CN1209177C - 交叉流过滤的装置和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于交叉流过滤的带有过滤盒的装置，可以用少量的接口和简单的夹板低成本地生产，在需要的交叉过滤能力的容量匹配方面有很强的适应性，并且使用寿命长。根据本发明的装置(1)由一个支架和至少一个由夹板和被密封地夹在它们之间的过滤盒构成的过滤部(2)组成，其中，设置成终板，隔离板，分配板和汇集板的夹板，和过滤盒可彼此移动地设置在支架上，并且，过滤部分由两个序列(3、3′)组成，这两个序列各由至少一个过滤器盒(4、4′)，一个分配板(5、5′)和至少另一个过滤器盒(6、6′)组成，其中所述两个序列(3、3′)安排在两个终板(7、7′)之间并且通过一个公共的汇集板(8)相互连接以引出滤液。所述装置及设备用于处理反渗、纳米滤、透析、超滤和微滤等方面的液体介质。

Description

交叉流过滤的装置和设备

技术领域

本发明涉及一种用于交叉流过滤的装置和设备，它用于反向渗透，纳米过滤，渗析，超滤和微量过滤领域内的液体介质处理。

技术背景

具有过滤器盒的交叉流过滤装置除附件、泵和辅助装置外通常由一个支架，过滤器盒和夹板组成。支架容纳一个夹板和至少一个被密封夹持在夹板之间的过滤器盒。为此，夹板可彼此移动地设置在支架上。夹板和过滤器盒具有相对的前面和后面及相对的狭长的第一和第二侧壁和相对的狭长的第一和第二棱壁。至少一个夹板设置成分配板的形式，并且，它具有将要过滤的送料液体输送到过滤器盒内和输送浓缩液及来自过滤器盒的滤液的接口。如果流体的输送和/或排出仅仅在分配板的一个面上进行，则称之为单向分配板；如果流体的输送和/或排出在分配板的前面和后面上进行，则称之为双向分配板。在后种情况下，过滤器盒设在分配板的前面和后面两侧。在德国专利DE-OS3441 249中公开了过滤器盒和一种带有过滤器盒的交叉流过滤装置，其中，过滤器盒被夹持在两个单向夹板之间。其中一个设置成用于输送要过滤的供料液体的分配板，而另一个设置成用于排出滤液的、具有相应接口的汇集板。美国专利US-PS 47 15 955公开过一种由支架，过滤器盒和夹板组成的装置，其中，一个夹板设置成单向分配板并设在用于输送和排除流体的总接口上。在欧洲专利EP0 345 209 B1中，提出了分配板作为双向分配板的实施形式。所有这些装置的缺点是，这种装置的交叉流过滤量由于可设在分配板和汇集板之间的过滤器盒数量而受到限制。过滤器盒的数量随盒结构和交叉流装置及设备的泵唧效能在7至10之间。当过滤器盒数量更多时，入口侧的压力损失将导致膜面的不均匀溢流并因此导致过滤器盒的膜面的不均匀使用，这会导致膜提前损坏和交叉流过滤效率降低。分配及汇集板的朝向过滤器盒的面具有彼此隔开的开口，它们与紧邻该板上的过滤器盒的相应开口相一致。在过滤器盒内，输送要过滤的供料液体的开口和排出滤液的开口的第一部分通常处在一条平行于第一狭长棱壁伸展的直线上，而排出浓缩液的开口和排出滤液的开口的第二部分处在一条平行于第二狭长棱壁伸展的直线上。分配板和汇集板的朝向过滤器盒的开口汇合于一个平行于一个狭长棱壁及平行于板的前面和后面伸展的相应通道。各个通道在至少一个侧壁上通到分配板和汇集板之外，按照美国专利US-PS4715 955和欧洲专利EP0 345 209，排除滤液的开口或输送供料液体和输送浓缩液的开口以一个相对于前面及前和后面的锐角汇集合于一个相应的通道中。按照欧洲专利EP0 498 211B1，排出滤液的开口借助在分配板的前面的滤液管线与一个设在中间的通道相连。

现有技术的装置的其它缺点在于，在夹板上有大量接口，这是泄漏和沾染的根源。当过滤侧(净侧)接口数量多时，尤其具有缺点。

在一块板内具有共同接口的分配板此外具有制造成本高的缺点，因为，孔，通道和滤液管线必须被安装在狭小空间内。由于在狭长的侧壁上空间小的原因，通道接口经常必须设在两个相对的侧壁上，这限制了接口的可达性和装置的调节可能性。根据世界专利WO 96/28240，输送供料液体的通道设在分配板的后面上，由此限制了装置的可变性，因为强制地安装为单方向的分配板。

发明内容

本发明的目的在于，提供具有过滤器盒的交叉流过滤装置和设备，它由于接口数量少和夹板简单而可低成本制造，其特征是，生产能力对交叉流过滤效率的适应性大，且工作寿命长。

上述目的将通过本发明的用于交叉流过滤的装置以及用于交叉流过滤的设备来达到。

根据本发明的一个方面，提供一种用于交叉流过滤的装置，它由一个支架和至少一个由夹板和被密封地夹在它们之间的过滤器盒构成的过滤部分组成，其中，设置成终板，隔离板，分配板和汇集板的夹板，和过滤器盒可彼此移动地设置在支架上，其特征在于，过滤部分由两个序列组成，这两个序列各由至少一个过滤器盒，一个分配板和至少另一个过滤器盒组成，所述过滤器盒设置在所述分配板的前面上，所述过滤器盒设置在所述分配板的后面上，其中所述两个序列安排在两个终板之间并且通过一个公共的汇集板相互连接以引出滤液。

根据本发明的另一方面，提供一种用于交叉流过滤的设备，它具有过滤器盒，该过滤器盒由上述的装置组成，该装置借助输送供料液体，排出浓缩液和排出滤液的总管道彼此相连。

本发明用于交叉流过滤的装置由一个支架和至少一个由夹板和被密封地夹持在它们之间的过滤部分组成，其中，构成为成终板、隔离板、分配板和汇集板的夹板和过滤器盒可彼此移动地设置在支架上。过滤部分由两个至少一个过滤器盒、一个分配板和至少另一个设在两个终板之间并通过一个输送滤液的总汇集板彼此相连的过滤器盒的序列组成。所述至少一个过滤器盒通常构成一个由2至10个过滤器盒，最好是4至5个过滤器盒组成的模件。

借助过滤部分的结构，对于每个过滤部分仅仅需要共同的汇集板，经该汇集板，滤液从由至少一个过滤器盒、一个分配板和至少另一个过滤器盒组成的这两个序列排出。由此，在现有技术中需要至少4个滤液开口的场合，对于4个过滤器盒或4个模件仅需两个过滤器盒。此外，借助过滤部分的结构，用多个过滤部分向装置的积木式扩充成为可能，它的数量仅仅受到实践能力的限制。因此，该装置可根据过滤要求相应改变过滤生产率。借助在过滤部分内由至少一个过滤器盒(模件)，一个分配板和至少另一个过滤器盒(另一个模件)组成的序列可确保，每个分配板相邻的过滤器盒及每个分配器板相邻的模件可以类似地入流，而不需要特殊措施。在现有技术的装置中，在采用4个过滤器盒或4个模件情况下，要求位于中间的相邻过滤器盒及模件之间额外运用一个分隔板。

在本发明的一优先实施形式中，过滤器盒和构造成终板、隔离板、分配板和汇集板的夹板，具有相对的平的前面和后面、相对的狭长侧壁和相对的狭长棱壁，如果输送供料液体和排出浓缩液的分配板在该前面和后面具有彼此隔开的开口，则它们与过滤器盒的总开口对应，其中，输送供料液体和排出浓缩液的开口分别汇合进平行于前面和后面及平行于棱壁伸展的、输送供料液体和排出浓缩液的、从至少一个与接口相连的侧壁露出的通道。相反，滤液开口从前面向后面并平行于棱壁延伸。排出滤液的汇集板仅仅在前面和后面具有隔开的开口，它们与滤液过滤器盒的相应开口对应，这些开口分别汇合进平行于前面和后面及平行于棱壁伸展的、排出滤液的通道，它们在至少一个设有接口的侧壁露出。通过排出滤液通道终止于分配板内和开口边界在汇集板内，可廉价制造上述形式的夹板。

本发明分配板和汇集板的形式使得通道总接口在另一实施形式中设在一个侧壁上。这一点十分重要，本发明节省位置的装置可安装在直接靠近墙壁的小空间内，因为，仅仅一侧需要通往该装置的过道。

除了平面的前面和后面，夹板可以有与过滤器盒不同的外形轮廓。例如，它们可具有多边形，圆形或椭圆形的形状。在该形式中，相对的狭长侧壁和棱壁应理解为通过把过滤器盒的相应侧壁和棱壁投影到夹板上得出。

本发明用于交叉流过滤的具有过滤器盒的设备由至少两个上述形式的装置组成，它们借助输送供料液体，排出浓缩液和排出滤液的总管道彼此相连。作为一种实施形式，总出口设在侧壁上的分配和汇集板上，这是节省空间和成本的。该装置和设备的过滤、清洗、吹净和消毒由计算机操作，为此，接口设在分配和汇集板上，而管道设置专业人员熟知的流量测量器和/或压力传感器及可控制的阀，并且清洗，吹净和消毒介质通过管道引入和排出。尤其具有优点的是，单个装置或单个过滤部分可被单独关闭，或上述操作可独立进行，而同时，设备或装置的其余装置或过滤部分仍保持工作。

附图说明

将参照图1和2对本发明进一步说明。

图1.本发明装置的过滤部分的分解示意图；

图2.本发明设备的一种实施形式的示意图。

具体实施方式

按照图1，用于交叉流过滤的装置由一个过滤部分2组成，它设置在一个未示出的支架上。该过滤部分2由两个序列3，3′组成，它们各由一个过滤器盒4，4′，一个分配板5，5′和另一个过滤器盒6，6′构成，它们设在两个终板7，7′之间并通过一个总的汇聚板8彼此相连。汇集板用来排出滤液，在其前面9和后面9′有彼此隔开的开口10，10′和彼此隔开的开口11，11′，它们与相应的过滤器盒4，4′、6，6′的滤液开口相对应。它们汇合进排出滤液的通道12，13，这些通道平行于前面9和后面9′及棱壁14，15伸展。通道12，13在侧壁16露出，该侧壁在此设有接口17，18。分配板5，5′用于输送供料液体和排出浓缩液，它在前面19，19′和后面20，20′具有彼此间隔开的、输送滤液21，21′、输送供料液体22，22′和输送浓缩液23，23′的开孔，它们与过滤器盒的总开孔相对应。开孔22，22′呈锐角汇合进输送供料液体的通道24，24′，而开孔23，23′汇合进输送浓缩液25，25′的通道，或在馈料换向的情况下变换方向而在侧壁26，26′上露出，在此设有接口27，27′，28，28′。通道24，24′和25，25′平行于前面19，19′和后面20，20′及分配板5，5′的侧壁29，29′，30，30′伸展。滤液21，21′的开孔从前面19，19′向后面20，20′并平行于侧壁29，29′，30，30′伸展。

图2中示出的设备31由两个用于交叉流过滤器1的装置，它们各由两个由分隔板32分开的过滤部分2组成。在夹板7，5，8，5′，32之间，分别由各5个过滤器盒4，4′组成的模件33被密封压紧。滤液排出接口17，18(图1)、浓缩液排出接口28，28′(图1)和供料液体输送接口27，27′(图1)配备有压力或流量测量器34，35，36和阀37，38，39，然而，至少总管道，即各自通过用来输送供料液体40、排出浓缩液41和排出滤液42的总管道彼此相连。为实施过滤，要过滤的供料液体在压力作用下通过管道40并借助阀38，接口27，27′(图1)，分配板5，5′被泵送到模件33内，在此，它溢流过滤器盒4，4′的膜并作为浓缩液通过接口28，28′(图1)，阀39和总管道41被排出。渗过膜的部分作为滤液通过接口17，18(图1)，阀37和总管道42被排除。

标号表：

1                 交叉流过滤装置

2                 过滤部分

3，3′            序列

4，4′            过滤器盒

5，5′            分配板

6，6′            其它过滤器盒

7，7′            终板

8                 总汇集板

9，9′            前后面

10，10′，11，11′彼此隔开的开口

4，4′，6，6′    过滤器盒的滤液开口

12，13            出滤液的通道

14，15            棱壁

16                    侧壁

17，18                排出滤液的接口

19，19′              分配板的前面

20，20′              分配板的后面

21，21′              滤液开口

22，22′              输送供料液体的开口

23，23′              输送浓缩液的开口

24，24′              输送供料液的通道

25，25′              输送浓缩液的通道

26，26′              侧壁

27，27′              输送供料液的接口

28，28′              输送浓缩液的接口

29，29′，30，30′    分配板5，5′的棱壁

31                    设备

32                    分离板

33                    模件

34，35，36            压力或流量测量器

37，38，39            阀

40                    输送供料液的管道

41                    输送浓缩液的管道

42                    输送滤液的管道

Claims (6)

1.用于交叉流过滤的装置(1)，它由一个支架和至少一个由夹板和被密封地夹在它们之间的过滤器盒(4、4′、6、6′)构成的过滤部分(2)组成，其中，设置成终板(7、7′)，隔离板(32)，分配板(5、5′)和汇集板(8)的夹板，和过滤器盒(4、4′、6、6′)可彼此移动地设置在支架上，其特征在于，过滤部分由两个序列(3、3′)组成，这两个序列各由至少一个过滤器盒(4、4′)，一个分配板(5、5′)和至少另一个过滤器盒(6、6′)组成，所述过滤器盒(4、4’)设置在所述分配板(5，5’)的前面(19、19’)上，所述过滤器盒(6、6’)设置在所述分配板(5，5’)的后面(20、20’)上，其中所述两个序列(3、3′)安排在两个终板(7、7′)之间并且通过一个公共的汇集板(8)相互连接以引出滤液。

2.按照权利要求1所述的装置，其中，过滤器盒(4、4′、6、6′)和夹板具有相对的平的前面和后面(9，9′)，相对的狭长侧壁(16、26、26′)和相对的狭长棱壁(14、15、29、29′、30、30′)，输送供料液体和排出浓缩液的分配板(5、5′)在该前面和后面(9、9′)具有彼此隔开的开口(22、22′、23、23′)，它们与过滤器盒(4、4′、6、6′)的总开口对应，输送供料液体(22、22′)和排出浓缩液(23、23′)的开口分别对准平行于前面和后面(9、9′)及平行于棱壁(29、29′、30、30′)伸展的、输送供料液体(24、24′)和排出浓缩液(25、25′)的通道并从至少一个与接口(27、27′、28、28′)相连的侧壁(26、26′)露出，滤液开口从前面向后面(9、9′)并平行于棱壁(29、29′、30、30′)延伸，排出滤液的汇集板(8)在前面和后面(9、9′)具有隔开的开口(10、10′、11、11′)，它们与滤液过滤器盒(4、4′、6、6′)的相应开口对应，排出滤液的开口分别汇合进平行于前面和后面(9、9′)以及平行于棱壁(14、15)伸展的、从至少一个与接口(17、18)相连的侧壁(16)露出的排出滤液(12、13)的通道。

3.按照权利要求1或2所述的装置，其中，相邻的过滤部分(2)由一个起隔板(32)作用的终板(7、7′)彼此隔开。

4.按照权利要求2所述的装置，其中，通道(24、24′、25、25′、12、13)总接口(27、27′、28、28′、17、18)设在侧壁(16、26、26′)上。

5.按照权利要求3所述的装置，其中，通道(24、24′、25、25′、12、13)总接口(27、27′、28、28′、17、18)设在侧壁(16、26、26′)上。

6.用于交叉流过滤的设备(31)，它具有过滤器盒(4、4′、6、6′)，该过滤器盒由权利要求1至4中的一项所述的装置(1)组成，该装置借助输送供料液体(40)，排出浓缩液(41)和排出滤液(42)的总管道彼此相连。

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