CN102580542B

CN102580542B - 过滤组件

Info

Publication number: CN102580542B
Application number: CN201210010877.XA
Authority: CN
Inventors: 荒牧昌作; 岩本健太郎
Original assignee: Asahi Kasei Medical Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Kasei Medical Co Ltd
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2012-01-11
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2032-01-11
Also published as: JP2012157857A; CN202538648U; JP5908730B2; CN102580542A

Abstract

本发明提供一种过滤组件，在该组件内的压力较高的情况下也能抑制头部的变形和由该变形引起的损坏。该过滤组件中，固定用螺母(4)具有在该过滤组件(1)的内部压力超过大气压的情况下，抑制头部(3)的变形的变形抑制部(41a)；该变形抑制部(41a)对头部(3)上的如下部分进行按压，即由该过滤组件(1)的内部压力沿轴线方向作用的压力投影部分的至少一部分；该压力投影部分之中，被变形抑制部(41a)按压的按压部分的投影面积S2同没有被该变形抑制部按压的非按压部分的投影面积S1的比S2/S1在25％到300％的范围内。

Description

过滤组件

技术领域

本发明涉及一种过滤组件。更详细而言，本发明涉及一种具有在筒状的主体壳的开口部上安装头部的构造的过滤组件的改进。

背景技术

采用了分离膜的过滤组件在例如自血液中去除规定成分来对血液进行净化的血液净化疗法等的医疗领域或水净化处理领域等中被使用。

作为该种过滤组件，为例如在壳体内收容数百个～数万个中空纤维膜的构造，因此使用了使头部相对于筒状等的主体壳的开口部为可拆卸的构造(参照专利文献1、2)。此外，为了成为水密的构造，也有使O型密封圈介于主体壳和头部之间的组件(参照专利文献3)。

另外，在具有使头部自身与主体壳螺纹配合而进行安装的构造的过滤组件中，在边使头部旋转边进行安装时，会在O型密封圈上产生扭转、扭曲以及由该扭转、扭曲引起的变形，这样一来，就有可能无法充分发挥O型密封圈的水密封功能。因此，以往，人们提出一种具有如下构造的过滤组件(例如参照专利文献3)：即利用与主体壳的开口部螺纹配合的固定用螺母，使头部相对主体壳不发生相对旋转，从而使O型密封圈不发生共转地安装。

专利文献1：日本专利第4369840号公报

专利文献2：日本特开昭52-138071号公报

专利文献3：日本专利第4147846号公报

但是在以往的过滤组件中，对于头部在内部压力作用时的损坏没有充分地进行讨论。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种过滤组件，在该组件内的压力较高的情况下也能抑制头部的变形以及由该变形引起的损坏。

为了解决该课题，本发明者进行了种种研究。近来，提出了在高于以往压力的内部压力作用的状态下过滤液体，以便谋求过滤的所必要的时间的缩短等的过滤组件。这样的过滤组件中，例如会将高于以往的、轴线方向(过滤组件的中心轴线方向)的压力作用于头部上，但是，迄今为止，难以认为已经对较高的内部压力所能够波及到头部上的影响进行了充分地研究。此外，仅从提高耐久力的观点来看，也可考虑单纯地增加头部等的厚度，但是从重量、材料费用等的方面来看并不是优选的方法。本发明者立足于这些点而进一步反复进行研究，得出了与解决这些课题有关的新的见解。

基于该见解的本发明是如下过滤组件，其包括：用于收容分离膜的筒状的主体壳；安装于该主体壳的开口部上的头部；固定用螺母，其与主体壳螺纹配合，该固定用螺母沿主体壳的轴线方向按压头部，并可拆卸地固定于主体壳上；以及配置于头部和主体壳之间的O型密封圈；其中，固定用螺母具有在该过滤组件的内部压力超过大气压的情况下用于抑制头部的变形的变形抑制部；该变形抑制部对头部上的如下部分进行按压，即由该过滤组件的内部压力沿轴线方向作用的压力投影部分的至少一部分；该压力投影部分之中，被变形抑制部按压的按压部分的投影面积S2同没有被该变形抑制部按压的非按压部分的投影面积S1的比S2/S1在25％到300％的范围内。

在通常作为过滤组件的材质使用树脂的情况下，即使在以往程度的内部压力下没有任何问题的树脂制的头部中，在较高的内部压力(例如3个大气压左右)的情况下也会有发生变形，某些情况下还会发生损坏的可能。关于该点，在本发明的过滤组件中，通过形成于固定用螺母上的变形抑制部按压头部中的由内部压力沿轴线方向作用的压力投影部分(朝向轴线方向的压力作用部分)的至少一部分，从而抑制该头部的变形以及由该变形引起的损坏。

此外，在该过滤组件中，将头部沿轴线方向向主体壳按压，从而进行固定，因此不会在介于它们之间的O型密封圈上发生变形。因此，即使在较高的内部压力作用的情况下，也能够保持头部和主体壳之间为液密状态。

在上述的过滤组件中，优选在将头部的朝向轴线方向的整体投影面积同头部的非按压部分的朝向轴线方向的投影面积S1的差值视作面积S3的情况下，该差值面积S3与头部的压力投影部分的投影面积S0的比S3/S0在25％到175％的范围内。

此外，本发明的过滤组件中，优选头部的压力投影部分的面积至少为28cm²。

另外，本发明的过滤组件中，优选该过滤组件的内部压力的最大值至少为0.2MPa(绝对压力)，进一步优选为0.25MPa(绝对压力)以上。

此外，本发明的过滤组件中，也优选变形抑制部由固定用螺母上所形成有的内侧突出部构成。

此外，在本发明的过滤组件中，也优选变形抑制部由固定用螺母上所形成的内侧突出部，和/或固定用螺母的开口部上所形成的加强部构成。

根据本发明，在该组件内的压力较高的情况下，也能够抑制头部的变形以及由该变形引起的损坏。

附图说明

图1是表示过滤组件的实施例的纵剖视图。

图2是表示构成过滤组件的头部、固定用螺母等以及其周围的构造的图，图2的(A)是半个部分的俯视图，图2的(B)是纵剖视图。

图3是头部的纵剖视图。

图4是固定用螺母的纵剖视图。

图5是固定用螺母的俯视图。

具体实施方式

以下，基于附图所表示的实施例的一例来对本发明的结构进行详细地说明。在图1等中，表示了本发明的过滤组件1的一个实施例。本实施例的过滤组件1具有主体壳2、头部3、固定用螺母4、O型密封圈5等。

主体壳2形成为收容分离膜(此处例如为中空纤维膜6)的筒状的壳体，在本实施例中形成为轴线方向(沿该筒状壳体的中心轴线的方向)的两端开口了的筒状。使头部3在与开口部21之间隔有O型密封圈(密封构件)5的状态下被安装到两开口部21上。另外，在主体壳2的外周面上设有供进行过滤的液体等通过的端口103、104。端口103、104借助接管头(省略图示)从而与液体流通管路相连接。

头部3与上述的壳体主体2分离成形，被安装并固定于主体壳2的开口部21上。在头部3的中央位置处，设有使液体等通过过滤组件1的端口101(或者端口102)。端口101、102借助接管头(省略图示)从而与液体流通管路相连接。另外，在头部3的外周附近，形成有形状与固定用螺母4的内侧突出部41的形状相配的台阶部31(参照图3)。在头部3的朝向主体壳2的面上的靠外周附近位置，形成有供O型密封圈5放入的凹部32。

固定用螺母4是将头部3以可拆卸的状态固定于主体壳2的开口部21上的、带有内侧突出部41的环状构件。本实施例的固定用螺母4以与主体壳2的开口部21螺纹配合的方式设置，固定用螺母4在螺纹配合时，由内侧突出部41沿轴线方向按压头部3，并固定到主体壳2上(参照图2的(B)等)。在固定用螺母4的内周面上，形成有与主体壳2的开口部21螺纹配合的螺纹部42(参照图4等)。对固定用螺母4的外周的形状不进行特别的限定，但是本实施例中，例如考虑了操作者手工旋转固定用螺母4而相对于主体壳2拆装固定用螺母时的可操作性，而为正12边形等的多边形形状(参照图5)。

上述的头部3、固定用螺母4为例如树脂制造，但是对材质不进行特别的限定。同样地，也不对头部3、固定用螺母4的形状进行特别的限定。举例而言，头部3、固定用螺母4的厚度为1mm～10mm，材料的弯曲强度为200kg/cm²～2000kg/cm²，但也能够根据作为对象的液体、适用情况等的不同而酌情改变。

在主体壳2内，设有许多中空纤维膜6。中空纤维膜6被沿主体壳2的轴线方向配置，从主体壳2的一端附近延伸到另一端附近。在主体壳2内的轴线方向的两端附近，分别设有用于支承中空纤维膜6的支承构件23。支承构件23形成为例如与主体壳2的内部形状相适应的圆盘状，该支承构件23支承中空纤维膜6的端部，并且，截断出位于各支承构件23外侧的空间A(以端口101、102为开口的空间)以及位于两个支承构件23内侧的空间B(参照图1)。中空纤维膜6的两端分别朝向与端口101、102相连通的空间A开口。因此，例如自端口101或端口102流入的液体流经中空纤维膜6的管内，通过了中空纤维膜6的侧壁的液体流出到两个支承构件23之间的空间B内。通过该中空纤维膜6的侧壁的时候，规定的物质被从液体中分离出。流出到空间B的液体从主体壳2周壁上设有的端口103、104排出。端口103、104与两个支承构件23之间的空间B相连通。因此，能够将例如通过了中空纤维膜6的分离后的液体从端口103、104排出。本实施例的端口103、104形成为例如圆管状，在其前端的开口端部上形成有环状的凸缘部。另外，除了凸缘之外，能够使用金属箍、管接头(nipple)、螺栓等。

此处，在固定用螺母4上形成有用于抑制头部3变形的变形抑制部。例如在本实施例中，为如下结构：即利用上述的内侧突出部41的至少一部分对头部3上的由该过滤组件1的内部压力沿轴线方向作用的部分(本说明书中称为压力投影部分)的一部分进行抑制(在图2中，对内侧突出部41上的作为变形抑制部发挥功能的部分由附图标记41a来表示)。变形抑制部在该过滤组件1的内部压力超过大气压的情况下(特别是高压的情况下)对头部3的变形进行抑制。

对形成于固定用螺母4上的变形抑制部41a的具体形状不进行特别的限定，但是优选能够使变形抑制效果充分奏效的形状。例如在本实施例中，以如下方式形成变形抑制部41a(参照图2的(A)、图2的(B)等)：即在头部3上的由该过滤组件1的内部压力沿轴线方向作用的压力投影部分(图2中以半径R0所示的圆形部分)之中，被变形抑制部41a按压的按压部分(宽度为R2的环状部分)的投影面积S2同没有被该变形抑制部41a按压的非按压部分(半径R1的圆形部分)的投影面积S1(＝π(R1)²)的面积比S2/S1在25％到300％的范围内。通过面积比S2/S1至少为25％的变形抑制部41a的作用，即使在较高的内部压力(作为一个例子为0.2MPa(绝对压力)以上)的情况下，也能够抑制头部3的变形以及由该变形引起的损坏。此外，面积比S2/S1在25％到300％的范围内地形成的变形抑制部41a尤其能有效适用于头部3的压力投影部分的面积为至少28cm²，内部压力最大值至少为0.45MPa(绝对压力)的本实施例这样的过滤组件1。而且，该变形抑制部41a形成为固定用螺母4的一部分，也不需要用于抑制头部3变形的其它构件。顺便一提，当R1＝R2的时候，面积比S2/S1为300％。

另外，在本实施例的过滤组件1中，以将头部3沿轴线方向向主体壳2按压的方式来进行固定，所以，不会在介于头部3和主体壳2之间的O型密封圈5上发生由共转引起的变形。因此，即使在较高的内部压力作用的情况下，也能够保持头部3和主体壳2之间的液密性。

此外，在上述那样的过滤组件1中，在将头部3的朝向轴线方向的整体投影面积S(＝πR²)同头部3的非按压部分的朝向轴线方向的投影面积S1(＝π(R1)²)的差值(换言之，宽度为(R-R1)的环状部分的面积)视作面积S3的情况下，优选该差值面积S3与头部3的压力投影部分的投影面积S0(＝π(R0)²)的比S3/S0在25％到175％的范围内。通过上述那样的固定用螺母4的作用，在较高内部压力作用的情况中，也能够抑制头部3整体的上提、保持液密状态。

在上述的实施例中举出中空纤维膜6作为分离膜的一例来进行了说明，这只不过是优选例。作为能够适用本发明的分离膜，除此之外，能够列举出平膜型、螺旋型、压褶(pleat)型、管状型等。

另外，上述的实施例是本发明的一个较佳实施例，但是本发明不限于此，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行种种变形地实施。例如，在上述的实施例中使固定用螺栓4上所形成的内周为圆形的内侧突出部41的一部分作为变形抑制部41a发挥功能，但是，该变形抑制部41a的形状不限于这样的内周圆形(或者环状)的结构，也不限于对头部3的外周附近进行按压的结构。举例而言，也能够为以如下方式而形成的结构，即利用使固定用螺栓4的开口部的一部分和其它部分连接而形成的带状部分或突出部分等加强部，来进一步地抑制头部3的变形。

本发明能有效适用于在医疗领域、水净化处理领域等中被利用的过滤组件。

附图标记说明

1、过滤组件；2、主体壳；3、头部；4、固定用螺母；5、O型密封圈；6、中空纤维膜(分离膜)；41、内侧突出部；41a、变形抑制部。

Claims

1.一种过滤组件，包括：用于收容分离膜的筒状的主体壳；安装于该主体壳的开口部上的头部；固定用螺母，其与上述主体壳螺纹配合，该固定用螺母沿上述主体壳的轴线方向按压上述头部，并可拆卸地固定于上述主体壳上；以及配置于上述头部和上述主体壳之间的O型密封圈；

其中，上述固定用螺母具有在该过滤组件的内部压力超过大气压的情况下用于抑制上述头部的变形的变形抑制部；

该变形抑制部对上述头部上的如下部分进行按压，即由该过滤组件的内部压力沿轴线方向作用的压力投影部分的至少一部分；

该压力投影部分之中，被上述变形抑制部按压的按压部分的投影面积S2同没有被该变形抑制部按压的非按压部分的投影面积S1的比S2/S1在25％到300％的范围内。

2.根据权利要求1所述的过滤组件，其中，在将上述头部的朝向上述轴线方向的整体投影面积同上述头部的上述非按压部分的朝向上述轴线方向的投影面积S1的差值视作面积S3的情况下，该差值面积S3与上述头部的上述压力投影部分的投影面积S0的比S3/S0在25％到175％的范围内。

3.根据权利要求1所述的过滤组件，其中，上述头部的上述压力投影部分的面积至少为28cm²。

4.根据权利要求2所述的过滤组件，其中，上述头部的上述压力投影部分的面积至少为28cm²。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤组件，其中，该过滤组件的内部压力的绝对压力的最大值至少为0.2MPa。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤组件，其中，上述变形抑制部由上述固定用螺母上所形成的内侧突出部构成。

7.根据权利要求5所述的过滤组件，其中，上述变形抑制部由上述固定用螺母上所形成的内侧突出部构成。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤组件，其中，上述变形抑制部由上述固定用螺母上所形成的内侧突出部，和/或上述固定用螺母的开口部上形成的加强部构成。

9.根据权利要求5所述的过滤组件，其中，上述变形抑制部由上述固定用螺母上所形成的内侧突出部，和/或上述固定用螺母的开口部上形成的加强部构成。