本發(fā)明涉及過濾組合件，其包含一或多個過濾模塊，該過濾模塊固定到容器內(nèi)的隔板。

背景技術(shù)：

常見的一種類型的過濾組合件包含儲槽或容器，其容置從共用隔板固定的一或多個過濾模塊。板片將容器分隔成兩個腔室，其中第一腔室被調(diào)適用于接收加壓的供液，第二腔室被調(diào)適用于接收從第一腔室通過過濾器模塊傳遞的滲透物。過濾器模塊可以包含端蓋，端蓋通過隔板中的孔固定，從而使得模塊懸浮于浸沒在供液中的第一腔室。WO2014/009047US7083726、US5525220、US5209852和US477547中說明了過濾組合件的代表性實例，這些代表性實例以引用的方式并入本文中。端蓋與隔板之間的互連件必須不透流體，以便將加壓的供液與滲透物隔離。文獻中說明了各種用于將端蓋連接和密封到隔板的裝置，其中包含使用專用端蓋，(例如)縮減連接件(WO2014/009047)和帶有螺栓的壓板(US477547)。在多個實施例中，各個過濾器模塊的長度大于1m，直徑大于0.1m。在給定過濾器模塊的大小和重量以及在儲槽內(nèi)的有限接入空間的情況下，模塊的安裝和周期性更換既費時又費力。需要一種用于將端蓋固定到隔板的更簡單的裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明利用一種可旋轉(zhuǎn)保持環(huán)將過濾器模塊的端蓋固定到容器的隔板。在優(yōu)選實施例中，本發(fā)明包含一種過濾組合件(10)，其包含：

i)容器(12)，其包括隔板(14)，隔板(14)將容器(12)分隔成第一腔室(16)和第二腔室(18)，

其中所述隔板(14)包含至少一個圓柱形孔口(20)，圓柱形孔口(20)穿過該隔板并且包括：外部區(qū)段(22)，其鄰近于第二腔室(18)并且具有直徑(d₁)和至少一個徑向向外延伸的狹槽(28)；內(nèi)部區(qū)段(24)，其鄰近于第一腔室(16)并且具有直徑(d₂)；以及保持凹槽(26)，其位于內(nèi)部區(qū)段(24)與外部區(qū)段(22)之間，并且具有直徑(d₃)，并且其中d₃>d₁>d₂；

ii)過濾器模塊(30)，其包括：

分離介質(zhì)，其沿著軸線(X)在相反末端(34，36)之間延伸，以及端蓋(40)，其位于分離介質(zhì)的一個末端(34)，并且包含具有外徑(D₁)的圓柱形底座(42)和具有外徑(D₂)的遠側(cè)環(huán)狀輪緣(44)；其中：d₃>d₁>D₂>d₂>D₁并且端蓋(40)安放在孔口(20)內(nèi)，并且分離介質(zhì)延伸到容器(12)的第一腔室(16)中；以及

iii)保持環(huán)(46)，其位于保持凹槽(26)內(nèi)并且包含至少一個突片(48)，突片(48)徑向向外延伸并與保持凹槽(26)接合，以防止保持環(huán)(46)的移除軸向，其中保持環(huán)(46)可在保持凹槽(26)內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以準(zhǔn)許突片(48)與狹槽(28)對準(zhǔn)，和將保持環(huán)(46)從保持凹槽(26)中軸向移除。

附圖說明

附圖并未按比例繪制并且包括理想化視圖以便于描述?？赡軙r，在整個圖式和書面說明中使用相同的編號來指示相同或相似的特征。

圖1是本發(fā)明的一實施例的橫截面圖。

圖2是本發(fā)明的包含隔板(14)、過濾器模塊、端蓋(40)和保持環(huán)(46)在內(nèi)的組件的放大部分剖示透視圖。

圖3是圖2的分解圖。

圖4是沿著圖3中的線4-4獲得的橫截面圖。

圖5是沿著圖1中的線5-5獲得的橫截面圖，其示出了任選的環(huán)鎖定特征(54)。

圖6是本發(fā)明的一實施例的橫截面圖。

圖7A是沿著圖6中的線7-7獲得的橫截面圖。

圖7B是沿著圖7A中的線7B-7B獲得的橫截面圖。

具體實施方式

本發(fā)明包含圖1中總體上示出的過濾組合件(10)，其包含容器(12)。容器的形狀和構(gòu)造不受特別限制，但是圓柱形配置更適合于高壓應(yīng)用。容器(12)優(yōu)選地包含幾個端口，其被調(diào)適用于允許流體進入和離開，還有任選的通氣器和可移除蓋子或開口以提供對容器內(nèi)部的接入功能。組合件(10)包含隔板(14)，隔板(14)將容器(12)分隔成第一腔室(16)和第二腔室(18)。如本領(lǐng)域中已知，還可使用額外的隔板，其將容器進一步分割成額外的腔室(例如參照WO2014/009047)。隔板(14)包含至少一個孔，即穿過隔板的圓柱形孔口(20)，圓柱形孔口(20)在第一腔室(16)與第二腔室(18)之間提供通道。如圖2中最好地示出，孔口(20)包含階梯式內(nèi)周邊，階梯式內(nèi)周邊包含鄰近于第二腔室(18)的具有直徑(d₁)的外部區(qū)段(22)和至少一個徑向向外延伸的狹槽(28)。孔口(20)進一步包含鄰近于第一腔室(16)的具有直徑(d₂)的內(nèi)部區(qū)段(24)，以及位于內(nèi)部區(qū)段(24)與外部區(qū)段(22)之間的具有直徑(d₃)的保持凹槽(26)。如圖4中最好地示出，各種直徑的關(guān)系優(yōu)選地是d₃>d₁>d₂?？卓?20)可包括在板片(14)中鉆出或者在板片(14)中模制的通道，或者與通過板片固定(例如焊接、膠合、沖壓等)的嵌件(如圖2和圖3中所示)結(jié)合的孔。

雖然示出的組合件(10)包含多個過濾器模塊(30)，但是可使用單一過濾器模塊。過濾器模塊(30)優(yōu)選地包含伸長形狀(例如圓柱形)的殼體(32)，該殼體(32)沿著軸線(X)在相反末端(34，36)之間延伸。殼體限定內(nèi)部腔室(38)，其中容納著分離介質(zhì)(未圖示)。雖然分離介質(zhì)可以具有多種形狀，(例如)顆粒、粉末等，并且用于多種功能，(例如)吸附劑、離子交換介質(zhì)、螯合劑等，但是膜基介質(zhì)是優(yōu)選的。在特別優(yōu)選的實施例中，分離介質(zhì)是一個隔膜，該隔膜可以用多種材料制造成多種配置，(例如)卷繞螺旋形、中空纖維、毛細管、平盤和管狀隔膜模塊或“元件”。代表性半透膜包含由以下材料制成的半透膜：各種陶瓷、金屬、纖維素、聚砜、聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚烯烴等。隔膜可能適合用于多種多樣的應(yīng)用，包含但不限于：微過濾(MF)、超過濾(UF)、納米過濾(NF)和逆滲透(RO)。在優(yōu)選實施例中，模塊包含多個半透中空纖維隔膜。中空纖維隔膜的平均孔徑優(yōu)選地是從0.01到5微米，并且更優(yōu)選地是從0.01到0.10微米。在未示出的一個實施例中，多個半透中空纖維隔膜軸向地定向。中空纖維的末端借助于眾所周知的“灌封”技術(shù)從內(nèi)部腔室密封，其中中空纖維的一個或兩個末端保持打開并且與一或多個外部腔室流體連通。在未示出的替代實施例中，模塊不包含殼體。在此實施例中，分離介質(zhì)在模塊的末端(34，36)之間延伸并且可以直接暴露于供液。這些配置在隔膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)中是常見的，其中軸向延伸的中空纖維的一個或兩個末端被灌封以形成管件組，該管件組收容在端蓋或“頭端”內(nèi)。

端蓋(40)位于模塊(30)的一個末端(34)處，并且包含具有外徑(D₁)的圓柱形底座(42)和具有外徑(D₂)的遠側(cè)環(huán)狀輪緣(44)。如圖3中最好地示出，底座(42)的直徑(D₁)優(yōu)選地小于輪緣(44)的直徑(D₂)，即D₂>D₁。

殼體(32)(如果使用的話)和端蓋(40)可以由多種多樣的材料構(gòu)成，(例如)塑料、陶瓷、金屬等，然而，在一組優(yōu)選實施例中，殼體和端蓋由諸如聚氯乙烯(PVC)或丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)之類的可注射成型塑料制成。

過濾器模塊(30)可以通過如下方式安裝在容器(12)內(nèi)：將模塊的第二末端(36)穿過孔口(20)從第二腔室(18)插入到第一腔室(16)中，直到端蓋(40)安放在孔口(20)內(nèi)，并且它的圓柱形底座(42)同心地位于孔口(20)的內(nèi)部區(qū)段(24)內(nèi)，并且模塊(30)的分離介質(zhì)和殼體(如果使用的話)延伸到第一腔室(16)中。本文所使用的術(shù)語“安放”是指機械或壓力接合。模塊的重量可以提供充分的力以安放端蓋。替代地，在各個部分的直徑彼此的公差很小的例子中，可以使用壓配布置。在優(yōu)選實施例中，端蓋(40)的輪緣(44)與內(nèi)周邊的一或多個表面接合，其中包含孔口(20)內(nèi)的一個或兩個水平和豎直表面。例如，在優(yōu)選實施例中，端蓋(40)和孔口(20)的各種直徑的關(guān)系如下：d₃>d₁>D₂>d₂>D₁，由此提供前述接合?？梢栽诙松w(40)的接合表面與包含孔口(20)內(nèi)的一個或兩個水平和豎直表面的內(nèi)周邊之間設(shè)置O形環(huán)或其它密封裝置。例如，在圖2和圖3中示出的實施例中，端蓋(40)的底座(42)包含用于接收O形環(huán)的環(huán)形凹槽(45，45')。還可使用許多替代布置。

如圖2所示，通過在保持凹槽(26)內(nèi)安設(shè)保持環(huán)(46)，可以將過濾器模塊(30)的端蓋(40)鎖定或固定到合適位置中。保持環(huán)(46)包含至少一個突片(48)并且優(yōu)選地包含多個突片(48)，這些突片圍繞其周邊間隔開并且徑向向外延伸。突片(48)的尺寸不受特別限制并且將取決于具體應(yīng)用，(例如)取決于所使用的過濾器模塊的尺寸。在優(yōu)選實施例中，突片(48)的寬度是從5到30mm，更優(yōu)選的是從8到20mm，甚至更優(yōu)選的是從10到15mm。在此背景下，突片(48)的“寬度”是指垂直于徑向方向的尺寸。突片(48)的徑向朝向?qū)?yīng)于圍繞孔口(20)的外部區(qū)段(22)設(shè)置的狹槽(28)的徑向朝向。如彎曲箭頭所示，保持環(huán)(46)可在保持凹槽(26)內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以準(zhǔn)許突片(48)與狹槽(28)對準(zhǔn)。一旦對準(zhǔn)，可以將保持環(huán)(46)從保持凹槽(26)中軸向移除。反向地執(zhí)行這些步驟會將模塊(30)重新緊固在位，使片(48)與保持凹槽(26)接合以防止軸向移動。在優(yōu)選實施例中，保持環(huán)(46)具有外徑(D₃)并且d₁>D₃>d₂。雖然保持環(huán)(46)可以由多種材料(例如塑料、金屬等)沖壓、模制或鑄造，環(huán)優(yōu)選地是剛性的，使得在從保持凹槽(26)中移除期間它的外徑(D₃)保持相對不變。也就是說，保持環(huán)(46)不是充當(dāng)彈簧型固持夾，在彈簧型固持夾中，夾片在安裝和移除期間被徑向偏置。

圖4和圖5示出了任選的環(huán)鎖定機構(gòu)，該環(huán)鎖定機構(gòu)包括孔(50)，孔(50)的位置穿過突片(48)，孔(50)可以與隔板(14)中的相應(yīng)的孔(52)對準(zhǔn)。孔(50，52)適于收容銷釘(54)，銷釘當(dāng)通過對準(zhǔn)孔(50)插入時能防止保持環(huán)(46)旋轉(zhuǎn)。移除銷釘(54)則準(zhǔn)許保持環(huán)(46)旋轉(zhuǎn)?？墒褂枚喾N其它鎖定裝置。

本發(fā)明的保持環(huán)準(zhǔn)許容易在過濾器組合件上安裝和從過濾器組合件上移除過濾器模塊，并且無需旋轉(zhuǎn)模塊，而且無需使用專用端蓋、工具等。在其它實施例中，可以使用專用工具以便于安裝或拆卸保持環(huán)。

圖6和圖7A至圖7B示出了本發(fā)明的另一個實施例，其中隔板(14)包含多個緊密布置的孔口(20)。各個孔口(20)的狹槽(28)彼此偏移，使得各個孔口(20)的外部區(qū)部(22)的直徑(d₁)可以布置成極為接近，(例如)在25mm、10mm或甚至1mm以內(nèi)。這種布置允許容器(12)內(nèi)包含更多的過濾器模塊。