弯道混合单元的结构示意图；
[0039]图中:
[0040]1 为进口 ；
[0041]2为混合管道；
[0042]3为弧形弯道混合单元；
[0043]4为弧形弯道混合阵列；
[0044]5为出口；
[0045]6为玻璃基底；
[0046]7为聚二甲基娃氧烧饶铸体。
[0047]8为混合通道。
【具体实施方式】
[0048]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0049]在本实施例中，本发明提供的基于增强弯道二次流效应的扭曲弧形微混合器，包括多个进口 1、混合管道2、弧形弯道混合矩阵以及出口 5;其中，所述多个进口 1通过所述混合管道2连通所述弧形弯道混合阵列4的一端；所述弧形弯道混合矩阵的另一端连通所述出口 5 ;所述弧形弯道混合矩阵包括多个依次连通的弧形弯道混合单元3。在本实施例中，所述进口 1的数量为2个。
[0050]所述弧形混合弯道单元3包括多个不同曲率半径的弧形弯道顺次相连而成。具体为，如图3所示，其中札为内圈混合通道，R i是曲率半径为0.05至0.3mm的半圆弧，R 2是曲率半径为0.15至1_的半圆弧或1/4圆弧。多个所述弧形混合弯道单元3按照先左扭曲再右扭曲的原则相连构成弧形弯道混合阵列；多个所述弧形弯道混合阵列4按照先左扭曲再右扭曲的原则相连构成弧形弯道混合矩阵。
[0051]在变形例中，所述弧形弯道混合单元3包括第一弧形通道、第二弧形通道、第三弧形通道和第四弧形通道；其中，所述第一弧形通道、所述第二弧形通道、所述第三弧形通道和所述第四弧形通道依次相连；多个所述弧形弯道混合单元3依次相连构成弧形弯道混合阵列4，其中相邻的两个所述弧形弯道混合单元3中，两个中的一所述弧形弯道混合单元3连接两个中的另一弧形弯道混合单元3的第一弧形通道或第四弧形通道；多个所述弧形弯道混合阵列4依次相连构成弧形弯道混合矩阵，其中相邻的两个弧形弯道混合阵列4中，两个中的一弧形弯道混合阵列4连接两个中的另一弧形弯道混合阵列4的一端或另一端。所述第一弧形通道、所述第二弧形通道和所述第三弧形通道呈半圆弧形；所述第四弧形通道呈1/4圆弧形；所述第一弧形通道和所述第四弧形通道的曲率半径为0.15mm至1_ ;所述第二弧形通道和所述第三弧形通道的曲率半径为0.05mm至0.3_。所述第一弧形通道、第二弧形通道、第三弧形通道和第四弧形通道均为混合通道。所述多个进口 1、所述混合管道
2、所述弧形弯道混合阵列4和所述出口 5通过将聚二甲基硅氧烷浇铸体7键合在所述玻璃基底6制成。玻璃基底6和聚二甲基硅氧烷浇铸体7利用氧等离子体键合技术进行两部分的封装。所述聚二甲基硅氧烷浇铸体7通过浇铸模板制成；所述浇铸模板利用微电子机械系统(MEMS)的工艺制备而成，具体采用如下方法制成:
[0052]-在硅片上面旋涂负性光刻胶进行烘干处理，通过光刻机透过带有图形的掩模板曝光、显影图形化后，在硅片上面形成具有流道的浇铸模板；
[0053]所述聚二甲基硅氧烷浇铸体2采用如下方法制成:
[0054]-将二甲基硅氧烷预聚体和固化剂混匀后浇铸在所述浇铸模板上，保温处理若干个小时后取出，揭下浇铸体，并切割成所述聚二甲基硅氧烷浇铸体7。
[0055]在本实施例中，保温60°C 2小时后取出，揭下聚二甲基硅氧烷浇铸体7，并切割成一定尺寸。最后与玻璃基底6进行氧等离子体键合。
[0056]所述弧形混合弯道单元3包括多个不同曲率半径的弧形弯道顺次相连而成。多个所述弧形混合弯道单元3按照先左扭曲再右扭曲的原则相连构成弧形弯道混合阵列；多个所述弧形弯道混合阵列4按照先左扭曲再右扭曲的原则相连构成弧形弯道混合矩阵。所述混合管道2为宽度20 μπι至150 μm，高度为20 μπι至50 μπι的矩形管道。所述进口和所述出口为圆柱形空腔结构，所述圆柱形空腔结构直径为0.5至2_。
[0057]本发明提供的基于增强弯道二次流效应的扭曲弧形微混合器的混合实施过程为:两种待混合液体分别从入口注入，在流经弧形弯道混合矩阵的混合弯道的过程中，由于流体在弯道中流动，流动方向随时发生改变，在方向发生急剧变化时产生沿着弯道横向的二次流，使得两种液体混匀。流经的弯道曲率半径变化越大，二次流越明显，混合效率也就越高，混合均匀后从出口 5流出。
[0058]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【主权项】
1.一种基于增强弯道二次流效应的扭曲弧形微混合器，其特征在于，包括多个进口(1)、混合管道(2)、弧形弯道混合矩阵以及出口(5); 其中，所述多个进口(1)通过所述混合管道(2)连通所述弧形弯道混合矩阵(4)的一端；所述弧形弯道混合矩阵的另一端连通所述出口(5); 所述弧形弯道混合矩阵包括多个依次连通的弧形弯道混合单元(3)。2.根据权利要求1所述的基于增强弯道二次流效应的扭曲弧形微混合器，其特征在于，所述弧形弯道混合单元(3)包括第一弧形通道、第二弧形通道、第三弧形通道和第四弧形通道； 其中，所述第一弧形通道、所述第二弧形通道、所述第三弧形通道和所述第四弧形通道依次相连； 多个所述弧形弯道混合单元(3)依次相连构成弧形弯道混合阵列(4)，其中相邻的两个所述弧形弯道混合单元(3)中，两个中的一所述弧形弯道混合单元(3)连接两个中的另一弧形弯道混合单元(3)的第一弧形通道或第四弧形通道； 多个所述弧形弯道混合阵列(4)依次相连构成弧形弯道混合矩阵，其中相邻的两个弧形弯道混合阵列(4)中，两个中的一弧形弯道混合阵列(4)连接两个中的另一弧形弯道混合阵列(4)的一端或另一端。3.根据权利要求2所述的基于增强弯道二次流效应的扭曲弧形微混合器，其特征在于， 所述第一弧形通道、所述第二弧形通道和所述第三弧形通道呈半圆弧形；所述第四弧形通道呈1/4圆弧形； 所述第一弧形通道和所述第四弧形通道的曲率半径为0.15mm至1mm ;所述第二弧形通道和所述第三弧形通道的曲率半径为0.05mm至0.3_。4.根据权利要求1所述的基于增强弯道二次流效应的扭曲弧形微混合器，其特征在于，所述多个进口(1)、所述混合管道(2)、所述弧形弯道混合阵列(4)和所述出口(5)通过将聚二甲基硅氧烷浇铸体(7)键合在所述玻璃基底(6)制成。5.根据权利要求4所述的基于增强弯道二次流效应的扭曲弧形微混合器，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷浇铸体(7)通过浇铸模板制成； 所述浇铸模板采用如下方法制成: -在硅片上面旋涂负性光刻胶进行烘干处理，通过光刻机透过带有图形的掩模板曝光、显影图形化后，在硅片上面形成具有流道的浇铸模板； 所述聚二甲基硅氧烷浇铸体(7)采用如下方法制成: -将二甲基硅氧烷预聚体和固化剂混匀后浇铸在所述浇铸模板上，保温处理若个小时后取出，揭下浇铸体，并切割成所述聚二甲基硅氧烷浇铸体(7)。6.根据权利要求1所述的基于增强弯道二次流效应的扭曲弧形微混合器，其特征在于，所述弧形混合弯道单元(3)包括多个不同曲率半径的弧形弯道顺次相连而成。7.根据权利要求1所述的基于增强弯道二次流效应的扭曲弧形微混合器，其特征在于，所述混合管道(2)为宽度20 μ m至150 μ m，高度为20 μ m至50 μ m的矩形管道。8.根据权利要求1所述的基于增强弯道二次流效应的扭曲弧形微混合器，其特征在于，所述进口和所述出口为圆柱形空腔结构，所述圆柱形空腔结构直径为0.5_至2_。9.根据权利要求1所述的基于增强弯道二次流效应的扭曲弧形微混合器，其特征在于，多个所述弧形混合弯道单元(3)按照先左扭曲再右扭曲的原则相连构成弧形弯道混合阵列； 多个所述弧形弯道混合阵列(4)按照先左扭曲再右扭曲的原则相连构成弧形弯道混合矩阵。
【专利摘要】本发明提供了一种基于增强弯道二次流效应的扭曲弧形微混合器，包括多个进口、混合管道、弧形弯道混合矩阵以及出口；其中，所述多个进口通过所述混合管道连通所述弧形弯道混合矩阵的一端；所述弧形弯道混合矩阵的另一端连通所述出口；所述弧形弯道混合矩阵包括多个依次连通的弧形弯道混合单元。本发明与较常用的S型混合管道相比，此混合器的混合速度随着混合长度增加呈非线性增长。
【IPC分类】B01F13/00
【公开号】CN105289385
【申请号】CN201510695060
【发明人】陈迪, 谢耀, 林树靖, 郅晓, 韦黔, 崔大祥
【申请人】上海交通大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月22日