CN117225257A - 一种微混合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微混合器，属于反应设备技术领域，微混合器包括底板和上盖板，底板的上端面设置有流体通道，流体通道上设置有多个混合单元；每个混合单元均包括与流体通道连通的混合区域，混合区域内多排交错间隔设置有多个分流件；上盖板用于覆盖底板的顶部，两个进料口与流体通道的入口端连通，出料口与流体通道的出口端连通；通过多个混合单元中的多个分流件，使得两种流体在混合区域内能不断被分散、混合和形成湍流，从而使得流体能被更好的混合，进而提高了流体的反应速率。

Description

一种微混合器

技术领域

本发明属于微混合设备技术领域，特别是涉及一种微混合器。

背景技术

在化学工业中两种流体的混合是常见的传质过程，常用的反应设备有混料釜、静态混合器等，它们处理量大，能够满足大规模生产的需要，但这些混合设备为流体提供的是宏观尺度的混合，存在混合效率低下、动力消耗大、设备体积大等缺点，而微反应器具有与大反应器完全不同的几何特性，狭窄规整的微通道、非常小的反应空间和非常大的比表面积，因而微反应器逐渐替代传统的反应设备，成为化工领域中必不可少的重要器械之一。

现有的微反应器多数仅采用设置多个连续的反应腔的方式来提高介质流体的混合程度，该种方式对介质流体的混合程度较低，容易导致混合不均匀和反应不充分。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明旨在提供一种微混合器，解决了现有的微反应器因对介质流体的混合程度较低而存在混合不均匀和反应不充分的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

提供了一种微混合器，其包括底板和上盖板，所述底板的上端面设置有流体通道，所述流体通道上设置有多个混合单元；

每个所述混合单元均包括与所述流体通道连通的混合区域，所述混合区域内多排交错间隔设置有多个分流件；每个所述分流件均包括半圆弧形板，所述半圆弧形板的顶部缺口朝向混合区域的进口方向设置，半圆弧形板的外弧面设置有一个呈倒V字形结构的分流板，所述分流板的开口方向朝向混合区域的出口方向设置；

所述上盖板用于覆盖底板的顶部，上盖板上贯穿设置有两个进料口和一个出料口；

两个所述进料口与所述流体通道的入口端连通，所述出料口与所述流体通道的出口端连通。

本发明的基本原理为：将需要混合的两种流体分别通过两个进料口输入至流体通道进入微混合器内，两种流体经过多个混合单元后，会将两种流体进行不断的混合，最终混合均匀的两种流体通过流体通道的出口端流出。

混合单元的混合原理为：两种流体通过流体通道进入混合区域后，流体会接触到多个分流件，分流件不仅会降低两种流体的流速，并且还将两种流体进行分散成多股支流，两种流体混合后从混合区域内流出进入流体通道，完成两种流体在当前混合单元的混合过程；具体的混合过程为：两种流体会首先进入分流件中的半圆弧形板内，进而降低两种流体的流速，当两种流体填满半圆弧形板后，会从半圆弧形板内溢出，并且经过分流板，将溢出的两种流体进行分流，增加了两种流体的液体湍流，提高混合程度，而溢出的两种流体又会流向下一个分流件，并重复上述混合过程，直至混合后的两种流体流出混合单元；而在流体通道上设置有多个混合单元，两种流体会依次经过多个混合单元，最终达到对两种流体混合均匀和反应充分的技术效果。

进一步地，所述流体通道呈弯曲蛇形结构，流体通道的入口端和出口端分别位于所述底板上端面长度方向的两侧。

上述技术方案设置的有益效果为：可以在有限面积的底板上端面上延长流体通道的流体路径，提高流体的混合时间；同时还可以在流体通道上尽可能地设置更多的混合单元，综合提高整个微混合器的混合效果。

进一步地，每个所述混合区域的俯视投影均呈正六边形结构，多个所述分流件的底部均与混合区域的内底面固定连接。

将混合区域设置为正六边形结构，在流体进入到混合区域时，混合区域的四周侧壁与流体之间接触不平滑，使得流体与混合区域的四周侧壁碰撞更加激烈，进而使得流体在混合区域内相互碰撞，促进流体的混合，加快流体的反应速率。

进一步地，每个所述分流板的开口之间的夹角为30°～60°，这样设置分流板的开口角度，便于将从半圆弧形板内溢出的流体重新分流并进入下一分流件中的半圆弧形板内，循环完成多次分流混合工作。

进一步地，在竖直方向上，位于上部的所述分流件中的所述分流板所在的高度与位于下部分流件中的所述半圆弧形板所在的高度平齐；上部的分流板的两侧分别位于两个相邻下部的半圆弧形板的顶部。

进一步地，所述流体通道和所述混合区域均为在所述底板的上端面开槽形成；流体通道和混合区域的开槽深度相同，槽深为2～3mm。

进一步地，所述底板上端面的外缘处设置有一圈环形的安装槽，所述流体通道和多个所述混合单元均位于所述安装槽内；所述上盖板的下端面设置有一圈与所述安装槽配合的限位板。

本发明的有益效果为：本发明中的一种微混合器，通过多个混合单元中的多个分流件，使得两种流体在混合区域内能不断被分散、混合和形成湍流，从而使得流体能被更好的混合，进而提高了流体的反应速率。

附图说明

图1为微混合器中底板的结构示意图。

图2为微混合器中上盖板的结构示意图。

图3为微混合器中混合单元的放大结构示意图。

其中，1、底板；2、上盖板；3、流体通道；4、混合单元；5、混合区域；6、分流件；7、半圆弧形板；8、分流板；9、混合区域的进口方向；10、混合区域的出口方向；11、进料口；12、出料口；13、入口端；14、出口端；15、安装槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明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发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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，都属于本发明保护的范围。

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。

如图1～图3所示，本实施例提供了一种微混合器，其包括底板1和上盖板2，所述底板1的上端面设置有流体通道3，所述流体通道3上设置有多个混合单元4。

每个所述混合单元4均包括与所述流体通道3连通的混合区域5，所述混合区域5内多排交错间隔设置有多个分流件6；每个所述分流件6均包括半圆弧形板7，所述半圆弧形板7的顶部缺口朝向混合区域的进口方向9设置，半圆弧形板7的外弧面设置有一个呈倒V字形结构的分流板8，所述分流板8的开口方向朝向混合区域的出口方向10设置。

具体地，所述流体通道3和所述混合区域5均为在所述底板1的上端面开槽形成；流体通道3和混合区域5的开槽深度相同，流体通道3和混合区域5的槽深均为2～3mm。

作为多个分流件6的具体设置方式，在竖直方向上，位于上部的所述分流件6中的所述分流板8所在的高度与位于下部分流件6中的所述半圆弧形板7所在的高度平齐；上部的分流板8的两侧分别位于两个相邻下部的半圆弧形板7的顶部。

所述上盖板2用于覆盖底板1的顶部，具体地，所述底板1上端面的外缘处设置有一圈环形的安装槽15，所述流体通道3和多个所述混合单元4均位于所述安装槽15内；所述上盖板2的下端面设置有一圈与所述安装槽15配合的限位板。在上盖板2覆盖底板1时，限位板与安装槽15相互配合，即可实现上盖板2与底板1顶部的连接固定。

上盖板2上贯穿设置有两个进料口11和一个出料口12。两个所述进料口11与所述流体通道3的入口端13连通，所述出料口12与所述流体通道3的出口端14连通。

本实施例中微混合器的混合过程为：将需要混合的两种流体分别通过两个进料口11输入至流体通道3进入微混合器内，两种流体经过多个混合单元4后，会将两种流体进行不断的混合，最终混合均匀的两种流体通过流体通道3的出口端14流出。

具体地，两种流体通过流体通道3进入混合区域5后，流体会接触到多个分流件6，分流件6不仅会降低两种流体的流速，并且还将两种流体进行分散成多股支流，两种流体混合后从混合区域5内流出进入流体通道3，完成两种流体在当前混合单元4的混合过程；具体的混合过程为：两种流体会首先进入分流件6中的半圆弧形板7内，进而降低两种流体的流速，当两种流体填满半圆弧形板7后，会从半圆弧形板7内溢出，并且经过分流板8，将溢出的两种流体进行分流，增加了两种流体的液体湍流，提高混合程度，而溢出的两种流体又会流向下一个分流件6，并重复上述混合过程，直至混合后的两种流体流出混合单元4；而在流体通道3上设置有多个混合单元4，两种流体会依次经过多个混合单元4，最终达到对两种流体混合均匀和反应充分的技术效果。

在本实施例中，优选但不局限地，所述流体通道3呈弯曲蛇形结构，流体通道3的入口端13和出口端14分别位于所述底板1上端面长度方向的两侧。

上述技术方案设置的有益效果为：可以在有限面积的底板1上端面上延长流体通道3的流体路径，提高流体的混合时间；同时还可以在流体通道3上尽可能地设置更多的混合单元4，综合提高整个微混合器的混合效果。

同时将混合区域5设置为正六边形结构，多个所述分流件6的底部均与混合区域5的内底面固定连接。将混合区域5设置为正六边形结构，在流体进入到混合区域5时，混合区域5的四周侧壁与流体之间接触不平滑，使得流体与混合区域5的四周侧壁碰撞更加激烈，进而使得流体在混合区域5内相互碰撞，促进流体的混合，加快流体的反应速率。

在本实施例中，优选但不局限地，每个所述分流板8的开口之间的夹角为30°～60°，这样设置分流板8的开口角度，便于将从半圆弧形板7内溢出的流体重新分流并进入下一分流件6中的半圆弧形板7内，循环完成多次分流混合工作。

综上所述，本发明中的一种微混合器，通过多个混合单元4中的多个分流件6，使得两种流体在混合区域5内能不断被分散、混合和形成湍流，从而使得流体能被更好的混合，进而提高了流体的反应速率。

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

Claims (7)

1.一种微混合器，其特征在于，包括底板和上盖板，所述底板的上端面设置有流体通道，所述流体通道上设置有多个混合单元；

每个所述混合单元均包括与所述流体通道连通的混合区域，所述混合区域内多排交错间隔设置有多个分流件；每个所述分流件均包括半圆弧形板，所述半圆弧形板的顶部缺口朝向混合区域的进口方向设置，半圆弧形板的外弧面设置有一个呈倒V字形结构的分流板，所述分流板的开口方向朝向混合区域的出口方向设置；

所述上盖板用于覆盖底板的顶部，上盖板上贯穿设置有两个进料口和一个出料口；

两个所述进料口与所述流体通道的入口端连通，所述出料口与所述流体通道的出口端连通。

2.根据权利要求1所述的微混合器，其特征在于，所述流体通道呈弯曲蛇形结构布置于所述底板的上端面，流体通道的入口端和出口端分别位于所述底板上端面长度方向的两侧。

3.根据权利要求2所述的微混合器，其特征在于，每个所述混合区域的俯视投影均呈正六边形结构，多个所述分流件的底部均与混合区域的内底面固定连接。

4.根据权利要求3所述的微混合器，其特征在于，每个所述分流板的开口之间的夹角为30°～60°。

5.根据权利要求4所述的微混合器，其特征在于，在竖直方向上，位于上部的所述分流件中的所述分流板所在的高度与位于下部分流件中的所述半圆弧形板所在的高度平齐；上部的分流板的两侧分别位于两个相邻下部的半圆弧形板的顶部。

6.根据权利要求5所述的微混合器，其特征在于，所述流体通道和所述混合区域均为在所述底板的上端面开槽形成；流体通道和混合区域的开槽深度相同，流体通道和混合区域的槽深均为2～3mm。

7.根据权利要求6所述的微混合器，其特征在于，所述底板上端面的外缘处设置有一圈环形的安装槽，所述流体通道和多个所述混合单元均位于所述安装槽内；所述上盖板的下端面设置有一圈与所述安装槽配合的限位板。