專利名稱：薄膜接觸器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)公開了一種中空纖維薄膜接觸器及其制造方法。
背景技術(shù)：
對(duì)某些工業(yè)來(lái)說(shuō)，超純液體是必不可少的，而用中空纖維薄膜接觸器生產(chǎn)超純液體是公知的。超純液體不含或者基本不含各種礦物質(zhì)、離子和氣體。最普通的溶解或攜帶的氣體是空氣，空氣的主要成分是氮?dú)?、氧氣和二氧化碳?br> 這種中空纖維薄膜接觸器的市售商標(biāo)有北卡羅萊納州夏洛特市Polypore公司的一部門Membrana的LIQUI-CEL和日本東京Dainippon油墨和化學(xué)品公司的SEPAREL。
為便于制造中空纖維薄膜接觸器，中空纖維薄膜通常被制成織物(例如機(jī)織物或針織物)?？椢锉痪砝@在芯軸(例如多孔中心管)上，然后通過(guò)用熱固性或熱塑性材料鑄封(potting)織物的邊緣，將織物固定在合適的位置，從而形成單元化結(jié)構(gòu)。然后可以將該單元插到一個(gè)殼體(外殼)內(nèi)，并用O形環(huán)(也可不用)密封，從而制成薄膜接觸器。
美國(guó)專利No.3,827,562公開了一種血液過(guò)濾設(shè)備。這種血液過(guò)濾設(shè)備用到許多濾布層，這些濾布層一般被布置成與血流路徑平行，并且被相對(duì)較粗的網(wǎng)以隔開關(guān)系支撐，以防止被壓扁，相對(duì)較粗的網(wǎng)成層狀排列，并且被布置在相鄰的濾布層之間。
美國(guó)專利No.4,572,724公開了一種血液過(guò)濾器，它包括一個(gè)具有上、下腔室的外殼，一個(gè)圓筒形過(guò)濾元件被布置在下腔室內(nèi)。
美國(guó)專利No.4,784,768公開了一種為液體介質(zhì)消毒的毛細(xì)過(guò)濾裝置，它包括兩捆半透性的毛細(xì)纖維束，這兩捆纖維束被安排在一個(gè)外殼內(nèi)，并彼此相鄰。該外殼的相對(duì)的開口都被端蓋密封。該外殼的端部有鑄件層(cast layers)，毛細(xì)纖維束的端部被接收在鑄件層內(nèi)。相對(duì)于第一分布腔而言，第一毛細(xì)纖維束的端部是密封的，而相對(duì)于第二分布腔而言，第二毛細(xì)纖維束的端部是密封的，因此第一和第二毛細(xì)纖維束的整個(gè)內(nèi)腔僅僅分別與第二和第一分布腔流體連通。
美國(guó)專利No.5,362,406公開了一種白細(xì)胞消耗過(guò)濾器組件，它包括一個(gè)圓筒形外殼，該外殼具有第一和第二腔室、一個(gè)進(jìn)入第一腔室的入口、一個(gè)從第二腔室出來(lái)的出口和一個(gè)排氣孔。一個(gè)多孔脫氣元件被定位在第一和第二腔室之間，用于從液體中脫除氣體。該脫氣元件與蓋有憎液薄膜的排氣孔相通，憎液薄膜允許氣體、但不允許液體流過(guò)排氣孔。一個(gè)中空的圓筒形過(guò)濾元件被定位在第二腔室內(nèi)，它包括一個(gè)微纖維的纖維塊，該纖維塊能夠降低液體的白細(xì)胞含量。
美國(guó)專利No.5,468,388公開了一種含水介質(zhì)所用的可以加壓的過(guò)濾器模塊，該模塊具有脫氣性能，改進(jìn)之處包括在過(guò)濾器模塊的進(jìn)氣室(inlet plenum)和減壓閥之間使用憎水薄膜。
美國(guó)專利No.5,919,357公開了一種濾筒組件，它包括至少一個(gè)濾筒、一個(gè)第一端蓋、一個(gè)第二端蓋和一根液體轉(zhuǎn)移管。濾筒包括一個(gè)外殼，外殼有兩個(gè)端部，并且包含有過(guò)濾介質(zhì)。第一端蓋被設(shè)置在外殼的一端上，它包括一個(gè)流體入口、一個(gè)流體出口、一個(gè)第一流體分布器和一個(gè)排氣孔，排氣孔包含至少一塊憎水薄膜，該薄膜位于第一端蓋上形成的通道內(nèi)，它允許從濾筒中除去所攜帶的空氣。第二端蓋被設(shè)置在外殼的第二端上，它包括一個(gè)產(chǎn)品收集腔和一個(gè)將過(guò)濾介質(zhì)與產(chǎn)品收集腔分開的第二流體分布器。液體轉(zhuǎn)移管被設(shè)置在外殼內(nèi)，并從產(chǎn)品收集腔延伸到流體出口。
美國(guó)專利No.6,623,631公開了一種含水介質(zhì)所用的真空過(guò)濾設(shè)備，它包括一個(gè)位于圓筒形外殼內(nèi)的親水的管狀過(guò)濾元件和至少一個(gè)帶有排氣閥的憎水的透氣薄膜，從而允許過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)攜帶的空氣逸出。
美國(guó)專利No.6,635,179公開了一種過(guò)濾組件，該組件如此構(gòu)造，即存在兩個(gè)分開的過(guò)濾腔，結(jié)果是流體在灌入之前被多余過(guò)濾。每個(gè)過(guò)濾腔擁有一個(gè)過(guò)濾器，過(guò)濾器優(yōu)選由一束縱向的半透性中空纖維構(gòu)成。
美國(guó)專利No.6,719,907公開了一種兩級(jí)濾筒，它包括一個(gè)外殼，該外殼具有一個(gè)第一端和一個(gè)相對(duì)的第二端。在濾筒的第一端處，外殼具有一個(gè)初級(jí)的流體入口和出口。該外殼還限定了第一和第二過(guò)濾級(jí)，其中第一過(guò)濾級(jí)包括位于外殼第一和第二端之間的若干第一過(guò)濾元件。每級(jí)有一個(gè)單獨(dú)的內(nèi)腔纖維空間，但兩級(jí)分享一個(gè)共同的外管腔空間。初級(jí)流體入口與第一端處的第一過(guò)濾元件相通，因此流體通過(guò)第一過(guò)濾元件流向第二端。第二過(guò)濾級(jí)包括位于外殼第一和第二端之間的若干第二過(guò)濾元件，其中流體出口與第一端處的第二過(guò)濾元件相通。
美國(guó)專利No.6,746,513公開了一種氣體分離模塊，它包括位于殼體內(nèi)且擁有活性氣體分離薄膜的吸附過(guò)濾介質(zhì)。吸附過(guò)濾器被定位在該薄膜的上游，并且能有效地從原料氣中提取出對(duì)薄膜分離性能有不利影響的污染物，如果不除去，這些污染物會(huì)導(dǎo)致薄膜分離性能惡化。
然而，上述的現(xiàn)有技術(shù)參考文獻(xiàn)都沒(méi)能在單臺(tái)設(shè)備中提供多種分離能力，因此，仍需要一種多功能、高純度的薄膜接觸器，它在單臺(tái)設(shè)備中提供了多種分離能力。

發(fā)明內(nèi)容
一種中空纖維薄膜接觸器包括一根多孔中心管、一張第一墊、一張第二墊、一塊第一管板、一塊第二管板、一個(gè)殼體和端蓋，其中第一墊包括一張第一中空纖維薄膜，第二墊包括一張第二中空纖維薄膜。第一和第二中空纖維薄膜不同。第一和第二墊圍繞著中心管，而第一和第二管板將第一和第二墊固定到中心管上。第一中空纖維薄膜有一個(gè)第一管腔，而第二中空纖維薄膜有一個(gè)第二管腔。第一管腔在第一管板處可以是開口的，在第二管板處是封閉的；而第二管腔在第二管板處可以是開口的，而在第一管板處是封閉的。殼體圍繞著第一和第二墊，并且被密封到管板上。各端蓋被固定到殼體上，從而在管板和端蓋之間限定出頂端空間。
對(duì)附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明為了舉例說(shuō)明本發(fā)明，在附圖中展示了目前優(yōu)選的形式；但是不難理解，本發(fā)明并不局限于如圖所示的精確配置和手段。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的示意圖；圖2是圖1的實(shí)施方式中的濾筒的縱剖圖；圖3是圖1的實(shí)施方式中的殼體的縱剖圖；圖4是圖1的實(shí)施方式中的濾筒-殼體組件的縱剖圖；圖5a和5b是圖1的實(shí)施方式中的端蓋的縱剖圖；
圖6是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的示意圖。
對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明參考附圖，其中相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件，圖1展示了中空纖維薄膜接觸器10的第一實(shí)施方式。如圖1-2所示，接觸器10包括4個(gè)基本部件，即一個(gè)濾筒12、一個(gè)殼體14、一個(gè)第一端蓋16和一個(gè)第二端蓋18。
參考圖2，濾筒12包括一根多孔中心管22、一張第一薄膜墊30、一張第二薄膜墊32、一塊第一管板26和一塊第二管板28。另外，濾筒12還可以包括一個(gè)管塞20。第一和第二薄膜墊30和32卷繞在中心管22上。第一管板26將第一和第二墊30和32固定到中心管的第一端36，而第二管板28將第一和第二墊30和32固定到中心管的第二端38。
多孔中心管22可以由任何材料制成，這些材料具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，從而能為墊30和32以及第一和第二管板26和28提供所需的支撐。中心管可以由聚合物材料、金屬或者復(fù)合材料制成。中心管22可以由任何聚烯烴(例如聚乙烯)制成。中心管22有許多穿孔34。中心管22具有一條通道以及第一端36和第二端38。中心管的第二端38可以被管塞20封閉。舉例來(lái)說(shuō)，管塞20可以是永久管塞或者可拆卸的管塞。另外，中心管的第二端38可以有若干環(huán)形螺旋槽(例如，可拆卸管塞所用的螺紋)。
第一和第二薄膜墊30和32是不同的中空纖維薄膜墊。第一和第二薄膜墊30和32分別適合不同的分離目的，這些目的的例子包括、但不局限于氣體分離或微粒過(guò)濾。第一和第二墊30和32在構(gòu)成材料、孔隙率范圍、Gurley數(shù)范圍、孔徑范圍等方面可以不同，下面再進(jìn)一步詳細(xì)討論第一和第二墊30和32。本說(shuō)明書僅參照兩個(gè)不同的薄膜墊來(lái)介紹本發(fā)明，這僅僅是為了方便；但要求保護(hù)的發(fā)明并不局限于此，它還包括其他構(gòu)造，例如三個(gè)以上的不同薄膜墊。
第一薄膜墊30可以包括許多第一中空纖維薄膜31。第一薄膜墊30可以具有任意厚度，即單層的第一中空纖維薄膜31或多層疊置的第一中空纖維薄膜31。例如，第一薄膜墊30具有在約1-約25cm范圍內(nèi)的厚度，即單層的第一中空纖維薄膜31或多層疊置的第一中空纖維薄膜31。第一薄膜墊30可以是憎水性的或親水性的。此外，第一薄膜墊30可適合為流體脫氣；在備選方案中，第一薄膜墊30可適合促進(jìn)流體的微濾或超濾。第一薄膜墊30也可以適合往流體中加入氣體、液體或微粒。第一薄膜墊30可以用現(xiàn)有技術(shù)中公知的方法構(gòu)造。一般來(lái)說(shuō)，在中空纖維墊的構(gòu)造中，中空纖維薄膜被針織或編織成墊。
第一中空纖維薄膜31的壁厚可以在約5-約1000μm的范圍內(nèi)，孔隙率可以在約10-約80％的范圍內(nèi)，Gurley數(shù)可以在約1-約2000s/10cc的范圍內(nèi)。Gurley數(shù)是指在12.2英寸水柱的壓力下，10cc空氣通過(guò)1平方英寸的產(chǎn)品所需的時(shí)間(以秒計(jì))。另外，第一中空纖維薄膜31可以具有任意的平均孔徑，例如，第一中空纖維薄膜31的平均孔徑可以在約10-約2000納米的范圍。第一中空纖維薄膜31可以是任何材料，例如聚合物。舉例來(lái)說(shuō)，聚合物可以是任意的合成聚合物、纖維素、或合成改性纖維素。合成聚合物包括、但不局限于聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯、聚甲基戊烯、聚砜、聚醚砜、聚酯、聚醚酰亞胺、聚丙烯腈、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、乙烯乙烯醇共聚物、氟化聚烯烴、它們的共聚物以及它們的混合物。優(yōu)選地，第一中空纖維薄膜31由聚烯烴制成。第一中空纖維薄膜31可以是適合氣體轉(zhuǎn)移的憎水中空纖維薄膜；在備選方案中，第一中空纖維薄膜31可以是適合微粒微濾或超濾的親水薄膜。第一中空纖維薄膜31可以包括多孔或者無(wú)孔的表層或涂層。舉例來(lái)說(shuō)，具有表層的憎水中空纖維薄膜的市售商標(biāo)有德國(guó)烏珀塔爾市Membrana有限公司的OXYPLUS。
第二薄膜墊32可以包括許多第二中空纖維薄膜33。第二薄膜墊32可以具有任意厚度，即單層的第二中空纖維薄膜33或多層疊置的第二中空纖維薄膜33。例如，第二薄膜墊32具有在約1-約25cm范圍內(nèi)的厚度，即單層的第二中空纖維薄膜33或多層疊置的第二中空纖維薄膜33。第二薄膜墊32可以是憎水性的或親水性的。此外，第二薄膜墊32可以適合微濾或超濾；在備選方案中，第二薄膜墊32可以適合為流體脫氣。第二薄膜墊32也可以適合往流體中加入氣體、液體或微粒。第二薄膜墊32可以用現(xiàn)有技術(shù)中公知的方法構(gòu)造。一般來(lái)說(shuō)，在中空纖維墊的構(gòu)造中，中空纖維薄膜被針織或編織成墊。
第二中空纖維薄膜33的壁厚可以在約5-約1000μm的范圍內(nèi)，孔隙率可以在約10-約80％的范圍內(nèi)，而Gurley數(shù)可以在約1-約2000s/10cc的范圍內(nèi)。另外，第二中空纖維薄膜33可以具有任意的平均孔徑，例如，第二中空纖維薄膜33的平均孔徑可以在約10-約2000納米的范圍。第二中空纖維薄膜33可以是如上所述的任何材料，例如聚合物。優(yōu)選地，第二中空纖維薄膜33由聚烯烴制成。第二中空纖維薄膜33可以是適合微粒微濾或超濾的親水中空纖維薄膜；在備選方案中，第二中空纖維薄膜33可以是適合氣體轉(zhuǎn)移的憎水中空纖維薄膜。第二中空纖維薄膜33可以有多孔或者無(wú)孔的表層或涂層。舉例來(lái)說(shuō)，親水的中空纖維薄膜的市售商標(biāo)有德國(guó)烏珀塔爾市Membrana有限公司的MicroPES和UltraPES。
一般來(lái)說(shuō)，第一中空纖維薄膜31具有第一管腔，而第二中空纖維薄膜33具有第二管腔。第一管腔在第一管板26處可以是開口的，而第二管腔在第一管板26處可以是密封的；并且第一管腔在第二管板28處可以是密封的，而第二管腔在第二管板28處可以是開口的。然而，在備選方案中，第一管腔在第一管板26處可以是密封的，而第二管腔在第一管板26處可以是開口的；并且第一管腔在第二管板28處可以是開口的，而第二管腔在第二管板28處可以是密封的。
第一和第二薄膜墊30和32可以從如下集合中選擇，該集合包括片狀墊、環(huán)形墊、帶狀墊及其組合。作為這里所用的墊，片狀墊是指由垂直于片狀墊的長(zhǎng)度設(shè)置的若干中空纖維薄膜構(gòu)成的一張薄片。作為這里所用的墊，環(huán)形墊是指由垂直于環(huán)形墊的長(zhǎng)度設(shè)置的若干中空纖維薄膜構(gòu)成的一張折疊的薄片。在備選方案中，環(huán)形墊可以是由一張非常長(zhǎng)的纖維薄膜反復(fù)折疊成的一根單股。作為這里所用的墊，帶狀墊是指由平行于墊的長(zhǎng)度設(shè)置的若干中空纖維薄膜構(gòu)成的一張薄片。
第一管板26可以位于中心管第一端36附近，而第二管板28可以位于中心管第二端38附近。就橫截面來(lái)看，第一和第二管板26和28可以是圓柱形的，并且具有足夠的厚度，從而為薄膜墊30和32提供支撐，并承受在操作過(guò)程中施加在它們上面的壓力。第一和第二管板26和28用于將薄膜墊30和32保持在合適的位置，并將接觸器10劃分成一條殼側(cè)通道、一條第一管腔側(cè)通道和一條第二管腔側(cè)通道。第一和第二管板26和28可以由任何材料(例如鑄封材料)制成，這些材料可以是熱塑性的或熱固性的。典型的熱塑性鑄封材料包括、但不局限于聚乙烯。典型的熱固性鑄封材料包括、但不局限于環(huán)氧樹脂。
管塞20用于密封中心管22的第二端38。管塞20可以由任何材料(例如聚乙烯)制成。管塞20可以呈任何形狀，例如，就橫截面來(lái)看，管塞20可以呈圓柱形，并且其厚度足以承受在操作過(guò)程中施加在它上面的壓力。管塞20可以具有若干環(huán)形螺旋槽，這些槽與中心管第二端38的環(huán)形螺旋槽互補(bǔ)，從而將管塞20緊固到中心管22上。在備選方案中，管塞20可以是中心管22的組成部分，或者可以是第二管板28的組成部分。管塞20可以是永久管塞或者可拆卸的管塞。
隔離物可用于保持薄膜墊30和32的卷繞層之間的空間，從而促進(jìn)流體在薄膜墊的整個(gè)表面上均勻分布。
參考圖3，殼體14包括第一和第二端部40和42。另外，殼體14可以有一個(gè)滯留物端口44。殼體14可以由任何材料制成。例如，殼體14由聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯四氟乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯(FEP)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、纖維增強(qiáng)塑料(FRP)、金屬、或復(fù)合材料制成。殼體14可以具有任意長(zhǎng)度46或任意直徑48。殼體14的第一和第二端40和42可以有法蘭。例如，殼體14的第一和第二端40和42可以有向外的法蘭。
參考圖1，滯留物端口44是未滲透物的出口部件，適合清除沒(méi)有滲過(guò)第一和第二中空纖維薄膜31和33的膜壁的流體。滯留物端口44一般為端口、噴嘴、配件或其他開口。根據(jù)接觸器10的用途，未滲透物可以是所關(guān)心的產(chǎn)品。
參考圖4，濾筒12被設(shè)置在殼體14內(nèi)，從而形成濾筒-殼體組件15。
參考圖5a和5b，兩圖分別展示了第一和第二端蓋16和18。第一端蓋16可以包括一個(gè)真空口54和一個(gè)入口56。第二端蓋18包括一個(gè)濾液端口50；另外，第二端蓋18還可以包括一個(gè)輔助端口52。
參考圖1、圖5a、圖5b和圖6，入口56是流體經(jīng)第一連接管58進(jìn)入中心管22的進(jìn)口部件。入口56一般是便于流體進(jìn)入接觸器10內(nèi)的端口、噴嘴、配件或其他開口。第一連接管58可以是與中心管22配合的圓筒管；在備選方案中，第一連接管58可以是中心管22的延伸部分。
真空端口54是滲透物出口部件，用于清除滲過(guò)第一中空纖維薄膜31的膜壁進(jìn)入第一管腔內(nèi)的氣體。真空端口54一般是適合抽出滲過(guò)氣體的端口、噴嘴、配件或其他開口。
濾液端口50是滲透物出口部件，適合清除滲過(guò)第二中空纖維薄膜33的膜壁進(jìn)入第二管腔的流體。濾液端口50一般是允許從中空纖維薄膜接觸器10中除去滲過(guò)流體的端口、噴嘴、配件或其他開口。
輔助端口52一般是適合對(duì)接觸器10進(jìn)行反沖的端口、噴嘴、配件或其他開口。端口52可以經(jīng)第二連接管60連接到中心管22上。第二連接管60可以是與中心管22配合的圓筒管；在備選方案中，第二連接管60可以是中心管22的延伸部分。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員不難理解，各端口的位置可以改變，只要如圖6所示的那樣，保持住根據(jù)本發(fā)明的殼體側(cè)通道、第一管腔側(cè)通道和第二管腔側(cè)通道的整體性。
在構(gòu)造中，不同的第一和第二薄膜墊30和32被依次卷繞在中心管22上，且兩者在縱向上彼此錯(cuò)開；在備選方案中，墊30和32被逐層交替著卷繞在中心管22上，且兩者在縱向上彼此錯(cuò)開。接下來(lái)，第一和第二墊30和32的各端通過(guò)鑄封被固定到中心管22上，從而形成第一和第二管板26和28。在備選方案中，卷繞和鑄封步驟可以同時(shí)進(jìn)行。然后可以切割第一和第二管板26和28，從而形成交替開口和密封的管腔端，即第一管腔在第一管板26處可以是開口的，而第二管腔在第一管板26處可以是密封的，并且第一管腔在第二管板28處可以是密封的，而第二管腔在第二管板28處可以是開口的。然后，將該結(jié)構(gòu)設(shè)置在殼體14內(nèi)，并將第一和第二管板26和28密封到殼體14上，例如借助O形環(huán)或鑄封材料。將端蓋16和18分別連接到殼體的第一和第二端40和42；從而在第一和第二管板26和28與端蓋16和18之間分別形成第一頂端空間62和第二頂端空間64。
在備選的構(gòu)造中，第一和第二帶狀墊可以垂直于中心管22卷繞。然后，第一和第二帶狀墊的端部可以被收集在一個(gè)圓束內(nèi)，并且與殼體側(cè)面上的一個(gè)側(cè)面端口(即真空端口或?yàn)V液端口)相連。
在如圖1所示的操作中，含有微粒和攜帶氣體的流體經(jīng)入口56進(jìn)入接觸器10。流體經(jīng)第一連接管58進(jìn)入中心管22，經(jīng)各穿孔34離開中心管22，然后被分布到第一和第二薄膜墊30和32上。經(jīng)真空端口54施加的真空促使所攜帶的氣體通過(guò)第一中空纖維薄膜31的膜壁滲入第一管腔內(nèi)，并進(jìn)入第一頂端空間62，然后經(jīng)真空端口54離開接觸器10。進(jìn)一步促使可滲透的那部分流體通過(guò)第二中空纖維薄膜33的膜壁滲入第二管腔，并進(jìn)入第二頂端空間64，然后經(jīng)濾液端口50離開接觸器10。滯留的那部分流體——即未能滲過(guò)第一和第二中空纖維薄膜31和33的膜壁的那部分流體——經(jīng)滯留物端口44離開接觸器?？梢匀〉艄苋?0以對(duì)接觸器10進(jìn)行反沖。
在如圖6所示的備選操作中，含有微粒以及攜帶氣體的流體經(jīng)入口56進(jìn)入接觸器10。流體進(jìn)入第二頂端空間64，然后進(jìn)入第二管腔?？梢詽B透的那部分流體被迫滲過(guò)第二中空纖維薄膜33的膜壁，然后被分布到第一薄膜墊30上。經(jīng)端口54施加的真空促使所攜帶的氣體通過(guò)第一中空纖維薄膜31的膜壁滲入第一管腔內(nèi)，并進(jìn)入第一頂端空間62，然后經(jīng)真空端口54離開接觸器。進(jìn)一步促使經(jīng)脫氣處理并且可滲透的那部分流體經(jīng)各穿孔34進(jìn)入中心管22，然后經(jīng)濾液端口50離開接觸器10。可以取掉管塞20以對(duì)接觸器10進(jìn)行反沖，從而除去未能滲過(guò)第二中空纖維薄膜33的膜壁的任何微粒。
只要不背離本發(fā)明的思想和基本特征，就可以用其他形式來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，因此，應(yīng)該用所附的權(quán)利要求書而不是上面的說(shuō)明書來(lái)表示本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種中空纖維薄膜接觸器，其包括多孔中心管；卷繞在所述中心管上的第一薄膜墊，所述第一墊包括具有第一管腔的第一中空纖維薄膜；卷繞在所述中心管上的第二薄膜墊，所述第二墊包括具有第二管腔的第二中空纖維薄膜，其中，所述第一薄膜和所述第二薄膜不同；第一管板和第二管板，所述各管板將所述第一和第二墊固定到所述中心管上，所述第一管腔在第一管板處是開口的，在第二管板處是封閉的，而所述第二管腔在第二管板處是開口的，在第一管板處是封閉的；殼體，該殼體圍繞著所述第一和第二墊，并且被密封到所述各管板上；以及端蓋，各端蓋被固定到所述殼體上，從而在所述各管板和所述各端蓋之間限定出頂端空間。
2.如權(quán)利要求1所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述第一中空纖維包括聚合物。
3.如權(quán)利要求2所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述聚合物是聚烯烴。
4.如權(quán)利要求1所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述第一中空纖維的壁厚在約5-約1000μm的范圍內(nèi)，孔隙率在約10-約80％的范圍內(nèi)，而Gurley數(shù)在約1-約2000s/10cc的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述第二中空纖維包括聚合物。
6.如權(quán)利要求5所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述聚合物是聚烯烴。
7.如權(quán)利要求1所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述第二中空纖維的壁厚在約5-約1000μm的范圍內(nèi)，孔隙率在約10-約80％的范圍內(nèi)，而Gurley數(shù)在約1-約2000s/10cc的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述第一墊的厚度在約5-約25cm的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述第二墊的厚度在約5-約25cm的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述第一墊和所述第二墊被依次卷繞在所述中心管上。
11.如權(quán)利要求1所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述第一墊和所述第二墊以交替層被卷繞在所述中心管上。
12.如權(quán)利要求1所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述第一墊和所述第二墊是片狀墊。
13.如權(quán)利要求1所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述第一墊和所述第二墊是環(huán)形墊。
14.如權(quán)利要求1所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述第一墊和所述第二墊是帶狀墊。
15.如權(quán)利要求1所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述第一中空纖維薄膜是憎水薄膜，而所述第二中空纖維薄膜是親水薄膜。
16.如權(quán)利要求1所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述第一中空纖維薄膜是親水薄膜，而所述第二中空纖維薄膜是憎水薄膜。
17.如權(quán)利要求1所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述第一墊適合于為流體脫氣，而所述第二墊適合于微濾所述流體。
18.如權(quán)利要求1所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述第一墊適合于為流體加氣，而所述第二墊適合于微濾所述流體。
19.如權(quán)利要求1所述的中空纖維薄膜接觸器，其中，所述第一墊適合于微濾流體，而所述第二墊適合于超濾所述流體。
20.一種中空纖維薄膜接觸器，其包括多孔中心管，其具有第一端和第二端；圍繞著所述中心管的第一墊，所述第一墊包括具有第一管腔的第一中空纖維薄膜；圍繞著所述中心管的第二墊，所述第二墊包括具有第二管腔的第二中空纖維薄膜；第一管板和第二管板，所述第一管板將所述第一和第二墊固定到所述中心管的第一端上，而所述第二管板將所述第一和第二墊固定到所述中心管的第二端上；殼體，該殼體圍繞著所述各墊，并且被密封到所述各管板上；被固定到所述殼體上的第一端蓋，所述第一端蓋具有第一開口和貫穿的第二開口；被固定到所述殼體上的第二端蓋，所述第二端蓋具有貫穿的第三開口；所述第一管腔在第一管板處是開口的，在第二管板處是封閉的，而所述第二管腔在第二管板處是開口的，在第一管板處是封閉的；所述第一端蓋和所述第一管板之間限定了第一頂端空間，所述第一端蓋的第一開口經(jīng)所述第一頂端空間與所述第一管腔相通，所述第一端蓋的第二開口經(jīng)連接管與所述中心管相通；以及所述第二端蓋和所述第二管板之間限定了第二頂端空間，所述第二端蓋的第三開口經(jīng)所述第二頂端空間與所述第二管腔相通。
21.一種制造中空纖維薄膜接觸器的方法，其包括如下步驟提供多孔中心管；提供第一薄膜墊，其包括具有第一管腔的第一中空纖維薄膜；提供第二薄膜墊，其包括具有第二管腔的第二中空纖維薄膜，其中，所述第一薄膜和所述第二薄膜不同；將所述第一墊和所述第二墊卷繞在所述中心管上；將所述第一墊和所述第二墊鑄封到所述中心管上，從而形成第一管板和第二管板，所述第一管腔在第一管板處是開口的，在第二管板處是封閉的，而所述第二管腔在第二管板處是開口的，而在第一管板處是封閉的；從而形成濾筒；提供殼體；將所述濾筒布置在所述殼體內(nèi)；將所述各管板密封到所述殼體上；提供端蓋；以及將所述各端蓋固定到所述殼體上。
全文摘要
一種中空纖維薄膜接觸器包括多孔中心管、第一墊、第二墊、第一管板、第二管板、殼體和端蓋，其中，第一墊包括第一中空纖維薄膜，第二墊包括第二中空纖維薄膜。第一和第二中空纖維薄膜不同。第一和第二墊圍繞著中心管，而第一和第二管板將第一和第二墊固定到中心管上。第一中空纖維薄膜具有第一管腔，而第二中空纖維薄膜具有第二管腔。第一管腔可以在第一管板處是開口的，在第二管板處是封閉的；而第二管腔可以在第二管板處是開口的，在第一管板處是封閉的。殼體圍繞著第一和第二墊，并且被密封到各管板上。端蓋被固定到殼體上，從而在各管板和各端蓋之間限定出頂端空間。
文檔編號(hào)B01D63/04GK101039737SQ200580035001
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2005年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月15日
發(fā)明者阿密塔瓦·塞古坡塔, 弗蘭克·瓦意埃斯 申請(qǐng)人:賽爾格有限責(zé)任公司