[0003] 针对现有压电微混合器存在的不足，本发明提出一种主‑被动结合式压电气体微混合器，采用以下技术方案：包括上板、上中板、下中板、下板、压电振子、上挡板、下挡板以及小球；所述上板、上中板、下中板和下板从上到下依次相连；所述上板和上中板之间安装有上挡板；所述上板和上挡板之间设置有入口腔；所述上挡板的下端面同心设置有圆柱壁；
所述上中板和下中板之间安装有压电振子；所述圆柱壁与压电振子之间设置有一定缝隙，
这可以避免压电振子工作过程中与圆柱壁碰撞；所述压电振子和上挡板之间设置有混合内
腔和混合外腔；所述混合内腔位于圆柱壁内部；所述混合外腔位于圆柱壁外部；所述圆柱壁内部放置有多个小球；所述下中板和下板之间安装有下挡板；所述下中板和下挡板之间设
置有中间腔；所述下板和下挡板之间设置有出口腔；所述上板设置有第一进气孔和第二进
气孔；所述第一进气孔和第二进气孔与入口腔连通；所述上挡板圆形均布设置有多个第一
通孔；所述第一通孔连通入口腔和混合内腔；所述圆柱壁的壁面均布设置有多个第二通孔；
所述第二通孔连通混合内腔和混合外腔；所述压电振子均布设置有多个第三通孔；所述第
三通孔连通混合外腔和中间腔；所述下挡板圆形均布设置有多个第四通孔；所述第四通孔
连通中间腔和出口腔；所述下板的中心设置有出气孔。
[0004] 进一步的，所述压电振子由金属基板和压电陶瓷片同心粘接而成。
[0005] 进一步的，所述小球的密度大于混合气体的密度，在所述压电振子不工作时，小球因自身重力聚集在金属基板上表面。
[0006] 所述小球的密度 略大于混合气体的密度 ；所述小球不工作时聚集在压电振子的上表面；所述压电振子在驱动电压的作用下产生变形并驱动小球在混合内腔内产生运动
并相互碰撞，从而加强对混合气体的扰动效果，以此实现高效率的主动混合。
[0007] 进一步的， 。
[0008] 进一步的，为了避免多个小球的运动对压电陶瓷片的破坏，在安装压电振子时金属基板未粘接有压电陶瓷片的一侧应朝向混合内腔。
[0009] 进一步的，为防止小球跑出混合内腔，所述压电振子在向下振动达到最大变形量时金属基板的上表面与圆柱壁下表面之间的最大缝隙s小于小球的直径d；所述第一通孔和
第二通孔的孔径D小于小球的直径d，这可以避免小球跑出混合内腔。
[0010] 进一步的，所述第一进气孔和第二进气孔通入的两种气体由外部动力源持续定量输入。
[0011] 进一步的，混合器内气体的流动方向为：两种气体首先经过第一进气孔和第二进气孔进入入口腔；在入口腔内实现了第一次气体的被动混合；所述入口腔内的两种气体通
过第一通孔进入混合内腔；经过混合内腔有效混合后的气体通过第二通孔进入混合外腔；
混合气体在混合外腔通过第三通孔进入中间腔；中间腔内的气体再经过第四通孔进入出口
腔；出口腔内的气体经过出气孔排出腔外。
[0012] 进一步的，所述第一进气孔和第二进气孔之间的轴心距离大于由多个第一通孔的圆心所组成的圆的直径；由多个所述第一通孔的圆心所组成的圆的直径小于由多个第三通
孔的圆心所组成的圆的直径；由多个所述第三通孔的圆心所组成的圆的直径大于由多个第
四通孔的圆心所组成的圆的直径；通过相邻各板间的均布孔圆心所在圆的直径不同可以使
两种气体在流过各板时充分进行被动气体混合。
[0013] 进一步的，第一进气孔通过第一进气管与一种气体源连接，第二进气孔通过第二进气管与另一种气体源连接；第一进气管上缠绕有加热管，第二进气管上缠绕有制冷管路，加热管与制冷管路分别连接有加热装置和制冷装置；第一进气管与加热管通过保温层密封
在一密封腔内，第二进气管与制冷管路通过保温层密封在另一密封腔内。
[0014] 进一步的，在第一通孔的上方设置有混合盖，混合盖包括有内凹的圆柱形的上盖和中空的圆柱形下壁，上盖的底部与侧壁呈直角设置，其内凹侧的底部下方与下壁固定连
接，且二者连接处的圆周表面上，均等分布有多个通气孔；下壁将第一通孔封闭其中并且与上挡板固定连接，上盖的侧壁贴近上挡板之间设置有环形进气槽，优选的环形进气槽的竖
直高度小于下壁的1/5，通气孔的竖直高度小于下壁的 1/5。
[0015] 进一步的，第一进气管内的介质温度T1，第二进气管内的介质温度为T2，T1‑T2>20℃，优选的为 30‑50℃。
[0016] 本实施例理想的工作过程可分为第一工作状态和第二工作状态。
[0017] 第一工作状态：压电振子施加与压电陶瓷片极化方向相反的电压，压电振子向下振动；
[0018] 第二工作状态：压电振子施加与压电陶瓷片52极化方向相同的电压，压电振子向上振动。
[0019] 在交变电压信号驱动下，压电振子持续上下振动，在压差作用下带动上挡板和下挡板上下振动；所述压电振子的自身振动使两种气体获得初步的混合效果；所述压电振子
的振动带动小球运动，加剧了混合内腔内的气体扰动效果；同时由于小球的滞后性，小球会产生相互碰撞，碰撞再一次增强了主动混合的效果。
[0020] 本发明的特色及优势在于：1.混合强度和混合效率高：采用压电振子振动结合介质球的方式进行主动流体混合，这增强了混合内腔混合流体的扰动强度，同时采用交叉通
孔结构进行被动混合，通过主动和被动混合相结合，微混合器的混合效率大大提高；2.结构简单、易于集成：通过压电驱动，微混合器仅需在混合腔中加入介质球，流体混合效果即可得到大大提升，所以其结构简单、易于集成；3.本申请通过设置不同温度的气体介质进行初步碰撞混合，利用温差使气体团实现自动对流扰动，进而实现气体的自发混合，并且由于设置了混合盖，使气体贴近上挡板的底部进入上盖内，为两种气体的充分对流混合预留了时
间与空间，与现有的机械动力混合方式相比，不仅简化了结构节约了成本，而且混合效果更好。
[0021] 附图说明：
[0022] 图1是本发明一个较佳实施例的结构剖面图；
[0023] 图2是本发明一个较佳实施例中第一工作状态的结构剖面图；
[0024] 图3是本发明一个较佳实施例中第二工作状态的结构剖面图；
[0025] 图4 是本发明一个较佳实施例中混合盖的局部视图；
[0026] 其中：1‑上板；11‑第一进气孔；111‑第一进气管；112‑加热管；100‑保温层；12‑第二进气孔；121‑第二进气管；122‑制冷管路；13‑入口腔；2‑上中板；3‑下中板；31‑中间腔；4‑下板；41‑出气孔；42‑出口腔；5‑压电振子；51‑金属基板；52‑压电陶瓷片；53‑第三通孔；6‑上挡板；61‑第一通孔；62‑圆柱壁；63‑第二通孔；64‑混合内腔；65‑混合外腔；7‑下挡板；71‑第四通孔；8‑小球；9‑混合盖；91‑上盖；92‑下壁；93‑通气孔；94‑环形进气槽。
[0027] 具体实施方式：
[0028] 下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示
所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本
发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0030] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0031] 请参照图1、图2、图3和图4，本发明提出一种主‑被动结合式压电气体微混合器，包括：上板1、上中板2、下中板3、下板4、压电振子5、上挡板6、下挡板7以及小球8；所述上板1、上中板2、下中板3和下板4从上到下依次相连；所述上板1和上中板2之间安装有上挡板6；所述上板1和上挡板6之间设置有入口腔13；所述上挡板6的下端面同心设置有圆柱壁62；所述上中板2和下中板3之间安装有压电振子5；所述圆柱壁62与压电振子5之间设置有一定缝隙，这可以避免压电振子5工作过程中与圆柱壁62碰撞；所述压电振子5和上挡板6之间设置有混合内腔64和混合外腔65；所述混合内腔64位于圆柱壁62内部；所述混合外腔65位于圆
柱壁62外部；所述圆柱壁62内部放置有多个小球8；所述下中板3和下板4之间安装有下挡板
7；所述下中板3和下挡板7之间设置有中间腔31；所述下板4和下挡板7之间设置有出口腔
42；所述上板1设置有第一进气孔11和第二进气孔12；所述第一进气孔11和第二进气孔12与入口腔13连通；所述上挡板6圆形均布设置有多个第一通孔61；所述第一通孔61连通入口腔
13和混合内腔64；所述圆柱壁62的壁面均布设置有多个第二通孔63；所述第二通孔63连通
混合内腔64和混合外腔65；所述压电振子5均布设置有多个第三通孔53；所述第三通孔53连通混合外腔65和中间腔31；所述下挡板7圆形均布设置有多个第四通孔71；所述第四通孔71连通中间腔31和出口腔42；所述下板4的中心设置有出气孔41。
[0032] 进一步的，所述压电振子5由金属基板51和压电陶瓷片52同心粘接而成。
[0033] 进一步的，所述小球8的密度大于混合气体的密度，在所述压电振子5不工作时，小球8因自身重力聚集在金属基板51上表面。
[0034] 所述小球8的密度 略大于混合气体的密度 ；所述小球8不工作时聚集在压电振子5的上表面；所述压电振子5在驱动电压的作用下产生变形并驱动小球8在混合内腔64内
产生运动并相互碰撞，从而加强对混合气体的扰动效果，以此实现高效率的主动混合。
[0035] 进一步的， 。
[0036] 进一步的，为了避免多个小球8的运动对压电陶瓷片52的破坏，在安装压电振子5时金属基板51未粘接有压电陶瓷片52的一侧应朝向混合内腔64。
[0037] 进一步的，为防止小球8跑出混合内腔64，所述压电振子5在向下振动达到最大变形量时金属基板51的上表面与圆柱壁62下表面之间的最大缝隙s小于小球8的直径d；所述
第一通孔61和第二通孔63的孔径D小于小球8的直径d，这可以避免小球8跑出混合内腔64。
[0038] 进一步的，所述第一进气孔11和第二进气孔12通入的两种气体由外部动力源持续定量输入。
[0039] 进一步的，混合器内气体的流动方向为：两种气体首先经过第一进气孔11和第二进气孔12进入入口腔13；在入口腔13内实现了第一次气体的被动混合；所述入口腔13内的
两种气体通过第一通孔61进入混合内腔64；经过混合内腔64有效混合后的气体通过第二通
孔63进入混合外腔65；混合气体在混合外腔65通过第三通孔53进入中间腔31；中间腔31内
的气体再经过第四通孔71进入出口腔42；出口腔42内的气体经过出气孔41排出腔外。
[0040] 进一步的，所述第一进气孔11和第二进气孔12之间的轴心距离大于由多个第一通孔61的圆心所组成的圆的直径；由多个所述第一通孔61的圆心所组成的圆的直径小于由多
个第三通孔53的圆心所组成的圆的直径；由多个所述第三通孔53的圆心所组成的圆的直径
大于由多个第四通孔71的圆心所组成的圆的直径；通过相邻各板间的均布孔圆心所在圆的
直径不同可以使两种气体在流过各板时充分进行被动气体混合。
[0041] 进一步的，第一进气孔 11 通过第一进气管 111 与一种气体源连接，第二进气孔 12 通过第二进气管121与另一种气体源连接；第一进气管 111 上缠绕有加热管112，第二
进气管121上缠绕有制冷管路122，加热管112与制冷管路122分别连接有加热装置和制冷装
置；第一进气管 111 与加热管112通过保温层100密封在一密封腔内，第二进气管121与制
冷管路122通过保温层100密封在另一密封腔内。
[0042] 进一步的，在第一通孔 61 的上方设置有混合盖9，混合盖9包括有内凹的圆柱形的上盖91和中空的圆柱形下壁92，上盖 91 的底部与侧壁呈直角设置，其内凹侧的底部下
方与下壁92固定连接，且二者连接处的圆周表面上，均等分布有多个通气孔93；下壁92 将第一通孔61 封闭其中并且与上挡板6 固定连接，上盖91的侧壁贴近上挡板6之间设置有环
形进气槽94，优选的环形进气槽94的竖直高度小于下壁92的1/5，通气孔 93 的竖直高度小于下壁 92 的 1/5。
[0043] 进一步的，第一进气管 111 内的介质温度为 T1，第二进气管121内的介质温度为 T2，T1‑T2>20℃，优选的为 30‑50℃。
[0044] 本实施例理想的工作过程可分为第一工作状态和第二工作状态。
[0045] 第一工作状态：如图2所示，给压电振子5施加与压电陶瓷片52极化方向相反的电压，压电振子5向下振动；
[0046] 第二工作状态：如图3所示，给压电振子5施加与压电陶瓷片52极化方向相同的电压，压电振子5向上振动。
[0047] 在交变电压信号驱动下，压电振子5持续上下振动，在压差作用下带动上挡板6和下挡板7上下振动；所述压电振子5的自身振动使两种气体获得初步的混合效果；所述压电
振子5的振动带动小球8运动，加剧了混合内腔64内的气体扰动效果；同时由于小球8的滞后性，小球8会产生相互碰撞，碰撞再一次增强了主动混合的效果。
[0048] 以上实施例供理解本发明之用，并非用于限制，在不违背本发明原理情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出多种变化和变形，但这些相应的变化和变形都应属于本发明所属的权利要求范围之内。
