述
[0063]附圖不意在按比例繪制。在附圖中,不同圖中闡釋的每個相同或者近似相同的部件由相同的編號表示。為了清楚性目的,在每個附圖中,不是每個部件都可被標注。在附圖中:
[0064]圖1是包括與以環形纖維配置的膜纖維接合的錨固構造和約束結構的固定設備的透視圖;
[0065]圖2是包括與以環形纖維配置的膜纖維接合的錨固構造和約束結構的固定設備的透視圖;
[0066]圖3是與以環形纖維配置的膜纖維接合的約束結構的透視圖;
[0067]圖4是包含空氣通道的錨固構造的透視圖;
[0068]圖5是包括包含空氣通道的錨固構造、與以環形纖維配置的膜纖維接合的約束結構,以及用于固定到框架的可拆卸套筒的固定設備的透視圖;
[0069]圖6是包括與以環形纖維配置的膜纖維接合的錨固構造和約束結構的固定設備的透視橫截面圖;
[0070]圖7是與以環形纖維配置的膜纖維接合的錨固構造的透視圖;
[0071]圖8是包括與以環形纖維配置的膜纖維接合的錨固構造和約束結構的固定設備的透視圖;
[0072]圖9是包括與以環形纖維配置的膜纖維接合的錨固構造和約束結構的固定設備的透視圖;
[0073]圖10是包括與以環形纖維配置的膜纖維接合的錨固構造和約束結構的固定設備的透視圖;
[0074]圖11是以包括與環形纖維配置的膜纖維接合的多個錨固構造和約束結構的以陣列布置的固定設備的透視圖;
[0075]圖12是包括與以環形纖維配置的膜纖維接合的錨固構造和約束結構的固定設備,和固定設備可拆卸地被固定到的框架的透視圖;并且
[0076]圖13是包括多個錨固構造、圓盤狀框架和可拆卸套筒的固定設備的透視圖。
[0077]詳細描述
[0078]本文披露的方面和實施方式在應用中不限于下面的描述中陳述的或者附圖中闡釋的部件的構造和排列的細節。披露的方面或者實施方式能夠以多種方式被實踐或者實施。此外,本文使用的措辭和術語是用于描述性目的,并且不應當被認為是限定性的。本文“包含”、“包括”、“具有”、“含有”、“涉及”,和其變體的使用意味著涵蓋其后列出的項目及其等價物以及附加項目。
[0079]根據本文披露的不同的方面和實施方式,本發明提供了將過濾膜固定在過濾系統中的裝置和方法。過濾膜可以是中空纖維膜。中空纖維膜可以以折疊的或者環形的配置被配置。作為這里使用的術語,環形纖維配置是纖維從遠端區域延伸到近端點,例如,用于纖維的固定機構被定位的點,并且然后從近端點返回到遠端區域的配置。在環形纖維配置中,纖維可以圍繞近端點折疊或者打環,以形成環形端部部分或者眼部分。纖維的伸長部分可以從環形端部部分或者眼部分延伸。中空纖維膜的環形端部可以被保持在固定設備中,通過摩擦力或者通過機械約束結構而不是通過使用粘合劑,例如,在膜灌封體中作為灌封材料使用的樹脂或者氨基甲酸乙酯。固定設備可以沒有膜固定粘合劑,例如,樹脂或者氨基甲酸乙酯。使用機械結構而不是化學粘合以將中空纖維膜的環形端部固定在固定設備中,可以減少固定設備由于例如膜從膜灌封材料中的分層或者灌封材料的破裂引起的機械失效的幾率。如這里使用的,術語“機械地接合”和“機械地支撐”纖維膜不包含,并且排除,例如利用膜灌封材料化學地或者粘合性地接合或者固定纖維膜。
[0080]中空纖維膜的開放端部,例如,每個中空纖維膜的至少一個開放端部,可以被固定在遠離用于中空纖維膜的環形端部的固定設備的膜灌封體中。濾液可以從中空纖維膜的開放端部提取。
[0081]多個環形中空纖維膜可以被固定在單獨的模塊化固定設備內部。多個模塊化固定設備可以由共用的支撐結構或者框架支撐,并且可以通過共用的支撐結構被機械地相互聯接。在一些實施方式中,在不需要將整個過濾系統停止運行的情況下,單獨的模塊化固定設備以及過濾系統中的相關聯的過濾膜可以按照需要被移除或者替換。在一些實施方式中,通過增加另外的模塊化固定設備以及相關的過濾膜,過濾系統的能力可以按照需要被提尚O
[0082]在一些實施方式中,用于過濾膜的機械式固定結構包括錨固構造,其通過施加機械力,例如,壓縮力來接合、被固定到、和/或被聯接到過濾膜。在一些實施方式中,除了錨固構造,約束結構也可以被用在固定設備中。約束結構可以通過向膜施加機械力,例如壓縮力來機械地固定或者約束膜,和/或被聯接到膜。錨固構造和約束結構可以被聯接到過濾膜的不同部分,并且/或者可以被聯接到過濾膜的至少一個共同部分。錨固構造和約束結構可以相互聯接或者相互接合。錨固構造和約束結構中之一可以至少部分地被布置在另一個的外部表面上。錨固構造和約束結構中之一可以被另一個至少部分地包圍。
[0083]參照附圖,圖1描述了用于固定多個以環形纖維配置2布置的中空多孔膜纖維I的固定設備的實施方式。環形纖維配置2包括由多個中空多孔膜纖維I的環界定的眼部分3。包括多個中空多孔膜纖維I的實質上直的部分的伸長部分4可以從眼部分3延伸。固定設備包括錨固構造5和與中空多孔膜纖維I接合或者聯接到中空多孔膜纖維I的約束結構6。約束結構6的一部分可以被定位成比錨固構造5更接近于以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維I的伸長部分4,并且/或者可以相比于錨固構造5沿著伸長部分4的更長的長度延伸。錨固構造5可以被定位得比約束結構6的至少一部分更接近于眼部分3。多個中空多孔膜纖維I的開放端部沒有被錨固構造5或者被約束結構6密封地接合。
[0084]圖1描述了其中的以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維I包括一束7的中空多孔膜纖維I的實施方式。將理解的是,替代的實施方式可以包含多個束7。在一些實施方式中,環形配置2可以采用一簾或者一絞纖維的形式。
[0085]圖1描述了利用多個相對的伸長構件8將以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維I接合的錨固構造5。伸長構件8可以施加壓縮力到以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維1,將中空多孔膜纖維I在相對的伸長構件8之間機械地固定到位。可呈板狀形狀的伸長構件8可以相對于中空多孔膜纖維I橫向地定位,并且可以將中空多孔膜纖維I壓緊在其之間。
[0086]相對的伸長構件8可以被定位以壓緊以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維I的伸長部分4,然而,將理解的是,在替代的實施方式中,以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維I的眼部分3可以額外地或者替代性地被布置在錨固構造5的相對的伸長構件8之間,并且/或者被錨固構造5的相對的伸長構件8壓緊和/或固定。
[0087]圖1還描述了與以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維I接合的約束結構6。約束結構6可以包圍或者圍繞以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維I的伸長部分4。在其它實施方式中,約束結構6可以僅僅部分地包圍或者圍繞以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維I的伸長部分4。約束結構6可以被圓柱形地定形,并且可以是套筒或者套管。約束結構可以是夾具,例如C形夾具的形式。在其它實施方式中,約束結構6可以包圍以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維I的眼部分3和伸長部分4 二者或者僅僅包圍眼部分3。
[0088]圓柱形成形的約束結構6可以在錨固構造5的相對的伸長構件8之間布置在纖維束7的周圍表面9上。在以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維I的眼部分3和伸長部分4的相反的方向上,圓柱形成形的約束結構6可以延伸超出錨固構造5。
[0089]在使用中,約束結構6的一部分可以在中空多孔膜纖維I的伸長部分4的移動時提供緩沖或者阻尼效應。阻尼的纖維移動可以有助于在以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維I的伸長部分4從約束結構6延伸的接合位置處發生的纖維磨損小于如果纖維移動未被阻尼的情況下將發生的纖維磨損。將理解的是,通過在以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維I的眼部分3和/或伸長部分4的相反的方向上沒有超出錨固構造5延伸的約束結構6,能夠實現緩沖或者阻尼效應。
[0090]在一些實施方式中,約束結構6可以被定位在以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維I的伸長部分4上,并且,例如,在低于伸長構件8的下限范圍的位置處與錨固構造5隔開。約束結構6可以是柔性套筒。在一些實施方式中,錨固構造5和/或伸長構件8以及約束結構6是相同元件。在一些實施方式中,圓柱形成形的約束結構6被彈性地偏置到與以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維I的壓縮接合中。約束結構6可以由彈性材料,例如橡膠形成,其可以已經被擴張用于將膜纖維I插入約束結構內部,并且然后被放松并且被允許壓縮性地接合膜纖維I。
[0091]圖2描述了包括支撐與以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維I接合的約束結構6的錨固構造5的固定設備的替代的實施方式。圖2的實施方式包括與圖1中描述的實施方式相同的元件,具有額外的使錨固構造5類似梳子20的形狀的特征。多個相對的伸長構件8代表梳子20的齒,并且以平行和隔開的關系被定位。多個相對的伸長構件8包括沿著伸長構件8的縱軸延伸的表面通道21。布置在以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維I上的約束結構6被安裝在相對的伸長構件8的表面通道21內部,并且被相對的伸長構件8的表面通道21保持。
[0092]圖3描述了包圍了以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維I的伸長部分4的約束結構6。約束結構6被圓柱形地定形,并且包括界定了對應的定位臺肩24的遠端壓接部分22和近端壓接部分23。定位臺肩24被配置為與錨固構造5的相對的伸長構件8的多個表面通道21接合。
[0093]通過施加壓縮力,多個相對的伸長構件8可以接合并保持約束結構6和以環形纖維配置2的中空多孔膜纖維1,然而,將理解的是,替代的接合工具同樣是可用的。空間限制或者互鎖裝置可以防止與環形纖維配置2接合的約束結構6脫離錨固構造5的相對的伸長構件8。例如,通過可以具有至少一個大于在鄰近相對的伸長構件8之間橫跨對應的表面通道21的距離的尺寸的定位臺肩24,約束結構6可以被保持在伸