[發明專利]一種分形階躍通道式雙重乳液微流控量產裝置

有效

• 申請號: 202111128784.2
• 申請日: 2021-09-26
• 公開（公告）號: CN113893890B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 陳永平;盧悅;李波;劉向東
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;B01J13/02
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 王雪

1.一種分形階躍通道式雙重乳液微流控量產裝置，其特征在于：包括一級乳化模塊(12)、二級乳化模塊(13)和雙重乳液輸送通道(21)，所述一級乳化模塊(12)包括若干并行的一級乳化單元，所述一級乳化單元包括內相流體輸送通道(121)、一級等深度楔形流動截面漸擴結構(122)、一級變深度縱向突擴階躍結構(123)和中間相流體輸送通道(124)，所述內相流體輸送通道(121)的出口與所述一級等深度楔形流動截面漸擴結構(122)的入口連接，所述一級等深度楔形流動截面漸擴結構(122)的出口與所述一級變深度縱向突擴階躍結構(123)的入口連接，所述中間相流體輸送通道(124)連通一級變深度縱向突擴階躍結構(123)的底部，所述二級乳化模塊(13)包括若干并行的二級乳化單元，所述二級乳化單元包括二級等深度楔形流動截面漸擴結構(131)、二級變深度縱向突擴階躍結構(132)和外相流體輸送通道(133)，所述一級變深度縱向突擴階躍結構(123)的出口與所述二級等深度楔形流動截面漸擴結構(131)的入口連接，所述二級等深度楔形流動截面漸擴結構(131)的出口與所述二級變深度縱向突擴階躍結構(132)的入口連接，所述外相流體輸送通道(133)連通二級變深度縱向突擴階躍結構(132)的底部，所述一級等深度楔形流動截面漸擴結構(122)和二級等深度楔形流動截面漸擴結構(131)的漸擴角度β范圍為10～35°，所述一級變深度縱向突擴階躍結構(123)和二級變深度縱向突擴階躍結構(132)的深度分別至少為一級等深度楔形流動截面漸擴結構(122)和二級等深度楔形流動截面漸擴結構(131)的2倍，所述雙重乳液輸送通道(21)與二級變深度縱向突擴階躍結構(132)的出口連接；還包括具有分形結構的內相流體分配模塊(11)，所述內相流體分配模塊(11)包括依次連通的內相流體主通道(111)和內相流體子通道(112)，所述內相流體主通道(111)分叉形成兩個內相流體子通道(112)，每個內相流體子通道(112)又分叉形成下一級的兩個內相流體子通道，直至內相流體分配模塊(11)的末端形成2ⁿ個內相流體子通道，n為內相流體子通道的分形級數，取自然數，第n級內相流體子通道與所述內相流體輸送通道(121)的入口連通；還包括具有分形結構的中間相流體供液分配模塊(32)和外相流體供液分配模塊(33)，所述中間相流體供液分配模塊(32)包括依次連接的中間相流體供液通道(323)、中間相流體主通道(321)和中間相流體子通道(322)，所述中間相流體主通道(321)分叉形成兩個中間相流體子通道(322)，每個中間相流體子通道(322)又分叉形成下一級的兩個中間相流體子通道，直至中間相流體供液分配模塊(32)的末端形成2^j個中間相流體子通道，j為中間相流體子通道(322)的分形級數，第j級中間相流體子通道與所述中間相流體輸送通道(124)的入口連接，所述外相流體供液分配模塊(33)包括依次連接的外相流體供液通道(333)、外相流體主通道(331)和外相流體子通道(332)，所述外相流體主通道(331)分叉形成兩個外相流體子通道(332)，每個外相流體子通道(332)又分叉形成下一級的兩個外相流體子通道，直至外相流體供液分配模塊(33)的末端形成2^k個外相流體子通道(332)，k為外相流體子通道(332)的分形級數，第k級外相流體子通道與所述外相流體輸送通道(133)的入口連接，其中j＝k＝n。

2.根據權利要求1所述一種分形階躍通道式雙重乳液微流控量產裝置，其特征在于：第i-1級內相流體子通道的長度l_i-1與第i級內相流體子通道的長度l_i之間滿足第i-1級內相流體子通道的水力半徑d_i-1與第i級內相流體子通道的水力半徑d_i之間滿足其中，Δ為長度分形維數。

3.根據權利要求2所述一種分形階躍通道式雙重乳液微流控量產裝置，其特征在于：所述內相流體分配模塊(11)、一級乳化模塊(12)和二級乳化模塊(13)均設置在通道板(1)內，所述雙重乳液輸送通道(21)設置在蓋板(2)內，所述內相流體供液通道(31)、中間相流體供液分配模塊(32)和外相流體供液分配模塊(33)均設置在供液底板(3)內，所述蓋板(2)、通道板(1)和供液底板(3)自上而下依次密封連接。