專利名稱：微混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合器，尤其涉及一種微型混合器。
背景技術(shù)：
隨著納米科技的發(fā)展，微機電技術(shù)廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域。在生物領(lǐng)域，出現(xiàn)了可以儲存大量信息并且快速檢驗的生物晶片，其可以實現(xiàn)取樣、傳輸、篩選、分離、混合與檢測等功能。已有設(shè)計中，生物晶片中的微混合器大多采用被動式混合機制得到，其要利用晶片中流道的幾何形狀來增加流場中的擾動程度從而達(dá)到混合的目的。此外，也有在生物晶片中加入主動式元件，也就是采用主動式的混合機制得到檢驗體之間的混合。上述的主動式或被動式均需在生物晶片外連接微型泵，該微型泵驅(qū)動檢驗體流動。但是，這些生物晶片中的微混合器在實際應(yīng)用中混合效率低，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，不利于推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種制造成本低且混合效率高的微混合器。本發(fā)明的微混合器包括主體和振動元件，該主體包括多個第一腔室、振動腔室、混合流道、第二腔室、傳輸流道、多個凸塊、第一遞減塊和第二遞減塊。其中，第一腔室容納流體；混合流道的一端與第一腔室連接，另一端與振動腔室連接；傳輸流道的一端與振動腔室連接，另一端與第二腔室連接。該多個凸塊交錯設(shè)置在混合流道的相對的兩個內(nèi)壁上；第一遞減塊設(shè)置在混合流道的內(nèi)壁，第一遞減塊的靠近振動腔室的截面積小于遠(yuǎn)離振動腔室的截面積；第二遞減塊設(shè)置在傳輸流道的內(nèi)壁，第二遞減塊的靠近第二腔室的截面積小于遠(yuǎn)離第二腔室的截面積；振動元件對應(yīng)振動腔室位于主體的表面上；振動元件接收電子信號產(chǎn)生振動使得振動腔室的容積改變，從而將流體從第一腔室泵吸至第二腔室。在一個實施例中，流體為氣體、液體或氣液混合體。在一個實施例中，該振動元件為壓電薄膜等。在一個實施例中，該微混合器包括多個第一遞減塊，設(shè)置在混合流道的內(nèi)壁。在一個實施例中，該微混合器包括多個第二遞減塊，設(shè)置在傳輸流道的內(nèi)壁。在一個實施例中，該凸塊位于第一遞減塊與振動腔室之間。本發(fā)明的微混合器由于將振動元件設(shè)置在主體的表面上，將第一遞減塊和第二遞減塊分別設(shè)置在混合流道和傳輸流道的內(nèi)壁，從而可以通過振動元件的振動使得混合器內(nèi)的液體或氣體朝向固定方向流動。另外，本發(fā)明的微混合器在混合流道的相對的兩內(nèi)壁上設(shè)置多個交錯的凸塊，從而可以使液體之間、氣體之間或氣體液體之間更快地混合。


圖1為本發(fā)明的微混合器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1沿A-A'的截面圖。圖3為圖2的微混合器在振動腔室容積增大時的截面圖。
圖4為圖2的微混合器在振動腔室容積縮小時的截面圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明的微混合起進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1和2所示，微混合器1包括主體2和振動元件3。主體2包括上基板加和下基板2b，上基板加設(shè)置在下基板2b的接合表面2c上。上基板加與下基板2b的材料為玻璃，硅晶片、亞克力、PMMA等。下基板沘具有凹凸圖案，凹凸圖案位于其與下基板沘的接合表面2c上，通過該凹凸圖案在上基板加和下基板2b之間形成多個第一腔室21、振動腔室22、混合流道23、第二腔室對、傳輸流道25、多個凸塊沈，第一遞減塊27和第二遞減塊28。在其它實施例中，凹凸圖案可以形成在上基板加上。也可以在上基板加和下基板沘上都形成凹凸圖案。多個第一腔室21可以容納多種流體。該流體包括氣體或液體?；旌狭鞯?3的一端與第一腔室21連接，另一端與振動腔室22連接。傳輸流道25的一端與振動腔室22連接，另一端與第二腔室M連接。凸塊沈交錯設(shè)置在混合流道23的相對的兩個內(nèi)壁上。凸塊沈的截面形狀包括三角形、矩形、梯形等。第一遞減塊27設(shè)置在混合流道23的內(nèi)壁，第一遞減塊27的靠近振動腔室22的截面積小于遠(yuǎn)離振動腔室22的截面積。第一遞減塊27的截面形狀可以是截面積遞減的任何幾何形狀，例如錐形、梯形等。第一遞減塊27可以有多個。第二遞減塊觀設(shè)置在傳輸流道25的內(nèi)壁，第二遞減塊觀的靠近第二腔室M的截面積小于遠(yuǎn)離第二腔室M的截面積。第二遞減塊觀的截面形狀可以是截面接遞減的任何幾何形狀，例如錐形、梯形等。第二遞減塊洲可以有多個。振動元件3位于下基板2b的表面上，振動元件3的位置對應(yīng)于振動腔室23。振動元件3可以是壓電薄膜。振動元件3接收電子信號，在振動方向上產(chǎn)生往復(fù)振動。另外，微混合器1還包括輸入管4和輸出管5。當(dāng)振動元件3振動時，流體經(jīng)過輸入管4流入第一腔室21中，經(jīng)微混合器1混合后，經(jīng)輸出管5輸出至微混合器1外。下面結(jié)合圖3和4說明微混合器的工作原理。當(dāng)振動元件3向下彎曲時，振動腔室22受振動元件3的驅(qū)動而容積增大，微混合器1中的流體從第一腔室21和第二腔室M流向振動腔室22，流體經(jīng)過第一遞減塊27時受到第一阻力，經(jīng)過第二遞減塊觀時受到第二阻力。其中，流體經(jīng)過第一遞減塊27時，第一遞減塊27和混合流道23的內(nèi)壁的距離逐漸增大；流體經(jīng)過第二遞減塊觀時，第二遞減塊觀和傳輸流道25的內(nèi)壁之間的距離逐漸減小，因此第一阻力小于第二阻力。因此，從第一腔室21流向振動腔室22的流體的流量大于從第二腔室M流向振動腔室22的流體的流量。當(dāng)振動元件3向上彎曲時，振動腔室22受振動元件3的驅(qū)動而容積減小，微混合器1中的流體從振動腔室22流向第一腔室21和第二腔室M，流體經(jīng)過第一遞減塊27時受到第三阻力，經(jīng)過第二遞減塊觀時受到第四阻力。其中，流體經(jīng)過第一遞減塊27時，第一遞減塊27和混合流道27的內(nèi)壁的距離逐漸減??；流體經(jīng)過第二遞減塊28時，第二遞減塊觀和傳輸流道25的內(nèi)壁之間的距離逐漸增大，因此第三阻力大于第四阻力。因此，從振動腔室22流向第一腔室21的流體的流量小于從振動腔室22流向第二腔室M的流體的流量。因此，當(dāng)振動元件3接收到電子信號產(chǎn)生往復(fù)振動后，微混合器1中的流體整體上是從第一腔室21流向第二腔室M的。另外，由于凸塊沈?qū)旌狭鞯?3中流場的影響，流體會在混合流道23中受到交錯擾動，因此流體之間的接觸面積增加。同時，凸塊沈之間產(chǎn)生回流區(qū)，使得流體受回流效果的影響加強了混合效率。綜上所述，本發(fā)明的微混合器具有如下優(yōu)點由于混合流道內(nèi)具有多個交錯排列的凸塊，因此能在極短的距離內(nèi)均勻且高效率地混合兩種以上的流體。由于采用振動元件驅(qū)動振動腔室的容積變化，因此不需要外接流體推動設(shè)備，從而便于攜帶，使用便利。由于微混合器的結(jié)構(gòu)簡單，因此其制造成本低。以上具體實施方式
僅用于描述本發(fā)明的微混合器的技術(shù)方案，不用于限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以得到各種變型和組合，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種微混合器，其特征在于，該微混合器包括主體和振動元件，其中，該主體包括多個第一腔室、振動腔室、混合流道、第二腔室、傳輸流道、多個凸塊、第一遞減塊和第二遞減塊； 該第一腔室容納流體；該混合流道的一端與該第一腔室連接，另一端與該振動腔室連接； 該傳輸流道的一端與該振動腔室連接，另一端與該第二腔室連接； 該多個凸塊交錯設(shè)置在該混合流道的相對的兩個內(nèi)壁上；該第一遞減塊設(shè)置在該混合流道的內(nèi)壁，該第一遞減塊的靠近該振動腔室的截面積小于遠(yuǎn)離該振動腔室的截面積；該第二遞減塊設(shè)置在該傳輸流道的內(nèi)壁，該第二遞減塊的靠近該第二腔室的截面積小于遠(yuǎn)離該第二腔室的截面積；該振動元件對應(yīng)該振動腔室位于該主體的表面上，該振動元件接收電子信號產(chǎn)生振動使得該振動腔室的容積改變，從而將該流體從該第一腔室傳輸至該第二腔室。
2.如權(quán)利要求1所述的微混合器，其特征在于，該流體為氣體、液體或氣液混合體。
3.如權(quán)利要求1 2中任一項所述的微混合器，其特征在于，該振動元件為壓電薄膜等。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的微混合器，其特征在于，包括多個該第一遞減塊， 設(shè)置在該混合流道的內(nèi)壁。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的微混合器，其特征在于，包括多個該第二遞減塊， 設(shè)置在該傳輸流道的內(nèi)壁。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項所述的微混合器，其特征在于，該凸塊位于該第一遞減塊與該振動腔室之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造成本低且混合效率高的微混合器，其包括主體和振動元件，該主體包括多個第一腔室、振動腔室、混合流道、第二腔室、傳輸流道、多個凸塊、第一遞減塊和第二遞減塊；其中，第一腔室容納流體；混合流道的一端與第一腔室連接，另一端與振動腔室連接；傳輸流道的一端與振動腔室連接，另一端與第二腔室連接；該多個凸塊交錯設(shè)置在混合流道的相對的兩個內(nèi)壁上；第一遞減塊設(shè)置在混合流道的內(nèi)壁，第一遞減塊的靠近振動腔室的截面積小于遠(yuǎn)離振動腔室的截面積；第二遞減塊設(shè)置在傳輸流道的內(nèi)壁，第二遞減塊的靠近第二腔室的截面積小于遠(yuǎn)離第二腔室的截面積；振動元件對應(yīng)振動腔室位于主體的表面上；振動元件接收電子信號產(chǎn)生振動使得振動腔室的容積改變，從而將流體從第一腔室泵吸至第二腔室。
文檔編號B01F13/00GK102553480SQ20111044253
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者杜春林 申請人:溧陽市澳谷信息科技有限公司