CN107362708B - 一种旋风微泵混合器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋风微泵混合器，包括泵体、进口旋风器、压电驱动器、出口旋风器。泵体上设有泵体进口管、泵腔、沉孔、泵体出口管；进口旋风器上设有两个独立的进口旋风器进口、进口旋风器出口，内部有混合腔。出口旋风器上设有出口旋风器进口、出口旋风器出口，内部有混合腔，出口旋风器出口处设有出口旋风器出口阀，用于控制介质流出。压电驱动器安装在沉孔内，进口旋风器出口和泵体进口管连接，出口旋风器进口和泵体出口管连接。泵体、压电驱动器、进口旋风器和出口旋风器之间通过密封连接。本发明利用压电泵的来回脉动及旋风器内流动紊乱的特点，使介质在进口旋风器、出口旋风器和泵腔内充分混合。

Description

一种旋风微泵混合器

技术领域

本发明属于混合器装置类，尤其涉及有阀微泵混合器。

背景技术

现阶段，两种或多种介质的混合一般采用采用在混合器内通过搅拌的方式，以达到混合目的。混合器内设有搅拌器，通过搅拌器对对液体的搅拌以提高介质的均匀性。这种结构需通过外部动力源输入动力带动转动装置，动力传递使装置的效率一般较低，也不利于降低耗能，且结构复杂，生产制造都较困难。在一些食品化工等领域，需要小流量、小尺寸的简单结构用于混合介质，普通的混合器难以满足要求。

本发明利用压电泵的来回脉动，使不同介质在泵腔内充分混合。同时旋风器内的介质流动紊乱，利用这种紊乱的特点，使介质在混合腔内充分流动，介质的混合得到加强，混合更均匀。由于本发明采用压电驱动，在腔体泵腔上安装一个压电驱动器，施加交流电即可工作。没有动力传输装置，降低了损耗，同时提高了效率。压电驱动器的振动位移较小，对腔体结构也没有特殊要求，方便集成和微型化。

发明内容

针对现有技术的不足和实际生产过程中的需要，本发明根据压电泵来回脉动及旋风器流动紊乱的特点，提供了一种可微型化、可集成化的低功耗高效率的混合装置。克服了现有混合器结构复杂、尺寸大、高功耗的缺点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种旋风微泵混合器主要由泵体、进口旋风器、压电驱动器、出口旋风器组成。所述泵体、进口旋风器、压电驱动器、出口旋风器之间通过密封连接。

所述泵体主要有泵腔、沉孔、泵体进口管、泵体出口管。沉孔的直径和压电驱动器的外径相同，压电驱动器安装固定在该沉孔内。泵体进口管连接旋风器出口和泵腔，泵体出口管连接出口旋风器进口和泵腔，介质经由泵体进口管、泵腔、泵体出口管流过泵体。

所述进口旋风器上设进口旋风器进口(第一进口、第二进口)、进口旋风器出口，内部设有混合腔。第一进口和第二进口处设有进口旋风器进口阀，控制介质的流入。两种不同的介质由进口旋风器第一进口和进口旋风器第二进口切向流入，在混合腔内汇集。混合腔采用旋风器的结构，有利于介质的充分混合。混合后的介质由进口旋风器出口轴向流出到泵体进口管。

所述出口旋风器的结构与进口旋风器的结构基本一致，不同点在于进口的数量。出口旋风器的进口只有一个，和泵体出口管对应。泵体出口管流出的介质，经出口旋风器进口切向流入到混合腔，再次混合后经出口旋风出口轴向流出。

作为优选的方案，本发明的动力部分采用压电泵。压电泵可以产生来回的脉动，并且结构简单，可微型化，连接交流电即可驱动。也可使用其他具有相同功能的结构。为表达及制造方便，本发明中的压电泵采用较简单结构，其他变形结构的压电泵亦可满足此要求。

作为优选的方案，本发明中的压电驱动器采用压电振子，可换成压电薄膜或其他能产生脉动的压电驱动器。

作为优选的方案，本发明的进口旋风驱动器的进口采用双进口，根据实际需要可改成单进口或多进口，以满足多种介质混合的需求。泵体前后均只设置了一个旋风器，为进一步提高混合效果，可使用多个旋风器串联或者并联。

本发明的有益效果：

本发明利用压电泵驱动，利用压电泵来回脉动的特点，配合旋风器，达到介质在流动过程中完成混合的目的。压电泵的结构简单，工作条件要求不高，所以该整体结构可实现微型化和集成化。可安装在介质输送的任意过程中，适用性强。由于没有动力传递装置及回转部分，该混合器的功耗低、效率高，混合效果好。

本发明利用压电泵的来回脉动及旋风器内流动紊乱的特点，使介质在进口旋风器、出口旋风器内充分混合。本发明提出了一种高集成度的微混合器，以旋风器作为微泵传输单元中的一部分，从而无需外接驱动源，使流体在传输过程中完成介质的混合，便于混合器的微型化，拓展了该混合器的应用领域.

附图说明

图1为本发明所述一种旋风微泵混合器的立体分解示意图。

图2为本发明所述一种旋风微泵混合器的泵体俯视图。

图3为图2中的A-A半剖视图。

图4为本发明所述一种旋风微泵混合器的出口旋风器的俯视图。

图5为图4的半剖视图。

图6为本发明所述一种旋风微泵混合器的进口旋风器的俯视图。

图7为图6的半剖视图。

图8为压电驱动器的俯视图。

图9为图8的剖视图。

附图标记说明如下：

1-泵体，2-进口旋风器进口，3-进口旋风器，4-进口旋风器出口，5-泵体进口管，6-压电驱动器，7-泵腔，8-沉孔，9-泵体出口管，10-出口旋风器出口，11-出口旋风器，12-出口旋风器进口，13-进口旋风器进口阀A,14-旋风器进口阀B，15-出口旋风器出口阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种旋风微泵混合器主要由泵体1，进口旋风器3，出口旋风器11，压电驱动器6组成。泵体1、进口旋风器3、出口旋风器11和压电驱动器6之间通过密封连接。

如图2和图3所示，泵体1上设置有沉孔8、泵体进口管5、泵体出口管9、泵腔7。压电驱动器6安装在该沉孔8内，沉孔8的直径和压电驱动器6的外径相同。泵体进口管5连接泵腔7和进口旋风器出口4，泵体出口管连接泵腔7和出口旋风器进口12。

如图4和图5所示，出口旋风器11只要设有出口旋风器进口12、出口旋风器出口10和混合腔。出口旋风器进口12和泵体出口管9对应。出口旋风器出口10处设有出口旋风器出口阀15，控制介质的流出。

如图6和图7所示，进口旋风器3上有进口旋风器第一进口2A和进口旋风器第二进口2B、进口旋风器出口4及混合腔。进口旋风器出口4和泵体进口管5相对应。第一进口2A和第二进口2B分别流入不同的介质，在混合腔内汇集。进口旋风器进口2A、2B处设有进口旋风器进口阀13、14，控制介质的流入。

如图8和图9所示，本发明采用的压电驱动器6为压电振子。该压电振子通交流电后，即可随交流电相位的变化位移随之变化。

本技术方案的旋风微泵混合器工作时，在压电振子上施加交流电，压电振子产生位移。在一个频率周期内可将该过程分为两个阶段：吸入过程和排出过程。在吸入过程中，压电振子产生正向移动，即向上凸起。此时泵腔7的容积增大，泵腔7内压力较小，在压力差的作用下，进口旋风器3内的部分介质流入泵腔7，出口旋风器11内的部分介质也流入泵腔7。进口旋风器和出口旋风器内压力也减小，在压力差的作用下，进口旋风器进口阀13、14打开，外部介质通过进口旋风器进口2A、2B流入混合腔。在流入过程中，由于旋风器的结构影响，介质在内部产生较强的紊流，两介质在混合腔汇集后在紊流作用下初步混合。此时，出口旋风器出口阀15仍然关闭。此过程完成吸入过程。在排出过程中，压电振子产生负向位移，即向下凹陷。此时泵腔7内的容积减小，压力增大。泵腔内压力大于进口旋风器3内和出口旋风器11内的压力。在压力差的作用下，泵腔7内的介质流出到进口旋风器3和出口旋风器11内。流入到进口旋风器3内的介质在混合腔内再一次和混合腔原有介质混合。此时进口旋风器进口阀13、14是关闭的。出口旋风器11内压力增大，流入介质在紊流作用下，使混合腔内的介质进一步混合均匀。在混合腔和外部压力作用下，出口旋风器出口阀15打开，介质流出。此时，该旋风微泵混合器完成一个周期内的做动，两种不同介质由进口旋风器第一进口和第二进口流入，在进口旋风器的混合腔内在紊流作用下初步混合，流经泵腔，再流入出口旋风器的混合腔内，最后流出。在此流动过程中，在紊流作用下分别在进口旋风器3和出口旋风器11的混合腔内分别混合一次，同时在压电泵的来回脉动作用下，进一步加强了这一混合效果，使流出的介质混合更均匀。

通过连续循环的吸入和排出过程，实现介质的单向输送和混合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种旋风微泵混合器，其特征在于，包括泵体(1)、进口旋风器(3)、压电驱动器(6)和出口旋风器(11)；

所述泵体(1)上设有泵体进口管(5)、泵腔(7)、沉孔(8)和泵体出口管(9)；泵体进口管(5)连接进口旋风器出口(4)，泵体进口管(5)另一端连接泵腔(7)；泵体出口管(9)连接出口旋风器进口(12)，泵体出口管(9)另一端连接泵腔(7)；沉孔(8)的中心和泵腔(7)的中心重合，沉孔(8)的直径和压电驱动器(6)的外径相同；

所述进口旋风器(3)上设有进口旋风器进口、进口旋风器出口(4)，进口旋风器进口包括第一进口(2A)、第二进口(2B)，进口旋风器(3)内部设有混合腔；进口旋风器进口处分别设有进口旋风器进口阀A(13)和进口旋风器进口阀B(14)；

所述出口旋风器(11)上设有出口旋风器进口(12)、出口旋风器出口(10)，出口旋风器(11)的内部有混合腔，出口旋风器出口(10)处设有出口旋风器出口阀，用于控制介质流出；

所述泵体(1)、进口旋风器(3)、压电驱动器(6)和出口旋风器(11)之间通过密封连接；进口旋风器出口(4)和泵体进口管(5)对应，出口旋风器进口(12)和泵体出口管(9)对应；介质由进口旋风器进口流入，经由进口旋风器(3)、泵体(1)和出口旋风器(11)，然后由出口旋风器出口(10)流出。

2.根据权利要求1所述的一种旋风微泵混合器，其特征在于，所述第一进口(2A)、第二进口(2B)切向流入，进口旋风器出口(4)轴向流出。

3.根据权利要求2所述的一种旋风微泵混合器，其特征在于，所述第一进口(2A)、第二进口(2B)能够分别流入不同的介质。

4.根据权利要求1所述的一种旋风微泵混合器，其特征在于，出口旋风器进口轴向流入，出口旋风器出口切向流出。

5.根据权利要求1所述的一种旋风微泵混合器，其特征在于，所述泵体(1)为介质混合及输送提供动力。

6.根据权利要求5所述的一种旋风微泵混合器，其特征在于，所述泵体(1)为压电驱动型泵或者是其他驱动形式的微型泵。

7.根据权利要求1所述的一种旋风微泵混合器，其特征在于，所述进口旋风器进口阀A(13)和进口旋风器进口阀B(14)用于控制介质流入，流入的介质在混合腔内汇合，然后由进口旋风器出口(4)流入泵体进口管(5)。

8.根据权利要求1所述的一种旋风微泵混合器，其特征在于，所述沉孔(8)用于安装压电驱动器(6)。

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