一种发酵罐的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种发酵罐，包括罐体和圆柱螺旋式加热管。该圆柱螺旋式加热管位于罐体内部，并且圆柱螺旋式加热管的环绕轴与上述罐体的中心轴相重合。同时，上述罐体的直径为上述圆柱螺旋式加热管的直径的300～400倍。本实用新型发酵罐在使用过程中加热管道内部不易出现集气现象，从而可以提高换热效率。
【专利说明】
_种发酵罐
技术领域
[0001]本实用新型涉及发酵设备技术领域，尤其涉及一种发酵罐。【背景技术】
[0002]发酵罐属于一种可利用微生物将有机物降解为可利用气体和/或可利用液体的容器。根据微生物发酵的特点，发酵罐内的微生物需要在一定的温度范围下才能保持必要的活性，因此，需要对发酵罐中的料液进行加热。现有发酵罐1的加热管道多是一种安装于发酵罐内壁上的蛇形加热管11，详见图1。这种蛇形加热管11在使用时，容易在加热管道顶部的弯折处12出现集气现象，即气体不易或无法排出，从而影响换热效率。【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种发酵罐，该发酵罐在使用过程中加热管道内部不易出现集气现象，从而可以提高换热效率。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为:
[0005]本实用新型提供了一种发酵罐，其包括罐体和圆柱螺旋式加热管；上述圆柱螺旋式加热管位于罐体内部，并且上述圆柱螺旋式加热管的环绕轴与上述罐体的中心轴相重合;上述罐体的直径为上述圆柱螺旋式加热管的直径的300?400倍。
[0006]采用这种结构，使用时，在上述圆柱螺旋式加热管的进口注入热水，进入其中的热水可沿着圆柱螺旋式加热管的螺旋结构流至圆柱螺旋式加热管的出口以完成换热，由于上述圆柱螺旋式加热管在竖直空间上没有蛇形加热管所具有的弯折处，不易出现集气现象， 从而大幅提高了换热效率;圆柱螺旋式加热管的环绕轴与罐体的中心轴相重合是指两条轴大致重合，这种结构设计保证了圆柱螺旋式加热管对罐体内部进行较为均匀的加热；上述罐体的直径与圆柱螺旋式加热管的直径的关系将会影响其对罐体内部的加热，当罐体的直径一定时，若所用圆柱螺旋式加热管的直径很小，就难以保证其对罐体内部尤其是中心部位的加热，若所用圆柱螺旋式加热管的直径很大，圆柱螺旋式加热管供应热量过多，则又导致罐体内部温度过高，不利于罐体内部物料的发酵，结合一定的实验研究，上述罐体的直径为上述圆柱螺旋式加热管的直径的300?400倍时，可保证上述罐体内部较好的供热。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，上述圆柱螺旋式加热管与上述罐体的内壁相接合，或者上述圆柱螺旋式加热管与上述罐体的内壁之间的距离为50?100mm。上述圆柱螺旋式加热管与罐体内壁相接合的结构，使得上述圆柱螺旋式加热管便于安装，但是这种结构设计导致圆柱螺旋式加热管中的一部分热量传递给了罐体内壁，而并未直接用来加热罐体内部的物料，造成热量的浪费;但若上述圆柱螺旋式加热管与罐体内壁之间的距离过大，又导致安装不便，增加了本实用新型发酵罐的安装使用成本，综合热量利用与安装成本两方面因素，上述圆柱螺旋式加热管与上述罐体的内壁可直接相接合，或者上述圆柱螺旋式加热管与上述罐体的内壁之间的距离优选为50?100mm。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，上述圆柱螺旋式加热管的螺距为上述圆柱螺旋式加热管的直径的2?4倍。当上述圆柱螺旋式加热管的直径为一定值时，如果上述圆柱螺旋式加热管的螺距过大，则可导致罐体内部竖直空间上热量分布的不均，若上述圆柱螺旋式加热管的螺距过小，则又导致罐体内部竖直空间上热量过大，罐体内部温度过高，不利于罐体内部物料的发酵，结合一定的实验研究，上述圆柱螺旋式加热管的螺距为上述圆柱螺旋式加热管的直径的2?4倍时，既可保证罐体内部热量分布的均匀，又较大可能的避免了罐体内部温度过高的现象。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，上述圆柱螺旋式加热管的数量为多段，多段上述圆柱螺旋式加热管沿着上述罐体的轴向等距地间隔开。一般情况下，发酵罐的体积均较大， 为使得罐体内部保持一定温度，在罐体内部竖直空间上其所需加热的范围就比较大，若一个发酵罐只使用一段圆柱螺旋式加热管，要保证发酵罐内部竖直空间内的均匀加热，就需要较长的圆柱螺旋式加热管，则会导致圆柱螺旋式加热管本身负重较大，圆柱螺旋式加热管内部存在较大的应力，不利于上述圆柱螺旋式加热管的长期使用，因此上述圆柱螺旋式加热管可分为多段，而多段上述圆柱螺旋式加热管沿着上述罐体的轴向等距地间隔开，则保证罐体内部在竖直方向上上、中、下等多个位置的均匀加热。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，任意两段相邻的上述圆柱螺旋式加热管之间的最短间距为上述圆柱螺旋式加热管的直径的2?4倍。当上述圆柱螺旋式加热管的直径一定时，若相邻两段圆柱螺旋式加热管之间的最短间距过小，则可能导致罐体内部热量较大，罐体内部温度较高，不利于罐体内部物料的发酵，也会造成能源的浪费，如果相邻两段圆柱螺旋式加热管之间的最短间距过大，则又导致罐体内部竖直方向上的热量分布不均，罐体内部局部位置温度较低，也不利于罐体内部物料的发酵，结合一定的实验研究，任意两段相邻的上述圆柱螺旋式加热管之间的最短间距优选为上述圆柱螺旋式加热管的直径的2?4倍时，可最大可能的保证罐体内部热量分布的均匀。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，上述圆柱螺旋式加热管的内径为70?90mm，上述圆柱螺旋式加热管的数量为2?4段，每一段上述圆柱螺旋式加热管的圈数为3?6圈。若上述圆柱螺旋式加热管的内径过小，则换热面积小，加热效率低，罐体内部温度较低，不利于罐体内部物料发酵，而如果上述圆柱螺旋式加热管的内径过大，虽然加热效率变高，但圆柱螺旋式加热管本身负重较大，其内部存在较大的应力，不利于圆柱螺旋式加热管的长期使用，且内径增加也会增加上述圆柱螺旋式加热管的生产和制造成本，不利于本实用新型发酵罐的推广使用，因此，本实用新型发酵罐所用圆柱螺旋式加热管的内径优选为70?90mm; 上述圆柱螺旋式加热管的数量与罐体内部的温度有关，其数量越多，罐体内部的温度也就越高，但若数量过多，则可能导致罐体内部温度过高，不利于罐体内部物料的发酵，且会增加本实用新型发酵罐的生产和使用成本，如果上述圆柱螺旋式加热管的数量过少，又导致罐体内部温度过低，不利于发酵罐内部物料的发酵，因此，本实用新型发酵罐所用圆柱螺旋式加热管的数量优选为2?4段；当上述圆柱螺旋式加热管的螺距一定时，每一段圆柱螺旋式加热管的圈数越多，其在罐体内部竖直空间上所能加热的区间范围也就越大，但圈数的增加也会增加圆柱螺旋式加热管本身的负重，导致圆柱螺旋式加热管内部应力的增大，不利于圆柱螺旋式加热管的长期使用，因此，本实用新型发酵罐所用每一段圆柱螺旋式加热管的圈数优选为3?6圈。
[0012]作为本实用新型的进一步改进，在上述圆柱螺旋式加热管的外表面上设置有散热翅片。采用这种结构，可进一步增加圆柱螺旋式加热管的换热效率，有利于保证本实用新型发酵罐的罐体内部的温度。
[0013]作为本实用新型的进一步改进，上述圆柱螺旋式加热管的进口高于所述圆柱螺旋式加热管的出口。采用这种结构，在使用时，进入圆柱螺旋式加热管进口的热水，在重力作用下可容易地自进口沿螺旋结构流至出口处以完成换热，使得进入加热管中的热水不需要另外的驱动装置来完成换热，减少了能量的浪费。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，上述圆柱螺旋式加热管所用的材料为Q235钢。 Q235钢含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，可满足本实用新型发酵罐所用圆柱螺旋式加热管的使用条件，且相比与其他特殊钢而言，其价格便宜，降低本实用新型发酵罐的生产和使用成本。
[0015]作为本实用新型的进一步改进，上述发酵罐还包括与上述罐体相匹配的盖体、搅拌器和进料绞龙;上述搅拌器设置于上述罐体内部，上述进料绞龙设置于上述罐体的上部。【附图说明】
[0016]以下附图仅旨在对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。
[0017]图1为现有技术当中发酵罐所用蛇形加热管的结构及安装位置的示意图；
[0018]图2为本实用新型实施例发酵罐所用圆柱螺旋式加热管的结构及安装位置的示意图；
[0019]图3为本实用新型实施例发酵罐的结构示意图。【具体实施方式】
[0020]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0021]结合图2,本实用新型实施例提供了一种发酵罐2,其包括罐体21和圆柱螺旋式加热管22;上述圆柱螺旋式加热管22位于罐体21内部，并且上述圆柱螺旋式加热管22的环绕轴与上述罐体21的中心轴相重合;上述罐体21的直径为上述圆柱螺旋式加热管22的直径的 350倍;上述圆柱螺旋式加热管22的进口 221高于出口 222。
[0022]采用这种结构，使用时，在上述圆柱螺旋式加热管22的进口 221注入热水，在重力作用下，进入其中的热水可十分容易的沿着加热管的螺旋式结构流到上述圆柱螺旋式加热管22的出口 222以完成加热，由于上述圆柱螺旋式加热管22在竖直空间上没有蛇形加热管 11所具有的弯折处12(详见图1)，不易出现集气现象，从而大幅提高了换热效率，且换热用水在圆柱螺旋式加热管22中的流动完全是在重力作用下完成，不需要另外的驱动装置，减少了能量的浪费；圆柱螺旋式加热管22的环绕轴与罐体21的中心轴相重合是指两条轴大致重合，这种结构设计保证了圆柱螺旋式加热管22对罐体21内部进行较为均匀的加热；上述罐体21的直径与圆柱螺旋式加热管22的直径的关系将会影响圆柱螺旋式加热管22对罐体 21内部的加热，当罐体21的直径一定时，若所用圆柱螺旋式加热管22的直径很小，就难以保证其对罐体21内部尤其是中心部位的加热，若所用圆柱螺旋式加热管22的直径很大，圆柱螺旋加热管22供应的热量过多，则又导致罐体21内部温度过高，不利于罐体21内部物料的发酵，结合一定的实验研究，上述罐体21的直径为上述圆柱螺旋式加热管22的直径的350倍时，可保证上述罐体21内部较好的供热。此处，罐体21的直径与上述圆柱螺旋式加热管22的直径之间的倍数关系只是本实用新型实施例的一个优选方案，不能作为对本实用新型发酵罐2实施范围的限定，其倍数关系可以为300?400之间的任意值，若上述罐体21的直径为上述圆柱螺旋式加热管22的直径的300倍，亦可以保证罐体21内部的供热，但罐体21内部热量较大，罐体21内部的热量会通过罐体21逸散到空气当中，造成能源的浪费;而若上述罐体21 的直径为上述圆柱螺旋式加热管22的直径的400倍，也可以保证罐体21内部的供热，但是罐体21内部的温度会相对较低，对生产不利，故优选为350倍。[〇〇23]进一步地，上述圆柱螺旋式加热管22与上述罐体21的内壁之间的距离为80mm。若上述圆柱螺旋式加热管22与罐体21的内壁之间的距离过小或者相接合，则上述圆柱螺旋式加热管22的安装相对容易，但是这种结构设计导致圆柱螺旋式加热管22中的一部分热量传递给了罐体21的内壁，而并未直接用来加热罐体21内部的物料，造成热量的浪费;但若上述圆柱螺旋式加热管22与罐体21的内壁之间的距离过大，又导致安装不便，增加了本实用新型发酵罐的安装使用成本，综合热量利用与安装成本两方面因素，上述圆柱螺旋式加热管 22与上述罐体21的内壁之间的距离优选为80mm。此处，上述圆柱螺旋式加热管22与上述罐体21的内壁之间的距离值只是本实用新型实施例的一个优选方案，不能作为对本实用新型发酵罐2实施范围的限定，其具体距离值需依据实际情况进行设定。[〇〇24] 进一步地，上述圆柱螺旋式加热管22的螺距为上述圆柱螺旋式加热管22的直径的 3倍。当上述圆柱螺旋式加热管22的直径为一定值时，如果上述圆柱螺旋式加热管22的螺距过大，则可导致罐体21内部竖直空间上热量分布的不均，若上述圆柱螺旋式加热管22的螺距过小，则又导致罐体21内部竖直空间上热量过大，罐体21内部温度过高，不利于罐体21内部物料的发酵，结合一定的实验研究，上述圆柱螺旋式加热管22的螺距为上述圆柱螺旋式加热管22的直径的3倍时，既可保证罐体21内部热量分布的均匀，又较大可能的避免了罐体 21内部温度过高的现象。此处，上述圆柱螺旋式加热管22的螺距与上述圆柱螺旋式加热管 22的直径间的倍数关系只是本实用新型实施例的一个优选方案，不能作为对本实用新型发酵罐2实施范围的限定，上述倍数关系需结合实际情况而定。
[0025]进一步地，上述圆柱螺旋式加热管22的数量为3段，3段上述圆柱螺旋式加热管22 沿着上述罐体21的轴向等距地间隔开。一般情况下，本实用新型发酵罐2的体积较大，为使得罐体21内部保持一定温度，在罐体21内部竖直空间上其所需加热的范围就比较大，若对于一个发酵罐2只使用一段圆柱螺旋式加热管22,要保证发酵罐2内部竖直空间内的均匀加热，就需要较长的圆柱螺旋式加热管22,则会导致圆柱螺旋式加热管22本身负重较大，圆柱螺旋式加热管22内部存在较大的应力，不利于上述圆柱螺旋式加热管22的长期使用，因此， 上述圆柱螺旋式加热管22的数量优选为3段，而3段上述圆柱螺旋式加热管22沿着上述罐体 21的轴向等距地间隔开，则保证罐体21内部在竖直方向上上、中、下三个位置的均匀加热。 此处，上述圆柱螺旋式加热管22的数量及其在罐体21内部的分布方式只是本实用新型实施例的一个优选方案，不能作为对本实用新型发酵罐2实施范围的限定，上述圆柱螺旋式加热管22的数量及其分布方式均需结合实际情况而定。
[0026] 进一步地，任意两段相邻的上述圆柱螺旋式加热管22之间的最短间距为上述圆柱螺旋式加热管22的直径的3倍。当上述圆柱螺旋式加热管22的直径一定时，若相邻两段圆柱螺旋式加热管22之间的最短间距过小，则可能导致罐体21内部热量较大，罐体21内部温度较高，不利于罐体21内部物料的发酵，也会造成能源的浪费，如果相邻两段圆柱螺旋式加热管22之间的最短间距过大，则又导致罐体21内部竖直方向上的热量分布不均，罐体21内部局部位置温度较低，也不利于罐体21内部物料的发酵，结合一定的实验研究，任意两段相邻的上述圆柱螺旋式加热管22之间的最短间距优选为上述圆柱螺旋式加热管22的直径的3倍时，可最大可能的保证罐体21内部热量分布的均匀。此处，任意两段相邻的上述圆柱螺旋式加热管22之间的最短间距与上述圆柱螺旋式加热管22的直径之间的倍数关系只是本实用新型实施例的一个优选方案，不能作为对本实用新型发酵罐2实施范围的限定，上述倍数值需依据实际情况进行设定。[〇〇27]进一步地，上述圆柱螺旋式加热管22的内径为80mm，每一段上述圆柱螺旋式加热管22的圈数为4圈。若上述圆柱螺旋式加热管22的内径过小，则换热面积小，加热效率低，罐体21内部温度较低，不利于罐体21内部物料发酵，而如果上述圆柱螺旋式加热管22的内径过大，虽然加热效率变高，但圆柱螺旋式加热管22本身负重较大，其内部存在加大的应力， 不利于圆柱螺旋式加热管22的长期使用，且内径增加也会增加上述圆柱螺旋式加热管22的生产和制造成本，不利于本实用新型发酵罐2的推广使用，因此，本实用新型发酵罐2所用圆柱螺旋式加热管22的内径优选为80mm;当上述圆柱螺旋式加热管22的螺距一定时，每一段圆柱螺旋式加热管22的圈数越多，其在罐体21内部竖直空间上所能加热的区间范围也就越大，但圈数的增加也会增加圆柱螺旋式加热管22本身的负重，导致圆柱螺旋式加热管22内部应力的增大，不利于圆柱螺旋式加热管22的长期使用，因此，本实用新型发酵罐2所用每一段圆柱螺旋式加热管22的圈数优选为4圈。此处，上述圆柱螺旋式加热管22的内径大小及每一段上述圆柱螺旋式加热管22的圈数值只是本实用新型实施例的一个优选方案，不能作为对本实用新型发酵罐2实施范围的限定，上述内径大小及圈数大小需依据实际情况进行设定。[〇〇28]进一步地，上述圆柱螺旋式加热管22的截面为圆环，其所用的材料为Q235钢。在加热管道的截面面积相同的情况下，圆环的结构，使得上述圆柱螺旋式加热管22获得更大的换热面积，可进一步增加换热效率，有利于保证本实用新型发酵罐2的罐体21内部的温度； 而Q235钢含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，可满足本实用新型发酵罐2所用圆柱螺旋式加热管22的使用条件，且相比与其他特殊钢而言，其价格便宜，降低本实用新型发酵罐2的生产和使用成本。此处，上述圆柱螺旋式加热管22的截面形状及其所用材料只是本实用新型实施例的一个优选方案，不能作为对本实用新型发酵罐2 实施范围的限定，其截面形状及所用材料均需结合实际情况而定。[〇〇29]结合图3,进一步地，本实用新型发酵罐2还包括与上述罐21相匹配的盖体23、搅拌器24和进料绞龙25;上述搅拌器24设置于上述罐体21内部，上述进料绞龙25设置于上述罐体21的上部。在使用时，上述进料绞龙25用于物料的输入，上述搅拌器24可对罐体21内部的物料进行搅拌。
[0030]在本申请的描述中，将附图2中的X轴的箭头方向定义为竖直上方，而将其相反的反向定义为数值竖直下方，对于任何部件而言，靠近上方的部件定义为上部或者顶部，靠近下方的部位定义为底部或者下部。需要理解的是，术语“竖直”、“水平”、“上部”、“内”、“外”、 “轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0031]以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种发酵罐，其特征在于，所述发酵罐包括罐体和圆柱螺旋式加热管；所述圆柱螺旋式加热管位于所述罐体内部，并且所述圆柱螺旋式加热管的环绕轴与所 述罐体的中心轴相重合；所述罐体的直径为所述圆柱螺旋式加热管的直径的300?400倍。2.根据权利要求1中所述发酵罐，其特征在于，所述圆柱螺旋式加热管与所述罐体的内 壁相接合，或者所述圆柱螺旋式加热管与所述罐体的内壁之间的距离为50?100mm。3.根据权利要求2中所述发酵罐，其特征在于，所述圆柱螺旋式加热管的螺距为所述圆 柱螺旋式加热管的直径的2?4倍。4.根据权利要求1到3中任一项所述发酵罐，其特征在于，所述圆柱螺旋式加热管的数 量为多段，多段所述圆柱螺旋式加热管沿着所述罐体的轴向等距地间隔开。5.根据权利要求4所述发酵罐，其特征在于，任意两段相邻的所述圆柱螺旋式加热管之 间的最短间距为所述圆柱螺旋式加热管的直径的2?4倍。6.根据权利要求5所述发酵罐，其特征在于，所述圆柱螺旋式加热管的内径为70? 90mm，所述圆柱螺旋式加热管的数量为2?4段，每一段所述圆柱螺旋式加热管的圈数为3? 6圈。7.根据权利要求1到3中任一项所述发酵罐，其特征在于，在所述圆柱螺旋式加热管的 外表面上设置有散热翅片。8.根据权利要求1到3中任一项所述发酵罐，其特征在于，所述圆柱螺旋式加热管的进 口高于所述圆柱螺旋式加热管的出口。9.根据权利要求1到3中任一项所述发酵罐，其特征在于，所述圆柱螺旋式加热管所用 的材料为Q235钢。10.根据权利要求1到3中任一项所述发酵罐，其特征在于，所述发酵罐还包括与所述罐 体相匹配的盖体、搅拌器和进料绞龙；所述搅拌器设置于所述罐体内部，所述进料绞龙设置于所述罐体的上部。
【文档编号】C12M1/02GK205590664SQ201620307793
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】陈立东, 郝霄楠, 兰晓龙, 霍明志, 胡丽萍
【申请人】北京元易生物质能源科技有限责任公司