阅读说明：本技术 一种液相色谱仪用微型高压静态混合器 (Miniature high-pressure static mixer for liquid chromatograph ) 是由 韩雪 李乃杰 杜福新 封娇 杨三东 唐涛 李彤 于 2019-12-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种液相色谱仪用微型高压静态混合器,其包括：主体套筒(1)、底座(2)、支撑环(3)、单孔密封垫(4)、多孔密封垫(5)、混合腔(6)、端部密封垫(7),所述主体套筒(1)与所述底座(2)连接,内部串联安装有至少两组所述混合腔(6),所述混合腔(6)由所述支撑环(3)及其两端密封垫组成,密封垫包括：所述单孔密封垫(4)、所述多孔密封垫(5)、所述端部密封垫(7)；本发明通过所述密封垫单孔、多孔设计改变通过所述混合腔(6)流体的中心流速,使其形成复杂湍流,增加混合效率；其内部组件串联安装形式具有结构简单、组装方便,加工成本低,体积小、通用性好等特点。(The invention discloses a miniature high-pressure static mixer for a liquid chromatograph, which comprises: main part sleeve (1), base (2), support ring (3), the sealed pad of haplopore (4), the sealed pad of porous (5), hybrid chamber (6), the sealed pad of tip (7), main part sleeve (1) with base (2) are connected, and internal series installs at least two sets of hybrid chamber (6), hybrid chamber (6) by support ring (3) and the sealed pad of both ends are constituteed, and sealed the pad includes: the single-hole sealing gasket (4), the multi-hole sealing gasket (5) and the end sealing gasket (7); the central flow velocity of the fluid passing through the mixing cavity (6) is changed through the single-hole and multi-hole design of the sealing gasket, so that the fluid forms complex turbulence and the mixing efficiency is increased; the internal components of the device are installed in series, and the device has the characteristics of simple structure, convenience in assembly, low processing cost, small size, good universality and the like.)

一种液相色谱仪用微型高压静态混合器

技术领域

本发明涉及一种混合器，特别是一种液相色谱仪用微型高压静态混合器。

背景技术

液相色谱仪用静态混合器是将高压恒流泵输送的洗脱能力不同的两种或两种以上的不同溶剂进行混合，增加液体的洗脱能力，应对不同混合物的色谱分离。为保证整套液相色谱系统的压力恒定，静态混合器必须能耐受等同于系统的高压。液相色谱仪用混合器要在最小的混合体积下实现最大的混合效率，并且整个液体腔体无死角，无残存液体，液体置换迅速。

目前，色谱仪用静态混合器常用的结构主要有以下二种：

1、盘管结构静态混合器：液体在特定长度管路中通过液体分子热运动产生的扩散作用进行混合，达到要求的混合效果。中国专利CN100423823C公开了一种微观混合器装置及其制备方法，该发明中的装置包括基底，所述基底包括一个或多个流体进入导管和混合通道，所述混合通道具有深度和宽度，改变所述混合通道以基本上螺旋的流动型态传递将在其内混合的流体，所述螺旋流动型态基本上平行于基底的顶表面，所述混合通道与产物导管连接。但此类混合器管路较长，滞后体积较大，影响色谱分离效果。

2、薄片开槽叠加结构静态混合器：为增大液体界面面积，利用液体的分流、合流实现混合，中国专利CN105107401B公开了一种对称扇形圆环挡板的十字微混合器，包括盖板和基体，盖板和基体之间具有一个十字型流道以及多个依次连接的混合单元，每个混合单元由依次连接的一个收缩流道、狭窄直流道、圆弧流道以及位于靠近圆弧流道出口处的一个扇形圆环挡板共同组成。但薄片开槽加工困难，槽表面粗糙度、组装装配工艺要求高，成本高昂。

工作中，也可将混合器以串并联的方式组合使用，但这种方式在提高混合效果的同时增加了混合器体积，使梯度变化延迟。

综上所述，现在需要一种成本低、组装简便，能够在微体积、高压下高效混合多相流动液体的新型静态混合器。

发明内容

有鉴于此，本发明是为了解决现有技术存在的上述不足，提出一种混合效率高、结构简单、零件数量少、通用性好的微型高压静态混合器。

为此目的，本发明由如下技术方案实施。

一种液相色谱仪用微型高压静态混合器，包括：主体套筒、底座、支撑环、单孔密封垫、多孔密封垫、混合腔、端部密封垫；

所述主体套筒为柱状结构，其一侧端部设置有进液接口，另一侧端部设置有外螺纹；所述主体套筒内部为盲孔结构，所述盲孔端面开孔与所述进液接口连通；

所述底座为有棱帽状结构，一端加工有内螺纹，并与所述主体套筒通过螺纹连接；所述底座的有棱表面设置有出液接口，所述底座有螺纹一侧内表面中心处开孔，并通过孔道与所述出液接口连通；

所述支撑环一端安装所述单孔密封垫，另一端安装所述多孔密封垫，其组成的空腔体为所述混合腔；所述主体套筒的盲孔内部轴向串联安装有至少两组所述混合腔；

任意两相邻所述支撑环之间有且仅有一个所述单孔密封垫或所述多孔密封垫；

所述端部密封垫共有2个，分别安装于串联的所述混合腔的两末端；安装有所述端部密封垫的所述支撑环另一侧安装为所述多孔密封垫。

进一步，所述混合腔为10组；更进一步，所述套筒主体长度范围为80mm-95mm，外径范围为15mm-25mm。

进一步，所述支撑环外径与所述主体套筒的盲孔孔径相同。

进一步，多孔密封垫表面对称分布有4个通孔。

进一步，所述端部密封垫中心处设有通孔。

进一步，所述单孔密封垫的通孔设置在表面中心处。

进一步，所述混合腔横截面的空心圆半径沿流体整体流入-流出方向变化，变化趋势为由小至大、由大至小或先由小至大再至小其中的一种，且所述混合腔对应的所述多孔密封垫的通孔分布位置相应更改。

进一步，所述密封垫材质为聚醚醚酮。

进一步，所述主体套筒材质为不锈钢。

本发明具有如下优点：

1.本发明由多个混合腔串联，每个混合腔两端以单孔密封垫、多孔密封垫交叉配合使用，多种流动相由单孔进入腔体，经多孔流出进入下一腔体，形成局部湍流，改变混合液体的中心流速，起到了多相混合效率增加的效果。

2.本发明中主体套筒采用无缝不锈钢管加工，腔体体积无级调整，生产成本低，加工简便。

3.本发明可通过改变主体套筒内盲孔深度，改变混合腔数量，无需增加连接元件，即可根据不同流速及不同初始条件，简单地实现在最小混合体积的条件下达到最佳的混合效果；也可以根据实际使用需求，灵活地增加或减少串联混合单元套件的数量，使混合器能够在最小的混合体积下，达到理想的混合效果。

4.本发明的液体进出口设置在两端，竖直安装状态下可实现混合液下进上出，更易排出液体中的气泡。

进一步，本发明可拓展为混合腔内径依次由小至大、或由大至小、或先由小至大再至小的变截面结构。在单孔密封和多孔密封结构改变中心流速的同时，不同的混合腔内径使混合液体通路直径改变，混合液体的运动由层流变为复杂湍流，以此进一步达到双向优化混合的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一个或几个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图中体现的相同结构分布数量仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的结构必须具有特定的分布数量，因此不能理解为对本发明的限制。

图1为本发明实施例1中半剖视图；

图2为本发明实施例1中单孔密封垫的正视图；

图3为本发明实施例1中多孔密封垫的正视图；

图4为本发明实施例1中竖直安装外部示意图；

图5为本发明与同体积常规混合器对比测试结果视图；

图6为本发明实施例2中半剖视图；

图7为本发明实施例2中密封垫侧视图。

图中：

1-主体套筒；2-底座；3-支撑环；4-单孔密封垫；5-多孔密封垫；6-混合腔；7-端部密封垫。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明做进一步说明。

实施例1

一种液相色谱仪用微型高压静态混合器，如图1所示，其包括：主体套筒1、底座2、支撑环3、单孔密封垫4、多孔密封垫5、混合腔6、端部密封垫7。

主体套筒1为柱状结构，优选设计为，主体套筒1材质为不锈钢，其一侧端部设置有进液接口，另一侧端部设置有外螺纹；主体套筒1内部为盲孔结构，盲孔端面开孔与进液接口连通。

底座2为有棱帽状结构，一端加工有内螺纹，如图1所示与主体套筒1通过螺纹连接；底座2的有棱表面设置有出液接口，底座2有螺纹一侧内表面中心处开孔，并通过孔道与出液接口连通。

主体套筒1的盲孔内部轴向串联安装有至少两组混合腔6，混合腔6为支撑环3及其两端密封垫所组成的空腔体；密封垫包括：单孔密封垫4、多孔密封垫5、端部密封垫7。为了增强流动相的混合效果，可以通过加深主体套筒1的盲孔深度，拓展串联混合单元的数量。也可以根据实际使用需求，灵活地增加或减少串联混合单元套件的数量，使混合器能够在最小的混合体积下，达到理想的混合效果。优选设计为，混合腔6为10组，套筒主体长度范围为80mm-95mm，外径范围为15mm-25mm，支撑环3外径与主体套筒1的盲孔孔径相同。

优选设计为，如图2所示单孔密封垫4的通孔设置在表面中心处，如图3所示多孔密封垫5表面对称分布有4个通孔，端部密封垫7中心处设有通孔；密封垫材质为聚醚醚酮，该种材料硬度大，且耐腐蚀。

端部密封垫7共有2个，分别安装于串联的混合腔6的两末端；任意两相邻支撑环3之间有且仅有一个密封垫；任一支撑环3两端不为同种密封垫；安装有端部密封垫7的混合腔6另一侧安装为多孔密封垫5。

混合器的进出口设置在两端，如图4所示，竖直安装混合器可实现下进上出，更易排出液体中的气泡。

使用中混合液体以一定流速注入进液接口，由端部密封垫7的单孔进入第一个混合腔6，由多孔密封垫5的四个孔流出进入下一混合腔6，该结构下，混合腔6中的流束中心流体流动受到阻碍，未能直接流出，层流转化为湍流，在腔体内进行再混合，再次提高混合效率。

本发明与同体积混合器的混合效果实测对比结果如图5所示，系统延迟体积更小、混合效果更佳。

实施例2

本实施例与实施例1区别在于，混合腔6横截面的空心圆半径优选设计为，沿流体整体流入-流出方向变化，变化趋势为由小至大、由大至小或先由小至大再至小其中的一种，且混合腔6对应的多孔密封垫5的通孔分布位置相应向中心调整；本实施例为混合腔6的内径设置为依次先由小至大再至小，如图6所示。在单孔密封和多孔密封结构改变中心流速的同时，混合腔体直径改变，使混合液体通路直径改变，混合液体的运动由层流变为复杂湍流，由此混合液体的中心流速呈指数型改变，进一步达到双向优化混合的效果。同时，单孔密封垫4和多孔密封垫5外部形状尺寸如图7所示做相应更改，调整两侧环状凸起为不对称结构。

以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。