[发明专利]一种泵送和混合一体的压电微混合器

说明书

本发明属于微流体混合器技术领域，具体涉及一种泵送和混合一体的压电微混合器。整体从上至下依次连接有上盖板、中间板、下盖板；所述中间板内部安装有第一压电振子和第二压电振子；所述中间板内部设置有第一泵腔、第二泵腔；所述上盖板和中间板之间设置有第一入口阀、第一出口阀；所述下盖板和中间板之间设置有第二入口阀、第二出口阀；所述中间板内部设置有混合腔；所述混合腔内部设置有多个介质球；所述中间板和下盖板之间设置有用于混合腔动力驱动的第三压电振子。优势与特点：混合效率和混合强度高，流体泵送精度高。

技术领域

本发明属于微流体混合器技术领域，具体涉及一种泵送和混合一体的压电微混合器。

背景技术

在微流体领域，微混合器被广泛应用于化学、生物以及新能源领域。目前，微混合器根据驱动元件的有无可分为被动式微混合器和主动式微混合器。被动式微混合器通常采用复杂流道结构，尽可能增大流体接触面积以提高混合效率，其缺点在于结构复杂、混合效果及可控性差。主动式微混合器需要外部驱动元件驱动进行混合，主要包括：微搅拌、压力扰动、声波扰动、磁力驱动、电流体驱动等，其优点在于混合效果好且混合过程可控，但也会存在加工工艺复杂、加工成本昂贵、不易集成等诸多问题。作为主动式微混合器，压电微混合器具有结构简单、混合过程可控等特点，被广泛应用于微流体混合，如中国发明专利201310756812.4提出一种压电驱动微流体混合器，从结构上实现了流体的主要混合功能与泵送功能合二为一，微流体的泵送过程同时可以实现流体的混合。但现有压电微混合器主要采用压电振子直接扰动流体，由于压电振子自身振幅小，其仍存混合强度差的问题。

发明内容

针对现有微型混合器的不足，本发明提出一种结构简单、易于加工的主-被动式压电微混合器，使混合的速度更快，混合的效果更好。

本发明实施例提供了一种泵送和混合一体的压电微混合器，采用以下技术方案：从上至下依次连接有上盖板、中间板、下盖板；所述上盖板上表面设置有第一入口；所述上盖板内部设置第一通道；所述上盖板和中间板内部设置有第一分支流道；所述第一通道与入口连通；所述中间板内部安装有第一压电振子和第二压电振子；所述第一压电振子和第二压电振子的外缘与中间板连接；所述中间板内部设置有与第一压电振子配套进行驱动的第一泵腔；所述中间板内部设置有与第二压电振子配套进行驱动的第二泵腔；所述上盖板和中间板之间设置有控制流体从第一通道到第一泵腔单向流通的第一入口阀；所述上盖板和中间板之间设置有控制流体从第一泵腔至第一分支流道单向流通的第一出口阀；所述下盖板下表面设置有第二入口；所述下盖板内部设置有第二通道；所述下盖板和中间板内部设置有第二分支流道；所述下盖板和中间板之间设置有控制流体从第二通道到第二泵腔单向流通的第二入口阀；所述下盖板和中间板之间设置有控制流体从第二泵腔至第二分支流道单向流通的第二出口阀；所述第一分支流道与第二分支流道交汇于第一混合流道；所述中间板内部设置有混合腔；所述第一混合流道与混合腔连通；所述混合腔内部设置有多个介质球；所述中间板内部设置有第二混合流道；所述第二混合流道连通混合腔和出口；所述中间板和下盖板之间设置有用于混合腔动力驱动的第三压电振子；所述第三压电振子上表面连接有用于绝缘和缓冲的绝缘膜；所述绝缘膜外缘与中间板连接；所述第三压电振子外缘与下盖板连接。

进一步的，所述第一入口阀、第二入口阀、第一出口阀、第二出口阀均由阀座和柔性阀膜构成；所述阀座内部中心设置有阀孔；所述阀座设置有可保持柔性阀膜处于拉伸状态的凸台；所述柔性阀膜外缘与阀座连接；所述柔性阀膜由高弹性的橡胶膜制成；所述柔性阀膜与凸台配合安装后具有一定的变形拉伸，这样可以保证阀的密封性；所述柔性阀膜的宽度大于阀孔的孔径；所述第一入口阀的阀座与上盖板连接；所述第二入口阀的阀座与下盖板连接；所述第一出口阀和第二出口阀的阀座与中间板连接；当阀孔内部与外部的压力差高于柔性阀膜开启压力时，柔性阀膜在压力差作用下拉伸，阀打开；当阀孔内部压力低于柔性阀膜的外部压力时，柔性阀膜在自身弹力和压力差作用下收缩，阀关闭。

进一步的，所述第一压电振子、第二压电振子、第三压电振子均由压电陶瓷片和金属基板同心粘接而成。