一种微混合器的制作方法

本发明涉及一种混合器，具体涉及一种应用于化工、制药领域中反应及混合用微混合器，尤其适用于流体乳化及微反应系统前端预混。

背景技术：

在化工领域，大部分原料混合反应需要一定的温度、压力或提供指定的催化剂才能进行。尤其在微反应系统领域，由容积输送设备输送的原料在进入反应器后，由于原料的初步混合没能达到需要的程度，势必会造成原料在反应器中停留时间的增加，影响反应效率。实验表明，微反应系统中，前端混合器的加入可以对反应效率、产物转化率及收率产生明显的促进作用。因此微化工领域中微混合器的应用很有必要。

中国专利文献cn1822894a公开了一种具有外壳和一个由许多混合板构成的叠摞的微混合器，参见其说明书第16页和说明书附图9中的内容，其外壳上具有两个流体输入装置和一个流体输出装置，还包括多个上下相叠放置的混合板，混合板的进入孔构成输入产品的副通道，混合板的混合区构成输出产品的主通道，所述主通道和副通道穿过叠摞延伸，所述多个混合板的多个混合区之间的主通道依次连通，并且副通道也依次连通；采用上述方案，能够使两种不同流体分别通过两个流体输入装置输入到两个不同的副通道，然后通过副通道进入混合区，在混合区内进行混合反应，最后从混合区的主通道流出，完成微混合反应。

然而，采用上述方案具有如下缺点：1、多个混合区之间为并联连接，产品只能在一个混合区中进行一次混合，当一次混合不均匀时，无法对一次混合后的产品进行二次混合，混合效果不够理想；2、多个混合板之间通过外壳固定连接，一个外壳内只能放置固定数量的混合板，使用灵活性较差，适应范围比较窄。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的微混合器的多个混合区之间为并联连接，流体只能在一个混合区中进行一次混合，当一次混合不均匀时，无法对一次混合后的流体进行二次混合，混合效果不够理想的缺陷，从而提供一种能够对流体进行多次混合，从而提高混合效果的微混合器。

为解决上述技术问题，本发明提供一种微混合器，包括，

第一盖板，具有至少一个第一盖板进口；

第一混合板，与所述第一盖板层叠贴靠设置，具有第一混合凹槽、至少一个第一进口凹槽和第一混合板出口，所述第一混合凹槽与所述第一盖板层叠贴靠构成第一混合区，所述第一进口凹槽与所述第一盖板层叠贴靠构成第一进口通道，所述第一混合板出口设置在所述第一混合凹槽内部并贯穿所述第一混合板，所述第一盖板进口偏离所述第一混合区一定距离设置，所述第一盖板进口通过所述第一进口通道与所述第一混合区连通；

第二混合板,与所述第一混合板层叠贴靠设置，具有第二混合凹槽、第二出口凹槽和第二混合板出口，所述第二混合凹槽与所述第一混合板的所述第一混合凹槽位置层叠贴靠构成第二混合区，所述第二混合区通过所述第一混合板出口与所述第一混合区连通，所述第二出口凹槽与所述第一混合板层叠贴靠构成第二出口通道，所述第二混合板出口偏离所述第二混合区一定距离设置，并贯穿所述第二混合板，所述第二混合板出口通过所述第二出口通道与所述第二混合区连通；

所述第一混合板与所述第二混合板层叠贴靠设置有至少一组。

作为优选方案，所述第一盖板进口具有至少两个，且任意两个所述第一盖板进口相距一定距离设置。

作为优选方案，所述第一混合板出口为设置在所述第一混合凹槽内部的若干通孔，所述若干通孔用于细化流体。

作为优选方案，所述若干通孔在所述第一混合凹槽内均匀布置。

作为优选方案，在同一组所述层叠贴靠的第一混合板和第二混合板中，所述第二出口通道与所述第一进口通道成一定角度交叉布置。

作为优选方案，在相邻两组所述层叠贴靠的第一混合板和第二混合板中，位于下一组的第一进口通道与位于上一组的第二出口通道重叠设置。

作为优选方案，所述第一混合凹槽内设有多个凸台分流加强筋，多个所述凸台分流加强筋构成涡旋结构，且顶端与所述第一盖板或所述第二混合板接触连接；

所述第二混合凹槽内设有多个凸台分流加强筋，多个所述凸台分流加强筋构成涡旋结构，且顶端与所述第一混合板接触连接；

所述第一混合凹槽和第二混合凹槽内的凸台分流加强筋重叠设置。

作为优选方案，还包括出口过渡板，用于将所述第二混合区内的混合介质导出。

作为优选方案，所述出口过渡板具有，

过渡板进口凹槽，与所述第二混合板层叠贴靠构成过渡板进口通道，所述过渡板进口通道与所述第二出口通道连通；

过渡板混合凹槽，与所述第二混合板层叠贴靠构成过渡板混合区；

过渡板出口，设置在所述过渡板混合凹槽内，并贯穿所述出口过渡板。

作为优选方案，所述过渡板混合凹槽内设有多个凸台分流加强筋，多个所述凸台分流加强筋构成涡旋结构，且顶端与所述第二混合板接触连接；

设置在所述过渡板混合凹槽内的多个所述凸台分流加强筋与设置在所述第一混合凹槽和所述第二混合凹槽内的凸台分流加强筋上下重叠。

作为优选方案，所述凸台分流加强筋的形状为风机叶片形、圆柱形或多边形中的至少一种。

作为优选方案，所述过渡板出口位于设置在所述过渡板混合凹槽内的多个凸台分流加强筋围合形成的涡旋结构的中心位置，并贯穿所述过渡板混合凹槽设置。

作为优选方案，还包括，

第二盖板，与所述出口过渡板层叠贴靠设置，具有与所述过渡板出口连通的第二盖板出口。

作为优选方案，所述微混合器的各层之间通过扩散焊连接。

本发明的技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的微混合器，具有至少一组层叠贴靠设置的两片混合板，介质依次通过两片混合板，能够将介质进行高效混合，当混合板层叠贴靠两组以上时，能够将流体介质进行多次混合，提高混合效果。

2.本发明提供的微混合器，具有至少两个第一盖板进口，通过将至少两种介质进行混合。

3.本发明提供的微混合器，第一混合板出口为设置在第一混合凹槽内部的若干通孔，微孔结构有利于流体细化，在介质流过第一混合板出口时将介质细化，加强混合效果。

4.本发明提供的微混合器，设置在第一混合凹槽内部的若干通孔为均匀布置，流体通过均匀布置的通孔能够均匀的分散流向第二混合凹槽。

5.本发明提供的微混合器，在同一组层叠贴靠的第一混合板和第二混合板中，第二出口通道与第一进口通道成一定角度交叉布置，减小第二出口通道与第一进口通道内介质温度的相互影响，提高了层叠后的微混合器的承压能力。

6.本发明提供的微混合器，在相邻两组层叠贴靠的第一混合板和第二混合板中，位于下一组的第一进口通道与位于上一组的第二出口通道重叠设置，使上一组的第二出口通道与下一组的第一进口通道连通，实现各组层叠贴靠混合板之间的连通，能够根据实际需要增加或减少混合板的数量，组成不同容量的微混合器。

7.本发明提供的微混合器，在第一混合凹槽和第二混合凹槽内均设有多个凸台分流加强筋，用于支撑凹槽和对介质进行分流，多个凸台分流加强筋的涡旋撞击结构能有效加剧流体间混合和有利于流体到微孔的均匀分配，涡旋撞击和微孔结构无放大效应，有利于实验室到大化工的过渡；并且两层凸台分流加强筋重叠设置，提高了混合板层叠后形成的微混合器的承压能力。

8.本发明提供的微混合器，还包括出口过渡板，用于将第二混合区内的混合介质导出，实现对在微混合器内反应完全的混合介质的汇集并导出。

9.本发明提供的微混合器，出口过渡板具有过渡板进口凹槽、过渡板混合凹槽和过渡板出口，能够在出口过渡板内对介质进行再一次混合，进一步提高混合效率。

10.本发明提供的微混合器，。

11.本发明提供的微混合器，过渡板混合凹槽内设有多个凸台分流加强筋,能够提供对过渡板混合凹槽的支撑和对介质的涡旋汇集，提高微混合器的承压能力。

12.本发明提供的微混合器，凸台分流加强筋的形状为风机叶片形、圆柱形或多边形中的至少一种，满足支撑凹槽作用的同时，能够适应不同的加工条件。

13.本发明提供的微混合器，过渡板出口位于凸台分流加强筋围合形成的涡旋结构的中心位置，并贯穿过渡板混合凹槽设置，使介质能够通过涡旋旋转后快速汇集进入过渡板出口，提高介质流出效率。

14.本发明提供的微混合器，还包括第二盖板，能够对出口过渡板进行防护，增加出口过渡板的承压能力，有效预防介质渗漏。

15.本发明提供的微混合器，微混合器的各层之间通过扩散焊连接，无任何附加焊料，承压更可靠，不易泄露。

16.本发明提供的微混合器，可采用不锈钢、钛及钛合金、哈氏合金、碳化硅、玻璃、聚醚醚酮等材料，材料选择及混合适应性更高；微混合器的各板可采用激光加工、化学蚀刻、机加工等方式制作而成，加工简单，成本、精度更易控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明微混合器的立体结构爆炸示意图。

图2为第一混合板的立体结构示意图。

图3为第二混合板的立体结构示意图。

图4为出口过渡板的立体结构示意图。

图5为图2中凸台分流加强筋与第一混合板出口配合的俯视图。

附图标记说明：

1、第一盖板；2、第一混合板；3、第二混合板；4、出口过渡板；5、第二盖板；6、凸台分流加强筋；11、第一盖板进口；21、第一混合凹槽；22、第一进口凹槽；23、第一混合板出口；31、第二混合凹槽；32、第二出口凹槽；33、第二混合板出口；41、过渡板混合凹槽；42、过渡板进口凹槽；43、过渡板出口；51、第二盖板出口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，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”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示，一种微混合器，包括第一盖板1、第一混合板2、第二混合板3、出口过渡板4和第二盖板5。

所述第一盖板1具有两个相距一定距离设置的第一盖板进口11。

所述第一混合板2与所述第一盖板1层叠贴靠设置，第二混合板3与所述第一混合板2层叠贴靠设置，并且所述第一混合板2与所述第二混合板3层叠贴靠设置有两组。

所述出口过渡板4与所述第二混合板3层叠贴靠设置，用于将所述第二混合区内的混合介质导出。

所述第二盖板5与所述出口过渡板4层叠贴靠设置，第二盖板5具有与过渡板出口43连通的第二盖板出口51。

所述微混合器的各层之间通过扩散焊连接。

如图2所示，第一混合板2具有第一混合凹槽21、第一进口凹槽22和第一混合板出口23，所述第一混合凹槽21与所述第一盖板1层叠贴靠构成第一混合区，所述第一进口凹槽22具有两个，第一进口凹槽22与所述第一盖板1层叠贴靠构成第一进口通道，所述第一混合板出口23设置在所述第一混合凹槽21内部并贯穿所述第一混合板2，所述两个第一盖板进口11偏离所述第一混合区一定距离设置，所述第一盖板进口11通过所述第一进口通道与所述第一混合区连通；所述第一混合凹槽21为圆形凹槽，所述第一进口通道与所述第一混合凹槽21的内圆相切；所述第一混合板出口23为设置在所述第一混合凹槽21内部的若干通孔。

如图2、图5所示，所述第一混合凹槽21内设有多个凸台分流加强筋6，多个所述凸台分流加强筋6构成涡旋结构，且顶端与所述第一盖板1或所述第二混合板3接触连接。

如图3所示，第二混合板3具有第二混合凹槽31、第二出口凹槽32和第二混合板出口33，所述第二混合凹槽31与所述第一混合板2的所述第一混合凹槽21位置层叠贴靠构成第二混合区，所述第二混合区通过所述第一混合板出口23与所述第一混合区连通，所述第二出口凹槽32与所述第一混合板2层叠贴靠构成第二出口通道，所述第二混合板出口33偏离所述第二混合区一定距离设置，并贯穿所述第二混合板3，所述第二混合板出口33通过所述第二出口通道与所述第二混合区连通；所述第二混合凹槽31为圆形凹槽，所述第二出口通道与所述第二混合凹槽31的内圆相切。

所述第二混合凹槽31内设有多个凸台分流加强筋6，多个所述凸台分流加强筋6构成涡旋结构，且顶端与所述第一混合板2接触连接。

如图1所示，在同一组所述层叠贴靠的第一混合板2和第二混合板3中，所述第二出口通道与所述第一进口通道成一定角度交叉布置；在相邻两组所述层叠贴靠的第一混合板2和第二混合板3中，位于下一组的第一进口通道与位于上一组的第二出口通道重叠设置。

如图1所示，所述第一混合凹槽21和第二混合凹槽31内的凸台分流加强筋6重叠设置。

如图4所示，所述出口过渡板4具有过渡板进口凹槽42、过渡板混合凹槽41和过渡板出口43，所述过渡板进口凹槽42与所述第二混合板3层叠贴靠构成过渡板进口通道，所述过渡板进口通道与所述第二出口通道连通；所述过渡板混合凹槽41与所述第二混合板3层叠贴靠构成过渡板混合区；所述过渡板出口43设置在所述过渡板混合凹槽41内，并贯穿所述出口过渡板4；所述过渡板混合凹槽41为圆形，所述过渡板进口通道与所述过渡板混合凹槽41的内圆相切。

所述过渡板混合凹槽41内设有多个凸台分流加强筋6，多个所述凸台分流加强筋6构成涡旋结构，凸台分流加强筋6顶端与所述第二混合板3接触连接；设置在所述过渡板混合凹槽41内的多个所述凸台分流加强筋6与设置在所述第一混合凹槽21和所述第二混合凹槽31内的凸台分流加强筋6上下重叠；所述过渡板出口43位于设置在所述过渡板混合凹槽41内的多个凸台分流加强筋6围合形成的涡旋结构的中心位置，并贯穿所述过渡板混合凹槽41设置。

所述设置在第一混合凹槽21、第二混合凹槽31和过渡板混合凹槽41内的凸台分流加强筋6的形状为风机叶片形、圆柱形或多边形中的至少一种。

工作原理

如图1所示，将两种不同介质分别从第一盖板进口11输送进入微混合器，介质进入第一混合板2后沿第一进口凹槽22向第一混合凹槽21汇集，并在凸台分流加强筋6的作用下被分流，最终通过第一混合板出口23流向第二混合板3；介质流过第一混合板出口23进入第二混合板3的第二混合凹槽31中心位置，然后在凸台分流加强筋6的分流作用下，介质被分为两股，沿第二出口凹槽32分别流向两边的第二混合板出口33，介质通过第二混合板出口33后进入下一组的第一混合板2，并最终流出第二组的第二混合板3；介质从第二组的第二混合板3的第二混合板出口33流出后进入出口过渡板4，介质在出口过渡板4内首先沿着过渡板进口凹槽42流向过渡板混合凹槽41，然后在凸台分流加强筋6的作用下汇集到中心位置，最终通过过渡板出口43流出出口过渡板4，并进入第二盖板5；在第二盖板5上设有与过渡板出口43对接的第二盖板出口51，最终混合好的混合介质从第二盖板出口51流出，混合结束。

作为上述实施例的可替换方式，微混合器的各层之间可采用螺栓等常规连接方式进行连接。

作为上述实施例的可替换方式，第二盖板5可以省略，介质直接从出口过渡板4流出。

作为上述实施例的可替换方式，过渡板出口43的位置可以设置在过渡板混合凹槽41内的任意位置。

作为上述实施例的可替换方式，所述凸台分流加强筋6的形状不限于风机叶片形、圆柱形或多边形，可采用其他常规几何图形。

作为上述实施例的可替换方式，所述过渡板混合凹槽41内的凸台分流加强筋6可以省略。

作为上述实施例的可替换方式，所述过渡板混合凹槽41的形状可替换为方形或其他常规几何图形，所述过渡板进口通道与所述过渡板混合凹槽41连通即可。

作为上述实施例的可替换方式，出口过渡板4可替换为其他能够将第二混合区内的混合介质导出的结构，其中过渡板进口凹槽42、过渡板混合凹槽41、过渡板出口43可以省略。

作为上述实施例的可替换方式，出口过渡板4可以省略，介质直接从第二混合板3中流出。

作为上述实施例的可替换方式，所述第一混合凹槽21和第二混合凹槽31内的凸台分流加强筋6可以省略。

作为上述实施例的可替换方式，在相邻两组层叠贴靠的第一混合板2和第二混合板3中，位于下一组的第一进口通道与位于上一组的第二出口通道可以不重叠设置，仅使从上一组的出口流出的介质能够流入下一组的进口即可。

作为上述实施例的可替换方式，在同一组层叠贴靠的第一混合板2和第二混合板3中，第二出口通道与第一进口通道可以不是成一定角度交叉布置，可以重叠布置。

作为上述实施例的可替换方式，所述第二混合凹槽31的形状可替换为方形或其他常规几何图形，所述第二出口通道与所述第二混合凹槽31连通即可。

作为上述实施例的可替换方式，所述第一混合板出口23可仅设有一个。

作为上述实施例的可替换方式，所述第一混合凹槽21的形状可替换为方形或其他常规几何图形，所述第一进口通道与所述第一混合凹槽21连通即可。

作为上述实施例的可替换方式，所述第一盖板进口11可仅具有一个，进入介质可直接为混合介质，在本微混合器中做进一步的混合。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。