CN114053920B - 一种微混合器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及化工机械领域，具体而言，涉及一种微混合器。该微混合器包括进料模块、混合模块以及分流单元；其中，进料模块至少具备第一进料通道及第二进料通道；内腔与第一进料通道及第二进料通道连通；混合模块的另一端设置有出料通道；分流单元沿混合模块的轴线方向容置于内腔；沿分流单元的轴线方向，分流单元具备混流通道，混流通道的一端阻断，混流通道的另一端与出料通道连通；绕分流单元的轴线方向，分流单元具备多个混合子腔体，多个混合子腔体均与内腔及混流通道连通。该微混合器通过分流单元能够对至少两种介质进行混合，在保证混合效果的同时，该微混合器结构简单，便于加工制造和组装调试，从而能够降低制造以及使用的成本。

Description

一种微混合器

技术领域

本申请涉及化工机械领域，具体而言，涉及一种微混合器。

背景技术

微混合器，是指利用例如精密加工技术等手段制造的微型混合器，其尺寸通常在10μm至3000μm之间。需要说明的是，微混合器的“微”不是特指微混合器设备的外形尺寸小，也不是指微混合器设备产品的产量小，而是表示工艺流体(混合和反应介质)的混合通道在微米级至毫米级别，是解决混合、乳化及反应等过程的理想设备，其工作原理是依靠内部的特殊结构(混合单元)和流体的运动，使互不相溶的流体通过各自分散、剪切、重新定向等方式进行混合，以达到良好的混合效果；而现有的微混合器存在结构复杂，不便于加工制造和组装调试等问题。

发明内容

本申请提供一种微混合器，以改善上述问题。

本发明具体是这样的：

一种微混合器，包括：

进料模块，进料模块至少具备第一进料通道及第二进料通道；

混合模块，混合模块与进料模块连接；混合模块具备内腔，沿混合模块的轴线方向，混合模块的一端设置有敞开内腔的开口，开口正对于进料模块，且内腔与第一进料通道及第二进料通道连通；混合模块的另一端设置有出料通道；以及

分流单元，分流单元沿混合模块的轴线方向容置于内腔；沿分流单元的轴线方向，分流单元具备混流通道，混流通道的一端阻断，混流通道的另一端与出料通道连通；绕分流单元的轴线方向，分流单元具备多个混合子腔体，多个混合子腔体均与内腔及混流通道连通。

在本发明的一种实施例中，分流单元包括多个第一分流片、多个第二分流片以及挡块；

多个第一分流片与多个第二分流片依次错序地层叠设置；

绕分流单元的轴线方向，每个第一分流片的外周均设置有多个缺口，每个缺口均用于与相邻的第二分流片共同形成混合子腔体；

沿分流单元的轴线方向，挡块位于分流单元远离出料通道的一端，并与分流单元连接，以阻断混流通道。

在本发明的一种实施例中，沿分流单元的轴线方向，每个第一分流片及每个第二分流片分别开设有第一通孔及第二通孔；多个第一通孔及多个第二通孔相互导通，以形成混流通道。

在本发明的一种实施例中，多个第一分流片的轴线与多个第二分流片的轴线重合；

第一通孔小于第二通孔，每个第二通孔大于相邻的第一通孔的部分均用于将相邻的多个混合子腔体与混流通道导通。

在本发明的一种实施例中，第一分流片为具备多个扇形部的扇形片，第二分流片为圆盘形片；

任意两个相邻的扇形部之间的区域均用于与相邻的第二分流片共同形成混合子腔体。

在本发明的一种实施例中，多个第一分流片的轴线与多个第二分流片的轴线重合；

且沿第一分流片的轴线方向，每个第一分流片的投影均位于相邻的第二分流片的轮廓内。

在本发明的一种实施例中，混合模块包括第一分体及第二分体；

第一分体的两端分别与进料模块及第二分体连接；沿混合模块的轴线方向，第一分体的两端均开设有与内腔连通的开口；

内腔开设于第一分体，出料通道开设于第二分体。

在本发明的一种实施例中，进料模块包括第一进料端盖及第二进料端盖；第二进料端盖的两端分别与混合模块及第一进料端盖连接；

第一进料端盖设置有第一进料口，第二进料端盖设置有第二进料口；

第一进料端盖与第二进料端盖的连接处设置有与第一进料口连通的第一进料腔；绕混合模块的轴线方向，第二进料端盖开设有多个将第一进料腔与内腔连通的第一进料孔；

第二进料端盖与混合模块的连接处设置有与第二进料口连通的第二进料腔，第二进料腔与内腔连通。

在本发明的一种实施例中，绕混合模块的轴线方向，内腔的内周壁上开设有多个进料槽；多个进料槽均沿混合模块的轴线方向延伸；

多个进料槽与多个第一进料孔一一对应连通。

在本发明的一种实施例中，第二进料端盖与第一进料端盖连接的一端设置有凹槽，凹槽用于与第一进料端盖共同形成第一进料腔；

第二进料端盖与混合模块连接的一端设置有凸起部，凸起部开设有导流孔，导流孔与第二进料口连通；导流孔与混合模块共同形成第二进料腔。

本发明的有益效果是：

该微混合器包括进料模块、混合模块以及分流单元；其中，进料模块至少具备第一进料通道及第二进料通道；混合模块与进料模块连接；混合模块具备内腔，沿混合模块的轴线方向，混合模块的一端设置有敞开内腔的开口，开口正对于进料模块，且内腔与第一进料通道及第二进料通道连通；混合模块的另一端设置有出料通道；分流单元沿混合模块的轴线方向容置于内腔；沿分流单元的轴线方向，分流单元具备混流通道，混流通道的一端阻断，混流通道的另一端与出料通道连通；绕分流单元的轴线方向，分流单元具备多个混合子腔体，多个混合子腔体均与内腔及混流通道连通。

该微混合器通过设置于混合模块中的分流单元能够对通过进料模块进入至内腔中的至少两种介质进行混合，在保证混合效果的同时，该微混合器结构简单，便于加工制造和组装调试，从而能够降低制造以及使用的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请提供的微混合器第一视角的结构示意图；

图2为本申请提供的微混合器第二视角的结构示意图；

图3为本申请提供的微混合器的剖视图；

图4为本申请提供的微混合器的分解示意图；

图5为本申请提供的第一进料端盖的结构示意图；

图6为本申请提供的第二进料端盖第一视角的结构示意图；

图7为本申请提供的第二进料端盖第二视角的结构示意图；

图8为本申请提供的混合模块的分解示意图；

图9为图8中A处的放大示意图；

图10为本申请提供的混合模块的结构示意图；

图11为本申请提供的第一分体的结构示意图；

图12为本申请提供的第二分体的结构示意图；

图13为本申请提供的分流单元的结构示意图；

图14为本申请提供的分流单元的分解示意图。

图标：100-微混合器；110-进料模块；111-第一进料通道；112-第二进料通道；120-混合模块；121-内腔；122-开口；123-出料通道；130-分流单元；131-混流通道；132-混合子腔体；124-第一分流片；125-第二分流片；126-挡块；127-缺口；128-第一通孔；129-第二通孔；141-扇形部；142-第一分体；143-第二分体；113-第一进料端盖；114-第二进料端盖；115-第一进料口；116-第二进料口；117-第一进料腔；118-第一进料孔；119-第二进料腔；144-进料槽；151-凹槽；152-凸起部；153-导流孔。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。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申请中的具体含义。

请参照图1-图14，本发明提供一种微混合器100，包括：

进料模块110，进料模块110至少具备第一进料通道111及第二进料通道112；

混合模块120，混合模块120与进料模块110连接；混合模块120具备内腔121，沿混合模块120的轴线方向，混合模块120的一端设置有敞开内腔121的开口122，开口122正对于进料模块110，且内腔121与第一进料通道111及第二进料通道112连通；混合模块120的另一端设置有出料通道123；以及

分流单元130，分流单元130沿混合模块120的轴线方向容置于内腔121；沿分流单元130的轴线方向，分流单元130具备混流通道131，混流通道131的一端阻断，混流通道131的另一端与出料通道123连通；绕分流单元130的轴线方向，分流单元130具备多个混合子腔体132，多个混合子腔体132均与内腔121及混流通道131连通。

需要说明的是，在本实施例中，首先，在设置进料模块110上的第一进料通道111及第二进料通道112时，第一进料通道111及第二进料通道112的作用均用于供介质进入该微混合器100，即，该微混合器100可将两种不同的介质进行混合；而在本发明的其他实施例中，通过在进料模块110上设置更多的进料通道则能够使得该微混合器100可将两种以上的不同类型的介质进行混合。

其次，进料模块110、混合模块120及分流单元130均可以采用不锈钢、玻璃、陶瓷或者聚合物材料中的一种或者多种材料制成。

该微混合器100的工作原理是：

请参照图1-图14，该微混合器100包括进料模块110、混合模块120以及分流单元130；其中，进料模块110至少具备第一进料通道111及第二进料通道112；混合模块120与进料模块110连接；混合模块120具备内腔121，沿混合模块120的轴线方向，混合模块120的一端设置有敞开内腔121的开口122，开口122正对于进料模块110，且内腔121与第一进料通道111及第二进料通道112连通；混合模块120的另一端设置有出料通道123；分流单元130沿混合模块120的轴线方向容置于内腔121；沿分流单元130的轴线方向，分流单元130具备混流通道131，混流通道131的一端阻断，混流通道131的另一端与出料通道123连通；绕分流单元130的轴线方向，分流单元130具备多个混合子腔体132，多个混合子腔体132均与内腔121及混流通道131连通。

该微混合器100通过设置于混合模块120中的分流单元130能够对通过进料模块110进入至内腔121中的至少两种介质进行混合，在保证混合效果的同时，该微混合器100结构简单，便于加工制造和组装调试，从而能够降低制造以及使用的成本。

以采用该微混合器100将介质A及介质B进行混合为例，该微混合器100的工作过程如下：

将介质A及介质B加入该微混合器100；其中，介质A由第一进料通道111加入，而由第二进料通道112加入；

由于第一进料通道111及第二进料通道112均与内腔121连通，故，进料模块110中的介质A及介质B便会分别由第一进料通道111及第二进料通道112流入内腔121；即，此时介质A及介质B便会由进料模块110流入混合模块120；

位于内腔121中的介质A及介质B进入多个混合子腔体132中，并在混合子腔体132中进行混合；

由于多个混合子腔体132均与混流通道131连通，故，混合后的介质A及介质B的混合液便会进入至混流通道131中，并在混流通道131中再次混合；

由于混流通道131的一端阻断，混流通道131的另一端与出料通道123连通，故，混合完成的介质A及介质B的混合液便会流入出料通道123流出，从而完成混合。

请参照图1-图14，在本实施例中，在设置分流单元130时，分流单元130可以包括多个第一分流片124、多个第二分流片125以及挡块126；即，该分流单元130可以采用叠片式结构；具体的，多个第一分流片124与多个第二分流片125依次错序地层叠设置，即，可以按第二分流片125、第一分流片124、第二分流片125、第一分流片124……第二分流片125的顺序依次层叠设置；并且绕分流单元130的轴线方向，每个第一分流片124的外周均设置有多个缺口127，每个缺口127均用于与相邻的第二分流片125共同形成混合子腔体132。由此，通过采用叠片式的结构，并且在每个第一分流片124的外周均设置有多个缺口127，从而能够使得每个第一分流片124均能够与两侧的第二分流片125共同形成混合子腔体132；需要说明的是，沿分流单元130的轴线方向，分流单元130的两端可以均为第二分流，从而使得分流单元130的两端均可以形成完整的混合子腔体132。

而在设置挡块126时，沿分流单元130的轴线方向，挡块126位于分流单元130远离出料通道123的一端，并与分流单元130连接，以阻断混流通道131。

由上述内容可知，分流单元130具备混流通道131，而在该分流单元130采用叠片式结构的情况下，为在分流单元130中形成混流通道131，故，沿分流单元130的轴线方向，每个第一分流片124及每个第二分流片125分别开设有第一通孔128及第二通孔129；多个第一通孔128及多个第二通孔129相互导通，以形成混流通道131。

为使得分流单元130混流通道131能够与所有的混合子腔体132连通，故，多个第一分流片124的轴线与多个第二分流片125的轴线重合；第一通孔128小于第二通孔129，每个第二通孔129大于相邻的第一通孔128的部分均用于将相邻的多个混合子腔体132与混流通道131导通。即，任意两个相邻的第一分流片124及第二分流片125在层叠后，由于第一分流片124的轴线与第二分流片125的轴线重合，故第一通孔128与第二通孔129导通，而由于第一通孔128小于第二通孔129，则此时第二通孔129便可以与第一分流片124上的缺口127部分导通，而由于第一分流片124上的缺口127部分可以与相邻的第二分流片125共同形成混合子腔体132，由此使得混流通道131能够与所有的混合子腔体132连通。

具体的，基于上述内容，在配置第一分流片124及第二分流片125时，本实施例采用的是，第一分流片124为具备多个扇形部141的扇形片，第二分流片125为圆盘形片；任意两个相邻的扇形部141之间的区域均用于与相邻的第二分流片125共同形成混合子腔体132，即，任意两个相邻的扇形部141之间的区域则对应上述内容中的缺口127部分。并且扇形部141的顶角处为圆弧倒角设计，第二分流片125为八边形设计。

需要说明的是，在设置第一分流片124时，可以使得任意一个第一分流片124均相对于相邻的第一分流片124绕分流单元130的轴线旋转45°设置，以使得多个混合子腔体132沿分流单元130的轴线不重合，以提高混合的效果。而且第一分流片124的直径与第二分流片125的直径可以相同。

而在本发明的其他实施例中，在配置第一分流片124及第二分流片125时，还可以采用其他类型的结构，即，缺口127还可以采用其他的样式。

需要说明的是，请参照图1-图14，在本实施例中，在设置分流单元130时，为保证任意一个混合子腔体132均能够与混流通道131连通，且能够与内腔121连通，而且多个混合子腔体132能够起到一致的混流效果，即，使得多个混合子腔体132的体积一致，故，第一分流片124及第二分流片125在采用上述的结构形式外，多个第一分流片124的轴线与多个第二分流片125的轴线重合；且沿第一分流片124的轴线方向，每个第一分流片124的投影均位于相邻的第二分流片125的轮廓内。

进一步地，请参照图1-图14，在本实施例中，为简化微混合器100的结构，故在本实施例中，混合模块120还可以包括第一分体142及第二分体143，第一分体142及第二分体143可以采用螺栓连接；第一分体142的两端分别与进料模块110及第二分体143连接；沿混合模块120的轴线方向，第一分体142的两端均开设有与内腔121连通的开口122；内腔121开设于第一分体142，出料通道123开设于第二分体143。即，采用这样的方式，使得混合模块120的混合作用以及出料作用分别由第一分体142及第二分体143实现，且这样的方式能够简化微混合器100的制造以及组装难度。

而且为提高第一分体142与第二分体143连接处的密封性，故，第一分体142与第二分体143的连接处设置有密封圈。

进一步地，请参照图1-图14，由上述内容可知，进料模块110的作用是供两种介质进入混合模块120，由此，在介质进入混合模块120前，为使得介质能够相互隔离，故，进料模块110包括第一进料端盖113及第二进料端盖114；第二进料端盖114的两端分别与混合模块120及第一进料端盖113连接；第一进料端盖113设置有第一进料口115，第二进料端盖114设置有第二进料口116；第一进料端盖113与第二进料端盖114的连接处设置有与第一进料口115连通的第一进料腔117；绕混合模块120的轴线方向，第二进料端盖114开设有多个将第一进料腔117与内腔121连通的第一进料孔118；第二进料端盖114与混合模块120的连接处设置有与第二进料口116连通的第二进料腔119，第二进料腔119与内腔121连通。

即，由上述内容可知，第一进料口115、第一进料腔117及第一进料孔118依次连通，并共同形成供介质流动的第一进料通道111；同理，第二进料口116及第二进料腔119连通，并共同形成供介质流动的第二进料通道112。

而且为提高第一进料端盖113及第二进料端盖114连接稳定性，以及提高进料模块110的安装效率以及降低制造难度，故，第一进料端盖113及第二进料端盖114可以采用螺栓连接；而为提高第一进料端盖113及第二进料端盖114连接处的密封性以及第二进料端盖114与混合模块120的连接处的密封性，故第一进料端盖113及第二进料端盖114的连接处及第二进料端盖114与混合模块120的连接处均设置有密封圈。为在第一进料孔118处将介质隔离，故第一进料孔118处设置有密封圈。

需要说明的是，首先，为在第一进料端盖113与第二进料端盖114的连接处形成第一进料腔117，故，第二进料端盖114与第一进料端盖113连接的一端设置有凹槽151，凹槽151用于与第一进料端盖113共同形成第一进料腔117；同理，为在第二进料端盖114与混合模块120的连接处形成第二进料腔119，故，第二进料端盖114与混合模块120连接的一端设置有凸起部152，凸起部152开设有导流孔153，导流孔153与第二进料口116连通；导流孔153与混合模块120共同形成第二进料腔119。另外，而且在形成第一进料腔117时，还可以使得第一进料口115远离进料端盖的一端为圆柱形，而第一进料口115靠近进料端盖的一端为倒锥形，从而使得第一进料口115的倒锥形部分能够与第二进料端盖114的连接处形成第一进料腔117。

进一步地，请参照图1-图14，在本实施例中，为引导内腔121中的介质向分流单元130流动，故，绕混合模块120的轴线方向，内腔121的内周壁上开设有多个进料槽144；多个进料槽144均沿混合模块120的轴线方向延伸；多个进料槽144与多个第一进料孔118一一对应连通。需要说明的是，首先，由于进料槽144开设于内腔121的内周壁，而第二进料腔119与内腔121连通，故，由第二进料腔119进入内腔121中的介质同样能够由进料槽144向分流单元130流动。其次，在设置进料槽144时，进料槽144可以为直径小于3000μm的槽，进料槽144以混合模块120中心轴线为轴均匀阵列式设置在内腔121壁上。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种微混合器，其特征在于，包括：

进料模块，所述进料模块至少具备第一进料通道及第二进料通道；

混合模块，所述混合模块与所述进料模块连接；所述混合模块具备内腔，沿所述混合模块的轴线方向，所述混合模块的一端设置有敞开所述内腔的开口，所述开口正对于所述进料模块，且所述内腔与所述第一进料通道及所述第二进料通道连通；所述混合模块的另一端设置有出料通道；以及

分流单元，所述分流单元沿所述混合模块的轴线方向容置于所述内腔；沿所述分流单元的轴线方向，所述分流单元具备混流通道，所述混流通道的一端阻断，所述混流通道的另一端与所述出料通道连通；绕所述分流单元的轴线方向，所述分流单元具备多个混合子腔体，多个所述混合子腔体均与所述内腔及所述混流通道连通；

所述分流单元包括多个第一分流片、多个第二分流片以及挡块；

多个所述第一分流片与多个所述第二分流片依次错序地层叠设置；

绕所述分流单元的轴线方向，每个所述第一分流片的外周均设置有多个缺口，每个所述缺口均用于与相邻的所述第二分流片共同形成所述混合子腔体；

沿所述分流单元的轴线方向，所述挡块位于所述分流单元远离所述出料通道的一端，并与所述分流单元连接，以阻断所述混流通道；

沿所述分流单元的轴线方向，每个所述第一分流片及每个所述第二分流片分别开设有第一通孔及第二通孔；多个所述第一通孔及多个所述第二通孔相互导通，以形成所述混流通道；

多个所述第一分流片的轴线与多个所述第二分流片的轴线重合；所述第一通孔小于所述第二通孔，每个所述第二通孔大于相邻的所述第一通孔的部分均用于将相邻的多个所述混合子腔体与所述混流通道导通；

所述第一分流片为具备多个扇形部的扇形片，所述第二分流片为圆盘形片；任意两个相邻的所述扇形部之间的区域均用于与相邻的所述第二分流片共同形成所述混合子腔体；

多个所述第一分流片的轴线与多个所述第二分流片的轴线重合；且沿所述第一分流片的轴线方向，每个所述第一分流片的投影均位于相邻的所述第二分流片的轮廓内。

2.根据权利要求1所述的微混合器，其特征在于：

所述混合模块包括第一分体及第二分体；

所述第一分体的两端分别与所述进料模块及所述第二分体连接；沿所述混合模块的轴线方向，所述第一分体的两端均开设有与所述内腔连通的所述开口；

所述内腔开设于所述第一分体，所述出料通道开设于所述第二分体。

3.根据权利要求1所述的微混合器，其特征在于：

所述进料模块包括第一进料端盖及第二进料端盖；所述第二进料端盖的两端分别与所述混合模块及所述第一进料端盖连接；

所述第一进料端盖设置有第一进料口，所述第二进料端盖设置有第二进料口；

所述第一进料端盖与所述第二进料端盖的连接处设置有与所述第一进料口连通的第一进料腔；绕所述混合模块的轴线方向，所述第二进料端盖开设有多个将所述第一进料腔与所述内腔连通的第一进料孔；

所述第二进料端盖与所述混合模块的连接处设置有与所述第二进料口连通的第二进料腔，所述第二进料腔与所述内腔连通。

4.根据权利要求3所述的微混合器，其特征在于：

绕所述混合模块的轴线方向，所述内腔的内周壁上开设有多个进料槽；多个所述进料槽均沿所述混合模块的轴线方向延伸；

多个所述进料槽与多个所述第一进料孔一一对应连通。

5.根据权利要求3所述的微混合器，其特征在于：

所述第二进料端盖与所述第一进料端盖连接的一端设置有凹槽，所述凹槽用于与所述第一进料端盖共同形成所述第一进料腔；

所述第二进料端盖与所述混合模块连接的一端设置有凸起部，所述凸起部开设有导流孔，所述导流孔与所述第二进料口连通；所述导流孔与所述混合模块共同形成所述第二进料腔。

Images