[發明專利]一種立體螺旋玻璃微通道制造方法

在審

• 申請號: 202010264433.3
• 申請日: 2020-04-07
• 公開（公告）號: CN111393015A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 劉天軍;張楊;劉青苑
• 申請（專利權）人: 常州工學院
• 主分類號: C03B23/06
• 分類號: C03B23/06;C03B23/047;C03B23/045
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 王昊

本發明公開了一種立體螺旋玻璃微通道制造方法，先將玻璃原材料制成毫米級尺度的玻璃毛細管；然后對玻璃毛細管加熱，加熱到亞融化狀態下保持溫度，將玻璃毛細管一段固定，另一端通過螺旋推進的方式進行拉伸，拉伸軌跡為螺旋線，拉伸方向與螺旋線相切，拉伸速度及加熱溫度根據拉伸過程調節，拉伸過程中，對正在細化的玻璃管道進行約束以保證螺旋線的螺距和直徑。本發明一種立體螺旋玻璃微通道制造方法，以玻璃毛細管為材料，采用亞融化狀態下進行約束螺旋拉伸方法，可制造出直徑50微米以下的立體螺旋玻璃微通道。

技術領域

本發明涉及一種玻璃微通道制造方法，特別涉及一種立體螺旋玻璃微通道制 造方法。

背景技術

在微化工和微生物醫學研究領域，內徑尺度在50微米以下的微通道可以用 作微反應器和混合器，類型一般有多排多通道和多排單通道等，多排多通道有多 個接入和接出端口，一般用于多種成分的快速混合反應，多排單通道由一進一出 二個端口，一般用于二組成分反應或多組成分逐個順序加入反應，多排多通道和 多排單通道都可以采用刻蝕、酸蝕、熱熔、鍵合制作，在工藝復雜性，內通道粗 糙度、耐壓及密閉性方面要求很高。

由于微米級尺度的微管道極易碎裂，特別是要求大長度與小空間，手工拉伸 無法控制微小的尺度及力量，即無法制造。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供一種立體螺旋玻璃微通道制造 方法。

本發明的技術方案如下：

一種立體螺旋玻璃微通道制造方法，先將玻璃原材料制成毫米級尺度的玻璃 毛細管；然后對玻璃毛細管加熱，加熱到亞融化狀態下保持溫度，將玻璃毛細管 一段固定，另一端通過螺旋推進的方式進行拉伸，拉伸軌跡為螺旋線，拉伸方向 與螺旋線相切，拉伸速度及加熱溫度根據拉伸過程調節，拉伸過程中，對正在細 化的玻璃管道進行約束以保證螺旋線的螺距和直徑。

更進一步的，所述螺旋推進的方式通過立體螺旋玻璃微通道制造裝置實現， 所述立體螺旋玻璃微通道制造裝置包括螺母座、玻璃毛細管，所述螺母座內包括 加熱段和內螺紋段，所述內螺紋段中可旋轉推進地安裝有螺桿軸，所述螺桿軸上 設置有向加熱段方向延伸的軸，所述軸外套設有軸套，所述軸套的外表面上設有 螺旋形槽道，所述螺母座的側壁上設置有固定座，所述玻璃毛細管的一端固定于 軸套上螺旋形槽道的端部，另一端限位于固定座中，所述加熱段通過加熱玻璃毛 細管使其達到軟化溫度，所述螺旋形槽道靠近加熱段的一端，在結束的預設長度 內，槽道逐漸加寬，收尾呈方形倉。

更進一步的，還包括撥盤、轉動桿，所述轉動桿的一端與螺桿軸的偏心位置 固定連接，另一端可活動地從撥盤的盤體上穿過，所述撥盤的旋轉軸連接至步進 電機，所述步進電機用于驅動撥盤旋轉。

更進一步的，所述螺母座與螺桿軸構成梯形螺紋螺旋副。

更進一步的，還包括保持套，所述螺桿軸上的軸為錐形軸，所述軸套的內部 中空且具有與所述錐形軸匹配的錐度，所述軸套包括若干個相互間隔的瓣狀體， 所述錐形軸的一端設有鎖緊件，另一端設有環狀固定槽，所述保持套上設有環狀 止口，所述環狀固定槽與環狀止口間隙配合，保持所述若干個瓣狀體軸向位置一 致，若干個瓣狀體在鎖緊件的壓力和保持套的保持作用下隨螺桿軸的錐形軸運動。

更進一步的，所述方法具體包括：

1)控制軸套轉動，測量撥盤的旋轉角度，進而控制軸套的位置，使軸套的 起點位置對準固定座，對準后步進電機控制軸套停止轉動；

2)先將玻璃毛細管的一端間隙配合地限位安裝于固定座中，另一端固定于 軸套上螺旋形槽道的端部；

3)設定玻璃毛細管軟化的溫度閾值，持續加熱，控制溫度達到并保持在使 玻璃毛細管軟化的溫度閾值內；