[发明专利]一种分形阶跃通道式双重乳液微流控量产装置

权利要求书

1.一种分形阶跃通道式双重乳液微流控量产装置，其特征在于：包括一级乳化模块(12)、二级乳化模块(13)和双重乳液输送通道(21)，所述一级乳化模块(12)包括若干并行的一级乳化单元，所述一级乳化单元包括内相流体输送通道(121)、一级等深度楔形流动截面渐扩结构(122)、一级变深度纵向突扩阶跃结构(123)和中间相流体输送通道(124)，所述内相流体输送通道(121)的出口与所述一级等深度楔形流动截面渐扩结构(122)的入口连接，所述一级等深度楔形流动截面渐扩结构(122)的出口与所述一级变深度纵向突扩阶跃结构(123)的入口连接，所述中间相流体输送通道(124)连通一级变深度纵向突扩阶跃结构(123)的底部，所述二级乳化模块(13)包括若干并行的二级乳化单元，所述二级乳化单元包括二级等深度楔形流动截面渐扩结构(131)、二级变深度纵向突扩阶跃结构(132)和外相流体输送通道(133)，所述一级变深度纵向突扩阶跃结构(123)的出口与所述二级等深度楔形流动截面渐扩结构(131)的入口连接，所述二级等深度楔形流动截面渐扩结构(131)的出口与所述二级变深度纵向突扩阶跃结构(132)的入口连接，所述外相流体输送通道(133)连通二级变深度纵向突扩阶跃结构(132)的底部，所述一级等深度楔形流动截面渐扩结构(122)和二级等深度楔形流动截面渐扩结构(131)的渐扩角度β范围为10～35°，所述一级变深度纵向突扩阶跃结构(123)和二级变深度纵向突扩阶跃结构(132)的深度分别至少为一级等深度楔形流动截面渐扩结构(122)和二级等深度楔形流动截面渐扩结构(131)的2倍，所述双重乳液输送通道(21)与二级变深度纵向突扩阶跃结构(132)的出口连接；还包括具有分形结构的内相流体分配模块(11)，所述内相流体分配模块(11)包括依次连通的内相流体主通道(111)和内相流体子通道(112)，所述内相流体主通道(111)分叉形成两个内相流体子通道(112)，每个内相流体子通道(112)又分叉形成下一级的两个内相流体子通道，直至内相流体分配模块(11)的末端形成2ⁿ个内相流体子通道，n为内相流体子通道的分形级数，取自然数，第n级内相流体子通道与所述内相流体输送通道(121)的入口连通；还包括具有分形结构的中间相流体供液分配模块(32)和外相流体供液分配模块(33)，所述中间相流体供液分配模块(32)包括依次连接的中间相流体供液通道(323)、中间相流体主通道(321)和中间相流体子通道(322)，所述中间相流体主通道(321)分叉形成两个中间相流体子通道(322)，每个中间相流体子通道(322)又分叉形成下一级的两个中间相流体子通道，直至中间相流体供液分配模块(32)的末端形成2^j个中间相流体子通道，j为中间相流体子通道(322)的分形级数，第j级中间相流体子通道与所述中间相流体输送通道(124)的入口连接，所述外相流体供液分配模块(33)包括依次连接的外相流体供液通道(333)、外相流体主通道(331)和外相流体子通道(332)，所述外相流体主通道(331)分叉形成两个外相流体子通道(332)，每个外相流体子通道(332)又分叉形成下一级的两个外相流体子通道，直至外相流体供液分配模块(33)的末端形成2^k个外相流体子通道(332)，k为外相流体子通道(332)的分形级数，第k级外相流体子通道与所述外相流体输送通道(133)的入口连接，其中j＝k＝n。

2.根据权利要求1所述一种分形阶跃通道式双重乳液微流控量产装置，其特征在于：第i-1级内相流体子通道的长度l_i-1与第i级内相流体子通道的长度l_i之间满足第i-1级内相流体子通道的水力半径d_i-1与第i级内相流体子通道的水力半径d_i之间满足其中，Δ为长度分形维数。

3.根据权利要求2所述一种分形阶跃通道式双重乳液微流控量产装置，其特征在于：所述内相流体分配模块(11)、一级乳化模块(12)和二级乳化模块(13)均设置在通道板(1)内，所述双重乳液输送通道(21)设置在盖板(2)内，所述内相流体供液通道(31)、中间相流体供液分配模块(32)和外相流体供液分配模块(33)均设置在供液底板(3)内，所述盖板(2)、通道板(1)和供液底板(3)自上而下依次密封连接。