CN106902662A - 一种液路或气路混合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液路或气路混合器。包括：下混合腔体1、密封环2、上混合腔体3、压紧螺母4、流体分配器5和9、混合筛板7、导流分流栅6和8。利用机械结构将液相泵泵出的不同流动相（二元、四元等多元流动相）的液流进行多次分路再汇合，实现流动相的高效率混合和均匀混合。本发明结构简单紧凑、混合效果好，便于加工和装配，维护和清洗方便。本发明主要涉及液相色谱测量领域，适当更改混合器内部尺寸等后，也可以应用于其他液路或气路需要混合器的领域。
Description
技术领域
本发明涉及流体混合器领域，具体是一种液路或气路混合器。
背景技术
高效液相色谱是色谱分离测量技术的一个重要的分支。在高效液相色谱仪中进行梯度分析过程中，流动相的浓度会持续变化或阶梯状变化。在梯度分析中，需要利用混合器将两种或更多种的流动相均匀的混合，如果混合效不够充分，即当多种流动相通过检测器时没有混合均匀，就会影响检测器分析结果的重复性和准确性。因此在泵和色谱柱之间加入混合器，以实现高效率和高均匀的混合。
现有高效液相色谱混合器多采用静态混合方式。例如，已知一种装置，由内部填充微小的不锈钢球的腔体构成，流体流过不锈钢球之间的缝隙时被分割和汇聚，这种类型的混合器由例如入口机构和出口机构等多种零部件组成，结构和装配过程复杂，死体积大，且难以得到理想的流动通路，混合效果不容易达到希望的状态。
另一种已知装置是将一系列的加工有不同类型的孔洞和沟槽的隔板紧密排列在一起，构成流体通道。流体通过不同的通道，分离后再汇集实现混合。通过增加层叠数或增大通道长度改变混合效果。这种混合器加工难度大，装配不方便，难以密封，难以清洗。
发明内容 本发明的目的是提供一种液路或气路混合器，以解决现有技术混合器死体积大、混合均匀性不理想、加工难度偏大、密封难度大、维护和清洗不方便的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种液路或气路混合器，其特征在于：包括对接组合的上、下混合腔体，上、下混合腔体相互对接的一面分别各自设有凹腔，上、下混合腔体对接组合时两凹腔组合为混合容腔，混合容腔周围由环绕混合容腔并挤压夹持在上、下混合腔体之间的密封环实现密封，上、下混合腔体中分别设有通往混合容腔的流体通道，流体通道中靠近各自与混合容腔连通处分别安装有分流和引导流体流动的流体分配器，所述混合容腔内设有将混合容腔分隔为两部分的混合筛板，两部分混合容腔内分别填充有用以切割和引导流体的导流分流栅。
所述的一种液路或气路混合器，其特征在于：所述上、下混合腔体由同一个压紧螺母锁紧，通过压紧螺母提供密封预应力。
所述的一种液路或气路混合器，其特征在于：所述下混合腔体具有供上混合腔体安装的凹槽，所述压紧螺母螺合装配在凹槽中并将上混合腔体压紧在下混合腔体凹槽中。
所述的一种液路或气路混合器，其特征在于：所述混合筛板将混合容腔分隔为完全相同的两部分，两流体通道的形状大小相同并相对于混合筛板呈相互对称，其中一个流体通道作为流体入口，另一个流体通道作为流体出口，流体入口和流体出口可互换使用。
所述的一种液路或气路混合器，其特征在于：所述流体分配器由共用一个锥底的双平顶圆锥结构的头段、圆柱结构的中段和尾段构成，头段、中段和尾段依次共中心轴连接，其中头段为实心结构，尾段内共中心轴设有贯通尾段后再通入中段内的中心孔，中段侧部设有多个侧孔，侧孔分别与中心孔垂直连通；所述流体分配器的中段、尾段装配在流体通道内，流体分配器的头段伸入混合容腔内，且流体分配器的中段与流体通道内壁之间有径向间隙或环向间隙，流体分配器的头段与流体通道之间有轴向间隙；流体从流体分配器尾段中心孔进入，并从中段多个侧孔分别进入流体通道内实现流相的初步分流，当流体撞击流体通道内壁时反射回流实现初步混合，初步混合后的流体从流体分配器头段与流体通道之间间隙进入混合容腔，利用流体分配器头段的双平顶圆锥结构实现再次混合和分离。
所述的一种液路或气路混合器，其特征在于：所述流体分配器中，中心孔的孔径大于侧孔的孔径。
所述的一种液路或气路混合器，其特征在于：所述导流分流栅采用线材编织成网状编织物，然后将网状编织物由四周向中间折叠，并压实成饼状，填充于两部分混合容腔内并包围流体分配器的头段。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明可实现流动相的高效率混合和均匀混合，具有结构简单紧凑、混合效果好，便于加工和装配，维护和清洗方便的优点。
本发明可用于液相色谱测量领域，但不仅限液相色谱测量领域，在本发明混合机理指导下，适当更改混合器内部尺寸等后，也可以应用于其他液路或气路需要混合器的领域。
附图说明
图1为本发明装配结构剖面示意图。
图2为本发明流体分配器结构示意图，其中：
图2a为流体分配器外形示意图，图2b为本发明的流体分配器剖视图。
具体实施方式
如图1所示，一种液路或气路混合器，包括对接组合的上、下混合腔体3、1，上、下混合腔体3、1相互对接的一面分别各自设有凹腔，上、下混合腔体3、1对接组合时两凹腔组合为混合容腔，混合容腔周围由环绕混合容腔并挤压夹持在上、下混合腔体3、1之间的密封环2实现密封，上、下混合腔体3、1中分别设有通往混合容腔的流体通道，流体通道中靠近各自与混合容腔连通处分别安装有分流和引导流体流动的流体分配器9、5，混合容腔内设有将混合容腔分隔为两部分的混合筛板7，两部分混合容腔内分别填充有用以切割和引导流体的导流分流栅6、8。
上、下混合腔体3、1由同一个压紧螺母4锁紧，通过压紧螺母4提供密封预应力。
下混合腔体1具有供上混合腔体3安装的凹槽，压紧螺母4螺合装配在凹槽中并将上混合腔体3压紧在下混合腔体1凹槽中。
混合筛板7将混合容腔分隔为完全相同的两部分，两流体通道的形状大小相同并相对于混合筛板7呈相互对称，其中一个流体通道作为流体入口，另一个流体通道作为流体出口，流体入口和流体出口可互换使用。
流体分配器5、9由共用一个锥底的双平顶圆锥结构的头段10、圆柱结构的中段11和尾段12构成，头段10、中段11和尾段12依次共中心轴连接，其中头段10为实心结构，尾段12内共中心轴设有贯通尾段12后再通入中段11内的中心孔13，中段11侧部设有多个侧孔14，侧孔14分别与中心孔13垂直连通；流体分配器的中段11、尾段12装配在流体通道内，流体分配器的头段10伸入混合容腔内，且流体分配器的中段11与流体通道内壁之间有径向间隙或环向间隙，流体分配器的头段10与流体通道之间有轴向间隙；流体从流体分配器尾段12中心孔13进入，并从中段11多个侧孔14分别进入流体通道内实现流相的初步分流，当流体撞击流体通道内壁时反射回流实现初步混合，初步混合后的流体从流体分配器头段10与流体通道之间间隙进入混合容腔，利用流体分配器头段10的双平顶圆锥结构实现再次混合和分离。
流体分配器5、9中，中心孔13的孔径大于侧孔14的孔径。
导流分流栅6、8采用线材编织成网状编织物，然后将网状编织物由四周向中间折叠，并压实成饼状，填充于两部分混合容腔内并包围流体分配器5、9的头段10。
图1是形成于根据本发明的混合器实施例的装配结构剖面示意图，其结构特点：流动相（例如溶液）从混合器入口（上混合腔体3的流体通道）流入流体分配器5中心孔，再从流体分配器5的中段侧壁不同方向不同部位侧孔分流而出，将分段连续流入混合器的不同流动相进行初步切分，以降低泵射出不同流动相的时间差对混合效果的影响，当流体撞击到上混合腔体3的流体通道内壁后回流实现初次混合，流体沿流体分配器5的中段与上混合器3流体通道之间间隙、流体分配器5的头段与流体通道之间间隙，向下流到流体分配器5双平顶圆锥结构的头段，利用锥面进行再次混合与分离，流体分配器5头段被导流分流栅6包围，当流体流到流体分配器5头段时，导流分流栅6把大部分流体从流体分配器5引流到其上混合腔体3中混合容腔的其他部位，并对流体进行细微切分与较为充分的混合，这些经历多次粗细混合的流体通过带有微孔径的混合筛板7进行混合，混合后的流体汇集到下混合腔体1中的混合容腔，在下混合腔体1的混合容腔中的第二个导流分流栅8的协助下，再次分切与混合，混合后的流体汇聚到装在下混合腔体1的混合容腔中的第二个流体分配器9的头段上，然后通过其不同方向不同部位的侧孔再次汇聚到流体分配器9的中心孔。最后得到充分混合的流体通过下混合腔体1的流体通道流出。为了实现混合器耐受高压和防腐性以及便于装配，采用耐腐蚀弹性材料如PEEK加工的密封环2，密封环2镶嵌在上混合腔体3和下混合腔体1的沟槽内，上混合腔体3通过压紧螺母4固定在上混合腔体3的凹槽内。
本发明的流体通道以混合筛板7为中心两边对称分布，流体入口和出口可以互换，不影响功能，安装时不用区分出口和入口。
本发明的混合器，流体分配器5和9，本发明的特殊结构的流体分配器用于混合器具有独特性，结构见图2a和图2b，尾段内设中心孔，中心孔孔径大于中段侧孔孔径，孔径和侧孔数量根据泵接出的管路内孔大小情况和不同流动相之间间隔时间差长短进行设计，不限于具体数量和尺寸，比如中心孔直径1.0mm，侧孔直径0.6mm，侧孔8个，而底端双大角度圆锥面设计，起分流和汇集作用。
本发明的混合器，其特殊结构的导流分流栅用于混合器具有独特性。它是用不锈钢丝线或钛丝线或PEEK丝线，或其它具有抗腐蚀、耐酸碱和有机溶剂的材料丝线。用丝线编织成网状，然后将网状编织物由四周向中间折叠，并压实成饼状，填充于上混合腔和下混合腔体中。在混合器工作时，对流体，特别是溶液具有导流分流作用，可明显提高混合效果。
本发明的混合器，混合体积大小可以根据实际需要灵活设计，只需相应改变上、下混合腔内腔容积和混合筛板厚度孔隙度及导流分流栅体积，或流体分配器的孔径大小和孔数量及流体分配器体积和锥面大小角度，就能实现。
本发明主要涉及液相色谱测量领域，但不仅限液相色谱测量领域，在本发明混合机理指导下，适当更改混合器内部尺寸等后，也可以应用于其他液路或气路需要混合器的领域。
Claims (7)
1.一种液路或气路混合器，其特征在于：包括对接组合的上、下混合腔体，上、下混合腔体相互对接的一面分别各自设有凹腔，上、下混合腔体对接组合时两凹腔组合为混合容腔，混合容腔周围由环绕混合容腔并挤压夹持在上、下混合腔体之间的密封环实现密封，上、下混合腔体中分别设有通往混合容腔的流体通道，流体通道中靠近各自与混合容腔连通处分别安装有分流和引导流体流动的流体分配器，所述混合容腔内设有将混合容腔分隔为两部分的混合筛板，两部分混合容腔内分别填充有用以切割和引导流体的导流分流栅。
2.根据权利要求1所述的一种液路或气路混合器，其特征在于：所述上、下混合腔体由同一个压紧螺母锁紧，通过压紧螺母提供密封预应力。
3.根据权利要求2所述的一种液路或气路混合器，其特征在于：所述下混合腔体具有供上混合腔体安装的凹槽，所述压紧螺母螺合装配在凹槽中并将上混合腔体压紧在下混合腔体凹槽中。
4.根据权利要求1所述的一种液路或气路混合器，其特征在于：所述混合筛板将混合容腔分隔为完全相同的两部分，两流体通道的形状大小相同并相对于混合筛板呈相互对称，其中一个流体通道作为流体入口，另一个流体通道作为流体出口，流体入口和流体出口可互换使用。
5.根据权利要求1所述的一种液路或气路混合器，其特征在于：所述流体分配器由共用一个锥底的双平顶圆锥结构的头段、圆柱结构的中段和尾段构成，头段、中段和尾段依次共中心轴连接，其中头段为实心结构，尾段内共中心轴设有贯通尾段后再通入中段内的中心孔，中段侧部设有多个侧孔，侧孔分别与中心孔垂直连通；所述流体分配器的中段、尾段装配在流体通道内，流体分配器的头段伸入混合容腔内，且流体分配器的中段与流体通道内壁之间有径向间隙或环向间隙，流体分配器的头段与流体通道之间有轴向间隙；流体从流体分配器尾段中心孔进入，并从中段多个侧孔分别进入流体通道内实现流相的初步分流，当流体撞击流体通道内壁时反射回流实现初步混合，初步混合后的流体从流体分配器头段与流体通道之间间隙进入混合容腔，利用流体分配器头段的双平顶圆锥结构实现再次混合和分离。
6.根据权利要求1所述的一种液路或气路混合器，其特征在于：所述流体分配器中，中心孔的孔径大于侧孔的孔径。
7.根据权利要求1或5所述的一种液路或气路混合器，其特征在于：所述导流分流栅采用线材编织成网状编织物，然后将网状编织物由四周向中间折叠，并压实成饼状，填充于两部分混合容腔内并包围流体分配器的头段。
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