本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于過濾流體介質(zhì)的過濾元件，其包括圓筒狀的剛性多孔襯底；該襯底具有縱向的中心軸線（A），并包括待過濾的流體介質(zhì)能夠經(jīng)此流動(dòng)的多個(gè)通道以便在襯底的外圍得到濾液，設(shè)置在襯底中的所述通道平行于襯底的中心軸線（A）并限定由連續(xù)的多孔區(qū)彼此分隔開的至少三個(gè)同心的過濾區(qū)。本發(fā)明專利技術(shù)的特征在于，最靠近中心軸線（A）的多孔區(qū)（Z1）的平均厚度小于最靠近襯底（1）的外圍的多孔區(qū)（Zn-1）的平均厚度；并且從襯底的中心軸線（A）朝向襯底的外圍延伸，一個(gè)多孔區(qū)的平均厚度等于或小于下一個(gè)多孔區(qū)的平均厚度。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及利用過濾元件進(jìn)行切向分離的
，所述過濾元件適用于確保待處理的流體介質(zhì)中所包含的分子或顆粒物的分離。本專利技術(shù)的主題尤其涉及新式的過濾元件，其包括剛性多孔的支架，在支架中設(shè)置有用于待過濾流體的循環(huán)的通道，所述支架具有原始的幾何結(jié)構(gòu)。本專利技術(shù)的主題特別有益地應(yīng)用于納米過濾、超過濾、微細(xì)過濾、過濾或者反向滲透的領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
在本領(lǐng)域中，由管狀或平面狀的支架制備的多種過濾元件是已知的。尤其是，已經(jīng)提出多種管式的過濾元件，其包括以無機(jī)材料例如陶瓷制成的多孔支架，在該多孔支架 中設(shè)有一系列通道。這種支架可設(shè)有ー個(gè)或多個(gè)例如以無機(jī)材料形成的分離層，這些無機(jī)材料沉積在每個(gè)循環(huán)通道的表面上，所述循環(huán)通道連接到一起并且通過燒結(jié)而連接到支架上。所述(分離)層允許調(diào)整過濾元件的過濾性能。在管狀過濾元件的領(lǐng)域中，剛性多孔支架具有細(xì)長(zhǎng)的形狀并具有直邊形截面(最通常是多邊形截面)或者圓形截面。已經(jīng)提出了、特別是由本申請(qǐng)人提出了許多種支架，其包括多個(gè)通道，這些通道彼此平行并且平行于多孔支架的縱向軸線。例如，在由CERASIV申請(qǐng)的公開號(hào)為W09307959的專利申請(qǐng)中、由CORNING申請(qǐng)的公開號(hào)為EP0780148的專利申請(qǐng)中、由ORELIS申請(qǐng)的公開號(hào)為W000/29098的專利申請(qǐng)中以及本申請(qǐng)人的公開號(hào)為EP0778073和EP0778074的專利中，描述了多種包括一系列非圓形通道的過濾元件。例如，在公開號(hào)為W09307959的專利申請(qǐng)中，圖3是ー種支架的剖視圖，其中，多個(gè)通道被設(shè)置為平行干支架的中心軸線。這些通道限定三個(gè)過濾區(qū)，這三個(gè)過濾區(qū)同心地分布并且彼此由圖I中以附圖標(biāo)記“Z’/’和“Z’2”表示的連續(xù)的多孔區(qū)分隔開。當(dāng)運(yùn)行時(shí)，這些通道的ー側(cè)與用于待處理的流體介質(zhì)的入口室連通，并且這些通道的另ー側(cè)與出口室連通。通道的表面最常見地沿從通道的一個(gè)所謂入口端到另ー個(gè)所謂出口端的給定方向，覆蓋有至少ー個(gè)分離層，該分離層確保在通道內(nèi)部循環(huán)的流體介質(zhì)中所包含的分子或顆粒物的分離。所述過濾元件借助篩效應(yīng)，來實(shí)現(xiàn)待處理的產(chǎn)品中的分子或微粒類物質(zhì)的分離，所有的顆粒物或分子只要直徑大于其所接觸的過濾元件的區(qū)域中的孔，就會(huì)被保留下來。在分離期間，流體的移動(dòng)通過支架以及可選地通過ー個(gè)或多個(gè)分離層(如果存在的話)來進(jìn)行，而且該流體散布到支架的多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)并被引向多孔支架的外表面。待處理的流體中，穿過分離層和多孔支架的那部分被稱為“滲透液”或“濾液”，并且在圍繞過濾元件的收集室中被回收。本申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所述支架受到強(qiáng)應(yīng)カ(這被認(rèn)為是由在過濾操作期間所施加的壓カ而導(dǎo)致的)，并且支架的結(jié)構(gòu)中的ー些點(diǎn)會(huì)成為薄弱點(diǎn)。特別地，申請(qǐng)人已經(jīng)估算了前述類型的支架內(nèi)存在的應(yīng)カ場(chǎng)，并且已經(jīng)證明最大應(yīng)カ沿著從支架的中心朝向外側(cè)離開的方向増加。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
因此，出于對(duì)提高過濾元件的性能水平的渴望，本專利技術(shù)的申請(qǐng)人提出一種新穎的支架幾何結(jié)構(gòu)，以優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)提出的過濾元件的機(jī)械性能。在本說明書的語(yǔ)境中，本專利技術(shù)涉及一種用于流體介質(zhì)的過濾的過濾元件，其包括圓筒狀的剛性多孔支架；該支架具有縱向的中心軸線，并且包括用于待過濾的流體介質(zhì)的循環(huán)的多個(gè)通道以在支架的外圍收集濾液；所述通道在支架中被設(shè)置成平行干支架的中心軸線并且限定至少三個(gè)過濾區(qū)，這些過濾區(qū)同心地分布并且由連續(xù)的多孔區(qū)彼此分隔開，其特征在于，最靠近中心軸線的多孔區(qū)的平均厚度小于最靠近支架的外圍的多孔區(qū)的平均厚度，并且沿著從支架的中心軸線朝向支架的外圍離開的方向，ー個(gè)多孔區(qū)的平均厚度等于或小于下ー個(gè)多孔區(qū)的平均厚度。每個(gè)多孔區(qū)處于兩個(gè)過濾區(qū)之間，每個(gè)過濾區(qū)包括ー個(gè)或多個(gè)通道。尤其是可將每個(gè)連續(xù)的多孔區(qū)定義為，沿著從支架的中心朝向外圍離開的方向，被包含在一個(gè)過濾區(qū)的外包絡(luò)線與鄰近的過濾區(qū)的內(nèi)包絡(luò)線之間的區(qū)域。為了定義內(nèi)包絡(luò)線，一個(gè)過濾區(qū)的通道的最低點(diǎn)(也稱為內(nèi)點(diǎn)或向心點(diǎn))被視為是該通道的最靠近多孔支架的中心的那個(gè)點(diǎn)。因此，內(nèi)包絡(luò)線被認(rèn)為是將同一個(gè)過濾區(qū)中的每個(gè)通道的最低點(diǎn)連接到一起的曲線，該曲線在每個(gè)通道的最低點(diǎn)與該通道的壁相切。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，對(duì)于多個(gè)過濾區(qū)中的每個(gè)過濾區(qū)而言，同一個(gè)過濾區(qū)中的每個(gè)通道的最低點(diǎn)位于ー個(gè)圓上，該圓的中心是支架的中心，并且該圓對(duì)應(yīng)于內(nèi)包絡(luò)線。為了定義外包絡(luò)線，一個(gè)過濾區(qū)的通道的最高點(diǎn)(也稱為外點(diǎn)或離心點(diǎn))被視為是該通道的距多孔支架的中心最遠(yuǎn)的那個(gè)點(diǎn)。因此，外包絡(luò)線被認(rèn)為是將同一個(gè)過濾區(qū)中的每個(gè)通道的最高點(diǎn)連接到一起的曲線，該曲線在每個(gè)通道的最高點(diǎn)與該通道的壁相切。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，對(duì)于多個(gè)過濾區(qū)中的每個(gè)過濾區(qū)而言，同一個(gè)過濾區(qū)中的每個(gè)通道的最高點(diǎn)位于ー個(gè)圓上，該圓的中心是支架的中心，并且該圓對(duì)應(yīng)于外包絡(luò)線。多孔區(qū)的“平均厚度”的意思是算術(shù)平均值。根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的ー個(gè)變例，多孔區(qū)可具有恒定厚度。根據(jù)ー個(gè)特定的實(shí)施例(在以下附圖中詳細(xì)地示出)，界定每個(gè)多孔區(qū)的外包絡(luò)線和內(nèi)包絡(luò)線被定義為是兩個(gè)同心圓，因此每個(gè)多孔區(qū)具有恒定厚度。至于申請(qǐng)?zhí)枮閃09307959的專利申請(qǐng)的圖3中示出的支架，每個(gè)多孔區(qū)Z’ i和Z’ 2也由兩個(gè)同心圓界定，但是與本專利技術(shù)相反，如圖I中可看到的，其多孔區(qū)的厚度大于多孔區(qū)Z’2的厚度。如果過濾區(qū)是由圓形的單個(gè)中心通道形成的，則內(nèi)包絡(luò)線和外包絡(luò)線合并，而且對(duì)應(yīng)于通道的輪廓線。由于在相鄰的(或者連續(xù)的)過濾區(qū)之間具有明顯的邊界，即在兩個(gè)相鄰的過濾區(qū)之間沒有混合或重合部分，所以多孔區(qū)被說成是連續(xù)的。換言之，一個(gè)過濾區(qū)的通道甚至不能部分地處于相鄰的過濾區(qū)的兩個(gè)通道之間。根據(jù)以下將要詳細(xì)描述的特定實(shí)施例，根據(jù)本專利技術(shù)的過濾元件可具有以下ー個(gè)或另ー個(gè)特征，或者具有這些特征的任意結(jié)合-具有不同平均厚度的兩個(gè)相鄰的連續(xù)多孔區(qū)之間的平均厚度以I.01到3. 00的因數(shù)，且優(yōu)選以I. 10到I. 70的因數(shù)改變；-最靠近該支架的外圍的多孔區(qū)的平均厚度與最靠近中心軸線的多孔區(qū)的平均厚 度之間的比值處于I. I到6的范圍內(nèi)，優(yōu)選處于I. 2到2. 5的范圍內(nèi)。因此，與多孔區(qū)的數(shù)量有關(guān)，兩個(gè)連續(xù)的多孔區(qū)之間的厚度的變化將被選擇為達(dá)到所述比值。-將支架的外表面與最靠近支架的外表面的過濾區(qū)分隔開的外圍區(qū)的平均厚度大于將最靠近支架的外表面的過濾區(qū)與相鄰的過濾區(qū)分隔開的多孔區(qū)的平均厚度；-具有多個(gè)通道的同一個(gè)過濾區(qū)中的各通道全都是相同的；-該支架包括単獨(dú)限定過濾區(qū)的例如圓形的中心通道；-在每個(gè)過濾區(qū)中存在的通道的個(gè)數(shù)沿著從支架的中心朝向支架的外圍離開的方向增加； -該支架具有圓形或多邊形的截面；-各通道的表面覆蓋有至少ー個(gè)無機(jī)過濾層；-至少兩個(gè)過濾區(qū)對(duì)應(yīng)于包括多個(gè)通道的過濾冠狀部(couronnede filtration,過濾環(huán))，并且過濾冠狀部中的這些通道通過允許滲透液通過的多孔的分隔部而被分隔開；-多孔區(qū)在支架的中心是同心的；-過濾區(qū)僅僅由一個(gè)單獨(dú)限定過濾區(qū)的中心圓形通道以及一系列過濾區(qū)構(gòu)成，每個(gè)過濾區(qū)對(duì)應(yīng)于一個(gè)過濾冠狀部；該過濾冠狀部包括多個(gè)通道，并且該過濾冠狀部中的這些通道通過允許滲透液經(jīng)過的多孔的分隔部而被分隔開，這些過濾冠狀部相對(duì)于中心通道同心地分布；-如果存在過濾冠狀部，則這些過濾冠狀部可具有ー個(gè)或另ー個(gè)以下特征或者這些特征的任意組合穿流分隔部的寬度在同一個(gè)冠狀部中相同，并且本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：P·萊斯科舍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：高技術(shù)與膜工業(yè)公司，
類型：
國(guó)別省市：
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