[发明专利]一种多层次结构微通道混合器及其流体混合方法

权利要求书

1.一种多层次结构微通道混合器，其特征在于，包括一块基板和一块封板，所述基板上设有两个进样储液室、两个入口通道、两组流体分布通道网、两组工艺流体通道、一个流体对撞混合腔、一个流体强化混合通道和一个出口缓冲室；所述封板上设有两个分别与进样储液室连通的通孔作为待混合流体物料的进口和一个与出口缓冲室连通的通孔作为混合后流体物料的出口；每个进样储液室的一端通过待混合流体物料的进口与外部进料管连通，另一端与入口通道连通；所述每个入口通道都通过一组流体分布通道网与一组工艺流体通道连通；

所述每组流体分布通道网都由N级水力直径不同的流体分布通道构成，N为大于0，且小于等于10的任何正整数，其中，第一级流体分布通道与入口通道直接连通，第N级流体分布通道或分成2^N股支流通道与2^N个下一级，即N+1级，流体分布通道连通，或分成2^(N+1)股支流与2^(N+1)个工艺流体通道连通；所述每个流体分布通道都分成两个支流通道；所述任意一个流体分布通道的支流通道或与下一级流体分布通道连通，或与工艺流体通道连通；所述最后一级流体分布通道的每个支流通道进一步分成两路分支与两个工艺流体通道连通；

所述工艺流体通道一端与最后一级流体分布通道的支流通道连通，另一端位于流体对撞混合腔内；分别与两个入口通道连通的两组工艺流体通道左右对称布置在流体对撞混合腔的两侧；工艺流体通道在流体对撞混合腔的出口成尖锥形；流体对撞混合腔与流体强化混合通道直接连通；流体对撞混合腔和流体强化混合通道内安装有内构件或在壁面安装有折流挡板；流体强化混合通道与出口缓冲室连通；出口缓冲室通过混合后流体物料的出口与外部管线连通；

所述入口通道与第一级流体分布通道的夹角为α；所述α的范围是70°≤α≤130°；

所述任意一个流体分布通道的支流通道与下一级流体分布通道的夹角为β；所述β的范围是70°≤β≤130°；

所述两个工艺流体通道与所共同连接的最后一级流体分布通道的支流通道之间形成夹角γ；所述γ的范围是95°≤γ≤150°；

所述流体分布通道的横截面是矩形，第一级流体分布通道的宽度为0.1～30mm，深度为0.1～15mm，长度为1～200mm；第N级流体分布通道的宽度、深度和长度分别为上一级，即N-1级，N为大于等于2的正整数，流体分布通道的宽度的40％～90％，深度的40％～90％，长度的20％～80％；

所述流体对撞混合腔的折流挡板间隔安装在两侧壁面，且与壁面形成夹角θ；

所述流体对撞混合腔的折流挡板与流体对撞混合腔壁面的夹角θ的范围是20°≤θ≤160°；

所述流体对撞混合腔内所有的折流挡板或内构件的安装位置与工艺流体通道的中心轴线的位置叉开，不在同一水平面，且使得所有紧邻工艺流体通道的折流挡板或内构件到最近的工艺流体通道的中心轴线的距离为50～800μm；

所述流体对撞混合腔内的折流挡板或内构件的安装间距是相邻间隔50μm～5mm；

所述流体对撞混合腔内的折流挡板或内构件紧密布置或疏松布置，紧密布置时，折流挡板或内构件的安装间距是相邻间隔50μm～500μm；在疏松布置时，折流挡板或内构件的安装间距是相邻间隔500μm～5mm；

所述流体强化混合通道的折流挡板间隔安装在流体强化混合通道的两侧壁面，且与壁面形成夹角

所述流体强化混合通道内的折流挡板与流体强化混合通道壁面的夹角范围是

所述流体强化混合通道内的折流挡板或内构件的安装间距是相邻间隔50μm～5mm；

所述流体强化混合通道内的折流挡板或内构件紧密布置或疏松布置，紧密布置时，折流挡板或内构件的安装间距是相邻间隔50μm～500μm；在疏松布置时，折流挡板或内构件的安装间距是相邻间隔500μm～5mm；

所述工艺流体通道在流体对撞混合腔内的出口成尖锥形，尖锥出口的宽度为1～500μm；

所述工艺流体通道左右对称布置于流体对撞混合腔的两侧；

所述左右对称布置于流体对撞混合腔两侧的一对工艺流体通道在流体对撞混合腔内的尖锥出口之间的间距为10～500μm。

2.如权利要求1所述的微通道混合器，其特征在于，所述入口通道的横截面是矩形；所述入口通道的宽度为50μm～10mm，深度为50μm～10mm，长度为1～500mm；所述两个入口通道左右对称布置于流体对撞混合腔的两侧。