專利名稱：一種微顆粒生產設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及微顆粒的生產工藝，尤其是一種能夠對微顆粒進行批量化捕獲的設備。
背景技術：
近年來，自然科學與工程技術發(fā)展的一個重要趨勢是朝微型化邁進，微型化的器件和產品在我們的生活中日益增多。例如生物和醫(yī)藥領域廣泛研究的細胞、細菌、高分子微球等尺寸都在微米級；在手機、汽車等關系國計民生的領域，微型麥克風、LED、微型汽車安全氣囊加速度計等芯片特征尺寸都在逐漸微米化；在軍事領域中，微型金屬加速度計，激光核聚變實驗中常用的靶球等其尺寸都在亞毫米，甚至微米量級尺度上。微小尺度器件的廣泛應用，必然對操控、控制等作業(yè)裝備提出新的需求，特別是批量生產中的需求的批量化作業(yè)裝備。而目前對微小顆粒的操縱、控制主要針對單個個體的，利用夾持器夾持、真空吸附等方法，比如在中國專利:CN01113645中，揭示了一種使用探針對微顆粒進行捕獲的方法。這種方法在面對批量化操縱需求時，存在明顯的不足:1、操縱效率低，無法滿足批量應用需求；2、無法解決微小顆粒聚集問題；3、操縱后不易在線直接觀察和檢測。鑒于此，本專利提出一種可實現(xiàn)微小顆粒自動化批量操控的裝備，解決批量化微小顆粒操控的應用需求。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型提出了一種微顆粒的生產設備和生產方法，能夠對微顆粒實現(xiàn)自動化批量捕獲，從而克服現(xiàn)有技術中微顆粒生產領域中只能對單一微顆粒進行操控的不足。根據本實用新型的目的提出的一種微顆粒生產設備，包括送液系統(tǒng)和鋪球系統(tǒng)，所述送液系統(tǒng)包括送液泵和送液管路，所述鋪球系統(tǒng)包括導流板、鋪顆粒臺和X軸運動機構，其中所述導流板裝載在所述X軸運動機構上，該導流板沿所述鋪顆粒臺長度方向能動地立于該鋪顆粒臺上，且該導流板的板面與所述鋪顆粒臺的臺面之間成傾斜設置，所述鋪顆粒臺設有給臺面加熱的加熱裝置，所述送液管路的端口對準該導流板，該送液管路送出的液體沿著導流板平鋪到鋪顆粒臺上。優(yōu)選的，所述鋪顆粒臺的臺面為平面結構。優(yōu)選的，所述鋪顆粒臺的臺面上設有陣列孔，該陣列孔中每個孔的直徑小于待生產微顆粒的直徑。優(yōu)選的，所述導流板有液體流過的一面與所述鋪顆粒臺的臺面之間形成銳角。優(yōu)選的，進一步包括調節(jié)所述鋪顆粒臺水平度的調平裝置，設置于該鋪顆粒臺的下方。優(yōu)選的，所述調平裝置包括4個伸縮柱，分別位于鋪顆粒臺的4個臺角下。[0012]優(yōu)選的，進一步包括機座，該機座上設有用于放置所述鋪球系統(tǒng)的殼體，該殼體為至少一面透明的密閉結構。優(yōu)選的，所述機座上進一步設有用于控制送液系統(tǒng)送液和鋪球系統(tǒng)工作的操控面板。優(yōu)選的,所述導流板與鋪顆粒臺之間間隔0.lmm-lmm。本實用新型提供的微顆粒生產設備，具體如下的技術優(yōu)點:第一:通過配置而成的微顆粒懸浮液，使微顆粒懸浮在液體中，對該懸浮液進行導流，使懸浮液能夠均勻地鋪設在平面上，從而實現(xiàn)批量化生產微顆粒的目的。第二:上述過程中，對于懸浮液的鋪設控制，全部通過電機自動化實現(xiàn)，使得整個生產過程具有高精度和高效率，適合工業(yè)化生產。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實用新型的微顆粒生產設備整體結構圖；圖2是本實用新型的鋪球系統(tǒng)的結構示意圖；圖3第一實施方式下的鋪顆粒臺結構示意圖；圖4第二實施方式下的鋪顆粒臺結構示意圖。
具體實施方式
正如背景技術中提到的，隨著微型化進程的發(fā)展，對于微顆粒產品的生產需求也日益增大。然而現(xiàn)有技術中捕獲微顆粒的方法往往是采用單個的獲取手段，不僅生產效率極其低下，也會影響產品的穩(wěn)定性，顯然不符合工業(yè)化生產的需求。本實用新型針對現(xiàn)有技術中的缺陷，提出了一種能夠用于批量化生產微顆粒的生產設備和生產方法。該生產設備主要是將待生產的微顆粒配置成懸浮液，使微顆粒懸浮在液體中。然和針對該微顆粒懸浮液，通過導流板移動平鋪到一個平臺上，之后把懸浮液中的液體蒸發(fā)，等到一定規(guī)模的排布均勻的微顆粒，實現(xiàn)批量生產的目的。下面，將詳細介紹本實用新型的技術方案。請參見圖1和圖2，圖1是本實用新型的微顆粒生產設備整體結構圖，圖2是本實用新型的鋪球系統(tǒng)的結構示意圖。如圖所示，該生產設備10包括機座11，設置于該機座11上的送液系統(tǒng)12以及設置于該機座11中的鋪球系統(tǒng)13，進一步地，由于本實用新型的微顆粒生產設備所生產的微顆粒在微米至百微米量級，因此對環(huán)境要求也比較高，需要將鋪球系統(tǒng)13設置在一個能夠密閉的空間中，以減少空氣中的雜質顆粒對產品引起的污染。為此，在機座11上設置一個殼體111，該殼體111為至少一面透明的密閉結構，鋪球系統(tǒng)13被設置于該殼體111內，殼體111的透明面可以用來觀察鋪球系統(tǒng)12的工作情況。另外，在殼體111上開設一扇可以開啟和關閉的門，用來提取產品。當本實用新型的微顆粒生產設備處于工作狀態(tài)時，殼體111內的空間進行抽真空，將殼體111內的氣壓抽至IOOPa以下，確保生產過程中沒有雜質的引入。在圖示的實施例中，送液系統(tǒng)12和鋪球系統(tǒng)13分別位于機座11的左右兩側，然而在其它實施方式中，送液系統(tǒng)12和鋪球系統(tǒng)13也可以采用上下關系或前后關系的設置，這種只是針對機座11做機械結構上的調整，都應該屬于本實用新型的主旨范圍內。其中送液系統(tǒng)12包括送液泵和送液管路(圖中未示出)，該送液泵提供液體流動的動力，使得液體可以從送液泵流出送液管路，并從送液管路的端口以一定的速度流出。該送液管路的端口對準導流板，該送液管路送出的液體沿著導流板平鋪到鋪顆粒臺上。這里液體的流速不能過快，不然容易從導流板上直接滴落。通常，將送液泵的送液速度設定為Iml/min 至 2ml/min。在本實用新型中，所述液體主要指將微顆粒摻入懸浮液體中，形成的微顆粒懸浮液。在一種實施方式中，該微顆粒懸浮液通過將直徑在IOOum至200um的微球摻入酒精中，形成微顆粒懸浮液。當然也可以選取其它液體作為懸浮液，只要滿足如下要求即可:第一，選取的液體不會對微球產生化學反應(腐蝕或溶液)；第二，該液體的粘度能夠在下述中的導流板上附著流動且不會直接滴落。鋪球系統(tǒng)13主要用來捕獲和收集由送液系統(tǒng)12提供的液體中的微顆粒，如圖2中所示，該鋪球系統(tǒng)13包括導流板131、鋪顆粒臺132和X軸運動機構133。其中X軸運動機構133包括用以夾持導流板131的夾持件1331、用以提供夾持件1331在X軸方向運動的導軌1332、用以驅動夾持件1331運動的電機1333以及用以調整夾持件旋轉角度的調整件1334。導流板131裝載在所述X軸運動機構的夾持件1331上，該導流板131沿鋪顆粒臺132長度方向能動地立于該鋪顆粒臺132上，且該導流板131的板面與所述鋪顆粒臺132的臺面之間成傾斜設置。導流板131選取親水性材質或者在表面鍍有親水性薄膜，使得微顆粒懸浮液能夠附著在導流板131的表面。在一種實施方式中，該導流板131的材質為玻璃。通過調整件1334的轉動，可以使得導流板131的板面與鋪顆粒臺132的臺面形成一定的傾斜角度。較佳地，導流板131有液體流過的一面與鋪顆粒臺132的臺面之間形成銳角，這樣一來，流經導流板131的微顆粒懸浮液只受到重力以及與導流板之間的粘附力的作用，不僅減少液體在導流板131上的阻力，同時使得懸浮液中懸浮的微顆粒不宜沉積到導流板131的表面，減少了微顆粒行徑過程中的損失。該銳角的角度一般可以在30度至60度之間。進一步地，為了不影響微顆粒懸浮液鋪設到鋪顆粒臺132上的均勻性，在該導流板131與鋪顆粒臺132之間設有一定的間隔，該間隔可以避免液體鋪設到鋪顆粒臺132上，因接觸到導流板131底部而被拉扯呈現(xiàn)不均勻性。通常，這個間隔設定為0.1mm-1mm左右。鋪顆粒臺132為水平平臺，其長度方向與X軸方向一致，導流板131將液體導流到該鋪顆粒臺132上的同時，通過點擊1333的帶到，沿著鋪顆粒臺132的長度方向移動，使液體能夠在該鋪顆粒臺132的臺面形成均勻的分布。該鋪顆粒臺132設有給臺面加熱的加熱裝置(圖中為示出)，當微顆粒懸浮液被鋪設到鋪顆粒臺132之后，加熱裝置給臺面進行加熱，使微顆粒懸浮液中的液體被蒸發(fā)，而微顆粒則沉積到該鋪顆粒臺132的臺面上。請參見圖3，在一種實施方式中，該鋪顆粒臺132的臺面為平面結構。此時微顆粒沉積到該臺面之后，形成層狀的堆積結構。通過這種結構的鋪顆粒臺獲得的微顆粒產品，適用于需要緊密排列，且對顆粒排序要求不高的場合。[0033]請參見圖4，在另一種實施方式中，該鋪顆粒臺132的臺面上設有陣列孔，該陣列孔中每個孔的直徑小于待生產微顆粒的直徑。此時微顆粒沉積到鋪顆粒臺132之后，會對應到每個孔上，形成與陣列孔排布規(guī)則相同的微顆粒陣列。進一步地，通過在臺面下方增加一個抽負壓裝置，可以將微顆粒固定在陣列孔上。通過這種方式制得的微顆粒產品，具有較好的排布次序，容易操控。進一步地，在鋪顆粒臺132的下方，還設有一個調平裝置134，用來調節(jié)鋪顆粒臺132的水平度，使鋪顆粒臺132能夠保持在一個較高的水平度上，這樣一來，鋪設在該鋪顆粒臺132上的液體就不會因為傾斜而在重力的影響下往比較低的地方流動。該調平裝置134具體包括4個可以由電機控制伸縮的伸縮柱，分別位于鋪顆粒臺132的4個臺角下。當發(fā)現(xiàn)鋪顆粒臺132的臺面不夠水平時，可以通過電機控制某一個伸縮柱進行伸縮，使得比較低的一角調高，從而達到水平。進一步地，機座11上還設有用于控制送液系統(tǒng)送液和鋪球系統(tǒng)工作的操控面板112。該操控面板包括若干開關按鈕以及參數設定按鈕，分別用來控制送液泵，X軸運動機構、調平裝置、加熱裝置等器件的運作。在使用上述的生產設備進行微顆粒生產時，包括步驟:I)制作微顆粒懸浮液，將該為顆粒溶液裝載至送液泵中；2)控制送液泵對導流板進行送液，使該微顆粒懸浮液沿著導流板流到鋪顆粒臺上；3)控制導流板沿著鋪顆粒臺長度方向移動，使所述微顆粒懸浮液平鋪在鋪顆粒臺上；4)對鋪顆粒臺的臺面進行加熱，將微顆粒懸浮液中的溶劑蒸發(fā)，使微顆粒沉積在鋪顆粒臺的臺面上；5)收集上述微顆粒，得到批量化、均與有序的微顆粒產品。其中，步驟I)中的微顆粒懸浮液選取直徑在IOOum至200um的微球兌入酒精中配置成微顆粒懸浮液。步驟2)中送液泵的送液速度為lml/min至2ml/min。所述步驟3)中導流板的移動速度為10mm/h至100mm/h。下面將通過兩個具體實施方式
對上述方法做出說明。實施方式一:層鋪式鋪顆粒采用尺寸為110mmX60mm平面板作為鋪顆粒臺，所制作的微顆粒為直徑ΙΟΟμπι微米的微球，采用酒精配置懸浮液，送液速度51 μ 1/min，導流板角度45-60°，X軸運動速度為10mm/h，加熱溫度50°C，實現(xiàn)微球的層鋪操控。實施方式二:陣列式鋪顆粒采用100X50個微孔的陣列控板作為鋪顆粒臺，每個孔的直徑為100 μ m，所制作的微顆粒為直徑200 μ m微米的空心微球，采用酒精配置微顆粒懸浮液，送液速度I μ I/min，導流板角度30-45°，X軸運動速度為100mm/h，真空壓力為lOOPa，加熱溫度50°C，實現(xiàn)5000個微球的陣列操控。綜上所述，本實用新型提出了一種微顆粒生產設備以及生產方法，該微顆粒生產設備通過將待生產的微顆粒配置成懸浮液，使微顆粒懸浮在液體中。然和針對該微顆粒懸浮液，通過導流板移動平鋪到一個平臺上，之后把懸浮液中的液體蒸發(fā)，等到一定規(guī)模的排布均勻的微顆粒，實現(xiàn)批量生產的目的。由于整個過程全部通過電機自動化實現(xiàn)，具有高精度和高效率，適合工業(yè)化生產。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求1.一種微顆粒生產設備，用于批量化生產微顆粒，其特征在于:包括送液系統(tǒng)和鋪球系統(tǒng)，所述送液系統(tǒng)包括送液泵和送液管路，所述鋪球系統(tǒng)包括導流板、鋪顆粒臺和X軸運動機構，其中所述導流板裝載在所述X軸運動機構上，該導流板沿所述鋪顆粒臺長度方向能動地立于該鋪顆粒臺上，且該導流板的板面與所述鋪顆粒臺的臺面之間成傾斜設置，所述鋪顆粒臺設有給臺面加熱的加熱裝置，所述送液管路的端口對準該導流板，該送液管路送出的液體沿著導流板平鋪到鋪顆粒臺上。
2.如權利要求1所述的微顆粒生產設備，其特征在于:所述鋪顆粒臺的臺面為平面結構。
3.如權利要求1所述的微顆粒生產設備，其特征在于:所述鋪顆粒臺的臺面上設有陣列孔，該陣列孔中每個孔的直徑小于待生產微顆粒的直徑。
4.如權利要求1所述的微顆粒生產設備，其特征在于:所述導流板有液體流過的一面與所述鋪顆粒臺的臺面之間形成銳角。
5.如權利要求1所述的微顆粒生產設備，其特征在于:進一步包括調節(jié)所述鋪顆粒臺水平度的調平裝置，設置于該鋪顆粒臺的下方。
6.如權利要求5所述的微顆粒生產設備，其特征在于:所述調平裝置包括4個伸縮柱，分別位于鋪顆粒臺的4個臺角下。
7.如權利要求1所述的微顆粒生產設備，其特征在于:進一步包括機座，該機座上設有用于放置所述鋪球系統(tǒng)的殼體，該殼體為至少一面透明的密閉結構，殼體內的壓強小于IOOpa0
8.如權利要求7所述的微顆粒生產設備，其特征在于:所述機座上進一步設有用于控制送液系統(tǒng)送液和鋪球系統(tǒng)工作的操控面板。
9.如權利要求1所述的微顆粒生產設備，其特征在于:所述導流板與鋪顆粒臺之間間隔 0.1mm-1mm0
專利摘要一種微顆粒生產設備，該微顆粒生產設備包括送液系統(tǒng)和鋪球系統(tǒng)，該鋪球系統(tǒng)包括導流板、鋪顆粒臺和X軸運動機構。通過將待生產的微顆粒配置成懸浮液，使微顆粒懸浮在液體中。然和針對該微顆粒懸浮液，通過導流板移動平鋪到一個平臺上，之后把懸浮液中的液體蒸發(fā)，等到一定規(guī)模的排布均勻的微顆粒，實現(xiàn)批量生產的目的。由于整個過程全部通過電機自動化實現(xiàn)，具有高精度和高效率，適合工業(yè)化生產。
文檔編號B81C1/00GK202988706SQ20122064229
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權日2012年11月28日
發(fā)明者潘明強, 劉吉柱, 王陽俊, 陳濤, 陳立國, 孫立寧 申請人:蘇州大學