外筒内的溶解氧、pH值、温度、矿化度、浊度在线检测探头，各在线检测探头与可编程控制器的信号输入端连接，可编程控制器的信号输出端与电机A4、垂直驱动机构A、曝气装置、专用搅拌气缸8、电机B10连接。
工作原理：
通过溶解氧、pH值、温度、矿化度、浊度在线检测探头检测外筒内液体的状态，由显示器显示后，工作人员根据实际情况操作控制面板，进而控制各内、外筒的转速、转动方向。
例如将，内筒顺时针转n转，再逆时针旋转n转，然后外筒顺时针旋转n转，再逆时针旋转n转；或者内筒逆时针转n转，再顺时针旋转n转，然后外筒逆时针转n转，再顺时针旋转n转；或者内筒顺时针转n转，再逆时针旋转n转，然后外筒逆时针转n转，再顺时针旋转n转；或者内筒逆时针转n转，再顺时针旋转n转，然后外筒顺时针旋转n转，再逆时针旋转n转。
还有内、外筒的升降，以及两者的偏心率，以便得到不同雷诺数的流态模式，包括低雷诺数紊流态及高雷诺数紊流态，使得流体混合可在层流分子的扩散中慢慢完成，也可在大速度梯度，特别是在小规模（漩涡）和高剪切率条件下的湍流中快速完成。达到流态可控的效果。
Claims (6)
1. 一种流态可控的生物培养装置，其特征在于：包括外筒、内筒、回转支承、电机A、电机B、悬臂、底座、支架和曝气装置，
外筒垂直设置，外筒底部通过回转支承安装在底板上，回转支承的内圈与外筒底部连接固定，回转支承的内圈由电机A驱动转动，回转支承的外圈与底板之间设置垂直驱动机构A；外筒的侧壁安装曝气装置，曝气装置的曝气嘴伸入外筒内，外筒的底部中心安装出液口，该出液口安装旋转接头A；
悬臂水平设置，悬臂的外端与设置在外筒一侧的支架连接，内端伸至外筒上方，悬臂与支架之间设置偏心调节结构；
内筒为一垂直设置的专用搅拌气缸，该专用搅拌气缸的活塞杆通过轴承组件安装在悬臂的内端，专用搅拌气缸由电机B驱动转动，专用搅拌气缸的进出气口均设置在活塞杆的最顶端。
2.根据权利要求1所述流态可控的生物培养装置，其特征在于：还包括监视控制系统，监视控制系统包括在线检测探头、可编程控制器、控制面板、显示器，在线检测探头包括设置在外筒内的溶解氧、pH值、温度、矿化度、浊度在线检测探头，所述各在线检测探头与可编程控制器的信号输入端连接，可编程控制器的信号输出端与电机A、垂直驱动机构A、曝气装置、专用搅拌气缸、电机B连接。
3.根据权利要求1所述流态可控的生物培养装置，其特征在于：所述垂直驱动机构A为一对垂直方向设置的驱动气缸。
4.根据权利要求1所述流态可控的生物培养装置，其特征在于：所述偏心调节结构为：悬臂上开有腰形槽，悬臂通过穿过腰形槽并与支架螺纹连接的螺栓安装在支架顶端。
5.根据权利要求1所述流态可控的生物培养装置，其特征在于：所述偏心调节结构为：悬臂与支架之间设置水平导柱导套结构；悬臂设置有螺母结构，支架上安装有由电机C驱动的水平螺杆，所述水平螺杆与螺母结构螺纹连接。
6.一种实现权利要求1所述流态可控的生物培养装置的专用搅拌气缸，其特征在于：包括缸体和活塞杆，所述活塞杆设置有沿活塞杆轴向设置的两路通道；活塞杆的顶端安装有与两路通道的上端管口连通的旋转接头B，所述两路通道中一路通道的下端管口位于无杆腔侧，另一路通道的下端管口位于有杆腔侧；活塞与缸体内壁之间设置有沿轴向设置的滑键结构。
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| CN201320193831.6U CN203256036U (zh) | 2013-04-17 | 2013-04-17 | 一种流态可控的生物培养装置及其专用搅拌气缸 |
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| CN103204580A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-07-17 | 南通大学 | 一种流态可控的生物培养装置及其专用搅拌气缸 |
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2013
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| CN103204580A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-07-17 | 南通大学 | 一种流态可控的生物培养装置及其专用搅拌气缸 |
| CN103204580B (zh) * | 2013-04-17 | 2014-05-14 | 南通大学 | 一种流态可控的生物培养装置及其专用搅拌气缸 |
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