[发明专利]一种主-被动混合器

说明书

本发明属流体驱动领域，具体涉及一种主‑被动混合器。端盖装在主体上下两侧并经密封圈将换能器压在主体沉腔内；换能器由基板和压电片粘接而成，压电片靠近端盖安装；上下进口腔与其内安装的单向阀分别构成上下进口阀，上下出口腔与其内部所安装的单向阀分别构成上下出口阀；上下沉腔内的换能器与主体及密封圈分别构成上下容腔，同一沉腔组中的上下容腔并联成一个容腔组，左右相邻的两个容腔组串联；同一容腔组的上下容腔交叉地吸入和排出流体，所排出的流体经混流孔被动混合后再同时进入到下一容腔组的上下容腔进行主动混合，主动混合后再进入另一混流孔进行被动混合。优势与特色：混合且主被动混合相结合，效果好、配比精度高、泵送能力强。

技术领域

本发明属于流体传输与控制领域，具体涉及一种主-被动混合器。

背景技术

流体混合器是生化、医疗、食品、环境监测等领域不可或缺的关键流控器件。最初的流体混合器大都是被动式的，通过在流体运动路径中设置特殊几何结构改变流场分布并结合流体分子的自由扩散实现混合的，其结构简单、易于制造与集成且性能稳定，缺点是混合流程较长、速度慢及混合过程不可控；近年来，人们相继提出了多种形式的主动流体混合器，通过外部动力来促进流体混合，根据动力来源，现有主动混合器主要有电磁式和压电式两类，其中压电流体混合器结构简单、体积小、混合效果及过程可控也较好。现有压电式主动混合器基本都是以单个压电振子为换能器同步实现流体泵送与混合的双重功能，其流体泵送能量有限，无法用于流体粘度高、管道流阻大或需要混合流体输送量较大的场合：此外，现有压电流体混合器采用同一个换能器同步驱动两种粘度不同流体、即通过同一个腔的两个入口同时吸入流体，无法精确控制两种流体的泵送量。显然，压电流体混合器的驱动能力、混合效果及混合配比精度等方面都有待进一步提升。

发明内容

为提高混合器的输送能力、混合效果及混合配比精度，本发明提出一种主-被动混合器，本发明的实施方案是：主体上设有上下入孔、出孔及上下沉腔，上下沉腔数量相等且其侧壁上都设有走线槽，上沉腔的底壁上设有上进出口腔、下沉腔的顶壁上设有下进出口腔；主体上下两侧对称设置的上下沉腔构成一个沉腔组，最左侧沉腔组的上下进口腔分别与上下入孔连通，最右侧沉腔组的上下出口腔与出孔连通，其余沉腔组的上下进口腔经进流孔连通、上下出口腔经出流孔连通，左右两相邻的进出流孔经混流孔连通，进出流孔的通流面积相等且不超过混流孔通流面积的一半；主体上下两侧经螺钉安装有端盖，端盖凸台经密封圈将换能器压接在上下沉腔内，密封圈位于换能器上下两侧；换能器由基板和压电片粘接而成，压电片靠近端盖安装，换能器表面涂有绝缘漆或粘接有绝缘薄膜；上下进口腔与其内部所安装的单向阀分别构成上下进口阀，上下出口腔与其内部所安装的单向阀分别构成上下出口阀；单向阀由压环、阀片和阀座依次粘接而成，阀片由盖片、环片以及至少三条连接盖片与环片的螺旋片构成，环片两侧分别与压环和阀座粘接；阀片粘接前螺旋片向环片的一侧预弯、粘接后盖片堵在阀座的阀孔上；上下沉腔内的换能器与主体及密封圈分别构成上下容腔，同一沉腔组中的上下容腔并联成一个容腔组，左右相邻的两个容腔组串联；混流孔的容积至少为一个周期内一个容腔组中上下容腔容积变化量之和的两倍；上下容腔中的换能器经不同的导线组与电源相连。

本发明中，同一容腔组的上下容腔交叉地吸入和排出流体，所排出的流体经混流孔被动混合后再同时进入到下一容腔组的上下容腔进行主动混合，主动混合后再进入另一混流孔进行被动混合，如此反复即完成了流体的输送和混合过程。