一种微流体反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微流体反应器，包括反应通道，在反应通道上设有若干个连续的反应腔室，至少其中一个所述反应腔室的入口与文丘里通道连接，并且对应文丘里通道的射流方向，在反应腔室的入口内侧设有文丘里壁，使自文丘里通道流出的流体在反应腔室的入口与文丘里壁之间形成缓冲区，并沿着文丘里壁向两侧分流。采用文丘里结构和文丘里壁缓冲，通过收缩‑扩张的形式，在管道的最窄处，动压头达到最大值，静压头达到最小值，整个涌流都要在同一时间内经历管道缩小过程，压力也在同一时间减小，进而产生压力差，这个压力差给流体提供一个外在吸力，加快流体混合同时减少流体流动时的流动死区，进而实现强化的混合反应，避免反应盲区存在。

A microfluidic reactor

The utility model discloses a microfluidic reactor comprises a reaction channel, a plurality of continuous reaction chamber is arranged in the reaction channel, at least one of the reaction chamber entrance channel connecting with Venturi, Venturi and the corresponding jet direction of the channel, with Venturi wall in the entrance inside the reaction chamber, the fluid flow since the Venturi channel buffer is formed between the entrance and the Venturi wall of the reaction chamber, and along the Venturi wall on both sides to shunt. The Venturi Venturi wall structure and the buffer, through contraction expansion in the form, in the narrowest part of the pipeline, the dynamic pressure reaches the maximum value, the static head reaches the minimum value, the current pipeline must experience the shrinking process at the same time, the pressure is reduced at the same time, and the pressure difference is generated, the differential pressure to provide an external suction fluid, accelerate fluid mixing and reduce fluid flow when the flow dead zone, and then realize the mixed reaction enhancement, to avoid the existence of blind reaction.

【技术实现步骤摘要】
一种微流体反应器
本技术涉及微流体反应器
，尤其是具有文丘里结构的微反应器。
技术介绍
微流体反应器，是利用精密加工技术制造的特征尺寸在10到3000μm之间的微型反应器。微反应器的“微”不是特指微反应器设备的外形尺寸大小；也不是指微反应器设备产品的产量小；而是表示工艺流体的通道在微米级别；微反应器中可以包含有成百万上千万的微型通道，因此也可以实现很高的产量。微反应器比常规的管道式反应器的尺寸要小得多，但微反应器从本质上来讲仍是一种连续流动的管道式反应器。微反应系统通常包括换热、混合、分离、分析和控制等高度集成单元。因为其具备大比表面积、微小反应体积和独特的层流传质等特性，决定了其拥有常规反应器所不可比拟的优良传热、传质和混合性能。良好的传质性能保证了物料的快速混合，传热效率的提高使得反应能在等温条件下快速进行。微反应器与传统釜式反应器相比，具有如下优势：1、高的热传导系数，可以实现反应条件的精确控制；2、毫秒或纳微秒的混合时间缩小了反应器的体积；3、高比表面积增大了强化反应过程4、提高了产品转化率和收率；5、无放大效应，减少中试环节，缩短工艺开发周期；6、良好的安全性能；7、大量减少有毒、有污染溶剂的使用；8、连续化生产。现有技术的微反应器结构如图1所示，为方形通道，流体经过方形通道进行混合反应，其主要存在如下几个技术问题：1、通道为单通道，持液量小，处理量小，压降大；2、通道混合效果仍需要改进；3、通道内存在混合盲区；4、换热效果不能满足工艺快速反应的需要。如何寻求一种持液量大，处理量大，压降小，通道混合效果好，无混合盲区，换热效果好的微反应器，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种微流体反应器，以解决现有技术的微反应器通道混合效果差、存在混合盲区等问题。为解决上述技术问题，本技术采用技术方案的基本构思是：一种微流体反应器，包括反应通道，在所述反应通道上设有若干个连续的反应腔室，至少其中一个所述反应腔室的入口与文丘里通道连接，并且对应所述文丘里通道的射流方向，在所述反应腔室的入口内侧设有文丘里壁，使自所述文丘里通道流出的流体在所述反应腔室的入口与所述文丘里壁之间形成缓冲区，并沿着所述文丘里壁向两侧分流。优选地，所述文丘里壁正对应所述文丘里通道的表面设为内凹部，使流体在所述内凹部处形成所述缓冲区。优选地，所述文丘里壁与所述反应腔室内壁之间形成流通通道，该流通通道沿着流体的流向的截面面积先缩小后扩大，使流体在反应腔室的内壁与所述文丘里壁之间形成文丘里效应。优选地，所述文丘里壁的内凹部在所述文丘里壁对应所述文丘里通道的表面的宽度以及与该表面垂直的深度的比例为(3-10)：1。优选地，所述反应腔室为左右对称结构，反应腔室的入口位于所述反应腔室的中心线上；和或，所述文丘里壁为左右对称结构，并且正对应所述文丘里通道的出口布置在所述反应腔室的中心线上。优选地，所述文丘里壁上设有若干个导流槽，使所述缓冲区的流体能够沿着所述导流槽流出；优选地，所述导流槽设有至少两个，对称分布在所述文丘里壁上。优选地，在所述文丘里壁与所述文丘里通道之间的通道里设有若干个第一扰流块；优选地，所述第一扰流块沿着与流体流向呈角度的线性分布；优选地，所述第一扰流块对称设置在所述文丘里壁与所述文丘里通道之间的通道里；优选地，所属第一扰流块呈交叉状分布；优选地，若干个所述第一扰流块对称布置；优选地，所述角度为30-90度。优选地，在所述文丘里壁与所述反应腔室的出口之间设有至少一个第二扰流块，优选地，所述第二扰流块呈三角形，并且三角形的一个顶角指向所述反应腔室的出口或者指向所述文丘里壁；优选地，所述第二扰流块自所述文丘里壁向下延伸形成与所述文丘里壁一体成型的结构。优选地，连续的两个反应腔室之间通过所述文丘里通道连通，并且所述两个反应腔室的入口内侧均设有所述文丘里壁。优选地，所述反应通道设有至少两个，反应通道并排布置，并且在相邻的两个反应腔室之间的侧壁上设有混流口，使相邻的两个反应腔室之间连通。采用上述技术方案后，本技术与现有技术相比具有以下有益效果：本技术采用文丘里通道结构，以及文丘里壁形成的缓冲区，通过收缩-扩张的形式，当流体在文丘里管里面流动，在管道的最窄处，动压头即速度头达到最大值，静压头即压力头达到最小值，流体的速度因为通流横截面面积减小而上升。整个涌流都要在同一时间内经历管道缩小过程，因而压力也在同一时间减小。进而产生压力差，这个压力差给流体提供一个外在吸力，加快流体混合同时减少流体流动时的流动死区，进而实现强化的混合反应，避免了反应盲区存在。下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的描述。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：图1为现有技术的方形通道结构示意图；图2为本技术实施例的一种微流体反应器的文丘里反应单元结构示意图；图3为本技术实施例的一种微流体反应器的反应通道的结构示意图；图4为本技术又一实施例的一种微流体反应器的反应通道的结构示意图；图5为图4的局部放大示意图；图6A—图6S为本技术实施例的微流体反应器的文丘里反应通道结构示意图(其中6P-6S中的导流槽带有锥度)；图7为本技术实施例的一种微流体反应器的流体速度矢量示意图；图8为现有技术的方形通道物料混合效果示意图；图9为本技术实施例的一种微流体反应器的物料混合效果示意图。其中，1、反应腔室，2、流体入口，3、流体出口，4文丘里通道，5、文丘里壁，6、导流槽，9、小文丘里壁，10、扰流结构，11、大第二扰流块，12、小第一扰流块，13、反应通道，14、单通道，15、双通道，17、混流口，25、第一流体入口，26、第二流体入口，27、第三大分流装置，28、第三小分流装置，29、第二大分流装置，30、第二小分流装置，31、第一大分流装置，32、第一小分流装置，33、四通道。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。首先需要指出，本技术的实施例仅仅公开几个优选的实施方式，不应该理解成对本技术实施的限制，本技术的保护范围仍以权利要求书所公开的内容为准。如图2所示，本技术实施例公开了一种微流体反应器，该反应器包括反应通道13，在反应通道13上设有若干个连续的反应腔室1，至少其中一个反应腔室1的入口与文丘里通道4(文丘里通道是先收缩而后逐渐扩大的管道)连接，并且对应文丘里通道4的射流方向，在反应腔室1的入口内侧设有文丘里壁5，使自文丘里通道4流出的流体在反应腔室1的入口与所述文丘里壁5之间形成缓冲区，并沿着所述文丘里壁5向两侧分流。通过收缩-扩张的形式，当流体在文丘里管里面流动，在管道的最窄处，动压头即速度头达到最大值，静压头即压力头达到最小值，流体的速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微流体反应器，包括反应通道，在所述反应通道上设有若干个连续的反应腔室，其特征在于，至少其中一个所述反应腔室的入口与文丘里通道连接，并且对应所述文丘里通道的射流方向，在所述反应腔室的入口内侧设有文丘里壁，使自所述文丘里通道流出的流体在所述反应腔室的入口与所述文丘里壁之间形成缓冲区，并沿着所述文丘里壁向两侧分流。

【技术特征摘要】
1.一种微流体反应器，包括反应通道，在所述反应通道上设有若干个连续的反应腔室，其特征在于，至少其中一个所述反应腔室的入口与文丘里通道连接，并且对应所述文丘里通道的射流方向，在所述反应腔室的入口内侧设有文丘里壁，使自所述文丘里通道流出的流体在所述反应腔室的入口与所述文丘里壁之间形成缓冲区，并沿着所述文丘里壁向两侧分流。2.根据权利要求1所述的一种微流体反应器，其特征在于，所述文丘里壁对应所述文丘里通道的表面设有内凹部，使流体在所述内凹部处形成所述缓冲区。3.根据权利要求2所述的一种微流体反应器，其特征在于，所述文丘里壁与所述反应腔室内壁之间形成流通通道，该流通通道沿着流体的流向的截面面积先缩小后扩大，使流体在反应腔室的内壁与所述文丘里壁之间形成文丘里效应。4.根据权利要求2所述的一种微流体反应器，其特征在于，所述文丘里壁的内凹部在所述文丘里壁对应所述文丘里通道的表面的宽度以及与该表面垂直的深度的比例为(3-10)：1。5.根据权利要求1-4之一所述的一种微流体反应器，其特征在于，所述反应腔室为对称结构，反应腔室的入口位于所述反应腔室的中心线上；和/或，所述文丘里壁为对称结构，并且对应所述文丘里通道的出口布置在所述反应腔室的中心线上。6.根据权利要求2所述的一种微流体反应器，其特征在于，所述文丘里壁上设有若干个导流槽，使所述缓冲区的流体能够沿着所述导流槽流出。7.根据权利要求6所述的一种微流体反应器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志华，任苗苗，黄振，李鹏飞，李宁，尤琳，
申请(专利权)人：山东豪迈化工技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37