CN114558454A - 一种除病毒过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种除病毒过滤器，包括进液口、出液口、第一端件、第二端件和密封堆叠于二者间的多个过滤元件，过滤元件包括支撑板和密封固定于其两端面的第一除病毒膜，第一除病毒膜和支撑板之间还设有流体可透过的第一隔离层，第一隔离层将第一除病毒膜的下游表面和支撑板的端面隔开，二者间的摩擦作用力更为缓和、摩擦作用强度小，从而第一除病毒膜的中间区域的下游表面受到的摩擦损伤更小，第一隔离层对第一除病毒膜的中间区域朝着支撑板的端面弯曲、靠近的幅度起到限制作用，使得后者朝着支撑板的端面弯曲、靠近的幅度更小，第一除病毒膜整体尤其是被密封固定的外边缘的附近区域受到的拉伸作用强度降低，外边缘的附近区域得到更有效的保护。

Description

一种除病毒过滤器

技术领域

发明涉及过滤技术，特别是一种除病毒过滤器。

背景技术

中国实用新型专利CN213790973U提供一种过滤器，包括进液口、出液口、顶盖、底盖及密封固定于顶盖和底盖之间的过滤板，过滤板包括膜支撑板和分别密封固定于膜支撑板的第一表面和第二表面的第一滤膜和第二滤膜，第一滤膜和第二滤膜的外表面与进液口连通，第一表面具有第一通孔，第二表面具有第二通孔，第一表面和第二表面之间形成与第一通孔、第二通孔和出液口连通的汇流通道，第一滤膜和第二滤膜的下游表面通过该汇流通道与出液口连通。

过滤时，待过滤液由进液口流入，经第一滤膜和第二滤膜过滤后，到达二者下游表面的滤液经第一通孔、第二通孔及汇流通道流向出液口。

该过滤器中，由于第一滤膜和第二滤膜直接密封固定在膜支撑板的第一表面和第二表面上，并且，过滤过程中，第一滤膜的外表面和第二滤膜的外表面即二者的上游表面和各自的下游表面间存在一定的压差，在该压差作用下，第一滤膜的中间区域和第二滤膜的中间区域会朝着膜支撑板的第一表面和第二表面靠近、甚至紧贴，第一滤膜的中间区域的下游表面和膜支撑板的第一表面间产生摩擦，同样地，第二滤膜的中间区域的下游表面和膜支撑板的第二表面间也产生摩擦。由于整个过滤过程中，上述压差是持续存在的，因此，第一滤膜的中间区域的下游表面和膜支撑板的第一表面间会持续不断的发生摩擦作用，第二滤膜的中间区域的下游表面和膜支撑板的第二表面间也会持续不断的发生摩擦作用，该摩擦作用持续一段时间后、第一滤膜和第二滤膜尚未达到最大使用寿命时，二者的中间区域已破损。一方面，滤膜破损造成待过滤液和滤液混合，过滤失效，另一方面，滤膜过早破损，其最大纳污容量未被充分利用，造成资源浪费，用户成本提高。

因此，需改进现有过滤器的过滤板的结构，避免滤膜和膜支撑板的表面产生摩擦作用，进而保护滤膜。

发明内容

发明所要达到的目的是提供一种新的除病毒过滤器，其可避免滤膜的表面和支撑板的表面产生摩擦作用，进而保护滤膜。

为了达到上述目的，发明采用如下技术方案：

一种除病毒过滤器，包括进液口、出液口、第一端件、第二端件和密封堆叠于二者间的多个过滤元件，所述过滤元件包括支撑板和密封固定于其两端面的第一除病毒膜，且其上游表面与进液口连通，所述支撑板具有与第一除病毒膜的下游表面和出液口均连通的滤液排出通道，所述第一除病毒膜和支撑板之间还设有流体可透过的第一隔离层，所述第一隔离层将第一除病毒膜的下游表面和支撑板的端面隔开，其中，所述第一除病毒膜对于病毒杂质的LRV不低于 4，且蛋白质收率不低于98％。

本申请提供的除病毒过滤器中，支撑板和第一除病毒膜之间设置了第一隔离层，该第一隔离层将第一除病毒的下游表面和支撑板的端面间隔开，从而在过滤过程中，第一除病毒膜的上游表面和下游表面间存在压差的情况下，其中间区域朝着支撑板的端面弯曲、靠近时，与第一除病毒膜的中间区域的下游表面直接接触的是流体可透过的第一隔离层，二者间的摩擦作用力更为缓和、摩擦作用强度小，从而第一除病毒膜的中间区域的下游表面受到的摩擦损伤更小；并且，由于第一隔离层具有一定的厚度，第一隔离层和第一除病毒膜之间的距离更近，从而第一除病毒膜的中间区域朝着支撑板的端面形成幅度更小的弯曲、靠近后，其中间区域的下游表面便会抵靠第一隔离层的表面上，相当于第一隔离层对第一除病毒膜的中间区域朝着支撑板的端面弯曲、靠近的幅度起到限制作用，使得第一除病毒膜的中间区域朝着支撑板的端面弯曲、靠近的幅度更小，而且二者的抵靠作用强度也更低。另外，由于第一除病毒膜的外边缘是密封固定的，其中间区域的弯曲幅度变小后，整体受到的拉伸作用尤其是被密封固定的外边缘的附近区域受到的拉伸作用大幅减小，那么其外边缘的附近区域也得到有效的保护。总的来说，第一隔离层的设置同时起到保护第一除病毒膜的中间区域、及其被密封固定的外边缘的附近区域的作用。

另外，该第一除病毒膜对于病毒杂质的LRV不低于4，即其对病毒杂质的截留效率不低于99.99％，且蛋白质收率不低于98％，满足生物制药行业的高病毒去除率和高蛋白收率要求。

进一步的，所述支撑板的两端面设有环状密封部，所述第一隔离层具有与环状密封部位置对应的环状焊接部及一体形成于环状焊接部内侧的缓冲部，所述第一除病毒膜的外边缘通过该环状焊接部焊接固定至环状密封部，所述缓冲部对应于支撑板的两端面位于环状密封部所围的区域，以将第一除病毒膜的下游表面和支撑板的端面隔开。

第一除病毒膜的外边缘和第一隔离层的环状焊接部一起密封固定至支撑板的环状密封部，而环状焊接部以内的缓冲部将第一除病毒膜中间区域的下游表面和支撑板的端面隔开，一方面，由于第一除病毒膜和第一隔离层一起通过环状焊接部与支撑板的环状密封部固定住，即第一隔离层和第一除病毒膜间不会形成相对移动，二者间不会额外产生相对摩擦作用；另一方面，由于第一除病毒膜的外边缘和第一隔离层的环状焊接部都是被密封固定住的，从而第一除病毒膜和第一隔离层几乎以相同的幅度朝着支撑板的端面的方向弯曲、靠近，因此，第一除病毒膜的中间区域朝着支撑板的端面弯曲、靠近的幅度更小，即第一隔离层对第一除病毒膜的中间部分朝着支撑板的端面弯曲、靠近的幅度的限制作用更可靠，相应地，第一除病毒膜的外边缘的附近区域受到的拉伸作用也大幅减小，从而第一除病毒膜的外边缘的附近区域在上述压差作用下受到的拉伸损伤也得到缓解；即第一除病毒膜的中间区域和外边缘的附近区域受到的拉伸损伤均得到缓解，从而第一除病毒膜可得到更好的保护。

进一步的，所述第一隔离层的平均孔径大于1μm，厚度为80-160μm。

因为第一除病毒膜的过滤精度为10-100nm，而第一隔离层的平均孔径大于 1μm，从而第一隔离层对流体额外造成的流动阻力与第一除病毒膜自身对流体形成的流动阻力相比，可忽略不计，即不会因为第一隔离层的设置过度增大流体的流动阻力；而第一隔离层的厚度设为80-160μm，目的是在确保其对第一除病毒膜和支撑板之间的隔离、保护作用有效的前提下，也减小滤液通过第一隔离层的流动阻力。

进一步的，所述第一隔离层朝向第一除病毒膜一侧表面的粗糙度为2-25 μm；或者，所述第一隔离层的柔软度为100-250mN。

第一隔离层朝向第一除病毒膜一侧表面的粗糙度为2-25μm，从而第一除病毒膜的下游表面与第一隔离层朝向该第一除病毒膜的一侧表面间的摩擦作用力在合理范围，不会擦伤第一除病毒膜的下游表面，也不会出现第一除病毒膜的下游表面嵌入第一隔离层的表面间隙内的现象，保护第一除病毒膜，减小流动阻力，并且，该表面粗糙度范围的第一隔离层的制备也比较容易，不会过度提高制造成本。

或者，第一隔离层的柔软度为100-250mN时，第一除病毒膜的下游表面与第一隔离层朝向其下游表面间的摩擦作用力比较小，从而第一除病毒膜受到的摩擦损伤作用小。

进一步的，所述第一隔离层为聚酯无纺布或PES膜。

进一步的，所述缓冲部的面积和第一除病毒膜对应于环状密封部所围区域的面积均大于环状密封部所围区域的面积。

上述面积关系的设置，使得密封固定好的第一隔离层和第一除病毒膜朝着远离支撑板的端面的方向略微向外鼓起，相当于略微增大了第一隔离层和第一除病毒膜与支撑板在环状密封部所围区域的端面间的距离，这样，在过滤过程中，第一除病毒膜由于其上游表面和下游表面间存在压差而朝着支撑板的端面靠近时，因为该压差需要抵消第一除病毒膜和第一隔离层向外鼓起的距离，所以，可进一步降低第一除病毒膜和第一隔离层与支撑板的端面的紧贴程度，保护第一除病毒膜，也减小流动阻力。

进一步的，所述支撑板在环状密封部所围区域内具有至少两块可沿着垂直于第一除病毒膜表面方向浮动的板状结构，所述板状结构具有与环状密封部相连的连接边和至少一条自由边。

支撑板在环形密封部所围的区域内，形成至少两块可沿着垂直于第一除病毒膜表面方向浮动的板状结构，该板状结构通过与环状密封部相连的连接边固定，并具有至少一条自由边，在过滤过程中，当支撑板在环形密封部所围区域的两端面及位于两端面的第一除病毒膜和第一隔离层受到的压力不相等时，第一除病毒膜和第一隔离层会形成顺着压差的方向弯曲、变形，而该板状结构的自由边附近的区域也沿着垂直于第一除病毒膜表面和第一隔离层表面方向浮动，即相当于支撑板在环形密封部所围区域具备一定的自适应性，在受到不平衡的外部压力时，可随外侧的第一除病毒膜和第一隔离层一起形成与外部压力相同方向即压差相同的方向弯曲形变，从而该顺着压差相同的方向弯曲变形的第一除病毒膜和第一隔离层与支撑板的端面贴紧的程度不会随着压差的变化线性变化，滤液在第一除病毒膜和第一隔离层之间及在第一隔离层与支撑板端面间的流动阻力均减小。

并且，在板状结构的自由边在浮动过程中，与其直接接触的是第一隔离层，即自由边不会直接戳到第一除病毒膜，避免戳伤第一除病毒膜。

进一步的，所述板状结构的厚度为1.2-2mm，并具有至少2条相邻的连接边。

连接边用于将板状结构和环形密封部连接、固定，而板状结构具有至少两条相邻的连接边，其可提高板状结构和环形密封部之间连接强度，并且，板状结构的厚度为1.2-2mm，以便板状结构能够形成垂直于第一除病毒膜和第一隔离层表面方向的浮动，并确保该浮动的幅度合理，避免因板状结构浮动的幅度过大，而损坏位于板状结构浮动方向下侧的第一隔离层和第一除病毒膜。

进一步的，所述支撑板的两端面位于环状密封部所围区域内设有多条导流筋和多条导流凹槽，所述导流筋和导流凹槽相互间隔，所述环状密封部的端面与导流筋的端面间的高度差为0.3-0.6mm。

环状密封部的端面和导流筋的端面间的高度差为0.3-0.6mm，一方面确保第一除病毒膜的外边缘和第一隔离层的环状焊接部与环状密封部的焊接强度足够高，以实现上述三者的有效密封连接，另一方面，避免第一隔离层和第一除病毒膜与导流筋之间的间距过大，从而在压差作用下，二者朝着靠近支撑板的端面弯曲形变的幅度过大，二者的靠近焊接密封区域附近部分受到的拉伸作用过大，造成焊接密封区域附近部分破损，密封失效。

进一步的，所述导流筋和导流凹槽平行延伸，所述环状密封部包括相对设置的第一边界和第二边界，所述第一边界和第二边界的延伸方向与导流筋和导流凹槽的延伸方向平行，且与所述第一边界的内壁和第二边界的内壁直接相连的均为所述导流筋。

环状密封部所围区域内、与环状密封部直接相邻的是导流筋，即由环状密封部向内，首先是高度略低的导流筋，然后再是高度更低的导流凹槽，也就是说，从环状密封部向内，各部件的高度变化是分两个梯度实现，不是直接由高度最大的环状密封部直接陡降至高度最低的导流凹槽，从而在上游侧和下游侧压差的作用下，第一除病毒膜的外边缘和第一隔离层的环状焊接部的附近区域受到一定的拉伸作用后，上述附近区域可以抵靠在与环状密封部直接相邻的导流筋的端面上，即上述附近区域受到的拉伸作用后，向下弯曲变形的幅度受到该导流筋的限制，在二者抵靠导流筋的端面后无法继续向下弯曲，从而避免由于过度拉伸作用损伤第一除病毒膜的外边缘和第一隔离层的环状焊接部的附近区域。

进一步的，还包括位于第一除病毒膜外侧的第二隔离层和第二除病毒膜，所述第二隔离层位于第一除病毒膜和第二除病毒膜之间。

加设第二除病毒膜，可在不加大除病毒过滤器的体积的条件下，增大纳污容量，第二隔离层设于第一除病毒膜和第二除病毒膜之间，以减小流动阻力。

进一步的，第一隔离层的面积不大于第一除病毒膜的面积。

第一隔离层的面积可以小于第一除病毒膜的面积，此时，仅将第一隔离层放置在第一除病毒膜和支撑板之间。或者，第一隔离层的面积与第一除病毒膜的面积相等，二者的外边缘一起与支撑板的环状密封部焊接固定。

本发明申请提供的除病毒过滤器中，支撑板和第一除病毒膜之间设置了第一隔离层，该第一隔离层将第一除病毒的下游表面和支撑板的端面间隔开，从而在过滤过程中，第一除病毒膜的上游表面和下游表面间存在压差的情况下，其中间区域朝着支撑板的端面弯曲、靠近时，与第一除病毒膜的中间区域的下游表面直接接触的是流体可透过的第一隔离层，二者间的摩擦作用力更为缓和、摩擦作用强度小，从而第一除病毒膜的中间区域的下游表面受到的摩擦损伤更小；并且，由于第一隔离层具有一定的厚度，第一隔离层和第一除病毒膜之间的距离更近，从而第一除病毒膜的中间区域朝着支撑板的端面形成幅度更小的弯曲、靠近后，其中间区域的下游表面便会抵靠第一隔离层的表面上，相当于第一隔离层对第一除病毒膜的中间区域朝着支撑板的端面弯曲、靠近的幅度起到限制作用，使得第一除病毒膜的中间区域朝着支撑板的端面弯曲、靠近的幅度更小，而且二者的抵靠作用强度也更低。另外，由于第一除病毒膜的外边缘是密封固定的，其中间区域的弯曲幅度变小后，整体受到的拉伸作用尤其是被密封固定的外边缘的附近区域受到的拉伸作用大幅减小，那么其外边缘的附近区域也得到有效的保护。总的来说，第一隔离层的设置同时起到保护第一除病毒膜的中间区域、及其被密封固定的外边缘的附近区域的作用。

附图说明

下面结合附图对发明作进一步说明：

图1为本发明提供的第一种除病毒过滤器的的立体图；

图2和图3为本发明提供的第二种除病毒过滤器的两个方向的立体图；

图4为图2和图3提供的除病毒过滤器的剖视图；

图5为本申请提供的除病毒过滤器的第一端件的结构示意图；

图6为本申请提供的除病毒过滤器的第二端件的结构示意图；

图7为本申请提供的除病毒过滤器的第一种过滤元件的结构示意图；

图8为图7提供的过滤元件的半剖轴测图；

图8A为图8中A处的局部放大图；

图9为图7提供的过滤元件的爆炸图；

图10为本申请提供的除病毒过滤器的第二种过滤元件的爆炸图；

图11为本申请提供的除病毒过滤器的第一种结构的支撑板的结构示意图；

图11A为图11中B处的局部放大图；

图12为本申请提供的除病毒过滤器的第二种结构的支撑板的结构示意图；

图13为本申请提供的除病毒过滤器的第三种结构的支撑板的结构示意图；

图14为本申请提供的除病毒过滤器的第四种结构的支撑板的结构示意图；

图15为图14和提供的第四种结构的支撑板的板状结构(导流筋和导流凹槽未示出)浮动的状态示意图。

图中，100，200-除病毒过滤器，10，1-第一端件，101-进液口，102-出液口， 11-第一过孔，12-第二过孔，13-第五过孔，111-第一密封件，121-第二密封件， 131-第五密封件，14-第一环形密封筋，15-第一密封筋，20，2-第二端件，201- 排气口，21-第三过孔，22-第四过孔，23-第六过孔，211-第三密封件，221-第四密封件，231-第六密封件，24-第二环形密封筋，25-第二密封筋，30，3-过滤元件，31-支撑板，310-滤液排出通道，311-第一通孔，312-第二通孔，313-第三通孔，314-第三环形密封筋，315-第三密封筋，316-导流筋，317-导流凹槽，318- 贯通孔，319-汇流孔，32-板状结构，320-自由边，321-第一自由边，322-第二自由边，323-连接边，33-环状密封部，331-第一边界，332-第二边界，35-第一除病毒膜，36-第一隔离层，361，381-环状焊接部，362，382-缓冲部，37-第二除病毒膜，38-第二隔离层。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解发明，但是，发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示的第一种除病毒过滤器100，其包括第一端件10、第二端件20 和密封堆叠于第一端件10和第二端件20之间的多个过滤元件30，并且，第一端件10具有进液口101和出液口102，二者分别用于与待过滤液容器和滤液储存容器密封连接，第二端件20设有排气口201。

如2-4所示的第二种除病毒过滤器200，其同样包括第一端件1、第二端件 2和密封堆叠于第一端件1和第二端件2之间的多个过滤元件3。

如图5所示，第一端件1为板状结构，其具有第一过孔11、第二过12和第五过孔13；并且，第一端件1的内表面具有包绕于以上三者外周的第一环形密封筋14和位于第一环形密封筋14内部的第一密封筋15，该第一密封筋15为L 形，其两端与第一环形密封筋14密封相连，该第一密封筋15将第一过孔11和第五过孔13与第二过孔12间隔开。

如图6所示，第二端件2为板状结构，其具有第三过孔21、第四过22和第六过孔23；并且，第二端件2的内表面具有包绕于以上三者外周的第二环形密封筋24和位于第二环形密封筋24内部的第二密封筋25，该第二密封筋25为L 形，其两端与第二环形密封筋24密封相连，该第二密封筋25将第三过孔21和第六过孔23与第四过孔22间隔开。

如图7所示，第一种过滤元件3，其包括支撑板31和密封固定于其两端面的第一除病毒膜35，并且，两个端面的第一除病毒膜35均为一层，该第一除病毒膜35呈平铺状且延伸方向和第一端件1和第二端件2平行。

其中，该第一除病毒膜35对于病毒杂质的LRV不低于4，即其对病毒杂质的截留效率不低于99.99％，且蛋白质收率不低于98％，满足生物制药行业的高病毒去除率和高蛋白收率要求。

支撑板31具有与第一除病毒膜35的下游表面连通的滤液排出通道310，与第一过孔11和第三过孔21连通的第一通孔311及与第二过孔12和第四过孔22 连通的第二通孔312、与第五过孔13和第六过23孔连通的第三通孔313，其中，第二通孔312与滤液排出通道310连通。

并且，支撑板31两端面具有与第一环形密封筋14位置正对的第三环形密封筋314和与第一密封筋15位置正对的第三密封筋315，该第三密封筋315将第二通孔312与第一通孔311和第三通孔313间隔开，即第二通孔312与第一通孔311密封隔开，且第二通孔312与第三通孔313密封隔开。

相邻过滤元件3之间通过第三环形密封筋314和第三密封筋315密封连接，并通过第三环形密封筋314、第三密封筋315与第一端件1的第一环形密封筋 14、第一密封筋15及第二端件2的第二环形密封筋24、第二密封筋25形成密封连接，即通过上述两种结构的密封筋，过滤元件3得以密封堆叠第一端件1 和第二端件2之间，从而形成一体、完整的除病毒过滤器200。

该除病毒过滤器200中，第一端件1的第一过孔11和第二端件2的第三过孔21连通，形成进液口，第一端件1的第二过孔12和第二端件2的第四过孔 22连通，形成出液口，并且，第一端件1的第五过孔13和第二端件2的第六孔 23连通，形成排气口。

上述两种结构的病毒过滤器的主要区别是，进液口、出液口和排气口的形成位置和结构不同：第一种除病毒过滤器100中，进液口101和出液口102均形成与第一端件10的侧壁上，排气口201从第二端件20的端面上某一开口处延伸形成；第二除病毒过滤器200中，形成于第一端件1和第二端件2的端面上、连通的第一过孔11和第三过孔21构成进液口，形成与第一端件1和第二端件2的端面上、连通的第二过孔12和第四过孔22构成出液口，形成于第一端件1和第二端件2的端面上连通的第五过孔13和第六过孔23构成排气口。另外，第二种除病毒过滤器200可通过堆叠多个，很方便地线性放大过滤面积。

以上所述的进液口均与第一除病毒膜35的上游表面连通，出液口与滤液排出通道310及第一除病毒膜35的下游表面连通，排气口与相邻过滤元件30，3 之间即第一除病毒膜35的上游侧之间的空间连通。其中，第一除病毒膜35的上游表面指的是其背离支撑板31的一侧表面，第一除病毒膜35的下游表面指的是其朝向支撑板31的一侧表面。

当需要将多个除病毒过滤器200上下堆叠以放大过滤面积时，首先，在其第一端件1的外表面侧第一过孔11、第二过孔12及第五过孔13的外周分别安装第一密封件111、第二密封件121及第五密封件131，并且，在第二端件2的外表面侧第三过孔21、第四过孔22及第六过孔23分别安装第三密封件211、第四密封件221及第六密封件231，然后，相邻的除病毒过滤器200上下堆叠，上方的除病毒过滤器200的第二端件2位于下方的除病毒过滤器200的第一端件1的上表面，并通过外部设备按压多个除病毒过滤器200，使得下方的第一密封件111、第二密封件121及第五密封件131分别与上方的第三密封件211、第四密封件221及第六密封件231形成压缩密封，相应地，上下相邻的除病毒过滤器200的进液口连通、出液口连通、排气口连通。

如图8和图8A所示，第一除病毒膜35和支撑板31之间还设有流体可透过的第一隔离层36，该第一隔离层36将第一除病毒膜35的下游表面和支撑板31 的端面隔开，在过滤过程中，第一除病毒膜35的上游表面和下游表面间存在压差，其中间区域会朝着支撑板31的端面弯曲、靠近，此时，与第一除病毒膜35 的中间区域的下游表面直接接触的是流体可透过的第一隔离层36，二者间的摩擦作用力更为缓和、摩擦作用强度小，从而第一除病毒膜35的中间区域的下游表面受到的摩擦损伤更小；并且，由于第一隔离层36具有一定的厚度，所以，第一隔离层36和第一除病毒膜35之间的距离更近，从而第一除病毒膜35的中间区域朝着支撑板31的端面形成幅度更小的弯曲、靠近后，其中间区域的下游表面便会抵靠第一隔离层36的表面上，相当于第一隔离层36对第一除病毒膜 35的中间区域朝着支撑板31的端面弯曲、靠近的幅度起到限制作用，使得第一除病毒膜35的中间区域朝着支撑板31的端面弯曲、靠近的幅度更小，而且二者的抵靠作用强度也更低。另外，由于第一除病毒膜35的外边缘是密封固定的，其中间区域的弯曲幅度变小后，整体受到的拉伸作用尤其是被密封固定的外边缘的附近区域受到的拉伸作用大幅减小，那么其外边缘的附近区域也得到有效的保护。总的来说，第一隔离层36的设置同时起到保护第一除病毒膜35的中间区域、及其被密封固定的外边缘的附近区域的作用。

更优地，如图9所示，支撑板31的两端面设有环状密封部33，第一隔离层 36具有与环状密封部33位置对应的环状焊接部361及一体形成于环状焊接部 361内侧的缓冲部362，第一除病毒膜35的外边缘通过该环状焊接部361焊接固定至环状密封部33，缓冲部362则对应于支撑板31的两端面位于环状密封部 33所围的区域，以将第一除病毒膜35的下游表面和支撑板31的端面隔开。

一方面，由于第一除病毒膜35和第一隔离层36一起通过环状焊接部361 与支撑板31的环状密封部33固定住，即第一隔离层36和第一除病毒膜35间不会形成相对移动，二者间不会额外产生相对摩擦作用。

另一方面，由于第一除病毒膜35的外边缘和第一隔离层36的环状焊接部 361都是被密封固定住的，从而第一除病毒膜35和第一隔离层36几乎以相同的幅度朝着支撑板31的端面的方向弯曲、靠近，因此，第一除病毒膜35的中间区域朝着支撑板31的端面弯曲、靠近的幅度更小，即第一隔离层36对第一除病毒膜35的中间部分朝着支撑板31的端面弯曲、靠近的幅度的限制作用更可靠，相应地，第一除病毒膜35的外边缘的附近区域受到的拉伸作用也大幅减小，从而第一除病毒膜35的外边缘的附近区域在上述压差作用下受到的拉伸损伤也得到缓解；即第一除病毒膜35的中间区域和外边缘的附近区域受到的拉伸损伤均得到有效缓解，从而第一除病毒膜35可得到更好的保护。

其中，该第一隔离层36的面积不大于第一除病毒膜35的面积，即第一隔离层36的面积等于或者小于第一除病毒膜35的面积。第一隔离层36的面积小于第一除病毒膜35的面积时，仅将第一隔离层36放置在第一除病毒膜35和支撑板31之间，第一隔离层36也能起到将第一除病毒膜35的下游表面和支撑板31的端面隔开的作用。或者，第一隔离层36的面积与第一除病毒膜35的面积相等，二者的外边缘一起与支撑板31的环状密封部焊接固定。

更进一步地，第一隔离层36的缓冲部362的面积和第一除病毒膜35对应于环状密封部33所围区域的面积均大于环状密封部33所围区域的面积，即第一除病毒膜35位于其形成焊接固定的外边缘以内的区域的面积大于环状密封部 33所围区域的面积，其使得密封固定好的第一隔离层36和第一除病毒膜35朝着远离支撑板31的端面的方向略微向外鼓起，相当于略微增大了第一隔离层36 和第一除病毒膜35与支撑板31在环状密封部33所围区域的端面间的距离，这样，在过滤过程中，第一除病毒膜35由于其上游表面和下游表面间存在压差而朝着支撑板31的端面弯曲、靠近时，因为该压差需要抵消第一除病毒膜35和第一隔离层36向外鼓起的距离，所以，可进一步降低第一除病毒膜35和第一隔离层36与支撑板31的端面的紧贴程度，保护第一除病毒膜35，也减小流动阻力。

于其他更优的实施例中，第一隔离层36的平均孔径大于1μm，厚度为 80-160μm。因为第一除病毒膜35的过滤精度为10-100nm，而第一隔离层36 的平均孔径大于1μm，从而第一隔离层36对流体额外造成的流动阻力与第一除病毒膜35自身对流体形成的流动阻力相比，可忽略不计，即不会因为第一隔离层36的设置过度增大流体的流动阻力；而第一隔离层36的厚度设为80-160μm，目的是在确保其对第一除病毒膜35和支撑板31之间的隔离、保护作用有效的前提下，也减小滤液通过第一隔离层36的流动阻力。

例如，第一隔离层36的平均孔径为1.2μm，2μm，2.5μm，4μm，5μm， 10μm，20μm或者更大。

再如，第一隔离层36的厚度可以为80μm，100μm，120μm，160μm，及其他位于80-160μm之间的厚度。

其中，第一隔离层36可以为聚酯无纺布或PES膜，以满足洁净度要求，同时能够提高第一除病毒膜35和支撑板31之间的焊接强度，改善第一除病毒膜 35和过滤元件3的完整性。

在另外的更佳实施例中，第一隔离层36朝向第一除病毒膜35一侧表面的粗糙度为2-25μm，从而第一除病毒膜35的下游表面与第一隔离层36朝向该第一除病毒膜35的一侧表面朝向间的摩擦作用力在合理范围，不会擦伤第一除病毒膜35的下游表面，也不会出现第一除病毒膜35的下游表面嵌入第一隔离层36的表面间隙内的现象，保护第一除病毒膜35，减小流动阻力，并且，该表面粗糙度范围的第一隔离层36的制备也比较容易，不会过度提高制造成本。比较好地，第一隔离层36朝向第一除病毒膜35一侧表面的粗糙度可以为2μm，4μm， 8μm，10μm，13μm，15μm，18μm，20μm，25μm等。

或者，第一隔离层36的柔软度为100-250mN时，第一除病毒膜35的下游表面与第一隔离层36朝向其下游表面间的摩擦作用力比较小，从而第一除病毒膜35受到的摩擦损伤作用小。例如，第一隔离层36的柔软度可以为100mN， 120mN，150mN，175mN，200mN，220mN或250mN等。

如图10所示的第二种过滤元件3，其还包括位于第一除病毒膜35外侧的第二隔离层38和第二除病毒膜37，并且，该第二隔离层38位于第一除病毒膜35 和第二除病毒膜37之间。与第一隔离层36类似，第二隔离层38也具有与环状密封部33位置对应的环状焊接部381及一体形成于环状焊接部381内侧的缓冲部382，第二除病毒膜37的外边缘通过该环状焊接部381与第一除病毒膜35的外边缘焊接固定，该缓冲部382将第二除病毒膜37的下游表面和第一除病毒膜 35的上游表面隔开。

第一除病毒膜35和第二除病毒膜37之间通过第二隔离层38隔开，以减小流体在第二除病毒膜37的下游表面和第一除病毒膜35的上游表面间的流动阻力。

其中，第一除病毒膜35和第二除病毒膜37可以具有相同的过滤精度。当然，更好地，第二除病毒膜37可以选择过滤精度更低的膜，起到预过滤或粗过滤作用，第一除病毒膜35选择过滤精度更高的膜，以截留尺寸更小的病毒污染物，相应地，第二除病毒膜37也间接起到延长第一除病毒膜35的使用寿命，以增大后者的纳污容量的作用。

图7提供的过滤元件3中，支撑板31可以是图11和图11A所示的结构，即其两端面位于环状密封部33所围区域内设有多条导流筋316和多条导流凹槽 317，导流筋316和导流凹槽317二者相互间隔，且环状密封部33的端面与导流筋317的端面间的高度差为0.3-0.6mm，一方面确保第一除病毒膜35的外边缘和第一隔离层36的环状焊接部361与环状密封部33的焊接强度足够高，以实现上述三者的有效密封连接，另一方面，避免第一隔离层36和第一除病毒膜 35与导流筋316之间的间距过大，从而在压差作用下，二者朝着靠近支撑板31 的端面弯曲形变的幅度过大，二者的靠近焊接密封区域附近部分受到的拉伸作用过大，造成焊接密封区域附近部分破损，密封失效。

例如，环状密封部33的端面与导流筋317的端面间的高度差为0.3mm，0.4 mm，0.5mm或0.6mm等。

上述导流筋316和导流凹槽317平行延伸，环状密封部33包括相对设置的第一边界331和第二边界332，环状密封部33为矩形，两条相对的长边构成第一边界331和第二边界332。该第一边界331和第二边界332的延伸方向与导流筋316和导流凹槽317的延伸方向平行，且与第一边界331的内壁和第二边界 332的内壁直接相连的均为导流筋316。

环状密封部33所围区域内、与环状密封部33直接相邻的是导流筋316，即由环状密封部33向内，首先是高度略低的导流筋316，然后再是高度更低的导流凹槽317的槽底，也就是说，从环状密封部33向内，各部件的高度变化是分两个梯度实现，不是直接由高度最大的环状密封部33直接陡降至高度最低的导流凹槽317的槽底，从而在上游侧和下游侧压差的作用下，第一除病毒膜35的外边缘和第一隔离层36的环状焊接部361的附近区域受到一定的拉伸作用后，上述附近区域可以抵靠在导流筋316的端面上，即上述附近区域受到的拉伸作用后，向下弯曲变形的幅度受到限制，抵靠导流筋316的端面后无法继续向下弯曲，从而避免由于过度拉伸作用、损伤第一除病毒膜35的外边缘和第一隔离层36的环状焊接部361的附近区域。

另外，环状密封部33的外周及导流筋316、导流凹槽317的朝向第一通孔 311一端部之外均设有多个贯通孔318，该多个贯通孔318用于将相邻过滤元件 3之间的空隙及整个除病毒过滤器200的内部空腔连通，改善其内部的连通性能和待过滤流体在其内部的分散的均一性。

并且，在多条导流凹槽317的末端均形成汇流孔319，该汇流孔319将相应的导流凹槽317与滤液排出通道310连通，用于快速将滤液由导流凹槽317汇入滤液排出通道310内。

或者，图7提供的过滤元件3中，支撑板31的结构也可以为图12所示，该支撑板31在环状密封部33所围的区域为矩形，该矩形区域内具有两块可沿着垂直于除病毒膜35表面方向浮动的板状结构32，各板状结构32具有三条与环状密封部33相连的连接边323和一条自由边320。各自由边320位于环状密封部33所围区域的长度的一半处，且各自由边320的延伸方向垂直于环状密封部33所围区域的长度方向。比较好地，自由边320的两端部未延伸至环状密封部33的长边，即自由边320的两端部与环状密封部33的长边之间为实体部分。

或者，图7提供的过滤元件3中，支撑板31的结构也可以为图13所示，该支撑板31在环状密封部33所围的区域为矩形，该矩形区域内具有两块可沿着垂直于除病毒膜35表面方向浮动的板状结构32，各板状结构32具有三条与环状密封部33相连的连接边323和一条自由边320。各自由边320位于环状密封部33所围区域的宽度的一半处，且该自由边320的延伸方向垂直于环状密封部33所围区域的宽度方向。比较好地，自由边320的两端部未延伸至环状密封部33的短边，即自由边320的两端部与环状密封部33的短边之间为实体部分。

上述两种情况下，自由边320都比较靠近支撑板31在环状密封部33所围的区域内的中心部分，从而更有利于各板状结构32形成垂直于第一除病毒膜35 表面方向的浮动。

再如图14所示的支撑板31，板状结构32包括均匀阵列于环状密封部33所围区域内的4块，各板状结构均32具有2条连接边和2条自由边320，该2条连接边323相邻，2条自由边320也相邻。

上述支撑板31在环状密封部33所围的区域内，板状结构32通过连接边323 与环状密封部33相连、固定，并具有至少一条自由边320，从而在过滤过程中，当支撑板31在环状密封部33所围区域的两端面及位于两端面的第一除病毒膜 35受到的压力不相等时，包覆在板状结构32外侧、顺着压差方向的第一除病毒膜35会形成顺着压差方向的弯曲、变形，而上述具有至少一条自由边320的板状结构32，在该外力作用下，其自由边320附近的区域也可沿着垂直于第一除病毒膜35表面方向浮动，即板状结构32位于自由边320附近的区域可沿着垂直于第一除病毒膜35表面方向形成一定幅度的弯曲形变，二者的弯曲形变朝着同一方向，从而可避免前述发生弯曲变形的第一除病毒膜35与板状结构32的两端面间贴得过紧，相当于支撑板31在环状密封部33所围区域具备一定的自适应性，在两端面受到不平衡的外部压力时，可以随外侧的第一除病毒膜35一起形成与外部压力相同方向的弯曲形变，因此，该顺着外部压力方向即压差方向弯曲变形的第一除病毒膜35与该区域的端面贴紧的程度不会随着压力的变化线性变化，进而可减小滤液在第一除病毒膜35的下游表面和支撑板31的端面即板状结构32的端面间流动阻力，提高过滤速率的大小和稳定性，并保护第一除病毒膜35。

每个板状结构32的自由边320包括由环状密封部33所围区域的中心处沿着平行于其长度方向延伸的第一自由边321和由环状密封部33所围区域的中心处沿着平行于其宽度方向延伸的第二自由边322。板状结构32数量为4，从而单个板状结构32的尺寸更小，且各板状结构32具有2条自由边，该2条自由边相邻且相连，更易于板状结构32形成垂直于第一除病毒膜35表面方向的浮动。

如图14所示，在第一除病毒膜35的上游侧未发生压力波动或过滤元件3 两侧压力平衡时，第一除病毒膜35平铺于环状密封部33所围的区域的两侧，第一除病毒膜35的表面水平延伸，环状密封部33所围的区域也水平延伸。如图15所示，当第一除病毒膜35的上游侧发生压力波动或过滤元件3两侧压力不平衡时即两侧存在压差时，板状结构32形成垂直于第一除病毒膜35表面方向的浮动指的是，在靠近环状密封部33所围区域的中心区域，各板状结构32 靠近自由边321或322的部分区域顺着外力的方向向下凹陷，该向下凹陷的方向即垂直于第一除病毒膜35的表面原本的延伸方向。

比较好地，各板状结构32具有至少2条相邻的连接边323，其可提高板状结构32和环状密封部33之间连接强度；并且，板状结构32的厚度H为1.2-2mm，以便板状结构32能够形成垂直于第一除病毒膜35表面方向的浮动，并确保该浮动的幅度合理，避免因板状结构32浮动的幅度过大，而损坏位于板状结构32 浮动方向下侧的第一除病毒膜35。

上述图12-15提供的各支撑板31在环状密封部33所围的区域内，形成至少两块可沿着垂直于第一除病毒膜35表面方向浮动的板状结构32，该板状结构 32通过与环状密封部33相连的连接边323固定，并具有至少一条自由边320，在过滤过程中，当支撑板31在环状密封部33所围区域的两端面及位于两端面的第一除病毒膜35和第一隔离层36受到的压力不相等时，第一除病毒膜35和第一隔离层36会形成顺着外力方向即压差方向的弯曲变形，而该板状结构32 的自由边320附近的区域也沿着垂直于第一除病毒膜35的表面和第一隔离层36 的表面方向浮动，即相当于支撑板31在环状密封部33所围区域具备一定的自适应性，在受到不平衡的外部压力时，可随外侧的第一除病毒膜35和第一隔离层36一起形成与外部压力相同方向的弯曲形变，从而该顺着外部压力方向弯曲变形的第一除病毒膜35和第一隔离层36与该区域的端面贴紧的程度不会随着压力的变化线性变化，滤液在第一除病毒膜35和第一隔离层36之间及在第一隔离层36与支撑板端31面间的流动阻力均减小。

并且，在板状结构32的自由边320，321或322在浮动过程中，与其直接接触的是第一隔离层36，即自由边320，321或322不会直接戳到第一除病毒膜 35，避免戳伤第一除病毒膜35。

以上已详细描述了发明的较佳实施例，但应理解，在阅读了发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (12)

1.一种除病毒过滤器，包括进液口、出液口、第一端件、第二端件和密封堆叠于二者间的多个过滤元件，所述过滤元件包括支撑板和密封固定于其两端面的第一除病毒膜，且其上游表面与进液口连通，所述支撑板具有与第一除病毒膜的下游表面和出液口均连通的滤液排出通道，其特征在于：所述第一除病毒膜和支撑板之间还设有流体可透过的第一隔离层，所述第一隔离层将第一除病毒膜的下游表面和支撑板的端面隔开，其中，所述第一除病毒膜对于病毒杂质的LRV不低于4，且蛋白质收率不低于98％。

2.根据权利要求1所述的除病毒过滤器，其特征在于，所述支撑板的两端面设有环状密封部，所述第一隔离层具有与环状密封部位置对应的环状焊接部及一体形成于环状焊接部内侧的缓冲部，所述第一除病毒膜的外边缘通过该环状焊接部焊接固定至环状密封部，所述缓冲部对应于支撑板的两端面位于环状密封部所围的区域，以将第一除病毒膜的下游表面和支撑板的端面隔开。

3.根据权利要求1或2所述的除病毒过滤器，其特征在于，所述第一隔离层的平均孔径大于1μm，厚度为80-160μm。

4.根据权利要求3所述的除病毒过滤器，其特征在于，所述第一隔离层朝向第一除病毒膜一侧表面的粗糙度为2-25μm；或者，所述第一隔离层的柔软度为100-250mN。

5.根据权利要求3所述的除病毒过滤器，其特征在于，所述第一隔离层为聚酯无纺布或PES膜。

6.根据权利要求2所述的除病毒过滤器，其特征在于，所述缓冲部的面积和第一除病毒膜对应于环状密封部所围区域的面积均大于环状密封部所围区域的面积。

7.根据权利要求1或6所述的除病毒过滤器，其特征在于，所述支撑板在环状密封部所围区域内具有至少两块可沿着垂直于第一除病毒膜表面方向浮动的板状结构，所述板状结构具有与环状密封部相连的连接边和至少一条自由边。

8.根据权利要求7所述的除病毒过滤器，其特征在于，所述板状结构的厚度为1.2-2mm，并具有至少2条相邻的连接边。

9.根据权利要求2所述的除病毒过滤器，其特征在于，所述支撑板的两端面位于环状密封部所围区域内设有多条导流筋和多条导流凹槽，所述导流筋和导流凹槽相互间隔，所述环状密封部的端面与导流筋的端面间的高度差为0.3-0.6mm。

10.根据权利要求9所述的除病毒过滤器，其特征在于，所述导流筋和导流凹槽平行延伸，所述环状密封部包括相对设置的第一边界和第二边界，所述第一边界和第二边界的延伸方向与导流筋和导流凹槽的延伸方向平行，且与所述第一边界的内壁和第二边界的内壁直接相连的均为所述导流筋。

11.根据权利要求1所述的除病毒过滤器，其特征在于，还包括位于第一除病毒膜外侧的第二隔离层和第二除病毒膜，所述第二隔离层位于第一除病毒膜和第二除病毒膜之间。

12.根据权利要求1所述的除病毒过滤器，其特征在于，所述第一隔离层的面积不大于第一除病毒膜的面积。

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