CN107206326A - 用于膜组件的固定装置和相关方法 - Google Patents

Abstract

一种过滤组件，所述过滤组件包括膜外壳和设置于所述外壳中的至少一个膜固定装置。每个膜固定装置具有延伸自固定装置内表面的多个膜固定构件，并且每个膜固定装置在所述膜固定构件之间具有膜开口。所述过滤组件还包括多个陶瓷膜，每个陶瓷膜从第一膜端部部分延伸至第二膜端部部分，并且每个第一膜端部部分设置于所述膜开口的一者中，其中所述模固定构件将所述膜固定于其中。

Description

用于膜组件的固定装置和相关方法

优先权要求

本申请要求美国临时申请No.62/100,400的优先权，所述临时申请提交于2015年1月6日。本临时申请的全部内容据此以引用方式并入本文。

技术领域

本文实施例涉及具有固定装置的膜组件和相关方法。

背景技术

在制造过滤模块组件的过程中，组件可能经历大范围的温度，其可影响组件内的个体部件和其在领域中的性能。此外，对过滤组件具有重要密封要求，该密封要求在组装期间也可受影响。需要一种改进的制造过滤组件的方法。

发明内容

过滤组件包括膜外壳和设置于外壳中的至少一个膜固定装置。每个膜固定装置具有延伸自固定装置内表面的多个膜固定构件，并且每个膜固定装置在膜固定构件之间具有膜开口。过滤组件还包括多个陶瓷膜，每个陶瓷膜从第一膜端部部分延伸至第二膜端部部分，并且每个第一膜端部部分设置于膜开口的一者中，其中模固定构件将膜固定于其中。

用于制备过滤组件的方法包括将一个或多个膜放置于至少一个固定装置内，该至少一个固定装置包括一个或多个膜固定构件和外密封部分。该方法还包括将一个或多个膜设置于一个或多个膜固定构件之间，和灌封一个或多个膜。

附图说明

在下文所提出的实施例的详细描述中，参考附图，其中：

图1示出了根据一个或多个实施例的膜组件的透视图。

图2A示出了根据一个或多个实施例的膜环形物的透视图。

图2B示出了根据一个或多个实施例的膜固定装置的侧视图。

图2C示出了根据一个或多个实施例的沿着2C-2C截取的膜固定装置的剖视图。

图3A示出了根据一个或多个实施例的过滤系统的俯视图。

图3B示出了根据一个或多个实施例的过滤系统的剖视图。

图4A示出了根据一个或多个实施例的过滤系统的分解顶视图。

图4B示出了根据一个或多个实施例的过滤系统的侧视图。

图5A示出了根据一个或多个实施例的膜环形物的透视图。

图5B示出了根据一个或多个实施例的膜固定装置的侧视图。

图5C示出了根据一个或多个实施例的沿着5C-5C截取的膜固定装置的剖视图。

图6A示出了根据一个或多个实施例的具有膜固定装置的端盖的底视图。

图6B示出了根据一个或多个实施例的具有膜固定装置的端盖的剖视图。

参考所列附图，在下文对这些实施例进行详细描述。

具体实施方式

在下述具体实施方式中，参考构成了说明书的一部分的附图，在附图中通过说明的方式示出了实施例可以付诸实践的具体实施例。这些实施例被充分详细地描述以允许本领域的技术人员实践本发明，并且应当理解，其它实施例可以其它方式付诸实践。下述具体实施方式不应以限制意义来理解，并且本发明的范围由附属权利要求书和其等同物限定。

这些实施例涉及膜组件100，膜组件100例如可用于过滤组件101中(诸如图3A、图3B、图4A、图4B所示)以用于流体处理和/或分离应用，例如以在水处理厂中处理水。在一个或多个实例中，过滤组件101可加载于水盆中，用于膜生物反应器，用于废物汇流，或用于其它应用。

过滤组件101包括膜组件100和外壳115。外壳115将膜组件101接纳于其中。外壳115从第一外壳端部延伸至第二外壳端部，并且在一个或多个实施例中，包括其中的端口。这些端口允许将密封材料设置于其中。外壳115的端部可以用端盖118(图6A、图6B)来密封。外壳115部分地由外部外壳表面114和内部外壳表面116限定。

图1所示的膜组件100包括一个或多个膜120。在一个或多个实施例中，膜120包括一个或多个陶瓷膜。在一个或多个实施例中，膜组件100包括一个或多个细长膜、管状膜、平坦膜或平板膜。一个或多个膜从第一膜端部部分121延伸至第二膜端部部分123。

过滤组件还包括至少一个固定装置，诸如至少一个膜固定装置150(图2A至图2C)。在一个或多个实施例中，膜固定装置150具有大致环形形状，该大致环形形状部分地由尺寸r限定，其中r为固定装置150的半径。膜固定装置150还由环形内表面和环形外表面限定，诸如环形外密封表面。

至少一个固定装置150还可选地包括密封部分154。在一个或多个实施例中，密封部分154包括例如用于O型环或弹性体的凹槽。还可包括密封件，诸如弹性密封件。在一个或多个实施例中，可包括各种形状的密封件，诸如锥形密封件、楔形密封件、O型环、L形密封件、U型杯，等等。还可包括多个密封件配置。密封表面还可位于外壳中以及固定装置150上。

膜固定装置150设置于外壳115中。在一个或多个实施例中，第一膜固定装置150设置于第一外壳端部处，并且第二膜固定装置150设置于第二外壳端部处。在一个或多个实施例中，膜固定装置150被密封至外壳115，诸如密封至内部外壳表面和/或密封至外部外壳表面。

固定装置150包括一个或多个膜固定构件152。膜固定构件152处于环形物的内径内，如图1所示。每个固定装置150具有延伸自环形内表面的多个膜固定构件152，其中膜固定构件152由长度164限定。

在一个或多个实施例中，膜固定构件152各自包括膜固定装置的弦杆(chord)，其中膜固定构件152各自从膜固定装置的第一侧延伸至膜固定装置的第二侧以形成由固定装置所表示的圆形物的弦杆，如图2A至图2C所示。例如，长度164由膜固定装置150的弦杆限定。

在一个或多个实施例中，膜固定构件152从膜固定装置150的内表面部分地向外延伸，诸如图5A和图5B所示。例如，每个膜固定构件152包括第一固定构件171和第二固定构件173，第一固定构件171和第二固定构件173朝向彼此设置于膜固定装置的相对侧上，如图5B所示。在一个或多个实施例中，第一膜固定构件和第二膜固定构件具有长度164，长度164小于膜固定装置的内表面的半径。

在一个或多个实施例中，固定构件152彼此隔开并且在其间具有开口165。开口165由开口长度166限定。在一个或多个实施例中，膜固定构件152隔开和/或成角度以允许膜在膜组件的组装期间在其间滑动。在一个或多个实施例中，固定构件152彼此平行。在一个或多个实施例中，膜固定构件152的主平面162垂直于固定装置150的端部平面170，并且膜固定构件152具有整体平坦平面形状。构件152将膜固定于其中并且保持这些膜以允许适当灌封。在一个或多个实施例中，包括裙边，如图6A所示。

至少一个固定装置150可通过例如模制、印刷、压印或加工由热塑性材料制备。在一个或多个实施例中，固定装置150由填充玻璃和/或陶瓷材料形成。这在制造或使用期间将有助于温度波动期间的化学和结构稳定性，因为温度可浮动100°F以上。

本文还公开了一种用于形成过滤组件的方法。该方法包括组装膜组件，组装膜组件包括将一个或多个膜放置于固定装置中，例如膜固定构件中。在一个或多个实施例中，将固定构件放置于平坦表面上，并且将膜设置于固定构件之间。该方法还可选地包括将密封构件放置于固定装置的密封部分附近、之上或之中。此外，插入灌封材料。在一个或多个实施例中，将固定构件从膜的底部部分抬升数英寸，然后向下滑动。

在一个或多个实施例中，用于制备过滤组件的方法包括将至少一个膜固定装置在至少一个外壳端部附近设置于外壳中；将一个或多个膜放置于至少一个膜固定装置内，膜固定装置具有多个膜固定构件，每个膜固定装置在膜固定构件和外密封部分之间具有膜开口；其中将一个或多个膜放置于至少一个膜固定装置内包括将一个或多个膜设置于一个或多个膜固定构件之间和设置于膜开口中。该方法还包括以一个或多个膜固定构件保持一个或多个膜，和灌封一个或多个膜。

该方法的一些可选项如下。例如，该方法还可选地包括将至少一个膜固定装置密封至外壳。在一个或多个实施例中，将至少一个固定装置设置于外壳中包括将第一膜固定装置设置于外壳的第一端部附近，和将第二膜固定装置设置于外壳的第二端部附近。在另一个选项中，将一个或多个膜放置于至少一个膜固定装置内包括将一个或多个膜设置于一个或多个膜固定构件之间，该一个或多个膜固定构件彼此平行并且从膜固定装置的第一侧连续地延伸至膜固定装置的第二侧。在又一个选项中，将一个或多个膜放置于至少一个膜固定装置内包括将一个或多个膜设置于一个或多个膜固定构件之间，该一个或多个膜固定构件包括第一固定构件和第二固定构件，该第一固定构件和该第二固定构件朝向彼此设置于膜固定装置的相对侧上。

该组件有利于元件组装的简便性，并且将元件固定在一起，有助于控制温度膨胀，并且将有利于标准外壳中元件用量的下降。固定装置在灌封期间将膜或板保持于适当位置，在灌封期间包含灌封材料，当使用预定热塑性材料和填充材料时有助于控制收缩和伸展。此外，固定装置提供用于保持密封件的部位，并且提供密封表面。另外，固定装置容纳锥形密封件。

固定装置与陶瓷膜对准并且允许组件被有效地组装和密封。固定装置提供了控制伸展和收缩的益处并且有利于将膜元件外部密封至外壳的壁，该固定装置在外壳中操作。用于分离料流的密封件克服了标准外壳中的内径公差问题。

这些实施例已特别参考其某些实施例进行详细地描述，但是应当理解，尤其对本领域的技术人员来将，可在这些实施例的范围内做出变型和修改。应当指出的是，说明书的不同部分所讨论或不同附图中所提到的实施例或其部分可进行组合以形成本发明的额外实施例。因此，本发明的范围应参考附属权利要求书连同该权利要求书所授权的等同物的完整范围进行确定。

Claims (16)

1.一种组件，包括：

膜外壳，所述膜外壳从第一外壳端部延伸至第二外壳端部，所述膜外壳具有外部外壳表面和内部外壳表面；

设置于所述外壳中的至少一个膜固定装置，所述至少一个膜固定装置设置于所述外壳的第一端部或第二端部的至少一者处，所述膜固定装置具有环形内表面和环形外密封表面；

每个膜固定装置具有延伸自所述环形内表面的多个膜固定构件，每个膜固定装置在所述膜固定构件之间具有膜开口；

多个陶瓷膜，每个所述陶瓷膜从第一膜端部部分延伸至第二膜端部部分；和

每个第一膜端部部分设置于其中一个所述膜开口中，其中所述膜固定构件将所述膜固定于其中。

2.根据权利要求1所述的组件，其中所述至少一个膜固定装置包括第一膜固定装置和第二膜固定装置，所述第一膜固定装置和所述第二膜固定装置分别设置于所述外壳的所述第一端部处和所述外壳的所述第二端部处。

3.根据权利要求1所述的组件，其中每个膜固定构件为所述膜固定装置的弦杆，所述膜固定构件从所述膜固定装置的第一侧延伸至所述膜固定装置的第二侧，形成所述弦杆。

4.根据权利要求1所述的组件，其中每个膜固定构件具有主平面并且所述膜固定构件具有整体平坦的平面形状。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的组件，所述组件还包括密封件，所述密封件设置于所述膜固定装置的外部部分上。

6.根据权利要求5所述的组件，其中所述密封件设置于所述膜固定装置的所述外部部分上的凹陷部中。

7.根据权利要求1所述的组件，其中每个膜为平坦膜。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的组件，其中所述膜固定构件彼此平行。

9.根据权利要求1-2、5-8中任一项所述的组件，其中每个膜固定构件包括第一固定构件和第二固定构件，所述第一固定构件和所述第二固定构件朝向彼此地设置于所述膜固定装置的相对侧上。

10.根据权利要求9所述的组件，其中所述第一膜固定构件和所述第二膜固定构件从所述膜固定装置的所述内表面延伸小于所述膜固定装置的半径的距离。

11.一种用于制备过滤组件的方法，所述方法包括：

将至少一个膜固定装置在至少一个外壳端部附近设置于外壳中；

将一个或多个膜放置于至少一个膜固定装置内，所述膜固定装置具有多个膜固定构件，每个膜固定装置在所述膜固定构件和外密封部分之间具有膜开口；

其中将所述一个或多个膜放置于所述至少一个膜固定装置内包括将所述一个或多个膜设置于所述一个或多个膜固定构件之间并设置于所述膜开口中；

以所述一个或多个膜固定构件保持所述一个或多个膜；和

灌封所述一个或多个膜。

12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括将所述至少一个膜固定装置密封至所述外壳。

13.根据权利要求11所述的方法，其中将至少一个固定装置设置于所述外壳中包括将第一膜固定装置设置于所述外壳的第一端部附近，和将第二膜固定装置设置于所述外壳的第二端部附近。

14.根据权利要求11所述的方法，其中将所述一个或多个膜放置于所述至少一个膜固定装置内包括将所述一个或多个膜设置于所述一个或多个膜固定构件之间，所述一个或多个膜固定构件彼此平行并且从所述膜固定装置的第一侧连续地延伸至所述膜固定装置的第二侧。

15.根据权利要求11所述的方法，其中将所述一个或多个膜放置于所述至少一个膜固定装置内包括将所述一个或多个膜设置于所述一个或多个膜固定构件之间，所述一个或多个膜固定构件包括第一固定构件和第二固定构件，所述第一固定构件和所述第二固定构件朝向彼此设置于所述膜固定装置的相对侧上。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一膜固定构件和所述第二膜固定构件从所述膜固定装置的所述内表面延伸小于所述膜固定装置的半径的距离。