專利名稱：具有平面耦合構件的流體裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于給流體系統提供流體連接的流體裝置，并涉及用于提供流體連接 的互連帶(interconnection strip)。本發(fā)明還涉及用于制造流體裝置的方法，并涉及用于 將第一流體裝置與第二流體裝置流體連接的方法。
背景技術：
同一申請人 Agilent Technologies 的 WO 00/78454A1, DE 19928412A1，以及 US 6，814，846示出了不同的微流體芯片以及應用示例。例如WO 98/49548，US 6，280，589，或 WO 96/04547也揭示了其他微流體裝置及應用示例。EP 1715348涉及適于處理微流體裝置的處理單元。該處理單元包括第一夾持器件 以及第二夾持器件，以及適于驅動至少一個夾持器件的致動機構。載于 Sensors and Actuators B 49 (1998)，40-45 頁，由 C. Gonzalez 等人所著的 文章"Fluidic interconnects for modular assembly of chemical microsystems，，揭不 了實現單個微處理組件及/或模塊的模塊化互連、組裝以及封裝的組裝技術。WO 06/07878A1涉及用于對流體進行光學檢測的微流體設置構造。該設置構造包 括微流體裝置，其包括具有開口的至少一個第一通道，該開口與光學檢測單元流體連通。US 6，538，207B1涉及流體、電氣、電子以及光學柔性回路，也稱撓性回路，以及至 其的連接。US 6，702，256B2涉及流動切換的微裝置，并涉及微裝置中的液流控制。具體而言， 該申請涉及采用可承受高壓的閥結構的微裝置。US 2005/0048669A1涉及微流體裝置與相關設備或系統之間的接口，具體涉及無 墊圈的微流體裝置接口。WO 05/84808A1揭示了用于微流體芯片的框，該框適于容納微流體芯片，或適于保 持微流體芯片，或用于相對于框來對微流體芯片進行定位。因此，在處理、存儲及運輸過程 中，可以保持微流體芯片的敏感部件。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供用于流體連接流體裝置的改進流體耦合技術。通過獨立權 利要求的技術方案實現了上述目的。從屬權利要求的技術方案界定了進一步的實施例。根據本發(fā)明的實施例的流體裝置適于提供流體連接，所述流體裝置包括流體導 管以及具有流體端口的平面耦合構件。流體端口與流體通道流體連接。平面耦合構件的輪 廓與流體端口的位置呈預定關系。平面耦合構件的輪廓例如可被某種類型的夾持裝置所夾持或抓住。因為流體端口 的位置與平面耦合構件的輪廓之間的預定關系的原因，當平面耦合構件被夾持、抓緊或緊 固時，使流體端口到達確定的位置。因此，流體端口的位置是已知的。流體端口的已知的位 置例如可被用于與任何其他流體裝置建立流體連接。因此，根據本發(fā)明的實施例的流體耦合技術提供了用于在流體裝置之間建立流體連接的簡單標準。具體而言，可以使用根據本發(fā)明的實施例的流體耦合技術而非常規(guī)毛細管，從而 避免了毛細管零件的缺點。例如，通過采用平面耦合構件來建立流體連接，減小了零件的死 體積，并且提高了流體連接的可靠性。根據優(yōu)選實施例，平面耦合構件從流體裝置橫向伸出。更優(yōu)選地，平面耦合構件是 從流體裝置橫向伸出的附屬構件。經由平面耦合構件的流體端口，可以設置與其他流體裝 置的流體連接。根據優(yōu)選實施例，平面耦合構件被實現為平面多層結構。優(yōu)選地，平面耦合構件被 實現為兩個或更多接合片的堆疊。例如，為了制造平面耦合構件，經微結構處理的片可被層 層堆疊并被接合。更優(yōu)選地，平面耦合構件被實現為兩個或更多個接合金屬片的堆疊。以 此方式實現的平面耦合構件較堅固耐用，并可承受較高的流體壓力。優(yōu)選地，一個或更多個所述的片被加工使得流體導管被形成在堆疊內。根據優(yōu)選 實施例，利用研磨處理，優(yōu)選地利用電化學研磨或化學研磨，來對金屬片進行處理。更優(yōu)選 地，流體端口被實現為平面耦合構件的最上層片中、或最下層片中、或最上層片及最下層片 兩者中的過孔。根據優(yōu)選實施例，平面耦合構件被實現為兩個或更多接合金屬片的堆疊，所述金 屬片在被接合之前被涂布有塑料材料或熱熔粘合劑。根據優(yōu)選實施例，平面耦合構件被實現為兩個或更多個接合金屬片的堆疊，通過 接合處理，優(yōu)選地通過擴散焊接，來接合金屬片。在擴散焊接中，金屬片的堆疊被布置在真 空環(huán)境中，并被加熱達預定時長，使得金屬片相互抵靠。從而在金屬片之間形成牢固的接 合。優(yōu)選地，在通過擴散焊接被接合之前，金屬片受到電鍍。根據優(yōu)選實施例，流體裝置作為整體被實現為兩個或更多個接合片的堆疊。優(yōu)選 地，流體裝置被實現為兩個或更多個接合金屬片的堆疊。在本實施例中，流體裝置作為整體 被實現為平面結構。根據優(yōu)選實施例，平面耦合構造被實現為兩個或更多個金屬片的堆疊，其中，利用 研磨處理，優(yōu)選地利用電化學研磨或化學研磨，來處理流體裝置的流體導管以及片的外輪 廓中至少一者。根據優(yōu)選實施例，平面耦合構件的輪廓是外輪廓。優(yōu)選地，平面耦合構件的輪廓由 平面耦合構件的邊界來界定。通過抓住或夾持平面耦合構件的外輪廓，平面耦合構件例如 可以與其他流體裝置的其他平面耦合構件對準。根據替代實施例，平面耦合構件的輪廓是 平面耦合構件的切口的內輪廓。根據另一優(yōu)選實施例，平面耦合構件的輪廓是圓形輪廓及 多邊形輪廓中一者。由于平面耦合構件的輪廓的具體形狀的原因，當平面耦合構件被抓住 或被夾持時，迫使平面耦合構件對準。取決于具體輪廓，也可以迫使平面耦合構件有特定的 取向。平面耦合構件的輪廓例如可迫使與其他平面耦合構件的相應輪廓確實地對準。根據優(yōu)選實施例，流體裝置是互連帶，其包括位于互連帶的第一端處的第一平面 耦合構件，以及位于互連帶的第二端處的第二平面耦合構件。優(yōu)選地，第一平面耦合構件包 括第一流體端口，第二平面耦合構件包括第二流體端口，并且互連帶包括適于流體連接第 一流體端口及第二流體端口的流體導管。平面互連帶能夠在不同流體裝置之間建立流體連 接，并提供常規(guī)毛細管的功能性。常規(guī)毛細管的零件會在流路中產生死體積。相反，當根據本發(fā)明的實施例將平面耦合構件夾持在一起時，不會產生額外的死體積。另一優(yōu)點在于當 使用根據本發(fā)明的實施例的平面連接技術時，可以根據需要分離和重新建立流體連接。根據優(yōu)選實施例，平面耦合構件包括接觸表面，流體端口位于接觸表面內。例如， 第一平面耦合構件的接觸表面可被壓靠至其他平面耦合構件的接觸表面，從而建立流體連 接。由于兩個接觸表面之間的緊密接觸，實現了液密的密封。優(yōu)選地，流體端口位于接觸表 面內，并且接觸表面的面積是流體端口的橫截面的若干倍大。根據優(yōu)選實施例，流體裝置包括多個流體導管，并且平面耦合構件包括多個流體 端口，流體端口與相應的流體導管流體耦合。因此，可以并行地建立多個流體連接。根據另一優(yōu)選實施例，平面耦合構件適于與其他流體裝置的其他平面耦合構件被 夾持在一起，其中，在平面耦合構件的流體端口與所述其他平面耦合構件的相應流體端口 之間建立流體連接。由于流體端口的位置與輪廓之間的具體關系，兩個平面耦合構件的流 體端口均相對于平面耦合構件的輪廓位于預定位置。當兩個平面耦合構件的各自的輪廓 被對準時，第一平面耦合構件的流體端口的位置與第二平面耦合構件的流體端口的位置匹 配。兩個流體端口直接相互疊置。通過以一定接觸壓力將平面耦合構件壓靠至所述其他平 面耦合構件，實現了液密的流體連接。優(yōu)選地，流體裝置包括切換閥、反應室、泵浦單元、熱交換器以及混合裝置中一者。根據本發(fā)明的實施例的一種流體系統包括第一個如上所述的流體裝置，該第一流 體裝置包括第一平面耦合構件。該流體系統還包括夾持裝置，夾持裝置包括與第一平面耦 合構件的輪廓適配的零件，夾持裝置適于夾持第一平面耦合構件，并適于使第一平面耦合 構件的流體端口到達預定位置。根據優(yōu)選實施例，流體系統還包括第二個如上所述的流體裝置，該第二流體裝置 包括第二平面耦合構件。根據優(yōu)選實施例，夾持裝置適于將第一流體裝置的第一平面耦合構件與第二流體 裝置的第二平面耦合構件夾持在一起，從而在第一平面耦合構件的流體端口與第二平面耦 合構件的相應流體端口之間建立流體連接。根據另一優(yōu)選實施例，第一平面耦合構件包括多個流體端口，第二平面耦合構件 包括多個流體端口，并且在第一平面耦合構件的流體端口與第二平面耦合構件的相應流體 端口之間建立多個流體連接。通過將第一平面耦合構件與第二平面耦合構件夾持在一起， 可以在第一與第二平面耦合構件之間并行地設置多個確定的流路。根據優(yōu)選實施例，第一平面耦合構件的輪廓與第二平面耦合構件的輪廓匹配。根據優(yōu)選實施例，第一平面耦合構件包括多個流體端口，第二平面耦合構件包括 多個流體端口，每個流體端口的位置均與各個平面耦合構件的輪廓呈預定關系。通過將第 一平面耦合構件與第二平面耦合構件對準，由于這些流體端口的各個位置和輪廓之間的預 定關系，第一及第二平面耦合構件的流體端口的各個位置也匹配。優(yōu)選地，夾持裝置適于將第一流體裝置的第一平面耦合構件與第二流體裝置的第 二平面耦合構件對準，以在第一平面耦合構件的流體端口與第二平面耦合構件的相應流體 端口之間提供流體連接。根據優(yōu)選實施例，夾持裝置適于將第一平面耦合構件的接觸表面壓靠至第二平面 耦合構件的相應接觸表面，從而在第一平面耦合構件的流體端口與第二平面耦合構件的相應流體端口之間建立流體連接。通過向平面耦合構件施加夾持力，在第一及第二平面耦合 構件的相應流體端口之間實現了液密的流體耦合。根據另一優(yōu)選實施例，小型板(優(yōu)選為金板)被布置在第一平面耦合構件的接觸 表面與第二平面耦合構件的相應接觸表面之間。根據優(yōu)選實施例，接觸表面起密封表面的作用。根據優(yōu)選實施例，夾持裝置適于在第一平面耦合構件與第二平面耦合構件之間提 供可分離的連接。為了建立流體連接，第一及第二平面耦合構件被對準并被相互擠壓。為 了使流體連接分離，松開對夾持裝置的握持，并且可以移除平面耦合構件。因此，通過夾持 及松開平面耦合構件，可根據需要設置和分離流體裝置之間的流體連接。與常規(guī)毛細管相 反，設置和分離平面耦合構件之間的流體連接并不會損害平面耦合構件。根據優(yōu)選實施例，夾持裝置的夾持力大到足以在第一平面耦合構件的流體端口與 第二平面耦合構件的相應流體端口之間提供液密的流體連接。優(yōu)選地，夾持裝置的夾持力大到足以在高達1200bar的流體壓力下提供液密的流 體連接。根據優(yōu)選實施例，為了將第一平面耦合構件壓靠至第二平面耦合構件，夾持裝置 包括螺絲、無頭螺絲、平頭螺絲、楔、夾持桿、彎曲桿、直角形杠桿以及液壓缸中的一者或更 多。例如，可通過緊固螺絲或通過致動夾持桿等方式將第一與第二平面耦合構件夾持在一 起。在采用液壓缸以夾持第一及第二平面耦合構件的情況下，可以使對平面耦合構件的夾 持自動化。根據優(yōu)選實施例，夾持裝置包括平頭螺絲，其適于在平頭螺絲被緊固時將第一平 面耦合構件的接觸表面壓靠至第二平面耦合構件的接觸表面。根據優(yōu)選實施例，夾持裝置適于相對于第二平面耦合構件將第一平面耦合構件夾 持在不同位置，其中，在這些不同位置的每一者處，在第一平面耦合構件的流體端口與第二 平面耦合構件的流體端口之間建立不同的流體連接。從而可以實現用于在不同流路之間切 換的切換功能。根據優(yōu)選實施例，第一流體裝置包括具有不同橫截面的兩個或更多個不同通道， 每個通道均流體連接至第一平面耦合構件的相應流體端口，其中，可通過相對于第二平面 耦合構件將第一平面耦合構件設置在一組不同位置中的一個位置處，來對兩個或更多不同 通道中的一者進行選擇。取決于各自應用領域，可以選擇具有合適橫截面的通道。根據優(yōu)選實施例，夾持裝置適于將三個或更多個不同流體裝置的三個或更多個平 面耦合構件夾持在一起，從而在三個或更多個平面耦合構件之間建立流體連接。根據優(yōu)選實施例，第一平面耦合構件以及第二平面耦合構件中至少一者包括聯鎖 特征，其迫使第一平面耦合構件相對于第二平面耦合構件確實對準。在第一及第二平面耦 合構件相對于彼此被布置在預定位置和取向的情況下，第一平面耦合構件的聯鎖特征與第 二平面耦合構件的相應聯鎖特征配合。因此，迫使這些平面耦合構件有預定的定位及對準。 優(yōu)選地，所述聯鎖特征包括突起、鼻部、捕獲凹部及切口中的一者或更多。更優(yōu)選地，平面耦 合構件中一者的突起或鼻部適于與另一平面耦合構件的相應捕獲凹部或切口配合，以迫使 第一平面耦合構件相對于第二平面耦合構件確實對準。根據優(yōu)選實施例，夾持裝置包括用于管道或用于毛細管的零件，夾持裝置適于夾持第一流體裝置的第一平面耦合構件，使得在第一平面耦合構件的流體端口與管道或毛細 管之間建立流體連接。根據本實施例的夾持裝置能夠在根據本發(fā)明的實施例的平面流體耦 合技術與現有技術的常規(guī)毛細管及管道之間建立流體連接。根據優(yōu)選實施例，夾持裝置包括切換閥的定子元件，所述定子元件包括一組定子 端口，夾持裝置適于將第一平面耦合構件壓靠至定子元件，從而在第一平面耦合構件的流 體端口與定子元件的相應定子端口之間建立流體連接。優(yōu)選地，流體系統還包括以可樞轉 方式安裝在定子元件上的轉子元件。根據優(yōu)選實施例，夾持裝置包括用于檢測單元的零件，夾持裝置適于夾持第一流 體裝置的第一平面耦合構件，使得在第一平面耦合構件的流體端口與檢測單元的入口之間 建立流體連接。根據優(yōu)選實施例，在第一平面耦合構件處，第一流體裝置的流體導管分支成為多 個枝杈狀流體導管，每個流體導管均適于向檢測單元供應流體。因此，可以向檢測單元供應 流體，使得避免任何類型的紊流，并且防止測量結果受到干擾。根據另一優(yōu)選實施例，夾持裝置包括用于分離柱的零件，夾持裝置適于夾持第一 流體裝置的第一平面耦合構件，使得在第一平面耦合構件的流體端口與分離柱的入口之間 建立流體連接。根據優(yōu)選實施例，第一平面耦合構件適于向分離柱供應流體。優(yōu)選地，第一平面耦 合構件包括多個流體端口，它們適于向分離柱的入口供應流體，多個流體端口適于向分離 柱提供均勻的流體供應。一種根據本發(fā)明實施例的互連帶適于提供流體連接。所述互連帶被實現為兩個或 更多個接合金屬片的堆疊，所述互連帶包括位于互連帶的第一端處的第一平面耦合構件， 所述第一平面耦合構件包括第一流體端口，位于互連帶的第二端處的第二平面耦合構件， 所述第二平面耦合構件包括第二流體端口，流體導管，其適于將第一流體端口以及第二流 體端口流體連接。還公開了一種用于制造流體裝置的方法，所述流體裝置用于提供流體連接，所述 流體裝置包括平面耦合構件，所述方法包括對一個或更多金屬片進行微結構處理；將經 過所述微結構處理的金屬片堆疊；通過接合技術處理所述金屬片來接合金屬片，以形成多 層結構。根據優(yōu)選實施例，使用擴散焊接作為用于接合金屬片的接合技術。還公開了一種用于流體連接第一流體裝置及第二流體裝置的方法，所述第一及第 二流體裝置中每一者均包括流體導管以及具有流體端口的平面耦合構件，流體端口與流體 導管流體連接。根據本發(fā)明的實施例的方法包括在夾持裝置中將第一流體裝置的平面耦 合構件與第二流體裝置的平面耦合構件對準，并將第一流體裝置的平面耦合構件壓靠至第 二流體裝置的平面耦合構件，從而在第一流體裝置的流體端口與第二流體裝置的相應流體 端口之間建立流體連接。


結合附圖，通過參考以下對實施例的更詳細說明，可以更好地領會并理解本發(fā)明 的實施例的其他目的以及相應的優(yōu)點。由相同的參考標號來表示在實質或功能方面等同或類似的特征。圖1示出了根據本發(fā)明的實施例具有平面耦合構件的連接件；圖2示出了在第一與第二平面耦合構件之間是如何建立流體連接的；圖3示出了兩個平面耦合構件，每一個平面耦合構件均包括五個流體端口 ；圖4示出了用于夾持兩個平面耦合構件的夾持裝置；圖5示出了具有直角形杠桿的夾持裝置；圖6示出了由金屬片堆疊制成的各種流體裝置；圖7示出了切口的內輪廓是如何被用于將兩個平面耦合構件對準的；圖8示出了三個平面耦合構件的組裝；圖9示出了如何可以在兩個平面耦合構件之間建立不同的流路；圖10示出了如何可以使用根據本發(fā)明的實施例的平面耦合技術來實現轉換閥；圖11示出了夾持裝置，其在平面耦合構件與常規(guī)毛細管之間提供了流體耦合；圖12示出了適于提供與檢測單元的流體連接的平面耦合構件；而圖13示出了適于提供與分離柱的入口流體連接的平面耦合構件。
具體實施例方式圖1示出了根據本發(fā)明的實施例的流體裝置的連接件100。連接件100從流體裝 置橫向伸出，并包括平面耦合構件101。平面耦合構件101具有圓形輪廓102，并包括位于 接觸表面104中央的流體端口 103。因此，流體端口 103的位置與平面耦合構件101的圓形 輪廓102呈預定關系。流體端口 103流體連接至流體通道105，流體通道105提供流體端口 103與流體裝置之間的流體連接。平面耦合構件101適于被壓靠至另一流體裝置的另一平面耦合構件。因此，在兩 個平面耦合構件的流體端口之間建立了流體連接。連接件100以及平面耦合構件101例如可通過多層結構來實現，該多層結構包括 兩個或更多個接合塑料片或金屬片。例如，圖1所示的平面結構由兩個金屬片(下金屬 片106及上金屬片107)制成。金屬片106，107例如可以是鈦片或不銹鋼片，其厚度約為 0.05mm至若干毫米范圍。為了處理金屬片106，107，例如可以采用諸如電化學研磨或化學 研磨的技術。電化學研磨或化學研磨例如可被用于形成金屬片的外輪廓，或用于形成流體 通道105，或用于形成外輪廓及流體通道兩者。替代地，可通過在下金屬片106內切割槽來 形成流體通道105。此外，替代地，可通過使用沖壓處理來形成流體通道105。通過在上金 屬片107內切割過孔來形成流體端口 103。在已經處理了金屬片106，107之后，將上金屬片107與下金屬片106進行接合。根據第一實施例，使用擴散焊接來接合金屬片。在擴散焊接中，將具有兩個或更 多堆疊金屬片的多層結構置于真空爐中達數小時，從而以接觸壓力使金屬片相互抵壓。優(yōu) 選地，金屬片的堆疊要承受熔點以下的溫度，優(yōu)選地取決于要接合的金屬，要承受400°C至 1050°C之間的溫度。通過向金屬片堆疊施加熱量、真空及接觸壓力，增強了金屬原子的擴 散，并且在相鄰金屬片之間形成牢固的共價鍵接合。由此，可獲得具有液密的流體通道105 的多層結構。根據第二實施例，金屬片106，107(例如可以由鈦或不銹鋼制成)在被接合之前經過電鍍。優(yōu)選地，金屬片106，107電鍍有諸如金、鉬、鈀等貴金屬或鎳。然后，在已經執(zhí)行了 電鍍之后，電鍍金屬片受到上述擴散焊接。當使用電鍍片時，接合溫度可以低于在第一實施 例中使用的接合溫度。使用電鍍片的另一優(yōu)點在于沿流體通道105可獲得化學惰性表面。根據第三實施例，金屬片106，107的至少一個表面涂布有塑料材料，或涂布有熱 熔粘合劑。替代地，可將薄塑料箔布置在金屬片106，107之間。然后，將金屬片堆疊，經加 熱，并壓在一起達預定時長。在塑料材料或熱熔粘合劑受熱之后，可獲得高強度多層結構。 因為塑料材料可能會阻擋流體通道105，故當利用塑料材料涂布金屬片時，涂層的厚度不能 過厚?？蛇x的，可以執(zhí)行對流體通道105的內表面進行改性的步驟。例如，在將流體裝置 應用于分析生化化合物的領域的情況下，包含諸如蛋白質、RNA或DNA等生化片段的流體會 流經流體通道105。為了防止這些生化化合物的附著，可以執(zhí)行對流體通道105的內表面進 行改性的步驟。例如，為了防止附著，流體通道105的內表面可涂布有金、鈀、鉬或任何其他 貴金屬，從而可以應用電鍍技術或無電鍍技術。替代地，可以執(zhí)行對流體通道內表面的化學 表面改性處理。在圖2A至圖2C中，示出了如何在第一連接件200與第二連接件204之間建立流 體連接。該第一連接件200例如可被安裝至第一流體裝置，并且第二連接件204例如可被 安裝至第二流體裝置。如圖2A所示，第一連接件200包括具有圓形輪廓202的第一平面耦合構件201。 第一平面耦合構件201包括位于第一平面耦合構件201的下側的流體端口 203 (由虛線表 示)。流體端口 203與延伸通過第一連接件200的流體導管流體耦合。流體端口 203的位 置與第一平面耦合構件201的輪廓202具有預定關系。在圖2A的示例中，流體端口 203位 于圓形輪廓202的中央。第二連接件204包括第二平面耦合構件205，該構件具有與第一平面耦合構件201 的圓形輪廓202對應的圓形輪廓206。位于第二平面耦合構件205的上側的流體端口 207 與延伸通過第二連接件204的流體導管208流體耦合。流體端口 207的位置與圓形輪廓 206之間的關系也由上述預定關系界定。 第一連接件200及第二連接件204兩者都通過兩個或更多接合金屬片的堆疊來實 現。第一連接件200由上片209及下片210構成。相應的，第二連接件204由上片211及 下片212構成。在圖2B中，示出了第一連接件200如何與第二連接件204流體耦合。為此，使第一 平面耦合構件201的圓形輪廓202與第二平面耦合構件205的相應輪廓206對準。此外， 以預定接觸壓力213將第一平面耦合構件201壓靠至第二平面耦合構件205。因為流體端口 203及207的各個位置與相應輪廓202，206之間的預定關系的原 因，輪廓202與206的對準會實現流體端口 203與207相應的對準。通過對準兩個平面耦 合構件201及205，流體端口 203與207也實現對準。因此，建立了流體端口 203與流體端 口 207之間的流體耦合，從而第一平面耦合構件201及第二平面耦合構件205的各個接觸 表面適于將流體連接進行密封。為了實現液密的流體連接，這些接觸表面的面積不應過小。 此外，接觸壓力213的量級需要足夠大以密封流體連接。例如可以通過合適的夾持裝置來 施加接觸壓力213。
圖2C示出了第一連接件200及第二連接件204兩者的剖面，其中，第一平面耦合 構件201的輪廓202與第二平面耦合構件205的相應輪廓206對準。由此，流體端口 203 與流體端口 207對準，并且經由兩個流體端口 203及207，在流體導管214與流體導管208 之間建立流體連接。因此，在圖2A至圖2C中示出的流體耦合技術能夠在第一與第二流體 裝置之間提供液密的流體連接。在圖3A及圖3B中，示出了兩種不同類型的平面耦合構件。圖3A示出了包括具有 圓形輪廓302的平面耦合構件301的連接件300，平面耦合構件301包括五個流體端口 303a 至303e。每個流體端口 303a至303e均與延伸通過連接件300的專用流體通道流體耦合。 以預定圖案來布置五個流體端口 303a至303e 流體端口 303a位于平面耦合構件301的中 央，并且其他流體端口 303b至303e以規(guī)則方式圍繞中央流體端口 303a布置為圓形。因 此，各個流體端口 303a至303e的各自的位置與平面耦合構件301的圓形輪廓302呈預定 關系?；パa的連接件304包括平面耦合構件305，該構件具有與平面耦合構件301的圓形輪 廓302對應的圓形輪廓306。位于平面耦合構件305下側的平面耦合構件305的流體端口 307a至307e (由虛線表示)以與相應流體端口 303a至303e的相同圖案來布置。因此，當 平面耦合構件305與平面耦合構件301對準，使得輪廓306與302匹配并且連接件304的 取向對應于連接件300的取向時，則在中央流體端口 303a與相應流體端口 307a之間以及 流體端口 303b與相應流體端口 307b之間(等等)建立流體連接。因此，在連接件300與 連接件304之間可同時建立五個流體連接。為了確實實現對準，例如可以采用具有多邊形輪廓的平面耦合構件。例如，圖3B 示出的連接件308包括具有三角形輪廓的平面耦合構件309。平面耦合構件309包括以預 定圖案布置的三個流體端口 310a至310c。互補的連接件311包括具有相應三角形輪廓的 平面耦合構件312，其中三個流體端口 313a至313c (由虛線表示)被布置在平面耦合構件 312下側。以與相應流體端口 310a至310c相同的預定圖案來布置流體端口 313a至313c。 當平面耦合構件309的輪廓與平面耦合構件312的相應輪廓對準時，流體端口 310a至310c 的位置與相應流體端口 313a至313c的位置匹配。由此，在連接件308與連接件311之間 建立三個流體連接。平面耦合構件309及312的三角形輪廓簡化了平面耦合構件的對準處 理。用于將第一平面耦合構件壓靠至第二平面耦合構件的接觸壓力例如可通過夾持 裝置來施加。如圖4A所示，夾持裝置400包括第一開口401，用于插入第一連接件403的第 一平面耦合構件402。在圖4所示的實施例中，平面耦合構件402具有菱形輪廓，并包括位于平面耦合構件上側的兩個流體端口404。夾持裝置400還包括第二開口 405，用于插入第 二連接件407的第二平面耦合構件406。第二平面耦合構件406具有菱形輪廓，并包括位于 其下側的兩個流體端口 408(由虛線表示)。在夾持裝置400的內部中，第二平面耦合構件 406被布置在第一平面耦合構件402的頂部。如圖4B所示，夾持裝置400的內部包括對應 于平面耦合構件402及406的菱形輪廓的配合表面409及410。配合表面409及410迫使 平面耦合構件402及406確實對準。由此，使流體端口404的位置與相應流體端口408的位置相符。為了緊固平面耦合構件402及406，將具有十字凹槽412的平頭螺絲411擰入相應 的內螺紋鏜孔413。當平頭螺絲411被緊固時，平頭螺絲411的下端414將第二平面耦合構件406壓向第一平面耦合構件402，并且在流體端口 404與相應流體端口 408之間建立了液密的流體連接。由平頭螺絲411施加的接觸壓力需要足夠大，以防止流體連接的滲漏。圖4C示出了在已經緊固了平頭螺絲411之后的夾持裝置400以及第一連接件403 及第二連接件407。第一連接件403與第二連接件407之間的夾持連接被實現為可分離的 流體連接的形式。為了使流體連接分離，使平頭螺絲411松開，然后可將第一連接件403及 第二連接件407從夾持裝置400拉出。替代地，用于將平面耦合構件壓靠至另一平面耦合構件的接觸壓力例如可以通過 以下一種方式產生楔、夾持桿、彎曲桿、直角形杠桿(bell-crank lever)以及液壓缸。例 如，通過使用用于夾持第一及第二平面耦合構件的液壓缸，可以使夾持操作自動化。圖5示出了直角形杠桿500被以可樞轉方式安裝在夾持裝置501上的實施例。夾 持裝置501包括第一開口 502，用于將第一連接件504的第一平面耦合構件503插入，以及 第二開口，用于將第二連接件506的第二平面耦合構件505插入。通過按壓直角形杠桿500， 第一平面耦合構件503被壓靠至第二平面耦合構件505，從而建立一個或更多個液密的流 體連接。為了使第一連接件504與第二連接件506之間的流體連接分離，沿向上方向拉動 直角形杠桿500。以上已經描述了可以使用上述平面流體耦合技術來實現適于將不同流體裝置流 體耦合的連接件。但是，不僅為了實現連接件，也可以為了流體裝置整體來采用上述平面流 體耦合技術。在圖6A至圖6C中，給出了平面流體裝置的三個不同示例。圖6A示出了互連 帶600，其包括具有第一流體端口 602的第一平面耦合構件601以及具有第二流體端口 604 的第二平面耦合構件603。在互連帶600內，流體導管605從第一流體端口 602延伸至第二 流體端口 604，并在兩個流體端口 602，604之間提供了流體連接。圖6A所示類型的互連帶可由兩個或更多接合(bonded)金屬片的堆疊來實現，其 中流體導管605可由槽來實現，而流體端口 602，604可由過孔來實現。具體而言，圖6A所 示的互連帶600由通過擴散焊接處理而接合的上金屬片606及下金屬片607構成。圖6A的互連帶600可被用于提供兩個流體部件之間的流體連接。為此，第一平面 耦合構件601可與第一流體部件的相應平面耦合構件夾持在一起，并且第二平面耦合構件 603可與第二流體部件的相應平面耦合構件夾持在一起。因此，兩個流體部件經由第一流體 端口 602、流體導管605以及第二流體端口 604被流體互連。因此，可以使用互連帶600而 非常規(guī)玻璃毛細管來使流體部件互連。實際上，互連帶600可被視為提供玻璃毛細管的功 能性的“平面毛細管”。與玻璃毛細管相比，圖6A所示的互連帶600提供了若干優(yōu)點首先，互連帶600由 金屬片構成，因此，其比常規(guī)玻璃毛細管更加堅固。具體而言，流體導管605可承受1500bar 或更高的流體壓力。此外，根據本發(fā)明的實施例的平面流體耦合技術相較于常規(guī)毛細管裝 置具有極大的優(yōu)勢。通過將第一平面耦合構件壓靠至第二平面耦合構件，在第一平面耦合 構件的流體端口與第二平面耦合構件的相應流體端口之間建立直接流體接觸。因此，該流 體連接的死體積(dead volume)比常規(guī)毛細管裝置的死體積小很多。在微流體學中，在微 流體部件之間交換的流體體積變得越來越小，因此，減小死體積是非常重要的問題。圖6B示出了如何可以應用分離柱作為根據本發(fā)明的實施例的平面流體裝置。由 兩個或更多金屬片構成的流體裝置包括具有第一流體端口 609的第一平面耦合構件608、柱部分610，以及具有第二流體端口 612的第二平面耦合構件611。柱部分610包括例如可 以填充有某種填充材料的分離柱613。經由第一流體導管614，第一流體端口 609與分離柱 613的入口流體耦合，經由第二流體導管615，分離柱613的出口與第二流體端口 612流體 耦合。圖6B所示的流體裝置可實現為兩個或更多個微結構金屬片的堆疊。為了將圖6B所示的分離柱與分離系統結合為一體，第一平面耦合構件608例如可 與樣品注入單元和/或與溶劑泵連接。第二平面耦合構件611可與檢測單元連接，檢測單 元適于檢測在穿過分離柱613時已經被分離的樣品化合物。通過采用根據本發(fā)明的實施例 的平面流體耦合技術，圖6B的平面流體裝置可在需要時被方便地更換。圖6C示出了被應用為根據本發(fā)明的實施例的平面流體裝置的熱交換器。熱交換 器包括具有第一流體端口 617的第一平面耦合構件616、平面熱交換部分618以及具有第二 流體端口 620的第二平面耦合構件619。與第一流體端口 617流體連接的供應流路621分 支為多個進給流路622，其向熱交換單元623的陣列供應流體。熱交換單元623的陣列例如 可被布置在下述部件中一者的附近加熱單元、冷卻單元及珀耳帖效應器件。在已經使流體 達到希望溫度之后，其經由多個排放流路624被排出。排放流路624經由排放管625而與 第二流體端口 620流體連接。在第二流體端口 620的位置處，可以獲得希望溫度的流體。圖7示出了平面流體耦合技術的另一實施例。第一連接件700包括第一平面耦合 構件701，該構件具有四個位于第一平面耦合構件701上側的流體端口 702a至702d。第一 平面耦合構件701適于與第二連接件704的第二平面耦合構件703建立流體連接。第二平 面耦合構件703包括四個流體端口 705a至705d(由虛線表示)，其位于第二平面耦合構件 703的下側。如圖7所示，第一平面耦合構件701包括位于平面耦合構件中央的方形切口 706， 并且第二平面耦合構件703也包括與切口 706相同的方形切口 707。在如上所述的實施例 中，平面耦合構件的外輪廓已經被用于對準平面耦合構件。相反，在圖7所示的實施例中， 切口 706及707的內輪廓被用于將第一連接件700與第二連接件704對準。例如，適于夾 持第一平面耦合構件701及第二平面耦合構件703兩者的夾持裝置708可包括銷709，其中 銷709的下部710具有對應于方形切口 706及707的方形橫截面。銷709的上部711具有 外螺紋。當第一平面耦合構件701以及第二平面耦合構件703被插在夾持裝置708上時， 銷709的下部710與切口 706及707配合。因此，流體端口 702a至702d與相應的流體端 口 705a至705d對準。螺母712被擰在銷709的上部711上，使得以足夠的接觸壓力將平 面耦合構件703壓在平面耦合構件701上，以在各個流體端口之間實現液密的流體連接。以上已經描述了兩個連接件之間的流體耦合。但是，為了實現更復雜的流路，根據 本發(fā)明的實施例的平面流體耦合技術也可被用于將三個或更多連接件流體耦合。圖8A示 出了示例，其中第一連接件800、第二連接件801以及第三連接件802被夾持在一起。第一 連接件800由三個金屬片803，804，805制成，并包括兩個位于上側的流體端口 806，807。流 體端口 806與通道808流體耦合，而流體端口 807與通道809流體耦合。第二連接件801由兩個金屬片810及811構成。其包括兩個位于其下側的流體端 口 812，813以及一個位于其上側的流體端口 814。流體端口 812與通道815流體耦合，而流 體端口 813以及814形成過孔，該過孔延伸通穿過第二連接件801。第三連接件802由兩 個金屬片816，817制成，并包括位于其下側的流體端口 818，流體端口 818與通道819流體耦合。為了將連接件800，801以及802流體連接，連接件的各個平面耦合構件彼此對準并 被夾持在一起。因此，在流體端口 806與813之間，流體端口 807與812之間以及流體端口 814與818之間建立液密的流體連接。第一連接件800的通道809與第二連接件801的通 道815流體耦合。此外，第一連接件800的通道808與第三連接件802的通道819流體耦合。圖8B示出了配備有聯鎖(interlocking)特征的連接件的另一實施例，該聯鎖特 征迫使平面耦合構件之間形成確實的布置。第一連接件820包括具有流體端口 822的第一 平面耦合構件821。第二連接件823包括具有流體端口 825的第二平面耦合構件824。第 二連接件823還包括彎曲鎖止構件826及凹部827。如果第二連接件823被正確地布置在 第一連接件820上，則彎曲鎖止構件826與第一連接件820的相應凹部828配合。彎曲鎖 止構件826與凹部828之間的相互作用提供了第一連接件820與第二連接件823的正確對 準。第三連接件829包括具有流體端口 831的第三平面耦合構件830。第三連接件829還 包括彎曲鎖止構件832。當第三連接件829與第二連接件823正確對準時，彎曲鎖止構件 832與第二連接件823的相應凹部827配合。因此，彎曲鎖止構件832以及相應凹部827確 保了第三連接件829相對于第二連接件823以及第一連接件820的正確對準。具體而言， 防止了錯誤地組裝連接件820、823及829。圖9A至圖9C中示出了如何將具有第一平面耦合構件901的第一連接件900以不 同的可能取向(orientation)固定至具有第二平面耦合構件903的第二連接件902，從而 在各個不同的可能取向情況下，在第一平面耦合構件901與第二平面耦合構件903之間建 立不同的流體連接。如圖9A所示，第一連接件900由上金屬片904及下金屬片905構成。 第二平面耦合構件902由上金屬片906及下金屬片907制成。優(yōu)選地，第一平面耦合構件 901及第二平面耦合構件903兩者均具有圓形輪廓，從而允許相對于第二平面耦合構件903 將第一平面耦合構件901以不同取向固定。第一平面耦合構件901包括位于其下表面的流 體端口 908，流體端口 908與通道909流體連接。第二平面耦合構件903的上表面包括三個 流體端口 910a，910b及910c。流體端口 910a，910b及910c中每一者均與延伸通過第二連 接件902的相應通道911a，911b及911c流體連接。在圖9A中，第一連接件900相對于第二連接件902以第一取向被固定。在該第一 取向的情況下，流體端口 908的位置與流體端口 910a的位置匹配。因此，在第一連接件900 的通道909與第二連接件902的通道911a之間建立了流體連接。在圖9B中，第一連接件900相對于第二連接件902以另一取向被固定?，F在，流 體端口 908的位置與流體端口 910b的位置匹配。通過將第一平面耦合構件901壓靠第二 平面耦合構件903，在第一連接件900的通道909與第二連接件902的通道911b之間建立 了液密的流體連接。在圖9C中，第一連接件900相對于第二連接件902以第三取向被固定，從而在流 體端口 908與流體端口 910c之間建立了液密流體連接。在該第三取向的情況下，通道909 與通道911c流體連接。通過以圖9A，9B及9C中所示各個位置中的一個位置處相對于第二連接件902來 固定第一連接件900，可以在不同流路中進行選擇。例如，通道911a，911b及911c可具有不 同剖面。通過選擇第一連接件900相對于第二連接件902的三個可能取向中的一個取向，可以選擇具有合適剖面形狀的通道。圖9A至圖9C所示的實施例例如可用于在組裝流體部件時選擇合適的流路。替代 地，圖9A至圖9C所示的實施例可用于在流體系統工作時在不同流路之間進行切換。在此 情況下，用于將第一平面耦合構件901壓靠至第二平面耦合構件903的夾持裝置可適于自 動地緊固并松開夾持連接。例如，夾持裝置可包括氣動缸、液壓缸或適于將第一平面耦合構 件901壓靠至第二平面耦合構件903的任何其他類型致動機構。此外，夾持裝置例如可包 括適于相對于第二連接件902將第一連接件900移動至不同位置的致動機構。在圖I0A至圖I0D中，示出了上述平面耦合技術如何可與轉子元件結合，以實現切 換閥。由上金屬片1001及下金屬片1002制成的平面連接件1000經由切口 1003被插入夾 持裝置1004。夾持裝置1004包括內六角形定位螺釘1005。通過緊固定位螺釘1005，平面 連接件1000的上端被壓靠至定子元件1006的后表面。因此，在位于連接件100的上側的 流體端口 1007與延伸通過定子元件1006的相應流體通道1008之間建立流體連接。定子 元件1006的前表面與轉子元件1010的表面1009直接接觸，從而可以使轉子元件1010圍 繞轉軸1011樞轉。圖I0B示出了轉子元件1010的下表面1009的細節(jié)。下表面1009包括多個切換 通道1012，這些通道例如可實現為槽。切換通道1012適于在相鄰流體通道1008之間提供 流體連接。通過將轉子元件1010相對于定子元件1006設置在不同位置，可在平面連接件 1000的這些流體端口 1007之間設置不同流路。因此，通過使切換閥的轉子元件1010旋轉， 可以實現不同流路之間的切換。圖I0C示出了平面連接件1000的更多細節(jié)。平面連接件1000例如可包括四個流 體端口 1007。此外，平面連接件1000可包括用于將平面連接件1000與夾持裝置1004對準 的不同特征。例如，平面連接件1000可包括適于與相應的突起配合的孔1013。平面連接件 1000還可包括各個槽1014以及定位部(detent) 1015，用于將平面連接件1000相對于定子 元件1006固定在預定位置。在圖I0D所示的實施例中，兩個連接件1016，1017被夾持在第一定子元件1018與 第二定子元件1019之間。第一連接件1016及第二連接件1017中每一者均由兩個接合金 屬片構成。第一連接件1016包括通道1020，而第二連接件1017包括通道1021。第一切換 閥1022除了第一定子元件1018之外還包括以可樞轉方式安裝在第一定子元件1018上的 轉子元件1023。轉子元件1023可圍繞轉軸1024旋轉。第一定子元件1018包括在第一連 接件1016的流體端口與轉子元件1023的切換通道1026之間提供流體連接的一組流體通 道1025。相應地，第二切換閥1027除了第二定子元件1019之外還包括可圍繞轉軸1029樞 轉的轉子元件1028。第二定子元件1019包括在第二連接件1016的流體端口與轉子元件 1028的切換通道之間提供流體連接的一些流體通道。為了在不同流路之間切換，轉子元件 1023，1028中至少一者被轉動。在本發(fā)明的實施例中提出的平面耦合技術并不限于在兩個或更多平面耦合構件 之間建立流體連接。也可以采用平面耦合技術來在平面耦合構件與常規(guī)毛細管之間提供流 體連接。例如可由玻璃或不銹鋼制成的毛細管被廣泛地用于設置流體部件之間的流體連 接。根據本發(fā)明的實施例的平面耦合技術能夠在毛細管與平面耦合構件之間提供協同工作 能力。
圖IlA示出了適于在連接件1101與毛細管之間建立流體連接的夾持裝置1100。 連接件1101例如可由兩個接合金屬片制成。連接件1101包括具有流體端口 1103的平面 耦合構件1102，流體端口 1103與通道1104流體連接。夾持裝置1100適于緊固平面耦合構 件1102。夾持裝置1100包括具有內螺紋1106的插座部件1105，以及內夾持部件1107。內 夾持部件1107包括外螺紋1108，其適于在內夾持部件1107被擰入插座部件1105時與插座 部件的內螺紋1106配合。內夾持部件1107包括環(huán)狀夾持表面1109。當內夾持部件1107 被緊固時，夾持表面1109被緊緊地壓靠至平面耦合構件1102。內夾持部件1107還包括用 于緊固毛細管的零件1110。夾持裝置1100適于在連接件1101的流體通道1104與固定在 零件1110中的毛細管之間提供流體連接。圖IlB示出了夾持裝置1111，其適于夾持連接件1113的平面耦合構件1112，使得 與第一毛細管并與第二毛細管建立流體連接。為此，平面耦合構件1112被夾持在第一夾持 部件1114與第二夾持部件1115之間。第一夾持部件1114從上方被擰入夾持裝置1111，而 第二夾持部件1115從下方被擰入夾持裝置1111。夾持裝置1111還包括用于第一毛細管的 第一零件1116以及用于第二毛細管的第二零件1117。位于平面耦合構件1112的上側的流 體端口可與已經被安裝在第一零件1116中的第一毛細管流體連接。相應地，位于平面耦合 構件1112的下側的流體端口可與安裝在第二零件1117中的第二毛細管流體耦合。總體而言，具有平面耦合構件的連接件可用于建立與各種不同流體裝置的流體連 接。例如，圖12示出了用于與檢測單元建立流體連接的平面耦合構件1200。檢測單元適于 判定穿過檢測單元的流體的物理特性。檢測單元例如可以是用于判定流體的光學特性的光 學檢測單元，或適于判定流體的電特性的電檢測單元。在任何情況下，穿過檢測單元的流體的紊流均會對檢測得到的物理特性產生影 響。因此，當向檢測單元供應流體時，避免紊流是非常重要的問題，因為紊流會影響獲得的 測量結果。圖12所示的平面耦合構件1200由上金屬片1201以及下金屬片1202制成。流體 經由位于平面耦合構件1200中央的流體出口 1203被供應至檢測單元。為了防止產生紊 流，流體供應通道1204分支為多個枝杈狀流體導管1205，其中每個枝杈狀流體導管1205均 與流體出口 1203流體耦合。每個枝杈狀流體導管1205均向流體出口 1203供應總流量中 的一部分。枝杈狀流體導管1205可相對于流體出口 1203具有不同取向。枝杈狀流體導管 1205的效果被添加至向檢測單元供應的最終流1206。平面耦合構件1200還可包括聯鎖特性，以便于平面耦合構件1200相對于檢測單元對準。例如，平面耦合構件1200可包括槽1207以及固定部1208，它們可與夾持裝置的互 補特征配合。圖13示出了具有平面耦合構件1301的連接件1300，其適于將流體供應至分離柱 1302，其中分離柱1302適于對流體樣品的化合物進行分離。分離柱1302例如可填充有某 種類型的填充材料。為了向分離柱1302的入口均勻供應流體，平面耦合構件1301包括多 個流體端口 1303。用于固定平面耦合構件1301的夾持裝置1304被布置在分離柱1302的第一端。 平面耦合構件1301被布置在中間件1305的頂部。然后，平頭螺釘1306被緊固，使得平面 耦合構件1301的下表面被壓靠至中間件1305。中間件1305包括一組流體通道1307，使得流體通道1307的位置與流體端口 1303的各個位置對應。流體通道1307提供了流體端口 1303與分離柱1302的入口之間的流體連接。在流體已經穿過流體通道1307之后，其在穿 過分離柱1302之前仍然要穿過狹口 1308。
權利要求
一種流體裝置，用于提供流體連接，所述流體裝置包括流體導管(105)，具有流體端口(103)的平面耦合構件(101)，所述流體端口(103)與所述流體導管(105)流體連接，其中，所述平面耦合構件(101)的輪廓(102)與所述流體端口的位置呈預定關系。
2.根據權利要求1所述的流體裝置，其中，所述平面耦合構件從所述流體裝置橫向伸出。
3.根據權利要求1或上述任一權利要求所述的流體裝置，還包括下述特征中至少一者所述平面耦合構件是從所述流體裝置橫向伸出的附屬構件； 所述平面耦合構件被實現為平面多層結構； 所述平面耦合構件被實現為兩個或更多接合片的堆疊； 所述平面耦合構件被實現為兩個或更多接合金屬片的堆疊；所述平面耦合構件被實現為兩個或更多接合片的堆疊，其中，一個或更多片被加工使 得所述流體導管被形成在所述堆疊內；所述平面耦合構件被實現為兩個或更多金屬片的堆疊，其中，利用研磨處理，優(yōu)選地利 用電化學研磨或化學研磨，來對所述金屬片進行處理；所述平面耦合構件被實現為兩個或更多接合片的堆疊，所述流體端口被實現為所述 平面耦合構件的最上層片中、或最下層片中、或所述最上層片及所述最下層片兩者中的過 孔；所述平面耦合構件被實現為兩個或更多接合金屬片的堆疊，所述金屬片在被接合之前 被涂布塑料材料或被涂布熱熔粘合劑；所述平面耦合構件被實現為兩個或更多接合金屬片的堆疊，通過接合處理，優(yōu)選地通 過擴散焊接，來接合所述金屬片；所述平面耦合構件被實現為兩個或更多接合金屬片的堆疊，在通過擴散焊接被接合之 前，所述金屬片被電鍍；所述流體裝置被實現為兩個或更多接合片的堆疊； 所述流體裝置被實現為兩個或更多接合金屬片的堆疊； 所述平面耦合構件的輪廓是外輪廓； 所述平面耦合構件的輪廓由所述平面耦合構件的邊界界定； 所述平面耦合構件的輪廓是所述平面耦合構件的切口的內輪廓； 所述平面耦合構件的輪廓是圓形輪廓及多邊形輪廓中一者；所述流體裝置是互連帶，其包括位于所述互連帶的第一端處的第一平面耦合構件，以 及位于所述互連帶的第二端處的第二平面耦合構件；所述流體裝置是互連帶，其包括位于所述互連帶的第一端處的第一平面耦合構件，以 及位于所述互連帶的第二端處的第二平面耦合構件，其中，所述第一平面耦合構件包括第 一流體端口，其中，所述第二平面耦合構件包括第二流體端口，并且其中，所述互連帶包括 適于對所述第一流體端口及所述第二流體端口進行流體連接的流體導管； 所述平面耦合構件包括接觸表面，所述流體端口位于所述接觸表面內；所述平面耦合構件包括接觸表面，所述流體端口位于所述接觸表面內，并且所述接觸 表面的面積是所述流體端口的橫截面的若干倍；所述流體裝置包括多個流體導管，并且所述平面耦合構件包括多個流體端口，所述流 體端口與相應流體導管流體耦合；所述平面耦合構件適于與其他流體裝置的其他平面耦合構件被夾持在一起，其中，在 所述平面耦合構件的所述流體端口與所述其他平面耦合構件的相應流體端口之間建立流 體連接；所述流體裝置包括切換閥、反應室、泵浦單元、熱交換器以及混合裝置中的一者。
4.一種流體系統，包括根據權利要求1或上述任一權利要求所述的第一流體裝置，所述第一流體裝置包括第 一平面耦合構件(402)；夾持裝置(400)，其包括與所述第一平面耦合構件(402)的輪廓適配的零件，所述夾持 裝置(400)適于夾持所述第一平面耦合構件(402)，并適于使所述第一平面耦合構件的所 述流體端口(404)到達預定位置。
5.根據權利要求4所述的流體系統，還包括根據權利要求1或上述任一權利要求所述 的第二流體裝置，所述第二流體裝置包括第二平面耦合構件。
6.根據權利要求5所述的流體系統，還包括下述特征中至少一者所述夾持裝置適于將所述第一流體裝置的所述第一平面耦合構件與所述第二流體裝 置的所述第二平面耦合構件夾持在一起，從而在所述第一平面耦合構件的所述流體端口與 所述第二平面耦合構件的相應流體端口之間建立流體連接；所述第一平面耦合構件包括多個流體端口，所述第二平面耦合構件包括多個流體端 口，并且所述第一平面耦合構件的所述流體端口與所述第二平面耦合構件的相應流體端口 之間建立多個流體連接；所述第一平面耦合構件的輪廓與所述第二平面耦合構件的輪廓匹配； 所述第一平面耦合構件包括多個流體端口，所述第二平面耦合構件包括多個流體端 口，每個所述流體端口的位置均與相應的平面耦合構件的輪廓呈預定關系；所述夾持裝置適于將所述第一流體裝置的所述第一平面耦合構件與所述第二流體裝 置的所述第二平面耦合構件對準，以在所述第一平面耦合構件的所述流體端口與所述第二 平面耦合構件的相應流體端口之間提供流體連接；所述夾持裝置適于將所述第一平面耦合構件的接觸表面壓靠至所述第二平面耦合構 件的相應接觸表面，從而在所述第一平面耦合構件的所述流體端口與所述第二平面耦合構 件的相應流體端口之間建立流體連接；所述夾持裝置適于將所述第一平面耦合構件的接觸表面壓靠至所述第二平面耦合構 件的相應接觸表面，使得小型板，優(yōu)選為金板，被布置在所述第一平面耦合構件的所述接觸 表面與所述第二平面耦合構件的相應接觸表面之間；所述第一平面耦合構件包括接觸表面，所述第二平面耦合構件包括接觸表面，并且這 些接觸表面起密封表面的作用；所述夾持裝置適于在所述第一平面耦合構件與所述第二平面耦合構件之間提供可分 離的連接。
7.如權利要求5或前述任一權利要求所述的流體系統，還包括下述特征中至少一者 所述夾持裝置的夾持力強到足以在所述第一平面耦合構件的所述流體端口與所述第二平面耦合構件的相應流體端口之間提供液密的流體連接；所述夾持裝置的夾持力強到足以在高達1200bar的流體壓力下，在所述第一平面耦 合構件的所述流體端口與所述第二平面耦合構件的相應流體端口之間提供液密的流體連 接；為了將所述第一平面耦合構件壓靠至所述第二平面耦合構件，所述夾持裝置包括螺 絲、無頭螺絲、平頭螺絲、楔、夾持桿、彎曲桿、直角形杠桿以及液壓缸中的一者或更多；所述夾持裝置包括平頭螺絲，其適于在所述平頭螺絲被緊固時將所述第一平面耦合構 件的接觸表面壓靠至所述第二平面耦合構件的接觸表面。
8.如權利要求5或前述任一權利要求所述的流體系統，還包括下述特征中至少一者 所述夾持裝置適于將所述第一平面耦合構件夾持在相對于所述第二平面耦合構件的不同位置，其中，在這些不同位置中的每個位置處，所述第一平面耦合構件的流體端口與所 述第二平面耦合構件的流體端口之間建立不同的流體連接；所述第一流體裝置包括具有不同橫截面的兩個或更多個不同的通道，每個所述通道均 流體連接至所述第一平面耦合構件的相應流體端口，其中，通過相對于所述第二平面耦合 構件將所述第一平面耦合構件設置在一組不同位置中的一個位置處，可對所述兩個或更多 個不同的通道中的一者進行選擇；所述夾持裝置適于將三個或更多個不同的流體裝置的三個或更多個平面耦合構件夾 持在一起，從而在所述三個或更多個平面耦合構件之間建立流體連接。
9.如權利要求5或前述任一權利要求所述的流體系統，還包括下述特征中至少一者 所述第一平面耦合構件以及所述第二平面耦合構件中至少一者包括聯鎖特征，其迫使所述第一平面耦合構件相對于所述第二平面耦合構件確實對準；所述第一平面耦合構件以及所述第二平面耦合構件中至少一者包括聯鎖特征，所述聯 鎖特征包括突起、鼻部、捕獲凹部及切口中一者或更多；這些平面耦合構件中一者的突起或鼻部適于與相應的另一平面耦合構件的相應捕獲 凹部或切口配合，以迫使所述第一平面耦合構件相對于所述第二平面耦合構件確實對準。
10.如權利要求4或前述任一權利要求所述的流體系統，還包括下述特征中至少一者 所述夾持裝置包括用于管道或用于毛細管的零件，所述夾持裝置適于夾持所述第一流體裝置的所述第一平面耦合構件，使得在所述第一平面耦合構件的所述流體端口與所述管 道的或所述毛細管的入口之間建立流體連接；所述夾持裝置包括切換閥的定子元件，所述定子元件包括一組定子端口，所述夾持裝 置適于將所述第一平面耦合構件壓靠至所述定子元件，從而在所述第一平面耦合構件的流 體端口與所述定子元件的相應定子端口之間建立流體連接；所述流體系統還包括以可樞轉方式安裝在所述定子元件上的轉子元件； 所述夾持裝置包括用于檢測單元的零件，所述夾持裝置適于夾持所述第一流體裝置的 所述第一平面耦合構件，使得在所述第一平面耦合構件的所述流體端口與所述檢測單元的 入口之間建立流體連接；在所述第一平面耦合構件處，所述第一流體裝置的所述流體導管分支成為多個枝杈狀流體導管，每個流體導管均適于向檢測單元供應流體；所述夾持裝置包括用于分離柱的零件，所述夾持裝置適于夾持所述第一流體裝置的所 述第一平面耦合構件，使得在所述第一平面耦合構件的所述流體端口與所述分離柱的入口 之間建立流體連接；所述第一平面耦合構件適于向分離柱供應流體；所述第一平面耦合構件包括多個流體端口，所述流體端口適于向分離柱的入口供應流 體，所述多個流體端口適于向所述分離柱提供均勻的流體供應。
11.一種互連帶(600)，用于提供流體連接，所述互連帶(600)被實現為兩個或更多個 接合金屬片(606，607)的堆疊形式，所述互連帶(600)包括位于所述互連帶的第一端處的第一平面耦合構件(601)，所述第一平面耦合構件 (601)包括第一流體端口(602)，位于所述互連帶的第二端處的第二平面耦合構件(603)，所述第二平面耦合構件 (603)包括第二流體端口(604)，流體導管(605)，其適于將所述第一流體端口(602)以及所述第二流體端口(604)流體 連接。
12.一種用于制造流體裝置的方法，所述流體裝置用于提供流體連接，所述流體裝置包 括平面耦合構件(101)，所述方法包括對一個或更多個金屬片(106，107)進行微結構處理； 將經過微結構處理的所述金屬片(106，107)堆疊；通過接合技術處理所述金屬片來接合所述金屬片(106，107)，以形成多層結構。
13.根據權利要求12所述的方法，包括下述特征中至少一者 所述平面耦合構件是從所述流體裝置橫向伸出的附屬構件；微結構處理包括對所述金屬片中的一個或更多個實施研磨處理，優(yōu)選地實施電化學研 磨或化學研磨；使用擴散焊接作為用于接合所述金屬片的接合技術； 所述金屬片在受到擴散焊接之前被電鍍；所述金屬片被涂布塑料材料或熱熔粘合劑，被壓在一起并被加熱達預定時長。
14.一種用于將第一流體裝置及第二流體裝置流體連接的方法，所述第一流體裝置及 第二流體裝置中每一者均包括流體導管(208，214)以及具有流體端口(203，207)的平面耦 合構件(201，205)，所述流體端口(203，207)與所述流體導管(208，214)流體連接，所述方 法包括在夾持裝置中將所述第一流體裝置的平面耦合構件(201)與所述第二流體裝置的平 面耦合構件(205)對準，將所述第一流體裝置的平面耦合構件(201)壓靠至所述第二流體裝置的平面耦合構 件(205)，從而在所述第一流體裝置的流體端口(203)與所述第二流體裝置的相應流體端 口(207)之間建立流體連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有平面耦合構件的流體裝置，描述了用于提供流體連接的流體裝置(300，304)。該流體裝置(300，304)包括流體導管以及具有流體端口(303，307)的平面耦合構件(301，305)，流體端口(303，307)與流體導管流體連接。平面耦合構件的輪廓(302，306)與流體端口的位置呈預定關系。
文檔編號B01L3/00GK101990466SQ200880128523
公開日2011年3月23日 申請日期2008年4月3日 優(yōu)先權日2008年4月3日
發(fā)明者克勞斯·威特, 康斯坦丁·喬伊海特, 約亨·穆勒爾, 馬丁·博伊爾勒 申請人:安捷倫科技有限公司