[發(fā)明專利]一種回流結(jié)構(gòu)被動(dòng)式微混合器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910312005.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN109985544B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛文杰;肖華芝;英豪;趙淇東;楊珊珊;孫久洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): B01F5/06
• 分類號(hào): B01F5/06;B01F13/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發(fā)明公開了一種回流結(jié)構(gòu)被動(dòng)式微混合器，包括第一入口通道、第二入口通道、第一通道、回流部和第二通道，所述回流部包括至少三個(gè)依次連通的回流單元，所述第一入口通道和第二入口通道均連通第一通道的首端，第一通道的末端通過(guò)所述回流部連通第二通道，所述第一通道與第二通道共軸線布置；通過(guò)回流單元兩條圓弧通道不同寬度，流體的流速存在差異，從而加劇了流體的不平衡碰撞，提高了混合強(qiáng)度；通過(guò)在寬度較大第一圓弧通道上設(shè)置回流通道，利用康達(dá)效應(yīng)，將第一圓弧通道內(nèi)的流體進(jìn)一步混合，并提高了第一圓弧通道的流速，增加了在匯合處的碰撞。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微混合器領(lǐng)域，具體涉及一種回流結(jié)構(gòu)被動(dòng)式微混合器。

背景技術(shù)

微混合器屬于微流控系統(tǒng)的研究范疇，是一種可以在微尺度條件下實(shí)現(xiàn)流體流動(dòng)、混合的裝置，它可以在傳統(tǒng)的生物化學(xué)分析領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)多種試劑的快速混合、反應(yīng)，充當(dāng)反應(yīng)器和混合器。

目前，微混合器根據(jù)是否借助外界能量輸入以完成混合可以分為兩大類：主動(dòng)式微混合器和被動(dòng)式微混合器。主動(dòng)式微混合器是通過(guò)施加外界能量，對(duì)微通道內(nèi)的流體進(jìn)行激勵(lì)，從而使流體分子間的擴(kuò)散程度加劇，引發(fā)流體高效、快速地混合，主要有攪拌式微混合器、電滋驅(qū)動(dòng)式微混合器、聲波驅(qū)動(dòng)式微混合器等。主動(dòng)式的優(yōu)點(diǎn)就是混合速度快、混合距離短。缺點(diǎn)是難以集成化，制造難度高，另外從經(jīng)濟(jì)性考慮，主動(dòng)式微混合器的成本也較高。

被動(dòng)式微混合器不需要額外的驅(qū)動(dòng)裝置提供能量支持，主要通過(guò)通道結(jié)構(gòu)強(qiáng)化流體間的分子擴(kuò)散和對(duì)流作用，相對(duì)于主動(dòng)式微混合器，被動(dòng)式微混合器以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定、易于集成等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛的應(yīng)用。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，被動(dòng)式微混合器為了增加流體的分子擴(kuò)散和對(duì)流作用，通過(guò)在通道內(nèi)設(shè)置阻擋塊，從而擾動(dòng)流體產(chǎn)生混合，但其通道邊界處的流動(dòng)損失很大，另一種平面式的微混合器加工簡(jiǎn)單，但混合效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種回流結(jié)構(gòu)被動(dòng)式微混合器，通過(guò)連續(xù)設(shè)置的多個(gè)回流單元，利用康達(dá)效應(yīng)使流體在混合過(guò)程中產(chǎn)生一定量的回流，流體在回流單元中經(jīng)過(guò)了分流、回流、碰撞后重新匯合，達(dá)到提高混合程度的效果。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種回流結(jié)構(gòu)被動(dòng)式微混合器，包括第一入口通道、第二入口通道、第一通道、回流部和第二通道，所述回流部包括至少三個(gè)依次連通的回流單元，所述第一入口通道和第二入口通道均連通第一通道的首端，第一通道的末端通過(guò)所述回流部連通第二通道，所述第一通道與第二通道共軸線布置。

更進(jìn)一步地，所述第一入口通道和第二入口通道以第一通道的中軸線為對(duì)稱軸，對(duì)稱布置。

待混合的兩種流體分別注入第一入口通道和第二入口通道，兩種流體分別流經(jīng)第一入口通道和第二入口通道，并在第一通道的首端匯合，混合后的流體流經(jīng)第一通道后進(jìn)入回流部，在回流部?jī)?nèi)進(jìn)一步混合后，到達(dá)第二通道，并通過(guò)第二通道的末端流出。

更進(jìn)一步地，所述回流單元包括第一圓弧通道和第二圓弧通道，所述第一圓弧通道和第二圓弧通道以第一通道的中軸線為對(duì)稱軸，對(duì)稱布置，第一圓弧通道的首端和第二圓弧通道的首端連通后，連通上一個(gè)回流單元或連通第一通道的末端，第一圓弧通道的末端和第二圓弧通道的末端連通后，連通下一個(gè)回流單元或連通第二通道。

更進(jìn)一步地，所述回流部的回流單元依次連通，一個(gè)回流單元的第一圓弧通道與下一個(gè)回流單元的第一圓弧通道分別位于第一通道的中軸線的兩側(cè)。

更進(jìn)一步地，所述第一入口通道、第二入口通道、第一通道、第二通道和第一圓弧通道的寬度均相等。

更進(jìn)一步地，所述第一圓弧通道和第二圓弧通道的內(nèi)圓半徑相等，且第一圓弧通道的寬度大于第二圓弧通道的寬度。