自吸发酵罐的通气装置论文和设计

全文摘要

本实用新型涉及自吸发酵罐的通气装置，包括：导气轮盘，具有中心通孔且其内有相对径向倾斜的外叶片；进气架，固装在导气轮盘上且其内有进气孔；动力电机，其传动轴与发酵罐底部之间安装有机械密封圈；导气内体，包括导气内盘及固接在传动轴顶端的导气芯轴，导气芯轴上端穿入并密封配合进气孔，导气芯轴下端与机械密封圈密封配合，导气芯轴内有导气内孔且导气内孔对应导气内盘的位置处设有十字导气孔，导气内盘内均布有四个相互垂直布置且相邻两个之间留有导流口的内叶片。本实用新型可大大增强密封性能，更利于与发酵液混合再从导流口向导气轮盘上外叶片构成的气道喷出来的，提高发酵液的溶氧速率，保证发酵液充分接触空气，缩短了发酵周期。

主设计要求

1.自吸发酵罐的通气装置，其特征在于，该自吸气装置包括：安装架，其上部具有安装座；导气轮盘，固定安装在安装座上，所述导气轮盘具有中心通孔且其内周向间隔设置有若干分别相对导气轮盘径向倾斜的外叶片；进气架，固定安装在导气轮盘上且其内具有上下贯通有与所述中心通孔同轴的进气孔；动力电机，固定安装在安装架底部且其输出轴传动连接有竖直向上伸入中心通孔内的传动轴，所述传动轴与发酵罐底部之间安装有机械密封圈；以及导气内体，包括固定连接在传动轴顶端的导气芯轴及一体连接在导气芯轴下部的导气内盘，所述导气芯轴的上端穿入并密封配合进气孔，所述导气芯轴的下端与机械密封圈密封配合，所述导气芯轴内具有与进气孔相连通的导气内孔且所述导气内孔对应导气内盘的位置处设有十字导气孔，所述导气内盘内均匀分布有四个相互垂直布置且相邻两个之间留有导流口的内叶片。

设计方案

1.自吸发酵罐的通气装置，其特征在于，该自吸气装置包括：

安装架，其上部具有安装座；

导气轮盘，固定安装在安装座上，所述导气轮盘具有中心通孔且其内周向间隔设置有若干分别相对导气轮盘径向倾斜的外叶片；

进气架，固定安装在导气轮盘上且其内具有上下贯通有与所述中心通孔同轴的进气孔；

动力电机，固定安装在安装架底部且其输出轴传动连接有竖直向上伸入中心通孔内的传动轴，所述传动轴与发酵罐底部之间安装有机械密封圈；以及

导气内体，包括固定连接在传动轴顶端的导气芯轴及一体连接在导气芯轴下部的导气内盘，所述导气芯轴的上端穿入并密封配合进气孔，所述导气芯轴的下端与机械密封圈密封配合，所述导气芯轴内具有与进气孔相连通的导气内孔且所述导气内孔对应导气内盘的位置处设有十字导气孔，所述导气内盘内均匀分布有四个相互垂直布置且相邻两个之间留有导流口的内叶片。

2.根据权利要求1所述的自吸发酵罐的通气装置，其特征在于，所述安装架上的安装座由四个L型板构成，所述导气轮盘通过紧固组件固装在所述四个L型板上。

3.根据权利要求1所述的自吸发酵罐的通气装置，其特征在于，所述安装架对应发酵罐底壁位置处设置有密封圈。

4.根据权利要求1所述的自吸发酵罐的通气装置，其特征在于，所述导气轮盘由上板件、下板件及若干连接在所述上板件和下板件之间的所述外叶片组成，所述下板件通过紧固组件与安装座相连接，所述进气架通过紧固组件与上板件相连接。

5.根据权利要求4所述的自吸发酵罐的通气装置，其特征在于，所述外叶片设有十六个，各外叶片相对导气轮盘的直径沿导气内体旋转方向倾斜12°。

6.根据权利要求1所述的自吸发酵罐的通气装置，其特征在于，所述进气架包括进气接头、进气套管及连接架组，所述进气套管通过滑动轴承套设在导气芯轴上端外，所述进气套管通过连接架组安装在导气轮盘上方，所述进气接头通过紧固组件固定安装在进气套管上方。

7.根据权利要求6所述的自吸发酵罐的通气装置，其特征在于，所述连接架组由多个周向间隔布置在进气套管外围的连接架组成，各连接架的一端固定连接在进气套管外壁而另一端径向延伸并通过紧固组件与所述导气轮盘相连接。

8.根据权利要求6所述的自吸发酵罐的通气装置，其特征在于，所述进气接头上端具有外螺纹。

9.根据权利要求1所述的自吸发酵罐的通气装置，其特征在于，所述导气芯轴的导气内孔下部具有内螺牙，所述传动轴的上端具有与导气内孔的内螺牙相适配的外螺牙，所述导气芯轴螺纹连接在传动轴上。

10.根据权利要求1所述的自吸发酵罐的通气装置，其特征在于，所述导气内盘由上板体、下板体及四个连接在上板体和下板体之间的所述内叶片组成，所述上板体对应各内叶片以外位置处分别设有减重孔。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及发酵设备技术领域，特别是涉及一种自吸发酵罐的通气装置。

背景技术

自吸式发酵装置是发酵生产的主要工艺装置，它除提供发酵场所外，还负责提供在发酵过程好氧菌种所需氧气的输入，以及使氧气能够以大小适宜的气泡溶于发酵液中。其构成主要有罐体、自吸装置。自吸装置包括具有叶轮结构的转子、定子和驱动机构。转子和定子安装于罐体中，转子旋转时将含氧空气吸入罐体内并使之与发酵液混合。现有的自吸式发酵装置存在以下几个缺陷：

1、装置密封性能差，发酵液产生泄露或使吸入的气体发散而影响气液溶解效率；

2、自吸空气流道结构设计不合理，吸入的气体与发酵液接触前期冲击不足，需要提高转子转速，进而使驱动负荷增高，耗能增高

因此，为降低生产成本及使用性能，必须对现有自吸式发酵装置进行改进。

实用新型内容

为克服现有技术存在的技术缺陷，本实用新型提供一种自吸发酵罐的通气装置，密封性强且可降低驱动负荷，提高溶氧速率。

本实用新型采用的技术解决方案是：

自吸发酵罐的通气装置，其特征在于，该自吸气装置包括：

安装架，其上部具有安装座；

导气轮盘，固定安装在安装座上，所述导气轮盘具有中心通孔且其内周向间隔设置有若干分别相对导气轮盘径向倾斜的外叶片；

进气架，固定安装在导气轮盘上且其内具有上下贯通有与所述中心通孔同轴的进气孔；

动力电机，固定安装在安装架底部且其输出轴传动连接有竖直向上伸入中心通孔内的传动轴，所述传动轴与发酵罐底部之间安装有机械密封圈；以及

优选地，所述安装架上的安装座由四个L型板构成，所述导气轮盘通过紧固组件固装在所述四个L型板上。

优选地，所述安装架对应发酵罐底壁位置处设置有密封圈。

优选地，所述导气轮盘由上板件、下板件及若干连接在所述上板件和下板件之间的所述外叶片组成，所述下板件通过紧固组件与安装座相连接，所述进气架通过紧固组件与上板件相连接。

优选地，所述外叶片设有十六个，各外叶片相对导气轮盘的直径沿导气内体旋转方向倾斜12°。

优选地，所述进气架包括进气接头、进气套管及连接架组，所述进气套管通过滑动轴承套设在导气芯轴上端外，所述进气套管通过连接架组安装在导气轮盘上方，所述进气接头通过紧固组件固定安装在进气套管上方。

优选地，所述连接架组由多个周向间隔布置在进气套管外围的连接架组成，各连接架的一端固定连接在进气套管外壁而另一端径向延伸并通过紧固组件与所述导气轮盘相连接。

优选地，所述进气接头上端具有外螺纹。

优选地，所述导气芯轴的导气内孔下部具有内螺牙，所述传动轴的上端具有与导气内孔的内螺牙相适配的外螺牙，所述导气芯轴螺纹连接在传动轴上。

优选地，所述导气内盘由上板体、下板体及四个连接在上板体和下板体之间的所述内叶片组成，所述上板体对应各内叶片以外位置处分别设有减重孔。

本实用新型的有益效果：本实用新型通气装置包括安装架、导气轮盘、导气内体和进气架，导气轮盘固装在安装架的伸入发酵罐内部的安装座上，进气架固装在导气轮盘上方，而导气内体与动力电机的传动轴固定连接并位于导气轮盘的中心通孔内，传动轴与发酵罐之间及传动轴与导气内体之间均通过机械密封圈密封配合，导气内体的导气芯轴上端与进气架之间也密封配合，如此可大大增强密封性能，包括发酵液不会向外泄露以及空气流道按照设计的路线即进气管-进气孔-导气内孔-十字导气孔喷向发酵罐内部的发酵液，同时由于十字导气孔结构设计使得吸入的新鲜空气具有很强的冲力，加上动力电机带动的旋转，更利于与发酵液混合再从导流口向导气轮盘上外叶片构成的气道喷出来的，提高发酵液的溶氧速率，保证发酵液充分接触空气，缩短了发酵周期。

附图说明

图1为本实用新型通气装置组装结构示意图。

图2为本实用新型导气轮盘与导气内体组装俯视图。

图3为本实用新型导气内体俯视图。

图4为沿图3中所示的B-B的剖视图。

图5为沿图4中所示的A-A的剖视图。

图6为本实用新型导气轮盘俯视图。

图7为本实用新型导气轮盘的横剖视图。

图8为本实用新型导气轮盘的纵剖视图。

图9为本实用新型进气架组装结构示意图。

图10为本实用新型进气套管和连接架组结构示意图。

图11为沿图10所示的C-C的剖视图。

图12为本实用新型进气接头俯视图。

图13为本实用新型进气接头的纵剖视图。

附图标记说明：

100、发酵罐；10、动力电机；11、传动轴；12、机械密封圈；20、安装架；21、安装盘；22、安装座；23、安装板；30、导气轮盘；31、上板件；32、下板件；33、外叶片；40、进气架；41、进气接头；42、进气套管；43、连接架组；50、导气内体；51、导气芯轴；52、导气内盘；53、内叶片；54、减重孔；55、导流口；56、十字导气孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1-13所示，本实施例提供一种自吸发酵罐的通气装置，包括安装架20、导气轮盘30、进气架40、导气内体50及动力电机10。

所述安装架20固定安装在发酵罐100底部，其包括安装盘21及连接在安装盘21上部的安装座22和连接在安装盘21下部的安装板23。所述安装盘21优选呈圆盘结构并在其上设置有紧固孔而用于通过紧固组件同发酵罐100罐体底部固定连接在一起，为保证安装盘21与发酵罐100罐体之间的密封性能，所述安装盘21对应发酵罐100底壁位置处设置有密封圈。所述安装板23外露在发酵罐100外下方而用于安装固定动力电机10，所述动力电机10固定安装在安装板23且其输出轴同轴连接有竖直向上伸入发酵罐100内部的传动轴11，所述传动轴11与发酵罐100底部之间安装有机械密封圈12，所述机械密封圈12采用104型泵用机械密封圈，为市售产品，本文对彼构造不再赘述。

所述安装座22伸入发酵罐100内部而用于安装固定所述导气轮盘30，作为安装座22的一种优选实施方式，所述安装架20上的安装座22由四个L型板构成，各L型板由与安装盘21焊接在一起的立板及水平连接在立板顶端的横板组成，所述横板上分别设有安装孔，所述导气轮盘30通过紧固组件固装在所述四个L型板的横板上。

在本实施例中，如图6-8所示，所述导气轮盘30由上板件31、下板件32及若干连接在所述上板件31和下板件32之间的外叶片33组成，所述下板件32通过紧固组件与安装座22相连接，所述上板件31中心处和下板件32中心处上下贯通设有中心通孔，所述下板件32上设有与安装座22的安装孔对应配合的下板安装孔，所述上板件31上设有若干上板安装孔。所述外叶片33优选设有十六个且各外叶片33相对导气轮盘30的直径沿导气内体50旋转方向倾斜12°，所述十六个外叶片33以中心通孔为圆心周向均布在中心通孔以外，从而在上板件31和下板件32之间构成多个气道，以供从外部引入的新鲜空气经气道甩出并与发酵液混合。

在本实施例中，如图9-13所示，所述进气架40通过紧固组件固定安装在导气轮盘30的上板件31，所述进气架40包括进气接头41、进气套管42及连接架组43，所述进气套管42通过连接架组43安装在导气轮盘30上方，所述进气接头41通过紧固组件固定安装在进气套管42上方，为增强进气接头41与进气套管42之间的气密性，所述进气接头41与进气套管42之间设有密封圈。所述连接架组43由多个周向间隔布置在进气套管42外围的连接架组成，各连接架的一端固定连接在进气套管42外壁而另一端径向延伸并在其上设有与上板安装孔对应配合的连接孔，通过紧固组件穿过连接孔和上板安装孔将所述进气架40固定在导气轮盘30的上板件31上。所述进气套管42中心处和进气接头41中心处上下贯通有与所述中心通孔同轴的进气孔，所述进气接头41上端具有外螺纹，在装配使用时用一支进气管从发酵罐100顶部向内伸入后连接在进气接头41的外螺纹上，从而将外部新鲜空气引至进气孔内。

在本实施例中，如图3-5所示，所述导气内体50包括固定连接在传动轴11顶端的导气芯轴51及一体连接在导气芯轴51下部的导气内盘52。所述导气内盘52位于导气轮盘30的中心通孔内，其由上板体、下板体及四个连接在上板体和下板体之间的内叶片53组成，所述上板体对应各内叶片53以外位置处分别设有减重孔54以降低导气内体50的整体重量，所述四个内叶片53均为直板状，以导气芯轴51为圆心周向均匀分布在上板体和下板体之间，所述四个内叶片53相互垂直且相邻两个之间留有导流口55。

所述导气芯轴51内具有与进气孔相连通的导气内孔且所述导气内孔对应导气内盘52的位置处设有十字导气孔56，所述十字导气孔56的四个端口分别指向与其相近的导流口55，所述导气芯轴51的下端与机械密封圈12密封配合，所述导气芯轴51的上端穿入并通过滑动轴承密封配合进气孔，所述传动轴11顶端伸入导气轮盘30的中心通孔内并与导气芯轴51底端固定连接在一起，作为一种优选方式：所述导气芯轴51的导气内孔下部具有内螺牙，所述传动轴11的上端具有与导气内孔的内螺牙相适配的外螺牙，所述导气芯轴51螺纹连接在传动轴11上。

本实用新型的使用过程为：安装固定好后，启动动力电机10带动传动轴11及连接在传动轴11顶端的导气内体50绕轴转动，内叶片53转动而不断排开周围的发酵液使其背侧形成负压，于是将发酵罐100外部的新鲜空气依次经过进气管、进气接头41和进气套管42上的进气孔、导气内体50上的导气内孔和十字导气孔56而吸入发酵罐100罐体内，由于十字导气孔56结构设计使得吸入的新鲜空气具有很强的冲力，更利于与发酵液混合再从导流口55向导气轮盘30上外叶片33构成的气道喷出来的，提高发酵液的溶氧速率，保证发酵液充分接触空气，缩短了发酵周期，然后气体涌向液面而从发酵罐100顶部的出气管排出。

以上显示和描述了本发明创造的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本发明创造精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

设计图

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