一種毛蟲型微反應器的製作方法
2023-06-17 09:40:01 2
專利名稱：一種毛蟲型微反應器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種化工機械，尤其是微反應器。
背景技術：
微化工技術由於其超強的傳熱、傳質能力，將在化學、化工、能源、環境等領域得到廣泛應用。其核心部件為完全或部分採用微加工技術製造出的微型化工系統，通道特徵尺度在數微米至數百微米範圍。針對不同的應用背景，已派生出具有各種功能的微化工器件， 如微全分析系統、微換熱器、微混合器、微反應器等。微小型化學化工機械系統將在越來越多的領域發揮重要作用，過程強化技術是微小型化學化工機械系統的重要基礎。加強對微觀流體力學在化學合成和過程處理中的理論和應用研究，對深入了解在微小型化學化工機械系統中連續流動的微反應過程是非常重要的。在微尺度反應器中，混合對反應過程有極其重要的影響。「微反應器 (microreactor) 」最初是指一種用於催化劑評價和動力學研究的小型管式反應器，其尺寸約為10 mm。隨著本來發展用於電路集成的微製造技術逐漸推廣應用於各種化學領域， 前綴「micro」含義發生變化，專門修飾用微加工技術製造的化學系統。此時的「微反應器」 是指用微加工技術製造的一種新型的微型化的化學反應器，但由小型化到微型化並不僅僅是尺寸上的變化，更重要的是它具有一系列新特性，隨著微加工技術在化學領域的推廣應用而發展並為人所重視。微反應器有一個根本特點，那就是把化學反應控制在儘量微小的空間內，化學反應空間的尺寸數量級一般為微米甚至納米。一個好的微反應器必須解決以下幾個問題，一、確保反應物的充分混合；二、確保反應室的精度；三、微反應器應具有較高的耐腐蝕性；四、確保微反應器的結構穩定性且易於製造；五、反應室不易堵塞。
實用新型內容本實用新型提供了一種解決上述問題的方案，提供一種結構穩定、可充分混合、具有高耐腐蝕性且易於製造的毛蟲型微反應器。本實用新型的技術方案是提供一種毛蟲型微反應器，其包括反應板，所述反應板上設置有毛細微通道，所述毛細微通道包括至少一個進口和一個出口，其特徵在於所述毛細微通道包括兩個波浪形反應通道，兩所述反應通道錯位交叉在一起。通槽。成。
優選的，所述毛細微通道呈腸形排列設置在所述反應板一側表面。
優選的，所述毛細微通道是利用化學腐蝕雕刻工藝在所述反應板上加工出的半
優選的，所述反應板兩側均設置有蓋板，所述反應板和所述蓋板均由鋼化玻璃制
優選的，所述反應板和所述蓋板之間相接觸的表面均進行過拋光處理。 優選的，所述蓋板的外側均設置有由金屬材料製成的薄片形壓板，所述壓板的外
側均設置有框形結構的固定板。[0011]優選的，所述固定板、壓板、蓋板和反應板通過螺栓固定在一起。優選的，所述反應板設置有所述毛細微通道的一側平行設置有板形的滯留區板， 所述滯留區板上靠近所述反應板一側的表面設置有滯留區通道，所述滯留區通道是設置在所述滯留區板上的半通槽，其呈腸形設置在所述滯留區板的一側且其走向與所述毛細微通道相同。優選的，所述滯留區板和所述反應板之間設置有一板形隔離板，所述隔離板上設置有若干個貫通的連接所述毛細微通道和所述滯留區通道的圓孔。優選的，所述滯留區板和所述隔離板均是由鋼化玻璃製成的。本實用新型的一種毛蟲型微反應器的有益效果在於使用鋼化玻璃作為反應板， 具有美觀、耐腐蝕、結構穩定、易於加工，且可目測反應過程，不易堵塞等優點；另外，採用多級加壓噴射結構，可使得反應物可以充分擊碎並混合、從而充分反應。
圖1是本實用新型的一種毛蟲型微反應器第一實施例的結構示意圖；圖2是本實用新型的一種毛蟲型微反應器第二實施例的結構示意圖；圖3是本實用新型的一種毛蟲型微反應器第三實施例的結構示意圖；圖4是反應板的正視圖；圖5是反應板的剖視圖；圖6是本實用新型的一種毛蟲型微反應器第三實施例的滯留區板的正視圖；圖7是本實用新型的一種毛蟲型微反應器第一實施例的正視圖；圖8是本實用新型的一種毛蟲型微反應器第一實施例的側視圖；圖9是毛細微通道的局部放大圖。
具體實施方式
下面對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的描述。如圖1、圖4、圖5、圖7、圖8和圖9所示，本實用新型的一種毛蟲型微反應器的第一實施例包括反應板10，反應板10的兩側依次疊放有蓋板12、壓板14和固定板16。其中反應板10和蓋板12均為由透明的鋼化玻璃製成的方形薄片；它們之間相互接觸的表面均通過拋光工藝進行拋光，以確保相互之間結合緊密，實現良好的密封。壓板14是不鏽鋼製成的方形薄片，其上開設有若干個方形通孔形的觀察窗18。固定板16是由鋁合金製成的方框形結構。固定板16、壓板14、蓋板12和反應板10均通過螺栓固定疊放在一起。反應板10上設置有毛細微通道20。毛細微通道20是通過化學刻蝕技術在反應板 10—側表面上加工出來的半通槽，其整體呈腸形彎曲結構設置在反應板10表面上，化學腐蝕雕刻工藝使得毛細微通道20表面光滑，美觀。毛細微通道20是由反應通道22和M組成的，兩反應通道22、M均是腸形，即多個連續的S形；其中水平的部分為波峰和波谷均是直角的波浪形，反應通道22和M波浪的部分錯位交叉在一起。這種結構使得兩種反應液分別在反應通道22和M中流動時，不斷地相互混合、衝撞，從而充分混合、充分反應。固定板16、壓板14和蓋板12上設置有2個貫穿的連通到反應板10上的毛細微通道20的反應液入口沈和1個供反應液排出的出口 28，反應通道22和M前端分開形成入口 26，末端合併形成出口觀。如圖2和圖6所示，為了增加反應液的容量和增加反應時間，本實用新型的第二實施例還可以增加一個設置在反應板10側邊的滯留區板30。滯留區板30是由鋼化玻璃製成的，其靠近反應板10 —側表面上設置有滯留區通道32，滯留區通道32是化學刻蝕工藝加工出來的半通槽，其呈和毛細微通道20走向一致的腸形。滯留區通道32的形狀可以和毛細微通道20的形狀一樣，也可以是如圖3所示的長條形。滯留區板30和反應板10之間設置有鋼化玻璃製成的隔離板34，隔離板34上設置有若干個連通毛細微通道20和滯留區通道 32的圓孔(未圖示)，使得反應液能在毛細微通道20和滯留區通道32之間相互流動。本實用新型的一種毛蟲型微反應器在使用時，將兩種不同的反應液分別從入口沈注入到毛細微通道20中，反應液經過在反應通道22中不斷的被噴射混合，從而充分反應， 最好經過出口觀排出。第二實施例中的滯留區通道32增加了反應液的反應空間，也增加了其反應時間，從而達到更好的效果。本實用新型採用強化玻璃作為微反應通道22的載體， 其具有結構穩定，易於加工，美觀而且透明、易於觀察反應進程等優點。在此基礎上，增加了金屬材質的蓋板12，既增強了整個裝置的強度，而且其上的觀察窗18正好設置在反應通道 22對應的位置，從而又不影響觀察整個反應的過程。本實用新型的一種毛蟲型微反應器，整體結構長127mm，寬85mm，厚24mm，可應用於樣品的保存、各種酶的保存、酶反應、核酸和蛋白質的變性處理、分子克隆實驗中各步驟反應、PCR反應前加樣、凝膠回收、電泳的預變性及血清凝固等，具有較高的經濟價值和實用性。以上實施例僅為本實用新型其中的一種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種毛蟲型微反應器，其包括反應板，所述反應板上設置有毛細微通道，所述毛細微通道包括至少一個進口和一個出口，其特徵在於所述毛細微通道包括兩個波浪形反應通道，兩所述反應通道錯位交叉在一起。
2.根據權利要求1所述的一種毛蟲型微反應器，其特徵在於所述毛細微通道呈腸形排列設置在所述反應板一側表面。
3.根據權利要求1所述的一種毛蟲型微反應器，其特徵在於所述毛細微通道是利用化學腐蝕雕刻工藝在所述反應板上加工出的半通槽。
4.根據權利要求1所述的一種毛蟲型微反應器，其特徵在於所述反應板兩側均設置有蓋板，所述反應板和所述蓋板均由鋼化玻璃製成。
5.根據權利要求4所述的一種毛蟲型微反應器，其特徵在於所述反應板和所述蓋板之間相接觸的表面均進行過拋光處理。
6.根據權利要求4所述的一種毛蟲型微反應器，其特徵在於所述蓋板的外側均設置有由金屬材料製成的薄片形壓板，所述壓板的外側均設置有框形結構的固定板。
7.根據權利要求6所述的一種毛蟲型微反應器，其特徵在於所述固定板、壓板、蓋板和反應板通過螺栓固定在一起。
8.根據權利要求4所述的一種毛蟲型微反應器，其特徵在於所述反應板設置有所述毛細微通道的一側平行設置有板形的滯留區板，所述滯留區板上靠近所述反應板一側的表面設置有滯留區通道，所述滯留區通道是設置在所述滯留區板上的半通槽，其呈腸形設置在所述滯留區板的一側且其走向與所述毛細微通道相同。
9.根據權利要求8所述的一種毛蟲型微反應器，其特徵在於所述滯留區板和所述反應板之間設置有一板形隔離板，所述隔離板上設置有若干個貫通的連接所述毛細微通道和所述滯留區通道的圓孔。
10.根據權利要求9所述的一種毛蟲型微反應器，其特徵在於所述滯留區板和所述隔離板均是由鋼化玻璃製成的。
專利摘要本實用新型公開了一種毛蟲型微反應器，其包括反應板，所述反應板上設置有毛細微通道，所述毛細微通道包括至少一個進口和一個出口，其特徵在於所述毛細微通道包括兩個波浪形反應通道，兩所述反應通道錯位交叉在一起。本實用新型的有益效果在於使用鋼化玻璃作為反應板，具有美觀、耐腐蝕、結構穩定、易於加工，且可目測反應過程，不易堵塞等優點;另外，採用多級加壓噴射結構，可使得反應物可以充分擊碎並混合、從而充分反應。
文檔編號B01J19/00GK202191898SQ201120276238
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月1日 優先權日2011年8月1日
發明者周勝, 鄒學文 申請人:利穗科技(蘇州)有限公司