液體回收過濾器的制造方法
【專利摘要】一種用于回收殘存在過濾元件的內芯中的已過濾液體的液體回收過濾器組件。在多種實施方式種，每種實施方式包括通過流體與過濾內芯連通的通氣或噴吹口或通道。通氣或噴吹口在過濾操作完成后開啟，以打破在其它端口關閉時形成的液封或密封。對于具有在過濾器組件下延伸的下游通道的實施方式，這使得已過濾液體從下游或出口通道流出過濾內芯，從而能夠回收在過濾操作之后殘存在過濾內芯中的液體。其它實施方式具有布置在過濾器上方的過濾器出口，并包括從過濾內芯延伸的下游排放口。在這些實施方式中，在通氣或噴吹口開啟時，利用下游排放口回收已過濾液體。
【專利說明】液體回收過濾器
[0001]對相關申請的引用
[0002]本專利申請要求于2012年4月30日提交的美國專利申請13/460，583的優先權，該專利申請的內容通過完整引用結合在此。
【技術領域】
[0003]本發明總體上涉及過濾裝置和系統，尤其涉及一種液體回收過濾器組件，該液體回收過濾器組件具有入口和出口、以及通氣和噴吹口，用于在過濾操作之后從過濾器外殼和封閉的過濾器排出和回收未過濾和已過濾的液體。
【背景技術】
[0004]為了清潔和凈化各種氣體和液體，人們開發了無數的過濾裝置和系統。需要極高質量過濾的一個領域是藥品制造領域，在該領域中，在許多藥品和藥劑的制造過程中涉及許多不同的液體。這些不同的液體的生產成本常常相當高，因此，為了在制造過程中以無菌的方式回收這種液體，使回收的液體能夠重用，人們做出了許多努力。
[0005]用于回收這種液體的一種途徑是利用各種過濾器組件。液體流過過濾器組件，從封閉的過濾元件的下游或出口側回收凈化的液體。在所使用的一種過濾元件中，雖然其它過濾元件構造當然也是可行的，但是過濾元件通常具有大體上呈環形的構造，未過濾的液體從外側流過過濾元件和過濾材料進入中空內筒。這種過濾器構造的一個問題是，在更換過濾元件時，在過濾器外殼或殼體內的過濾元件中仍殘留有一定量的經過凈化和過濾的液體，并且在過濾器外殼內和過濾元件外仍殘留有未過濾的液體。如上所述，這些液體常常很寶貴，在定期拆卸和更換過濾元件和/或整個過濾器組件時若丟棄這些液體，則隨著時間的推移，會導致損失相當多的寶貴的可重用液體。
[0006]去除殘存的已過濾和未過濾液體的一種途徑是向系統中引入加壓氣體，迫使液體從過濾器組件流出。這種途徑雖然很有效，但是由于用于特定應用(例如用于制藥應用)的過濾材料的起泡點較高，因此會發生問題。具有0.1和0.2微米左右孔隙尺寸的過濾材料具有較高的起泡點，需要使用較高的氣體壓力來排出液體。引入高壓氣體例如可能導致過濾元件從其附著點分離，或者導致過濾元件破裂，造成未過濾和已過濾的液體在下游混合，損害過濾液的預定無菌性能，因而可能使過濾元件和過濾組件的物理和功能完整性受損。另夕卜，對于采用倒鉤型軟管連接器的組件，在引入較高壓力的氣體時，可能發生軟管破裂或軟管與倒鉤型連接器分離。
[0007]需要一種提供以無菌方式從過濾裝置去除寶貴的已過濾和未過濾液體的手段的過濾回收系統。還需要一種允許使用較低壓力的氣體有效地去除殘存的已過濾和未過濾液體并同時保持過濾器組件內的上游和下游液體的無菌性的過濾回收系統。在下文的
【發明內容】
部分中所述的液體回收過濾器裝置能夠解決這些問題和其它問題。
【發明內容】
[0008]本文中所揭示的液體回收過濾器組件包括許多實施方式，每個實施方式都包括過濾器外殼或殼體，該外殼或殼體中包含過濾元件。所有實施方式都具有延伸至殼體的上游或入口側中的入口、以及從內芯延伸(對于某些過濾元件構造)或從過濾元件的下游部分延伸的出口。術語“入口”、“入口側”、”上游”、“上游側”和類似術語都指位于裝置的入口部分的過濾器組件部分或腔體，即，在過濾器外殼或殼體和在過濾器組件的操作過程中含有未過濾液體的過濾元件的外表面之間。術語“出口 ”、“出口側”、“下游”、”下游側”和類似術語都指位于過濾元件的內芯中(對于具有內芯的過濾元件)或位于含有在過濾器組件的操作過程中已流過過濾元件的已過濾液體的過濾元件下游端或下游側的過濾器組件腔體。過濾元件在組件的上游或入口側和下游或出口側之間形成透液性阻擋層。因此，所有液體必須從過濾器組件的指定入口穿過過濾元件到達指定出口。
[0009]過濾器外殼或殼體具有上游或入口側通氣或噴吹口或通道、以及上游或入口側泄放口或通道。這兩個上游端口或通道允許從過濾器殼體或外殼的外層部分排出未過濾的液體，即，還未從過濾器的上游或入口側流過過濾元件到達下游或出口側的液體。
[0010]每個液體回收過濾器實施方式還包括下游或出口側通氣或噴吹口或通道，該通氣或噴吹口或通道通過液體與過濾元件的內部或下游內芯或下游端/側連通。此下游或出口噴吹口在過濾操作過程中保持常閉狀態，但是在過濾操作完成后開啟，此下游通氣或噴吹口的開口允許空氣或其它氣體流入過濾元件的內芯或下游端/側，從而打破在入口和出口閥門或端口關閉時在過濾元件的內芯或下游端/側中形成的“密封”或液封。這使得包含在過濾元件的內芯或下游端/側中的寶貴的已過濾液體從過濾器組件流出，從而對其回收并重用。
[0011]在本文中揭示了液體回收過濾器的兩種基本構造，一種構造的下游或出口端口布置在過濾器組件的底部，而另一種構造的下游或出口端口布置在組件的頂部或頂部附近。第二種構造包括布置在組件的底部的附加下游排放口或通道，用于使液體在重力作用下從過濾元件的內芯或下游端流出。第一種基本構造(即，主出口端口或通道布置在過濾元件之下的構造)包括三種不同的實施方式，這三種實施方式的不同之處在于，主入口和出口端口或通道的位置或布置形式不同。第二種基本構造(即，主出口端口或通道從過濾器組件的頂端或上部延伸的構造)包括兩種附加的實施方式，這兩種實施方式的不同之處在于，主入口和出口端口或通道的布置形式不同。但是，本文所揭示的每種實施方式都包括用于從過濾元件的內芯或下游端/側排放已過濾液體的裝置。
[0012]而且，本文還揭示了允許通過重新指定通氣和噴吹口把流體反向引入過濾器組件的端口 /閥門構造和設置，以便在進行過濾操作之后以無菌的方式從裝置去除殘存的未過濾和已過濾液體。通過進一步查看附圖和閱讀下文的詳細說明，本領域技術人員能夠更容易地理解本發明的這些特性和其它特性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是根據本發明的一個方面的液體回收過濾器的第一實施例的前立面圖，其中示出了該液體回收過濾器的總體外部構造。
[0014]圖2是根據本發明的另一個方面的具有大體上內聯的流路的液體回收過濾器的立面剖視圖，其中示出該液體回收過濾器的內部構造。
[0015]圖3是根據本發明的又一個方面的具有大體上呈C形的流路的液體回收過濾器的立面剖視圖，其中示出該液體回收過濾器的內部構造。
[0016]圖4是根據本發明的又一個方面的具有大體上呈L形的流路的液體回收過濾器的立面剖視圖，其中示出該液體回收過濾器的內部構造。
[0017]圖5是根據本發明的又一個方面的具有大體上呈T形的流路的液體回收過濾器的立面剖視圖，其中示出該液體回收過濾器的內部構造。
[0018]圖6是根據本發明的又一個方面的具有大體上呈S形的流路的液體回收過濾器的立面剖視圖，其中示出該液體回收過濾器的內部構造。
[0019]應理解，相似的標號代表在所有附圖中一致的相應特性。
【具體實施方式】
[0020]液體回收過濾器包括多種實施方式，每種實施方式都構造為在過濾操作完成后(例如，在一個批次已過濾完成和/或將更換過濾元件時)回收過濾器殼體或外殼和過濾元件中的液體。雖然在附圖中所示的各種液體回收過濾器實施方式的過濾器殼體或外殼具有永久密封的結構(除了它們的各個入口和出口端口或通道之外)，但應理解，過濾器殼體或外殼可構造為可重用裝置，允許拆裝其中的過濾元件，以進行更換或清洗，并重新使用。
[0021]請參考圖1，液體回收過濾器組件在圖中總體上標為110。液體回收過濾器或過濾器組件110包括過濾器殼體或外殼112，除了筒狀外壁112之外，該過濾器殼體外殼112還具有上端或入口端114、以及相對的下端或出口端116。過濾器組件110通常按圖1所示的朝向布置，其入口端114布置在出口端116的上方。過濾器組件110包括上游或入口通道或端口 118、用于使已過濾液體從裝置流出的大致相對的下游或出口通道或端口 120、作為連接至過濾器組件的出口側(即，包含在外殼或殼體112內的過濾元件的內部腔體)的通氣口的出口通氣通道122、與殼體或外殼112和其中的過濾元件之間的裝置內部腔體連通的上游通氣通道124、以及用于從殼體112和內部過濾器之間的內部腔體排出液體的上游排放通道126。
[0022]液體回收裝置的所有實施方式都包括這些不同的通氣口、端口和通道。但是，在不同的實施例中，各個通氣口、端口和通道的關系和朝向各不相同。一些實施方式還包括用于適應其它端口和通道的特定布置方式或朝向的附加端口或通道。而且，可以改變端口及相應的閥門的工作狀態和設置，并且為端口重新指定功能，以允許流體反向流過組件。圖1中的液體回收過濾器組件110的各個端口和通道118至126的位置和朝向與下文詳述的圖4中的液體回收過濾器實施方式的構造最相似。而且，雖然圖中所示的過濾器組件110具有較高和較窄的構造，但是應理解，根據其中所包含的過濾元件的形狀和構造、各個入口和出口端口或通道的布置形式、以及其它因素，也可以采用其它構造。用于過濾器組件110的各個端口和通道的各種配件和連接器(例如圖中所示的帶倒鉤的連接器和快速連接器)是業界的常規技術。
[0023]現在請參考圖2，其中示出了液體回收過濾器的另一個方面，液體回收過濾器總體上標為過濾器組件210。應理解，雖然過濾器組件210比圖1所示的過濾器組件110要短得多并且寬一些，但是圖中所示的任何過濾器實施方式的長度和寬度僅是示意性的而非限定性的，并且取決于根據預定用途和工作環境安裝在其中的過濾元件的構造。過濾器組件210包括具有入口端214和相對的出口端216的外殼或殼體212。入口通道218從殼體212的入口端214平行于過濾器的長度方向(由其入口端和出口端定義)軸向延伸。出口通道220從殼體212的相對的下出口端216以(和過濾器)同軸的方式延伸。出口通氣通道222從過濾器殼體或外殼212的上入口端214延伸。
[0024]如下文中詳述，出口通氣通道222與布置在外殼或殼體212內的過濾器的內芯的出口部分連通。上游通氣通道224也從殼體212的入口端214延伸，以便使過濾元件周圍的過濾器殼體212的內部腔體通氣。最后，上游排放通道226從殼體212的出口端216延伸，以便從殼體212和內部過濾器之間的內部腔體排放液體。這種總體外部構造與圖1所示的過濾器組件110類似，但入口通道218和上游排放通道226的朝向不同。
[0025]過濾器殼體或外殼212限定出內部腔體228，在其中布置有過濾元件230。過濾元件優選具有大體上呈環形的構造和中空出口內芯232。應理解，過濾元件230可采用任何規則或不規則的幾何形狀和構造，例如褶層狀、空心纖維狀、管狀、疊片狀等，并可由各種材料構成，例如聚合材料、陶瓷材料、或金屬膜片、疏水膜、親水膜、以及它們的組合，并可具有不同的孔隙度，這些變化仍在所揭示和提出的過濾器組件實施方式的范圍和精神之內。應理解，對于由空心纖維和管狀材料等材料制成的過濾元件，沒有“內芯”，而是一系列管腔，它們共同起到本文所揭示的內芯的作用。還應理解，過濾器230可通過熱壓或超音速粘接、粘接劑、O型密封件、以及這些方法的任何組合，或者所述領域所熟知的用于把過濾器固定在外殼中的任何其它方法固定在本文所揭示的任何過濾器外殼中。
[0026]過濾器殼體或外殼212和包含在其中的過濾元件230限定出在過濾器殼體212和透液性過濾元件230的外表面之間的上游或入口腔體部分234。未過濾液體經由上游或入口通道218進入過濾器組件210的上游腔體234，并穿過透液性過濾元件230流至過濾元件230的中空出口內芯232，然后通過出口端口 220作為已過濾液體從過濾器210流出。
[0027]還應說明的是，各個通道或端口 218至226中的每一個都包括布置在其中的閥門。閥門分別標為閥門218v至226v。閥門218v至226v在圖2中示意性地示出，并且可以是業界已知和使用的任何適當類型的閥門。在正常過濾操作過程中，只有入口閥218v和出口閥220v打開，而其它三個閥門222v、224v和226v保持關閉狀態。采用這種端口配置，流過過濾器組件210的液體必須從上游或入口腔體234穿過透液性過濾元件230，并作為已過濾液體進入過濾元件230的中空內芯232，然后才能通過下游或出口端口或通道220從過濾器組件210流出。
[0028]上述操作不會在液體回收時造成問題，只要該操作基本上是連續的。但是，當處于某種原因必須中斷液流時(例如，清洗輸液管線或通道、更換液體的批次、更換過濾器或過濾元件等)，必須切斷流過過濾器組件210的液流。通過關閉入口和出口通道閥門218v和220v，能夠很輕松地完成此工作。但是，這會在過濾器外殼或殼體212內殘留一些未過濾和已過濾的液體。由于這種液體常常相當寶貴(尤其是在制藥行業中)，若在拆卸或更換過濾器組件210時丟棄該液體，則意味著相當大的財政開支或損失。而且，若液體被認為是有生物危害的物質，或者需要專門的處理以進行包藏和/或處置，則可能還有與處置包含這種液體的過濾器相關的額外費用。
[0029]本文所揭示的液體回收過濾器組件的各個方面和實施方式提供了在過濾操作終止時以無菌的方式排空殘存液體的過濾器外殼或殼體的結構裝置，從而解決了此問題。這允許回收過濾器內的寶貴液體，以便重用。這是通過順次和/或同時打開一個、一部分或全部出口通氣通道222、上游或入口腔通氣通道224、以及上游或入口腔排放通道來完成的。當過濾操作終止并需要排放過濾器組件210內的殘存液體時，主入口通道閥門218v關閉，阻止液體流過過濾器組件210。通過迫使殘留在過濾器組件210的未過濾上游或入口側腔體部分234中的未過濾液體流過過濾元件230并作為已處理或已過濾的液體從過濾器出口通道220排出，可完成這部分未過濾液體的過濾。
[0030]在此有必要簡要論述與元件230類似的常規過濾元件的特點。在制藥行業和其它行業及部門中的許多領域中使用的過濾元件常常利用孔隙度為亞微米級的極細濾膜。過濾級別或過濾度常常根據過濾器的“起泡點”量化，即，迫使空氣(或其它氣體)透過濕態過濾元件所需的差壓，一般來說，過濾器的孔隙度越小，起泡點就越大。此壓力等于迫使液體透過濕態過濾器的孔隙所需的壓力。孔隙度越小，過濾器組件的入口和出口之間的差壓就越大。起泡點試驗也用作過濾元件的完整性試驗或檢查。在制藥行業中所用的許多過濾器的起泡點為45psi或更高，因此在工作條件下迫使高粘度液體透過較小孔隙度的過濾器所需的壓力就更高。
[0031]考慮到上述說明，對于本文所揭示的過濾器組件，僅打開上游通氣通道閥門224v不足以中斷過濾器組件210的吸力。必須利用具有足夠壓力的空氣(或其它氣體)打開上游通氣通道224，以迫使殘存的未過濾液體流過過濾元件230并流出過濾器組件210的出口通道220。上游通氣通道224中可包括內聯過濾器225，用于防止被迫流過過濾元件230的液體被通過上游通氣通道224引入的空氣或氣體污染。通過這種方式，過濾器組件210內的大部分未過濾液體被過濾，并被作為已過濾和已處理液體回收，就像在標準過濾器操作過程中的完成方式一樣。
[0032]在按如上所述完成未過濾液體的回收后，按照上述的液體回收方法，通過打開下側的上游腔體排放通道閥門226v并同時使相應的上游腔體通氣通道閥門224v保持打開狀態，從過濾器組件去除在過濾器外殼212內但在過濾元件230外的任何殘存的未過濾液體。這消除了可能會阻止液體從上游腔體排放通道226流出的任何局部真空或吸力，并允許任何殘存的未過濾液體從過濾器外殼或殼體212自由流出。
[0033]通過打開過濾器210的對端的出口通氣通道閥門222v，能夠回收殘存在過濾元件230的內芯232中的寶貴的已過濾液體。像如上所述的初始液體回收操作中一樣，出口通道220及其配套閥門220v保持打開狀態。這使得過濾元件230的內芯232中的殘存已過濾液體從過濾器組件210排出，以便回收。可通過出口通氣通道222向內芯232引入氣體(根據具體情況，可為空氣、氮氣、二氧化碳等)，以幫助從內芯去除液體，特別是在液體較粘稠的情況中。由于使用輔助排放口和通氣口，與在所揭示的過濾器組件中不結合輔助排放口和通氣口的情況相比，排空殘存流體所需的引入氣體壓力要低得多。為了確保無菌地回收下游液體，出口通氣通道222配有內聯過濾器236，以避免從過濾內芯232排出的已過濾液體被通過通氣通道222引入的空氣或氣體污染。
[0034]當液流反向流過過濾器組件210時，過濾器組件210的構造使得其也能執行預定的液體過濾和回收功能。在這種功能構造中，出口端口 220被重新指定為入口端口，上游排放通道口 226被重新指定為下游出口端口。在主過濾操作過程中，下游通氣口 222保持關閉狀態。當以這種方式使用時，流體被引入端口 220(閥門220v處于打開狀態)，流入內芯232(或者，若過濾元件由空心纖維或管狀材料等材料制成，則為過濾元件的管腔)，并徑向向外流過過濾元件230進入內部腔體228，然后作為已處理流體通過端口 226從過濾器組件流出。在這種功能構造中，通過關閉入口閥218v把入口 218保持在關閉狀態。在通過組件210過濾預定量的流體之后，閥門220v關閉，以停止液流。
[0035]為了去除殘存的未過濾流體(殘存在內芯232中)，通過把氣源連接至端口 222并打開閥門222v，經由通氣通道口 222 (被重新指定為上游通氣通道口)向過濾器組件引入壓縮氣體。重新指定的上游通氣通道222可包括布置在其中的內聯過濾器236，以避免被迫流過過濾元件230的液體被通過重新指定的上游通氣通道222引入的空氣或氣體污染。在殘存的未過濾流體被迫流過過濾元件230并作為已處理流體經由端口 226從過濾器組件排出之后，閥門222v關閉。過濾器組件的這種反向功能用法會導致已過濾液體殘存在內部腔體228中，通過打開閥門224v，可以把上游排氣口 224重新指定為噴吹口或下游通氣通道口。壓縮氣體被經由端口 224再次引入過濾器組件的內部腔體228中，把已過濾液體從端口 226吹出，以便回收。重新指定的下游通氣通道224可包括布置在其中的內聯過濾器225，以避免被迫經由端口 226流出過濾器組件的已過濾液體被通過重新指定的下游通氣通道224引入的空氣或氣體污染。在噴吹功能完成并且通過關閉閥門224v來停止壓縮氣體的引入后，可以關閉閥門226v，以便為另一個過濾周期做準備。
[0036]現在請參考圖3，在本發明的另一個方面中，所示的液體回收過濾器組件的一種備選實施方式總體上標為310。過濾器組件310包括上文揭示的過濾器組件210的所有部件和元件，即，具有相對的第一端或上端314和第二端或下端316并限定出內部腔體328的過濾器外殼或殼體312、以及固定在過濾器外殼或殼體312中的環形過濾元件330。過濾元件330和周圍的外殼或殼體312限定在其間的上游或入口腔體334。過濾元件330具有中空內芯332。上游通氣通道324及其配套閥門324v從殼體312的上端或入口端314伸出。相對的上游或入口側排放通道326及其配套閥門326v從過濾器外殼或殼體312的下端或下游端或出口端316伸出。
[0037]圖2所示的過濾器組件210與圖3所示的過濾器組件310的不同之處在于其各自的入口和出口端口或通道的朝向。從圖3可以看出，上游或入口端口或通道318及其配套閥門318v從過濾器外殼或殼體312的上端314沿徑向延伸。下游或出口端口或通道320及其配套閥門320v從過濾器殼體或外殼312的下端或出口端316沿徑向從內芯332伸出。與圖2所示的過濾器組件210的內聯構造相比，這種構造更便于在某些處理系統中安裝。在正常過濾操作過程中和過濾器組件310的排放或噴吹過程中穿過過濾器組件310的液流通路基本上與上文揭示的過濾器組件210的相同。
[0038]出口通氣通道閥門322v與出口通氣通道322成一條直線，在正常過濾操作過程中，即，當上游或入口閥門318v和下游或出口閥門320v打開以允許液流通過過濾器310時，所述出口通氣通道閥門322v、上游通氣通道閥門324v和上游排放通道閥門326v關閉。從過濾器310排放或噴吹液體的完成方式與上文揭示的過濾器組件210的方式相同，即，入口閥門318v關閉，上游通氣通道閥門324v和上游排放通道閥門326打開，從而通過過濾元件330從過濾器外殼312的上游腔體部分334排出未過濾液體。壓縮氣體可穿過安裝在上游通氣通道324中的內聯過濾器325。在可通過過濾元件330吹出的所有液體都已被回收后，按照上文揭示的液體回收操作方法，通過打開下側的上游腔體排放通道閥門326v并使相應的上游腔體通氣通道閥門324v保持打開狀態，可以從過濾器組件排出在過濾器外殼312內但在過濾元件330之外的任何殘存的未過濾液體。這樣，任何殘存的未過濾液體可以從過濾器外殼或殼體312自由流出。然后，關閉上游腔體通氣通道閥門324v和上游腔體排放通道閥門326v，并打開出口通氣通道閥門322v，以便從過濾內芯332中排出、吹出或沖出殘存的已過濾液體。為了確保無菌地回收下游液體，出口通氣通道322配有內聯過濾器336，以避免從過濾內芯332去除的已過濾液體被通過通氣通道322引入的空氣或氣體污染。
[0039]當液流反向流過過濾器組件310時，過濾器組件310的構造使其也能執行預定的液體過濾和回收功能。在這種功能構造中，出口端口 320被重新指定為入口端口，上游排放通道端口 326被重新指定為下游出口端口。在主過濾操作過程中，下游排氣口 322保持關閉狀態。當以這種方式使用時，流體被引入端口 320(閥門320v處于打開狀態)，流入內芯332 (或者，若過濾元件由空心纖維或管狀材料等材料制成，則為過濾元件的管腔)，并徑向向外流過過濾元件330進入內部腔體328，然后作為已處理流體通過端口 326從過濾器組件流出。在這種功能構造中，通過關閉入口閥318v把入口 318保持在關閉狀態。在通過組件310過濾預定量的流體之后，閥門320v關閉，以停止液流。
[0040]為了去除殘存的未過濾流體(殘存在內芯332中)，通過把氣源連接至端口 322并打開閥門322v，經由通氣通道端口 322(被重新指定為上游通氣通道端口)向過濾器組件引入壓縮氣體。重新指定的上游通氣通道322可包括布置在其中的內聯式過濾器336，以避免被迫流過過濾元件330的液體被通過重新指定的上游通氣通道322引入的空氣或氣體污染。在殘存的未過濾流體被迫流過過濾元件330并作為已處理流體經由端口 326從過濾器組件排出之后，閥門322v關閉。過濾器組件的這種反向功能用法會導致已過濾液體殘存在內部腔體328中，通過打開閥門324v，可以把上游排氣口 324重新指定為噴吹口或下游通氣通道口。壓縮氣體被經由端口 324再次引入過濾器組件的內部腔體328中，把已過濾液體從端口 326吹出，以便回收。重新指定的下游通氣通道324可包括布置在其中的內聯過濾器325，以避免被迫經由端口 326流出過濾器組件的已過濾液體被通過重新指定的下游通氣通道324引入的空氣或氣體污染。在噴吹功能完成并且通過關閉閥門324v來停止壓縮氣體的引入后，可以關閉閥門326v，以便為另一個過濾周期做準備。
[0041]現在請參考圖4，所示的液體回收過濾器組件的另一種備選實施方式總體上標為410。過濾器組件410包括上文揭示的過濾器組件210和310的所有部件和元件，即，具有相對的第一端或上端414和第二端或下端416并限定出內部腔體428的過濾器外殼或殼體412、以及固定在過濾器外殼或殼體412中的環形過濾元件430。過濾元件430和周圍的外殼或殼體412限定出在其間的上游或入口腔體434。過濾元件430具有中空內芯432。上游通氣通道424及其配套閥門424v從殼體412的上端或入口端414伸出。相對的上游或入口側排放通道426及其配套閥門426v從過濾器外殼或殼體412的下端或下游端或出口端416伸出。
[0042]過濾器組件410可視為過濾器組件210和310的一種復合結構。過濾器組件410的上游或入口通道418從過濾器外殼或殼體412的上端414沿基本上與過濾器組件310的相應部件318相同的朝向徑向延伸。但是，下游或出口通道420從過濾器殼體412以和過濾器外殼210的出口通道220相同的方式同軸延伸。這種構造提供了更多的安裝選項。
[0043]在正常過濾操作過程中和過濾器組件410的排放或噴吹過程中穿過過濾器組件410的液流通路基本上與上文揭示的過濾器組件210和310的相同。出口通氣通道閥門422v連接至出口通氣通道422，在正常過濾操作過程中，即，當上游或入口閥門418v和下游或出口閥門420v分別打開以允許液流通過過濾器組件410時，所述出口通氣通道閥門422v、上游通氣通道閥門424v和上游排放通道閥門426v處于關閉狀態。
[0044]從過濾器組件410排出或吹出液體的完成方式與上文揭示的過濾器組件210和310的方式相同，S卩，入口閥門418v關閉，上游通氣通道閥門打開，使壓縮氣體迫使未過濾液體通過過濾元件430從過濾器外殼412的上游腔體部分434流出。壓縮氣體可穿過安裝在上游通氣通道424中的內聯過濾器425。在可通過過濾元件430吹出的所有液體都被回收后，按照上文揭示的液體回收操作方法，通過打開下側的上游腔體排放通道閥門426v并使相應的上游腔體通氣通道閥門424v保持打開狀態，可從過濾器組件去除在過濾器外殼412內但在過濾元件430外的任何殘存的未過濾液體。這樣，任何殘存的未過濾液體可以從過濾器外殼或殼體412自由流出。然后，關閉上游腔體通氣通道閥門424v和上游腔體排放通道閥門426v，并打開出口通道閥門422v，以便從過濾內芯432中排出、吹出或沖出殘存的已過濾液體。為了確保無菌地回收下游液體，出口通氣通道422配有內聯過濾器436，以避免從過濾內芯432去除的已過濾液體被通過通氣通道422引入的空氣或氣體污染。
[0045]當液流反向流過過濾器組件410時，過濾器組件410的構造使其也能執行預定的液體過濾和回收功能。在這種功能構造中，出口端口 420被重新指定為入口端口，上游排放通道端口 426被重新指定為下游出口端口。在主過濾操作過程中，下游通氣口 422保持關閉狀態。當以這種方式使用時，流體被引入端口 420(閥門420v處于打開狀態)，流入內芯432(或者，若過濾元件由空心纖維或管狀材料等材料制成，則為過濾元件的管腔)，并徑向向外流過過濾元件430進入內部腔體428，然后作為已處理流體通過端口 426從過濾器組件流出。在這種功能構造中，通過關閉入口閥418v把入口 418保持在關閉狀態。在通過組件410過濾預定量的流體之后，閥門420v關閉，以停止液流。
[0046]為了去除殘存的未過濾流體(殘存在內芯432中)，通過把氣源連接至端口 422并打開閥門422v，經由通氣通道端口 422(被重新指定為上游通氣通道端口)向過濾器組件引入壓縮氣體。重新指定的上游通氣通道422可包括布置在其中的內聯式過濾器436，以避免被迫流過過濾元件430的液體被通過重新指定的上游通氣通道422引入的空氣或氣體污染。在殘存的未過濾流體被迫流過過濾元件430并作為已處理流體經由端口 426從過濾器組件排出之后，閥門422v關閉。過濾器組件的這種反向功能用法會導致已過濾液體殘存在內部腔體428中，通過打開閥門424v，可以把上游排氣口 424重新指定為噴吹口或下游通氣通道口。壓縮氣體被經由端口 424再次引入過濾器組件的內部腔體428中，把已過濾液體從端口 426吹出，以便回收。重新指定的下游通氣通道424可包括布置在其中的內聯過濾器425，以避免被迫經由端口 426流出過濾器組件的已過濾液體被通過重新指定的下游通氣通道424引入的空氣或氣體污染。在噴吹功能完成并且通過關閉閥門424v來停止壓縮氣體的引入后，可以關閉閥門426v，以便為另一個過濾周期做準備。
[0047]現在請參考圖5和圖6，所示的液體回收過濾器組件的另外兩種實施方式一般分別標為510和610。從圖中可以看出，圖5和圖6所示的過濾器實施方式中的每一種實施方式都包括與過濾元件的下游或出口內芯腔體連通的附加排放通道或端口。這是由于下游或出口通道布置在遠離過濾內芯的位置導致的，而過濾內芯在過濾器外殼中處于較高的位置。
[0048]圖5示出了上文簡要說明的具有附加排放通道的液體回收過濾器組件510。過濾器組件510的大部分包括與上文揭示的過濾器組件210至410的部件相應的部件，即，具有相對的第一端或上端514和第二端或下端516并限定出內部腔體528的過濾器外殼或殼體512、以及固定在過濾器外殼或殼體512中的環形過濾元件530。過濾元件530和周圍的外殼或殼體512限定在其間的上游或入口腔體534。過濾元件530具有中空內芯532。上游通氣通道524及其配套閥門524v從殼體512的上端或入口端514伸出。相對的上游或入口側排放通道526及其配套閥門526v從過濾器外殼或殼體512的下端或下游端或出口端516沿徑向延伸。
[0049]下游或出口通道或端口 520從過濾器外殼或殼體512大致沿徑向延伸的布置方式要求穿過過濾器組件510的液體從過濾內芯532的下部向上流動，以流出過濾器。在其它方面，穿過過濾器組件510的液流通路與上文揭示的其它過濾器組件實施方式的相同，即，在正常過濾操作過程中，出口通氣通道閥門522v、上游通氣通道閥門524v和上游排放通道閥門526v關閉，上游或入口閥門518v和下游或出口閥門520v分別打開，使液流通過過濾器組件510。但是，從圖中可以看出，第六個端口或通道538及其配套閥門538v從過濾器殼體或外殼512的下端516伸出，與過濾內芯532流體地連通。端口或通道538作為排空過濾內芯532的出口排放通道。在正常過濾操作過程中，其閥門538v必須處于關閉狀態。在正常過濾操作過程中，液流首先通過在過濾器外殼或殼體512的上端514徑向布置的上游或入口通道518及其常開閥門518v，并進入過濾器外殼或殼體512與過濾元件530之間的內部腔體534。然后，液體流過過濾元件530并進入過濾內芯532，再向上流動，并從內芯532流出，以便從在過濾器外殼或殼體512的上端514徑向布置的下游或出口通道520及其常開閥門520v流出。
[0050]從過濾器組件510排出或吹出液體的完成過程與上文揭示的其它過濾器組件實施方式的類似，但是因存在向上布置的出口通道520而有所不同。入口閥門518v關閉，并且上游通氣通道閥門524v打開，使壓縮氣體迫使未過濾液體通過過濾元件530從過濾器外殼512的上游腔體部分534流出。壓縮氣體可穿過安裝在上游通氣通道524中的內聯過濾器 525。
[0051]在可通過過濾元件530吹出的所有液體都已被回收后，按照上述的液體回收操作方法，通過打開下側的上游腔體排放通道閥門526v并同時使相應的上游腔體通氣通道閥門524v保持打開狀態，從過濾器外殼去除在過濾器外殼512內但在過濾元件530外的任何殘存的未過濾液體。這樣，任何殘存的未過濾液體可以從過濾器外殼或殼體512自由流出。然后，關閉上游腔體通氣通道閥門524v和上游腔體排放通道閥門526v，并打開出口通氣通道閥門522v，以便從過濾器內芯532中排出、吹出或沖出殘存的已過濾液體。為了確保無菌地回收下游液體，出口通氣通道522配有內聯過濾器636，以避免從過濾器內芯532去除的已過濾液體被通過通氣通道522引入的空氣或氣體污染。但是，從圖中能夠看出，由于下游或出口通道520處于較高的位置，通過通氣通道522引入噴吹氣體不能從過濾內芯532沖出液體。因此，需要關閉出口通道閥門520v，并打開與過濾內芯532流體地連通的出口排放通道閥門538v，使包含在過濾內芯532中的任何液體向下流動，即，按與正常過濾操作過程中的流向相反的方向流動，并通過出口排放通道538及其配套閥門538v流出。
[0052]當液流反向流過過濾器組件510時，過濾器組件510的構造使得其也能執行預定的液體過濾和回收功能。在這種功能構造中，出口端口 520被重新指定為入口端口，上游排放通道口 526被重新指定為下游出口端口。在主過濾操作過程中，下游通氣口 522保持關閉狀態。當以這種方式使用時，流體被引入端口 520(閥門520v處于打開狀態)，流入內芯532 (或者，若過濾元件由空心纖維或管狀材料等材料制成，則為過濾元件的管腔)，并徑向向外流過過濾元件530進入內部腔體528，然后作為已處理流體通過端口 526從過濾器組件流出。在這種功能構造中，通過關閉入口閥518v把入口 518保持在關閉狀態。另外，還通過關閉入口閥門538v把端口 538保持在關閉狀態。在通過組件510過濾預定量的流體之后，閥門520v關閉，以停止液流。
[0053]為了去除殘存的未過濾流體(殘存在內芯532中)，通過把氣源連接至端口 522并打開閥門522v，經由通氣通道端口 522(被重新指定為上游通氣通道端口)向過濾器組件引入壓縮氣體。重新指定的上游通氣通道522可包括布置在其中的內聯式過濾器536，以避免被迫流過過濾元件530的液體被通過重新指定的上游通氣通道522引入的空氣或氣體污染。在殘存的未過濾流體被迫流過過濾元件530并作為已處理流體經由端口 526從過濾器組件排出之后，閥門522v關閉。過濾器組件的這種反向功能用法會導致已過濾液體殘存在內部腔體528中，通過打開閥門524v，可以把上游排氣口 524重新指定為噴吹口或下游通氣通道口。壓縮氣體被經由端口 524再次引入過濾器組件的內部腔體528中，把已過濾液體從端口 526吹出，以便回收。重新指定的下游通氣通道524可包括布置在其中的內聯過濾器525，以避免被迫經由端口 526流出過濾器組件的已過濾液體被通過重新指定的下游通氣通道524引入的空氣或氣體污染。在噴吹功能完成并且通過關閉閥門524v來停止壓縮氣體的引入后，可以關閉閥門526v，以便為另一個過濾周期做準備。
[0054]現在請參考圖6，在本發明的另一個方面中，所示的液體回收過濾器組件總體上標為610，其構造與過濾器組件510的類似，即，具有從外殼或殼體612的上端部分614徑向延伸的過濾器出口通道。過濾器組件610包括與上文揭示的過濾器組件510的部件相應的部件，即，具有相對的第一端或上端614和第二端或下端616并限定出內部腔體628的過濾器外殼或殼體612、以及固定在過濾器外殼或殼體612中的環形過濾元件630。過濾元件630和周圍的外殼或殼體612限定在其間的上游或入口腔體634。過濾元件630具有中空內芯632。上游通氣通道624及其配套閥門624v從殼體614的上端或入口端612伸出。相對的上游或入口側排放通道626及其配套閥門626v從過濾器外殼或殼體616的下端或下游端或出口端612沿徑向延伸。
[0055]穿過過濾器外殼610的液流基本上與上文揭示的過濾器組件510的相同。出口通氣通道閥門622v連接至出口通氣通道622，上游通氣通道閥門624v和上游排放通道閥門626v在正常過濾操作過程中處于關閉狀態，上游或入口閥門618v和下游或出口閥門620v打開，允許液流通過過濾器組件610。在正常過濾操作過程中，出口排放通道閥門638v也處于關閉狀態。在正常過濾操作過程中，液流首先通過在過濾器外殼或殼體612的下端616徑向布置的上游或入口通道618及其常開閥門618v，然后進入過濾器外殼或殼體612與過濾元件630之間的內部腔體634。然后，液體流過過濾元件630并進入過濾內芯632，再向上流動，并從內芯632流出，以便從在過濾器外殼或殼體612的上端614徑向布置的下游或出口通道620及其常開閥門620v流出。
[0056]從過濾器610排出或吹出液體的完成方式基本上與上文揭示的液體回收過濾器組件510的方式相同。入口閥門618v關閉，上游通氣通道閥門624v打開，使壓縮氣體迫使未過濾液體通過過濾元件630從過濾器外殼612v的上游腔體部分634流出。壓縮氣體可穿過安裝在上游通氣通道624中的內聯過濾器625。
[0057]在可通過過濾元件630吹出的所有液體都已被回收后，按照上述的液體回收操作方法，通過打開下側的上游腔體排放通道閥門626v并同時使相應的上游腔體通氣通道閥門624v保持打開狀態，從過濾器外殼去除在過濾器外殼612內但在過濾元件630外的任何殘存的未過濾液體。這樣，任何殘存的未過濾液體可以從過濾器外殼或殼體612自由流出。然后，關閉上游腔體通氣通道閥門624v和上游腔體排放通道閥門626v，并打開出口通氣通道閥門622v，以便從過濾器內芯632中排出、吹出或沖出殘存的已過濾液體。為了確保無菌地回收下游液體，出口通氣通道622配有內聯過濾器636，以避免從過濾器內芯632去除的已過濾液體被通過通氣通道622引入的空氣或氣體污染。但是，從圖中能夠看出，由于下游或出口通道620處于較高的位置，通過通氣通道622引入噴吹氣體不能從過濾內芯632沖出液體。因此，需要關閉出口通道閥門620v，并打開與過濾內芯632流體地連通的出口排放通道閥門638v，使包含在過濾內芯632中的任何液體向下流動，即，按與正常過濾操作過程中的流向相反的方向流動，并通過出口排放通道638及其配套閥門638v流出。
[0058]當液流反向流過過濾器組件610時，過濾器組件610的構造使其也能執行預定的液體過濾和回收功能。在這種功能構造中，出口端口 620被重新指定為入口端口，上游排放通道端口 626被重新指定為下游出口端口。在主過濾操作過程中，下游排氣口 622保持關閉狀態。當以這種方式使用時，流體被引入端口 620(閥門620v處于打開狀態)，流入內芯632 (或者，若過濾元件由空心纖維或管狀材料等材料制成，則為過濾元件的管腔)，并徑向向外流過過濾元件630進入內部腔體628，然后作為已處理流體通過端口 626從過濾器組件流出。在這種功能構造中，通過關閉入口閥618v把入口 618保持在關閉狀態。另外，還通過關閉入口閥門638v把端口 638保持在關閉狀態。在通過組件610過濾預定量的流體之后，閥門620v關閉，以停止液流。
[0059]為了去除殘存的未過濾流體(殘存在內芯632中)，通過把氣源連接至端口 622并打開閥門622v，經由通氣通道口 622 (被重新指定為上游通氣通道口)向過濾器組件引入壓縮氣體。重新指定的上游通氣通道622可包括布置在其中的內聯過濾器636，以避免被迫流過過濾元件630的液體被通過重新指定的上游通氣通道622引入的空氣或氣體污染。在殘存的未過濾流體被迫流過過濾元件630并作為已處理流體經由端口 626從過濾器組件排出之后，閥門622v關閉。過濾器組件的這種反向功能用法會導致已過濾液體殘存在內部腔體628中，通過打開閥門624v，可以把上游排氣口 624重新指定為噴吹口或下游通氣通道口。壓縮氣體被經由端口 624再次引入過濾器組件的內部腔體628中，把已過濾液體從端口 626吹出，以便回收。重新指定的下游通氣通道624可包括布置在其中的內聯過濾器625，以避免被迫經由端口 626流出過濾器組件的已過濾液體被通過重新指定的下游通氣通道624引入的空氣或氣體污染。在噴吹功能完成并且通過關閉閥門624v來停止壓縮氣體的引入后，可以關閉閥門626v，以便為另一個過濾周期做準備。
[0060]因此，本文所揭示的液體回收過濾器裝置的各種實施方式提供了回收在過濾操作過程中(尤其是在制藥和其它行業中)使用的昂貴液體的有效手段。應理解，附圖所示和本文所述的各個入口和出口通道或端口的各種軸向和徑向構造僅是示例性的，這些端口或通道的各種其它布置形式也屬于本發明的意圖的范圍，即，提供一種用于從過濾器外殼或殼體排出或去除液體的裝置，尤其是用于從過濾器的內芯排出或去除已過濾液體的裝置。
[0061]應理解，本發明不局限于本文所揭示的實施方式，而是涵蓋在以下權利要求的范圍內的任何和所有實施方式及等效變化。
【權利要求】
1.一種液體回收過濾器，包括: 過濾器，具有上端、與上端相對的下端以及在上端和下端之間延伸的筒狀外壁，并且限定出內部腔體； 布置在過濾器殼體內的過濾元件，所述過濾元件具有入口側和出口內芯，過濾元件的入口側與過濾器殼體和過濾元件之間的過濾器殼體的內部腔體流體地連通； 布置為穿過過濾器殼體的入口通道，所述入口通道與在過濾器殼體和過濾元件之間的過濾器殼體的內部腔體流體地連通； 布置為穿過過濾器殼體的出口通道，所述出口通道與過濾元件的出口內芯流體地連通； 布置為穿過過濾器殼體的出口通氣通道，所述出口通氣通道與過濾元件的出口內芯流體地連通； 布置為穿過過濾器殼體的上游通氣通道，所述上游通氣通道與在過濾器殼體和過濾元件之間的過濾器殼體的內部腔體流體地連通；和 布置為穿過過濾器殼體的上游排放通道，所述上游排放通道與在過濾器殼體和過濾元件之間的過濾器殼體的內部腔體流體地連通。
2.如權利要求1所述的液體回收過濾器，其中，所述出口通道布置為穿過過濾器殼體的下端，所述出口通氣通道布置為穿過過濾器殼體的上端。
3.如權利要求1所述的液體回收過濾器，其中，所述出口通道布置為穿過過濾器殼體的上端，所述出口通氣通道布置為穿過過濾器殼體的上端，出口排放通道布置為穿過過濾器殼體的下端，并且所述出口排放通道與過濾元件的出口內芯流體地連通。
4.如權利要求1所述的液體回收過濾器，其中，所述入口通道布置為基本上軸向穿過過濾器殼體的上端，所述出口通道布置為穿過過濾器殼體的下端并基本上以和過濾元件同軸的方式延伸。
5.如權利要求1所述的液體回收過濾器，其中，所述入口通道布置為基本上徑向穿過過濾器殼體的上端，所述出口通道布置為基本上徑向穿過過濾器殼體的下端。
6.如權利要求1所述的液體回收過濾器，其中，所述入口通道布置為基本上徑向穿過過濾器殼體的上端，所述出口通道布置為穿過過濾器殼體的下端，并基本上以和過濾元件同軸的方式延伸。
7.如權利要求1所述的液體回收過濾器，其中，所述入口通道布置為基本上徑向穿過過濾器殼體的上端，所述出口通道布置為基本上徑向穿過過濾器殼體的上端，并且大致與所述入口通道相對，其中，出口排放通道布置為穿過過濾器殼體的下端，并且所述出口排放通道與過濾元件的出口內芯流體地連通。
8.如權利要求1所述的液體回收過濾器，其中，所述入口通道布置為基本上徑向穿過過濾器殼體的下端，所述出口通道布置為基本上徑向穿過過濾器殼體的上端，并且大體上與所述入口通道在直徑方向上對置，其中，出口排放通道布置為穿過過濾器殼體的下端，并且所述出口排放通道與過濾元件的出口內芯流體地連通。
9.如權利要求1所述的液體回收過濾器，還包括: 布置在所述出口通氣通道中的內聯氣體過濾器；和 布置在所述上游通氣通道中的內聯氣體過濾器。
10.一種液體回收過濾器，包括: 過濾器，具有上端、與上端相對的下端以及在上端和下端之間延伸的筒狀外壁，并且限定出內部腔體； 布置在過濾器殼體內的過濾元件，所述過濾元件具有入口側和出口內芯，過濾元件的入口側與在過濾器殼體和過濾元件之間的過濾器殼體的內部腔體流體地連通； 布置為穿過過濾器殼體的入口通道，所述入口通道與在過濾器殼體和過濾元件之間的過濾器殼體的內部腔體流體地連通； 布置為穿過過濾器殼體下端的出口通道，所述出口通道與過濾元件的出口內芯流體地連通-M 布置為穿過過濾器殼體上端的出口通氣通道，所述出口通氣通道與過濾元件的出口內芯流體地連通。
11.如權利要求10所述的液體回收過濾器，還包括: 布置為穿過過濾器殼體的上游通氣通道，所述上游通氣通道與在過濾器殼體和過濾元件之間的過濾器殼體的內部腔體流體地連通；和 布置為穿過過濾器殼體的上游排放通道，所述上游排放通道與在過濾器殼體和過濾元件之間的過濾器殼體的內部腔體流體地連通。
12.如權利要求10所述的液體回收過濾器，其中，所述入口通道布置為基本上軸向穿過過濾器殼體的上端，所述出口通道布置為穿過過濾器殼體的下端并基本上以和過濾元件同軸的方式延伸。
13.如權利要求10所述的液體回收過濾器，其中，所述入口通道布置為基本上徑向穿過過濾器殼體的上端，所述出口通道布置為基本上徑向穿過過濾器殼體的下端。
14.如權利要求10所述的液體回收過濾器，其中，所述入口通道布置為基本上徑向穿過過濾器殼體的上端，所述出口通道布置為穿過過濾器殼體的下端并基本上以和過濾元件同軸的方式延伸。
15.如權利要求10所述的液體回收過濾器，還包括: 布置在所述出口通氣通道中的內聯氣體過濾器；和 布置在所述上游通氣通道中的內聯氣體過濾器。
16.一種液體回收過濾器，包括: 過濾器，具有上端、與上端相對的下端以及在上端和下端之間延伸的筒狀外壁，并且限定出內部腔體； 布置在過濾器殼體內的過濾元件，所述過濾元件具有入口側和出口內芯，過濾元件的入口側與在過濾器殼體和過濾元件之間的過濾器殼體的內部腔體流體地連通； 布置為穿過過濾器殼體的入口通道，所述入口通道與在過濾器殼體和過濾元件之間的過濾器殼體的內部腔體流體地連通； 布置為穿過過濾器殼體上端的出口通道，所述出口通道與過濾元件的出口內芯流體地連通-M 布置為穿過過濾器殼體上端的出口通氣通道，所述出口通氣通道與過濾元件的出口內芯流體地連通；和 布置為穿過過濾器殼體下端的出口排放通道，所述出口排放通道與過濾元件的出口內芯流體地連通。
17.如權利要求16所述的液體回收過濾器，還包括: 布置為穿過過濾器殼體的上游通氣通道，所述上游通氣通道與在過濾器殼體和過濾元件之間的過濾器殼體的內部腔體流體地連通；和 布置為穿過過濾器殼體的上游排放通道，所述上游排放通道與在過濾器殼體和過濾元件之間的過濾器殼體的內部腔體流體地連通。
18.如權利要求16所述的液體回收過濾器，其中，所述入口通道布置為基本上徑向穿過過濾器殼體的上端，所述出口通道布置為基本上徑向穿過過濾器殼體的上端，并且基本上與所述入口通道相對。
19.如權利要求16所述的液體回收過濾器，其中，所述入口通道布置為基本上徑向穿過過濾器殼體的下端，所述出口通道布置為基本上徑向穿過過濾器殼體的上端，并且大體上與所述入口通道在直徑方向上相對。
20.如權利要求16所述的液體回收過濾器，還包括: 布置在所述出口通氣通道中的內聯氣體過濾器；和 布置在所述上游通氣通道中的內聯氣體過濾器。
【文檔編號】B01D27/07GK104487148SQ201380022634
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年4月23日 優先權日:2012年4月30日
【發明者】林振武 申請人:金普奧膜科技（杭州）有限公司