CN1261193C - 过滤元件的密封垫及包括配装这种密封垫的过滤元件的模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种密封垫用来安装在支承板(4)的通道(5)内以资包围管状过滤元件(3)的端头，该过滤元件设有至少一个位在流动部Sc内的流体流动管道，密封垫的特征为被制成套筒的形式：·具有一个高度h不小于支承板(4)内通道(5)的高度hps；及·呈现一个过滤元件(3)用的包覆孔(15)，该孔系在套筒的一端(16)和一个肩部(17)之间形成，该肩部(17)与套筒的另一端合作形成流体的管道孔(19)，该肩部(17)具有一个表面可起到过滤元件端部支座的作用，并且其尺寸适宜在流动部分Sc外侧延伸，不会妨碍流体的循环，包覆孔(15)在肩部(17)邻近设有一个凹槽(28)为的是使密封垫能够爬行。
Description
本发明涉及的技术领域为使用过滤器或一般被称为薄膜的分离元件来分离出分子或微粒，这种薄膜适宜将含在要被处理的流体介质内的分子或微粒分离出来。
本发明较具体地涉及适宜给这种过滤器或分离元件提供密封的技术设施。
本发明的密封垫在广义的要被处理的流体介质的过滤领域内可找到特别有利的应用，尤其是纳米过滤、超过滤、微过滤等。
就本行业的现状而言，已知在使用过滤器模块，这种模块由金属盒构成，两端各配装一块支承板，其上布置有一个或多个插口，使管状的过滤元件相互间可被定位。这样过滤元件就能互相平行地在盒内延伸，并且它们能以无泄漏的方式安装在每一端的支承板上。
每一过滤元件具有至少一个要被处理流体的流动管道，该管道从元件的一个端部延伸到另一个端部。过滤元件实行流体的横向流动过滤，目的是为了在过滤元件的周边表面上得到过滤物，滤液集合在支承板和盒体之间形成的室内而后通过出口被排出。
为了确保在过滤元件的端部和支承板之间的密封，可将密封垫定位在其间，然后用固定在每一块支承板上的金属托板夹紧。密封垫用易变形的材料如弹性体或橡胶制成，使当被收紧时，它们能在支承板和过滤元件之间提供密封。
遗憾的是，过滤元件的位在支承板内的端部有时会发生破裂。本申请人发现这种破裂主要是由于在过滤元件和支承板及/或夹紧托板之间的摩擦。
依据该项观察，本申请人曾研发一种过滤元件用的新颖的密封垫，该密封垫被这样设计，在不妨碍流体流动的前提下，防止元件由于与支承板及/或夹紧托板接触而被磨蚀。
因此本发明的目的是要提出一种密封垫以便装在支承板的通道内而包围管状过滤元件的端头，该元件设有至少一个流体的流动管道，而所说管道位在一个流动部分之内。
按照本发明，密封垫被制成套筒的形式：
·具有一个高度不小于支承板内通道的高度；及
·呈现一个过滤元件用的包覆孔，该孔系在套筒的一端和一个肩部之间形成，该肩部与套筒的另一端合作形成流体的管道孔，该肩部具有一个表面可起到过滤元件端部支座的作用，并且其尺寸适宜在流动部分外侧延伸，不会妨碍流体的循环，包覆孔在肩部邻近设有一个凹槽为的是使密封垫能够滑移。
本发明的密封垫使它有可能防止在过滤元件与由夹紧托板和支承板构成的金属部分之间的任何接触。由于具有过滤元件用的支座，过滤元件可不再会在上、下游端部压力差的作用下移动，因此不再会与金属托板接触。
从下面结合附图对本发明非限制性实施例所作说明可以看到本发明的各种特征。
图1为使用按照本发明的密封垫的过滤器模块的一个实施例的直立剖视图。
图2为图1中基本上沿II-II线看去的横向视图。
图3示出一个过滤元件在其每一个端部上都配装有本发明的密封垫。
图4为图3中基本上沿IV-IV线看去的放大的横向视图并且示出本发明的特征细节。
图5为一放大的视图示出本发明的密封垫的一个实施例的各种特征。
图6示出按照本发明的复式密封垫。
本发明的密封垫可被用于如图1和2所示的装置或模块1以资完成任何一种要被处理流体的横向流动过滤。在一盒体或圆筒2内，模块1一般具有一系列管状过滤元件3，这些元件互相平行地延伸，在图1中画出其轴线作为代表。如图3和4所示，每一过滤元件3都可具有一个正常的横截面，其外周形状可以为六角形或本例所示的圆形。每一过滤元件3具有至少一个、在本例为三个管道31，这些管道平行于过滤元件3的纵长轴线而延伸，其两个端部3a和3b都向外开启，每一管道31的表面都覆盖有至少一个分离层(未示出)，这些分离层被设计用来与在管道内流动的、要被处理的流体介质接触，每一分离层的性质都经选择以便取得所需的分离或过滤能力。
在其每一个端部3a、3b，过滤元件3都被装在支承板4上，而支承板以无泄漏的方式被固定在盒体2的每一端。按传统方式，每一支承板4都设有多个通道5，其数目等于装在盒体2内的过滤元件3的数目。每一通道5最好都具有锥度以其较小的一端向盒2内开启，其作用为使管状过滤元件3的端部可据此而定位。每一通道5被设计成可与按照本发明的密封垫配合以资确保过滤元件3以无泄漏的方式装在支承板4上。在两支承板4和盒体2之间形成一个收集室8，该室可通过至少一个出口9排出滤液，即流动通过过滤元件的流体介质。按传统方式，每一支承板4被设计具有可用任何合适方式装在其上的夹紧托板11，该托板用来使密封垫变形以资得到良好的密封。
如图3到5所示，密封垫6的形式为一套筒，其轴向高度h不小于支承板4的高度hps。这样密封垫6就能在过滤元件3上覆盖一个不小于支承板4高度hps的长度。在这情况下，过滤元件3不能与支承板4接触，因此过滤元件3不能受到会导致其破裂的摩擦或磨损。
按照本发明的另一特征，密封垫6具有一个过滤元件3的包覆孔15，该孔系在套筒的一端16和一肩部17之间延伸，该肩部17与套筒的另一端18合作形成流体的管道孔19。如图3所示，肩部17可用作过滤元件3一般部分的支座。这个肩部17呈现一个由适宜在流体自由流动部Sc外侧延伸的尺寸构成的表面。如图4所示，每一过滤元件3在自由流动部Sc内具有至少一个，在本例中为三个流动管道31。换句话说，这个流动部Sc相当于含有所有流动管道的包络线，因此存在一个环绕所说流动部而可延伸到过滤元件周边的周边表面。肩部17上的表面就在这个周边表面上，因此可不妨碍从管道31流出的流体的流动。
按照本发明的一个特征，包覆孔15具有一个确定的高度hp和一个确定的直径dp。假定过滤元件3的直径等于dm，那么包覆孔直径dp对过滤元件直径dm之比通常在0.6到1的范围内，而包覆孔15的高度hp对过滤元件3的直径dm之比通常在0.2到1.5的范围内。
按照本发明另一个特征，管道孔19有一确定的内直径dci和一确定的内高度hci。管道孔19的内高度hci通常在管道孔19的内直径dci的1/2到1/24的范围内。另外，管道孔19的内直径dci对过滤元件3的直径dm之比通常在0.77到0.9的范围内。
按照较优实施例的特征，每一个密封垫6在其开出管道孔19的端头18上都有一个确定的外直径dce，这个直径延伸越过一个确定的高度hcp形成一个外套环21。在其整个高度上，这个套环21的直径dce是恒定的。套环21的直径dce对过滤元件的直径dm之比通常在1.1到2的范围内。
按照较优实施例的特征，每一托板11在其两个主要面中的一个面向邻近支承板4的面上制有多个面向通道5的埋头孔23。每一埋头孔23都与托板11内制出的贯通孔24连通，并各适宜接纳一个密封垫6。较精确点说，每一埋头孔23的接纳密封垫6是从其端部18开始的，因此至少可以接纳套筒上套环21的一部分。按照一个实施例的特征，外套环21的高度hce对埋头孔23高度h1之比通常在1.5到10的范围内。
按照本发明的另一个特征，每一个密封垫6在其外侧从套环21开始都具有第一和第二带有锥度的部分一直延伸到端头16，在该处包覆孔15向外开启。
按照一个实施例的特征，第一带锥度部分25具有最大外直径dpc1ma、最小外直径dpc1mi和外高度hpc1。第一带锥度部分25的外高度hpc1通常在过滤元件的直径dm的1/5到1/20的范围内。
按照另一个较优实施例的特征，第一带锥度部25的最大外直径dpc1ma对套环的直径dce之比通常在0.77到1的范围内，而在第一带锥度部25上，最小外直径dpc1mi对最大外直径dpc1ma之比通常在0.83到1的范围内。
按照另一个较优实施例的特征，第二带锥度部26具有一个与第一带锥度部25的最小外直径dpc1mi相等的最大外直径dpc2ma，还具有一个确定的最小外直径dpc2mi和一个确定的外高度hpc2。包覆孔15的直径dp对第二带锥度部26的最小外直径dpc2mi之比通常在0.8到1的范围内，而第二带锥度部26的直径hpc2对过滤元件3的直径dm之比通常在0.2到1.5的范围内。
按照本发明的另一个特征，包覆孔15在肩部17邻近设有一槽28为的是使密封垫6的构造材料可以爬行。这样，当托板11被夹紧在支承板4上时，一部分密封垫材料能爬行到槽28内而不会妨碍过滤元件的流动部Sc。
按照一个较优实施例的特征，该槽28有一确定的直径dg和一确定的高度Hg使该槽的直径对过滤元件的直径dm之比在1到1.5的范围内，而该槽的高度hg对管道孔19的内直径hci之比在0.2到1的范围内。
在上面的例子中，每一支承板4上具有一系列明显为单个的密封垫6分别装在各自的通道5内。按照在图6内示出的另一个实施例的特征，这一系列准备装在支承板4上的密封垫6可通过连接带30将它们互连成一个单独的零件。每一连接带30都各具有一个确定的高度hmp使该高度对套环21高度hce之比在3到0.2的范围内。
本发明不受上面说明的例子的限制，因为在不超越本发明范围的情况下，可对本发明作出各种修改。
Claims (11)
1.一种密封垫，用来安装在支承板(4)的通道(5)内，以资包围管状过滤元件(3)的端头，该过滤元件设有至少一个位在流动部分Sc内的流体流动管道(31)，密封垫的特征在于，它被制成套筒的形式：
·具有一个轴向高度h，其不小于支承板(4)内通道(5)的高度hps；及
·呈现一个过滤元件(3)用的包覆孔(15)，该孔系在套筒的一端(16)和一个肩部(17)之间形成，该肩部(17)与套筒的另一端合作形成流体的管道孔(19)，该肩部(17)具有一个表面，起到过滤元件端部支座的作用，并且其尺寸适宜在流动部分Sc外侧延伸，不会妨碍流体的循环，包覆孔(15)在肩部(17)邻近设有一个凹槽(28)，使密封垫能够塑性变形。
2.权利要求1的密封垫，其特征为，凹槽(28)有一直径dg和一高度hg，使比率dg/dm在1到1.5的范围内，比率hg/hci在0.2到1的范围内，其中dm为过滤元件(3)的直径，hci为管道孔(19)的高度。
3.权利要求1的密封垫，其特征为，包覆孔(15)具有高度hp和直径dp，使比率dp/dm在0.6到1的范围内，比率hp/dm在0.2到1.5的范围内，其中dm为过滤元件(3)的直径。
4.权利要求1的密封垫，其特征为，管道孔(19)具有内直径dci和内高度hci，hci在dci/2到dci/24的范围内，并且比率dci/dm在0.77到0.9的范围内，其中dm为过滤元件(3)的直径。
5.权利要求1到4中任一项的密封垫，其特征为，套筒在其开出管道孔(19)的端头(18)上有一外直径dce，这个直径延伸越过一个高度hce，形成一个外套环(21)，比率dce/dm在1.1到2的范围内，比率hce/h1在1.5到10的范围内，其中h1为在托板(11)上制出、接纳密封垫的埋头孔(23)的高度，托板(11)用来将密封垫固定在支承板(4)上。
6.权利要求5的密封垫，其特征为，在套筒的外侧，从套环(21)开始，具有第一带锥度的部分(25)和第二带锥度的部分(26)延伸到其端头(16)，在该处包覆孔(15)向外开启。
7.权利要求6的密封垫，其特征为：
第一带锥度部分(25)具有最大外直径dpc1ma、最小外直径dpc1mi和在dm/5到dm/20范围内的外高度hpc1，并且比率dpc1ma/dce在0.77到1的范围内，比率dpc1mi/dpc1ma在0.83到1的范围内，其中，dm为过滤元件(3)的直径，dp为包覆孔(15)的直径；
第二带锥度部(26)具有与第一带锥度部(25)的最小外直径dpc1mi相等的最大外直径dpc2ma、最小外直径dpc2mi和外高度hpc2，使比率dp/dpc2mi在0.8到1的范围内，比率hpc2/dm在0.2到1.5的范围内。
8.一种复式密封垫，其特征为，它包括用连接带(30)互连的一系列按照权利要求1的密封垫(6)。
9.权利要求8的复式密封垫，其特征为，连接带(30)的高度为hmp使比率hmp/hce在1到0.2的范围内，其中，hce为套筒从其开出管道孔(19)的端头(18)开始的高度。
10.一种过滤器模块，其型式为，具有至少一个过滤元件(3)，其两个端部各被设有通道(5)并具有托板(11)固定在其上的支承板(4)支承着，该托板为每一个过滤元件(3)设有埋头孔(23)，
模块的特征为，在支承板(4)的每一个通道(5)内各有一个按照权利要求1到7中任一项的密封垫(6)。
11.一种过滤器模块，其型式为，具有至少一个过滤元件(3)，其两个端部各被设有通道(5)并具有托板(11)固定在其上的支承板(4)支承着，该托板为每一个过滤元件(3)设有埋头孔(23)，
模块的特征为包括配装在每一支承板(4)的通道(5)内的按照权利要求8的复式密封垫。
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