CN104837544B - 膜堆叠过滤模块 - Google Patents

Abstract

膜布置在堆叠中，该堆叠具有进料通道间隔件和渗透物载体的平坦片。平坦的进料通道和渗透物通道遍及该堆叠的厚度而交替。进料通道的边缘沿该堆叠的长度密封。该渗透物通道的边缘跨过该堆叠的宽度密封。该堆叠可大于1.5m长。可选地，膜可密封至彼此而不折叠。过滤元件包括堆叠和壳。该壳具有去往进料通道的至少一个入口和渗透物出口。可选地，元件可在渗透物侧错流构造中操作。堆叠的部分可在一些情况下通过自动过程而预先组装。该过滤元件可用于反渗透、正渗透、压力延迟渗透或纳米过滤。

Description

膜堆叠过滤模块

技术领域

本说明书涉及膜过滤模块和制造它们的方法，膜过滤模块例如反渗透或纳米过滤模块，其中平坦的膜片在模块中布置在堆叠(stack)中。

背景技术

平坦片状膜已用在浸入式超滤或微滤模块中。在由Kubota生产的模块中，膜片提供在塑料框架的两侧上，以形成中空凹穴。该凹穴在模块中放置在间隔开的布置中且浸入在开口罐中。渗透物由通过框架中的端口应用的吸力抽出到凹穴的内侧。在美国专利7892430中描述的模块中，过滤器元件由两个膜片构成，该两个膜片提供在排出元件的两侧上。该过滤器元件以间隔开的关系布置且浸入在开口罐中。渗透物由通过管的吸力抽出，该管行进通过元件中的开孔。在浸入进料水罐中的情况下且在低跨膜压差下操作避免了需要这些模块为刚性或坚固的。

平坦片状膜还已用在反渗透中。然而，典型地，反渗透膜通常形成在螺旋缠绕模块中。螺旋缠绕构造本质上适于高压应用，但仅是当在渗透物侧上不存在错流(cross flow)时。在美国专利5104532、美国专利5681464、美国专利6524478、欧洲专利1355730和日本公开7068137中描述了制造平坦片压力驱动模块(其中一些具有错流)的尝试。

发明内容

以下部分意图向读者介绍遵循且不限制或限定权利要求的详细描述。

本说明书描述包括平坦片状膜的堆叠。膜布置在堆叠中，该堆叠具有进料通道间隔件和渗透物载体的平坦片。堆叠具有遍及堆叠的厚度而交替的平面进料通道和渗透物通道。进料通道的边缘沿堆叠的长度密封。渗透物通道的边缘跨过堆叠的宽度密封。优选地，堆叠的长度大于其宽度。堆叠还可大于1.5m长。可选地，膜片可需要处密封至彼此而不折叠。

该说明书还描述了过滤元件。该元件包括如上所述的堆叠和壳。该壳具有一个端部的入口，该入口与进料通道连通。该壳具有至少一个渗透物出口，该至少一个渗透物出口与渗透物通道连通。该渗透物出口还可与沿堆叠长度或与堆叠的片垂直的渗透物导管连通。可选地，该元件可具有渗透物入口和出口，使得元件可以以错流构造操作。该过滤元件可用于例如反渗透、正渗透、压力延迟渗透或纳米过滤。

该说明书还描述了制造堆叠的方法。该堆叠的部分可以可选地通过大致连续的或自动的过程来预组装。

附图说明

图1是形成堆叠的片的组件的分解等距视图。

图2是元件的等距视图，该元件包括图1的堆叠。

图3是图2的元件的沿图2的3-3线的截面。

图4是图2的元件的沿图2的4-4线的截面。

图5是第二堆叠的等距视图。

图6是第二元件的分解截面，该第二元件包括图5的第二堆叠。

图7是第二元件的组装截面。

图8是在组装过程的一个步骤期间的第三堆叠的分解等距视图。

图9是在组装过程的一个步骤期间的第三元件的截面，该第三元件具有图8的第三堆叠。

图10是图9的第三元件的平面图。

图11是用于制造堆叠或堆叠的一部分的机器的示意图。

图12是用于制造堆叠或堆叠的一部分中的渗透孔的机器的示意图。

图13是具有增强渗透孔的渗透物载体的平面图。

图14是进料间隔件的平面图，该进料间隔件具有通过环和预先应用的边缘密封件而增强的渗透孔。

图15是用于设置图14的环的厚度的装置的示意图。

具体实施方式

大多数反渗透模块制造成螺旋缠绕构造。在典型模块中，进料沿该模块的长度流动。膜以折叠片的形式使用，该折叠片具有抵接渗透物收集管的折痕。进料路径的长度受膜材料的宽度限制，膜材料的宽度典型地小于1.5米。片的长度受对渗透物流的阻力限制，这将限制模块的效率。在具有大的公差以用于层在它们被卷起时的移动的情况下，胶线应用至膜或渗透物载体。结合地，这些工序导致螺旋缠绕模块中的有效膜表面积显著小于在制作模块时消耗的膜材料的表面积。

代替螺旋缠绕模块中的叶片，可由在加工过的材料中保持平坦的材料堆叠来制造如在本说明书中描述的平坦过滤模块。可选地，该堆叠可由预先制造的夹片(clip)、进料间隔件和两个膜组装，夹片包括渗透物载体。这两个膜可通过折叠单个膜材料件形成或由两个单独的膜材料件形成。两个膜可在堆叠中例如通过超声波或热焊接、粘合剂(诸如热熔胶或聚氨酯树脂)，或通过胶带粘结至彼此。该粘结的膜形成模块的进料侧与渗透物侧之间的阻挡。平坦的过滤模块可用于，例如，反渗透或纳米过滤或用作为螺旋缠绕膜的备选方案。

图1示出堆叠10。该堆叠10由材料的平坦层组成。可选地，材料片可跨过其长度或其宽度折叠，以形成多个层。各层为：膜12、进料间隔件14、渗透物载体16和可选的阻挡片18。阻挡片18是不可渗透层，例如聚乙烯片。可选地，阻挡片18可由模块的壳代替。

包括两片膜12、进料间隔件14和渗透物载体16的子组件将称为夹片20。在夹片20中，两个膜12由进料间隔件14和渗透物载体16中的一者间隔开，并且进料间隔件14和渗透物载体16中的另一者在夹片20的外侧上。膜12的分离层面对进料间隔件14。示出的夹片20从夹片20的底部开始排序为第一膜12、进料间隔件14、第二膜12和渗透物载体16。然而，夹片20可备选地以进料间隔件14、第二膜12或渗透物载体16开始。当多个夹片20堆叠在彼此的顶部上时，相继的膜12由进料间隔件14和渗透物载体16的交替层间隔开。可选地，在堆叠10的顶部或底部处、或二者处可存在额外的层，它们不形成完整的夹片20。堆叠10可具有一个夹片20或多个夹片20。多个夹片20可预先组装并且堆叠为夹片20，以形成堆叠10。

堆叠10中的材料的层可为在制作螺旋缠绕膜时使用的相同材料。例如，膜12可为在支撑结构上铸造的薄膜复合反渗透或纳米过滤膜。进料间隔件14可为展开的塑料网。渗透物载体16可为针织编织织物。

为了该说明书的目的，将利用如在图1中示出的参照维度来描述堆叠10。材料片的较长维度将称为长度L。材料片的较短维度将称为宽度W。垂直于材料平面的维度将称为厚度T。

堆叠10在长度L方面不限于典型膜材料的宽度，且可比1.5m长。长的堆叠10每单位面积具有垂直于堆叠10的长度L的更少的密封件，且因此可实现膜12的每单位面积的更高有效过滤面积。长的堆叠10还可避免要求在一连串具有相似长度的螺旋缠绕模块中的模块之间建立的抗挤撞装置、O形环、模块互连件和其他零件。

仍然参照图1，层上的X记号的线(即，XXXXXXXXX)指示在密封件的任一侧上的两个膜12之间的密封件。该密封件可直接在膜12之间形成，通过中间层形成、或通过从两个膜12到中间层的密封件而形成。进料间隔件14上方或下方的膜12沿进料间隔件的长度得到密封。渗透物载体16上方或下方的膜12沿渗透物载体16的宽度得到密封。由阻挡片18附近的进料间隔件14或渗透物载体16与阻挡片18分离的膜12被直接地，通过中间层，或通过对密封到阻挡片的中间层的密封件而密封至阻挡片18。进料间隔件14和相关密封件形成大体平坦的进料通道，该通道在堆叠10的端部处敞开且行进穿过堆叠10的长度。渗透物载体16和相关密封件形成大体平坦的渗透物通道，该通道在堆叠10的端部处封闭。渗透物通道可在堆叠10的两侧上敞开，在堆叠10的一侧上敞开，或在堆叠10的所有四侧上封闭。

密封件可通过用于制造螺旋缠绕膜的任意方法制造。例如，密封件可为材料片中的折叠或通过密封剂形成。适合的密封剂包括聚氨酯、环氧树脂、硅酮、丙烯酸盐和热熔粘合剂。例如，密封件可利用基于乙烯醋酸乙烯(EVA)的热熔粘合剂形成。优选地，在压缩堆叠10时或之后，固化利用密封剂形成的密封件。然而，与螺旋缠绕膜模块不同，在密封剂固化时，可在不要求材料片相对于彼此滑动的情况下组装堆叠10。密封件可因此通过对于在制造螺旋缠绕模块时使用而言会粘结得太快的方法制造。例如，密封件可通过热、激光焊接或超声焊接，或通过快凝密封剂形成。备选地，密封件可通过绕进料间隔件14或渗透物载体16将两个膜12连结在一起的一条胶带形成。

优选地，密封件尺寸确定为且放置为距堆叠的边缘尽可能近，同时仍然足够牢固以抵抗设计压力。不需要适用层在滚动期间的移动，且因此，相对于螺旋缠绕模块，膜源材料的更高百分比可成为堆叠10中的有效膜面积。更长的元件长度允许作为所使用的膜材料的百分比的更高的有效膜面积。更快地固化的密封件可更精确地放置，从而减少对宽密封件的需要，且还增大有效膜面积。层的移动可在基于网络的过程中精确地受控，其还有助于减少对宽密封件的需要。

在图1中，进料间隔件14沿其长度中的边缘而被密封至其上方和下方的膜12。可选地，两个膜12可各自直接在旁边密封至进料间隔件14。在该情况下，进料间隔件14的宽度小于膜12的宽度。膜12的边缘被拉到一起并附接，例如通过密封剂或声波或热焊接。进料间隔件14不需要被包括在密封件中。然而，进料间隔件14可以可选地至少部分地突出到密封件中，以抑制进料间隔件14的移动。这可允许更高的错流速率或进料压力应用至堆叠10。在图1中，渗透物载体16还沿其宽度中的边缘而被密封至其上方和下方的膜12。如对进料间隔件14描述的，两个膜12可在渗透物载体16的边缘旁边密封至彼此。

具有密封在其之间的进料间隔件14的两个膜12的子组件可借助于通过边缘密封装置展开这三个层而基本上连续地制造。该子组件可在行进通过边缘密封装置之后被切割成节段，以形成用于在构造夹片20和堆叠10中使用的节段。可选地，在层被切割成节段之前，渗透物载体16可在上部膜12的上方铺开，以形成如图1所示的夹片20。密封剂或点焊的点可用于阻止渗透物载体16相对于膜12滑动。

在具有或不具有以该方式预先制造的夹片20的情况下，堆叠10通过以下来组装：将密封剂应用至夹片20的渗透物载体16并将另一夹片放置到顶部，重复这些步骤直到达到预期的堆叠10高度。阻挡层18和具有相关密封剂线的较低的渗透物载体16可如图1所示地添加，但不是必要的。密封剂可如图1所示地以两条线的形式应用至渗透物载体16，以形成渗透物侧错流堆叠。备选地，密封剂可以以三边样式(类似于图8中的胶线60)应用至渗透物载体16，以提供堆叠，在该堆叠中，仅从一个边缘取出渗透物。优选地，当胶固化时，在两个平坦板之间压缩堆叠10。

图2示出过滤元件22，其备选地称为模块。该元件22具有包围堆叠10的壳24。优选地，该壳24为刚性的，且能够以最小的偏转的耐受应用至堆叠10的进料水压。该壳24为无孔的，且可例如，由塑料(诸如ABS)或不锈钢制成。示出壳24由两个顶部面板26、两个侧面板28和两个端部面板30制成。当提及顶部面板26中的特定一个时，顶部面板26可备选地称为顶部面板26和底部面板26。面板26、28、20可胶合或焊接在一起。然而，可使用其他形状和构造方法。壳24，特别是顶部面板26，可定形为以便增大其有效厚度并减少变形。

具体而言，参考图4，仅为了容易例示，堆叠10示为仅具有一些的间隔开的层。然而，当组装时，堆叠10的层直接放置在彼此的顶部上。至少在使用时，堆叠的顶部和底部层靠着壳24的顶部面板26。以此方式，当进料水在压力下应用至堆叠10时，顶部面板26阻止堆叠10展开到将损伤密封件的程度。可选地，顶部面板26可被密封至堆叠10。

面板26、28、20附连并密封至彼此，以制造壳24，例如通过粘合或超声焊接。在一个组装工序中，除了顶部面板26中的一个以外，制造壳24。堆叠10放置在壳24中且可选地密封至底部面板26。将转角密封件32铸造在合适的位置。当转角密封件32固化时，剩余的顶部面板26附连且可选地密封至堆叠10。在另一组装工序中，除了侧面板28中的一个以外，制造壳24。堆叠10插入到壳24中。转角密封件32被注入到壳24中。可选地，壳24的转角的外部可由转角密封件32形成。在这些选项中的任一个中，侧面板28和端部面板30优选地在尺寸方面确定为使得顶部面板26压缩堆叠20。

具体而言，参考图3，转角密封件32环绕堆叠10将壳的内部分成一个或更多个端部隔室34且可选地分成一个或更多个侧隔室36。转角密封件32密封至壳24且密封至堆叠10。转角密封件32例如可由密封剂(诸如热熔胶、环氧树脂或聚氨酯)制造。各端部隔室34与进料间隔件14流体地连通。各侧隔室36(如果有的话)与渗透物载体16流体地连通。

进料端口38提供在一个端部面板30中以将进料水源连接到元件22。可选地，渗余物端口40可提供在另一端部面板30中以移除渗余物，渗余物备选地称为浓缩物或盐水(brine)。在另一选项中，可从元件22的两个端部上的端口38、40提供进料。为各侧隔室36提供渗透物端口42以移除来自元件22的渗透物。

尽管侧隔室36是可选的，但在渗透物载体16的两侧具有侧隔室36允许堆叠10的每单位宽度W的减小的渗透物路径长度。这可导致相对于具有一个侧隔室36的模块的增大的净过滤压力。备选地，具有两个侧隔室36的元件22可在元件22的渗透物侧上的错流的情况下使用。

元件22可绕具有基本上任何厚度T的堆叠10构造。侧面板28和端部面板30需要通过增加的厚度T而更坚固，但每单位膜面积的顶部面板22的数量通过增加的厚度T而减少。厚度T可选择成使由壳24消耗的材料最恰当。备选地，可选择更小的厚度T，以允许更容易升级的系统，且提供更小的独立元件22以用于替换或修复。

图5到7示出第二元件50。第二元件50类似于元件20，但第二元件50实质上不具有侧隔室36。作为替代，渗透物通过套管(spigot)52移除，其行进通过堆叠10和顶部面板26中的孔。套管54具有一个或更多个开口54以收集来自第二堆叠48内的渗透物。通过绕进料间隔件14中的孔的环56来阻止进料水进入套管54。在图6中夸大了环56的厚度。环56行进通过进料间隔件14并至少足够厚到，以当第二堆叠48在壳24中时，被靠着邻近的膜12压缩。

环56例如可由放置到进料间隔件14中的孔内的预先制造的弹性体材料制造。备选地，环56可由可固化密封剂(例如热熔粘合剂)制造，该可固化密封剂在进料间隔件的部分装入环56中的情况下铸造在合适的位置。堆叠10可在密封剂固化前组装，使得其粘合至邻近的膜12。备选地，密封剂可预先固化。通过由弹性体材料或预先固化的密封剂制成的环56，当堆叠10已组装时，额外的密封剂可应用在环56与邻近的膜12之间，或者，环56可已添加膜12之后重新加热，以将环56密封至膜12。沿进料间隔件14边缘的密封件可以以类似方式制造，例如通过密封至如关于环56描述的膜的条。套管52例如通过胶58而密封至壳24。

由于从套管52取出渗透物，故渗透物载体16的任一侧上的膜12典型地在所有四个边缘上密封在一起。在该情况下，第二元件50的渗透物侧与进料侧分离，但转角密封件32可仍用在第二元件50的至少一个端部上以防止进料水绕过进料间隔件14。第二堆叠48不需要密封至壳24或阻挡层18。第二堆叠48可作为其第一和最末层而具有进料间隔件14。备选地，可使用一个或更多个额外的转角密封件32，并且渗透物载体16的一个或更多个边缘可保持敞开，以也收集来自如图2到4中的一个或两个侧隔室36的渗透物。

图8示出制造第三堆叠62的过程的一部分。在第三堆叠62中，通过绕进料间隔件14折叠片或膜材料，提供了两层膜12，并形成一个密封件。胶线60使用在制作螺旋缠绕膜时使用的类型的密封剂(诸如热熔粘合剂)制作。胶线60以如下样式布置，该样式在图8的较高膜12上可见。然而，胶线60可布置在渗透物间隔件16或各组渗透物间隔件16和相邻膜片12中的膜片12上。在已组装第三堆叠62中的所有层之后，压缩堆叠，这促使胶线渗透穿过渗透物间隔件16。允许胶在第三堆叠62被压缩时固化。以此方式，膜12，或由渗透物间隔件16分离的膜12的对和阻挡层18被密封至彼此。

为了在组装期间帮助对齐第三堆叠62的层，可在应用胶线60时夹住第三堆叠62的一个边缘的长度L。备选地，可超声焊接第三堆叠62的该边缘，这还可避免需要应用胶线60的将与焊缝平行的部分。第三堆叠62的较高层最初被折回到夹片或焊缝的上方，直到任何需要的胶线60都已应用至较低层。

第三堆叠62可安装在如图2到4所示的壳24中，除了使用仅一个侧隔室36和渗透物端口42。第三堆叠62如其在图8中定向的，仅沿其在第三堆叠62的右侧处的长度释放渗透物。进料间隔件14还需要沿第三堆叠62(如其在图8中定向的)的左侧密封至相邻的膜12。该密封可由遍及第三堆叠的整个左侧的焊接而实现。备选地，进料间隔件14可具有沿其左侧的密封剂，该密封剂以关于图5-7和14中的环56或边缘预密封件114描述的方式中的任一种形成密封件。

作为另一备选，如图9所示，进料间隔件14的左侧可通过在第三堆叠62组装之后灌封来密封。在图9中，第三堆叠62插入到第二壳64的边缘中。第二壳64具有片，该片形成两个顶部面板24和侧面板28的等同物。侧隔室36由第二壳64的大致半圆形的弯曲部分限定。图10所示的额外弯曲片提供端部面板30的等同物。第二壳64的弯曲部分允许其展开以插入第三堆叠62。在第三堆叠62插入并连结弯曲区段的转角之后，在图10中也可见的两个转角密封件32被铸造在合适位置。从第二壳64突出的第三堆叠62中的任意过多材料可修整，以与第二壳64的边缘齐平，或与其间隔期望距离。

灌封进料间隔件14将膜12密封至进料间隔件14，并形成第二侧面板28和再两个转角密封件32的等同物。为了灌封进料间隔件14，上述组件插入到包含液体灌封树脂74的盘70中。可选地，可通过阻塞条72来阻止灌封树脂74远距离流动到进料间隔件14中。图9示出的阻塞条72从堆叠10突出，但是该阻塞条72可备选地凹入堆叠10内，以允许一些灌封树脂74渗入堆叠10中。阻塞条72可通过在进料间隔件14中预固化密封剂(诸如热熔粘合剂)来制造。备选地，粘性的灌封树脂74可通过省略阻塞条72和将真空应用至进料端口38或渗余物端口40而被吸入进料间隔件中。在灌封树脂74固化为固体之后，当前形成第四元件78的组件被从盘70中取出。可选地，树脂阻塞物可被沿修整线76切割。图10示出完成的第四元件78。

图11示出用于以大体上连续的方式组装夹片20的系统80。夹片20可以以任意长度制造并随后被切割成用于制造堆叠10、48、62的节段。在此示例中，夹片20从底部开始具有进料间隔件14、膜12、渗透物载体16和另一膜12。可选地，夹片的包括膜12、渗透物载体16和另一膜12的部分可在系统80中制造，其中随后当组装堆叠10、48、62时添加进料间隔件14。在另一选项中，夹片20的包括膜12、进料间隔件14和另一膜12的部分可在系统80中制造(层的顺序相对与图11变化)，其中随后当组装堆叠10、48、62时添加渗透物载体16。

从辊给送层中的各个。在图11的示例中，进料间隔件辊82位于第一膜辊84的下方，该膜辊84在渗透物载体辊86的下方，渗透物载体辊86在第二膜辊88的下方。层可经过各种空转辊81。空转辊81可根据需要定位层以用于工具(将在下面描述)在层上操作。该空转辊81还对齐用于给送到夹辊87对中的层。夹辊87压缩应用至层的密封剂，以导致密封剂渗过进料间隔件14、渗透物载体16或膜12的支撑层中的一个或更多个。夹辊87中的一者或二者可由弹性体材料(诸如橡胶或硅酮)制造或覆盖。该弹性体材料帮助夹辊87接收具有密封剂珠的层，且还产生被压缩至大约层的厚度之和的夹片20。

该夹辊87还沿夹辊87的长度方向压平所得的夹片20。夹辊87中的一者或二者可被加热，以有助于密封剂在夹辊中的短暂停留时间期间流动。可使用在制造螺旋缠绕膜时使用的类型的密封剂，但优选地具有粘性更小且更快凝固的配方。

密封剂从一个或更多个喷嘴85应用至渗透物载体16。喷嘴85可悬吊在伺服控制台上，使得喷嘴85可跨过且沿渗透物载体16移动。例如，为了产生跨过渗透物载体16的宽度的密封剂线，喷嘴85移动跨过渗透物载体16，同时还以与渗透物载体16相同的速度朝夹辊87移动。为了产生沿渗透物载体16的边缘的密封剂线，喷嘴85相对于渗透物载体16的宽度停留在合适的位置，但远离夹辊87缩回，以准备制造跨过渗透物载体16的宽度的另一线。通过在打开和关闭供应密封剂的计量泵的情况下结合这些移动，喷嘴85可在渗透物载体上产生各种样式。例如，喷嘴85可产生如图1所示的平行密封剂线、如图8所示的三边样式或如图6所示的四边样式。

可选的喷嘴83将密封剂应用至进料间隔件14。例如，可应用密封剂点，以相对于其他层保持进料间隔件14。在该情况下，当夹片20组装成堆叠时，完整的密封剂线应用至进料间隔件14。备选地，如图1所示，喷嘴83可沿进料间隔件的边缘应用完整的密封剂线。在该情况下，密封剂可为热的热塑性密封剂，该热塑性密封剂通过将热应用至夹片20的堆叠10而再活化，以将相邻的夹片20密封在一起，或者，可在组装堆叠10时应用额外的密封剂。如果需要阻止密封剂沉积在较低夹辊87上，则可将临时阻挡片18铺在进料间隔件14下方。备选地，进料间隔件14可在两个膜12之间铺开。喷嘴83或另一专用喷嘴还可用于将如图5到7中所示的环56应用至进料间隔件14。

在使用系统80来形成如图5到7中的第二元件50的情况下，渗透物载体16上的四边密封剂样式可在膜12之间保持过量空气的凹穴。这可阻止层被压缩在一起。夹辊87通过在层前进时挤出过量空气来抑制该问题。然而，由于在任何情况下都将为套管52冲孔，故可在绕渗透物载体16压缩膜12之前穿过膜12冲出孔，以提供用于空气泄出的另一路径。在系统80中，通过夹辊87上游的垫块93和冲模91冲出孔。冲模91在如下频率下被促动，该频率在给定系统80的线速度的情况下以套管的间距产生孔。

在不使用夹辊87构造第二元件50的其他方法中，在构造密封至渗透物载体16的两个膜12的凹穴之前，在将放置套管52的区域内对膜12穿孔也是有帮助的。仅在包括绕渗透物载体16密封的两个膜12的凹穴的一个膜12中需要一个或更多个孔。

在密封至渗透物载体16之前在膜12中形成的孔可为容纳套管52所需的最终尺寸。然而，在系统80中，层可以以如下线速度移动，该线速度使得难以冲压有精度的大孔。在该情况下，可由系统80冲出足够释放空气的小孔，并且可随后制造用于套管52的更大的孔。

图12示出用于制造用于套管52的更大的孔的机器90。层的夹片20或其他组件通过齿轮传动辊92给送，齿轮传动辊92由控制器98控制。控制器98还连接至传感器94和冲头96。控制器98使夹片20前进，直到传感器94检测到空气释放孔。控制器98然后导致辊92使空气释放孔前进至冲模96的区域内的位置。可选地，当冲头96操作时，控制器可在该点处使辊92停止。控制器98指示冲头96相对于垫块100冲出孔。然而，因为可能不精确地定位该空气释放孔，故控制器98根据需要使夹片前进，以提供套管52之间的期望间距。感测空气释放孔的位置，以检查空气释放孔是否将位于套管孔内。如果是，则然后冲出套管孔并且机器90转而形成下个套管孔。如果不是，则控制器98发送警报，以指示夹片20的部分有缺陷，且通过将下个空气释放孔放到冲头96的中心来重置。将孔放到膜12或夹片20中的过程可备选地利用旋转模切机来进行。这适用于空气放泄孔或机器90中或系统80中的套管孔。

当没有空气释放孔由系统80形成时，还可使用机器90来形成套管孔。在该情况下，省略传感器94，且机器90根据需要使夹片20前进，以在期望位置产生套管孔。可选地，机器90还可与切割器配合，且产生具有所需长度的夹片节段，该所需长度的夹片节段具有特定位置中的套管孔。

在可选的组装方法中，空气释放孔、套管孔或其他配准孔用于当多个夹片20放置在彼此的顶部上以形成堆叠时对准它们。例如，夹片20可被放置在具有竖直销的夹紧装置上方，该夹紧装置在将放置套管52的地点的中央上。一旦所有层处于合适位置，则取出销。如果需要，则冲头或其他孔形成装置被推动穿过整个堆叠10，以将孔扩大到套管孔的尺寸。

仍然考虑到如图5到7中的第二元件50，当堆叠10组装时，存在环56在环56之间或上方或下方的区域中压缩渗透物载体16的趋向。压缩渗透物载体16增加了其对去往套管52的渗透物流动的抵抗力。参考图13，可选地增强渗透物载体16中的套管孔110，以抵抗由环56引起的压缩。在该示例中，密封剂(诸如EVA或其他热熔粘合剂)的径向线112被绕套管孔110埋入渗透物载体16中。

图14示出被预处理以用于组装到如图5到7中的第二元件50中的进料间隔件14的示例。该进料间隔件14具有环，该环通过绕空气释放孔、配准孔或实际大小的套管孔应用和固化热熔粘合剂(诸如EVA)而形成。边缘预密封件114通过应用和固化热熔粘合剂而沿进料间隔的长度应用。可选地，进料间隔件14的一个或更多个转角具有凹部116，以帮助转角密封件32绕进料间隔件14附连至膜12。类似的凹部116可与具有转角密封件32的其他元件一起使用。进料间隔件14例如通过与绕渗透物载体16预密封的膜12的凹穴交替而组装到堆叠10中。环56和边缘预密封件114可通过在环56和边缘预密封件114被压靠膜12之前将额外的密封剂应用至它们而密封至相邻的膜12。在该情况下，额外的密封剂可具有低粘性和快凝时间。备选地，堆叠10可在没有额外密封剂的情况下组装。在该情况下，堆叠10在组装后被重新加热，使得环56和边缘预密封件114的热熔粘合剂至少部分地熔化且粘附至膜12。

优选地，环56和边缘预密封件114的高度接近进料间隔件14的厚度。图15示出在应用环56、边缘预密封件114或两者的过程中使用的压力机120。示出压力机120在环56附近的一部分，但是更大的压力机可用于也应用边缘预密封件114。压力机120具有上板122和下板128。优选地，板122、128中的至少一者具有加热元件130。具有熔化的热熔粘合剂的进料间隔件114插入到板122、128之间，并且板122、128根据进料间隔件14的厚度而集合。然而，进料间隔件14非常薄(例如大约0.029英寸厚)，且简单地按压热熔粘合剂趋向于产生具有不均匀厚度的环56，其具有比进料间隔件14厚30%或更多的部分。加热板122、128中的至少一个并将进料间隔件14留在压力机14中一段时间(例如10分钟或更久)将多余的厚度减少到期望厚度的少许百分比内。可选地，释放层126可用在进料间隔件14的上方或下方。隔离层124阻止释放层126熔化至压力机120。在示出的示例中，隔离层124为渗透物载体16的片。渗透物载体16额外地提供用于空气从压力机120泄出的路径。

本书面说明使用示例以公开本发明，包括最佳实施方式，并且还使任何本领域技术人员能够实践本发明，包括制造并且使用任何设备或系统并且实行任何合并的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包含其他本领域人员想到的实例。如果这种其他实例具有不与权利要求的文字语言不同的结构元件，或如果它们包括与权利要求的文字语言无显著差别的等同结构元件，则意图它们在权利要求的范围内。

Claims (29)

1.一种堆叠，其包括：

a) 平坦片状膜；

b) 进料间隔件的一个或更多个平坦片；和

c) 渗透物载体的一个或更多个平坦片，

其中，所述堆叠具有遍及所述堆叠的厚度而交替的一个或更多个大体上平坦的进料通道和一个或更多个大体上平坦的渗透物通道，

所述进料通道的边缘沿所述堆叠的长度密封，并且所述渗透物通道的边缘跨过所述堆叠的宽度密封，

所述进料通道在所述堆叠的端部处敞开。

2.根据权利要求1所述的堆叠，其特征在于，具有比所述堆叠的宽度大的其长度。

3.根据权利要求1所述的堆叠，其特征在于，具有为至少1.5m的长度。

4.根据权利要求1所述的堆叠，其特征在于，相继的膜片粘结至彼此，而不折叠。

5.根据权利要求1所述的堆叠，其特征在于，所述渗透物通道的边缘跨过所述堆叠的宽度密封且沿所述堆叠的长度的一侧密封。

6.根据权利要求1所述的堆叠，其特征在于，所述进料间隔件的一个或更多个平坦片至少部分地突出到所述进料间隔件的一个或更多个片的任一侧上的膜之间的密封件中。

7.根据权利要求1所述的堆叠，其特征在于，所述进料间隔件的一个或更多个平坦片包括预先应用的条或环。

8.根据权利要求1所述的堆叠，其特征在于，所述进料间隔件的一个或更多个平坦片包括在所述进料间隔件的两个或更多个转角上凹入的预先应用的密封材料条。

9.根据权利要求1所述的堆叠，其特征在于，具有通过所述堆叠的渗透物通道，其中，所述渗透物载体的一个或更多个片包括绕所述渗透物通道的增强部。

10.根据权利要求1所述的堆叠，其特征在于，包括在所述堆叠的顶部或底部或二者上的阻挡层。

11.一种过滤元件，其包括：

a) 根据权利要求1到10中的任一项的堆叠；

b) 壳；

c) 所述壳的一个端部处的入口，其与所述进料通道连通；和

d) 至少一个渗透物出口，其与所述渗透物通道连通。

12.根据权利要求11所述的元件，其特征在于，包括沿所述堆叠的长度或垂直于所述堆叠的片的渗透物导管。

13.根据权利要求11所述的元件，其特征在于，包括沿所述堆叠的长度的渗透物导管，所述渗透物导管部分地由所述壳的内侧形成。

14.根据权利要求11所述的元件，其特征在于，还包括第二渗透物出口。

15.根据权利要求11所述的元件，其特征在于，还包括与所述渗透物通道连通的入口。

16.根据权利要求11所述的元件，其特征在于，还包括至少两个转角密封件，所述至少两个转角密封件将所述进料通道与所述渗透物通道分离。

17.根据权利要求11所述的元件，其特征在于，所述壳至少在使用时靠着所述堆叠的顶部和底部。

18.根据权利要求11所述的元件，其特征在于，包括渗透物套管，所述渗透物套管行进通过所述堆叠和所述壳的至少一个壁。

19.根据权利要求11所述的元件，其特征在于，包括树脂阻塞物，所述树脂阻塞物在所述堆叠与所述壳之间形成密封件。

20.根据权利要求11所述的元件，其特征在于，构造成用在反渗透、纳米过滤、正渗透或压力延迟渗透中。

21.一种制造根据权利要求1到10中的任一项的堆叠的方法，所述方法包括预组装多个夹片的步骤，各夹片包括两个膜和进料间隔件或渗透物载体，其中，这两个膜位于所述进料间隔件或渗透物载体的任一侧上，并且所述两个膜附连至彼此。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述夹片包括进料间隔件，并且所述进料间隔件具有预应用的条或环。

23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述夹片包括进料间隔件，并且所述两个膜位于所述进料间隔件的任一侧上。

24.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述夹片包括渗透物载体，并且所述两个膜位于所述渗透物载体的任一侧上。

25.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述夹片包括渗透物载体和进料间隔件。

26.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：从辊给送所述夹片中的材料，将密封剂应用至材料中的一个或更多个和将材料压缩在一起。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，包括在将材料压缩在一起之前制作穿过所述夹片的孔的步骤。

28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，包括制作更大的孔的步骤，所述更大的孔包括所述穿过所述夹片的孔的区域。

29.根据权利要求26或27所述的方法，其特征在于，密封剂跨过所述夹片的宽度以条的形成应用。