用于流体过滤系统的过滤元件技术方案

一种用于反渗透、纳米过滤、膜和间隔物膜-生物反应器、正向渗透或其他过滤系统的过滤元件，包括具有被缠绕的芯管的渗透载体衬底。所述渗透载体包括一系列被隔开的肋。通过将纱线、绳或树脂材料或聚合材料应用到膜衬底形成所述肋。所述肋界定液体或气体渗透物沿着其通过的通道。在沿着其具有一个或多个长形流动凹部以便于收集渗透物的芯管处接收渗透物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于流体过滤系统的过滤元件专利
本专利技术大体涉及用于过滤流体、气体和其他流体材料的系统和方法，且具体地，本专利技术涉及具有带有缠绕在其上的渗透载体片材料的交叉流动的芯管(cross-flow coretube)的过滤元件，及形成用在流体过滤系统中的此类材料以便从此类流体过滤系统去除滤过的流体的方法。_2] 专利技术背景在流体过滤系统例如纳米过滤、超滤、正向渗透、反渗透过滤系统和其他类似过滤和/或液体或气体转移工艺中，流体材料诸如水或其他液体通常通过过滤元件，在所述过滤元件中液体被清除掉可能包含在其中的微粒和其他污染物材料。例如，在反渗透型过滤系统中，通常将过滤元件容纳在压力容器内，所述压力容器在压力容器的入口侧具有一个或多个流管。所述流管提供用于待清洁以被引入过滤元件的供给水或其他流体材料的入口。所述过滤元件本身通常包括螺旋缠绕的膜过滤元件，所述螺旋缠绕的膜过滤元件通常包括在其膜表面内的两层半透膜材料之间的渗透载体片材料，所述膜表面背对渗透载体片材料，形成“叶片”结构。该叶片结构通常在三个侧面被关闭并且缠绕芯管以形成过滤元件。叶片结构的外部通常处于进入流体的进给压力，而叶片结构的内部处于大气压力。过滤元件的渗透载体片材料通常界定一系列通道或凹槽，当流体流穿过半透膜时，渗透物(滤过的液体或其他流体材料)将通过该系列通道或凹槽，所述半透膜从渗透物过滤微粒和其他污染物材料。渗透物通常经由渗透载体片材料的通道被排出并被供入居中定位的芯管，过滤元件缠绕在该芯管上。芯管通常包括沿着其长度隔开的一系列孔，用于接收渗透物或已净化的流体，渗透物或已净化的流体进入芯管的孔，并沿着芯管的中心通路被引导并被引出过滤元件，用于收集。过去，常规的渗透载体片材料通常是由针织品材料制成的，针织品材料包括由环氧树脂或三聚氰胺包覆的聚酯或类似的包覆的纱线材料形成的针织织物材料，通常在专用针织机上形成。编织此类针织品材料的互连线圈的工艺通常也需要使用较细的丹尼尔纱线，这由于针脚形成的几何形状而更多地需要编织更多的纱线，且因此生产这样针织品材料比使用较粗丹尼尔的相同聚合物的织物固有地更加昂贵。这些针织品材料还通常被编织成界定在其间的通道的一系列纵向延伸的肋，并且渗透物沿着所述通道被引导向芯管的孔。然而，大多数常规的过滤系统的芯管通常仅包括有限数量的开口，用于接纳沿着渗透载体片材料通道通过的已净化的水或其他渗透物材料，用于收集。这些孔通常相对于渗透载体片材料的通道的宽度被较宽地隔开，且因此大多数渗透载体片材料需要具有稍微多孔的肋，和/或需要包括横向流动通道，所述横向流动通道根据需要提供穿过肋的交叉流动路径，使得渗透物可以到达芯管的孔。没有这种交叉流动功能的渗透载体片材料通常基本上限制渗透物流到芯并且显著地减小过滤元件内的元件通量。因此，可以看出，对解决本领域中上述的和其他相关和不相关的问题的用于过滤系统的具有芯管和渗透载体片材料的过滤元件存在需求。专利技术概沭简短地描述，本专利技术通常涉及改进过滤元件及其部件，诸如渗透载体片材料和交叉流动的芯管结构，以供用于流体过滤系统，诸如反渗透、纳米过滤、超滤、正向渗透和促进快速和有效去除已净化的渗透物流的其他类似的过滤和/或液体或气体转移系统。交叉流动的芯管被设计成配合在通常包括一个或多个膜片的类型的螺旋卷绕或缠绕的过滤元件内并向其提供支撑，所述膜片具有渗透载体片材料和布置在其相对侧上的间隔物，且交叉流动的芯管还使得能够使用较宽种类的渗透载体片材料。还可以使用具有根据本专利技术的原理形成的改进的交叉流动的芯管和渗透载体片材料的其他类型的过滤元件和过滤系统。交叉流动的芯管通常将包括长形的管状构件，所述长形的管状构件包括具有开放的第一端和第二端的圆柱形、矩形或以其他方式配置的主体。至少一个流动引导凹槽或流动凹部通常会在其第一端和第二端之间沿着管状主体的中间部分形成。典型地，将存在沿着流管的主体形成的两个或更多个凹槽或流动凹部，且凹槽或流动凹部通常在其周围基本等距的位置形成。更进一步地，在一个可选择的实施方案中，减小长度的缩短的凹槽或流动凹部可以沿着和围绕管状主体，根据需要以预设的模式或较随机设计的模式在隔开的位置处形成。交叉流动的管的凹槽或流动凹部通常也将包括沿着其以隔开位置布置的一系列流动开口或端口。这些端口或流动开口可以形成为不同的构型和尺寸，并使流体诸如已净化的水，能够从渗透载体片材料的流动通道的端部被引导入流动管并将其引导离开过滤元件用于收集。另外，流动开口和凹槽可以用在交叉流动的芯管的管状主体的中间部分周围以间隔的或变化的模式形成的一系列长形槽开口来替换。另外，根据本专利技术的原理形成的过滤元件还可以包括渗透载体片材料，所述渗透载体片材料在结构和形成方法上不同于常规的针织品材料以产生更经济的渗透载体片材料。此类渗透载体片材料通常将包括界定隔开的流动通道或凹槽的一系列肋或横撑bale)，滤过的渗透物流体流将沿着所述流动通道或凹槽被引导向芯管的流动凹部。在一个实施方案中，此类渗透载体片可通过将一系列纱线、绳、纤维、细丝或其他类型的肋材料应用到衬底或基底而形成。可以以隔开的列成叠加关系将肋材料引导在衬底的表面上，并附接或固定到衬底，且肋材料保持以它们所需的间隔遍及衬底的表面，例如通过将肋材料定位在衬底表面上之前或之后将粘合剂或树脂材料施加到肋、衬底或两者。可选地，肋材料可以由挤压的合成材料或复合材料例如树脂材料形成，可以以离散的隔开的线被应用，形成肋，且隔开的通道被界定在其之间。更进一步，可以使用或不使用粘合剂将肋材料施加到衬底，且然后热定型，以便将肋材料焊接或以其他方式固定到衬底。因此，所得到的渗透载体片材料可以形成，而不需要昂贵的纱线或其他材料及为此的专用设备，而且它们的形成能够对界定在它们之间的肋材料和肋通道的尺寸、构型和间隔提供增强的控制。在使用中，当流入的液体进入过滤元件时，渗透液体诸如已净化的水，通常将沿着渗透载体片材料的纵向通道被引导，并进入沿着交叉流动的芯管的流动引导凹槽或凹部形成的流动开口。在流管中形成的长形凹槽或开槽的凹部还将使得渗透液体能够从渗透载体片材料的纵向通道被收集并沿着其运动，用于供应至在此类凹槽中形成的流动开口或端口，而不需要渗透载体片材料形成有另外的横向引导的交叉流动通道或多孔的肋以跨越渗透载体片材料的宽度提供流体的横向流动以到达流管的隔开的流动开口中的一个。结果，各种不同构型、类型和构造的渗透载体片材料也可以用于过滤系统。当结合附图阅读以下详细描述之后，本专利技术的各个目的、特征和优点对于本领域的技术人员来说将变得明显。附图简沭图1是根据本专利技术的原理包括交叉流动的芯管和渗透载体片材料的过滤元件的透视图。图2是根据本专利技术的一个示例性实施方案的交叉流动的芯管的侧面正视图，周围的过滤元件以虚线示出。图3是根据本专利技术的原理的交叉流动的芯管的可选实施方案的透视图，所述交叉流动的芯管包括沿着其在隔开的位置处的减小长度的流动凹部、槽和/或长形流动开口。图4是根据本专利技术的原理的交叉流动的芯管的另一可选实施方案的透视图，所述交叉流动的芯管包括脊或突出部分以将渗透物引向芯管的流动开口。图5A是示出根据本专利技术的原理形成的渗透载体片材料一个示例性实施方案的照片。图5B是根据本专利技术的原理形成的渗透载体片材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于流体过滤系统的过滤元件，所述过滤元件包括：至少一个半透膜片，其用于过滤流入所述过滤元件的流体；至少一个渗透载体片，其沿着所述至少一个膜片的侧表面定位，所述至少一个渗透载体片具有沿着其以隔开的间隔形成的一系列肋，且界定一系列通道，用于将滤过的流体引导离开所述至少一个膜片；及芯管，所述至少一个膜片和所述至少一个渗透载体片围绕所述芯管缠绕，所述芯管包括：主体，其具有沿着其界定的中心流动通路；至少一个流动凹部，其沿着所述主体的至少一部分延伸；和至少一个流动开口，其在所述主体中，沿着所述至少一个流动凹部定位；其中沿着所述至少一个渗透载体片的所述通道引导的滤过的流体在沿着所述主体的至少一部分延伸的所述至少一个流动凹部处被收集，且流向和流过所述至少一个流动开口，并流入所述中心流动通路，用于从所述流体过滤系统排出滤过的流体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.13 US 61/474,838;2011.06.16 US 61/497,5941.一种用于流体过滤系统的过滤元件，所述过滤元件包括: 至少一个半透膜片，其用于过滤流入所述过滤元件的流体； 至少一个渗透载体片，其沿着所述至少一个膜片的侧表面定位，所述至少一个渗透载体片具有沿着其以隔开的间隔形成的一系列肋，且界定一系列通道，用于将滤过的流体引导离开所述至少一个膜片；及 芯管，所述至少一个膜片和所述至少一个渗透载体片围绕所述芯管缠绕，所述芯管包括:主体，其具有沿着其界定的中心流动通路；至少一个流动凹部，其沿着所述主体的至少一部分延伸；和至少一个流动开口，其在所述主体中，沿着所述至少一个流动凹部定位； 其中沿着所述至少一个渗透载体片的所述通道引导的滤过的流体在沿着所述主体的至少一部分延伸的所述至少一个流动凹部处被收集，且流向和流过所述至少一个流动开口，并流入所述中心流动通路,用于从所述流体过滤系统排出滤过的流体。2.根据权利要求1所述的过滤元件，且所述过滤元件还包括至少一个间隔物，所述间隔物从所述至少一个渗透载体片沿着所述至少一个膜片的相对侧而定位。3.根据权利要求1所述的过滤元件，且其中所述芯管包括布置在所述芯管的相对侧上的至少两个流动凹部。4.根据权利要求1所述的过滤元件，且其中所述流动开口包括沿着所述至少一个流动凹部的长度以隔开的间隔形成的2到6个孔。5.根据权利要求1所述的过滤元件，且其中所述至少一个流动凹部包括至少部分地沿着所述至少一个流动凹部 延伸的槽开口。6.根据权利要求1所述的过滤元件，且所述过滤元件还包括以堆叠系列布置且围绕所述芯管螺旋地缠绕的多个膜片、多个渗透载体片和一系列间隔物，及施加到所述螺旋地缠绕的膜片、渗透载体片和间隔物的覆盖物。7.根据权利要求2所述的过滤元件，且所述过滤元件还包括施加到所述螺旋地缠绕的膜片、渗透载体片和间隔物的至少一端的密封材料。8.根据权利要求7所述的过滤元件，且其中所述芯管还包括收集凹槽，所述收集凹槽在所述芯管的一端附近在向其施加所述密封材料的所述螺旋地缠绕的膜片、渗透载体片和间隔物的所述至少一端处形成。9.根据权利要求1所述的过滤元件，其中所述渗透载体片包括衬底，且其中所述一系列肋以其隔开的间隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢恩·詹姆斯·莫兰，彼得·艾伦·哈杰克，丹尼斯·大卫·利特，斯蒂芬·奥尔顿·斯坦塞尔，
申请(专利权)人：GFD纺织公司，
类型：
国别省市：