CN220485682U - 一种固定床式外循环生物反应器 - Google Patents

Abstract

一种固定床式外循环生物反应器，包括反应器，所述反应器的内部转动连接有搅拌杆，所述搅拌杆的外表面固定连接有锥齿轮，所述搅拌杆的外表面固定连接有单向轴承，所述单向轴承的外表面固定连接有两个刮壁杆，通过设置单向轴承、搅拌杆、刮壁杆、喷水头、连架杆等部件，通过单向轴承的转动带动刮壁杆进行转动，当刮壁杆转动时，可以对反应器的内壁进行刮除，搅拌杆的内部是空腔，刮壁杆、连架杆和搅拌杆之间相通，水通过连架杆和搅拌杆进入到刮壁杆内部，又通过设置在刮壁杆外表面的两排喷水头，进而达到了当反应器需要更换培养液时本装置可以对反应器的内壁和各个零部件清洁的效果。

Description

一种固定床式外循环生物反应器

技术领域

本实用新型涉及一种固定床式外循环生物反应器，属于间充质干细胞培养技术领域。

背景技术

传统的生物反应器是利用微生物所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置***，是一种生物功能模拟器，生物反应过程中的关键设备，目前，固定床式生物反应器一般采用内循环，生物反应器工程着重研究生物反应器本身的特性，如其结构和操作方式、操作条件对细胞形态、生长、产物形成的关系。

经过检索，公开号为CN211227173U的中国专利公开的一种固定床式外循环生物反应器，其技术要点在于：包括反应器，所述反应器的下部设置载体且载体上方的区域构成培养基混合池，反应器底部的排出管上连接有外循环机构，该外循环机构的外循环管路上安装有泵和流量计，该外循环管路的一端与排出管的出口相连接、另一端与反应器的罐盖上的回流管相连接，且回流管的出口位于培养基混合池内。本实用新型的生物反应器能够精准控制培养基通过固定床的流速，对干细胞的营养传递和剪切力进行有效控制，以实现间充质干细胞的大规模培养；提高培养基的循环效率且能够提高干细胞的培养质量并降低生产成本。

上述方案中解决了在内循环的过程中，培养基搅拌桨无法知道培养基通过载体的流速，就难以对干细胞的营养传递和剪切力进行有效控制，使得干细胞的培养质量难以提高、难以进行大规模生产，但是当反应器使用的时间较长或者需要更换培养液和微生物时，难以方便的对反应器内壁和内部结构进行清洁，可能会导致更换的培养液中掺杂着上次未清洁干净的微生物，直接性的影响到微生物的培养。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：提供一种固定床式外循环生物反应器，它解决了现有技术中在培养不同微生物的时候不能够对反应器内部进行清洁的问题。

本实用新型所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：

一种固定床式外循环生物反应器，包括反应器，所述反应器的上表面固定连接有支撑柱，所述支撑柱的顶端固定连接有电机，所述电机的输出轴与传动锥齿轮的右侧面固定连接，所述反应器的内部转动连接有搅拌杆，所述搅拌杆的外表面固定连接有锥齿轮，所述锥齿轮与传动锥齿轮相啮合，所述搅拌杆的外表面固定连接有单向轴承，所述单向轴承的外表面固定连接有两个刮壁杆，每个所述刮壁杆的外表面固定安装有两组喷水头，每组有五个喷水头，每个所述刮壁杆的另一端与搅拌杆的内部相通。

通过采用上述技术方案，反应器的上方通过设置支撑柱对电机进行固定，用电机的输出轴带动传动锥齿轮，传动锥齿轮与锥齿轮之间相互啮合，因为搅拌杆和锥齿轮之间是固定连接，所以锥齿轮转动就带动了搅拌杆，单向轴承的一方向转动是没有任何效果的，当单向轴承向另一方向转动的时候，带动刮壁杆，刮壁杆与反应器内壁相接触，可以对反应器内部起到一个清洁的效果，安装在刮壁杆外表面的每个喷水头方向各不相同，当刮壁杆转动的时候，喷水头开始喷水，对反应器的内壁，搅拌杆和刮壁杆进行冲洗，刮壁杆的另一端与搅拌杆之间内部相通，搅拌杆的内部是空的，因此水可以通过搅拌杆进入到刮壁杆的内部。

本实用新型进一步设置为：所述搅拌杆的内壁转动连接有进水管，所述进水管的外表面固定套接有第一夹管。

通过采用上述技术方案，进水管与搅拌杆之间转动连接，为了使搅拌杆转动的时候不影响到进水管，进水管的外表面放置了第一夹管，第一夹管用来夹紧和固定进水管。

本实用新型进一步设置为：所述反应器的上表面固定连接有底座，所述底座的内部与第一夹管固定镶嵌。

通过采用上述技术方案，为了更好的固定进水管，在反应器上表面固定着一个矩形底座，底座的内部镶嵌有第一夹管。

本实用新型进一步设置为：所述底座的上表面固定连接有第二夹管，所述第二夹管的内部螺纹连接有四个紧固螺栓，所述第一夹管的内部螺纹连接有紧固螺栓。

通过采用上述技术方案，第一夹管和第二夹管需要实现定位的效果，所以在底座的上表面固定连接一个第二夹管，为了实现夹紧的效果，第二夹管和第一夹管的内部螺纹连接一共有六个紧固螺栓，通过拧紧紧固螺栓可以对进水管夹紧和固定。

本实用新型进一步设置为：所述搅拌杆的外表面固定连接有三组搅拌桨，每组所述搅拌桨有三个搅拌桨，所述搅拌杆的内壁连通有两个连架杆，每个所述连架杆的另一端与刮壁杆相连通。

通过采用上述技术方案，当搅拌杆转动的时候，需要对反应器内部的培养液进行搅拌，因此设置了三组搅拌桨固定在搅拌杆的外表面，起到了对内部的培养液进行一个搅拌的作用。

本实用新型进一步设置为：所述反应器的内顶壁开设有进料口，所述进料口的内壁套接有密封盖。

通过采用上述技术方案，进料口设置在反应器上表面，方便培养液和微生物进入，但是反应器的内部需要一个封闭的环境，因此设置了和进料口相适配的密封盖在进料口的内壁，达到了反应器内部可以封闭的效果。

本实用新型进一步设置为：所述反应器的外表面固定套接有水冷管道，所述反应器的底部连通有外循环管道。

通过采用上述技术方案，当搅拌时间过长，反应器的外表和培养液容易产生相对较高的温度，需要设置水冷管道进行对反应器外表面和内部培养液的降温，反应器的底部连通有一根外循环管道，起到了外循环的作用。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型通过设置单向轴承、搅拌杆、刮壁杆、喷水头、连架杆等部件，通过单向轴承的转动带动刮壁杆进行转动，当刮壁杆转动时，可以对反应器的内壁进行刮除，搅拌杆的内部是空腔，刮壁杆、连架杆和搅拌杆之间相通，水通过连架杆和搅拌杆进入到刮壁杆内部，又通过设置在刮壁杆外表面的两排喷水头，进而达到了当反应器需要更换培养液时本装置可以对反应器的内壁和各个零部件清洁的效果。

2.本实用新型通过设置底座、第一夹管、第二夹管、紧固螺栓、进水管等部件，通过底座部件与第二夹管部件之间相互的配合固定连接关系，使得第二夹管部件能够通过底座对进水管进行横向定位，底座的内部固定镶嵌有第一夹管，可以对进水管进行纵向定位，第一夹管和第二夹管的内壁设置有紧固螺栓，进而达到了本装置能够通过第一夹管和第二夹管对进水管进行定位和夹紧固定的效果。

附图说明

图1为本实用新型的整体三维结构示意图。

图2为本实用新型的正视全剖结构示意图。

图3为本实用新型的右视全剖结构示意图。

图4为本实用新型的俯视全剖结构示意图。

图中：1、反应器；2、搅拌桨；3、连架杆；4、喷水头；5、刮壁杆；6、搅拌杆；7、电机；8、锥齿轮；9、传动锥齿轮；10、第一夹管；11、进水管；12、紧固螺栓；13、第二夹管；14、底座；15、进料口；16、密封盖；17、外循环管道；18、水冷管道；19、支撑柱；20、单向轴承。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1-图4所示，一种固定床式外循环生物反应器，包括反应器1，反应器1的上表面固定连接有支撑柱19，支撑柱19的顶端固定连接有电机7，电机7的输出轴与传动锥齿轮9的右侧面固定连接，反应器1的内部转动连接有搅拌杆6，搅拌杆6的外表面固定连接有锥齿轮8，锥齿轮8与传动锥齿轮9相啮合，搅拌杆6的外表面固定连接有单向轴承20，单向轴承20的外表面固定连接有两个刮壁杆5，每个刮壁杆5的外表面固定安装有两组喷水头4，每组有五个喷水头4，每个刮壁杆5的另一端与搅拌杆6的内部相通，反应器1的上方通过设置支撑柱19对电机7进行固定，用电机7的输出轴带动传动锥齿轮9，传动锥齿轮9与锥齿轮8之间相互啮合，因为搅拌杆6和锥齿轮8之间是固定连接，所以锥齿轮8转动就带动了搅拌杆6，单向轴承20的一方向转动是没有任何效果的，当单向轴承20向另一方向转动的时候，带动刮壁杆5，刮壁杆5与反应器1内壁相接触，可以对反应器1内部起到一个清洁的效果，安装在刮壁杆5外表面的每个喷水头4方向各不相同，当刮壁杆5转动的时候，喷水头4开始喷水，对反应器1的内壁，搅拌杆6和刮壁杆5进行冲洗，刮壁杆5的另一端与搅拌杆6之间内部相通，搅拌杆6的内部是空的，因此水可以通过搅拌杆6进入到刮壁杆5的内部。

搅拌杆6的内壁转动连接有进水管11，进水管11的外表面固定套接有第一夹管10，进水管11与搅拌杆6之间转动连接，为了使搅拌杆6转动的时候不影响到进水管11，进水管11的外表面放置了第一夹管10，第一夹管10用来夹紧和固定进水管11。

反应器1的上表面固定连接有底座14，底座14的内部与第一夹管10固定镶嵌，为了更好的固定进水管11，在反应器1上表面固定着一个矩形底座14，底座14的内部镶嵌有第一夹管10。

底座14的上表面固定连接有第二夹管13，第二夹管13的内部螺纹连接有四个紧固螺栓12，第一夹管10的内部螺纹连接有紧固螺栓12，第一夹管10和第二夹管13需要实现定位的效果，所以在底座14的上表面固定连接一个第二夹管13，为了实现夹紧的效果，第二夹管13和第一夹管10的内部螺纹连接一共有六个紧固螺栓12，通过拧紧紧固螺栓12可以对进水管11夹紧和固定。

搅拌杆6的外表面固定连接有三组搅拌桨2，每组搅拌桨2有三个搅拌桨2，搅拌杆6的内壁连通有两个连架杆3，每个连架杆3的另一端与刮壁杆5相连通，当搅拌杆6转动的时候，需要对反应器1内部的培养液进行搅拌，因此设置了三组搅拌桨2固定在搅拌杆6的外表面，起到了对内部的培养液进行一个搅拌的作用。

反应器1的内顶壁开设有进料口15，进料口15的内壁套接有密封盖16，进料口15设置在反应器1上表面，方便培养液和微生物进入，但是反应器1的内部需要一个封闭的环境，因此设置了和进料口15相适配的密封盖16在进料口15的内壁，达到了反应器1内部可以封闭的效果。

反应器1的外表面固定套接有水冷管道18，反应器1的底部连通有外循环管道17当搅拌时间过长，反应器1的外表和培养液容易产生相对较高的温度，需要设置水冷管道18进行对反应器1外表面和内部培养液的降温，反应器1的底部连通有一根外循环管道17，起到了外循环的作用。

本实用新型的实施原理为：工作时，电机7启动，通过电机7的输出轴带动传动锥齿轮9，传动锥齿轮9和固定在搅拌杆6外表面的锥齿轮8相互啮合，带动搅拌杆6转动，搅拌杆6带动搅拌桨2做旋转运动，从而实现了搅拌桨2对反应器1内部培养液和微生物搅拌的效果，因为进水管11转动连接在搅拌杆6的内壁，所以在底座14的内部固定第一夹管10和第二夹管13，第一夹管10和第二夹管13的内部螺纹连接有紧固螺栓12，通过紧固螺栓12实现对进水管11的定位和夹紧，当反应器1需要更换培养液或者对另外一种微生物进行培养时，单向轴承20向有作用的一方转动，带动刮壁杆5，刮壁杆5会刮除依附在反应器1内壁的污渍，刮壁杆5动作的同时，进水管11开始进水，液体通过搅拌杆6的内部进入两个连架杆3和两个刮壁杆5的内部，刮壁杆5外表面安装的喷水头4就会向反应器1的内壁和反应器1内部的各个零部件进行喷水清洁，从而达到了对反应器1内部清洁的效果。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应当了解，本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型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本实用新型要求保护的范围内。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。

Claims (7)

1.一种固定床式外循环生物反应器，包括反应器(1)，其特征在于：所述反应器(1)的上表面固定连接有支撑柱(19)，所述支撑柱(19)的顶端固定连接有电机(7)，所述电机(7)的输出轴与传动锥齿轮(9)的右侧面固定连接，所述反应器(1)的内部转动连接有搅拌杆(6)，所述搅拌杆(6)的外表面固定连接有锥齿轮(8)，所述锥齿轮(8)与传动锥齿轮(9)相啮合，所述搅拌杆(6)的外表面固定连接有单向轴承(20)，所述单向轴承(20)的外表面固定连接有两个刮壁杆(5)，每个所述刮壁杆(5)的外表面固定安装有两组喷水头(4)，每组有五个喷水头(4)，每个所述刮壁杆(5)的另一端与搅拌杆(6)的内部相通。

2.根据权利要求1所述的一种固定床式外循环生物反应器，其特征在于：所述搅拌杆(6)的内壁转动连接有进水管(11)，所述进水管(11)的外表面固定套接有第一夹管(10)。

3.根据权利要求1所述的一种固定床式外循环生物反应器，其特征在于：所述反应器(1)的上表面固定连接有底座(14)，所述底座(14)的内部与第一夹管(10)固定镶嵌。

4.根据权利要求3所述的一种固定床式外循环生物反应器，其特征在于：所述底座(14)的上表面固定连接有第二夹管(13)，所述第二夹管(13)的内部螺纹连接有四个紧固螺栓(12)，所述第一夹管(10)的内部螺纹连接有紧固螺栓(12)。

5.根据权利要求1所述的一种固定床式外循环生物反应器，其特征在于：所述搅拌杆(6)的外表面固定连接有三组搅拌桨(2)，每组所述搅拌桨(2)有三个搅拌桨(2)，所述搅拌杆(6)的内壁连通有两个连架杆(3)，每个所述连架杆(3)的另一端与刮壁杆(5)相连通。

6.根据权利要求1所述的一种固定床式外循环生物反应器，其特征在于：所述反应器(1)的内顶壁开设有进料口(15)，所述进料口(15)的内壁套接有密封盖(16)。

7.根据权利要求1所述的一种固定床式外循环生物反应器，其特征在于：所述反应器(1)的外表面固定套接有水冷管道(18)，所述反应器(1)的底部连通有外循环管道(17)。