本公開總體上涉及流體動力分離器。更具體地，本公開涉及具有錐形漸變的微流體通道的流體動力分離器。

背景技術(shù)：

1、流體動力分離器在各種行業(yè)中被使用，以用來濃縮和/或分離流體流——例如碳氫化合物液體、飲料、水溶液等——中的顆粒。懸浮在流體中的顆?？赡軙谙到y(tǒng)處理(比方說例如在燃料或液壓系統(tǒng)中)中造成問題、通?？赡懿皇芟M者歡迎(例如，橙汁中的果肉、或者啤酒或葡萄酒中的雜質(zhì))、或者可能經(jīng)受與流體不同的處理步驟(例如在污水處理中)。期望的是設(shè)計出下述流體動力分離器：以最小的壓降實現(xiàn)適當?shù)念w粒分離，從而改善顆粒分離以及能量消耗和時間這兩方面的效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本文公開的技術(shù)的一些實施方式涉及一種流體動力分離器，流體動力分離器構(gòu)造成對具有直徑(a)的分散顆粒的液體進行分離。流體動力分離器具有基板。流體動力分離器具有由基板限定的液體通道。液體通道構(gòu)造成將液體接納在通道內(nèi)。液體通道具有入口和出口。液體通道具有內(nèi)壁和外壁，內(nèi)壁限定了圍繞中心軸線的內(nèi)半徑，外壁限定了圍繞中心軸線的外半徑。液體通道具有從入口沿著內(nèi)壁到出口的液體通道長度。液體通道具有沿著液體通道長度的矩形橫截面。矩形橫截面具有在內(nèi)壁與外壁之間的通道寬度，其中，通道具有錐形漸變(tapered)區(qū)域，在所述錐形漸變區(qū)域處，通道寬度以每毫米液體通道長度增大介于0.00mm與0.01mm之間的恒定比率朝向出口增大。

2、在一些這樣的實施方式中，錐形漸變區(qū)域從入口延伸至出口。另外或替代性地，內(nèi)半徑從入口到出口是恒定的。另外或替代性地，外半徑在入口和出口之間是向外錐形漸變的。另外或替代性地，液體通道具有：第一區(qū)域，第一區(qū)域具有第一通道寬度和第一液體通道長度；第二區(qū)域，第二區(qū)域具有第二通道寬度和第二液體通道長度；以及錐形漸變區(qū)域，錐形漸變區(qū)域具有從第一區(qū)域延伸到第二區(qū)域的錐形漸變區(qū)域長度。另外或替代性地，第一區(qū)域的長度大于第二區(qū)域的長度。另外或替代性地，分離器構(gòu)造成在第一區(qū)域和第二區(qū)域中具有介于5與25之間的迪恩數(shù)(de)。另外或替代性地，顆粒直徑(a)在至少第一區(qū)域中大于液壓直徑(dh)的8％。另外或替代性地，分離器構(gòu)造成將密度高達液體密度三倍的顆粒分離。另外或替代性地，出口具有第一出口和第二出口。另外地或替代性地，液體通道是相同的多個液體通道中的一個液體通道。

3、本文公開的技術(shù)的一些實施方式涉及一種流體動力分離器。流體動力分離器可以構(gòu)造成對具有直徑(a)的分散顆粒的液體進行分離。流體動力分離器具有基板和至少部分地由基板限定的液體通道。液體通道構(gòu)造成將液體接納在通道內(nèi)。液體通道具有入口和出口。出口包括第一出口分支和第二出口分支。液體通道具有內(nèi)壁和外壁，內(nèi)壁限定了圍繞中心軸線的內(nèi)半徑，外壁限定了圍繞中心軸線的外半徑。液體通道具有沿著內(nèi)壁從入口到出口的液體通道長度。液體通道具有內(nèi)壁與外壁之間的通道寬度，其中，通道具有錐形漸變區(qū)域，在錐形漸變區(qū)域，通道寬度朝向出口增大。

4、在一些這樣的實施方式中，錐形漸變區(qū)域從入口延伸至出口。另外或替代性地，內(nèi)半徑從入口到出口是恒定的。另外或替代性地，外半徑在入口和出口之間是向外錐形漸變的。另外或替代性地，液體通道具有：第一區(qū)域，第一區(qū)域具有第一通道寬度和第一液體通道長度；第二區(qū)域，第二區(qū)域具有第二通道寬度和第二液體通道長度；以及錐形漸變區(qū)域，錐形漸變區(qū)域具有從第一區(qū)域延伸至第二區(qū)域的錐形漸變區(qū)域長度。另外或替代性地，第一區(qū)域的長度大于第二區(qū)域的長度。另外或替代性地，分離器構(gòu)造成在第一區(qū)域和第二區(qū)域中具有介于5與25之間的迪恩數(shù)(de)。另外或替代性地，顆粒直徑(a)至少在第一區(qū)域中大于液壓直徑(dh)的8％。

5、另外或替代性地，分離器構(gòu)造成將密度高達液體三倍的顆粒分離。另外或替代性地，內(nèi)半徑大于或等于10mm并且小于或等于100mm。另外或替代性地，液體通道是由基板限定的相同的多個液體通道中的一個液體通道。另外或替代性地，液體通道的寬度范圍為400μm至1000μm。另外或替代性地，液體通道的高度范圍為100μm至500μm。另外或替代性地，液體通道具有沿著液體通道長度的多邊形橫截面。另外或替代性地，液體通道具有沿著液體通道長度的矩形橫截面。

6、另外或替代性地，沿著液體通道，液體通道的通道寬度每毫米液體通道長度的變化不超過10mm。另外或替代性地，通道寬度在錐形漸變區(qū)域中以恒定比率增大。另外或替代性地，液體通道具有第一區(qū)域和錐形漸變區(qū)域，第一區(qū)域具有第一通道寬度，錐形漸變區(qū)域具有從第一區(qū)域到出口增大的通道寬度。另外或替代性地，液體通道具有多個錐形漸變區(qū)域，每個錐形漸變區(qū)域具有朝向出口增大的通道寬度。另外或替代性地，液體通道是微流體通道。

7、上述概要并非旨在描述每個實施方式或每種實現(xiàn)形式。相反，通過參考以下示例性方面的詳細描述和權(quán)利要求并結(jié)合附圖，說明性實施方式的更全面的理解將變得明顯并被領(lǐng)會。

技術(shù)特征：

1.一種流體動力分離器，所述流體動力分離器構(gòu)造成對包括具有直徑(a)的分散顆粒的液體進行分離，所述流體動力分離器包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1、3至20中的任一項所述的流體動力分離器，其中，所述錐形漸變區(qū)域從所述入口延伸至所述出口。

3.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4至20中的任一項的所述的流體動力分離器，其中，所述內(nèi)半徑從所述入口到所述出口是恒定的。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3、5至20中的任一項所述的流體動力分離器，其中，所述外半徑在所述入口與所述出口之間是向外錐形漸變的。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4、6至20中的任一項所述的流體動力分離器，其中，所述液體通道具有：第一區(qū)域，所述第一區(qū)域具有第一通道寬度和第一液體通道長度；第二區(qū)域，所述第二區(qū)域具有第二通道寬度和第二液體通道長度；以及錐形漸變區(qū)域，所述錐形漸變區(qū)域具有從所述第一區(qū)域延伸至所述第二區(qū)域的錐形漸變區(qū)域長度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5、7至20中的任一項所述的流體動力分離器，其中，與所述第二區(qū)域相比，所述第一區(qū)域具有更大的長度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6、8至20中的任一項所述的流體動力分離器，其中，所述分離器構(gòu)造成在所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域中具有介于5與25之間的迪恩數(shù)(de)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7、9至20中的任一項所述的流體動力分離器，其中，所述顆粒直徑(a)在至少所述第一區(qū)域中是大于液壓直徑(dh)的8％的。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8、10至20中的任一項所述的流體動力分離器，其中，所述分離器構(gòu)造成將密度達所述液體的密度的三倍的顆粒分離。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9、11至20中的任一項所述的流體動力分離器，其中，所述內(nèi)半徑大于或等于10mm并且小于或等于100mm。

11.根據(jù)權(quán)利要求1至10、12至20中的任一項所述的流體動力分離器，其中，所述液體通道是由所述基板限定的相同的多個液體通道中的一個液體通道。

12.根據(jù)權(quán)利要求1至11、13至20中的任一項所述的流體動力分離器，其中，所述液體通道具有范圍為400μm至1000μm的寬度。

13.根據(jù)權(quán)利要求1至12、14至20中的任一項的流體動力分離器，其中，所述液體通道具有范圍為100μm至500μm的高度。

14.根據(jù)權(quán)利要求1至13、15至20中的任一項所述的流體動力分離器，其中，所述液體通道沿著所述液體通道長度具有多邊形橫截面。

15.根據(jù)權(quán)利要求1至14、16至20中的任一項所述的流體動力分離器，其中，所述液體通道沿著所述液體通道長度具有矩形橫截面。

16.根據(jù)權(quán)利要求1至15、17至20中的任一項所述的流體動力分離器，其中，沿著所述液體通道，所述液體通道的所述通道寬度每毫米液體通道長度的變化不超過10mm。

17.根據(jù)權(quán)利要求1至16、18至20中的任一項所述的流體動力分離器，其中，所述通道寬度在所述錐形漸變區(qū)域中以恒定比率增大。

18.根據(jù)權(quán)利要求1至17、19至20中的任一項所述的流體動力分離器，其中，所述液體通道具有第一區(qū)域和錐形漸變區(qū)域，所述第一區(qū)域具有第一通道寬度，所述錐形漸變區(qū)域具有從所述第一區(qū)域到所述出口逐漸增大的通道寬度。

19.根據(jù)權(quán)利要求1至18、20中的任一項所述的流體動力分離器，其中，所述液體通道具有多個錐形漸變區(qū)域，每個錐形漸變區(qū)域具有朝向所述出口逐漸增大的通道寬度。

20.根據(jù)權(quán)利要求1至19中的任一項所述的流體動力分離器，其中，所述液體通道是微流體通道。

技術(shù)總結(jié)
本文公開的技術(shù)涉及一種流體動力分離器。流體動力分離器可以構(gòu)造成對具有直徑的分散顆粒的液體進行分離。流體動力分離器具有基板和至少部分地由基板限定的液體通道。液體通道構(gòu)造成將液體接納在通道內(nèi)。液體通道具有入口和出口。出口包括第一出口分支和第二出口分支。液體通道具有內(nèi)壁和外壁，內(nèi)壁限定了圍繞中心軸線的內(nèi)半徑，外壁限定了圍繞中心軸線的外半徑。液體通道具有從入口沿著內(nèi)壁到出口的液體通道長度。液體通道具有介于內(nèi)壁與外壁之間的通道寬度，其中，通道具有錐形漸變區(qū)域，在該錐形漸變區(qū)域處，通道寬度朝向出口增大。

技術(shù)研發(fā)人員：雅各布·A·尼爾森,戴維斯·B·莫拉韋克,達里爾·L·夸姆
受保護的技術(shù)使用者：唐納森公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23