CN202096947U - 一种撞击流多级微反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种撞击流多级微反应器，其包括毛细微通道，所述毛细微通道至少包括一个进口和一个出口，其特征在于：所述毛细微通道包括多个首尾依次相连的微反应室，相邻所述微反应室之间通过喷射口连通，所述喷射口后的微反应室的内壁包括正对所述喷射口且与所述喷射口中出来的反应液流动方向成钝角的撞击壁。本实用新型的有益效果在于：可目测反应过程；结构稳定性易于加工;使用蚀刻或激光切割等工艺加工，使得毛细微通道具有非常高的精度；采用电解抛光工艺使表面更平整，外观优美，且更易于密封；采用多级微反应室，并通过细颈加压喷射，可使液体颗粒打碎至微米级，液体撞击后会产生紊流，这使得反应物可以充分混合充分反应。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种化工机械，尤其是微反应器。
背景技术
微化工技术由于其超强的传热、传质能力，将在化学、化工、能源、环境等领域得到广泛应用。其核心部件为完全或部分采用微加工技术制造出的微型化工系统，通道特征尺度在数微米至数百微米范围。针对不同的应用背景，已派生出具有各种功能的微化工器件，如微全分析系统、微换热器、微混合器、微反应器等。
微小型化学化工机械系统将在越来越多的领域发挥重要作用,过程强化技术是微小型化学化工机械系统的重要基础。加强对微观流体力学在化学合成和过程处理中的理论和应用研究, 对深入了解在微小型化学化工机械系统中连续流动的微反应过程是非常重要的。在微尺度反应器中, 混合对反应过程有极其重要的影响。“微反应器(microreactor) ”最初是指一种用于催化剂评价和动力学研究的小型管式反应器,其尺寸约为10 mm。随着本来发展用于电路集成的微制造技术逐渐推广应用于各种化学领域, 前缀“micro”含义发生变化, 专门修饰用微加工技术制造的化学系统。此时的“微反应器”是指用微加工技术制造的一种新型的微型化的化学反应器, 但由小型化到微型化并不仅仅是尺寸上的变化, 更重要的是它具有一系列新特性, 随着微加工技术在化学领域的推广应用而发展并为人所重视。微反应器有一个根本特点, 那就是把化学反应控制在尽量微小的空间内, 化学反应空间的尺寸数量级一般为微米甚至纳米。一个好的微反应器必须解决以下几个问题，一、确保反应物的充分混合；二、确保反应室的精度；三、微反应器应具有较高的耐腐蚀性；四、确保微反应器的结构稳定性且易于制造；五、反应室不易堵塞。
发明内容
本实用新型提供了一种解决上述问题的方案，提供一种结构稳定、可充分混合、具有高耐腐蚀性且易于制造的撞击流多级微反应器。
本实用新型的技术方案是提供一种撞击流多级微反应器，其包括毛细微通道，所述毛细微通道至少包括一个进口和一个出口，其特征在于：所述毛细微通道包括多个首尾依次相连的微反应室，相邻所述微反应室之间通过喷射口连通，所述喷射口后的微反应室的内壁包括正对所述喷射口且与所述喷射口中出来的反应液流动方向成钝角的撞击壁。
优选的，其还包括多层并排设置在一起的方形的反应板，所述反应板上通过蚀刻或激光切割等方式设置有若干个相互不连通的贯通的沟槽，所述毛细微通道由所有所述沟槽叠加在一起组成的。
优选的，其包括两层所述反应板，其中一所述反应板上设置有组成所述微反应室的所述沟槽，另一所述反应板上设置有组成所述喷射口的所述沟槽。
优选的，一所述反应板外侧平行设置有底板，另一所述反应板外侧平行设置有透明的观察板。
优选的，所述观察板由玻璃制成，所述底板由不锈钢制成，所述底板的表面通过电解抛光工艺进行抛光处理。
优选的，所述反应板是由不锈钢制成的，其表面通过电解抛光工艺进行抛光处理。
优选的，所述反应板的厚度小于0.4mm。
优选的，所述喷射口的宽度小于0.2mm。
本实用新型的一种撞击流多级微反应器的有益效果在于：使用不锈钢与玻璃配合，耐腐蚀，且可目测反应过程；采用多层不锈钢片层叠的方式形成流道，提高了结构稳定性且更易于加工，而且不易堵塞;使用蚀刻或激光切割等工艺加工，使得毛细微通道具有非常高的精度；采用电解抛光工艺使表面更平整，外观优美，且更易于密封；采用多级微反应室，并通过细颈加压喷射，可使液体颗粒打碎至微米级，液体撞击后会产生紊流，这使得反应物可以充分混合。
附图说明
图1是一种撞击流多级微反应器的剖视图；
图2是反应板10的结构示意图；
图3是反应板12的结构示意图；
图4是反应板10和反应板12的叠加后的结构示意图；
图5是微反应室和喷射口的结构示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。
如图1所示，本实用新型的一种撞击流多级微反应器是由方形的反应板10，12和它们两侧的观察板14和底板16重叠在一起组成的。其中反应板10，12和底板16均为不锈钢制成，其相互接触的表面均通过电解抛光工艺进行表面抛光处理，可以达到较好的密封性。观察板14是耐腐蚀较好的玻璃制成的，用于观察反应发生的情况。反应板10和12的厚度可以根据需要确定，本实用新型第一实施例的厚度均为0.1mm。
如图2所示，通过蚀刻或激光切割等方式在反应板10上设置有多个相互不连通的沟槽，每个沟槽均是贯通的。反应板10上的沟槽分别形成入口18，出口20和喷射口22。如图3所示，通过蚀刻或激光切割等方式在反应板12上也设置有多个相互不连通的沟槽，每个沟槽均是贯通的。反应板10上的沟槽分别形成入口18，出口20和微反应室24。蚀刻或激光切割等加工方式加工的精度较高，而相互不连通的沟槽既容易加工，也避免了在反应板10上形成长条形的舌部，由于反应板10、12较薄，这种两侧均有沟槽的舌部容易发生扭曲变形。
如图4所示，反应板10和12重叠在一起后，其上的沟槽形成了连通的毛细微通道26。毛细微通道26连通入口18和出口20，其中包括多个首尾相连的微反应室24，相邻微反应室24之间通过喷射口22相连通。两种不同的反应液经入口18进入毛细微通道26中，并依次经过所有微反应室24，在其中不断混合反应，最后经出口20排出。如图5所示，喷射口22后的微反应室24的内壁包括撞击壁28。撞击壁28正对喷射口22，而且与喷射口22中出来的反应液流动方向成钝角。喷射口22的宽度为0.1mm，这样经过喷射口22加压后的反应液会高速撞击到撞击壁28上，其中的液体颗粒会被击碎，有的甚至能到微米级，再加上撞击后产生紊流，可以使得不同的反应液充分混合充分反应。
本实用新型的一种混沌型多级涡流微反应器，整体结构长127mm，宽85mm，厚24mm，可应用于样品的保存、各种酶的保存、酶反应、核酸和蛋白质的变性处理、分子克隆实验中各步骤反应、PCR反应前加样、凝胶回收、电泳的预变性及血清凝固等。具有较高的经济价值和实用性。
以上实施例仅为本实用新型其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种撞击流多级微反应器，其包括毛细微通道，所述毛细微通道至少包括一个进口和一个出口，其特征在于：所述毛细微通道包括多个首尾依次相连的微反应室，相邻所述微反应室之间通过喷射口连通，所述喷射口后的微反应室的内壁包括正对所述喷射口且与所述喷射口中出来的反应液流动方向成钝角的撞击壁。
2.根据权利要求1所述的一种撞击流多级微反应器，其特征在于：其还包括多层并排设置在一起的方形的反应板，所述反应板上通过蚀刻或激光切割等方式设置有若干个相互不连通的贯通的沟槽，所述毛细微通道由所有所述沟槽叠加在一起组成的。
3.根据权利要求2所述的一种撞击流多级微反应器，其特征在于：其包括两层所述反应板，其中一所述反应板上设置有组成所述微反应室的所述沟槽，另一所述反应板上设置有组成所述喷射口的所述沟槽。
4.根据权利要求3所述的一种撞击流多级微反应器，其特征在于：一所述反应板外侧平行设置有底板，另一所述反应板外侧平行设置有透明的观察板。
5.根据权利要求4所述的一种撞击流多级微反应器，其特征在于：所述观察板由玻璃制成，所述底板由不锈钢制成，所述底板的表面通过电解抛光工艺进行抛光处理。
6.根据权利要求2所述的一种撞击流多级微反应器，其特征在于：所述反应板是由不锈钢制成的，其表面通过电解抛光工艺进行抛光处理。
7.根据权利要求2所述的一种撞击流多级微反应器，其特征在于：所述反应板的厚度小于0.4mm。
8.根据权利要求2所述的一种撞击流多级微反应器，其特征在于：所述喷射口的宽度小于0.2mm。
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| CN2011201552434U CN202096947U (zh) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | 一种撞击流多级微反应器 |
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Cited By (2)
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| CN102188943A (zh) * | 2011-05-16 | 2011-09-21 | 利穗科技(苏州)有限公司 | 一种撞击流多级微反应器 |
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2011
- 2011-05-16 CN CN2011201552434U patent/CN202096947U/zh not_active Expired - Lifetime
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