微通道混合器的制造方法
【专利摘要】微通道混合器，包括水槽、水泵、截止阀、柱形管、圆孔、循环管、涡街圆柱体，其中水槽通过管道依次与水泵、截止阀和柱形管的一端相连，柱形管开有供涡街圆柱体通过的圆孔，柱形管的另一端与循环管的输入端相连，循环管的输出端伸入水槽内；所述涡街圆柱体内开有被隔墙隔开的上空腔和下空腔，上空腔和下空腔的同一侧面上开有相互对称的导压孔，导压孔上密封有响应膜片，涡街圆柱体的上空腔内设有第一管道，第一管道平行穿过上空腔，下空腔设有第二管道，第二管道平行穿过下空腔，第一管道和第二管道的入口分别连接恒压流泵，第一管道和第二管道的出口连接合流管。该通道微混合器结构简单、适用于25~200μm级微混合乳液的制备。
【专利说明】微通道混合器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及流体泵输送与混合的微机械领域，具体涉及一种微通道混合器。
[0002]
【背景技术】
[0003]在化工、食品、化妆品、药物以及新材料等工业生产中，高技术、高性能化的超细粉体和纳米颗粒等的制备对乳液制备及分散混合工艺提出了更高的要求。传统的用分散介质、流动相、乳化剂和助剂等在机械作用下的制备工艺耗时、费力，且分散不均匀，效果不好。
[0004]实用新型专利CN 202527089介绍了一种回流式微混合器，利用流体的康达效应，通过改变微混合器的结构和几何形状，使流体依附在弧形的管道壁形成从下至上的回流，通过一次、二次混合，不断回流、反馈，增加流体间接触面积、碰撞、对流、涡流等，强化扩散、提高了混合效率。实用新型专利CN 202962353介绍了一种压电驱动微混合器，通过集成一体法，将单晶片压电振子及单向阀片同PDMS基板封装构成压电泵，玻璃底板同PDMS基板封装构成混合流道；压电振子采用不同电压、频率、不同波形及相位交错式驱动激励，实现微流体在微混合流道内高频脉动错位式高效湍流混合。上述设备制备的乳液往往有混合尺度难控制、均匀性不好的缺点。
[0005]近年来发展的一些在微通道中处理或制造乳状液的设备，由于微通道环境下纳米尺度主导的界面张力也给料液的大处理量和均匀制备带来困难。
实用新型内容
[0006]解决的技术问题
[0007]本实用新型的目的是克服现有技术的不足，在于提供一种分散混合尺度可控、混合比例可调以及具有均匀粒径分布和分散性的微通道混合器，且设备简单、可靠。
[0008]本实用新型的技术方案:
[0009]微通道混合器，包括水槽、水泵、截止阀、柱形管、圆孔、循环管、涡街圆柱体，其中水槽通过管道依次与水泵、截止阀和柱形管的一端相连，柱形管开有供涡街圆柱体通过的圆孔，柱形管的另一端与循环管的输入端相连，循环管的输出端伸入水槽内；
[0010]所述涡街圆柱体内开有被隔墙隔开的上空腔和下空腔，上空腔和下空腔的同一侧面上开有相互对称的导压孔，导压孔上密封有响应膜片，涡街圆柱体的上空腔内设有第一管道，第一管道平行穿过上空腔，下空腔设有第二管道，第二管道平行穿过下空腔，第一管道和第二管道的入口分别连接恒压流泵，第一管道和第二管道的出口连接合流管。
[0011]所述的微通道混合器，其中所述导压孔的中心轴线与隔墙所在平面之间的夹角为30。?90。。
[0012]所述的微通道混合器，其中所述第一管道和第二管道的内径为25?200μπι。
[0013]所述的微通道混合器，其中所述导压孔的个数为2?10个。
[0014]所述的微通道混合器，其中所述导压孔的开口的夹角为10°飞0°。
[0015]有益效果
[0016]本实用新型的有益效果是:第一，该通道微混合器结构简单、适用于25?200μπι级微混合乳液的制备；第二，使用该混合器，可有效控制分散介质的混合尺度，调节混合比例；第三，该混合器具有较高的混合效率，混合后的乳液粒径分布均匀、分散性好，可实现混合乳液的规模化生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型结构示意图；
[0018]图2为涡街圆柱体的主视图；
[0019]图3_a为涡街圆柱体的剖面图；
[0020]图3_b为涡街圆柱体的右视图；
[0021]图4为微通道混合的原理图；
[0022]图中，1为水槽、2为水泵、3为截止阀、4为柱形管、5为圆孔、6为循环管、7为涡街圆柱体、8为响应膜片、9为导压孔、10为第一管道、11为第二管道、12为下空腔、13为上空腔、14为隔墙、15为合流管。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0024]实施例1
[0025]如图1、图2、图3-a和图3-b所示，微通道混合器，包括水槽1、水泵2、截止阀3、柱形管4、圆孔5、循环管6、涡街圆柱体7，其中水槽1通过管道依次与水泵2、截止阀3和柱形管4的一端相连，柱形管4开有供涡街圆柱体7通过的圆孔5，柱形管4的另一端与循环管6的输入端相连，循环管6的输出端伸入水槽1内；
[0026]其中，涡街圆柱体7内开有被隔墙14隔开的上空腔13和下空腔12，上空腔13和下空腔12的同一侧面上开有相互对称的导压孔9，导压孔9上密封有响应膜片8，涡街圆柱体7的上空腔13内设有第一管道10，第一管道10平行穿过上空腔13，下空腔12设有第二管道11，第二管道11平行穿过下空腔12，第一管道10和第二管道11的入口分别连接恒压流泵，第一管道10和第二管道11的出口连接合流管15。其中所述导压孔9的中心轴线与隔墙14所在平面之间的夹角为30°，所述第一管道10和第二管道11的内径为25μπι，所述导压孔9的个数为2个，其中所述导压孔9的开口的夹角为10°，所述响应膜片8的材质为弹性材料如聚碳酸脂，响应膜片8将空腔与导压孔9外部隔开。
[0027]实施例2
[0028]该实施例与实施例1的不同之处在于，其中所述导压孔9的中心轴线与隔墙14所在平面之间的夹角为90°，所述第一管道10和第二管道11的内径为200μπι，所述导压孔9的个数为10个，其中所述导压孔9的开口的夹角为50°，所述响应膜片8的材质为弹性材料如聚氯乙烯，响应膜片8将空腔与导压孔9外部隔开。
[0029]实施例3
[0030]该实施例与实施例1的不同之处在于，其中所述导压孔9的中心轴线与隔墙14所在平面之间的夹角为60°，所述第一管道10和第二管道11的内径为ΙΟΟμπι，所述导压孔9的个数为6个，其中所述导压孔9的开口的夹角为30°，所述响应膜片8的材质为弹性材料如聚偏二氟乙烯，响应膜片8将空腔与导压孔9外部隔开。
[0031]工作过程:水泵2进行流体输送时，经过截止阀3控制流量和流速，流体经过涡街圆柱体7且雷诺数Re达到一定时，在圆柱体7上下部分发生涡街。通过导压孔9给予响应膜片8局部压力，传导至上、下空腔13和12中的流体，分别使上、下空腔中的两种流体产生交变压力，使两种待混合流体经过第一管道10和第二管道11交替进入图4中的微通道混合。涡街使上、下流体交替、均匀的进入图4中的合流管15成为混合乳液流出。微混合乳液中的分散相的尺度可控、混合比例可调，且混合器的效率高，混合后粒径分布均匀、分散性好。
[0032]当然，以上仅是本实用新型的优选应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
【权利要求】
1.微通道混合器，其特征在于，包括水槽(I)、水泵(2)、截止阀(3)、柱形管(4)、圆孔(5)、循环管(6)、涡街圆柱体(7)，其中水槽(I)通过管道依次与水泵(2)、截止阀(3)和柱形管(4)的一端相连，柱形管(4)开有供涡街圆柱体(7)通过的圆孔(5)，柱形管(4)的另一端与循环管(6)的输入端相连，循环管(6)的输出端伸入水槽(I)内； 所述涡街圆柱体(7)内开有被隔墙(14)隔开的上空腔(13)和下空腔(12)，上空腔(13)和下空腔(12)的同一侧面上开有相互对称的导压孔(9)，导压孔(9)上密封有响应膜片(8)，涡街圆柱体(7)的上空腔(13)内设有第一管道(10)，第一管道(10)平行穿过上空腔(13)，下空腔(12)设有第二管道(11)，第二管道(11)平行穿过下空腔(12)，第一管道(10)和第二管道(11)的入口分别连接恒压流泵，第一管道(10)和第二管道(11)的出口连接合流管(15)。
2.根据权利要求1所述的微通道混合器，其特征在于，所述导压孔(9)的中心轴线与隔墙(14)所在平面之间的夹角为30°、0°。
3.根据权利要求1或2所述的微通道混合器，其特征在于，所述第一管道(10)和第二管道(11)的内径为25?200 μ m。
4.根据权利要求3所述的微通道混合器，其特征在于，所述导压孔(9)的个数为2?10个。
5.根据权利要求4所述的微通道混合器，其特征在于，所述导压孔(9)的开口的夹角为10。?50。。
【文档编号】B01F5/06GK204073879SQ201420503737
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】王晓辉, 董黎明, 堵锡华, 陈艳, 石银, 陆寒飞, 林峰 申请人:徐州工程学院