一种连续流动微混合器

本申请涉及微系统技术领域，特别地涉及一种连续流动微混合器。

背景技术：

微化工设备具有结构简单，无放大效应、操作条件易于控制和内在安全等优点，引起了众多研究者包括化学工程及相关领域人士的极大关注，其中微化工设备中的微系统又以微混合器作为核心。微混合器一般是指通过微加工和精密加工制造的小型反应系统，微混合器内流体的微通道尺寸再亚微米至亚毫米量级。

现有技术中的混沌型多级涡流微反应器，该反应器由多个首尾依次相连的八卦阳鱼型微反应室构成，反应介质通过细颈加压喷射撞击到反应室壁面，极易造成壁面的结构材料损坏，同时利用八卦阳鱼型反应室壁面与离心力引导反应介质产生的涡流进行混合，该混合方法能量利用率较低，混合程度也不理想。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种连续流动微混合器，所述连续流动微混合器，可有效地解决上述技术问题。

第一方面，本申请的连续流动微混合器，所述连续流动微混合器包括微混合通道，所述微混合通道具备有混合介质出口以及至少两个反应介质入口，所述混合介质出口与所述反应介质入口设置于所述微混合通道的两端；其中，所述微混合通道包括多个混合单元，每个混合单元都由分流柱分割为特斯拉阀结构腔体。

在根据第一方面的可选的实施例中，所述连续流动微混合器包括底板，所述微混合通道设置于所述底板上。需要说明的，在本实施例中，将所述连续流动微混合器包括底板，所述微混合通道设置于所述底板上，便于微混合通道的开设，使得加工过程更加简洁。

在根据第一方面的可选的实施例中，所述底板采用不锈钢、陶瓷、碳化硅中的一种或者多种材料制成。需要说明的，在本实施例中，将所述底板采用不锈钢、陶瓷、碳化硅中的一种或者多种材料制成，使得底板具备有较好的耐腐蚀性能，进而保证底板的结构的稳定性，保证介质反应的稳定性。

在根据第一方面的可选的实施例中，所述连续流动微混合器还包括盖板，所述盖板与所述底板可拆卸地连接。需要说明的，在本实施例中，所述连续流动微混合器还包括盖板，将所述盖板与所述底板可拆卸地连接，便于用户在使用一段时间后，可通过拆卸盖板，进而实现对底板上设置的所述微混合通道进行清洗、维修或者养护。

在根据第一方面的可选的实施例中，所述盖板与所述底板通过压紧螺钉以及法兰螺母连接。需要说明的，在本实施例中，所述盖板与所述底板通过压紧螺钉以及法兰螺母连接，压紧螺钉以及法兰螺母是现有比较常用的连接件，将所述盖板与所述底板通过压紧螺钉以及法兰螺母连接，便于实现连接，使得连接结构简单易操作，同时提高了零件的匹配性，降低成本。

在根据第一方面的可选的实施例中，所述盖板与所述底板之间还设置有密封圈，所述密封圈环绕所述微混合通道设置。需要说明的，在本实施例中，在所述盖板与所述底板之间还设置有密封圈，且将所述密封圈环绕所述微混合通道设置，使得盖板与底板之间实现密封连接，进而避免处于微混合通道内的反应介质溢出。

在根据第一方面的可选的实施例中，所述微混合通道呈弯折盘旋状设置。需要说明的，在本实施例中，将所述微混合通道呈弯折盘旋状设置，实现通过有限的空间内，增加流经的长度，进而便于实现介质充分地混合。

在根据第一方面的可选的实施例中，所述微混合通道具备两个所述反应介质入口，两个所述反应介质入口呈夹角设置，并汇聚于所述微混合通道。需要说明的，在本实施例中，所述微混合通道具备两个所述反应介质入口，两个所述反应介质入口呈夹角设置，并汇聚于所述微混合通道，使得两种高速流动的反应介质在汇聚处产生对撞加速反应介质的混合，同时撞击混合后的反应介质与每个混合单元内的分流柱进行碰撞，避免了反应介质与混合单元壁面的直接撞击，对结构材料造成破坏。

在根据第一方面的可选的实施例中，所述分流柱设置为一端为尖端，另一端为圆弧状的水滴型结构。还需要说明的，在本实施例中，将所述分流柱设置为一端为尖端，另一端为圆弧状的水滴型结构，使得介质在尖端处汇聚，在圆弧状处分离，循环往复进而实现充分地混合。

在根据第一方面的可选的实施例中，构成所述微混合通道的流动槽的尺寸设置为小于3000μm。需要说明的，在本实施例中，将构成所述微混合通道的流动槽的尺寸设置为小于3000μm，便于实现介质的混合。可以理解的，这里并不对构成所述微混合通道的流动槽的尺寸进行限定，在其他具体实施例中，可根据用户的需求，将所述流动槽的尺寸设置为其他适宜的数值。

本申请提供的一种连续流动微混合器，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：

本申请提供的连续流动微混合器，所述连续流动微混合器包括微混合通道，所述微混合通道具备有混合介质出口以及至少两个反应介质入口，所述混合介质出口与所述反应介质入口设置于所述微混合通道的两端；将所述微混合通道包括多个混合单元，每个混合单元都由分流柱分割为特斯拉阀结构腔体。也即采用连续的混合过程代替间歇混合过程、安全性高、避免了产品性质改变以及分散式的生产方式；同时撞击混合后的反应介质与每个混合单元内的分流柱进行碰撞，避免了反应介质与混合单元壁面的直接撞击，对结构材料造成破坏；混合单元利用分流柱分割成特斯拉阀结构，通过混合单元的壁面、反应介质的重力与离心力，引导反应介质在混合的过程中产生涡流，增加其混合程度。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本申请进行更详细的描述。

图1是本申请实施例的连续流动微混合器的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的连续流动微混合器的底板的结构示意图；

图3是本申请实施例的中反应介质在微反应通道内型成涡流示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

附图标记：

10-连续流动微混合器；11-底板；111-微混合通道；113-混合介质出口；115-反应介质入口；116-密封槽；12-分流柱；13-盖板；131-压紧螺钉；133-法兰螺母；135-螺纹孔；15-密封圈。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本申请。下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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专利和简化描述，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专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

为了简明，本文仅具体地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，每个单独公开的点或单个数值自身可以作为下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。

在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或几种”中“几种”的含义是两种及两种以上。

除非另有说明，本申请中使用的术语具有本领域技术人员通常所理解的公知含义。除非另有说明，本申请中提到的各参数的数值可以用本领域常用的各种测量方法进行测量(例如，可以按照在本申请的实施例中给出的方法进行测试)。

请参照图1至图3，本申请的连续流动微混合器10，所述连续流动微混合器10包括微混合通道111，所述微混合通道111具备有混合介质出口113以及至少两个反应介质入口115，所述混合介质出口113与所述反应介质入口115设置于所述微混合通道111的两端；其中，所述微混合通道111包括多个混合单元，每个混合单元都由分流柱12分割为特斯拉阀结构腔体。

本申请提供的连续流动微混合器10，所述连续流动微混合器10包括微混合通道111，所述微混合通道111具备有混合介质出口113以及至少两个反应介质入口115，所述混合介质出口113与所述反应介质入口115设置于所述微混合通道111的两端；将所述微混合通道111包括多个混合单元，每个混合单元都由分流柱12分割为特斯拉阀结构腔体。也即采用连续的混合过程代替间歇混合过程、安全性高、避免了产品性质改变以及分散式的生产方式；同时撞击混合后的反应介质与每个混合单元内的分流柱12进行碰撞，避免了反应介质与混合单元壁面的直接撞击，对结构材料造成破坏；混合单元利用分流柱12分割成特斯拉阀结构，通过混合单元的壁面、反应介质的重力与离心力，引导反应介质在混合的过程中产生涡流，增加其混合程度。

在可选地示例性实施例中，所述连续流动微混合器10包括底板11，所述微混合通道111设置于所述底板11上。需要说明的，在本实施例中，将所述连续流动微混合器10包括底板11，所述微混合通道111设置于所述底板11上，便于微混合通道111的开设，使得加工过程更加简洁。可以理解的，这里并不对所述微混合通道111设置的位置进行限定，下其他具体实施例中，根据用户的需求，可以将所述微混合通道111设置在其他位置。

在可选地示例性实施例中，所述底板11采用不锈钢、陶瓷、碳化硅中的一种或者多种材料制成。需要说明的，在本实施例中，将所述底板11采用不锈钢、陶瓷、碳化硅中的一种或者多种材料制成，使得底板11具备有较好的耐腐蚀性能，进而保证底板11的结构的稳定性，保证介质反应的稳定性。

在可选地示例性实施例中，所述连续流动微混合器10还包括盖板13，所述盖板13与所述底板11可拆卸地连接。需要说明的，在本实施例中，所述连续流动微混合器10还包括盖板13，将所述盖板13与所述底板11可拆卸地连接，便于用户在使用一段时间后，可通过拆卸盖板13，进而实现对底板11上设置的所述微混合通道111进行清洗、维修或者养护。

具体地，在本实施例中，所述盖板13采用玻璃制成。需要说明的，在本实施例中，将所述盖板13采用玻璃制成，便于用户观测混合过程。

在可选地示例性实施例中，所述盖板13与所述底板11通过压紧螺钉131以及法兰螺母133连接。需要说明的，在本实施例中，所述盖板13与所述底板11通过压紧螺钉131以及法兰螺母133连接，压紧螺钉131以及法兰螺母133是现有比较常用的连接件，将所述盖板13与所述底板11通过压紧螺钉131以及法兰螺母133连接，便于实现连接，使得连接结构简单易操作，同时提高了零件的匹配性，降低成本。

具体地，在本实施例，所述盖板13与所述底板11的边缘均设置有用于容纳所述压紧螺钉131的螺纹孔135，在安装过程中，所述压紧螺钉131依次贯穿所述盖板13与所述底板11并与所述法兰螺母133连接，进而实现盖板13与所述底板11的连接。

在可选地示例性实施例中，所述盖板13与所述底板11之间还设置有密封圈15，所述密封圈15环绕所述微混合通道111设置。需要说明的，在本实施例中，在所述盖板13与所述底板11之间还设置有密封圈15，且将所述密封圈15环绕所述微混合通道111设置，使得盖板13与底板11之间实现密封连接，进而避免处于微混合通道111内的反应介质溢出。

具体地，在本实施例中，所述密封圈15设置为密封胶圈。进一步地，所述底板11上开设有用于容纳所述密封胶圈的密封槽116。

在可选地示例性实施例中，所述微混合通道111呈弯折盘旋状设置。需要说明的，在本实施例中，将所述微混合通道111呈弯折盘旋状设置，实现通过有限的空间内，增加流经的长度，进而便于实现介质充分地混合。

进一步地，需要说明的，在本实施例中，所述微混合通道111与所述密封槽116均通过刻蚀，铣削或激光雕刻等加工方式在底板11上加工出来。

在本实施例中，所述底板11与所述盖板13连接面采用电解抛光、精密磨削等工艺加工。需要说明的，将所述底板11与所述盖板13连接面采用电解抛光、精密磨削等工艺加工，使得微混合通道111更易于密封。

在可选地示例性实施例中，所述微混合通道111具备两个所述反应介质入口115，两个所述反应介质入口115呈夹角设置，并汇聚于所述微混合通道111。需要说明的，在本实施例中，所述微混合通道111具备两个所述反应介质入口115，两个所述反应介质入口115呈夹角设置，并汇聚于所述微混合通道111，使得两种高速流动的反应介质在汇聚处产生对撞加速反应介质的混合，同时撞击混合后的反应介质与每个混合单元内的分流柱12进行碰撞，避免了反应介质与混合单元壁面的直接撞击，对结构材料造成破坏。

在可选地示例性实施例中，所述分流柱12设置为一端为尖端，另一端为圆弧状的水滴型结构。还需要说明的，在本实施例中，将所述分流柱12设置为一端为尖端，另一端为圆弧状的水滴型结构，使得介质在尖端处汇聚，在圆弧状处分离，循环往复进而实现充分地混合。

在可选地示例性实施例中，构成所述微混合通道111的流动槽的尺寸设置为小于3000μm。需要说明的，在本实施例中，将构成所述微混合通道111的流动槽的尺寸设置为小于3000μm，便于实现介质的混合。可以理解的，这里并不对构成所述微混合通道111的流动槽的尺寸进行限定，在其他具体实施例中，可根据用户的需求，将所述流动槽的尺寸设置为其他适宜的数值。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。