專利名稱：空氣分布器和包含其的發酵罐的制作方法
技術領域：
本發明涉及微生物發酵領域，特別涉及一種空氣分布器和包含其的發酵罐。
背景技術：
生物工程是二十一世紀的重點發展工業，它廣泛應用于醫藥、食品、輕工、農藥和生物化工等諸多行業之中，并且實現了對抗生素、氨基酸、獸藥、農藥及生物照料的生產。生物工程中最關鍵的設備為發酵罐，一臺發酵罐其容積可達500-800m3，一個生產車間的發酵罐的總容積一般超過上萬立方米。發酵罐的功能是為微生物的生長提供優良條件，以便滿足微生物的生長和繁殖。在發酵罐中，這些生物發揮其催化和新陳代謝功能并產生常規化學反應難以獲得的代謝物。在微生物的生長和代謝過程中，外界需要向發酵罐內供應大量的氧氣。經過發酵罐內 的攪拌器的粉碎和混合作用，這些氧氣由大氣泡分散成小氣泡并溶解于發酵液中以便供微生物使用。由于氧氣泡的均勻分布直接決定著發酵水平，因此研究并開發出一款能夠實現將氧氣泡均勻混合于發酵罐的底部、罐壁和罐中央的空氣分布器一直是發酵領域研發人員的追求。另外，由于空氣分布器是一個能耗較高的設備，因此結構合理的空氣分布器在節能減排方面也具有著重要的意義。如圖1所示，現有的發酵罐包括一罐體1、一旋轉軸2、多個槳葉3和一空氣分布器4。如圖2-3所不,該空氣分布器4包括一支座20、一進氣管41、一環形總管42和多個分流管420。使用時，如圖1所示，通過該進氣管41通入壓縮空氣，壓縮空氣將充滿該環形總管42并由該些分流管420射出，形成串狀大氣泡。與此同時，該旋轉軸2受到該罐體I頂端的電動機驅動并帶動該些槳葉3旋轉，以便將大氣泡打碎成小氣泡并溶解于發酵液中。經該些分流管420射出的空氣流理論上是均勻分布的，但在測試實驗和實際使用過程中發現靠近該進氣管41的管口處的空氣流量仍大于遠離該進氣管41的管口處空氣流量，即一側氣量較大而另一側氣量較小，從而引起該旋轉軸2和該些槳葉3的受到很大的徑向沖力，不僅會對罐壁造成較大的撞擊，也會使得該旋轉軸2和該些槳葉3偏離軸向旋轉振動，因此嚴重地影響了該旋轉軸2、該些槳葉3和該罐體I的壽命。因此，研究并開發一種能夠緩解徑向沖擊力的空氣分布器尤為必要。

發明內容
本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中的空氣分布器存在徑向沖擊力過大的缺陷，提供一種空氣分布器和包含其的發酵罐，該空氣分布器具有徑向沖擊力小的優點。本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的一種空氣分布器，其包括一進氣管、一環形總管和多個分流管，其特點在于，該空氣分布器還包括一流體變向部件，該流體變向部件用于將流線沿著該環形總管的徑向的流體變向為流線與該徑向呈一夾角的流體。較佳的，該流體變向部件用于將流線沿著該環形總管的徑向的流體變向為流線與該徑向呈一夾角且位于該環形總管的徑向和該環形總管的軸向所確定的平面內的流體。較佳的，該流體變向部件為一圓臺，該圓臺的母線與該圓臺的軸線的夾角為1°至30。。較佳的,該流體變向部件為一空心圓臺，該空心圓臺的母線與該空心圓臺的軸線的夾角為1°至30°。 較佳的，該流體變向部件為一環形截面的套筒，該套筒的軸線與該環形總管的軸
線重合。較佳的，每一分流管的口徑與該分流管和該環形總管的管口之間的距離正相關。較佳的，該些分流管均布于該環形總管的管壁上。較佳的，該環形總管的環形面為圓環形。一種發酵罐，其包括一罐體、一旋轉軸和多個槳葉，其特點在于，該發酵罐還包括如上所述的空氣分布器。本發明的積極進步效果在于本發明提供了一種空氣分布器。通過增加該流體變向部件，該空氣分布器具有徑向沖擊力小的優點。


圖1為現有的發酵罐的立體圖。圖2為現有的空氣分布器的立體圖。圖3為圖2中的空氣分布器沿CC線的剖視圖。圖4為本發明較佳實施例的空氣分布器的正視圖。圖5為本發明較佳實施例的空氣分布器的俯視圖。圖6為本發明較佳實施例的發酵罐的正視圖。附圖標記說明現有的發酵罐罐體1旋轉軸2槳葉3空氣分布器4支座20進氣管41環形總管42分流管420本實施例的發酵罐罐體5旋轉軸6槳葉7空氣分布器8流線9支座60進氣管81環形總管82套筒83分流管820
具體實施方式
下面舉個較佳實施例，并結合附圖來更清楚完整地說明本發明。如圖4-5所示，本實施例的空氣分布器8包括一進氣管81、一環形總管82、多個分流管820和一環形截面的套筒83，該套筒83的軸線與該環形總管82的軸線重合。該些分流管820的口徑相等且均布于該環形總管82的管壁上，該環形總管82的環形面為圓環形。該套筒83的直徑小于該環形總管82的直徑的。該環形總管82的環形面也不限于圓環形，還可以是多邊環形，例如正六邊環形或正八邊環形，只要能夠改變由該些分流管820噴射出的流體的流向即可。該套筒83用于將流線沿著該環形總管82的徑向的流體變向，以便使得變向后的流線與該徑向呈一夾角且位于該環形總管82的徑向和該環形總管82的軸向所確定的平面內，即由徑向運動轉變成軸向運動，如圖4中流線9所示，因此緩解了對旋轉軸、槳葉和罐體的徑向沖擊力。在生產時，該流體變向部件也不限于套筒狀，一些實體圓臺或空心圓臺也可以使 用，并且也能夠實現阻擋流體而達到改變流體方向的功能，最終也能夠達到緩解流體對旋轉軸、槳葉和罐體的徑向沖擊力的技術效果。生產制作中發現，該圓臺的母線與該圓臺的軸線的夾角為1°至30°的情況下效果較好。另外，研發實驗過程中發現在每一分流管的口徑與該分流管和該環形總管的管口之間的距離正相關的設計情況下，即靠近該環形總管的分流管的口徑較小，而遠離該環形總管的分流管的口徑較大的情況下，還能夠緩解對該套筒的徑向沖擊力，并達到更佳的使用效果。如圖6所示，本實施例還提供了一種發酵罐，其包括一罐體5、一旋轉軸6、多個槳葉7、一支座60和如上所述的空氣分布器8。使用時，如圖4-6所示，通過該進氣管81通入壓縮空氣，壓縮空氣將充滿該環形總管82并由該些分流管820射出，形成串狀大氣泡。與此同時，該旋轉軸6受到該罐體5頂端的電動機驅動并帶動該些槳葉7旋轉，以便將大氣泡打碎成小氣泡并溶解于發酵液中。由于該套筒83具有流體變向功能，將原本沿著該環形總管82的徑向的流體變向為沿著該環形總管82的軸向運動，因此緩解了對旋轉軸、槳葉和罐體的徑向沖擊力。雖然以上描述了本發明的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發明的保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種空氣分布器，其包括一進氣管、一環形總管和多個分流管，其特征在于，該空氣分布器還包括一流體變向部件，該流體變向部件用于將流線沿著該環形總管的徑向的流體變向為流線與該徑向呈一夾角的流體。
2.如權利要求1所述的空氣分布器，其特征在于，該流體變向部件用于將流線沿著該環形總管的徑向的流體變向為流線與該徑向呈一夾角且位于該環形總管的徑向和該環形總管的軸向所確定的平面內的流體。
3.如權利要求2所述的空氣分布器，其特征在于，該流體變向部件為一圓臺，該圓臺的母線與該圓臺的軸線的夾角為1°至30°。
4.如權利要求2所述的空氣分布器，其特征在于，該流體變向部件為一空心圓臺，該空心圓臺的母線與該空心圓臺的軸線的夾角為1°至30°。
5.如權利要求2所述的空氣分布器，其特征在于，該流體變向部件為一環形截面的套筒，該套筒的軸線與該環形總管的軸線重合。
6.如權利要求1所述的空氣分布器，其特征在于，每一分流管的口徑與該分流管和該環形總管的管口之間的距離正相關。
7.如權利要求1所述的空氣分布器，其特征在于，該些分流管均布于該環形總管的管壁上。
8.如權利要求1-7中任意一項所述的空氣分布器，其特征在于，該環形總管的環形面為圓環形。
9.一種發酵罐，其包括一罐體、一旋轉軸和多個槳葉，其特征在于，該發酵罐還包括權利要求1-8中任意一項所述的空氣分布器。
全文摘要
本發明提供一種空氣分布器和包含其的發酵罐，該空氣分布器包括一進氣管、一環形總管和多個分流管，該空氣分布器還包括一流體變向部件，該流體變向部件用于將流線沿著該環形總管的徑向的流體變向為流線與該徑向呈一夾角的流體。本發明通過使用該流體變向部件，緩解了對旋轉軸、槳葉和罐體的徑向沖擊力。
文檔編號C12M1/04GK102994372SQ201210476629
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月21日 優先權日2012年11月21日
發明者虞軍, 石榮華 申請人:上海亞達發攪拌設備有限公司