用于高吞吐量連續(xù)流動分離的渦流結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于高吞吐量連續(xù)流動分離的渦流結(jié)構(gòu)。其中，提供了一種用以基于對懸浮顆粒的離心力促進(jìn)顆粒的分離和濃縮的系統(tǒng)，該懸浮顆粒包括生物學(xué)物質(zhì)并且在渦流結(jié)構(gòu)中流動。離心力推動較大的顆粒，以便沿著渦流流動的外部而予以收集。反之，在渦流結(jié)構(gòu)內(nèi)部，徑向的流動壓降也被放大，以便將較小顆粒推向渦流流動的內(nèi)部。通過壓力所產(chǎn)生的該力可達(dá)到促進(jìn)明顯的截留和改進(jìn)粒度之間分辨辨別力的等級。因此，可收集同時具有提高濃縮和凈化的分離的顆粒流束。
【專利說明】用于高吞吐量連續(xù)流動分離的渦流結(jié)構(gòu)
[0001]本申請是2008年3月17日提交的申請?zhí)枮?00810087155.8、發(fā)明名稱為“用于
高吞吐量連續(xù)流動分離的渦流結(jié)構(gòu)”的發(fā)明專利申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種用于高吞吐量連續(xù)流動分離的渦流結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)有的裝置未能小型化且包括內(nèi)部多孔的直立壁。此外，這些現(xiàn)有系統(tǒng)依賴于重力以便沉淀，并且因而僅可以在短于結(jié)構(gòu)內(nèi)顆粒停留時間的沉淀時間內(nèi)分離出顆粒。這將顆粒最小尺寸限制在70 - 150微米。顆粒的分離和濃縮是一種重要的尤其是對于大型和小型化的芯片實驗室應(yīng)用的生物學(xué)和化學(xué)處理的必需條件?，F(xiàn)今使用的通常用于分離大顆粒的一些方法是機(jī)動篩選和沉淀。諸如流動色層分析法、尺寸排除色層分析法和電泳的技術(shù)準(zhǔn)許分離較小的顆粒。
[0004]大規(guī)模的水凈化和礦用/礦物質(zhì)的回收應(yīng)用需要大容量的、高吞吐量的和快速處理的性能?，F(xiàn)今的水凈化方法根據(jù)所需的水質(zhì)而要求沙床以及甚至是膜濾器。礦物質(zhì)處理系統(tǒng)使用螺旋濃縮機(jī)設(shè)計，在其中，螺線槽準(zhǔn)許重礦物沉積在中心附近而離心力將較輕顆粒向外推到將其運走的位置。托架具有在螺旋軸線附近較深的傾斜截面。
[0005]另一個重要應(yīng)用是生物防護(hù)，其挑戰(zhàn)在于確定和檢測供水中的生物威脅。美國國防部(DoD)已設(shè)定了期望的用于潛在制劑清單的檢測極限(LOD)標(biāo)準(zhǔn)。尤其是，用于炭疽孢子的三軍使用標(biāo)準(zhǔn)(Tr1- Service Standard)為100 cfus/L,這在后勤(logistics)、時間和濃度系數(shù)方面施加了重要挑戰(zhàn)。忽略全部的損耗，對于一般的IO5 cfus/mL的檢測器靈敏度必須以IO6的濃度系數(shù)過篩至少1000升的水。過篩大容量水的最常用方法是通過低的分子量截留(MWCO)薄膜(通常為30KDa)所進(jìn)行的切向流過濾(TFF)。這些預(yù)制系統(tǒng)的商品供應(yīng)商包括頗爾過濾公司(Pall Filtration)、密理博公司(Millipore)和美國過濾器公司(US Filter)。對于該方法和所有這些供應(yīng)商的最大挑戰(zhàn)在于，從這些薄膜中俘獲病原體的低產(chǎn)量和艱巨回收。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在目前描述的實施例的一個方面，一種系統(tǒng)包括具有入口、室和出口的第一裝置以及具有連接至第一裝置出口的入口、室和出口的第二裝置，該第一裝置是可操作的以便在入口接收流體、通過保持室內(nèi)的渦流流動而從流體中俘獲第一粒度范圍的顆粒，并且經(jīng)由出口將流體從室中排出，而第二裝置是可操作的以便在入口接收流體、通過保持室內(nèi)的渦流流動而從流體中俘獲第二粒度范圍的顆粒，并且經(jīng)由出口將流體從室中排出。
[0007]在目前描述的實施例的另一個方面，第一裝置的室至少包括一個收集腔。
[0008]在目前描述的實施例的另一個方面，至少將一個收集腔有選擇地設(shè)置在開啟或關(guān)閉的狀態(tài)。[0009]在目前描述的實施例的另一個方面，第二裝置的室至少包括一個收集腔。
[0010]在目前描述的實施例的另一個方面，至少將第二裝置的一個收集腔有選擇地設(shè)置在開啟或關(guān)閉的狀態(tài)。
[0011]在目前描述的實施例的另一個方面，第一裝置的室裝備有通往收集井的第二出□。
[0012]在目前描述的實施例的另一個方面，第二裝置的室裝備有通往收集井的第二出□。
[0013]在目前描述的實施例的另一個方面，第一粒度范圍內(nèi)的顆粒大于第二粒度范圍內(nèi)的顆粒。
[0014]在目前描述的實施例的另一個方面，第一裝置和第二裝置被調(diào)成作為流體的流速、各自入口的通道寬度、流體的粘度以及各自室的曲率半徑中的至少一個的函數(shù)而運行。
[0015]在目前描述的實施例的另一個方面，該系統(tǒng)被構(gòu)造成用于處理微尺度的(micro-scale)顆粒。
[0016]在目前描述的實施例的另一個方面，該系統(tǒng)被構(gòu)造成用于處理大尺度的(macro-scale)顆粒。
[0017]在目前描述的實施例的另一個方面，一種系統(tǒng)包括用于接收流體的系統(tǒng)入口以及串聯(lián)地用于有選擇地處理不同大小顆粒的多個裝置，各個裝置包括用于接收流體的入口、用于通過保持室內(nèi)流體的渦流流動而在選擇的粒度范圍內(nèi)俘獲顆粒的室以及用于從室中排出流體的出口。
[0018]在目前描述的實施例的另一個方面，該系統(tǒng)還包括系統(tǒng)出口。
[0019]在目前描述的實施例的另一個方面，該系統(tǒng)出口可操作地作為用于系統(tǒng)中末尾裝置的出口。
[0020]在目前描述的實施例的另一個方面，系統(tǒng)入口和系統(tǒng)出口是相連的。
[0021 ] 在目前描述的實施例的另一個方面，串聯(lián)的多個裝置作為粒度的函數(shù)以下降的方式依序地處理顆粒。
[0022]在目前描述實施例的另一個方面，該裝置被調(diào)成作為流體的流速、各自入口的通道寬度、流體的粘度以及各自室的曲率半徑中至少一個的函數(shù)而運行。
[0023]在目前描述的實施例的另一個方面，該系統(tǒng)被構(gòu)造成用于處理微尺度的顆粒。
[0024]在目前描述的實施例的另一個方面，該系統(tǒng)被構(gòu)造成用于處理大尺度的顆粒。
[0025]在目前描述的實施例的另一個方面，該系統(tǒng)為串聯(lián)的并以閉環(huán)或通過利用多次流通而運行，以便提高效率和選擇性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為有關(guān)目前描述的實施例原理的圖例；
圖2 (a)和圖2 (b)不出了目前描述的實施例中的一個；
圖3 (a)和圖3 (b)示出了目前描述的實施例中一個的特征；
圖4示出了目前描述的實施例的另一個；
圖5示出了目前描述的實施例的另一個；
圖6示出了目前描述的實施例的另一個；和 圖7示出了圖6所示實施例的透視圖。
【具體實施方式】
[0027]目前描述的實施例涉及用于分離和濃縮懸浮在流體介質(zhì)中的顆粒包括生物制劑的一類裝置。當(dāng)前為該目的而使用的諸如離心分離、沉淀、過濾等方法，通常運用與連續(xù)處理相反的分批處理。這些處理通常要求對輔助設(shè)備相當(dāng)大的投資。目前描述的實施例使用了采用簡單的渦流幾何結(jié)構(gòu)和恰當(dāng)流體速度的連續(xù)處理，以便在大的動態(tài)尺寸范圍內(nèi)實現(xiàn)顆粒的分離及濃縮。這些連續(xù)精美的濃縮處理不需要薄膜、是高度可伸縮的，并且可設(shè)計成高吞吐量、高分辨率地過篩流體中的顆粒。
[0028]目前描述的實施例的大型應(yīng)用包括水凈化和礦物質(zhì)處理。預(yù)期的渦流幾何結(jié)構(gòu)此外尤其適于微型應(yīng)用，例如小型化芯片實驗室的全面分析或者用于蛋白質(zhì)組的蛋白質(zhì)提純。例如，與傳統(tǒng)的凝膠電泳系統(tǒng)相比，該裝置將容許在速度方面若干數(shù)量級的提高，以便在緩沖液(buffer)中分離天然蛋白質(zhì)。
[0029]目前描述的實施例準(zhǔn)許基于使其流入渦流結(jié)構(gòu)的懸浮顆粒(包括生物學(xué)物質(zhì))上的離心力而分離和濃縮顆粒。離心力推動較大的顆粒以便沿著渦流流動的外部而予以收集。反之，在渦流結(jié)構(gòu)內(nèi)部，徑向的流動壓降也被放大，以便將較小顆粒推向渦流流動的內(nèi)部。通過壓力所產(chǎn)生的該力可達(dá)到促進(jìn)明顯的截留和改進(jìn)粒度之間分辨辨別力的等級。因此，可收集同時具有提高濃縮和凈化的分離的顆粒流束。
[0030]目前描述的實施例解決了由高容量、高吞吐量、快速過篩的水及其它大規(guī)模的礦物質(zhì)處理所引起的難題。通過作為流速函數(shù)的通道幾何效應(yīng)可從流體中分離出顆粒。目前描述的實施例的另一個優(yōu)點在于可實現(xiàn)大范圍的液體容量內(nèi)連續(xù)地分離顆粒。這是對例如離心分離或色層分析法的公知技術(shù)的改進(jìn)，在該公知技術(shù)中實時的顆粒收集通常是不可能的。
[0031]目前描述的實施例的現(xiàn)象是基于作用在裝置的曲形部分或通道內(nèi)的顆粒上若干力的相互影響，該通道導(dǎo)致顆粒以橫向可控地合成移動。該現(xiàn)象不依賴于任何用于顆粒操作的外部場。因而，顆粒連續(xù)分類的功能性可能取決于裝置的幾何結(jié)構(gòu)。緊湊性和外部場的消除使其成為用于芯片實驗室型應(yīng)用的非常好的選擇。
[0032]為說明起見，現(xiàn)在參照圖1，示出了渦流室10的圖例。當(dāng)然，應(yīng)明白的是，室10將至少以一種形式由諸如那些此后描述的裝置限定，這些裝置能夠在其中保持流體的渦流流動(通常大約為0.lm/s及更高)。渦流室10包括入口 12和出口 14。在示出的示例中，入口為0.5_寬而出口半徑為0.2_。中心的圓室具有Imm的半徑。當(dāng)然，這些僅僅是示例。如圖所示，流體進(jìn)入入口，以順時針方向遵著室的曲形(因而產(chǎn)生渦流流動)在室中渦動(若流體速度足夠)，并經(jīng)由出口 14退出。
[0033]目前描述的實施例的重要益處在于它的可伸縮性。因此，目前描述的實施例的原理可應(yīng)用于微型(例如大小亞微米的顆粒)或大尺度上。根據(jù)目前描述的實施例，顆粒分離的原理基于發(fā)生在足夠速度的流體渦流流動中且彼此相反的力。也就是說，離心力和壓力驅(qū)動的力以某種極小速度產(chǎn)生在渦流流動中并作用于在渦流模式(pattern)中流動的顆粒。關(guān)于這一點，作為將較大顆粒推向渦流外部的離心力和將較小顆粒推到渦流中心出口端14的壓力驅(qū)動的力的函數(shù)，可調(diào)試渦流室10來分離較大顆?；蜉^小顆粒。關(guān)于該裝置的調(diào)試，應(yīng)理解的是，這可通過使用多種不同的技術(shù)而予以實現(xiàn)。例如，可將該裝置調(diào)成作為流體的流速、各自入口的通道寬度或各自室的曲率半徑的函數(shù)而運行。因此，可調(diào)整這些以及其它因素，以便調(diào)試該裝置用于分離不同尺寸的顆粒。例如，入口尺寸和室半徑可用于調(diào)整流體速度。流體速度還可以通過系統(tǒng)中的泵而予以調(diào)整。具有不同粘性的不同流體還可以不同的速度流動。
[0034]同時應(yīng)理解的是，在給定的示例情形下，可如下表示所指出的力:
示例條件
室半徑(R) = 0.0005m 流體速度(V)= 0.2m/s 流體密度(P ) =1050kg/m3 室壓力(P) = 70Pa 離心力
Fc=Mv2/R=4/3 31 r3pv2/R=107 π r3p (m/s2) =IO5 π r3 (kg/m2s2)
壓力驅(qū)動的力
Fp=P τι r2=70 τι r2Pa=70 π r2 (kg/ms2)
因此，如果顆粒半徑(r) = 1.5X10 — 6m,則 Fc=3.4 3ixl(T13(kgm/s2)，和 Fp=L 6 η XI Cf10 (kgm/ s2)
這至少在該示例中舉例說明了三個數(shù)量級的離心力Fe和壓力驅(qū)動的力Fp之間的差異。因此，盡管數(shù)值會根據(jù)遭遇和執(zhí)行的情形而改變，但這些力可方便地用于分離或濃縮顆粒。
[0035]關(guān)于渦流特性的其它觀測包括但不限于以下。首先，獲得極小的流體速度有利于保持系統(tǒng)中的潤流流動。在一種形式中，用于該尺寸的室的流體速度為0.lm/S0
[0036]其次，渦流室外部部分和內(nèi)部部分之間的壓差對于較大徑向尺寸的室而言變得更大。例如，對于2mm大小的室，壓差大約是72Pa。對于5mm大小的室，壓差大約為108Pa。對于IOmm大小的室，壓差大約為275Pa。然而，為了實現(xiàn)分離，應(yīng)保持跨過腔半徑的壓力梯度。關(guān)于這一點，缺乏足夠的壓力梯度成為為什么某些現(xiàn)有渦流型裝置不適于目前描述的實施例的原因。
[0037]第三，室內(nèi)顆粒的徑向速度對于較大徑向尺寸的室而言變得更大。例如，對于2mm大小的室，峰值徑向速度大約為0.3lm/s ο對于5 mm大小的室，峰值徑向速度大約為0.38m/
S。對于IOmm大小的室,峰值徑向速度大約為0.6lm/s?
[0038]應(yīng)理解的是，目前描述的實施例可以多種方式、構(gòu)造和環(huán)境而予以執(zhí)行。僅像作為一個示例的那樣，微型型式的該種裝置可通過使用包括顯微機(jī)械加工技術(shù)的多種技術(shù)由諸如聚碳酸酯或膠質(zhì)玻璃型的多種材料制成。在一種形式中，所使用的材料不會輕易地變形，以便適應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的高壓。該裝置可方便地同芯片實驗室型環(huán)境中的其它元件在線集成。不同粒度范圍的顆粒(包括亞微米(小于I微米)大小的顆粒)可進(jìn)行分離/濃縮。
[0039]現(xiàn)在參照圖2(a)，多個渦流裝置可串聯(lián)地用于逐步地經(jīng)由該系統(tǒng)依序地分離不同大小的顆粒。當(dāng)然，應(yīng)理解的是，這樣的系統(tǒng)還可以并聯(lián)模式運行，以便容納例如更高容量的流體。此外，在有些應(yīng)用中可僅僅使用單個裝置。[0040]如圖所示，系統(tǒng)20包括第一渦流裝置22、第二渦流裝置24、第三渦流裝置26和第四渦流裝置28。各個裝置包括在其中保持流體渦流流動的室(分別為62、64、66和68)。這些室中的每一個都具有入口(分別為32、34、36和38)和出口(分別為42、44、46和48)。根據(jù)目前描述的實施例，通往第一裝置(例如裝置22)的入口還可被認(rèn)為是系統(tǒng)入口而末尾裝置的出口(例如裝置28)也可被認(rèn)為是系統(tǒng)出口。還示出了在分離之后收集流動在渦流外部的顆粒的收集腔(52、54、56和58)。當(dāng)然，未行進(jìn)到渦流外部以便收集/分離的顆粒經(jīng)由出口被推向后續(xù)的或緊接的渦流室，以便更進(jìn)一步地分離。應(yīng)明白的是，各個室可正如所指出的那樣被調(diào)試成用于逐步地分離顆粒。還示出了可定位在多個位置的泵30，但在本形式中則設(shè)置在入口。應(yīng)理解的是，泵30啟動系統(tǒng)中的流體流動并保持足夠速度的流體流動，以便保持裝置中的渦流流動和分離顆粒。任何適當(dāng)?shù)谋枚紝⒛軌蜃龅?。例如，根?jù)該實施可使用再循環(huán)泵、單程/單級泵或多級泵。此外，可使用多個泵。同時應(yīng)理解的是，本文中所有實施例的泵可連接至用于系統(tǒng)的適當(dāng)?shù)牧黧w供給源(未示出)或者可通過其它適用技術(shù)將流體提供給系統(tǒng)。借助于泵，不需要重力便可產(chǎn)生渦流現(xiàn)象。圖2 (b)示出了系統(tǒng)20的側(cè)視圖(沒有泵30)。
[0041]對于收集腔，參考圖3 (a)和圖3 (b)，能夠看出收集腔(例如作為示例示出的收集腔52)包括在其中具有裂縫或開口(例如開口 55)的套管(例如套管53)，該套管旋轉(zhuǎn)從而打開和關(guān)閉收集腔。這在設(shè)計中提供了柔性并容許本文中所描述的渦流室系統(tǒng)實施的運行。分離的顆?？赏ㄟ^使用微移液管技術(shù)而從腔中收集。
[0042]現(xiàn)在參照圖4，描述了另一個實施例。該實施例類似于圖2 (a)和圖2 (b);然而，收集腔不位于渦流室內(nèi)或渦流室上。在這點上，該裝置僅裝備有連接至收集井(未示出)的收集井出口(分別為72、74、76和78)。收集井可以是整個系統(tǒng)共享的收集井，或者是用于每一渦流室的分開的收集井。當(dāng)然，可使用任何適當(dāng)?shù)氖占?。還示出了泵30。
[0043]現(xiàn)在參照圖5，舉例說明了又一個實施例。在該實施例中，將具有收集室的四個裝置22、24、26和28串聯(lián)并且自末尾渦流裝置28的出口 48至第一渦流裝置22的入口 32設(shè)置反饋管路100。還示出了泵30。當(dāng)然，這提供了可用于連續(xù)地分離給定容量的顆粒的閉環(huán)系統(tǒng)。泵可被并入到閉合系統(tǒng)中的任何地方并且可以多種公知方式運行。多次流通(passes)容許提高的分離效率和分離選擇性。應(yīng)明白的是，在圖2 (a)、圖2 (b)和圖4中舉例說明的系統(tǒng)表示的是開環(huán)系統(tǒng)。
[0044]類似地，現(xiàn)在參照圖6，舉例說明了另一個閉環(huán)型系統(tǒng)21。在該系統(tǒng)中，反饋管路100被替換為四個附加裝置102、104、106和108，以便形成二維陣列。值得注意的是，裝置108的出口 92連接裝置22的入口 32。同樣地，泵30可并入到閉合系統(tǒng)中的任何地方并且可以多種有利的方式運行。在一種形式中，降低大小的顆粒從通往下一相繼裝置的一個室中流出。因此，在第一裝置22中收集的顆粒半徑大于由一起串聯(lián)的其它裝置中的每一個所收集或分離的顆粒。反之，應(yīng)理解的是，各個室中的顆粒速度隨著已分離顆粒大小的降低而升高。本實施例所表示的是可配置成用于高分辨率分離的大型二維陣列，由此各個室起作用，以便基于大小和質(zhì)量以單調(diào)的方式分開混合物。
[0045]圖7舉例說明了圖6中系統(tǒng)21的透視圖。如圖所示，系統(tǒng)21被配置成使得通過各個相繼的裝置而將降低分子量的顆粒予以分離。
[0046]本文中已描述了多個實施例。結(jié)合這些實施例的運行，至少在一種形式中顯然是經(jīng)由泵而啟動系統(tǒng)中的流體流動。流體速度維持足夠的水平，以便產(chǎn)生和保持每一串聯(lián)裝置中的渦流流動(如果它們的確是串聯(lián)的)(或者如果是使用單個裝置而位于單個裝置中)。作為渦流現(xiàn)象的結(jié)果，顆粒于是在各個裝置中被分離，根據(jù)其特性被調(diào)試到處理和裝置中。如同所指出的那樣，在不同的裝置中分離不同粒度范圍的顆粒。因此，流體從一個裝置流動到下一個裝置。在各個裝置或級中，從流體中除去不同粒度范圍的顆粒而剩余流體則被傳遞到下一個裝置或下一級。該系統(tǒng)可被調(diào)試成用于在各個級中除去逐漸減小的顆粒。另外，在閉合系統(tǒng)中，流體可以是再循環(huán)的。
[0047]目前描述的實施例的實施將產(chǎn)生至少具有以下有益益處的系統(tǒng):
無須使用任何其它的外部作用場而具有可選的粒度(亞微米及以上)截留和樣品容量(微毫升(micro milliliter)及以上)的連續(xù)流動的、高吞吐量的分離和濃縮；
僅使用流速、通道寬度粘性和曲率半徑來調(diào)試用于任何所需粒度范圍的運行；
實現(xiàn)了不需要薄膜的系統(tǒng)，從而規(guī)避了傳統(tǒng)的需要反向沖洗連同艱巨的和低產(chǎn)量回收的薄膜方法；
考慮到可變的流動截面而可能采取的模塊化塑性設(shè)計價格便宜，并經(jīng)得起可丟棄的使用的檢驗；
適用于給定粒度范圍內(nèi)的所有顆粒，用于在腔或者經(jīng)由俘獲出口的流束中除去和收
集;
從大尺度至微尺度(LOC)運行的內(nèi)在的可伸縮性；
具有在相同芯片上集成定線(routing)和檢測性能的能力；
具有作為前端在線集成至切向流過濾(TFF)系統(tǒng)中以便加強TFF效果的能力；和 具有為較高辨別力而依序串聯(lián)或為較高吞吐量而并聯(lián)的能力。
[0048]應(yīng)明白的是，各種上述公開及其它的特征和功能或其備選方案可期望結(jié)合到許多其它不同的系統(tǒng)或應(yīng)用中。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員隨后可作出的目前未預(yù)見到或未預(yù)先考慮的各種備選方案、修改、變體或其改進(jìn)也認(rèn)為落入所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于分離或濃縮懸浮在流體中的顆粒的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 用于接收所述流體的系統(tǒng)入口； 串聯(lián)成用于逐步地分離不同大小的顆粒的多個裝置，各個裝置包括用于接收所述流體的入口、用于俘獲被離心力推動到在室內(nèi)的所述流體的渦流流動的外部的在選擇的粒度范圍內(nèi)的顆粒的所述室以及用于從所述室中排出所述流體和被流動壓力推動的剩余顆粒的出口 ；所述室包括至少一個收集腔，所述至少一個收集腔定位成俘獲在所述渦流流動的外部的在選擇的粒度范圍內(nèi)的顆粒并且被有選擇地設(shè)置在開啟或關(guān)閉的狀態(tài)；和 泵，其用來以足以在所述多個裝置中的每一個內(nèi)產(chǎn)生和保持所述渦流流動的水平維持所述流體的連續(xù)流動的流體速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述裝置被調(diào)成作為所述流體的流速、各自入口的通道寬度、所述流體的粘度以及各自室的曲率半徑中的僅僅至少一個的函數(shù)而運行。
3.一種用于分離或濃縮在流體中的顆粒的方法，所述方法包括: 在室的入口處接收所述流體；和 用泵在所述室內(nèi)產(chǎn)生和保持所述流體的渦流流動，以便: 通過離心力將在選擇的粒度范圍內(nèi)的顆粒推動到所述渦流流動的外部，所述在選擇的粒度范圍內(nèi)的顆粒被收集在所述室的收集腔內(nèi)，所述腔被有選擇地設(shè)置在開啟或關(guān)閉的狀態(tài)，并且 通過流動壓力將剩余顆粒推動到所述室的出口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述室被調(diào)成作為所述流體的流速、各自入口的通道寬度、所述流體的粘度以及各自室的曲率半徑中的僅僅至少一個的函數(shù)而運行。
5.一種用于分離或濃縮在系統(tǒng)內(nèi)的流體中的顆粒的方法，所述系統(tǒng)具有至少一個裝置，所述至少一個裝置包括入口、具有定位成收集在渦流流動的外部的顆粒的收集腔的室以及出口，所述方法包括: 在所述室的入口處接收所述流體；和 用泵在所述室內(nèi)產(chǎn)生和保持所述流體的渦流流動，以便: 通過離心力將在選擇的粒度范圍內(nèi)的顆粒推動到所述渦流流動的外部，所述在選擇的粒度范圍內(nèi)的顆粒被收集在所述室的收集腔內(nèi)，所述腔被有選擇地設(shè)置在開啟或關(guān)閉的狀態(tài)，并且 通過流動壓力將剩余顆粒推動到所述室的出口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少一個裝置被調(diào)成作為所述流體的流速、各自入口的通道寬度、所述流體的粘度以及各自室的曲率半徑中的僅僅至少一個的函數(shù)而運行。
【文檔編號】B01D21/26GK103933759SQ201410125040
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2008年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2007年3月19日
【發(fā)明者】M.H.利恩, J.佘 申請人:帕洛阿爾托研究中心公司