一种简易发酵罐水蒸汽液化器的制作方法

1.本实用新型属于生物化工领域，具体涉及一种简易发酵罐水蒸汽液化器。


背景技术：

2.发酵工程，是指采用分子生物学结合微生物工程技术手段，利用改良的或从自然界中分离得到的微生物作为发酵菌种，借助其自身具有的某些特定功能，按照预定的目标有目的性的生产出人类所需的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程作为生物工程的一个最主要分支学科，其内容包括菌种的分离、培养基的配制、发酵条件的优化调控、代谢产物的提取纯化等几个方面。发酵不仅仅体现在食品领域，还存在于医药品、化妆品、能源、环境等领域。因此，发酵在生物技术应用的产业化推广中扮演着角色绝对是不可或缺的，发挥的作用肯定是非常关键的，而且它几乎是渗透到了我们日常生活中的方方面面，拥有着极为广阔的应用前景和巨大的发展潜力。
3.然而目前发酵技术在实际生产的应用中，不可避免的存在着许多大大小小的问题，这些问题的产生或多或小会影响甚至阻碍到发酵车间正常的工艺生产，其中当属灭菌环节中排放的大量水蒸汽的有效处理问题最为突出，已在很大程度上严重妨碍到了中小型企业车间工人的有序作业以及降低了其工作积极性和生产效率，对于企业的整体经济收益的平稳、持续的增长带来了不良的影响和后果。


技术实现要素：

4.为了弥补现有技术的不足，本实用新型提供一种简易发酵罐水蒸汽液化器的技术方案。
5.一种简易发酵罐水蒸汽液化器，其特征在于包括水箱和换热器，所述水箱内配合设置搅拌器、第一喷头、第二喷头、第三喷头及溢流管，所述换热器包括用以流通冷却液的换热器内腔和配合安装于换热器内腔中并用以流通水蒸汽的换热管，所述换热器内腔一端配合连接冷却液进液管，另一端配合连接冷却液出液管，所述冷却液出液管与第一喷头配合连接，所述冷却液进液管还通过第三管道与第二喷头配合连接，所述换热管一端配合连接水蒸汽进气管，另一端配合连接水蒸汽出气管，所述水蒸汽出气管与第三喷头配合连接。
6.所述的一种简易发酵罐水蒸汽液化器，其特征在于所述溢流管通过第一管道配合连接排放筒。
7.所述的一种简易发酵罐水蒸汽液化器，其特征在于所述第一管道部分位于水箱内部，部分从水箱内部穿出，穿出部分配合连接排放筒。
8.所述的一种简易发酵罐水蒸汽液化器，其特征在于所述排放筒内配合设置第四喷头，所述第四喷头通过第二管道与所述冷却液出液管配合连接。
9.所述的一种简易发酵罐水蒸汽液化器，其特征在于所述水蒸汽出气管与第三喷头通过设置的螺旋管配合连接，所述螺旋管位于所述水箱内。
10.所述的一种简易发酵罐水蒸汽液化器，其特征在于所述第一喷头为雾化喷头，所
述第二喷头和第三喷头为扁嘴喷头。
11.所述的一种简易发酵罐水蒸汽液化器，其特征在于所述第三管道还通过第四管道与水蒸汽出气管配合连接。
12.所述的一种简易发酵罐水蒸汽液化器，其特征在于所述冷却液进液管上设置第一阀门，所述第三管道上设置第二阀门，所述水蒸汽进气管上设置第三阀门。
13.所述的一种简易发酵罐水蒸汽液化器，其特征在于所述换热管为螺旋形结构。
14.所述的一种简易发酵罐水蒸汽液化器，其特征在于所述冷却液进液管上设置流量计。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.1)用水、用电量较少，最后收集的水还能循环利用，而且对场地占用空间小，自身结构简单，具有良好应用前景；
17.2)安全且环保，该装置凭借高效平稳的工作效率，在短时间内即可完成水蒸气的充分液化，确保蒸汽不会进入车间或大气中，进而避免了局部高温高湿环境的出现；
18.3)既经济又很实用，制作成本低廉，整套设备依据发酵罐大小的不同，一般价格在几十至上百之间；
19.4)改进空间大，应用面较广，在此装置的基础加以适当的改良，还可用于臭气、尾气等废气以及高温废水的高效处理；
20.5)有效避免水蒸气不能充分液化而从液体中脱离进入水箱空气中导致水蒸气在水箱液面上的大量聚集，并且不需要依靠泄压器单借助溢流管就能维持水箱内的压力恒定和水箱中水体的更换。
附图说明
21.图1为本实用新型结构示意图；
22.图2为本实用新型中溢流管内部结构示意图；
23.图3为本实用新型中搅拌器的搅拌头结构示意图。
具体实施方式
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”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。
25.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
26.参阅图1-3，一种简易发酵罐水蒸汽液化器，包括水箱1和换热器2，所述水箱1内配合设置搅拌器3、第一喷头4、第二喷头5、第三喷头6及溢流管7，所述换热器2包括用以流通冷却液的换热器内腔和配合安装于换热器内腔中并用以流通水蒸汽的换热管200，所述换热器内腔一端配合连接冷却液进液管8，另一端配合连接冷却液出液管9，所述冷却液出液管9与第一喷头4配合连接，所述冷却液进液管8还通过第三管道10与第二喷头5配合连接，所述换热管200一端配合连接水蒸汽进气管11，另一端配合连接水蒸汽出气管20，所述水蒸
汽出气管20与第三喷头6配合连接。
27.作为优化：所述溢流管7通过第一管道13配合连接排放筒14，所述第一管道13部分位于水箱1内部，部分从水箱1内部穿出，穿出部分配合连接排放筒14。所述排放筒14内配合设置第四喷头16，所述第四喷头16通过第二管道17与所述冷却液出液管9配合连接。
28.作为优化：所述水蒸汽出气管20与第三喷头6通过设置的螺旋管18配合连接，所述螺旋管18位于所述水箱1内。
29.作为优化：所述第三管道10还通过第四管道24与水蒸汽出气管20配合连接。
30.作为优化：所述冷却液进液管8上设置第一阀门19，所述第三管道10上设置第二阀门23，所述水蒸汽进气管11上设置第三阀门21。
31.作为优化：所述换热管200为螺旋形结构。
32.作为优化：所述冷却液进液管8上设置流量计22。
33.所述水箱1为立式结构，长宽高比值为2：1：1，拥有四个支脚，长度约为10cm，箱体正面由钢化玻璃制成，厚度为4cm。
34.在上述结构中，所述第一喷头4和第四喷头16为雾化喷头，所述第二喷头5和第三喷头6为扁嘴喷头。
35.所述水箱1内部挨着底面上端装有一个搅拌器3，该搅拌器3为可控搅拌器，采用不锈钢材质，共一层，3个垂直的长方形扇叶，通过搅拌器开关能够控制搅拌器的转速，保证水体缓慢匀速流动，主要用于增大水体在流动中与从第三喷头6处喷出的水汽混合物换热面积，以加快水蒸气的冷却液化，第二喷头5有三个，以等间距不同朝向排列并连接在螺旋管18下端的导管上，主要是使水汽混合物能均匀分散的进入到不同层面的冷却水中，从而最大程度增加换热面积以提高液化效率，螺旋管18为全铜材质，总长根据水箱和处理水蒸气量的大小不同，可自主制定，其外表面附加了一层散热片，用于加快热量的传递和释放，且管身全部浸没于水体中，其上端与水蒸汽出气管20远地面端连接水蒸汽出气管20在近地面端与换热器2中的上顶面中心点衔接连通，与地面构成一定倾斜角，主要将水汽混合物运送至水箱1内，所述换热器2为不锈钢材质，长度和直径比根据水箱1和处理水蒸气量的大小可自主制定，其中只有一根螺旋状的换热管200，用于增加水蒸气在换热器内的滞留时间和换热面积，以提高液化效率。在换热器2下底面中心圆点与两侧分别接近顶面和底面的位置，各延伸出一段贯通换热器内部的管道，靠近上顶面的为冷却液出液管9，下底面则为冷却液进液管8以及由外向内衔接在下底面中心处的管道水蒸汽进气管11。冷却液进液管8为主管道，其上拥有一个呈一定倾斜角的分支管道，即第三管道10，在靠近与第三管道10连接处安装了第一阀门19，优选为手动阀，主要用于控制管道的开关，控制冷却水的进入。第三管道10上接近第一阀门19的位置出现另一个分支管道，即第四管道24；第四管道24架设于第三管道10和水蒸汽出气管20之间，主要用于将来自冷却液进液管8的冷却水导入水蒸汽出气管20中，让水汽混合物与冷却水在管道连接处相汇合，充分混合换热后，一起进入水箱1内。第三管道10在远地面端呈直角左拐笔直进入水箱1内，与处于水箱1内的两个可拆卸第二喷头5连通，两个第二喷头5间隔一定距离，全部伸入水体中，且均与水箱1底面平行，能使冷却水呈扇形均匀的进入到水箱1，用于部分水体的更换和较低水温的维持。水蒸汽进气管11上装有一个第三阀门21，优选为手动阀门，主要用于控制水蒸气的进入。
36.水箱1内部靠近左侧位置装有两个溢流管7，溢流管7为不锈钢材质，长度和直径比
根据水箱1和处理水蒸气量的大小不同，可制定合适比例，其上的两侧长方形条状开口要高于水箱1内螺旋管18最上端与水蒸汽出气管20的交接点，主要用于箱内压力的平衡和液面水位的控制以及排出一部分未完全液化的蒸汽以减轻箱内其他部件的工作负担，溢流管7下端与第一管道13衔接贯通，用于将部分溢出的水体及水蒸气主动引导至较大直径排放筒14中，第一管道13由两段相互垂直的管道构成，部分竖直的管道处于水箱1内部靠近左侧面位置，其余部分暴露在水箱1外底部，排放筒14平躺在地面上，共有大小与材质一致的两个，且两者首尾相接，前后分布，具有疏水扩容器的功能，两者之间串联着一根靠近筒状管道下端的导管，用于水体的输送和排放，另外在排放筒14内底面靠近上端的位置各装有一个第四喷头16，第四喷头16可进一步液化夹带在水体中的热空气和少部分水蒸气。第二管道17安放在排放筒14正上方，可根据筒状管道大小，可自主设定高度，为冷却液出液管9的扩展管道之一，主要用于水体的输送和引导至排放筒14内。冷却液出液管9的主体与地面构成一定倾斜角，上下两段与主体构成90
°
，另外，第一喷头4有三个，等间距且平行排列与水箱1顶部内壁，第一喷头4为全铜材质，能将从冷却液出液管9流进的冷却水以雾化的形式覆盖到液面以上部分，主要用于增大从水体中溢出的水蒸气和热空气的换热面积，进一步促进水蒸气液化和热空气冷却。
37.水箱1底面另外接入一根排水管，排水管上装有阀门，用于装置不工作时控制箱内储水的排放。
38.本实用新型使用步骤如下：
39.开启第三阀门21，让蒸汽流向换热器2的换热管200中，同时开启第一阀门19和第二阀门23进冷却水，冷却水进入并充满换热器2内腔，并顺着冷却液出液管9流向第一喷头4，通过第一喷头4以水雾状气体形式覆盖水箱1中冷却水液面以上部分，从第二管道17走的部分冷却水则流入位于排放筒14中的第四喷头16，同样以水雾状气体形式覆盖管道前半部分，一部分冷却水经第三管道10流向第二喷头5，经第二喷头5，冷却水呈扇形向水箱1内的不同区域冷却水中源源不断的注入，冷却水在途经换热器2时完成对进入换热管200中的水蒸气的热交换过程以实现对水蒸气的初步液化降温目标，部分液化的水蒸气与从第四管道24流过来的冷却水在水蒸汽出气管20内汇合后，经和螺旋管18进入水箱1到达第一喷头4处，经第一喷头4使夹带冷却水的水蒸气呈扇形朝着不同方向均匀的进入水体中，此时开启位于接近箱底的搅拌器3，使其工作带动水体按顺时针方向缓慢流动，又由于溢流管7的存在会使超过一定液位的温水经第一管道13送到排放筒14中，最后从排放筒14排出去。
40.本发明解决问题的突出特点在于实现了水蒸气与冷却水发生最大面积的换热以达到充分液化目标，在本装置中共设置了至少八道关卡就是为了能让水与汽进行最大程度的换热与液化，其中又属换热器和第四管道24的引入以及喷头发挥的作用最大，特别是全铜高雾化喷头，通过喷头巧妙的结构能使进入喷头的冷却水完全转化成水雾的形式呈现出来，在某种程度上，最大限度的增加了与进入水箱内液面以上部分或者逃逸至筒状管道中的水蒸气的换热面积，使水蒸气的液化达到最为理想的状态。
41.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新
型各实施例技术方案的范围。