CN109906121A - 用于处理表面的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种对开口主体的表面施加处理的方法，该开口主体具有在开口主体的内部内的容积，该方法包括：提供内部结构(110)，该内部结构(110)被成形为与开口主体的内部的形状互补，并填充容积的主要部分或开口主体的内部的宽度的主要部分；将内部结构(110)定位在开口主体内，以形成处理流体内部容积，该处理流体内部容积包括面对开口主体的内部内的内表面的内部空间(150)；以及将处理流体引入处理流体内部容积中，从而通过使用处理流体施加处理来改变开口主体的内表面。可选地，该方法包括：提供成形为和开口主体互补且容纳开口主体的罐(120)；将开口主体定位在罐(120)内，以形成处理流体外部容积，该处理流体外部容积包括面对开口主体的外表面的外部空间；以及将处理流体引入处理流体外部容积中，从而通过使用处理流体施加处理来改变开口主体的外表面。

Description

用于处理表面的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种用于对表面施加处理的方法和系统。特别地，它适用于将处理流体施加到开口主体的表面。
背景技术
制品表面的处理对于以预期的方式用于其预期目的的那些制品来说通常是必要的。例如，清洁、涂布或官能化表面可能是必要的。对于这种处理，处理流体通常被施加到待处理的表面上。将处理流体施加到表面的典型方法包括通过将待处理的制品浸入处理流体的贮存器中或者用处理流体引入和填充面对制品的表面的空间的容积，用流体使表面饱和。后者可以通过将流体泵入或注入空间的容积来实现。为了简单起见，我们在这里广泛使用浸渍来包括用处理流体使制品表面饱和的任何这种过程。浸渍可以比诸如将处理液喷洒到表面上的其他方法更快更容易。即使表面不平坦或穿孔，它也可以更可靠地在大表面上提供均匀的覆盖。
然而，需要处理的制品可以在形状和尺寸上变化，因此浸渍这样的制品需要足够大的流体贮存器来容纳所有这样的制品。这又需要提供大量的处理流体。
许多需要处理的制品形成为开口主体，例如在一端或两端开口的圆柱体或管或半球等。由于处理流体将进入制品的开口主体内部，这些开口主体的中空性质进一步需要供应大量的处理流体用于浸渍。
处理流体可能很昂贵，或者具有有限的寿命，因此大量供应处理流体可能效率低下。通常，在实际处理制品的表面时，所供应的流体可能消耗少至1％或更少。此外，对于某些形状的制品，可能难以实现表面的均匀/均一处理。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种对开口主体的表面施加处理的方法，该开口主体具有在开口主体的内部内的容积，该方法包括：提供内部结构，该内部结构被成形为与开口主体的内部的形状互补，并填充容积的主要部分或开口主体的内部的宽度的主要部分；将内部结构定位在开口主体内，以形成处理流体内部容积，该处理流体内部容积包括面对开口主体的内部内的内表面的内部空间；以及将处理流体引入处理流体内部容积中，从而通过使用处理流体施加处理来改变开口主体的内表面。
利用该方法，处理表面所需的处理流体的量可以大大减少和/或处理的均匀性可以提高。这有各种优点。均匀处理有利于材料的有效利用和最终产品质量的提高。处理流体生产或丢弃/再循环可能是昂贵的和/或能量密集型的。处理流体的施加过程会自然产生大量废物——或者是由于处理流体具有非常短的寿命/不可重复使用，或者是由于生成废物副产品。因此，使用较少的量有利于成本和能源使用，并且在处理流体对环境产生不利影响的情况下也有利于环境。与使用前和使用后流体的存储相关的要求也降低了。
利用所提出的方法，不再需要完全包围和填充开口主体的整个容积。相反，开口主体的容积的大部分或宽度的大部分被内部结构占据。因此，可能只有紧邻内表面的容积填充流体。内表面可以是整个内表面，或者它可以只是内表面的一部分。在后一种情况下，内部结构可以布置成接触内表面的其他部分，以防止处理流体接触那些其他部分。
该方法还可以提供对开口主体的表面的更均匀的处理。这是因为开口主体的表面可以更靠近内部结构和/或与内部结构更均匀地间隔开。在内部结构在处理中发挥积极作用的情况下，例如在使用等离子体处理和/或通过内部结构输入电能或超声波能量的情况下，减小内部结构和待处理表面之间的距离以及使该距离更均匀是有利的。
开口主体可以包括连续表面，或者可以由网格或纹理化表面等形成。定位内部结构以填充开口主体的容积的主要部分可以包括在内部结构保持静止的同时围绕内部结构移动开口主体，或者可以包括在开口主体保持静止的同时移动内部结构，或者可以包括移动开口主体和内部结构两者。开口主体可以是中空的。由内部结构填充的开口主体的宽度的主要部分应该大于宽度的50％，并且可以是开口主体的宽度的约60％或80％，可选地是开口主体的宽度的约90％。因此，将由处理流体填充的内部空间可以具有开口主体的宽度的约20％、10％或5％的宽度，即，在内部结构的两侧相加的总范围为开口主体的宽度的约40％、20％或10％。例如，在圆形几何形状的情况下，宽度可以是直径。应当注意，占据开口主体的宽度的主要部分的内部结构不一定占据容积的主要部分。例如，对于圆形几何形状，具有开口主体的直径的60％的内部结构将占据容积的36％。在内部结构占据由内部结构填充的开口主体的容积的主要部分的情况下，主要部分可以是开口主体的容积的约60％或80％，可选地开口主体的容积的约90％，可选地开口主体的容积的约95％。因此，内部空间的总容积可以是开口主体的容积的约20％、10％或5％。
内部空间可以是相对窄的空间，即具有小于开口主体的宽度的宽度的内部窄空间，可选地，具有导致内部窄空间的容积占据开口主体的容积的较小部分的宽度的内部窄空间。
内部结构可以是可充胀的，并且定位内部结构的步骤可以包括对内部结构充胀。可充胀内部结构可以成形为在其充胀状态下与开口主体的内部和/或处理所需的内表面的形状互补。这样，内部结构可以插入开口主体中并在开口主体内充胀。因此，开口主体中的开口可以小于充胀的内部结构的尺寸。开口主体中的开口可以是进入主体的中空内部的任何洞。因此，所公开的方法可以用于各种各样的开口主体，包括那些开口足够大以提供基本上对主体的整个内部的无障碍进入的开口主体，以及那些开口仅仅是进入中空主体内部的小洞的开口主体。
替代地，内部结构可以是刚性的。因此，它可能需要相对于要插入其中的开口主体的特定取向，并且内部结构和开口可以协作以在定位期间帮助引导开口主体。开口主体的开口可以被成形为允许插入内部结构，从而填充开口主体的容积的主要部分。
该方法还可以包括：提供成形为和开口主体互补且容纳开口主体的罐；将开口主体定位在罐内，以形成处理流体外部容积，该处理流体外部容积包括面对开口主体的外表面的外部空间；以及将处理流体引入处理流体外部容积中，从而通过使用处理流体施加处理来改变开口主体的外表面。外部空间可以具有与内部空间相似的宽度。它可以是相对窄的空间，即具有小于开口主体的宽度的宽度的外部窄空间，可选地，具有导致外部窄空间的容积占据罐的容积的较小部分的宽度的外部窄空间。
罐的使用可以允许更高效和/或更有效地处理开口主体的外表面以及开口主体的内表面，特别是当外部罐的内壁、内部结构的外壁和开口主体的壁用作电化学或电磁处理的电极时。在这种情况下，在开口主体和罐之间的距离以及在开口主体和内部结构之间的距离在任意点处的均匀性确保了均匀的处理。
在外表面处理的修改中，用于处理外表面的处理流体可以不同于用于处理内表面的处理流体。在这种情况下，在内部容积和外部容积之间不应有流体连通。
因此，在处理期间，开口主体可以嵌套在罐和内部结构之间，其中狭窄的外部空间限定在罐的内表面和开口主体的外表面之间，并且内部空间限定在开口主体的内表面和内部结构的外表面之间。狭窄的内部空间和/或外部空间(如果存在的话)可以对于内部空间而言的均匀宽度延伸横跨内表面，使得内部结构和/或罐和开口主体之间的距离在每个点处大致相同。这可以有助于确保均匀的处理效果，例如在开口主体的材料和处理流体之间发生一些化学反应的情况下。内部空间和外部空间可以是流体连通的，例如，如果开口主体包括具有孔等的网状物或膜。内部空间和外部空间可以通过开口主体的开口流体连通。
内部结构在开口主体内的定位和开口主体在罐内的定位可以同时进行，例如在内部结构相对于罐固定并且开口主体插入到限定在罐和内部结构之间的空间中的情况下。因此，罐和内部结构之间的空间可以被开口主体分成内部空间和外部空间。将处理流体引入处理流体内部容积和将处理流体引入处理流体外部容积的步骤也可以同时进行。
施加处理可以包括涂布、清洁和/或官能化开口主体的表面。处理流体可以是液体、气体或等离子体。在此语境下，对流体的引用应该被视为包括等离子体。在一个示例中，为了官能化开口主体的表面，处理流体可以包括羟基，以便使表面亲水。在另一示例中，使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)，因此处理流体可以是等离子体，其中开口主体和/或内部结构用作电极，如下文进一步讨论的。
该方法还可以包括向处理流体和/或开口主体施加超声波。超声波的施加可以有助于迫使处理流体(液体)抵靠在开口主体上，以使表面官能化，和/或有助于物质的沉积以涂布开口主体的表面。例如，如果开口主体包括具有洞的网状物，或者具有孔和/或裂缝的表面，则超声波有助于将处理流体分布到开口主体的整个表面中和周围，而不会堵塞或阻塞洞/孔/裂缝。一些处理流体，特别是液体溶液，可以包含分散的颗粒作为悬浮液。超声波也可以用来防止颗粒从溶液中沉淀(沉降)出来。超声波处理在清洁具有微小孔和裂缝的制品时特别重要。
该方法可以包括对处理流体和/或开口主体施加热量，这也可以有助于将处理流体均匀地分布在开口主体的整个表面上。该方法还可以包括在处理流体被施加到开口主体之后加热处理流体和/或开口主体，以便固化或退火开口主体上的涂层。加热也可以用于干燥处理过的制品，包括在清洁后的干燥以及在涂布或其他处理后的干燥。
该方法可以包括将紫外(UV)辐射施加到施加到开口主体的表面的处理流体上，例如为了固化开口主体上的涂层和/或聚合施加的涂层。UV辐射也可以用于清洁、官能化或辅助物质的沉积，以涂布开口主体的表面，与处理流体结合或互补。
可以使用离心步骤来促进处理流体与开口主体的表面的相互作用。例如，当处理流体是混合物并且希望促进混合物中较致密元素与表面的接触时，这可能具有益处。当处理流体是等离子体并且处理包括等离子体与开口主体的表面的相互作用时，这也可能具有益处。
该方法可以包括压缩处理流体，例如通过经由容积的入口向流体施加压力、通过内部结构的膨胀和/或通过罐(当存在时)的收缩。这可以具有与离心类似的效果，例如当使用液体作为处理流体时，但是具有不形成泡沫的附加优点。
该方法可以包括施加真空作为一系列处理步骤的一部分。例如，真空可以用于：在引入处理流体之前移除存在的空气或任何其它气体，这可以增强流体与开口主体的表面的接触，特别是当表面不平坦时；将处理流体吸入处理容积中；和/或用于在处理后从涂布制品和/或处理空间移除过量的流体。
在一些示例中，该方法可以包括施加等离子体，例如在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的情况下。等离子体可以在传送到处理流体容积之前在等离子体发生器中生成。替代地，等离子体可以通过经由电极施加的电磁能量在处理流体容积内生成。例如，可以使用射频(RF)电极。RF电极可以是内部结构或开口主体。在罐也存在的情况下，这也可以是电极。在一个示例中，内部结构和/或罐被用作接地电极，并且待处理的开口主体被用作RF电极。替代布置涉及在开口主体成为接地电极时，使用罐和/或内部结构作为RF电极。另一种设计可以涉及使用罐或内部结构作为RF电极，并且另一者(罐或内部结构)作为接地电极，而待处理的开口主体不用作电极。如果罐用作RF电极，并且内部结构用作接地电极，则可以形成中空阴极效应，这可能导致高涂层沉积速率。为了允许与PECVD相关使用的气体的最佳分布，内部结构可以具有双壁构造——容纳处理流体的实心内壁和增强气体分布的穿孔外壁。内部结构的实心内壁和/或穿孔外壁可以用作电极。在使用罐的情况下，它可以具有双壁构造——容纳处理流体的实心外壁和增强气体分布的穿孔内壁。罐的实心外壁和/或穿孔内壁可以用作电极。各种内壁和外壁可以采取同心圆柱体的形式，用于处理大体圆柱形的开口主体。
以上讨论的各种步骤可以按顺序或同时应用。例如，可以使用离心和同时UV辐射的组合，或者压缩和加热的序列。根据需要的处理效果，可以使用任何需要的组合。
该方法可以包括将处理流体从内部空间和外部空间排出，优选地排出到贮存器，使得过量的处理流体可以根据需要被存储和再利用。处理流体本身可能是昂贵的和/或一旦暴露于例如大气环境或罐中可能具有有限的寿命。因此，可能需要收集过量的处理流体，以防止其被丢弃并再利用，从而提高处理的成本效率。
在均匀处理是主要关注点的情况下，内部结构可以被布置成使得处理流体内部容积跨越开口主体的内部的宽度的小于40％或小于20％，并且内部空间相应地被定尺寸。在这样的示例中，例如当使用等离子体或其它低压流体并且材料的绝对量相对较低时，处理流体的容积可能不太受关注。在这种情况下，首要考虑的可能是处理过程的均匀性，这可能需要在开口主体和内部结构之间的特定距离。如果存在的话，该罐可以被布置成使得处理流体外部容积跨越小于罐内部的宽度的20％，并且外部空间相应地被定尺寸。
在其他情况下，处理流体的容积可能更重要，特别是在使用昂贵液体的情况下，并且在这些情况下，内部结构可以被布置成使得处理流体内部容积小于开口主体的内部的容积的50％，可选地小于开口主体的内部的容积的20％，可选地小于10％，可选地小于5％，并且内部空间可以相应地被定尺寸。罐可以被布置成使得处理流体外部容积小于罐的内部的容积的20％，可选地小于10％，可选地小于5％，并且外部空间可以相应地被定尺寸。这样，与在没有本发明的情况下所需要的相比，处理开口主体的表面所需要的处理流体的容积大大减小。面对开口主体表面的空间的宽度可以被选择为提供所需的容积，该宽度可以是如上所述的均匀宽度。
对于等离子体原位生成的PECVD系统，可能希望处理流体内部容积占据开口主体的内部的容积的多达60％或更多，以便进行更高效的等离子体处理。类似地，处理流体外部容积也可以是罐的内部的容积的多达60％。
处理流体可以是第一处理流体，并且该方法可以包括将第二流体引入处理容积，并将第二处理流体施加到开口主体的表面。第二流体可以置换第一流体，或者替代地，第一流体可以在第二流体被引入之前被移除。在两个处理步骤之间可以有清洁和/或冲洗步骤。对于每种处理流体，处理可以不同。例如，第一处理可以清洁开口主体，第二处理可以对其进行涂布。对于每种处理流体，处理也可以是相同的。在每种情况下，处理流体可以是本文所述的任何处理流体，并且第一处理流体和/或第二处理流体的施加可以包括使用一个或多个步骤，例如超声波处理、UV处理、加热、离心、压缩等。可以包括使用另外的处理流体的第三处理和可选的另外的处理，该另外的处理流体可以与第一流体和/或第二流体相同或不同。通过所公开的方法，可以将任何合适的处理组合施加到开口主体。
该方法可以包括使用下面描述的系统的任何或所有特征，以便执行上面描述的任何或所有步骤。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于将处理流体施加到开口主体的表面的系统，该系统包括：内部结构，其被成形为与开口主体的内部形状互补并填充内部主体的容积的主要部分；其中开口主体和内部结构协作以限定处理流体内部容积，该处理流体内部容积包括面对开口主体的内表面的内部空间，用于引入处理流体以使处理流体与内表面接触。
该系统可以被布置成根据上述第一方面的方法和/或其可选特征来操作。内表面可以是开口主体的内表面的一部分或全部。内部主体的容积的主要部分或开口主体的宽度的主要部分可以如上所述。
内部结构可以是可充胀的，并且可以被构造成在开口主体内充胀。内部结构可以被成形为在其充胀状态下与开口主体的内部形状互补。替代地，内部结构可以是刚性的。如果是刚性的，内部结构可以是实心的，或者可以是中空的，或者是中空的，或者是部分中空的。如果是中空或部分中空的刚性结构，内部结构可以包括阀，以在内部结构内的压力超过预定极限的情况下，例如在如上关于第一方面所述的处理流体和/或开口主体的加热期间，允许来自内部结构内的气体逸出。
该系统可以包括罐，其被成形为和开口主体互补并容纳开口主体；其中罐和开口主体协作以限定处理流体外部容积，该处理流体外部容积包括面对开口主体的外表面的外部空间，用于引入处理流体。
因此，该系统可以在罐和内部结构之间限定空间，该空间与开口主体的形状互补，然后当开口主体被引入其中时，该空间被开口主体分成内部空间和外部空间，如上文关于第一方面的可选特征所述。内部空间和外部空间在使用期间可以通过开口主体中的洞和/或孔(例如，如果开口主体包括网片)或者通过罐和内部主体之间未被开口主体分开的空间的一部分(例如，在开口主体的开口附近)流体连通。
该系统可以包括用于密封罐以及在内部空间和外部空间内的处理流体的盖，其中该盖可选地包括用于将流体引入处理流体内部容积和/或处理流体外部容积的入口。罐可以具有远离盖的入口，用于将流体引入内部容积和/或外部容积。如果需要，入口也可以或替代地被构造成用于移除流体的出口，以例如在内部空间和外部空间内产生真空或低压。内部空间和外部空间内的低压可以有助于将处理流体施加到开口主体，例如通过改善处理流体到开口主体的表面中的开口或孔的输送。第一方面的方法可以包括使用如上所述的盖。
该系统可以包括中空底座，其中内部结构和罐安装在中空底座上，并且其中中空底座包括用于在中空底座和处理流体内部容积和外部容积之间进行流体交换的穿孔。中空底座可以适于例如在将处理流体施加到开口主体的表面之后，从处理流体内部容积和外部容积排出过量的流体。因此，中空底座的内部容积可以大于罐和内部结构之间的空间的容积。中空底座可以包括入口/出口，以将过量的处理流体供应到处理流体贮存器，使得过量的处理流体可以根据需要被存储和再利用。入口/出口还可以被构造成允许流体从贮存器供应到内部中空底座，以施加到开口主体的表面。第一方面的方法可以包括使用如上所述的中空底座。
该系统可以被布置成例如通过开口主体、内部结构和/或罐(如果存在)中的一个或多个的旋转来旋转内部容积和/或外部容积。因此，该系统可以被布置成对处理流体施加离心作用，以促进处理流体与开口主体的表面的相互作用。
该系统可以被布置成压缩处理流体，例如通过经由容积的入口向流体施加压力、通过内部结构的膨胀和/或通过罐(当存在时)的收缩。
在一些示例中，该系统被布置成例如在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的情况下施加等离子体作为处理流体。内部容积可以接合到等离子体发生器，使得它可以从等离子体发生器接收等离子体。替代地，该系统可以被布置成通过经由电极施加的电磁能量在处理流体容积内产生等离子体。例如，可以使用RF电极。RF电极可以是内部结构或开口主体。在罐也存在的情况下，这也可以是电极。在一个示例中，内部结构和/或外部结构被用作接地电极，并且待处理的开口主体被用作RF电极。替代布置涉及在开口主体成为接地电极时，使用罐和/或内部结构作为RF电极。另一种设计可以涉及使用罐或内部结构作为RF电极，并且另一者(罐或内部结构)作为接地电极，而待处理的开口主体不用作电极。如果罐用作RF电极，并且内部结构用作接地电极，则可以形成中空阴极效应，这可能导致高涂层沉积。为了允许与PECVD相关使用的气体的最佳分布，内部结构可以具有双壁构造——容纳处理流体的实心内壁和增强气体分布的穿孔外壁。内部结构的实心内壁和/或穿孔外壁可以用作电极。在使用罐的情况下，它可以具有双壁构造——容纳处理流体的实心外壁和增强气体分布的穿孔内壁。罐的实心外壁和/或穿孔内壁可以用作电极。各种内壁和外壁可以采取同心圆柱体的形式，用于处理大体圆柱形的开口主体。在除PECVD之外的其他系统中，可能需要使用穿孔壁来实现均匀的流体分布。
罐和/或内部结构可以是双壁的，并且可以包含加热元件、超声波换能器、等离子体发生器或电极、隔热材料或紫外线发射器中的至少一种。因此，罐的内壁和/或内部结构的外壁可以适于传输来自任何这种部件的排放物。也就是说，根据需要，壁可以具有高导热率以将热量传递到处理流体和/或开口主体，可以由有效传递超声波振动的材料形成，或者可以对紫外线辐射基本透明。壁的部分可以被构造成根据需要传输来自部件的排放物。具有穿孔壁的双壁构造可以在如上所述的等离子体处理的情况中使用。
内部结构和罐可以在它们之间限定环形。也就是说，内部结构和罐可以是基本上圆柱形的，内部结构具有比罐小的半径。开口主体可以是开口圆柱体，并在其一端或两端开口，其半径小于罐的半径并且大于内部结构的半径。内部结构和罐可以在它们之间限定任何合适的容积，以与开口主体的形状互补。例如，容积不需要是圆形的，而是可以是多边形或任何其他类型的形状。
该系统可以包括多个嵌套的同心圆柱体，较窄的圆柱体设置在较宽的圆柱体内，以便提供多个环形，然后这些环形可以容纳具有不同半径的开口主体。多个同心圆柱体中的每一个可以安装到中空底座上，并且中空底座可以包括在其中分组成同心环的穿孔，以允许中空底座和多个环形中的每一个之间的流体连通。中空底座中的穿孔可以根据需要打开和关闭，以便根据需要允许流体转移到多个环形中的每一个。可以提供盖来同时密封所有的环形，并防止处理流体在任何同心环形之间和每个同心环形转移。
该系统可以是便携式的，以便可在现场部署，用于日常维护或安装。官能化不仅包括产生可以增强涂层粘附性的化学基团，还包括施加材料(例如催化剂)，或者作为分散的纳米颗粒均匀地散布在开口主体的表面上或穿过例如过滤膜的孔和裂缝，或者作为连续的薄膜/涂层。除了流体，等离子体也可以用来使物体官能化。注意，本文使用的术语处理流体包括等离子体。
处理流体可以包括纳米涂层，并且在施加纳米涂层之前，可以将开口主体浸入溶液(例如碱性溶液)中，以使其亲水，从而有助于润湿表面。
附图说明
现在将仅通过示例并参考附图来描述本发明的某些优选实施例，其中：
图1示出了用于对开口主体施加处理的系统；
图2示出了图1的系统的视图；
图3示出了用于对开口主体施加处理的另一种系统；和
图4示出了用于开口主体的等离子体增强化学气相沉积处理的系统。
具体实施方式
图1示出了用于对开口主体的表面施加处理的系统100的示例。该系统用于处理开口主体(未示出)的表面，并且包括内部结构110、罐120、中空底座130和盖140。
内部结构110和罐120都是圆柱形的，内部结构110具有比罐120小的半径。内部结构110同心地设置在罐120内，因此限定了环形空间150，该环形空间150沿着内部结构110和罐120的长度延伸。内部结构110可以与罐120的长度相同或更短，使得其不会延伸超过罐120的开口。
开口主体是至少一端开口的圆柱体，其半径大于内部结构110的半径，小于罐120的半径。因此，环形空间150的尺寸被设计成接收和容纳圆柱形开口主体。圆柱形开口主体可以由网状物或具有整体圆柱形形状的任何其它所需材料形成。
因此，圆柱形开口主体可以插入环形空间150中，使得其围绕内部结构110，使得内部结构110填充开口主体的主要部分、或者开口主体宽度的主要部分，并且使得开口主体在罐120内。因此，在使用过程中，开口主体嵌套在环形空间150内，并且在罐120和内部结构110之间。在图1中，内部结构110比罐120短，使得圆柱形开口主体(其一端封闭)的底部设置在罐120内。
该系统还包括中空底座130。内部结构110和罐120安装在中空底座130上，使得中空底座130封闭其底端。中空底座130还包括布置成环的穿孔132，以允许中空底座130的内部和环形空间150之间的流体连通。穿孔132可以例如通过外部控制器根据需要打开或关闭。
提供盖140用于密封罐120，从而将流体保持在环形空间150内。盖140设有盖入口/出口142，用于在使用期间向环形空间供应流体(包括气体)或从环形空间移除流体(包括气体)。盖入口142还可以被构造成连接到真空泵以降低环形空间150内的压力，从而有助于将处理流体施加到开口主体。尽管图1仅示出了单个多功能盖入口142，但是可以在盖上提供单独的泵阀，以连接到真空泵，从而在对开口主体施加处理期间降低环形空间内的压力，并帮助将处理流体从中空底座130吸入环形空间150。
在图1中，内部结构110包括压力阀112，提供压力阀112用于允许内部结构110内的高压气体在超过预定压力的情况下从内部结构排出。因此，内部结构110是中空的。如果内部结构整个是实心的，当然不需要这种阀门。内部结构110内的压力可以例如在加热环形空间内的处理流体和/或开口主体的步骤期间超过期望的极限。因此，压力阀112防止由过大的内部压力引起的内部结构110的爆炸。压力阀可以被构造成通过机械或电气装置打开，使得在必要时能够用特定气体消除内部结构内的压力。如果内部结构110是中空的，它当然是封闭的，以防止处理流体在使用期间进入其中。
因此，一旦圆柱形开口主体已经被插入环形空间150内，盖140就被附接到罐120以密封罐120内的空间。圆柱形开口主体的底部搁置在内部结构110的顶部，并且可以通过将盖140固定到罐120上而保持就位，从而将圆柱形开口主体保持就位。盖140的密封可以通过将真空泵应用于盖入口/出口142，或者通过其它机械装置，例如带有O形环密封件的螺纹密封件来实现。
由此，圆柱形开口主体将环形空间150分成内部空间(在开口主体的壁和内部结构之间)和外部空间(在开口主体的壁和罐120之间)。当内部空间和外部空间不应该流体连通时，可以使用两个穿孔环132分别服务于内部空间和外部空间。圆柱形开口主体可以延伸或不延伸到中空底座130。
图2示出了自中空底座130下方的系统100的另一个透视图。中空底座130的入口/出口134在图2中可见。这被提供来允许流体转移进中空底座130的内部并到达贮存器(未示出)和从贮存器转移出中空底座130的内部。
为了将液体的处理流体引入环形空间，盖入口/出口142连接到真空泵，而中空底座130入口/出口134连接到处理流体的贮存器。来自盖入口/出口142的真空的施加可以用于同时密封设备(利用盖)，并有助于抽空气穴，例如多孔开口主体中的空气，以促进开口主体的表面的更好润湿。然而，液体的引入可能会被延迟，直到达到可接受的真空度。盖入口/出口142和中空底座入口/出口134都可以装配有阀和适配器，以根据需要实现到它们的多个连接。如果要将气体或等离子体引入环形空间150中，在密封罐120中的压力已经降低到期望水平之后，盖入口/出口142或中空底座入口/出口134中的任一个可以用于将气体/等离子体供应到环形空间150。
可以为罐120(图中未示出)提供外部过压安全阀，例如在盖140上、罐120的外圆周上和/或中空底座130的外表面上。在将系统加热到可能造成爆炸风险的温度期间，当这样的加热步骤没有伴随气体的连续流入和流出以使压力被调节时，可能需要这样的外部过压/安全阀。
在处理流体被引入环形空间150之后，然后可以应用各种方法来帮助将流体施加到开口主体的表面并对其施加处理。例如，内部结构110可以被构造成相对于罐120转动，从而对环形空间150中的流体施加压力，并有助于将处理流体引入开口主体的孔和裂缝。整个系统可以旋转以在流体中引起离心力。紫外(UV)光可以施加到已经施加到开口主体的表面的处理流体上，以便固化涂层。类似地，热量可以施加到环形空间150，以帮助施加处理流体或固化开口主体上的涂层。等离子体可以被施加到环形空间150，以使引入处理流体中或作为处理流体的单体在开口主体的表面上聚合并形成聚合物。这可以在清除过量的处理流体(单体)后进行。也可以施加超声波到环形空间150，再次帮助将处理流体施加到开口主体的表面。流体可以在处理过程中被压缩。这种方法可以有助于确保将处理流体均匀地施加到开口主体的整个表面上，特别是如果开口主体包括小孔，否则小孔可能会阻止流体引入到开口主体。
内部结构110和/或罐120可以是双壁的，这允许在罐120和/或内部结构110的壁内安装部件。例如，绝缘材料、加热元件、紫外(UV)光发射器、等离子体发生器/入口或超声波发射器可以根据需要安装在其中。在这种情况下，内部结构110和罐120中的每一个的壁可以被设计成允许进入它们之间的空间，以便维修或更换部件。中空底座130还可以被设计成提供通向其内部的通路，用于例如维修控制穿孔132的布线。
如果要使用UV光，同心圆柱体可以由石英或其他低吸收和高透射低波长UV光的材料制成。对于安装有UV发射器的系统，罐120的外周边可以覆盖有UV光屏蔽材料。盖140和中空底座130可以由对UV光不透明的材料制成。柔性(同心)UV LED可以安装在双壁同心圆柱体的壁之间，并用于固化涂层、实现涂层沉积或官能化，或者清洁开口主体。
处理流体或涂布的开口主体的适度或高度加热可以通过加热元件来实现，该加热元件附接到罐的外周边、中空底座的底端、中空底座130所站立在的支撑件上或者中空内部结构内侧。加热原理可以是焦耳或感应加热。
超声波发生器/换能器优选地附接到中空底座130的底部，但是它们也可以附接到罐120的外周边或盖140的顶部。超声波换能器通常具有用于发射超声波的圆形表面，并且当附接到中空底座的底部时，该圆形表面可以与要经受超声波处理的液体具有最大的直接相互作用。优选的是，通过使超声换能器与要经受超声处理的流体保持直线作用，使超声换能器的相互作用的表面最大化。这有助于最小化超声波功率的损失。
如果需要，盖140和中空底座130可以由透明材料制成。中空底座130可以优选地由钢或其它合适的金属制成，以便将超声波传送到处理流体。中空底座130有助于在真空下引入处理流体(盖入口/出口142用于将系统保持在真空中)。在盖入口/出口142的区域中将流体，特别是液体引入系统可能导致将流体过度引入真空泵。因此，通过在系统的相对端处的中空底座130引入处理流体产生了优点。
可能希望通过使内部结构110扩大其直径和/或使罐120减小其直径来压缩开口主体，以便迫使处理流体进入开口主体的表面中的空间。这类似于离心，但具有不在溶液中形成泡沫的附加优点。
在处理流体已经被施加到开口主体的表面上之后，中空底座130允许从环形空间排出/移除处理流体。处理流体的排出可以通过重力或者通过从盖入口/出口142泵送流体来实现。
该系统在两端具有入口/出口，因此允许高压气体的爆发通过环形空间150发送，然后该爆发可以用于帮助从涂布制品中排出过量液体或简单地干燥开口主体。例如，高压气体可以从盖入口/出口142引入，并从中空底座出口134离开系统。在这种情况下，中空底座中均匀间隔的穿孔132允许通过环形空间的均匀的压力分布。在有或没有高压气体的情况下转动或旋转开口主体也可以用来排出多余的液体。
然而，在不需要中空底座130的功能的情况下，可以使用没有中空底座130的系统，该中空底座130由例如平板代替。然而，这种操作模式仍然可以通过具有中空底座130的设备来实现。中空底座130的穿孔132可由例如阀控制(可以打开和关闭)，使得当不需要使用中空底座130时，穿孔132可以关闭。
中空底座130的底部(超声波换能器可以附接的地方)的厚度优选为5mm或更小，更优选为2mm或更小。较薄的壁将导致较低的超声功率损失。中空底座130的高度优选为50mm或更小，更优选为15mm或更小。较小的高度确保填充中空底座130所需的流体或等离子体的容积较小，因此保持了用于减少处理中空制品所需的流体总量的设备的效用。建议在超声波换能器和要在液体中进行超声波处理的制品之间的最小液体空间或高度为约15mm或更小的尺寸。中空底座130的直径至少等于罐120的直径，并且如果需要，可以更大。
内部结构110和罐120的直径和长度是可变的，并且可以根据待处理的开口主体进行调整。环形空间的宽度优选为20mm或更小，更优选为12mm或更小。内部结构110和罐120可以由透明或非透明(例如金属)材料制成。金属的使用将使得能够将高温施加到设备。
如图3所示，用于对开口主体施加处理的系统还可以包括如上所述具有递增变化的宽度的多个系统。具有相似或变化宽度的几个同心环形可以并入到单个处理单元中，其中开口主体可以顺序穿过一组环形。这可以促进几个制品的更高的清洁、官能化或涂布速率，或者在特定设备中执行特定任务，例如，一个环形仅用于清洁或特定流体的使用。
为了处理不同宽度的开口主体，系统因此可以包括彼此嵌套在罐120内的多个同心圆柱体110、114、116，同心圆柱体110、114、116限定不同宽度的环形150、152、154，如图3所示。该系列同心圆柱体110、114、116仍然共用共同的中空底座130和盖140(未示出)。穿孔132可以由例如阀机构控制，使得仅环形150、152、154中的单个环形被供应处理流体。替代地，环形150、152、154的任何组合可以根据需要同时供应。
每个环形150、152、154的顶部可以设有用于具有过压/安全阀的对应盖的锁定机构，或者可以提供同时密封所有环形150、152、154的单个盖。
以类似的方式，罐120可以设置有可变宽度的可移除同心圆柱体110、114、116。而各种同心圆柱体110、114、116可以用于限定适于待处理制品的环形的宽度。
上述方法的益处也可以通过使用可充胀内部结构110来实现，该可充胀内部结构110成形为在充胀时补充开口主体的内部空间。因此，当在开口主体内充胀时，可充胀内部结构在其自身和开口主体的内表面之间留下相对狭窄的空间。该空间可以优选为10mm或更小，和/或可以占开口主体的内部空间的总容积的5％至10％。在充胀的内部结构就位的情况下，可以引入处理流体以填充充胀的内部结构和开口主体的内表面之间的空间。结果，开口主体的内表面可以被清洁、官能化或涂布。如上所述，这些过程也可以通过适度加热、超声波处理、UV照射等来增强或实现。所述方法可以将清洁、官能化和/或涂布过程所需的流体量减少多达90-95％。
图4示出了用于开口主体的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理的系统。在图4中，待处理的开口主体164也显示在环形空间150内的位置。在该示例中，开口主体164是圆柱形筛网过滤器。图4的系统具有与图1和2的系统类似的布置，因此具有内部结构110、罐120、环形空间150、盖140、上部入口/出口142、下部入口/出口134和底座130。图4的系统包括用于内部结构110和罐120的双壁构造，其中穿孔壁166从内部结构110和罐120中的每一个朝向开口主体164延伸。该系统还包括间隔件160和支撑件162，间隔件160用于将开口主体164与底座130间隔开，支撑件162用于将开口主体164保持在位。支撑件162还提供RF连接，以允许开口主体164充当电极，这可能是其唯一的功能，也就是说，它可能不充当支撑件，而仅仅是RF输入的触点。在这种情况下，间隔件160充当唯一的支撑件。可以将DC偏置电压(未示出)施加到开口主体164，以改善涂布质量。气体可以通过在PECVD系统的外表面上(例如在罐上)的卡套锁气体入口(未示出)供应到环形空间150。可以有多组彼此均匀间隔的卡套气体入口装置，以改善环形空间150中气体分布的均匀性。
PECVD处理可以涉及在开口主体164上的沉积(涂布)，但是它也可以用于清洁和官能化，例如在随后的沉积过程之前。如上所述，罐120和内部结构110是双壁的，附加壁166(罐120的内壁166和内部结构110的外壁166)被穿孔以帮助气体分配。来自开口主体164两侧的气体注入被用于允许更好的涂布均匀性。穿孔壁166的长度可以与非穿孔壁120、110的长度相同或不同。每个同心圆柱体可以可选地具有多于两个的壁，以便实现其它操作需求，例如，以允许绝缘材料或与上述其它处理过程相关的设备。
在等离子体处理中，罐120和内部结构110的穿孔壁166和/或非穿孔壁可以充当电极，因此电连接到合适的电路。在该示例中，它们是接地电极，并且开口主体(筛网过滤器)164充当射频(RF)电极，这意味着它连接到RF发生器。应当理解，也可以使用相反的电极布置。RF用于在环形空间150内产生等离子体。这种布置可以确保更均匀地处理开口主体164的所有部分，特别是在具有微米或纳米尺寸的孔的筛网过滤器164样品中。RF通常为13.56MHz，但是可以使用更低和更高的频率。较高的频率具有较快沉积速度和较好涂布质量的优点。
间隔件160可以是陶瓷，并且高度可以为至少10cm。这用于防止直立边缘效应，该效应可以影响涂布均匀性和质量。它可以被不排气的另一种合适介电材料代替，例如聚四氟乙烯。
图4的PECVD系统的示例操作是使用以下步骤的多层涂层沉积：
1.打开腔室，插入滤网164并关闭腔室。
2.将腔室加热至100℃至400℃之间，优选150℃至200℃。例如，腔室可以加热至约200℃。
3.开始泵送以将腔室降低到所需的基础压力，例如约0.03毫巴。
4.将氩气和氧气引入，直到达到操作压力，例如约0.67毫巴。
5.开启RF发生器以施加RF，从而形成等离子体(电离气体分子)。
6.使用等离子体清洁和官能化筛网过滤器的壁。
7.引入氩气、硅烷(SiH4)和氨气(NH3)的组合，以沉积氮化硅SiNx至200nm的厚度。
8.切换到氩气和其他合适气体的组合，以沉积SiOxC至30nm的厚度。
9.根据需要重复SiNx/SiOxC沉积循环多次。
10.关闭等离子体发生器，停止加热，抽出气体，打开腔室并卸载涂布的滤网164。利用图4的PECVD系统，可以以优于传统开放式腔室的方式均匀涂布筛网过滤器。在这种PECVD设计中可以获得显著的能量节省，因为由于仅向同心环形150施加真空，而不是抽空较大的腔室，所以需要较少的功率来将腔室降低到基础压力。这同样适用于加热同心环形所需的能量。由于使用的压力非常低，与PECVD相比，所用气体量的节省并不显著。然而，废气的再循环可能很重要，特别是对于长时间的沉积运行。因此，同心环形有助于减少能量、产生的废物量或所需的废物再循环系统的容量。通过减少处理容积，也减少了循环时间。
作为进一步的示例，利用电解氯化反应的典型压载水处理系统需要分离罐来移除产生的氢气。该罐由阴极保护的3161不锈钢制成，在2至11的pH范围内运行。结果，钢罐和特别是阳极都受到严重腐蚀和化学侵蚀，需要频繁更换牺牲阳极。因此，在上述pH范围内耐化学侵蚀的内涂层是重要的。
在使用如图1和图2所示的系统的该分离罐的处理中，呈缩瘪形状的球囊形式的可充胀内部结构110被引入分离罐中，并充胀成与罐的内部几何形状互补的形状，在任何给定点处，在球囊(即内部结构)和罐的内壁之间只留下很小的距离——环形空间150。
然后，将2M氢氧化钠溶液引入空间，并且施加加热和/或超声波20分钟或更短时间。这使得钢罐的表面亲水并覆盖有羟基。
然后移除氢氧化钠，使用纯水冲洗水箱，然后干燥。然后引入基于SiO2的混合涂布溶液，允许其静置5分钟，进行或不进行加热和超声波处理。此后，移除溶液并允许涂层干燥。
然后在200℃下固化涂层。然后将涂层在800℃下退火2小时，以将其转化为SiO2的致密环境屏障涂层(约1至2微米)。这种涂层是亲水的。
作为可选步骤，可以添加另一涂层以在SiO2层顶上产生疏水层。
在另一示例中，由316钢制成的圆柱形滤网在滤网的内表面和外表面两者上经受涂布过程，滤网在圆柱体的内表面和外表面之间具有穿孔。涂层还将延伸到穿孔周围的所有暴露表面。
步骤1：滤网同心放置在由两个同心圆柱体限定的环形中，如图1所示，在任一侧上的制品的壁和同心圆柱体的壁之间的距离为约5mm或更小。
步骤2：施加真空，并引入清洁溶液。这可能是肥皂水。使用超声波来帮助疏松附着在滤网的壁或孔、裂缝和外周边的灰尘颗粒。也可以使用加热(低于100摄氏度，并且优选低于或等于80摄氏度)，这增强了超声波清洁。该清洁步骤的持续时间可以是10分钟或更短。此后，清洁溶液在压力下被冲洗出来。可以重复该步骤，直到达到可接受的清洁水平。然后将清洁溶液的溶剂(例如，不含肥皂的水)引入环形并冲洗掉，以便清洗制品。超声波处理也可以用于后者。如果滤网是新的，因此不需要清洁，可以跳过步骤2。
步骤3：将官能化流体引入滤网周围的处理容积中。这用于产生亲水基团(例如羟基)或其它基团，它们与制品(316钢)表面上的所需涂层具有强共价附接。这些基团对于牢固的涂层附着力很重要。使表面亲水对于使用包含极性溶剂的涂布溶液也很重要，这种情况经常发生。在引入这种官能化流体之前，也可以如上述步骤2中那样对环形进行抽真空。当官能化溶液就位时，不管加热与否，超声波都被打开。该溶液优选为轻度浓缩的氢氧化钠，例如2M溶液。官能化介质也可以是等离子体，从而消除了对超声波处理甚至加热的需求。在用氢氧化钠或任何其它溶液官能化过程结束时，用溶液的溶剂清洗制品，并使用真空干燥制品。
步骤4：将含有极性溶剂的涂布溶液引入环形，从而填充滤网的内表面和外表面上的处理容积。由于制品的表面已经被赋予亲水性，因此在该阶段减压可能不是必需的。根据涂布溶液，超声波处理和/或加热可以用于增强涂布过程(薄膜的沉积)。之后，在压力下冲洗涂布溶液，以除去过量的液体，从而允许以期望的涂层厚度水平进行保形涂布。
步骤5：在30分钟后，将涂布的制品带出同心腔室，并置于200℃的烘箱中固化(持续1小时)，导致强粘附的疏水涂层。可能希望随后在更高的温度下退火制品，例如高达800℃或更低的温度(例如2小时)，以形成致密的亲水性环境屏障无机涂层。固化步骤也可以通过加热同心布置来完成，使得制品仅在固化之后才取出。当不希望在固化完成之前将涂布的制品暴露于空气或正常大气环境中时，这一点尤其重要。
注意，步骤1至5可以在受控气氛中完成，例如惰性气氛。
因此，本文所述的方法和系统提供了用于对开口主体施加处理的改进方法和系统。浸涂例如一端或两端开口的中空圆柱体(管道、圆筒、圆形过滤膜等)所需的处理流体量显著减少。这对于包括纳米涂层的昂贵的处理流体或等离子体是有利的。它也适用于随着每次浸渍循环/时间而老化和变得不那么有用的流体。例如，在一些情况下，在每个循环中仅使用少量的处理流体(例如，小于1％)，因此，如果涂层溶液随着时间和使用而老化，许多材料将不得不被丢弃。对于在给定的时间段内只有少数物体可以被涂布的常规研发测试来说，该系统和方法很有用，否则会留下大量未使用的流体。使用较少的流体减少了当流体在用完后排放时对环境的影响/能耗。产生等离子体所需的能量减少了，因为需要更少量的等离子体。还需要更少的空间来存储流体，因为最终需要更少的流体。
该系统能够保形地涂布多孔结构(例如过滤膜、阳极氧化铝等)的表面和孔，而不会堵塞孔或导致孔尺寸的不希望的减小。这通过在环形空间150中使用例如真空、离心、加热、转动、压缩或超声波来实现。与在不利用环形布置的空间中处理结构(例如两端开口的管道)相比，它还具有显著减少施加真空、离心、热量、压缩或超声波所需的能量和材料的能力。它还具有用处理流体或等离子体以均匀和保形的方式清洁或官能化(例如，使其亲水、施加催化剂)多孔结构的孔和裂缝的能力。它还具有施加真空或部分真空、转动和高压气体的能力，以便干燥或从开口主体的孔中移除多余的流体。
在所提出的方法和系统的进一步变型中，插入的内部结构110的壁可以装配有刷子(图中未示出)。刷子可以与可充胀内部结构或刚性内部结构110一起使用。牢固地附接到内部结构110的刷子的手柄可以被致动以延长或缩短刷子元件。这确保了刷毛可以被抽出，以免遮挡待处理结构的内壁，而当伸出时，刷毛可以放置成与待处理表面的内壁接触。当刷毛伸出时，刷子或内部结构的旋转或移动将施加刷洗，以与清洁流体结合增强清洁。如果插入物是可充胀的，则可能不需要用于延长或缩短刷子手柄的机构。在这种情况下，可以在刷子差一点就接触开口主体的内表面时停止充胀，随后用处理流体填充内部空间容积，并完成充胀，使得刷子接触开口主体的内表面。如果处理流体是液体，该过程将需要喷射已经在内部空间容积中的一小部分流体，或者替代地，可能存在处理流体的压缩。
在另一可选特征中，内部结构110的壁可以装配有指向待处理制品的内壁方向的小管道或喷嘴(图中未示出)。喷嘴可用于直接对着开口主体的内壁的表面喷射清洁流体，例如喷射高压蒸汽。
用液体溶液处理制品也可以利用电化学作用作为用于清洁、官能化或涂布的主要或补充过程。如果待处理的制品是导电的，这尤其适用。内部结构110的外壁和/或罐120的内壁可以借助于制成它们所用材料或者通过施加到它们上的导电材料的薄膜涂层而变得导电。因此，它们可以充当开口主体的反电极，以使待处理的制品经受电化学作用。因此，这需要内部结构110和/或罐120不与待涂布的表面电接触。同心环形的底座(中空底座的上端)可以由非导电材料制成，或者绝缘材料可以放置在制品和环形空间的底座之间。

Claims (25)

1.一种对开口主体的表面施加处理的方法，所述开口主体具有在所述开口主体的内部的容积，所述方法包括：
提供内部结构，所述内部结构成形为与所述开口主体的内部的形状互补，并填充所述容积的主要部分或所述开口主体的内部的宽度的主要部分；
将所述内部结构定位在所述开口主体内，以形成处理流体内部容积，所述处理流体内部容积包括面对所述开口主体的内部内的内表面的内部空间；和
将处理流体引入到所述处理流体内部容积中，从而通过使用所述处理流体施加所述处理来改变所述开口主体的所述内表面。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述内部结构是可充胀的，并且其中，定位所述内部结构的所述步骤包括将所述内部结构充胀。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述内部结构是刚性的。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，包括：
提供成形为与所述开口主体互补且容纳所述开口主体的罐；
将所述开口主体定位在所述罐内，以形成处理流体外部容积，所述处理流体外部容积包括面对所述开口主体的所述外表面的外部空间；和
将所述处理流体引入到所述处理流体外部容积中，从而通过使用所述处理流体施加所述处理来改变所述开口主体的所述外表面。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述罐被布置成使得所述处理流体外部容积跨越所述罐的内部的宽度的小于20％，并且所述外部空间相应地被定尺寸。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，施加所述处理包括涂布、清洁或官能化所述开口主体的所述表面。
7.根据权利要求4或5所述的方法，其中，施加所述处理流体包括等离子体，并且所述方法包括生成所述等离子体。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，使用所述内部结构、所述开口主体和所述罐中的至少两个作为电极来生成所述等离子体。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括向所述处理流体和/或开口主体施加超声波和/或热量。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在所述处理流体存在时或在移除所述处理流体之后，将紫外(UV)辐射施加到施加到所述开口主体的所述表面的所述处理流体。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括所述处理流体的离心和/或压缩。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括通过对所述处理流体容积施加真空来辅助所述处理流体的所述引入和/或移除。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括通过向所述处理流体容积施加高压流体和/或通过所述开口主体的转动来帮助所述处理流体的所述引入和/或移除。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述内部结构包括用于刷洗所述开口主体的所述内表面的可缩回刷子，并且所述方法包括使用所述刷子清洁所述内表面。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述内部结构包括用于将流体施加到所述开口主体的所述内表面的喷嘴。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括使用电化学作用和/或等离子体来帮助所述开口主体的清洁、官能化或涂布。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述内部结构被布置成使得所述处理流体内部容积跨越所述开口主体的内部的宽度的小于20％，并且所述内部空间相应地被定尺寸。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述处理流体是第一处理流体，所述方法包括将第二流体引入所述处理容积，并将所述第二处理流体施加到所述开口主体的所述表面。
19.一种用于将处理流体施加到开口主体的表面的系统，所述系统包括：
内部结构，所述内部结构成形为与所述开口主体的内部的形状互补，并填充所述容积的主要部分或所述开口主体的宽度的主要部分；
其中，所述开口主体和所述内部结构协作以限定包括面对所述开口主体的内表面的内部空间的处理流体内部容积，用于引入处理流体以使所述处理流体与所述内表面接触。
20.根据权利要求19所述的系统，包括成形为和所述开口主体互补并容纳所述开口主体的罐；
其中，所述罐和所述开口主体协作以限定包括面对所述开口主体的所述外表面的外部空间的处理流体外部容积，用于引入处理流体。
21.根据权利要求20所述的系统，包括用于将所述流体密封在所述内部空间和外部空间内的盖，其中，所述盖包括用于将所述流体引入所述处理流体内部容积和/或所述处理流体外部容积和/或从所述处理流体内部容积和/或所述处理流体外部容积移除所述流体的入口。
22.根据权利要求20或21所述的系统，包括中空底座，其中，所述内部结构和罐安装在所述中空底座上，并且其中，所述中空底座包括用于在所述中空底座和处理流体内部容积和处理流体外部容积之间进行流体交换的穿孔。
23.根据权利要求20、21或22中任一项所述的系统，其中，所述罐是双壁的，并且包含加热元件、超声波换能器、等离子体发生器、绝缘材料或紫外线发射器中的至少一种。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的系统，其中，所述内部结构和所述罐在它们之间限定环形，并且所述内部结构占据所述开口主体的直径的主要部分。
25.根据权利要求20至24中任一项所述的系统，包括用于连接到所述内部结构、所述开口主体和所述罐的电路，以便它们充当电极。
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