[发明专利]一种柱状叶序排布结构的微混合器

摘要

一种柱状叶序排布结构的微混合器。本发明是微流体混合领域的一种圆柱形通道微混合器.该微混合器由被混合液体输入端盖、圆柱形混合通道芯、圆筒状外套和混合后液体输出端盖所组成，其特点是圆柱形混合通芯的外圆表面设有多个微圆柱(或称阻碍块)，以便提高混合效率。微圆柱在圆柱形混合通道芯表面的排布规律符合满足生物学中叶序排布理论的Van Iterson模型排布。由于微圆柱的排布满足Van Iterson模型排布，使得微圆柱在混合通道中的排布实现几何互补和最大填充，并在微圆柱间形成了液体环绕流动通道，当被混合的两种液体流过通道时，从而提高了液体的混合效率。

主权项

一种柱状叶序排布结构的微混合器，用于微流控分析，由外套、圆柱形混合通道芯、输入端盖、输出端盖和多个微圆柱构成，其特征在于：多个微圆柱的轴线均指向圆柱形混合通道芯的轴线，且多个微圆柱的轴线均与圆柱形混合通道芯的轴线垂直，微圆柱的圆柱轴线是圆柱形混合通道芯的外圆表面的法线，多个微圆柱的内端均与圆柱形混合通道芯的外圆表面固定连接；所述的外套为圆筒状，外套套设在圆柱形混合通道芯上，多个微圆柱的外端均抵顶在外套的内筒壁上，且紧密贴合；输入端盖扣设在外套的上端，输出端盖扣设在外套的下端，输入端盖上开设有混合液体输入口，输出端盖上开设有混合液体输出口；微圆柱在圆柱形混合通道芯的外圆表面的排布满足生物科学中的叶序理论的Van Iterson模型，其模型为φ＝n*θ，R＝const，h＝c*n，n＝0,1,2，...,nmax；即在柱坐标系下，n是微圆柱的排布序数，R为第n个微圆柱在柱坐标系的极坐标面上位置的极坐标半径，且R是一个常数值，即圆柱形混合通道芯的母体半径；φ为第n个微圆柱在极坐标面上位置的极坐标角度；θ为第n个微圆柱与第n+1个微圆柱之间在极坐标面上位置的极坐标夹角，且θ＝137.508°；h为第n个微圆柱在柱坐标系中z轴方向的位置坐标；c是微圆柱在z轴方向上位置的尺寸分布常数，单位为mm，通过这种排布，使得微圆柱在圆柱形混合通道芯的母体外圆表面的几何位置上达到最大填充和位置互补，提高混合效率；所述的微圆柱为圆柱形，微圆柱的直径d控制在Ф0.5mm～Ф1.5mm范围内，高度控制在0.05mm～0.3mm范围内；所述的分布常数c在0.10mm～0.16mm范围内选取，保证微圆柱总的横截面面积相对圆柱形混合通道芯的母体外圆表面面积的比率控制在35％～65％范围内。