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，其包括：具有第一流体通道的基体，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的第一区域内；流体阻挡部，具有与所述第一表面相对设置的第二表面；多个凸起部，所述凸起部一端固定设置于所述第一表面的第二区域内，另一端与所述第二表面固定连接，相邻凸起部之间间隔一定距离，所述第一表面的第二区域与第一区域邻接，从而使所述多个凸起部、流体阻挡部与基体之间配合形成第二流体通道，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, comprising: a substrate with a first fluid channel, the first region of the first fluid channel fluid entrance located in the base of the first surface; fluid barrier, has second surface arranged opposite to the first surface; a plurality of projections, one end the convex part is fixedly arranged in a second region of the first surface, the other end is fixedly connected with the second surface between adjacent protrusions at a certain distance, the second region and the first region adjacent the first surface, from which the plurality of protrusions, fluid and matrix is formed with the blocking part the second fluid channel, and the fluid to be processed only by the second fluid channel 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及其制备方法。
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及其制备方法，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的第一区域内；流体阻挡部，具有与所述基体的第一表面相对设置的第二表面，用于阻止待处理流体直接进入所述第一流体通道的流体入口；彼此间隔设置的复数个凸起部，所述凸起部一端固定设置于所述基体的第一表面的第二区域内，另一端与所述流体阻挡部的第二表面固定连接，其中相邻凸起部之间的距离大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，所述基体的第一表面的第二区域与第一区域邻接，从而使所述复数个凸起部、流体阻挡部与基体之间配合形成第二流体通道，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。较为优选的，所述复数个凸起部环绕所述第一流体通道的流体入口设置。较为优选的，所述凸起部为竖立设置的微米线或纳米线，其直径为1nm～50μm，长度为50nm～200μm，相邻凸起部之间的距离为1nm～50μm。本技术实施例还提供了一种制备流体处理装置的方法，其包括：提供具有第一表面和与第一表面相背对的第三表面的衬底；对所述衬底的第一表面进行加工，从而在所述衬底的第一表面形成彼此间隔设置的复数个凸起部，或者，在所述衬底的第一表面生长形成彼此间隔设置的复数个凸起部，其中相邻凸起部之间的距离大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径；在所述衬底的第一表面上设置具有与所述衬底的第一表面相对设置的第二表面的流体阻挡部，并至少使分布在所述衬底的第一表面的第二区域内的复数个凸起部与所述流体阻挡部的第二表面固定连接；对所述衬底的第三表面进行加工，形成贯穿所述衬底的第一流体通道，所述第一流体通道的流体入口分布于所述衬底的第一表面的第一区域内，所述衬底的第一表面的第二区域与第一区域邻接，使分布在所述衬底的第一表面的第二区域内的复数个凸起部、流体阻挡部与衬底之间配合形成第二流体通道，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。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，可以清洗及多次使用，使用寿命长，且制备工艺简单可控，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为本技术第一实施例中一种流体处理装置的剖视图；图3a-图3e为本技术一些典型实施方案中一种流体处理装置中凸起部的横向截面图；图4a-图4c为本技术一些典型实施方案中一种流体处理装置中凸起部的排布示意图；图5a-图5c为本技术第一实施例中多种流体处理装置的俯视图；图6为本技术第二实施例中一种流体处理装置的剖视图；图7为本技术第三实施例中一种流体处理装置的剖视图；图8为本技术第四实施例中一种流体处理装置的剖视图；图9为本技术第五实施例中一种流体处理装置的剖视图；图10为本技术一典型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出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的第一区域内；流体阻挡部，具有与所述基体的第一表面相对设置的第二表面，用于阻止待处理流体直接进入所述第一流体通道的流体入口；彼此间隔设置的复数个凸起部，所述凸起部一端固定设置于所述基体的第一表面的第二区域内，另一端与所述流体阻挡部的第二表面固定连接，其中相邻凸起部之间的距离大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，所述基体的第一表面的第二区域与第一区域邻接，从而使所述复数个凸起部、流体阻挡部与基体之间配合形成第二流体通道，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，所述流体阻挡部亦可以是多种形态的，例如可以为片状、薄壳状、矩形体状、多面体状等，只要其能够使待处理的流体不会从由所述复数个凸起部、流体阻挡部与基体之间配合形成的第二流体通道之外的流体通道进入所述的第一流体通道的流体入口即可。而所述流体阻挡部的设置形式亦可以为多样的，例如，其可以整体与所述基体间隔设置，亦可局部与所述基体连接，甚至在某些情况下，亦可是与所述基体被一体加工形成。其中，所述基体的第一表面的第一区域和第二区域的分布形态可以是多样本文档来自技高网...

【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的第一区域内；流体阻挡部，具有与所述基体的第一表面相对设置的第二表面，用于阻止待处理流体直接进入所述第一流体通道的流体入口；彼此间隔设置的复数个凸起部，所述凸起部一端固定设置于所述基体的第一表面的第二区域内，另一端与所述流体阻挡部的第二表面固定连接，其中相邻凸起部之间的距离大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，所述基体的第一表面的第二区域与第一区域邻接，从而使所述复数个凸起部、流体阻挡部与基体之间配合形成第二流体通道，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 20162054686521.一种流体处理装置，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的第一区域内；流体阻挡部，具有与所述基体的第一表面相对设置的第二表面，用于阻止待处理流体直接进入所述第一流体通道的流体入口；彼此间隔设置的复数个凸起部，所述凸起部一端固定设置于所述基体的第一表面的第二区域内，另一端与所述流体阻挡部的第二表面固定连接，其中相邻凸起部之间的距离大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，所述基体的第一表面的第二区域与第一区域邻接，从而使所述复数个凸起部、流体阻挡部与基体之间配合形成第二流体通道，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：所述复数个凸起部环绕所述第一流体通道的流体入口设置；和/或，所述基体的第一表面的第三区域内亦间隔设置有复数个凸起部，所述第二区域设于所述第三区域和第一区域之间；和/或，所述第一流体通道的孔径为1μm～1mm；和/或，所述基体的厚度在1μm以上；和/或，所述流体阻挡部的厚度为0.5μm～200μm；和/或，所述凸起部表面还设置有功能材料层，所述功能材料层的材质包括光催化材料或抗菌材料；和/或，所述流体处理装置中的至少部分组件的至少局部为透明结构。3.根据权利要求2所述的流体处理装置，其特征在于：所述基体的第一表面的第三区域环绕所述第二区域设置。4.根据权利要求1-3中任一项所述的流体处理装置，其特征在于：所...

【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