[實(shí)用新型]一種負(fù)流阻振蕩器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720418413.0
• 申請(qǐng)日: 2017-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN206731337U
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏煥明;王志平;吳嘉煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué);新加坡科技研究局
• 主分類號(hào): B05B1/08
• 分類號(hào): B05B1/08
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心32203
• 代理人: 唐代盛

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于微流控器件，特別是一種負(fù)流阻振蕩器。

背景技術(shù)

微流控是一項(xiàng)涉及到精密機(jī)械、流體力學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的交叉性科學(xué)技術(shù)，在生化分析、醫(yī)療診斷、藥物篩選等方面存在廣泛應(yīng)用，并具有效率高、所需試樣/試劑少、儀器設(shè)備便于小型化設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，因而在近年獲得了較快發(fā)展。

流體振蕩器廣泛應(yīng)用于流體的控制和測(cè)量、流體混合、傳熱增強(qiáng)、預(yù)防污染以及清潔通道、增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)等。傳統(tǒng)的宏觀流體振蕩器技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的比較成熟了，比如：Gopalan S.,Russell G.,et al.2009.High efficiency multiple throat fluidic oscillator.United States Patent.No.:2009/0236449，美國(guó)專利：2009/0236449A1；Stouffer R.D.,Santamarina A.2006.Fluidic oscillator and method，美國(guó)專利：7134609B1；Raghu S.2001.Feedback-free fluidic oscillator and method，美國(guó)專利:6253782B1等等，這些設(shè)計(jì)通常都依賴于流體慣性，且只在高流量的情況下工作。在低雷諾數(shù)情況下，特別是微流體領(lǐng)域下，相關(guān)的設(shè)計(jì)選擇還十分受限。

在之前，我們發(fā)明了一種振蕩器(Xia H.M.,Wang Z.P.,Fan W.,Wang Z.F.,A microfluidic device for altering a fluid flow and a microfluidic system including the microfluidic device,International Publication No.:WO 2012/036627A1)，主要包括一個(gè)主腔室以及一個(gè)彈性膜。但是這種振蕩器的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜且制作成本高；與此同時(shí)，由于該振蕩器的彈性膜的邊緣是不固定的，這也可能影響整個(gè)振蕩器的性能的一致性以及穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于負(fù)微分流阻原理(Negative differential flow resistance)的流體振蕩器(簡(jiǎn)稱負(fù)流阻振蕩器)，以解決層流流動(dòng)下，流體粘性力占主導(dǎo)、微觀流體振蕩器選擇受限的問(wèn)題。此外還進(jìn)一步優(yōu)化了現(xiàn)有技術(shù)的振蕩器結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高、穩(wěn)定性不夠的問(wèn)題。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案為：

一種負(fù)流阻振蕩器，包括入口、出口、腔室，所述入口位于腔室的上端，所述出口位于腔室的下端；所述腔室中間設(shè)有彈性結(jié)構(gòu)，并將腔室分隔成上腔室和下腔室；所述上腔室和下腔室之間設(shè)有產(chǎn)生恒定流阻的微流道，微流道將上腔室和下腔室連通。

一種負(fù)流阻振蕩器，包括入口、出口、腔室，所述入口位于腔室的上端，所述出口位于腔室的下端；彈性板的一端與腔室固定，另一端與腔室之間設(shè)有間隙作為微流道；彈性板形成一端固定的懸臂板的結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)：

(1)本實(shí)用新型中的彈性結(jié)構(gòu)邊緣是完全夾緊或者固定的狀態(tài)，魯棒性好。

(2)微通道、微孔的設(shè)計(jì)可以取代凹槽或者彈性結(jié)構(gòu)上的開口，更容易對(duì)器件性能進(jìn)行表征。

(3)彈性結(jié)構(gòu)與腔室可一體化加工或單獨(dú)加工。

(4)本實(shí)用新型的負(fù)流阻振蕩器可以通過(guò)彈性結(jié)構(gòu)的形變量計(jì)算出水容(fluid capacitance)，根據(jù)流道的長(zhǎng)度和橫截面積計(jì)算出流阻(flow resistance)，根據(jù)流體的密度等參數(shù)計(jì)算流體感應(yīng)系數(shù)(fluid inductance)等參數(shù)。

(5)本實(shí)用新型的振蕩器裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作控制更加方便。

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例1中單個(gè)微流道的負(fù)流阻振蕩器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是實(shí)施例1中多個(gè)微流道的負(fù)流阻振蕩器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是實(shí)施例1中彈性結(jié)構(gòu)與底板材料相同的負(fù)流阻振蕩器的多層結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是實(shí)施例1中彈性結(jié)構(gòu)與底板材料相同的負(fù)流阻振蕩器的三層結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是負(fù)流阻振蕩器實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是流阻振蕩器實(shí)施例3的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是負(fù)流阻振蕩器實(shí)施例3的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是負(fù)流阻振蕩器中彈性結(jié)構(gòu)與腔室為整體加工的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式