流体处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种流体处理装置，包括：具有第一流体通道的基体，所述第一流体通道具有流体入口和流体出口，所述第一流体通道的流体入口分布于所述基体的第一表面；由复数根线形体相互交叉形成的多孔结构，用以与所述基体的第一表面配合形成第二流体通道，所述复数根线形体一端均与所述基体固定连接，所述多孔结构中孔洞的直径大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，且待处理的流体仅能通过所述第二流体通道进入第一流体通道。本实用新型专利技术的流体处理装置具有通量大、流阻小、能高效清除流体中微/纳米级颗粒等特点，可重复使用，使用寿命长，且适于规模化大批量生产。

Fluid treatment device

The utility model discloses a fluid processing device, including: a matrix having a first fluid channel, wherein the first fluid passageway having a fluid entrance and a fluid outlet, wherein the first fluid channel fluid entrance located in the first surface of the substrate; a porous structure composed of a plurality of line shape cross formation, with the first surface with the matrix is formed with the second fluid channel, wherein one end of a plurality of line shape and the base is fixedly connected with the holes of the porous structure of the particle diameter is greater than 0 but less than selected particles mixed in the fluid to be treated in size, fluid and to be treated only by the second the fluid passage into the first fluid passageway. The fluid treatment device of the utility model has the advantages of large flux, small flow resistance, high efficiency in eliminating micro / nano particles in the fluid, etc. it can be reused and has long service life, and is suitable for mass production in large scale.

【技术实现步骤摘要】
流体处理装置
本技术具体涉及一种对含有颗粒物的流体进行净化处理的装置。
技术介绍
在日常的生活、工作中，人们对于去除流体中的颗粒而使流体得以净化有着广泛的需求。例如，针对低质量的空气，需去除其中的粉尘、微小颗粒等，以保障人体的健康。又例如，针对水、油(食用油、汽油、柴油等)，需去除其中的颗粒物，以实现水、油的纯化。再例如，针对生物医药等领域，需去除或筛选血液和体液中的细胞、病毒、细菌等。传统的流体处理装置(例如口罩、空气净化器等)大多存在通量低、体积大、使用寿命短等缺陷，且对于流体中细微颗粒的清除效果低下。近年来，随着微纳米加工技术的发展，研究人员又提出了一些基于多孔薄膜的流体处理设备，即，通过在薄膜上刻蚀(腐蚀)出微米或纳米级的众多孔洞，使其可以应用于清除流体中的颗粒，尤其是微小颗粒，其尺寸能精准控制。但是这种装置存在通量与机械强度间的矛盾，通量大的，往往机械结构脆弱，而机械强度大的，通量又很小。这是由于其加工技术的限制，若孔洞越小，则薄膜厚度就需要越薄，这也使得多孔薄膜的机械支撑性能进一步劣化，无法适应恶劣环境，且使用寿命亦非常有限，所以迄今为止还不能实用化。当前还有研究人员利用牺牲层技术，实现了包含横向流道的流体处理装置(参阅图1所示)，这些横向流道的孔径可以被控制在数个纳米，因此利于清除流体中的细微颗粒，但其通量过小。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种改良的流体处理装置，以克服现有技术中的不足。为实现前述专利技术目的，本技术采用的技术方案包括：本技术实施例提供了一种流体处理装置，其包括：具有第一流体通道的基体，所述第一流体通道具有流体入口和流体出口，所述第一流体通道的流体入口分布于所述基体的第一表面；由复数根线形体相互交叉形成的多孔结构，用以与所述基体的第一表面配合形成第二流体通道，所述复数根线形体一端均与所述基体固定连接，所述多孔结构中孔洞的直径大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，且待处理的流体仅能通过所述第二流体通道进入第一流体通道。在一较为优选的实施方案中，所述的流体处理装置包括平行分布在所述基体的第一表面的复数根横梁，所述横梁沿横向在所述基体的第一表面连续延伸，其中至少两根横梁分别与所述第一流体通道的流体入口的相背对的两侧相邻设置，至少一根横梁直接从所述第一流体通道的流体入口上通过；以及，任一横梁上均分布有复数根线形体，该复数根线形体中的至少部分线形体的一端固定于所述横梁表面，另一端沿逐渐远离该任一横梁的方向斜向延伸和/或在平行于所述基体第一表面的面上连续延伸，并与分布在相邻于该任一横梁的另一横梁上的复数根线形体相互交叉，从而形成所述多孔结构。较为优选的，所述线形体采用纳米线和/或微米线。较之现有技术，本技术提供的流体处理装置至少具有通量大、流阻小、能高效清除流体中微/纳米级颗粒等特点，还可采用较厚的基体，机械强度高，可以(超声)清洗及多次使用，使用寿命长，且优选具有自清洁功能，同时其制备工艺简单可控，适于规模化大批量制备。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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仅是本技术中记载的一些实施例，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。图1为现有技术中一种包含横向流道的流体处理装置的剖视图；图2为本技术一实施例中一种流体处理装置的俯视图；图3为本技术一实施例中一种流体处理装置的局部剖视图；图4为本技术一实施例中一种流体处理装置的制备工艺流程图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本技术实施例的一个方面提供的一种流体处理装置包括：具有第一流体通道的基体，所述第一流体通道具有流体入口和流体出口，所述第一流体通道的流体入口分布于所述基体的第一表面；由复数根线形体相互交叉形成的多孔结构，用以与所述基体的第一表面配合形成第二流体通道，所述复数根线形体一端均与所述基体固定连接，所述多孔结构中孔洞的直径大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，且待处理的流体仅能通过所述第二流体通道进入第一流体通道。其中，所述基体可以是各种形态的，例如矩形体状、片状、多面体状、半球状、球状或其它非规则形态的。因此，所述的“第一表面”可以是所述基体上的任何一个非特定的合适的平面或曲面。其中，所述第一流体通道可以是任意形态的通孔，其流体入口分布在所述基体的第一表面上，而其流体出口既可以分布在所述基体的与所述第一表面不同的另一表面上(例如，该另一表面可以与所述第一表面相邻、相背对)，也可分布在所述的第一表面上(当然在这种情况下，所述的第一表面上应有流体阻隔机构，使待处理的流体不会在所述第一表面上直接流动至所述流体出口处。在一些情况下，所述第一流体通道的流体出口也是可以分布在所述基体内部的，例如，当所述基体内存在用以接收经处理后的流体的空腔时。其中，所述的待处理流体可以是气相或液相的，例如空气、水、油类，在某些情况下，也可以是呈流体状的颗粒物质的集合，或者某些物质的熔融态等。其中，所述的“颗粒”主要是指固相颗粒，但在某些情况下，亦可以是与所述流体(特别是液相流体)不相容的液滴等。其中，所述的线形体可以是直线形、曲线形的，优选为直线形的，其利于制备，且可使形成的多孔结构中的孔洞大小等更为可控。以及，所述的线形体可以是实心或空心的，例如纳米级或微米级的线、管等，但不限于此。其中，所述线形体的直径优选为1nm～50μm。其中，任一线形体的一端和与该线形体相邻的另一线形体的一端之间的距离优选为1nm～50μm。其中，所述线形体的长度优选为50nm～200μm。优选的，所述线形体可采用纳米线，其直径较小，可以密集分布以形成孔径较小的孔洞，进而可以在保持较高流体通量的同时，还可实现对包含较小粒径(微米乃至纳米级别)的颗粒的流体进行处理。优选的，所述线形体可采用纳米线，由这些纳米线形成的阵列可具有超疏水结构，进而使得所述流体处理装置具有自清洁功能。前述纳米线亦可替换为纳米管等。例如，所述的线形体可以优选自碳纳米线、碳纳米管、ZnO纳米线、GaN纳米线、TiO2纳米线、Ag纳米线、Au纳米线等，且不限于此。其中，所述的线形体可以通过外界转移、原位生长(例如化学生长、电化学生长)或沉积(例如物理、化学气相沉积，电沉积)等方式固定于所述基体表面或者于所述基体表面生长形成。其中，所述第一流体通道的流体入口具有规则或不规则形状，例如多边形(矩形、菱形或其它)、圆形或椭圆形等，其可以依据实际应用之需求而简单调整。在一些较为优选的实施方案中，所述复数根线形体的一端均与所述基体的第一表面固定连接，并环绕分布于所述第一流体通道的流体入口周围。这样的设置形式，可使分布于所述流体入口周围的复数根线形体之间形成的多孔结构均作为第二流体通道的组成部分，从而获得较大的流体通量。在一些较为优选的实施方案中，所述的流体处理装置还包括：彼此间隔设置的复数个凸起部，所述凸起部固定设置在所述基体的第一表面上，并沿横向在所述基体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体处理装置，其特征在于包括：具有第一流体通道的基体，所述第一流体通道具有流体入口和流体出口，所述第一流体通道的流体入口分布于所述基体的第一表面；由复数根线形体相互交叉形成的多孔结构，用以与所述基体的第一表面配合形成第二流体通道，所述复数根线形体一端均与所述基体固定连接，所述多孔结构中孔洞的直径大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，且待处理的流体仅能通过所述第二流体通道进入第一流体通道。

【技术特征摘要】
2016.06.07 CN 20162054762201.一种流体处理装置，其特征在于包括：具有第一流体通道的基体，所述第一流体通道具有流体入口和流体出口，所述第一流体通道的流体入口分布于所述基体的第一表面；由复数根线形体相互交叉形成的多孔结构，用以与所述基体的第一表面配合形成第二流体通道，所述复数根线形体一端均与所述基体固定连接，所述多孔结构中孔洞的直径大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，且待处理的流体仅能通过所述第二流体通道进入第一流体通道。2.根据权利要求1所述的流体处理装置，其特征在于：所述复数根线形体的一端均与所述基体的第一表面固定连接，并环绕分布于所述第一流体通道的流体入口周围；和/或，所述的流体处理装置还包括彼此间隔设置的复数个凸起部，所述凸起部固定设置在所述基体的第一表面上，并沿横向在所述基体的第一表面上连续延伸，其中至少两个凸起部分别与所述第一流体通道的流体入口的相背对的两侧相邻设置，至少一个凸起部直接从所述第一流体通道的流体入口上通过，所述凸起部上固定连接有两根以上所述的线形体。3.根据权利要求2所述的流体处理装置，其特征在于：连接在一凸起部上的复数根线形体和连接在与该凸起部相邻的另一凸起部上的复数根线形体相互交叉；和/或，所述复数个凸起部平行分布在所述基体的第一表面上；和/或，所述凸起部的形状包括长条状或片状；和/或，所述的复数个凸起部均匀分布或非均匀分布在所述基体的第一表面上；和/或，所述凸起部的宽度为0.1μm～100μm，高度为0.1μm～400μm；和/或，相邻凸起部之间的距离为0.1μm～100μm。4.根据权利要求2-3中任一项所述的流体处理装置，其特征在于：所述凸起部表面还设置有光催化功能材料层和/或抗菌功能材料层；和/或，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国勇，史建伟，
申请(专利权)人：杨国勇，史建伟，蔡勇，毛凌锋，
类型：新型
国别省市：江苏,32