專利名稱：用于螺旋纏繞的分離器組件的中心芯體元件的制作方法
用于螺旋纏繞的分離器組件的中心芯體元件與相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2008年10月17日提交的美國臨時申請No. 61/106，219和2008年11 月5日提交的61/111，366的權(quán)益，它們中的各個通過引用而以其整體結(jié)合在本文中。
背景本發(fā)明包括大體涉及用于分離器組件的中心芯體元件的實施例。在各種實施例中，本發(fā)明涉及用于螺旋流分離器組件的中心芯體元件。本發(fā)明還包括用于制造包括本發(fā)明提供的中心芯體元件的分離器組件的方法。傳統(tǒng)的分離器組件典型地包括設(shè)置在多孔排出導(dǎo)管的周圍的折疊式多層薄膜組件。折疊式多層薄膜組件包括與具有活性表面和鈍化表面的薄膜層的活性表面處于流體接觸的進料載體層。折疊式多層薄膜組件還包括與薄膜層的鈍化表面接觸的滲透物載體層和多孔排出導(dǎo)管。折疊薄膜層結(jié)構(gòu)確保進料載體層和薄膜層之間的接觸，而不會使進料載體層與滲透物載體層或多孔排出導(dǎo)管接觸。在運行期間，使含有溶質(zhì)的進料溶液與多層薄膜組件的進料載體層接觸，進料載體層將進料溶液輸送到薄膜層的活性表面，活性表面會使進料溶液的一部分改性且將該部分作為滲透物輸送到滲透物載體層。進料溶液還用來中斷薄膜層的活性表面處的溶質(zhì)增長，并且將多余的溶質(zhì)輸出多層薄膜組件。滲透物通過滲透物載體層傳入收集滲透物的多孔排出導(dǎo)管中。包括折疊式多層薄膜組件的分離器組件已經(jīng)用于各種流體凈化過程中，包括反滲透、超濾和微量過濾過程。可通過使具有活性表面和鈍化表面的薄膜層的活性表面與進料載體層的兩個表面接觸來制造折疊式多層薄膜組件，薄膜層折疊成以便產(chǎn)生包圍進料載體層的類似口袋的結(jié)構(gòu)。使薄膜層的鈍化表面與一個或多個滲透物載體層接觸，以產(chǎn)生薄膜疊層組件，其中， 折疊薄膜層設(shè)置在進料載體層和一個或多個滲透物載體層之間。各自與至少一個共同的滲透物載體層接觸的多個這種薄膜疊層組件然后纏繞在與該共同的滲透物載體層接觸的傳統(tǒng)多孔排出導(dǎo)管的周圍，以提供包括多層薄膜組件和多孔排出導(dǎo)管的分離器組件。恰當(dāng)?shù)孛芊獗∧くB層組件的邊緣，以防止進料溶液與滲透物載體層直接接觸。包括折疊式多層薄膜組件的分離器組件的嚴(yán)重的缺點在于，對薄膜層進行折疊可導(dǎo)致薄膜功能損失，從而在進料溶液和滲透物載體層之間弓I起不受控制的接觸。因此，存在進一步改進包括一個或多個多層薄膜組件的分離器組件的設(shè)計和制造兩者的需要。尤其是在供人類消耗的水凈化領(lǐng)域中，存在對于既高效又成本有效的更健壯和可靠的分離器組件的非常強烈的需要。簡要描述在一個實施例中，本發(fā)明提供了一種用于分離器組件的中心芯體元件，該中心芯體元件包括至少兩個多孔排出導(dǎo)管，多孔排出導(dǎo)管包括排出通路和一個或多個開口，該一個或多個開口允許多孔排出導(dǎo)管的外表面和排出通路之間有流體連通。此外，中心芯體元件限定了構(gòu)造成以便容納薄膜疊層組件的第一部分的腔體。在另一個實施例中，本發(fā)明提供了一種用于分離器組件的中心芯體元件，其包括兩個多孔排出導(dǎo)管，多孔排出導(dǎo)管包括排出通路和一個或多個開口，該一個或多個開口允
4許多孔排出導(dǎo)管的外表面和排出通路之間有流體連通。此外，中心芯體元件限定了構(gòu)造成以便容納薄膜疊層組件的第一部分的腔體。在又一個實施例中，本發(fā)明提供了一種用于分離器組件的中心芯體元件，該中心芯體元件包括兩個相同的半圓柱體形多孔排出導(dǎo)管，其中，各個多孔排出導(dǎo)管包括排出通路和一個或多個開口，該一個或多個開口允許多孔排出導(dǎo)管的外表面和排出通路之間有流體連通，而且各個多孔排出導(dǎo)管包括兩個間隔件元件，所述間隔件元件限定了構(gòu)造成以便容納薄膜疊層組件的第一部分的腔體。通過參照以下詳細描述，可更容易地理解本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點。附圖簡述當(dāng)參照附圖閱讀以下詳細描述時，本發(fā)明的各種特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解，在附圖中，類似的標(biāo)號在所有圖中可表示類似的部件。

圖1示出了傳統(tǒng)的分離器組件的構(gòu)件及其組裝方法。圖2示出了設(shè)置在本發(fā)明提供的中心芯體元件內(nèi)的薄膜疊層組件。圖3示出了包括本發(fā)明的中心芯體元件的分離器組件。圖4示出了螺旋流反滲透設(shè)備和本發(fā)明提供的構(gòu)件中心芯體元件。圖5示出了使用本發(fā)明提供的中心芯體元件來制造分離器組件的方法。圖6示出了可與包括本發(fā)明提供的中心芯體元件的分離器組件結(jié)合起來使用的可加壓殼體。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多孔排出導(dǎo)管。圖8示出了設(shè)置在本發(fā)明提供的中心芯體元件內(nèi)的薄膜疊層組件。圖9示出了設(shè)置在本發(fā)明提供的中心芯體元件內(nèi)的薄膜疊層組件。圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的中心芯體元件。圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的中心芯體元件。圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的中心芯體元件。圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的中心芯體元件。詳細描述在以下說明和所附的權(quán)利要求書中，將引用若干用語，它們應(yīng)定義為具有以下含義。單數(shù)形式“一”、“一個”以及“該”包括復(fù)數(shù)個所指對象，除非上下文清楚地作出其它表示?！翱蛇x的”或“可選地”的意思是隨后描述的事件或情形可發(fā)生或可不發(fā)生，而且該描述包括事件發(fā)生的情況和事件不發(fā)生的情況。如本文貫穿說明書和權(quán)利要求書所使用的那樣，可應(yīng)用近似語來修飾可容許改變而不會導(dǎo)致其所涉及的基本功能的變化的任何數(shù)量表示。因此，由例如“大約”和“基本”的用語或多個用語修飾的值不限于指定的確切值。在至少一些情況下，近似語可對應(yīng)于用于測量值的儀器的精度。在這里以及貫穿說明書與權(quán)利要求書，范圍限制可組合和/或互換， 這種范圍是確定的且包括其中所含的全部子范圍，除非上下文或語言作出其它表示。如所提到的那樣，本發(fā)明提供了一種用于分離器組件的中心芯體元件，該中心芯體元件包括至少兩個多孔排出導(dǎo)管，所述多孔排出導(dǎo)管包括排出通路和一個或多個開口，該一個或多個開口允許多孔排出導(dǎo)管的外表面和排出通路之間有流體連通；所述中心芯體元件限定了腔體，所述腔體構(gòu)造成以便容納薄膜疊層組件的第一部分。包括薄膜疊層組件的分離器組件的多孔排出導(dǎo)管可為滲透物排出導(dǎo)管或濃縮物排出導(dǎo)管，這取決于多孔排出導(dǎo)管與薄膜疊層組件的哪層或哪幾層接觸。當(dāng)層構(gòu)造成容許流體在不穿過居間薄膜層的情況下從該層轉(zhuǎn)移到(多孔排出)導(dǎo)管中時，該層與該多孔排出導(dǎo)管“接觸”。滲透物排出導(dǎo)管以滲透物可從滲透物載體層傳入滲透物排出導(dǎo)管中的方式與滲透物載體層表面(或在某些實施例中是薄膜層表面)接觸。濃縮物排出導(dǎo)管必須以使得濃縮物可從進料載體層傳入濃縮物排出導(dǎo)管中的方式與進料載體層表面接觸。各個多孔排出導(dǎo)管典型地為沿著分離器組件的長度延伸的多孔管，但是其它構(gòu)造可落在用語多孔排出導(dǎo)管的意思內(nèi)，例如沿著分離器組件的長度延伸的沿縱向開槽的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可為或可不為圓柱形。可用作本發(fā)明提供的中心芯體元件的多孔排出導(dǎo)管的適當(dāng)?shù)亩嗫坠馨ù┛捉饘俟?、穿孔塑料管、穿孔陶瓷管等等。在一個實施例中，多孔排出導(dǎo)管沒有穿孔，但是足夠多孔，以允許流體從或者滲透物載體層或者進料載體層傳入多孔排出導(dǎo)管的內(nèi)部中。從滲透物載體層傳入多孔排出導(dǎo)管中的流體在本文中有時被稱為“滲透物”(或“該滲透物”)， 而多孔排出導(dǎo)管被稱為滲透物排出導(dǎo)管。從進料載體層傳入多孔排出導(dǎo)管中的流體在本文中有時被稱為“濃縮物”(或“該濃縮物”，或簡稱為“鹽水”)，而該多孔排出導(dǎo)管被稱為濃縮物排出導(dǎo)管。在一個實施例中，中心芯體元件包括至少兩個多孔排出導(dǎo)管，其中的各個為多孔半圓柱體形管。在一個備選實施例中，中心芯體元件包括至少兩個多孔排出導(dǎo)管，其中的各個為多孔半八角形管。在另一個實施例中，中心芯體元件包括至少兩個多孔排出導(dǎo)管，其中的各個為多孔半十面體形管。在又一個實施例中，中心芯體元件包括至少兩個滲透物排出導(dǎo)管，其中的各個為多孔半四十面體(tetradecahedron)形管。在一個實施例中，中心芯體元件包括至少兩個多孔排出導(dǎo)管，其中的至少一個為多孔淚珠形管。每次在中心芯體元件中出現(xiàn)時，多孔排出導(dǎo)管可具有相同或不同的形狀。在一個實施例中，中心芯體元件包括具有與存在于同一中心芯體元件中的另一個多孔排出導(dǎo)管不同的形狀的至少一個多孔排出導(dǎo)管。在另一個實施例中，存在于中心芯體元件中的所有多孔排出導(dǎo)管具有相同的形狀。如本文所用，用語“多層薄膜組件”指的是設(shè)置在中心芯體元件的周圍的薄膜疊層組件的第二部分。本文公開的圖2示出了薄膜疊層組件120的第一部分和第二部分031 和23 。在圖2和圖3中顯示的實施例中，多層薄膜組件包括設(shè)置在中心芯體元件的周圍的薄膜疊層組件120的第二部分232。多層薄膜組件包括設(shè)置在包括兩個多孔排出導(dǎo)管18 的中心芯體元件的周圍的一個進料載體層116、兩個滲透物載體層110和兩個薄膜層112， 因為兩個多孔排出導(dǎo)管18與滲透物載體層110接觸，所以它們用作滲透物排出導(dǎo)管。圖3 中描繪的分離器組件300不包括濃縮物排出導(dǎo)管?？赏ㄟ^這樣的方式來制備包括本發(fā)明提供的中心芯體元件的分離器組件將薄膜疊層組件120 (圖2、的第一部分231 (圖幻設(shè)置在本發(fā)明提供的中心芯體元件內(nèi)，以及然后使中心芯體元件旋轉(zhuǎn)，從而將薄膜疊層組件的第二部分232(圖2、纏繞在中心芯體元件的周圍。如本文詳細地公開的那樣，薄膜疊層組件的構(gòu)造以及將薄膜疊層組件設(shè)置在中心芯體元件內(nèi)使得在將薄膜疊層組件纏繞在中心芯體元件的周圍以提供纏繞結(jié)構(gòu)以及在纏繞之后固定薄膜疊層組件的自由端之后，獲得了包括設(shè)置在本發(fā)明提供的中心芯體元件的周圍的多層薄膜組件的分離器組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解在某些情況下在薄膜疊層組件和多層薄膜組件之間的緊密關(guān)系，以及薄膜疊層組件是多層薄膜組件的前身。把薄膜疊層組件看作“未纏繞的”以及把多層薄膜組件看作是“纏繞的”是方便的。但是，應(yīng)當(dāng)強調(diào)，本文定義的多層薄膜組件不限于設(shè)置在中心芯體元件內(nèi)的一個或多個薄膜疊層組件的“纏繞” 形式，因為將薄膜疊層組件的第二部分設(shè)置在中心芯體元件的周圍的其它手段可成為可用的。包括本發(fā)明提供的中心芯體元件的分離器組件可包括多層薄膜組件，該多層薄膜組件包括沿徑向設(shè)置在中心芯體元件的周圍、使得多層薄膜組件的構(gòu)件薄膜層能夠無折疊或折皺的一個或多個薄膜疊層組件的第二部分。在各種實施例中，包括本發(fā)明提供的獨特的中心芯體元件的分離器組件的特征是顯著地比傳統(tǒng)分離器組件中的對應(yīng)的滲透物載體層流徑長度短的滲透物載體層流徑長度。滲透物載體層流徑的長度是影響跨過分離器組件的壓降幅度的重要因素。因此，本發(fā)明提供的許多優(yōu)點之一在于，在選擇有用的運行條件上有更大的自由。如在閱讀本公開之后對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得顯而易見的那樣，本發(fā)明還大體在分離器組件的制造方便性和成本方面提供了重大的優(yōu)點。如所提到的那樣，本發(fā)明提供的中心芯體元件限定了構(gòu)造成以便容納薄膜疊層組件的腔體。在制造包括本發(fā)明提供的中心芯體元件的分離器組件期間，薄膜疊層組件的第一部分設(shè)置在中心芯體元件內(nèi)，而同一薄膜疊層組件的第二部分則纏繞在中心芯體元件的周圍且構(gòu)成多層薄膜組件。薄膜疊層組件和多層薄膜組件兩者包括至少一個進料載體層。 適于用作進料載體層的材料包括進料溶液可流過其中的柔性的類似片材的材料。在某些實施例中，進料載體層構(gòu)造成使得通過該進料載體層的進料溶液發(fā)生這樣的流動該流動沿著分離器組件的軸線從分離器組件的第一表面(“進料表面”)上的點處起(在第一表面上， 進料載體層與進料溶液接觸)，并且在分離器組件的第二表面(“濃縮物表面”)處終止，在第二表面處，濃縮物從進料載體層中出來。進料載體層可包括促進與進料載體層接觸的薄膜層的表面處的湍流的結(jié)構(gòu)，作為防止溶質(zhì)在薄膜表面處過多地聚積(增長)的手段。在一個實施例中，進料載體層由穿孔塑料片材構(gòu)成。在另一個實施例中，進料載體層由穿孔金屬片材構(gòu)成。在又一個實施例中，進料載體層包含多孔復(fù)合材料。在又一個實施例中，進料載體層是塑料織物。在又一個實施例中，進料載體層是塑料篩。進料載體層可由與滲透物載體層相同的材料或與用于滲透物載體層的材料不同的材料構(gòu)成。在包括本發(fā)明提供的中心芯體元件的分離器組件的某些實施例中，進料載體層不與分離器組件的排出導(dǎo)管接觸。在某些實施例中，包括本發(fā)明提供的中心芯體元件的分離器組件的薄膜疊層組件和多層薄膜組件包括單個滲透物載體層。在一個備選實施例中，薄膜疊層組件和多層薄膜組件包括至少兩個滲透物載體層。適于用作滲透物載體層的材料包括滲透物可流過其中的柔性的類似片材的材料。在各種實施例中，滲透物載體層構(gòu)造成使得在包括本發(fā)明提供的中心芯體元件的分離器組件的運行期間，滲透物在螺旋路徑中沿著滲透物載體層流到至少兩個滲透物排出導(dǎo)管其中一個。在一個實施例中，滲透物載體層由穿孔塑料片材構(gòu)成。在另一個實施例中，滲透物載體層由穿孔金屬片材構(gòu)成。在又一個實施例中，滲透物載體層包含多孔復(fù)合物。在又一個實施例中，滲透物載體層是塑料織物。在又一個實施例中，滲透物載體層是塑料篩。在包括多個滲透物載體層的分離器組件中，滲透物載體層可由相同或不同的材料制成，例如一個滲透物載體層可為塑料織物，而另一個滲透物載體層是天然材料， 例如羊毛織物。另外，單個滲透物載體層可沿著通過滲透物載體層的滲透物流徑在不同位置處包含不同的材料。在一個實施例中，例如，本發(fā)明提供了可用于包括滲透物載體層的分離器組件中的中心芯體元件，該滲透物載體層的一部分是聚乙烯織物，而該滲透物載體層的另一部分是聚丙烯織物。在某些實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件可用于包括單個薄膜層的分離器組件中。在某些其它實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件可用于包括至少兩個薄膜層的分離器組件中。適于用作薄膜層的薄膜和材料在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的。例如美國專利 No. 4，277，344公開了一種通過芳族聚胺與聚酰鹵化物的反應(yīng)制備而成的半透性薄膜，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)聚酰鹵化物在旨在脫除鈉陽離子、鎂陽離子和鈣陽離子以及氯陰離子、硫酸鹽陰離子和碳酸鹽陰離子的反滲透系統(tǒng)中是有效的。例如美國專利No. 4，277，344公開了一種通過芳族聚酰鹵化物與雙官能芳族胺反應(yīng)以提供聚合材料制備而成的薄膜，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該聚合材料可用于制備在旨在脫除諸如硝酸鹽的某些鹽的反滲透系統(tǒng)中有效的薄膜層。描述了制備適于在包括本發(fā)明提供的中心芯體元件的分離器組件中用作薄膜層的各種薄膜和材料的許多技術(shù)參考資料對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是已知的。另外，適于在包括本發(fā)明的中心芯體元件的分離器組件的各種實施例中用作薄膜層的薄膜是眾所周知和可廣泛獲得的商用品O在一個實施例中，薄膜層中的至少一個包括功能化(functionalized)表面和未功能化表面。在一個實施例中，薄膜層的功能化表面表示薄膜的活性表面，而薄膜層的未功能化表面表示薄膜的鈍化表面。在一個備選實施例中，薄膜層的功能化表面表示薄膜的鈍化表面，而薄膜層的未功能化表面表示薄膜的活性表面。在各種實施例中，薄膜層的活性表面典型地與進料載體層接觸，并且用來防止或阻礙存在于進料溶液中的一種或多種溶質(zhì)越過薄膜而輸送到滲透物載體層。如本文所用，短語“不接觸”的意思是不“直接接觸”。例如，當(dāng)薄膜疊層組件或多層薄膜組件的兩個層之間存在居間層時，它們不接觸，盡管兩個層是流體連通的，因為一般來說流體可通過該居間層從一個層傳到另一個層。如本文所用，短語“接觸”的意思是“直接接觸”。例如，薄膜疊層組件或多層薄膜組件中的相鄰的層被認為是“接觸”的。類似地， 例如當(dāng)層纏繞在排出導(dǎo)管的周圍時，如果流體可從層傳入排出導(dǎo)管中，則觸到多孔排出導(dǎo)管的表面的層就被認為與多孔排出導(dǎo)管“接觸”。作為進一步的說明，當(dāng)滲透物載體層與滲透物排出導(dǎo)管直接接觸時，例如當(dāng)滲透物載體層纏繞在滲透物排出導(dǎo)管的周圍而在滲透物排出導(dǎo)管的表面和滲透物載體層之間沒有居間層時，滲透物載體層就被認為與滲透物排出導(dǎo)管接觸。類似地，當(dāng)例如滲透物載體層與滲透物排出導(dǎo)管直接接觸且滲透物載體層與進料載體層被薄膜層隔開時，進料載體層被認為不與滲透物排出導(dǎo)管接觸。大體上，進料載體層沒有與滲透物排出導(dǎo)管接觸的點。在一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件可用于其中多層薄膜組件沿徑向設(shè)置在中心芯體元件的周圍的分離器組件中。如本文所用，短語“沿徑向設(shè)置”的意思是包括至少一個進料載體層、至少一個薄膜層和至少一個滲透物載體層的薄膜疊層組件的第二部分以限制在薄膜層中產(chǎn)生折疊或折皺的方式纏繞在包括至少兩個多孔排出導(dǎo)管的中心芯體元件的周圍。通常，薄膜層由于折疊或折皺而變形所達到的程度越大，損害薄膜的活性表面、失去薄膜功能以及薄膜完整性的可能性就越大。包括傳統(tǒng)的中心芯體元件的傳統(tǒng)分離器組件典型地包括高度折疊的多層薄膜組件，其在薄膜層中包括多個折疊。假設(shè)未折疊的薄膜層呈現(xiàn)180度直角，高度折疊的薄膜層就可描述為具有特征為大于約340度的優(yōu)角的折疊。在一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件可用來制備不含有特征為大于340度的優(yōu)角的薄膜層折疊的分離器組件。在一個備選實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件可用來制備不含有特征為大于300度的優(yōu)角的薄膜層折疊的分離器組件。在又一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件可用來制備不含有特征為大于270度的優(yōu)角的薄膜層折疊的分離器組件。在一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件可用來制備用于從水-例如海水或含鹽分的水-中分離出鹽的鹽分離器組件。典型地，分離器組件容納在容許進料溶液和進料載體層之間僅在分離器組件的一個表面(該表面在本文中有時也稱為“進料表面”)處有初始接觸的圓柱形殼體內(nèi)。這典型地通過用例如防止進料溶液與分離器組件的進料表面之外的表面接觸的一個或多個襯墊將分離器組件固定在圓柱形殼體內(nèi)來實現(xiàn)。為了說明這個概念，分離器組件可被認為是具有各自有nr2的表面積的第一表面和第二表面以及有 2 π rh的表面積的第三表面的圓柱體，其中，“r”是由分離器組件限定的圓柱體的半徑，“h” 是該圓柱體的長度?？赏ㄟ^各種手段使分離器組件適貼地裝配到圓柱形殼體中，從而使得從一端進入圓柱形殼體的進料溶液僅遇到分離器組件的第一表面(“進料表面”)，并且在不穿過分離器組件的情況下不接觸分離器組件的第二或第三表面。因此，進料溶液在分離器組件的第一表面上的、進料載體層與進料溶液接觸所處的點處進入分離器組件，薄膜疊層組件的邊緣被密封，以防止?jié)B透物載體層接觸和輸送來自分離器組件的第一表面的進料溶液。在一個實施例中，進料溶液在分離器組件的第一表面處進入分離器組件，并且沿著分離器組件的長度(軸線)行進，在該傳送期間，進料溶液通過其與薄膜層的接觸而改性，進料溶液的一部分(“滲透物”或“該滲透物”)穿過該薄膜層，并且接觸滲透物載體層。認為進料溶液沿軸向流過分離器組件，直到其在分離器組件的第二表面處作為“濃縮物”(有時也稱為鹽水)出現(xiàn)為止，第二表面在本文中有時也稱為“濃縮物表面”。通過分離器組件的這種類型的進料溶液流在本文中有時也稱為“橫向流”，而且當(dāng)參照進料溶液流時，用語“橫向流”可與用語“軸向流”可互換地使用。在一個備選實施例中，進料溶液被通過第三表面引入分離器組件中，在這種情況下，第三表面被稱為“進料表面”。典型地，當(dāng)進料溶液被通過這個“第三表面”引入分離器組件中時，分別沿著螺旋路徑向內(nèi)朝向濃縮物排出導(dǎo)管和滲透物排出導(dǎo)管發(fā)生通過進料載體層的進料溶液的流動和通過滲透物載體層的滲透物的流動。 本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，當(dāng)進料溶液(例如海水)從進料溶液與進料載體層之間的、在分離器組件的進料表面上的初始接觸點起朝向濃縮物表面或濃縮物排出導(dǎo)管行進時，存在于進料載體層中的流體中的鹽的濃度通過與穿過進料載體層的進料溶液接觸的脫鹽薄膜層的作用而被提高，而且到達濃縮物表面或濃縮物排出導(dǎo)管的濃縮物的特征將在于比用作進料溶液的海水更高的鹽濃度?？墒褂蒙厦娴柠}分離器組件實例來說明滲透物排出導(dǎo)管和滲透物載體層的作用和功能。因而，在一個實施例中，分離器組件可用作鹽分離器組件，以用于從水中分離出鹽。 進料溶液，例如海水，與容納在可加壓殼體內(nèi)的圓柱形分離器組件的進料表面接觸。分離器組件構(gòu)造成使得滲透物載體層無法將進料溶液從進料表面輸送到滲透物排出導(dǎo)管。當(dāng)進料溶液穿過進料載體層時，其接觸脫鹽薄膜層，脫鹽薄膜層使包含進料溶液中的一種或多種成分的流體改性且將該流體輸送到滲透物載體層。被脫鹽薄膜層輸送的稱為滲透物(或 “該滲透物”)的這個流體沿著滲透物載體層傳送，直到它到達滲透物載體層的與滲透物排出導(dǎo)管的外部接觸的那部分為止，在這部分處，滲透物從滲透物載體層輸送到滲透物排出導(dǎo)管的內(nèi)部中。通過滲透物載體層的滲透物流被稱為“螺旋流”，因為滲透物趨向于跟隨由滲透物載體層限定的、朝向滲透物排出導(dǎo)管的螺旋路徑。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，當(dāng)進料溶液被改性且通過脫鹽薄膜層輸送到滲透物載體層中時，由于薄膜層的脫鹽作用的原因，滲透物中的鹽的濃度相對于進料溶液降低了。在一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括單個滲透物排出導(dǎo)管和單個濃縮物排出導(dǎo)管的分離器組件中。在一個備選實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括至少兩個滲透物排出導(dǎo)管的分離器組件中。在另一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括至少兩個濃縮物排出導(dǎo)管的分離器組件中。在一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括三個或更多個多孔排出導(dǎo)管的分離器組件中。在另一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括兩個至八個多孔排出導(dǎo)管的分離器組件中。在又一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括2個至6個多孔排出導(dǎo)管的分離器組件中。在另外的又一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括三個至四個多孔排出導(dǎo)管的分離器組件中。在一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括單個進料載體層的分離器組件中。在一個備選實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括多個進料載體層的分離器組件中。在一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于其中進料載體層的數(shù)量在一個層至六個層的范圍中的分離器組件中。在另一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于其中進料載體層的數(shù)量在兩個層至五個層的范圍中的分離器組件中。在又一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于其中進料載體層的數(shù)量在三個層至四個層的范圍中的分離器組件中。在一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括單個滲透物載體層的分離器組件中。在另一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括至少兩個滲透物載體層的分離器組件中。在又一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括兩個至六個滲透物載體層的分離器組件中。在又一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括兩個至五個滲透物載體層的分離器組件中。在另外的又一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括三個至四個滲透物載體層的分離器組件中。在一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括單個薄膜層的分離器組件中。在一個備選實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括至少兩個薄膜層的分離器組件中。在一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括兩個薄膜層至六個薄膜層的分離器組件中。在另一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于包括兩個薄膜層至五個薄膜層的分離器組件中。在又一個實施例中，本發(fā)明提供的中心芯體元件用于其中薄膜層的數(shù)量在三個薄膜層至四個薄膜層的范圍中的分離器組件中。薄膜層的數(shù)量可與需要由包括本發(fā)明的中心芯體元件的分離器組件提供的活性表面積成正比。參照圖1，該圖描繪了傳統(tǒng)分離器組件的構(gòu)件和制造傳統(tǒng)分離器組件的方法。傳統(tǒng)薄膜疊層組件120包括折疊薄膜層112，其中，進料載體層116夾在折疊薄膜層112的兩個半部之間。折疊薄膜層112設(shè)置成使得折疊薄膜層的活性側(cè)(圖中未示出)與進料載體層116接觸。薄膜層112的活性側(cè)在本文中有時被稱為薄膜層的“活性表面”。折疊薄膜層 112被滲透物載體層110包圍，從而使得薄膜層112的鈍化側(cè)(圖中未示出)與滲透物載體層110接觸。薄膜層112的鈍化側(cè)在本文中有時被稱為薄膜層的“鈍化表面”。典型地，粘合性密封劑(未示出)用來使進料載體層與滲透物載體層隔開，并且防止進料溶液(未示出)和滲透物載體層之間的直接接觸。多個薄膜疊層組件120(其中各個滲透物層110連接到與傳統(tǒng)滲透物排出導(dǎo)管118接觸的共同的滲透物載體層111上)例如通過使?jié)B透物排出導(dǎo)管118沿方向122旋轉(zhuǎn)而纏繞在該滲透物排出導(dǎo)管118的周圍，而且所產(chǎn)生的纏繞結(jié)構(gòu)被恰當(dāng)?shù)孛芊?，以便提供傳統(tǒng)分離器組件。傳統(tǒng)滲透物排出導(dǎo)管118包括開口 113，以容許滲透物排出導(dǎo)管通路119和共同的滲透物載體層111之間有流體連通。當(dāng)薄膜疊層組件纏繞在滲透物排出導(dǎo)管118的周圍時，由折疊薄膜層112限定的優(yōu)角接近360度。參照圖2，圖加描繪了在薄膜疊層組件120的設(shè)置在包括兩個多孔排出導(dǎo)管 18 (也稱為滲透物排出導(dǎo)管118，因為它們與滲透物載體層110直接接觸)的中心芯體元件內(nèi)的第一部分231和該薄膜疊層組件120的設(shè)置在中心芯體元件的外部的第二部分232的中點200處的截面圖。薄膜疊層組件的第一部分231隔開了中心芯體元件的多孔排出導(dǎo)管 18 (滲透物排出導(dǎo)管118)。圖2中示出的薄膜疊層組件120包括兩個滲透物載體層110、兩個薄膜層112和單個進料載體層116。包括多孔排出導(dǎo)管18的中心芯體元件沿方向222的旋轉(zhuǎn)提供了圖2b中顯示的部分地纏繞的結(jié)構(gòu)M0。通過使圖加中顯示的組件的中心芯體元件沿方向222旋轉(zhuǎn)經(jīng)過180度的旋轉(zhuǎn)獲得了部分地纏繞的結(jié)構(gòu)M0。薄膜疊層組件120 的纏繞在中心芯體元件的周圍的那個部分(第二部分23 成為完成的分離器組件的多層薄膜組件。通過將薄膜疊層組件的第二部分全部纏繞在中心芯體元件的周圍且固定薄膜疊層組件的端部來獲得分離器組件300(圖幻。注意，在圖3中，多孔排出導(dǎo)管被標(biāo)示為滲透物排出導(dǎo)管118，因為它們與滲透物載體層110直接接觸。參照圖3，該圖描繪了包括本發(fā)明提供的中心芯體元件的分離器組件300的中點處的截面圖。分離器組件300包括包含兩個滲透物排出導(dǎo)管118的中心芯體元件，各個滲透物排出導(dǎo)管118限定了內(nèi)部通路119，內(nèi)部通路119在本文中有時也被稱為排出通路119。 圖3中顯示的中心芯體元件被顯示為限定了容納薄膜疊層組件120(圖2、的第一部分的腔體。薄膜疊層組件包括一個進料載體層116、兩個滲透物載體層110和兩個薄膜層112，薄膜層112設(shè)置在進料載體層116和滲透物載體層110之間。中心芯體元件的滲透物排出導(dǎo)管 118被薄膜疊層組件的第一部分231(圖2a)隔開。薄膜疊層組件的第二部分232 (圖加) 形成設(shè)置在中心芯體元件的周圍的多層薄膜組件。圖3清楚地顯示了進料載體層不與或者滲透物排出導(dǎo)管或者滲透物載體層接觸。薄膜疊層組件120的端部由密封部分316固定。 密封部分316是將最外部的滲透物載體層密封到兩個相鄰的薄膜層112上的密封劑(典型地是可固化的膠水)的橫向線，所述橫向線沿著分離器組件300的長度延伸。圖3中示出的分離器組件300的“第三表面”卷繞在帶340中。圖3中示出的分離器組件300的特征還在于將滲透物載體層110的最內(nèi)端固定到滲透物排出導(dǎo)管118上的橫向密封劑線325。由于存在施用在薄膜層的邊緣與滲透物載體層的附近的密封劑，可防止來自分離器組件300的進料表面(見圖4)的進料溶液由或者滲透物載體層或者薄膜層輸送。典型地，將密封劑施用到薄膜層112的鈍化表面，當(dāng)其與相鄰的滲透物載體層接觸時，密封劑會穿透并且密封滲透物載體層的邊緣。密封劑典型地不穿透薄膜層的活性表面，并且因此不與或者薄膜層 112的活性表面(未示出)或者進料載體層116發(fā)生接觸。各種各樣的粘合性密封劑，例如膠水和/或雙面膠帶可用來使多層薄膜組件的端部固定到彼此上(密封部分316)，將滲透物載體層固定到滲透物排出導(dǎo)管上(橫向密封劑線32 ，以及使薄膜層和滲透物載體層的邊緣在分離器組件的進料表面和濃縮物表面處固定到彼此上(見圖5，方法步驟505，邊緣密封劑元件526)。圖3中的特征還在于在分離器組件300的外表面和多層薄膜組件的最外層之間以及滲透物排出導(dǎo)管和多層薄膜組件的部分之間的間隙328。應(yīng)當(dāng)注意到，圖3中示出的間隙在包括本發(fā)明提供的中心芯體元件的分離器組件的各種實施例中根本不存在，而且另外應(yīng)當(dāng)進一步注意到，為了本論述的目的而夸大了圖3中顯示的間隙328的大小。可通過用間隙密封劑3 填充間隙來消除存在于分離器組件中的任何間隙328。間隙密封劑 326包括可固化的密封劑、粘合性密封劑等等。參照圖4，圖如描繪了包括圖3中示出的分離器組件300且包括本發(fā)明提供的中心芯體元件440的螺旋流反滲透設(shè)備400的側(cè)視圖。螺旋流反滲透設(shè)備400包括通過襯墊 406固定在可加壓殼體405內(nèi)的分離器組件300。襯墊406還防止進料溶液通過分離器組件300的內(nèi)部以外的方式穿過設(shè)備400。可加壓殼體405包括構(gòu)造成以便將進料溶液提供至分離器組件300的進料表面420( “第一表面”)的進料入口 410。經(jīng)編號的元件422表示在運行期間進入分離器組件300中且通過分離器組件300的進料溶液流(未示出)的方向?？杉訅簹んw405包括通過聯(lián)接部件436聯(lián)接到分離器組件300的中心芯體元件440的滲透物排出導(dǎo)管118上的滲透物排出出口 438。方向箭頭439表明在運行期間滲透物流的方向。濃縮物(未示出)在濃縮物表面425處沿方向箭頭似6所表明的方向從分離器組件中出來，并且通過濃縮物排出出口 4 離開可加壓殼體405，濃縮物在運行期間沿方向4 流動。圖4b顯示了本發(fā)明提供的且存在于分離器組件300中的中心芯體元件440的透視圖。在圖4b中示出的實施例中，中心芯體元件440由用作分離器組件300中的滲透物排出導(dǎo)管118的兩個半圓柱體形管442和444組成。在中心芯體元件440的一端445處，滲透物排出導(dǎo)管是封閉的，并且在相對端處，滲透物排出導(dǎo)管是敞開的。(在本公開的各點處， 多孔排出導(dǎo)管的封閉端被稱為元件445。)本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，滲透物排出導(dǎo)管442和 444具有略微不同的結(jié)構(gòu)，并且因此為了本論述的目的而給出了不同的標(biāo)號。因而，滲透物排出導(dǎo)管442在中心芯體元件440的敞開端處包括間隔件元件446，而滲透物排出導(dǎo)管444 在中心芯體元件440的封閉端(44 處包括間隔件元件447。間隔件元件446和447限定了容納如圖2A所示的薄膜疊層組件120的第一部分231的腔體450。滲透物排出導(dǎo)管442 和444中的各個包括開口 113，滲透物可通過開口 113從與滲透物載體層接觸的滲透物排出導(dǎo)管的表面?zhèn)魅霛B透物排出導(dǎo)管的內(nèi)部119(排出通路)中。因為中心芯體元件440的滲透物排出導(dǎo)管在端445處是阻塞的，所以當(dāng)中心芯體元件包括在如圖如中所顯示的那樣使用的分離器組件300內(nèi)時，通過滲透物排出導(dǎo)管的滲透物流沿方向449為單向的。參照圖5，該圖描繪了使用本發(fā)明提供的中心芯體元件來制造圖3中顯示的分離器組件300的方法500。在第一個方法步驟501中，通過這樣的方式形成第一中間組件提供多孔排出導(dǎo)管18 (118)，并且沿著在多孔排出導(dǎo)管的長度上延伸的線325施用膠水珠(未示出)，以及之后將滲透物載體層110布置成沿著線325與未固化的膠水接觸，并且進行固化，以提供所顯示的“第一中間組件”。重復(fù)方法步驟501，以提供與步驟501中顯示的“第一中間組件”基本相同的第二個“第一中間組件”。稱為“多孔排出導(dǎo)管的長度”的多孔排出導(dǎo)管部分對應(yīng)于滲透物載體層的寬度，且對應(yīng)于多孔排出導(dǎo)管的適于與滲透物載體層接觸的那部分。如根據(jù)這個實例和本公開的其它部分顯而易見的那樣，多孔排出導(dǎo)管的長度典型地大于多孔排出導(dǎo)管的適于與滲透物載體層接觸的那部分的長度。而且典型地，多孔排出導(dǎo)管比在包括本發(fā)明提供的中心芯體元件的分離器組件中設(shè)置在多孔排出導(dǎo)管的周圍的多層薄膜組件更長。例如通過設(shè)有開口，例如在圖4中顯示為元件113的那些，多孔排出導(dǎo)管的適于與滲透物載體層接觸的那部分是多孔的。多孔排出導(dǎo)管的不適于與滲透物載體層接觸的那部分可不為多孔的，除非與流動控制元件有關(guān)，例如擋板和開口(這些元件714 和1001在圖7和圖10中特有)。在本發(fā)明的某些實施例中，多孔排出導(dǎo)管的不適于與滲透物載體層接觸的那部分不是多孔的。在第二個方法步驟502中，制備了第二中間組件。具有活性表面(未示出)和鈍化表面(未示出)的薄膜層112放置成與方法步驟501的第一中間組件接觸，從而使得薄膜層112的鈍化表面(未示出)與滲透物載體層110接觸。薄膜層112定位成使其被多孔排出導(dǎo)管18(118)平分，但不與多孔排出導(dǎo)管18(118)接觸。在第三個方法步驟503中，形成了第三中間組件。因此將進料載體層116應(yīng)用到方法步驟502中顯示的第二中間組件上，從而使得進料載體層與薄膜層112的活性表面(未示出)接觸且與其共同伸展。在第四個方法步驟504中，形成了第四中間組件。因此將第二薄膜層112添加到第三中間組件上，并且將第二薄膜層112布置成與進料載體層116接觸，從而使得薄膜層的活性表面(未示出)與進料載體層116接觸，并且第二薄膜層與進料載體層共同伸展。在第五個方法步驟505中，形成了第五中間組件。如方法步驟501中所描繪的第一中間組件連結(jié)到方法步驟504中所描繪的第四中間組件上。方法步驟505中所描繪的第五中間組件的特征是薄膜疊層組件120，該薄膜疊層組件120包括設(shè)置在兩個薄膜層112之間的一個進料載體層，以及兩個滲透物載體層。方法步驟505中顯示的第五中間組件顯示了薄膜疊層組件120的設(shè)置在包括多孔排出導(dǎo)管18(118)的中心芯體元件內(nèi)的第一部分， 以及薄膜疊層組件120的設(shè)置在中心芯體元件的外部的第二部分。在第六個方法步驟506中，邊緣密封劑5 沿著薄膜層112的與滲透物載體層接觸的各個邊緣以縱向線的方式施用，以提供第六中間組件。將邊緣密封劑施用到薄膜層的鈍化表面(未示出)上。邊緣密封劑沿著其邊緣的整個長度滲入相鄰的滲透物載體層。在第七個方法步驟507中，第六中間組件的自由部分(也稱為薄膜疊層組件的“第二部分”)在邊緣密封劑526固化之前纏繞在中心芯體元件的周圍。在邊緣密封劑處于未固化狀態(tài)以允許薄膜疊層組件的層的表面在纏繞過程期間有一些運動自由時，執(zhí)行將薄膜疊層組件的第二部分纏繞在中心芯體元件的周圍。在一個實施例中，作為纏繞步驟的一部分來施用邊緣密封劑526。方法步驟507中顯示的結(jié)構(gòu)(第七中間組件)描繪了在使中心芯體元件旋轉(zhuǎn)過180度之后的方法步驟506中顯示的結(jié)構(gòu)?？赏ㄟ^這樣的方式來完成分離器組件300的制備使中心芯體元件沿方向222旋轉(zhuǎn)，從而將薄膜疊層組件的第二部分纏繞在中心芯體元件的周圍以形成纏繞組件，以及然后固定該薄膜疊層組件的端部?？赏ㄟ^各種手段固定存在于纏繞組件中的薄膜疊層組件的端部，例如通過用帶卷繞由分離器組件限定的圓柱體的“第三表面”，用0形環(huán)固定薄膜疊層組件的端部，將密封劑施用于薄膜疊層組件的端部上，以及類似的手段。薄膜疊層組件的纏繞的第二部分在此實施例中被稱為多層薄膜組件。這個多層薄膜組件被稱為設(shè)置在包括多孔排出導(dǎo)管18(118)的中心芯體元件的周圍。邊緣密封劑526的固化會在分離器組件的進料表面(圖如中顯示的表面420)和濃縮物表面(圖如中顯示的表面42 兩者處有效地密封滲透物載體層和薄膜層112的邊緣，并且除了借助于進料載體層116之外，阻止從進料表面輸送流體。參照圖5c，結(jié)構(gòu)508描繪了在分離器組件的制備期間設(shè)置在本發(fā)明提供的中心芯體元件440內(nèi)的薄膜疊層組件120的透視圖。結(jié)構(gòu)508對應(yīng)于方法步驟506中顯示的第六中間組件。顯示了可固化的邊緣密封劑5 沿著薄膜層112的鈍化表面上的各個縱向邊緣 (存在總共四個這樣的邊緣)而設(shè)置且與滲透物載體層110接觸。中心芯體元件440沿方向222旋轉(zhuǎn)，以提供纏繞結(jié)構(gòu)。然后通過沿著橫向邊緣(存在總共兩個這樣的邊緣)在薄膜層的鈍化表面處施用額外的邊緣密封劑5 來固定存在于纏繞結(jié)構(gòu)的薄膜疊層組件中的自由端。中心芯體元件440包括兩個多孔排出導(dǎo)管18，這些多孔排出導(dǎo)管中的各個包括排出通路119。各個多孔排出導(dǎo)管18呈現(xiàn)半圓柱體形管。間隔件元件446在多孔排出導(dǎo)管 18之間限定了腔體450。各個多孔排出導(dǎo)管上的開口 113允許多孔排出導(dǎo)管的外表面和排出通路之間有流體連通。如所提到的那樣，中心芯體元件440限定了顯示為容納了薄膜疊層組件120的第一部分的腔體450 (見圖5b)。參照圖6，該圖描繪了用于制造圖4中顯示的螺旋流反滲透設(shè)備400的可加壓殼體 405，螺旋流反滲透設(shè)備400包括本發(fā)明提供的中心芯體元件440?？杉訅簹んw405包括可加壓殼體的可脫開的第一部分601和可加壓殼體的可脫開的第二部分602?？山柚谟糜趯?01固定到602上的螺紋603以及與螺紋603互補的螺紋604來連結(jié)第一部分601和第二部分602。將可加壓殼體的可脫開的第一部分固定到可加壓殼體的可脫開的第二部分上的其它手段包括使用搭扣在一起的元件、膠粘、捆扎、夾持以及類似的手段。參照圖7，該圖描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多孔排出導(dǎo)管18。多孔排出導(dǎo)管18限定(包括)通路119，通過119在一端處被通路阻塞元件712阻塞。多孔排出導(dǎo)管還限定(包括)進料控制腔體710、進料控制擋板714、間隔件元件446和447、滲透物排出導(dǎo)管中的開口 113，以及適用于固定0形環(huán)的凹槽716。在一個實施例中，兩個多孔排出導(dǎo)管18提供限定了腔體450的中心芯體元件440，薄膜疊層組件120的第一部分可設(shè)置到腔體450中。在一個實施例中，多孔排出導(dǎo)管18連結(jié)成使得第一多孔排出導(dǎo)管18的間隔件元件446和447與第二多孔排出導(dǎo)管18的間隔件元件446和447對準(zhǔn)。薄膜疊層組件120 的第二部分纏繞在包括多孔排出導(dǎo)管18的中心芯體元件的周圍。在一個實施例中，多孔排出導(dǎo)管18的適于與滲透物載體層或進料載體層接觸的那部分比多孔排出導(dǎo)管的包括開口 113的區(qū)段略微更長。包括包含兩個多孔排出導(dǎo)管18的中心芯體元件的分離器組件300可插入可加壓殼體405(圖6)中，從而使得進料控制腔體710最靠近進料入口 410。在運行期間，進料溶液可通過進料入口 410被引入進料控制腔體710中。當(dāng)進料控制腔體被充滿時，多余的進料從進料控制擋板714中出來，且接觸分離器組件的進料表面。進料控制腔體 710的目的之一是防止進料溶液和進料表面之間有不受控制的接觸，尤其是在起動時。適用于固定0形環(huán)的凹槽716可用來在一端處連結(jié)多孔排出導(dǎo)管，并且還用來固定分離器組件 300和聯(lián)接部件436(見圖4a)之間的聯(lián)接。參照圖8，數(shù)字800描繪了設(shè)置在本發(fā)明提供的中心芯體元件440內(nèi)的一對薄膜疊層組件120的中點處的截面圖，該中心芯體元件包括三個多孔排出導(dǎo)管18。如圖8中所顯示的那樣，各個多孔排出導(dǎo)管是滲透物排出導(dǎo)管118。如圖所示，薄膜疊層組件120包括第一部分801和第二部分802。通過這樣的方式提供分離器組件使中心芯體元件沿方向222旋轉(zhuǎn)以提供纏繞結(jié)構(gòu)，以及密封薄膜疊層組件的端部。參照圖9，數(shù)字900描繪了設(shè)置在本發(fā)明提供的包括四個多孔排出導(dǎo)管18的中心芯體元件440內(nèi)的一對薄膜疊層組件120的中點處的截面圖。如圖9中顯示的那樣，多孔排出導(dǎo)管中的各個為滲透物排出導(dǎo)管118。通過這樣的方式提供分離器組件使中心芯體元件沿方向222旋轉(zhuǎn)以提供纏繞結(jié)構(gòu)，并且密封薄膜疊層組件的端部，以及使在薄膜疊層組件的邊緣和端部上使用的邊緣密封劑固化。參照圖10，數(shù)字440描繪了本發(fā)明的中心芯體元件的三維視圖。中心芯體元件440 包括兩個相同的多孔排出導(dǎo)管18，并且限定了可容納薄膜疊層組件120的第一部分的腔體 450。除了圖10中示出的多孔排出導(dǎo)管18包括鄰近進料控制擋板714的進料控制孔1001 之外，中心芯體元件440的構(gòu)件多孔排出導(dǎo)管18與圖7中示出的那個基本相同。中心芯體元件440包括阻塞端445和敞開端，在運行期間，滲透物或濃縮物沿方向449從該敞開端出來。在一個實施例中，用語“阻塞端”用來指示各個多孔排出導(dǎo)管排出通路119被阻塞元件 712阻塞，從而使得進入排出通路的流體可僅在與阻塞端相對的端部處離開滲透物排出導(dǎo)管。在備選實施例中，用語“阻塞端”或“封閉端”指的是多孔排出導(dǎo)管的不包括例如進料控制腔體710的封閉端445。但是，在圖10中顯示的實施例中，各個多孔排出導(dǎo)管包括進料控制腔體710。此外，當(dāng)圖10中顯示的中心芯體元件440用于分離器組件300中時，滲透物載體層110可設(shè)置在用作滲透物排出導(dǎo)管118的任何多孔排出導(dǎo)管18的周圍，從而使得沒有滲透物進入進料控制腔體710。參照圖11a，該圖描繪了本發(fā)明的中心芯體元件440的三維立體圖。該中心芯體元件與圖10中示出的那個相同。圖lib描繪了圖Ila的中心芯體元件的側(cè)視圖。圖Ilc提供了圖1 Ia的中心芯體元件的“敞開端”的放大圖。參照圖12，圖12d描繪了本發(fā)明的可用于分離器組件中的中心芯體元件440。中心芯體元件440包括三個多孔排出導(dǎo)管18 ；兩個多孔排出導(dǎo)管18具有圖12a中顯示的結(jié)構(gòu)， 而第三多孔排出導(dǎo)管具有圖12c中顯示的結(jié)構(gòu)。圖12所呈現(xiàn)的實例的中心芯體元件440 可用來制備本文公開的分離器組件。例如，圖8顯示了圖12d的中心芯體元件440，其中，兩個薄膜疊層組件120設(shè)置在由中心芯體元件限定的腔體內(nèi)。圖12中顯示的多孔排出導(dǎo)管 18中的兩個是經(jīng)修改的半圓柱體(圖1 )，其包括排出通路119(在圖12a中不可見)、與滲透物排出通路119連通的開口 113 (未示出)、間隔件元件446，以及適用于固定0形環(huán)的凹槽716。通路119沿著多孔排出導(dǎo)管18的長度延伸，在此實例中，其在端445處封閉。兩個多孔排出導(dǎo)管18連結(jié)，以便形成其中開口 113和排出通路119可見的部分結(jié)構(gòu)1210 (圖 12b)。開口 113允許滲透物或濃縮物從滲透物或濃縮物載體層流入排出通路119中。部分結(jié)構(gòu)1210另外限定了容納第三多孔排出導(dǎo)管18 (圖12c)和兩個薄膜疊層組件120 (例如如圖8中顯示的那樣構(gòu)造的薄膜疊層組件)兩者的腔體450。第三多孔排出導(dǎo)管18 (圖12c) 可插入中間結(jié)構(gòu)1210的腔體450中，以形成如圖12d中顯示的中心芯體元件440。第三多孔排出導(dǎo)管18 (圖12c)包括排出通路119。通過第三多孔排出導(dǎo)管18 (圖12c)的排出通路119的滲透物或濃縮物的流動沿方向1232(見圖12c和12d)進行。在圖12中示出的實施例中，除了借助于排出通路119(圖12c)的中心通道之外，第一多孔排出導(dǎo)管和第二多孔排出導(dǎo)管18(圖12b)的封閉端445防止?jié)B透物或濃縮物離開第三多孔排出導(dǎo)管。如所提到的那樣，第一多孔排出導(dǎo)管和第二多孔排出導(dǎo)管18(圖12a、12b和12c)在端445處被阻塞，而且通過由第一多孔排出導(dǎo)管和第二多孔排出導(dǎo)管限定的排出通路119的滲透物或濃縮物的流動限于方向1234(圖12b和12d)。參照圖13，圖13a描繪了本發(fā)明的可用于分離器組件中的中心芯體元件440。中心芯體元件440包括四個多孔排出導(dǎo)管18，它們構(gòu)造成使得在包括該中心芯體元件的分離器組件的運行期間，通過多孔排出導(dǎo)管中的兩個的排出通路的流沿一個方向，而其余兩個多孔排出導(dǎo)管的排出通路的流沿相反的方向。圖13a中示出的中心芯體元件440包括各自包括兩個多孔排出導(dǎo)管18的兩個相同的中心芯體元件構(gòu)件1300(圖13b)。在圖13b中從兩個視點示出了中心芯體元件構(gòu)件1300。在第一個視點中，從兩個多孔排出導(dǎo)管18的封閉端445看中心芯體元件構(gòu)件1300。包括中心芯體元件構(gòu)件1300的多孔排出導(dǎo)管18在形狀上是“四分之一圓柱體”，并且包括開口 113和排出通路119。排出通路119共用由阻塞部件1305限定的公共離開腔體1308。圖13b中示出的中心芯體元件構(gòu)件1300的其它特征包括適用于固定0形環(huán)的凹槽716。不像其中0形環(huán)被說明為將一個中心芯體元件構(gòu)件固定到另一個上的實施例，在圖13中特有的實施例中，由于存在凹槽716而想到的0形環(huán)主要意圖將中心芯體元件440固定到分離器組件300的另一個構(gòu)件上，例如反滲透設(shè)備的可加壓殼體的聯(lián)接部件446。在一個實施例中，在中心芯體元件構(gòu)件1300的多孔排出導(dǎo)管 18之間的間隙1309在封閉端445處比在該中心芯體元件構(gòu)件的敞開端處略微更窄。在這種情況下，中心芯體元件構(gòu)件1300的多孔排出導(dǎo)管18略微朝向彼此偏置。當(dāng)兩個這種中心芯體元件構(gòu)件1300聯(lián)接在一起形成中心芯體元件440時，多孔排出導(dǎo)管的這個略微偏置就用來使兩個中心芯體元件構(gòu)件彼此固定，而不需要額外的固定機構(gòu)，例如0形環(huán)。圖13c示出了制造圖13中示出的中心芯體元件440的方法1310。首先，提供一對相同的中心芯體元件構(gòu)件1300。在第一個方法步驟1311中，接合中心芯體元件構(gòu)件1300 的封閉端。在第二、第三和第四個方法步驟(1312-1314)中，中心芯體元件構(gòu)件1300逐步接合，以提供其中中心芯體元件構(gòu)件充分接合的中心芯體元件440。在一個實施例中，本發(fā)明提供了用于制備鹽分離器組件的中心芯體元件，鹽分離器組件包括包含至少兩個滲透物排出導(dǎo)管且不包含濃縮物排出導(dǎo)管的中心芯體元件，并且包括包含至少一個進料載體層、至少兩個滲透物載體層和至少兩個脫鹽薄膜層的薄膜疊層組件，脫鹽薄膜層設(shè)置在進料載體層和滲透物載體層之間。薄膜疊層組件的第一部分設(shè)置在中心芯體元件內(nèi)且使?jié)B透物排出導(dǎo)管彼此分隔開。薄膜疊層組件的第二部分形成設(shè)置在中心芯體元件的周圍的多層薄膜組件。進料載體層不與任何滲透物排出導(dǎo)管接觸且不與滲透物載體層接觸。滲透物載體層各自與滲透物排出導(dǎo)管中的至少一個接觸。在一個實施例中，包括本發(fā)明提供的中心芯體元件的鹽分離器組件包括沿徑向設(shè)置在中心芯體元件的周圍的多層薄膜組件。鹽分離器組件可包括具有功能化表面和未功能化表面的脫鹽薄膜層。在一個實施例中，鹽分離器組件包括包含三個或更多個多孔排出導(dǎo)管的中心芯體元件。在另一個實施例中，鹽分離器組件包括三個或更多個滲透物載體層。在又一個實施例中，鹽分離器組件包括多個進料載體層，而且在一個備選實施例中，鹽分離器組件包括三個或更多個脫鹽薄膜層。在又一個實施例中，本發(fā)明提供了用于制備包括(a)可加壓殼體和(b)分離器組件的螺旋流反滲透薄膜設(shè)備的中心芯體元件。分離器組件包括包含至少一個進料載體層、 至少兩個滲透物載體層和至少兩個薄膜層的薄膜疊層組件，進料載體層設(shè)置在兩個薄膜層之間。進料載體層不與滲透物載體層接觸。在一個實施例中，分離器組件包括包含至少兩個滲透物排出導(dǎo)管且不包含濃縮物排出導(dǎo)管的中心芯體元件。薄膜疊層組件的第一部分構(gòu)造成使得其分開滲透物排出導(dǎo)管。薄膜疊層組件的第二部分形成設(shè)置在中心芯體元件的周圍的多層薄膜組件。進料載體層不與滲透物排出導(dǎo)管接觸。滲透物載體層與滲透物排出導(dǎo)管中的至少一個接觸且不與進料載體層接觸?？杉訅簹んw包括構(gòu)造成以便將進料溶液提供至分離器組件的進料表面的至少一個進料入口?？杉訅簹んw包括聯(lián)接到滲透物排出導(dǎo)管上的至少一個滲透物排出出口，以及聯(lián)接到分離器組件的濃縮物表面上的至少一個濃縮物排出出口?？杉訅簹んw可由適當(dāng)?shù)牟牧匣蚨喾N材料制成。例如，可加壓殼體可由聚合物、不銹鋼或它們的組合制成。在一個實施例中，可加壓殼體由透明的塑料材料制成。在另一個實施例中，可加壓殼體由透明的無機材料-例如玻璃制成。可通過各種各樣的方法來制造本發(fā)明提供的中心芯體元件，例如通過注射模制、 吹塑，以及本領(lǐng)域普通技術(shù)人員眾所周知的模制技術(shù)，例如蛤殼注射模制技術(shù)、披覆模制技術(shù)(over molding)和氣體輔助模制技術(shù)。本發(fā)明提供的中心芯體元件可由任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥桑?，由于強度和低成本的組合的原因，熱塑性塑料-例如聚乙烯可為優(yōu)選的。前述實例僅是說明性的，其用來示出本發(fā)明的僅一些特征。所附權(quán)利要求書意圖如構(gòu)想到的那樣寬泛地要求保護本發(fā)明，而且本文呈現(xiàn)的實例示出了選自多種的所有可行實施例的實施例。因此，申請人的意圖是所附權(quán)利要求書不是由用來示出本發(fā)明的特征的所選實例限制的。如權(quán)利要求書中所用，詞語“包括”及其語法變型在邏輯上還界定 (subtend)和包括了范圍變化和不同的短語，諸如(例如但不限于此)“基本包含”和“包含”。在必要的地方提供了范圍，那些范圍包括它們之間的所有子范圍。預(yù)期在這些范圍中的變化將由具有本領(lǐng)域中的普通技術(shù)的實踐者想到，并且在還未貢獻給公眾時，那些變化在可能時應(yīng)當(dāng)被理解為由所附權(quán)利要求書所覆蓋。還預(yù)期到，科學(xué)和技術(shù)的進步將使得由于語言的不精確性的原因而在現(xiàn)在未構(gòu)想到的等效物和替代物可行，并且這些變化在可能時也應(yīng)當(dāng)被理解為由所附權(quán)利要求書所覆蓋。
權(quán)利要求
1.一種用于分離器組件的中心芯體元件，包括至少兩個多孔排出導(dǎo)管，所述多孔排出導(dǎo)管包括排出通路和容許所述多孔排出導(dǎo)管的外表面與所述排出通路之間的流體連通的一個或多個開口；所述中心芯體元件限定了腔體，所述腔體構(gòu)造成以便容納薄膜疊層組件的第一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中心芯體元件，其特征在于，所述多孔排出導(dǎo)管中的至少一個是多孔半圓柱體形管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中心芯體元件，其特征在于，所述多孔排出導(dǎo)管中的至少一個選自由多孔半八角形管、多孔半十面體形管和多孔半四十面體形管組成的組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中心芯體元件，其特征在于，全部所述多孔排出導(dǎo)管具有相同的形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中心芯體元件，其特征在于，所述多孔排出導(dǎo)管中的至少兩個具有不同的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中心芯體元件，其特征在于，所述中心芯體元件包括具有淚珠形狀的多孔排出導(dǎo)管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中心芯體元件，其特征在于，所述中心芯體元件包括至少三個多孔排出導(dǎo)管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中心芯體元件，其特征在于，所述中心芯體元件包括至少四個多孔排出導(dǎo)管。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的中心芯體元件，其特征在于，所述中心芯體元件包括四個多孔排出導(dǎo)管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中心芯體元件，其特征在于，所述腔體被由所述多孔排出導(dǎo)管所包括的間隔件元件限定。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中心芯體元件，其特征在于，所述多孔排出導(dǎo)管中的至少一個包括阻塞元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中心芯體元件，其特征在于，所述多孔排出導(dǎo)管中的至少一個包括流動控制元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中心芯體元件，其特征在于，所述多孔排出導(dǎo)管包括適于固定0形環(huán)的一個或多個凹槽。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中心芯體元件，其特征在于，所述中心芯體元件限定了構(gòu)造成以便容納薄膜疊層組件的第一部分的至少兩個腔體。
15.一種用于分離器組件的中心芯體元件，包括兩個多孔排出導(dǎo)管，所述多孔排出導(dǎo)管包括排出通路和容許所述多孔排出導(dǎo)管的外表面與所述排出通路之間的流體連通的一個或多個開口；所述中心芯體元件限定了腔體，所述腔體構(gòu)造成以便容納薄膜疊層組件的第一部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的中心芯體元件，其特征在于，所述多孔排出導(dǎo)管中的各個是多孔半圓柱體形管。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的中心芯體元件，其特征在于，所述腔體被由所述多孔排出導(dǎo)管所包括的間隔件元件限定。
18.一種用于分離器組件的中心芯體元件，包括 四個相同的四分之一圓柱體形的多孔排出導(dǎo)管，各個多孔排出導(dǎo)管包括排出通路和容許所述多孔排出導(dǎo)管的外表面與所述排出通路之間的流體連通的一個或多個開口， 所述多孔排出導(dǎo)管限定兩個腔體，所述腔體中的各個構(gòu)造成以便容納薄膜疊層組件的第一部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的中心芯體元件，其特征在于，各個多孔排出導(dǎo)管在一端處被阻塞。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的中心芯體元件，其特征在于，所述中心芯體元件包括兩個相同的中心芯體元件構(gòu)件，所述中心芯體元件構(gòu)件中的各個包括兩個多孔排出導(dǎo)管和公共的離開腔體。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可用于凈化流體的分離器組件-例如可用于對海水脫鹽的分離器組件的中心芯體元件。本發(fā)明提供的中心芯體元件包括至少兩個多孔排出導(dǎo)管(18)，其中，各個多孔排出導(dǎo)管包括排出通路和一個或多個開口，該一個或多個開口允許在多孔排出導(dǎo)管的外表面和排出通路之間有流體連通。中心芯體元件限定了腔體，薄膜疊層組件(110，112，116)的第一部分可設(shè)置到該腔體中。在制備包括本發(fā)明提供的中心芯體元件的分離器組件時，薄膜疊層組件的第二部分形成設(shè)置在中心芯體元件的周圍的多層薄膜組件。還提供了一種用于鹽分離器組件和螺旋流反滲透裝置的中心芯體元件。
文檔編號B01D63/10GK102186568SQ200980141558
公開日2011年9月14日 申請日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者P·P·博尚, D·D·馬施克, D·J·埃爾諾, M·K·奎曼 申請人:通用電氣公司