[发明专利]一种围压和背压同时进行实现微流控芯片中高压的系统

说明书

本发明属于一级学科动力工程及工程热物理中的多相流技术领域，提供了一种围压和背压同时进行实现微流控芯片中高压的系统，包括液体盛放容器、柱塞泵、阀门、气瓶、压力表、中间活塞容器、微流控芯片、蓝宝石围压室以及管路组成。本发明的系统只需要一个柱塞泵、一个中间活塞容器和一个单向阀便可以对工艺制作简单的围压室进行围压和背压调节，通过微流控芯片内外同时加压真正实现“高压”，系统简单，操作性强，不存在安全隐患，同时围压和背压功能的同时实现大大降低了系统造价。

技术领域

本发明属于一级学科动力工程及工程热物理中的多相流技术领域，更具体地，涉及到微尺度流动中为满足微流控芯片中的高压，围压和背压同时实现的简易系统。

背景技术

近年来，多孔介质中的微观多相流动一直是科学和工程领域的研究热点。其中微观可视化技术可以真正实现流动过程的原位观察和直接记录，极大促进了相关研究进程，但大多数微流动研究发生在微流控芯片上，而这些芯片由于材料属性，大多数不能承受高压，不能真正实现实际工况下的流动测量。

目前解决这一问题的方法主要有两种，一种是在微流控芯片进出口端加夹持器防止端口爆裂，但不能从根源解决问题，可承受的压力并不能提高太多，而且造价比较昂贵且配套专用芯片，损耗性极强；另外一种方式是采油围压达到预设压力，通过微流控芯片内外压差控制实现高压目的，但通过前期专利调研发现，关于围压的实现很少，中国发明专利说明书2012101483096和2017113800102中有提到围压的实现，但他们的目的主要是通过围压实现岩芯中的高压，不适合于玻璃、PDMS这类易碎材料，中国发明专利说明书2017107179868中所提出的高压系统是目前实现高压最常用的一种围压方式，但可以发现其围压室设计复杂，存在多个连接部位，容易造成压力泄露，造价不菲，而且实现围压的方式是通过人为控制微流控芯片内外压差不能相差太大，操作性存在一定难度。另外利用该系统注油或其他流体时没有出口，与实际采油采气相差较远，即缺乏背压调节部分。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是改善微流控芯片中的高压实现方法，提供一种同时进行围压和背压调节的简易系统，降低设备制造费用，从而在微观尺度上为流动研究提供与实际相符的高温高压工况。

本发明的技术方案：

一种围压和背压同时进行实现微流控芯片中高压的系统，包括液体盛放容器1、柱塞泵2、阀门3、气瓶4、压力表5、中间活塞容器6、微流控芯片7、蓝宝石围压室8以及管路组成；

所述的柱塞泵2一端连通液体盛放容器1，另一端与中间活塞容器6的底部连接；

所述的气瓶4的主管路上设置有阀门3和压力表5，主管路分成两支路，第一支路通入到中间活塞容器6中，第二支路通入至蓝宝石围压室8中，气瓶4中的气体分两路注入蓝宝石围压室8和中间活塞容器6中；

所述的蓝宝石围压室8开有蓝宝石视窗，其顶部分为三个接头，左接头的管路上设置有单向阀9，中间接头连接气瓶4的主管路，右接头连接气瓶4的第二路；

所述的微流控芯片7位于蓝宝石围压室8内，蓝宝石围压室8的左接头和右接头对接的管路分别与微流控芯片7的出入口相连。