本发明专利技术属于液滴微流控技术领域，更具体地，涉及一种高效的液滴生成装置。包括分散相入口层、液滴生成层；还包括由一个输入端N个输出端呈树状结构连接的两级或多级连续相分级层、由一个输入端N个输出端呈树状结构连接的两级或多级分散相分级层；其中N为自然数，且大于等于3；每一个分散相分级层的输出端均连接一个分散相入口层，每一个分散相入口层均连接一个液滴生成层；连续相分级层的输出端一一与液滴生成层连接。本发明专利技术提供的一种高效的液滴生成装置，液体通道各处的情况完全相同，生成的液滴有较好的均一性与一致性，同时，通过分层级设置，有效提高了生产效率。
【技术实现步骤摘要】
一种高效的液滴生成装置
本专利技术属于液滴微流控
，更具体地，涉及一种高效的液滴生成装置。
技术介绍
液滴微流控技术是微流控
的一个重要分支，是一种流体以液滴的形式分散于另一种互不相溶流体中，以液滴作为基本的操作和反应单元。液滴微流控具有独特的优势，可广泛应用于生物、化学、材料科学、工程等领域，具有极大的应用前景。例如，目前已经商业化的微滴式PCR可以极大的缩短时间、微液滴作为微反应器可对微量化学物质进行高效检测和筛选、液滴微流控可实现材料高度均一化的制备。实现微液滴的高效均匀制备是实现微液滴应用的前提，而目前采用微流控技术可实现液滴均匀制备，但是普遍存在效率低下，产量难以满足工业化生产和使用要求，严重制约其广泛应用，尤其是在工程领域的应用。因此非常有必要提高均一液滴的生成效率。微流控液滴生成技术是利用流动剪切力与表面张力之间的相互作用将连续流体分割成离散的纳升级及以下体积的液滴，液滴于两种流体交叉处形成。目前，提升液滴生成效率往往是通过集中多个结构来提高液滴的产量，在平面结构内，由于空间的限制，集成度还相对比较低，有待进一步提高生成效率；也有利用三维集成结构来提升液滴生成效率，但普遍存在末端结构一致性较差且集成度还是相对较低等问题。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种高效的液滴生成装置，对分散相和连续相均进行了分层级设计，有效提高了生产效率。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高效的液滴生成装置，包括分散相入口层、液滴生成层；其中，还包括由一个输入端N个位置对等的输出端呈树状结构连接的两级或多级连续相分级层、由一个输入端N个位置对等的输出端呈树状结构连接的两级或多级分散相分级层；其中N为自然数，且大于等于3；每一个分散相分级层的输出端均连接一个分散相入口层，每一个分散相入口层均连接一个液滴生成层；连续相分级层的输出端一一与液滴生成层连接。在生产过程中，可以根据需求选取具体的分散相以及连续相的分级数n，也可以根据生产需求选择每一级的分散相和连续相具体有多少个，分级数以及每一级的个数决定最终的生产效率；通过本专利技术提供的装置，在生产时，只需要一个分散相输入口和一个连续相输入口即可，便能同时生产Nn个液滴，使得生成效率提高到Nn倍，有效提高了生产效率，另外，由于连续相和分散相均只有一个输入口，这样在生产的时候只需要在两个输入口分别使用一个泵即可，这样，各个末端通道的各种情况完全相同，因此各位液滴生成通道内生成的液滴尺寸是一致的。综上所述，本专利技术提供的液滴生成装置，在保证液滴均一性的同时又能保证具有较高的生成效率。进一步地，所述的液滴生成层的上表面设置有连续相通道，中心处设有导流口，所述的连续相通道由所述导流口的中心向四周呈辐射状分布，每一条连续相通道的末端均设有一个上下贯通的液滴生成通道；液滴生成通道的顶部与分散相入口层连通，底部用于连接液滴收集管道；在所述液滴生成层的内部还设有一条与导流口连通的连续相流入管道；所述的连续相流入管道与连续相分级层的输出端一一对应连接。进一步地，所述的分散相入口层的顶部设有分散相入口管道，在分散相入口层底部的底板上设有多个分散相通道，所述的分散相通道与液滴生成通道一一对应连通，所述的分散相入口管道与分散相分级层的输出端一一对应连接。分散相溶液从分散相入口管道流入至分散相入口层中，然后经分散相通道流出；分散相通道设有多个，一一与液滴生成通道对应连通；实现对分散相溶液的分流，实现同时生成多滴分散相。进一步地，在每一个分散相通道上均连接有一个导流管，所述的导流管伸入至液滴生成通道内。在分散相通道上连接一个导流管，一方面，便于分散相形成液滴；另一方面，连续相溶液从导流管的外部四周流向导流管，然后与分散相汇集，将分散相包裹，分散相在流动的连续相的剪切作用下，生成液滴。进一步地，所述的导流管呈锥体结构，且锥体的底面一侧与分散相通道的底部连接，尖端一侧伸入液滴生成通道内。进一步地，所述的分散相分级层和连续相分级层的结构相同，均包括一个分级层入口和多个分级层出口。每一个分级层的出口均与下一级的分级层入口连接，通过这种树状的连接方式，逐级增加最终的输出口的个数，从而提高生产效率。作为本专利技术的另一个实施方式，进一步地，在所述的液滴生成层的顶部设有连续相入口管道，在所述的液滴生成层的底部设有多个液滴生成通道；所述的分散相入口层的顶部设有分散相入口管道，在分散相入口层底部的底板上设有多个分散相通道，所述的分散相通道通过分散相管道一一伸入至液滴生成层中，并一一穿设于液滴生成通道中；且所述的液滴生成通道与分散相管道之间设有供连续相流通的间隙。进一步地，在每一个分散相管道的末端均连接有一个导流管，导流管位于液滴生成通道内；所述的导流管呈锥体结构，且锥体的底面一侧与分散相通道的底部连接，尖端一侧伸入液滴生成通道内。与现有技术相比，有益效果是：本专利技术提供的一种高效的液滴生成装置，生成液滴的各个支路，生成的液滴有较好的均一性与一致性，同时，通过分层级设置，有效提高了生产效率。附图说明图1是本专利技术实施例1整体结构示意图。图2是本专利技术实施例1分散相入口层与液滴生成层连接关系示意图。图3是本专利技术实施例1分散相入口层结构示意图。图4是本专利技术实施例1液滴生成层结构示意图。图5是本专利技术实施例1连续相分级层或分散相分级层的结构示意图。图6是本专利技术实施例2整体结构示意图。图7是本专利技术实施例2分散相管道与液滴生成层连接结构示意图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利技术的限制。实施例1如图1至图5所示，一种高效的液滴生成装置，包括分散相入口层1、液滴生成层2；其中，还包括由一个输入端N个输出端呈树状结构连接的两级或多级连续相分级层4、由一个输入端N个输出端呈树状结构连接的两级或多级分散相分级层3；其中N为自然数，且大于等于3；每一个分散相分级层3的输出端均连接一个分散相入口层1，每一个分散相入口层1均连接一个液滴生成层2；连续相分级层4的输出端一一与液滴生成层2连接。各个层之间均通过层间管道5进行连通。在生产过程中，可以根据需求选取具体的分散相以及连续相的分级数n，也可以根据生产需求选择每一级的分散相和连续相具体有多少个，分级数以及每一级的个数决定最终的生产效率；通过本专利技术提供的装置，在生产时，只需要一个分散相输入口和一个连续相输入口即可，便能同时生产Nn个液滴，有效提高了生产效率，另外，由于连续相和分散相均只有一个输入口，这样在生产的时候只需要在两个输入口分别使用一个供液泵即可，这样，各个通道的情况完全一致，生成的液滴具有较好的均一性。综上所述，本专利技术提供的液滴生成装置，在保证液滴均一性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效的液滴生成装置，包括分散相入口层(1)、液滴生成层(2)；其特征在于，还包括由一个输入端N个输出端呈树状结构连接的两级或多级连续相分级层(4)、由一个输入端N个输出端呈树状结构连接的两级或多级分散相分级层(3)；其中N为自然数，且大于等于3；每一个分散相分级层(3)的输出端均连接一个分散相入口层(1)，每一个分散相入口层(1)均连接一个液滴生成层(2)；连续相分级层(4)的输出端一一与液滴生成层(2)连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种高效的液滴生成装置，包括分散相入口层(1)、液滴生成层(2)；其特征在于，还包括由一个输入端N个输出端呈树状结构连接的两级或多级连续相分级层(4)、由一个输入端N个输出端呈树状结构连接的两级或多级分散相分级层(3)；其中N为自然数，且大于等于3；每一个分散相分级层(3)的输出端均连接一个分散相入口层(1)，每一个分散相入口层(1)均连接一个液滴生成层(2)；连续相分级层(4)的输出端一一与液滴生成层(2)连接。
2.根据权利要求1所述的高效的液滴生成装置，其特征在于，所述的液滴生成层(2)的上表面设置有连续相通道(21)，中心处设有导流口(22)，所述的连续相通道(21)由所述导流口(22)的中心向四周呈辐射状分布，每一条连续相通道(21)的末端均设有一个上下贯通的液滴生成通道(23)；液滴生成通道(23)的顶部与分散相入口层(1)连通，底部用于连接液滴收集管道；在所述液滴生成层(2)的内部还设有一条与导流口(22)连通的连续相流入管道(24)；所述的连续相流入管道(24)与连续相分级层(4)的输出端一一对应连接。
3.根据权利要求2所述的高效的液滴生成装置，其特征在于，所述的分散相入口层(1)的顶部设有分散相入口管道(11)，在分散相入口层(1)底部的底板上设有多个分散相通道(12)，所述的分散相通道(12)与液滴生成通道(23)一一对应连通，所述的分散相入口管道(11)与分散相分级层(3)的输出端一一对应连接。
4.根据权利要求3...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈展珠，王智彬，郑惠娜，黄伟信，文一凡，陈颖，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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