CN216639457U - 一种新型生物反应器搅拌系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型生物反应器搅拌系统，包括电机、内轴和外轴，电机连接一内轴，内轴上设有第一圆锥齿轮，所述外轴呈管状，内轴穿入外轴上端口，并延伸出外轴下端口，外轴上端连接有第二圆锥齿轮，并通过第三圆锥齿轮与第一圆锥齿轮反向传动；所述外轴中部设有第一叶轮，外轴下端连接一框式支架，框式支架底部连接有第三叶轮；所述内轴穿过框式支架和第三叶轮的中心孔，并在框式支架内部空间固定有第二叶轮，所述第三叶轮下侧的内轴上固定有第四叶轮。本实用新型与现有技术相比的优点是：该系统通过同一台电机带动实现搅拌轴上的多组叶轮交替式正反向转动，可高效的提高生物反应器的传质效果。

Description

一种新型生物反应器搅拌系统

技术领域

本实用新型涉及搅拌系统，尤其涉及一种新型生物反应器搅拌系统。

背景技术

生物反应器是推动生物制品产业化进步的主要动力。无论是微生物培养还是细胞培养，为生物反应器提供有效的传质是保证微生物或细胞代谢生长的必要条件。好的搅拌系统是提高生物反应器高效传质的关键因素。

传统的生物反应器搅拌系统都是由一个电机带动一个搅拌轴按照一定的方向做旋转，几组叶轮固定分布在搅拌轴上，叶轮随着搅拌轴的旋转同步朝着一个方向动作，或者全部正向旋转或者全部反向旋转，以此完成生物反应器中基质的混合及通入气体的气液溶解。该类搅拌系统基质混合时间较长，气液混合的效果也受限。

也有部分的生物反应器的搅拌系统采用上下双电机的方式来实现反应器中叶轮有的朝着正方向旋转，有的叶轮朝着反方向旋转以此来提高传质能力，但是上下双电机的设计方式由于存在结构复杂，占地空间及开发成本高等因素的影响限制了其使用与推广。

还有些升级改造后的生物反应器中的搅拌系统采用单电机来实现同一生物反应器中的不同叶轮可以朝着不同的方向旋转，工作的方式是上部叶轮朝一个方向旋转，下部叶轮朝另一个方向旋转，但是无法实现更优的多组不同组叶轮间的交替式正反向旋转操作，也限制了其传质能力的更好展现。

因此，研发一种新型生物反应器搅拌系统，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型是为了解决上述不足，本实用新型提供了一种结构紧凑、传质高效的新型生物反应器搅拌系统。

本实用新型的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种新型生物反应器搅拌系统，包括电机、内轴和外轴，电机连接一内轴，内轴上设有第一圆锥齿轮，所述外轴呈管状，内轴穿入外轴上端口，并延伸出外轴下端口，外轴上端连接有第二圆锥齿轮，并通过第三圆锥齿轮与第一圆锥齿轮反向传动；所述外轴中部设有第一叶轮，外轴下端连接一框式支架，框式支架底部连接有第三叶轮；所述内轴穿过框式支架和第三叶轮的中心孔，并在框式支架内部空间固定有第二叶轮，所述第三叶轮下侧的内轴上固定有第四叶轮。

进一步地，所述内轴底端连接有法兰基座，固定于生物反应器内底部，起固定作用。

进一步地，所述第一圆锥齿轮朝下，第二圆锥齿轮朝上，二者齿面相向，第三圆锥齿轮垂直于第一圆锥齿轮和第二圆锥齿轮，并与二者啮合。

进一步地，所述电机选用步进电机或伺服电机。

进一步地，所述第一、二、三圆锥齿轮安装处设有传动机构保护套，可有效的保护传动机构安全工作，传动机构保护套上端设有电机固定法兰，传动机构保护套下端设置有釜顶法兰，可以与生物反应器封头盖板进行密封连接。

进一步地，所述框式支架至少为一个，根据叶轮的实际个数确定框式支架的个数；所述框式支架包括上三角支架、拉杆和下三角支架，拉杆上下两端分别连接上三角支架和下三角支架的外侧末端。

进一步地，所述上三角支架和下三角支架均呈“人字形”结构，三支脚两两之间相互间呈120°角，所述上三角支架中部设有中心圆环，中心圆环通过轴承固定在外轴上，随外轴的旋转同步旋转。

进一步地，所述内轴包括内轴上段和内轴下段，内轴上段和内轴下段通过联轴器连接。

工作时，电机带动内轴旋转，内轴通过第三圆锥齿轮带动外轴反向旋转，从而带动内轴与外轴上相间分布的叶轮交替反向旋转。

本实用新型与现有技术相比的优点是：该系统通过同一台电机带动实现搅拌轴上的多组叶轮交替式正反向转动，具体的工作模式为几组叶轮分别交替式的固定在共轴心的内轴和外轴上，尤其框式支架的设计，使该搅拌系统工作时可不受叶轮组数的限制，实现多组叶轮之间的正-反-正-反的交替式不同方向转动，此工作模式可高效的提高生物反应器的传质效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中传动机构的结构示意图。

图3是本实用新型中框式支架结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步详述。

如图1、图2及图3所示，一种新型生物反应器搅拌系统，包括电机1、内轴2和外轴3，电机1连接一内轴2，内轴2上设有第一圆锥齿轮4，所述外轴3呈管状，内轴2穿入外轴3上端口，并延伸出外轴3下端口，外轴3上端连接有第二圆锥齿轮5，并通过第三圆锥齿轮6与第一圆锥齿轮4反向传动；所述外轴3中部设有第一叶轮7，外轴3下端连接一框式支架8，框式支架8底部连接有第三叶轮9；所述内轴2穿过框式支架8和第三叶轮9的中心孔，并在框式支架8内部空间固定有第二叶轮10，所述第三叶轮9下侧的内轴2上固定有第四叶轮11。

进一步地，所述内轴2底端连接有法兰基座12，固定于生物反应器内底部，起固定作用。

进一步地，所述第一圆锥齿轮4朝下，第二圆锥齿轮5朝上，二者齿面相向，第三圆锥齿轮6垂直于第一圆锥齿轮4和第二圆锥齿轮5，并与二者啮合。

进一步地，所述电机1选用步进电机或伺服电机。

进一步地，所述第一、二、三圆锥齿轮6安装处设有传动机构保护套13，可有效的保护传动机构安全工作，传动机构保护套13上端设有电机固定法兰14，传动机构保护套13下端设置有釜顶法兰15，可以与生物反应器封头盖板进行密封连接。

进一步地，所述框式支架8至少为一个，根据叶轮的实际个数确定框式支架的个数；所述框式支架8包括上三角支架801、拉杆802和下三角支架803，拉杆802上下两端分别连接上三角支架801和下三角支架803的外侧末端。

进一步地，所述上三角支架801和下三角支架803均呈“人字形”结构，三支脚两两之间相互间呈120°角，所述上三角支架801中部设有中心圆环804，中心圆环804通过轴承固定在外轴3上，随外轴3的旋转同步旋转。

进一步地，所述内轴2包括内轴上段201和内轴下段202，内轴上段201和内轴下段202通过联轴器203连接。

工作时，电机1带动内轴2旋转，内轴2通过第三圆锥齿轮6带动外轴3反向旋转，从而带动内轴2与外轴3上相间分布的叶轮交替反向旋转。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种新型生物反应器搅拌系统，其特征在于：包括电机、内轴和外轴，电机连接一内轴，内轴上设有第一圆锥齿轮，所述外轴呈管状，内轴穿入外轴上端口，并延伸出外轴下端口，外轴上端连接有第二圆锥齿轮，并通过第三圆锥齿轮与第一圆锥齿轮反向传动；所述外轴中部设有第一叶轮，外轴下端连接一框式支架，框式支架底部连接有第三叶轮；所述内轴穿过框式支架和第三叶轮的中心孔，并在框式支架内部空间固定有第二叶轮，所述第三叶轮下侧的内轴上固定有第四叶轮。

2.根据权利要求1所述的一种新型生物反应器搅拌系统，其特征在于：所述内轴底端连接有法兰基座，固定于生物反应器内底部。

3.根据权利要求1所述的一种新型生物反应器搅拌系统，其特征在于：所述第一圆锥齿轮朝下，第二圆锥齿轮朝上，二者齿面相向，第三圆锥齿轮垂直于第一圆锥齿轮和第二圆锥齿轮，并与二者啮合。

4.根据权利要求1所述的一种新型生物反应器搅拌系统，其特征在于：所述电机选用步进电机或伺服电机。

5.根据权利要求1所述的一种新型生物反应器搅拌系统，其特征在于：所述第一、二、三圆锥齿轮安装处设有传动机构保护套，传动机构保护套上端设有电机固定法兰，传动机构保护套下端设置有釜顶法兰。

6.根据权利要求1所述的一种新型生物反应器搅拌系统，其特征在于：所述框式支架至少为一个。

7.根据权利要求1所述的一种新型生物反应器搅拌系统，其特征在于：所述框式支架包括上三角支架、拉杆和下三角支架，拉杆上下两端分别连接上三角支架和下三角支架的外侧末端。

8.根据权利要求7所述的一种新型生物反应器搅拌系统，其特征在于：所述上三角支架和下三角支架均呈“人字形”结构，三支脚两两之间相互间呈120°角，所述上三角支架中部设有中心圆环，中心圆环通过轴承固定在外轴上，随外轴的旋转同步旋转。

9.根据权利要求1所述的一种新型生物反应器搅拌系统，其特征在于：所述内轴包括内轴上段和内轴下段，内轴上段和内轴下段通过联轴器连接。

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