[发明专利]一种新型压电无阀微混合器

说明书

技术领域

 本发明涉及微流体泵送与混合的微机械领域，尤其涉及一种新型压电无阀微混合器。 

背景技术

微流体系统可将传统的生化检测过程的分离、加样、混合、反应、检测等功能在芯片上得以实现，这样既节省了试剂，又减小了危险性（如有毒或者反应剧烈的试剂）。微化学工程作为新兴的技术可以用于分析和综合应用，微化学工程涉及的微型反应系统主要包括微混合器、微型热交换器、微流道。其中，微混合器有有许多缺陷：由于尺度的缩小，微通道中流体表面积与体积的比值相当的大，液体的流速和雷诺数较低，常处于一种层流的状态，混合常常是分子水平上的扩散运动，使微量液体的混合变得困难。微混合器分为主动式和被动式，被动式微混合器是指不需要外部能量的方法，主要依赖于通道几何形状，如开槽通道、流体分层流（在通道中加障碍物），蛇形通道、诱发混沌对流等。例如SAR微混合器、SHM微混合器，SHM微混合器是利用在通道底部刻蚀交错渔鼓形槽道制成；还有通过让通道在空间范围内弯曲进行混合的微混合器，如C型、Z型、弯弧管道、L型、T型、修改的tesla结构、扭曲管道等。主动式微混合器按作用原理分可分为电动力式、磁动力式、超声波式、压电式、磁致式、射流式、机械式等，例如超声制动微混合器、蜘蛛式微混合器等。 

中国专利公开号为：CN 102145265 A，申请号为：201110091097.8，名称为：一种压电微流体混合器，其结构相对复杂，且主要结构telsa阀混合效果不好，且其扩散管的会产生负压，流阻较大，泵送时所耗的能量较多。 

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷，提供一种结构简单并且能使流体混合更加充分的压电无阀微混合器，使混合的速度相对更快，混合的效果更好并且所消耗的能量较少。 

本发明采用的技术方案是：包括泵体和固定在其正上方的上基体，压电振子固定于基体泵腔的正上方，上基体上的左部分设有泵进口一和泵进口二、右部分设有泵出口，上基体的正中间设有基体泵腔，压电振子固定于基体泵腔的正上方，泵体上设有泵进口混合单元、泵体泵腔、出口混合单元、出口缓冲腔，泵进口一、泵进口二和进口混合单元相通，进口混合单元和泵体泵腔相通，泵体泵腔和出口混合单元相通，出口混合单元和出口缓冲腔相通，出口缓冲腔和泵出口相通，泵体泵腔和基体泵腔相通；所述进口混合单元和出口混合单元均由n个基本混合单元首尾平滑连接组成，单个基本混合单元的水平轴截面的轮廓由四条对数螺旋线和直线构成，四条对数螺旋线共极心，第一对数螺旋线的极坐标方程为： ，第二对数螺旋线的极坐标方程为：；第三对数螺旋线的极坐标方程为：；第四对数螺旋线的极坐标方程为：，10μm<m<100μm， 第一对数螺旋线和第三对数螺旋线共极轴一，第二对数螺旋线和第四对数螺旋线共极轴二，为对数螺旋线旋转的起始点处极角，，10μm<m<100μm。 

  本发明的优点是：本发明将对数螺旋线组合而成的混合单元融入了压电泵中，作为一个系统输送混合流体，耗电量低，结构简单。混合单元的混合段主要起到混合流体的作用，扩散段是曲线的渐扩，起到整流的作用。两种流体流过混合单元，在混合单元内混合。压电振子的周期性振动输送流体的同时也会使流体在泵腔内产生混合。由于结构简单使得流阻较小，压电微混合器的能耗较少，在起到节能作用的同时又混合了流体。 

附图说明

图1是本发明的结构主视图； 

图2是图1的俯视图； 

图3是图1中的A-A剖面图；

图4是图3中的基本混合单元放大示意图，

图5是图3中进口混合单元放大示意图；

图6是图4中第一对数螺旋线放大示意图；

图中：1.泵进口一；2. 泵进口二；3.进口混合单元；4.泵体泵腔；5. 出口混合单元；6.出口缓冲；7. 泵体； 8.上基体；9. 基体泵腔；10. 压电振子；1.泵出口；12. 第一对数螺旋线;；13.极点；14.点切线；15.极轴一；16.辅助线一；17.极轴二；18.第二对数螺旋线；19.曲线二；20.直线段；21.第三对数螺旋线；22. 曲线一；23. 第六对数螺旋线；24.第四对数螺旋线；25.辅助线二；26.第五对数螺旋线。 

具体实施方式