[实用新型]一种微型气液分离器件

说明书

一种微型气液分离器件,由气液分离器上板层和气液分离器下板层组成，气液分离器上板层和气液分离器下板层之间设置有金属丝网层和密封圈；本实用新型可以实现对较小流量、低压气、液相混合物的高效分离，结合渐缩通道的较强液体毛细力和金属丝网的阻液透气特性，提高器件对气、液相物质的分离效率，采用具有平滑流动结构的渐缩流道，增加液体的表面张力同时降低整体系统流阻。同时，采用特殊化学表面改性手段，针对水、油等不同液体属性物质，对金属丝网进行疏液表面处理，强化阻液透气性能，进一步提高气液分离器的性能，可大量推广生产。

技术领域

本实用新型属于微型芯片级化工、生物及医疗检测等多相流动控制技术领域，具体涉及到一种微型气液分离器件极其制备方法。

背景技术

作为目前生物芯片实验室，规模化微流控技术，片上精密色谱、质谱检测仪器等新型生物分析、化工及医疗健康产业的重要多相流体物质成分的控制手段之一，芯片级的微型气液分离器件的设计及制备方法的研究都备受关注。

为了能够制备出可用于独立集成的模块化微型气、液相物质分离器件，近年来国内外有多种设计结构被提出。其中主要有基于高速离心式运动部件的主动式气、液两相分离器，基于柔性高分子薄膜材料的两相流体分离器。目前片上微型气液分离器面临的主要技术难点在于，由于微型器件的尺寸限制，两相流体运动退化为低流速、低雷诺数的线性流动规律，低流量的两相物质供给很难满足高速离心式的主动气液两相分离器的工作特点，分离效率低。此外，基于柔性高分子薄膜材料的两相流体分离器流动阻力过大，需额外引入前级加压装置确保器件的分离效率和工作可靠性。然而，过多运动部件和压力装置的引入，会导致系统整体流体回路的流动稳定性和鲁棒性急剧恶化。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足,提供一种设计合理、结构简单、可以确保气液相流体工质在高效分离的同时尽量减少整体流体回路的沿程阻力损失的一种微型气液分离器件。

解决上述技术问题采用的技术方案是：一种微型气液分离器件,由气液分离器上板层和气液分离器下板层组成，气液分离器上板层和气液分离器下板层之间设置有金属丝网层和密封圈；

所述的气液分离器上板层为圆柱形结构，气液分离器上板层与气液分离器下板层相接触的端面中心位置加工有上板层金属丝网对位沉台，上板层金属丝网对位沉台外侧加工有上板层密封圈槽，气液分离器上板层上加工有上板层气液混合物入口和单相液体出口，上板层气液混合物入口和单相液体出口之间加工有1～5圈半环形流道，半环形流道一端与上板层气液混合物入口相连通、另一端与单相液体出口相连通，半环形流道加工于上板层金属丝网对位沉台端面上，气液分离器上板层中心位置加工有上板层中心装配通孔；

所述的气液分离器下板层与气液分离器上板层接触的端面上加工有与上板层金属丝网对位沉台相对应的下板层金属丝网对位沉台，下板层金属丝网对位沉台外侧加工有与上板层密封圈槽相对应的下板层密封圈槽，下板层金属丝网对位沉台端面上加工有气体富集腔，气体富集腔端面上加工有气液分离器下板层气体出口，气液分离器下板层中心位置加工有与上板层中心装配通孔相对应的下板层中心装配通孔。

本实用新型的半环形流道由径向对称的两组半环形通道结构组成，每个半环形通道的混合液体入口截面形状为截面深度500～1500μm，宽度1500～3000μm的矩形，半环形通道的单相液体出口截面形状为截面深度500～1500μm，宽度200～600 μm米的矩形；相邻半环通道结构之间的距离为1000～2000μm，每个半环通道结构的入口都与上板层气液混合物入口相连通，出口与单相液体出口相连通；半环形流道的宽度从混合液体入口端至单相液体出口端逐渐收敛。

本实用新型的气液分离器上板层直径为30～100mm，厚度为10～15mm，上板层气液混合物入口和单相液体出口为通孔，直径5mm；上板层中心装配通孔用于后续整体结构装配，直径6～10mm，上板层金属丝网对位沉台深度为100～350μm，直径为20～80mm。