[发明专利]一种双振子驱动的主-被动式压电微混合器

说明书

本发明属于微流体混合器技术领域，具体涉及一种双振子驱动的主‑被动式压电微混合器。从上至下依次设置有第一压电振子、第一绝缘膜、基体、第二绝缘膜以及第二压电振子；所述绝缘膜、基体以及第二绝缘膜之间设置有混合腔；所述混合腔内部设有挡板和螺旋弹性体；所述挡板与基体相连；所述混合腔内部设有介质球；所述介质球位于挡板的左侧。优势与特点：混合效率和混合强度高，结构简单、易于集成。

技术领域

本发明属于微流体混合器技术领域，具体涉及一种双振子驱动的主-被动式压电微混合器。

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液体的混合。但现有压电微混合器仅采用压电振子直接扰动液体，由于压电振子自身振幅小，现有压电微混合器仍存在混合强度差的问题。

发明内容

针对现有微型混合器的不足，本发明提出一种双振子驱动的主-被动式压电微混合器，其混合速度更快、混合效果更好。

本发明实施例提供了一种双振子驱动的主-被动式压电微混合器，采用以下技术方案：从上至下依次设置有第一压电振子、第一绝缘膜、基体、第二绝缘膜以及第二压电振子；所述第一绝缘膜下表面的外缘与基体连接；所述第二绝缘膜上表面的外缘与基体连接；所述第一绝缘膜的上表面与第一压电振子连接；所述第二绝缘膜的下表面与第二压电振子连接；所述第一压电振子外缘与基体连接；所述第二压电振子外缘与基体连接；所述第一绝缘膜、基体以及第二绝缘膜之间设置有混合腔；所述基体的左端设有第一入口和第二入口；所述第一入口与第一入口分支连通；所述第二入口与第二入口分支连通；所述第一入口分支与第二入口分支汇总于入口混合流道；所述入口混合流道与混合腔连通；所述混合腔的右端与第一出口分支和第二出口分支连通；所述第一出口分支与第二出口分支汇总于出口混合流道；所述出口混合流道与出口连通；所述混合腔内部设有挡板；所述挡板与基体相连；所述混合腔内部设有介质球；所述介质球位于挡板的左侧；

进一步的，所述挡板上表面与第一绝缘膜之间留有间隙；所述挡板下表面与第二绝缘膜之间留有间隙；所述混合腔的上部通过第一绝缘膜与基体相连进行密封；所述混合腔的下部通过第二绝缘膜与基体相连进行密封。

进一步的，所述第一压电振子、第二压电振子均由压电陶瓷片和金属基板同心粘结而成；所述第一压电振子的下表面与第一绝缘膜相连，其实现了压电振子和混合腔的绝缘；所述第二压电振子的上表面与第二绝缘膜相连，其实现了第二压电振子和混合腔的绝缘；所述第一压电振子和第二压电振子用胶粘接的方式在其外缘与基体相连。

进一步的，所述第一入口和第二入口通入的两种液体由外部动力源持续定量输入。

进一步的，所述第一入口分支与第二入口分支所夹角度为α，且60°＜α＜120°，通过第一入口分支与第二入口分支交汇于混合流道使得液体进行了初步的被动混合。进一步的，所述第一出口分支与第二出口分支所夹角度为β，且60°＜β＜120°，通过第一出口分支与第二出口分支交汇于出口混合流道使液体再一次进行被动混合。

进一步的，所述介质球的密度略大于混合液体的密度；所述介质球不工作时聚集在第二绝缘膜的上表面；所述第二压电振子在驱动电压的作用下产生变形，第二绝缘膜产生相应变形驱动介质球在混合腔内产生运动并相互碰撞，从而加强对混合液的扰动效果，以此提高了混合器的混合效率。

进一步的，。