[发明专利]除气装置

说明书

本发明涉及一种装置(100)，所述装置(100)具有压力室(101)和与所述压力室(101)流体连接的微型泵(102)。所述压力室(101)包括气体运送区域(103)和液体运送区域(104)。所述微型泵(102)被构造成在所述气体运送区域(103)内产生气动压力，其中所述气动压力低于流过所述液体运送区域(104)的液体(105)的流体压力。根据本发明，透气且不透液体的分离元件(106)至少按段来分离所述气体运送区域(103)和所述液体运送区域(104)。根据本发明，所述微型泵(102)被设置在所述压力室(101)上。

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的特征的、用于对液体进行除气的装置。

背景技术

气泡是微流体系统中的主要问题之一。气泡可能产生不同的不利影响：

·由于可压缩气体的弹性特性，压力信号可能被减弱，从而例如压力不再到达微型阀门，并且不再打开该微型阀门。

·气泡的自由表面产生毛细作用力，该毛细作用力例如在微型阀门、小的间隙或毛细管中是显著的干扰。这里，毛细作用力越大，几何形状就越小(拉普拉斯方程)。

·这些毛细作用力还会造成如下影响：气泡在角落和死空间中累积，并且不能通过冲洗被消除。

·当在传感器膜处只有气体而没有液体时，气泡的存在可能使液体传感器的测量结果完全被篡改。

因此，在微流体系统中，这种气泡经常导致组件故障或篡改的测量结果。

存在以无气泡方式填充微流体系统的方法。但是，在操作期间中长期不变地保持这种无气泡状态是非常困难的：

·气泡可能通过运输过程而被引入系统中

·气泡可能由通过壁(例如，通过塑料管，特别是硅)扩散到系统中的空气和扩散出系统的水蒸气产生。

·在流体系统中，例如当液体与大气接触时，气泡和气体通常以分解方式位于液体中。在压力变化(压力降低)期间或在温度变化(温度升高)期间，溶解在液体介质中的气体可能过饱和，于是被气化成气泡并可能引起相同的问题。

因此，将期望的是提供从饱和液体中分离气泡并且抽取溶解气体分子的技术。

在标准技术中，无源和有源除气器都是众所周知的。

无源除气器的特征在于将气泡与液体分离的非润湿膜(在水的情况下是疏水的)。当在液体中存在高于大气压力的压力时，通过非润湿膜从液流中去除到来的气泡。这种增加的压力可以利用重力来实施，例如将除气器竖直地设置在导管中。因此，无源除气器仅是“气泡分离器”，并且仅从液体中抽取气泡而不是溶解气体。

有源除气器也包括非润湿膜，用于沉积与液体接触的气体。作为驱动效应的压力差是利用从外部施加的负压而建立的。这可以以真空端口或真空泵的形式进行。

为了以气体特定的方式提高除气速率，可以使用“气提(strip)”气体，例如氮气。如果通过“气提”气体，除气器中的气体成分被改变，则有效地看到较高压力差的其他气体的分压同时降低。

例如，在US 2005/092182A1中描述了有源除气器。US 2007/0012190A1描述了有源除气器与无源除气器的组合。在这两篇参考文献中，其中描述的有源除气器包括具有端口的压力室，其中压力室可以通过该端口连接到外部真空泵。因此，为了使压力室排气，必须始终携带真空泵或必须在相应的位置处存在真空泵，使得有源除气器完全运行。

为了解决这个问题，已经建议将使用超声波进行除气的有源除气器作为产生负压的真空泵的备选方案。这里，在待除气的液体中，产生超声波，该超声波局部地引起压力变化，该压力变化同样在负压区域中产生空穴。这样，溶解气体聚集在气泡中并且可以被去除。然而，通过超声波进行除气是非常昂贵的，并且操作是相对复杂的。另外，超声波源比传统真空泵贵得多。