CN217287923U - 反渗透膜更换设备和反渗透过滤系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及反渗透膜更换设备和反渗透过滤系统。反渗透膜更换设备(100)用于对管形过滤装置室中的反渗透膜(101)进行更换，管形过滤装置室(201)形成为在水平方向上伸长的中空本体，其特征在于，反渗透膜更换设备(100)包括：可移动的支撑结构(102)；以及膜保持装置(105)，膜保持装置(105)包括具有一个主延伸方向的长形形状，膜保持装置(105)布置成使得膜保持装置(105)相对于膜保持装置的主延伸方向水平地定向，膜保持装置(105)包括可延伸元件(106)，可延伸元件构造成延伸到管形过滤装置室(201)的伸长的中空本体中，从而更换反渗透膜。

Description

反渗透膜更换设备和反渗透过滤系统

技术领域

本实用新型涉及反渗透膜更换设备。

背景技术

在对配备有一个或更多个电子部件的部件承载件的需要不断增加、这些部件逐步小型化以及将要安装至比如印刷电路板之类的部件承载件上的部件的数量不断增多的情况下，采用了具有多个部件的越来越强大的阵列状部件或封装件，这些阵列状部件或封装件具有多个接触部或连接部，其中，这些接触部之间的间隔越来越小。对制造过程中产生的废水量进行处理，特别是对制造过程中产生的废水量进行过滤，可能会造成问题。因此，减少在部件承载件的制造过程中的停机时间和安全隐患成为日益严重的问题。特别地，在部件承载件制造过程的背景下高效地更换过滤装置中的反渗透膜可能是个问题。

在部件承载件的制造过程中，可能需要高效且安全地更换反渗透膜。

实用新型内容

根据本实用新型的示例性实施方式，提供了用于对(管形)过滤装置室中的反渗透膜进行更换的设备，该过滤装置室形成为在水平方向上伸长的中空本体，该设备包括：

i)可移动的支撑结构(例如，借助于轮的框架结构)，以及

ii)膜保持装置，其中，该膜保持装置包括具有一个主延伸方向的长形形状，

其中，膜保持装置被布置成使得膜保持装置相对于膜保持装置的主延伸方向水平地定向，以及

其中，膜保持装置包括可延伸元件(例如，伸缩机构)，可延伸元件构造成延伸到过滤装置室的伸长的中空本体中，并且由此更换反渗透膜(例如，通过推动和/或拉动)。

根据本实用新型的另一个示例性实施方式，提供了反渗透过滤系统，该反渗透过滤系统包括：

i)过滤装置，该过滤装置具有用于接纳反渗透膜的管形过滤装置室，以及

ii)如上所述的用于更换反渗透膜的设备。

根据本实用新型的另一个示例性实施方式，提供了用于在部件承载件的制造过程期间对管形过滤装置室中的反渗透膜进行更换的方法，该管形过滤装置室形成为在水平方向上伸长的中空本体，该方法包括：

i)提供可移动的支撑结构，该支撑结构包括膜保持装置，以及

ii)将膜保持装置的可延伸元件延伸到过滤装置室的伸长的中空本体中，从而更换反渗透膜。

特别地，膜保持装置可以包括具有一个主延伸方向的长形形状，其中，膜保持装置布置在升降单元上，使得膜保持装置相对于膜保持装置的主延伸方向水平地定向。

根据本实用新型的另一个示例性实施方式，描述了在部件承载件的制造过程中使用膜保持装置的可延伸元件对管形过滤装置室中的反渗透膜进行更换的方法，该膜保持装置布置在可移动支撑结构上。

在本文件的上下文中，术语“竖向地”可以特别表示基本上等于重力方向的方向。在本文中，术语“水平地”可以特别地表示基本上垂直于重力方向的方向。

在本文件的上下文中，术语“反渗透膜”可以特别地表示适于在部件承载件制造期间在(水平定向的)过滤装置室中执行反渗透过滤的任何膜。反渗透膜可以包括管形或杆状结构，例如(大致)长圆形形状，特别是具有圆形横截面。在一个示例中，反渗透膜可以是螺旋缠绕式的反渗透膜。

在本文的上下文中，术语“部件承载件”可以特别地表示能够在其上和/或其中容纳一个或多个部件以提供机械支撑和/或电连接性的任何支撑结构。换句话说，部件承载件可以被构造为用于部件的机械和/或电子承载件。特别地，部件承载件可以是印刷电路板、有机中介层、金属芯基板、无机基板和IC(集成电路)基板中的一者。部件承载件也可以是混合板，该混合板是将上述类型的部件承载件中的不同的部件承载件进行组合而得到的。

根据示例性实施方式，本实用新型基于这样的构思：如果借助于以牢固的方式布置在支撑结构上的膜保持装置的可延伸元件，反渗透膜在水平定向的过滤室中被处理(例如推入或拉出水平定向的过滤室)，则可以在部件承载件制造中以高效且安全的方式更换反渗透膜。

对上文提到的反渗透膜进行更换可能存在挑战，因为这种反渗透膜具有非常大的尺寸，即非常长且重(例如，长于1000mm且重于10kg)。通常，更换过程需要大量人员(例如3至6人)。然而，这消耗了人力并花费很长时间(例如，长达30分钟)，并且除此之外，还存在损坏非常敏感的反渗透膜和过滤系统的高风险。此外，对人员而言具有安全隐患。

实用新型的发明人现已出人意料地发现，可以通过提供所描述的用于更换反渗透膜的设备来解决高效且安全地更换反渗透膜的问题。以这种方式，获得了安全且高效的反渗透膜更换，其不受反渗透膜的尺寸(大小、重量)的限制。

在下文中，将说明该方法和部件承载件的另外的示例性实施方式。

在实施方式中，膜保持装置可以被构造成将反渗透膜推入管形过滤装置室中。在另一实施方式中，膜保持装置可以被构造成将反渗透膜推出管形过滤装置室。

在实施方式中，可延伸元件包括伸缩式拉出机构。在另一实施方式中，伸缩式拉出机构被气动地启动。在另一实施方式中，伸缩式拉出机构特别是借助于线性马达而被电启动。

在实施方式中，伸缩式拉出机构可以包括至少三个部分(但是也可以包括两个部分)，至少三个部分可以彼此嵌套。这可以具有以下优点：在非延伸状态下，拉出机构占据较小的空间，并且在延伸状态下，拉出机构也可以用于对位于非常长的过滤室中的反渗透膜进行更换。

在实施方式中，该设备可以借助于附接至支撑结构的轮来移动。

在实施方式中，该设备还可以包括升降单元，该升降单元布置在支撑结构上，并且升降单元被构造成使得膜保持装置沿着竖向方向移动。

在另一实施方式中，该设备还包括：第一锁定装置，该第一锁定装置布置在支撑结构的第一高度处；以及第二锁定装置，该第二锁定装置布置在支撑结构的第二高度处，其中，每个锁定装置被配置为用于将膜保持装置锁定在支撑结构的相应高度处。在另一实施方式中，第一锁定装置布置在第一高度处，该第一高度可以在750mm至1000mm的范围内，并且第二锁定装置布置在第二高度处，该第二高度在1000mm至1400mm的范围内。

在实施方式中，膜保持装置还可以包括抓持装置(例如钳子状装置)，该抓持装置被构造为对过滤装置室中的反渗透膜的一部分进行抓持(例如，抓持装置可以与凹部或环状件接合)，并且其中，膜保持装置还被构造为通过抓持而将反渗透膜从管形过滤装置室中取出，并且借助于伸缩式拉出机构而将反渗透膜从管形过滤装置室中拉出。

在实施方式中，反渗透过滤系统可以被构造成对部件承载件制造中的过程用水进行过滤。过程用水可以例如包含重金属(比如铜和铁)和/或酸(比如硫酸)。过程用水可能是电镀过程产生的废水(“流出物”)。

在实施方式中，升降单元可以包括液压机构。在另一实施方式中，升降单元可以包括线性马达或另一电气机构。这可以确保膜保持装置的均匀(连续)的升降。升降单元还可以包括手动机构。

在实施方式中，支撑结构可以包括具有长度、高度和宽度的棱柱形框架，棱柱形框架的长度特别是在1000mm至2000mm的范围内，棱柱形框架的高度特别是在1000mm至2000mm的范围内，棱柱形框架的宽度特别是在250mm至750mm的范围内。

在实施方式中，部件承载件被成形为板。这有助于紧凑的设计，尽管如此，部件承载件仍为部件承载件上的安装部件提供了大的基底。此外，特别地，作为嵌入的电子部件的示例的裸晶片由于其较小的厚度可以方便地嵌入诸如印刷电路板之类的薄板中。

在实施方式中，部件承载件构造为印刷电路板、基板(特别是IC基板)和中介层中的一者。

在本申请的上下文中，术语“印刷电路板”(PCB)可以特别地表示通过例如经由施加压力和/或供给热能而将多个电传导层结构与多个电绝缘层结构层压而形成的板状部件承载件。作为用于PCB技术的优选材料，电传导层结构由铜制成，而电绝缘层结构可以包括树脂和/或玻璃纤维、所谓的预浸料或FR4材料。通过例如以激光钻孔或机械钻孔的方式形成穿过层压件的通孔，并且通过用电传导材料(特别是铜)填充该通孔从而形成过孔或任何其他通孔连接部，可以以期望的方式将各电传导层结构连接至彼此。填充孔连接整个叠置件(贯通孔连接件延伸穿过多个层或整个叠置件)，或者填充孔将至少两个电传导层连接并且称为过孔。类似地，光学互连件可以形成为穿过叠置件的各个层，以便接纳电光电路板(EOCB)。除了可以嵌入在印刷电路板中的一个或更多个部件以外，印刷电路板通常被构造为在板状印刷电路板的一个表面或相反的两个表面上容置一个或更多个部件。一个或更多个部件可以通过焊接连接至相应的主表面。PCB的介电部分可以包括具有增强纤维(比如玻璃纤维)的树脂。

在本申请的上下文中，术语“基板”可以特别地表示小的部件承载件。相对于PCB，基板可以是相对较小的部件承载件，该部件承载件上可以安装有一个或更多个部件，并且该部件承载件可以用作一个或更多个芯片与另一PCB之间的连接介质。例如，基板可以具有与待安装在基板上的部件(特别是电子部件)大致相同的尺寸(例如在芯片尺寸封装(CSP)的情况下)。更具体地，基板可以被理解为用于电连接件或电网络的承载件以及与印刷电路板(PCB)相当但具有相当高密度的横向和/或竖向布置的连接件的部件承载件。横向连接件例如是传导通道，而竖向连接件可以是例如钻孔。这些横向连接件和/或竖向连接件布置在基板内，并且可以用于提供容置部件或未容置部件(诸如裸晶片)——特别是IC芯片——与印刷电路板或中间印刷电路板的电连接、热连接和/或机械连接。因此，术语“基板”还包括“IC基板”。基板的介电部分可以包括具有增强颗粒(比如为增强球体，特别是玻璃球体)的树脂。

基板或中介层可以包括下述各者或由下述各者构成：至少一层玻璃、硅(Si)、以及/或者可光成像或可干蚀刻的有机材料如环氧基积层材料(比如环氧基积层膜)、或聚合物化合物(可以包括或者可以不包括光敏和/或热敏分子)如聚酰亚胺或聚苯并恶唑。

在实施方式中，至少一个电绝缘层结构包括下述各者中的至少一者：树脂或聚合物、比如环氧树脂或氰酸酯树脂、苯并环丁烯树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂、聚亚苯基衍生物(例如基于聚苯醚、PPE)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、液晶聚合物(LCP)、聚四氟乙烯(PTFE)和/或其组合。为了形成组合物，也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强结构，比如网状物、纤维、球体或其他类型的填料颗粒。半固化树脂与增强剂的组合，例如浸渍有上述树脂的纤维称为预浸料。这些预浸料通常以其特性命名，例如FR4或FR5，其描述了预浸料的阻燃特性。尽管对于刚性PCB而言，预浸料、特别是FR4通常是优选的，但是也可以使用其他材料，特别是环氧基积层材料(比如积层膜)或可光成像的介电材料。对于高频的应用，诸如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂之类的高频材料可以是优选的。除了这些聚合物，低温共烧陶瓷(LTCC)或其他低、极低或超低DK材料可以在部件承载件中被实现为电绝缘层结构。

在实施方式中，至少一个电传导层结构包括铜、铝、镍、银、金、钯、钨和镁中的至少一者。尽管铜通常是优选的，但是其他的材料或其涂覆的其他类型也是可以的，特别是分别涂覆有超导电材料或导电聚合物、诸如石墨烯或聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)。

至少一个部件可以嵌入在部件承载件中和/或可以表面安装在部件承载件上。这种部件可以选自非导电嵌体、导电嵌体(例如金属嵌体，优选地包括铜或铝)、热传递单元(例如热管)、光引导元件(例如光波导或光导体连接件)、电子部件或其组合。嵌体可以是例如带有或不带有绝缘材料涂层的金属块(IMS嵌体)，嵌体可以被嵌入或表面安装以便于散热。根据材料的导热率限定合适的材料，导热率应至少为2W/mK。这种材料通常基于但不限于金属、金属氧化物和/或陶瓷，例如铜、氧化铝(Al₂O₃)或氮化铝(AlN)。为了增加热交换能力，也经常使用具有增加的表面积的其他几何形状。此外，部件可以是有源电子部件(具有实现的至少一个p-n结)、无源电子部件如电阻器、电感或电容器、电子芯片、存储装置(例如DRAM或其他数据存储器)、滤波器、集成电路(例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程阵列逻辑(PAL)、通用阵列逻辑(GAL)和复杂可编程逻辑器件(CPLD))、信号处理部件、功率管理部件(例如场效应晶体管(FET)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、结型场效应晶体管(JFET)、或绝缘栅场效应晶体管(IGFET)，上述功率管理部件全部基于半导体材料，例如碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga₂O₃)、砷化铟镓(InGaAs)和/或任何其他合适的无机复合物)、光电接口元件、发光二极管、光电耦合器、电压转换器(例如DC/DC转换器或AC/DC转换器)、密码部件、发射器和/或接收器、机电换能器、传感器、致动器、微机电系统(MEMS)、微处理器、电容器、电阻器、电感、电池、开关、摄像机、天线、逻辑芯片和能量收集单元。但是，可以在部件承载件中嵌入其他部件。例如，磁性元件可以被用作部件。这种磁性元件可以是永磁元件(诸如铁磁元件、反铁磁元件、多铁性元件或亚铁磁元件，例如铁氧体芯)，或者这种磁性元件可以是顺磁元件。然而，该部件也可以是例如呈板中板构型的IC基板、中介层或另外的部件承载件。部件可以被表面安装在部件承载件上和/或可以被嵌入在部件承载件的内部。此外，也可以使用其他部件作为部件，特别是那些产生和发射电磁辐射和/或对从环境传播的电磁辐射敏感的部件作为部件。

在实施方式中，部件承载件是层压型部件承载件。在这样的实施方式中，部件承载件是通过施加压力和/或热而叠置并连接在一起的多层结构的化合物。

在对部件承载件的内部层结构进行处理之后，可以用一个或更多个另外的电绝缘层结构和/或电传导层结构对称地或不对称地覆盖(特别是通过层压)经处理的层结构的一个主表面或相反的两个主表面。换句话说，可以持续堆积，直到获得期望的层数为止。

在电绝缘层结构和电传导层结构的叠置件的形成已完成之后，可以进行对所获得的层结构或部件承载件的表面处理。

特别地，在表面处理方面，可以将电绝缘的阻焊剂施加至层叠置件或部件承载件的一个主表面或相反的两个主表面。例如，可以在整个主表面上形成该阻焊剂并且随后对阻焊剂层进行图案化以暴露一个或更多个电传导表面部分，这些电传导表面部分将用于将部件承载件电耦接至电子外围件。部件承载件的保持被阻焊剂覆盖的表面部分被有效地保护以免受氧化或腐蚀，特别是包含铜的表面部分可以被有效地保护以免受氧化或腐蚀。

就表面处理而言，还可以选择性地将表面修整部施加到部件承载件的暴露的电传导表面部分。这样的表面修整部可以是部件承载件的表面上的暴露的电传导层结构(诸如垫、传导迹线等，特别是包括铜或由铜构成)上的电传导覆盖材料。如果不保护这样的暴露的电传导层结构，暴露的电传导部件承载件材料(特别是铜)就可能会氧化，从而使部件承载件的可靠性较低。然后，可以将表面修整部形成为例如表面安装的部件与部件承载件之间的接合部。表面修整部具有保护暴露的电传导层结构(特别是铜电路)并且例如通过焊接来实现与一个或更多个部件的结合过程的功能。用于表面修整部的合适材料的示例是有机可焊性防腐剂(OSP)、化学镍浸金(ENIG)、化学镍浸钯浸金(ENIPIG)、金(特别是硬金)、化学锡、镍金、镍钯等。

根据下面将描述的实施方式的示例，本实用新型的以上限定的方面和其他方面变得明显，并且参考实施方式的这些示例来说明。

附图说明

图1示出了根据实施方式的用于更换反渗透膜的设备的侧视图。

图2示出了根据实施方式的用于更换反渗透膜的设备的前视图。

图3示出了根据实施方式的用于更换反渗透膜的设备的俯视图。

图4示出了根据实施方式的用于更换反渗透膜的设备的轴侧图。

图5示出了根据实施方式的反渗透过滤系统。

具体实施方式

附图中的图示是示意性的。在不同的附图中，相似或相同的元件具有相同的附图标记。

图1示出了用于对管形过滤装置室201(参见图5)中的反渗透膜101进行更换的设备100，该管形过滤装置室201形成为在水平方向H上伸长的中空本体。设备100包括(框架状)可移动的支撑结构102，支撑结构102包括轮108，以使支撑结构102能够在地面上移动。设备100还包括具有两个原动机109的升降单元103(两个原动机109可以例如包含液压机构)，两个原动机中的每个原动机布置在支撑结构102的相应的宽度侧W上。在其他实施方式中，可以根据相应的膜的重量和大小，设置仅一个原动机109或两个以上的原动机109。膜保持装置105布置在升降单元103上，并且升降单元103构造成使膜保持装置105沿着竖直方向V移动。如可以从图1看出，膜保持装置105包括具有一个主延伸方向的长形形状，其中，主延伸方向平行于水平方向H。膜保持装置105由此布置在升降单元103上，使得膜保持装置105相对于其主延伸方向而水平地定向。升降单元103被构造成使膜保持装置105对准在与管形过滤装置室201(图5中示出)相同的高度处，使得可以容易且安全地更换反渗透膜101。如在图1中示出，存在用于更换反渗透膜101的三种不同的高度。

图2从前侧视角示出了与图1中描述的同一设备100。可以看出，升降单元103布置在框架状的支撑结构102的中间。

图3从顶侧视角示出了与图1和图2中所描绘的同一设备100。膜保持装置105与管形过滤装置室201彼此对准，使得可以容易且安全地更换反渗透膜101。

在图4中，以等轴测视图示出了设备100。在图4中可以看到，支撑结构102形成为包括轮108的棱柱形框架，使得支撑结构102是可移动的。膜保持装置105借助于升降单元103在竖向方向V上被保持和引导，其中，框架状的支撑结构102用作导轨。由此，能够使膜保持装置105与管形过滤装置室201安全地对准。

图5示出了反渗透过滤系统200，该反渗透过滤系统200包括过滤装置和如上描述的设备100，该过滤装置具有用于接纳筒形反渗透膜101的管形过滤装置室201，该设备100用于更换反渗透膜101。从图5中可以看出，膜保持装置105包括可延伸元件106，该可延伸元件106又包括伸缩式拉出机构107。优选地，拉出机构107包括至少三个部分，至少三个部分能够彼此叠套。设备100与管形过滤装置室201对准，特别地对膜101进行保持的膜保持装置105与管形过滤装置室201对准。首先，可移动的支撑结构通过轮108而移动到合适的位置。轮108是动力轮，从而进一步便于更换膜101。然后，膜保持装置105通过升降单元103而移动到支撑结构的竖向位置(高度)，并且通过锁定装置110而保持到位(锁定在特定的高度处)(或者在管形过滤装置室201在竖向方向V上定位在较高位置的情况下，借助于锁定装置111锁定在特定的高度处)。之后，使用膜保持装置105将反渗透膜101推入管形过滤装置室201中。在另一实施方式中，可以将反渗透膜101沿水平方向H从管形过滤装置室201中拉出(取回)。

应当注意，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且“一”或“一种”不排除多个。同样，结合不同实施方式描述的元件可以被组合。

还应注意的是，权利要求中的附图标记不应解释为限制权利要求的范围。

本实用新型的实现不限于附图所示的和上述的优选实施方式。相反，即使在根本不同的实施方式的情况下，也可以使用示出的解决方案和根据本实用新型的原理的多种变型。

Claims (11)

1.一种反渗透膜更换设备，所述反渗透膜更换设备(100)用于对管形过滤装置室(201)中的反渗透膜(101)进行更换，所述管形过滤装置室(201)形成为在水平方向上伸长的中空本体，其特征在于，所述反渗透膜更换设备(100)包括：

可移动的支撑结构(102)；以及

膜保持装置(105)，

其中，所述膜保持装置(105)包括具有一个主延伸方向的长形形状，

其中，所述膜保持装置(105)布置成使得所述膜保持装置(105)相对于所述膜保持装置的主延伸方向水平地定向，以及

其中，所述膜保持装置(105)包括可延伸元件(106)，所述可延伸元件(106)构造成延伸到所述管形过滤装置室(201)的伸长的所述中空本体中，并且从而对所述反渗透膜(101)进行更换。

2.根据权利要求1所述的反渗透膜更换设备，其特征在于，

所述膜保持装置(105)构造成将所述反渗透膜(101)推入到所述管形过滤装置室(201)中。

3.根据权利要求1所述的反渗透膜更换设备，其特征在于，

所述膜保持装置(105)构造成将所述反渗透膜(101)从所述管形过滤装置室(201)中拉出。

4.根据权利要求1所述的反渗透膜更换设备，其特征在于，

所述可延伸元件(106)包括伸缩式拉出机构(107)。

5.根据权利要求4所述的反渗透膜更换设备，其特征在于，

所述伸缩式拉出机构(107)包括至少三个部分，所述至少三个部分能够彼此叠套。

6.根据权利要求1所述的反渗透膜更换设备，其特征在于，

所述反渗透膜更换设备(100)能够借助于附接至所述支撑结构(102)的轮(108)移动。

7.根据权利要求1所述的反渗透膜更换设备，其特征在于，

所述反渗透膜更换设备(100)还包括：

升降单元(103)，所述升降单元(103)布置在所述支撑结构(102)上，并且构造成使所述膜保持装置(105)沿着竖向方向移动。

8.根据权利要求7所述的反渗透膜更换设备，其特征在于，

所述反渗透膜更换设备(100)还包括：

第一锁定装置(110)，所述第一锁定装置(110)布置在所述支撑结构(102)的第一高度处，以及

第二锁定装置(111)，所述第二锁定装置(111)布置在所述支撑结构(102)的第二高度处，

其中，所述第一锁定装置和所述第二锁定装置中的每一者被构造成在所述支撑结构的相应高度处对所述膜保持装置(105)进行锁定。

9.根据权利要求4所述的反渗透膜更换设备，其特征在于，

所述膜保持装置(105)还包括：

抓持装置，所述抓持装置构造成用于对所述管形过滤装置室(201)中的所述反渗透膜(101)的一部分进行抓持，以及

其中，所述膜保持装置(105)还构造成通过抓持而将所述反渗透膜(101)从所述管形过滤装置室(201)中取出，以及

借助于所述伸缩式拉出机构(107)将所述反渗透膜(101)从所述管形过滤装置室(201)中拉出。

10.一种反渗透过滤系统，其特征在于，所述反渗透过滤系统(200)包括：

过滤装置，所述过滤装置具有用于接纳反渗透膜(101)的管形过滤装置室(201)，以及

用于对所述反渗透膜(101)进行更换的根据权利要求1所述的反渗透膜更换设备(100)。

11.根据权利要求10所述的反渗透过滤系统，其特征在于，所述反渗透过滤系统(200)构造成对部件承载件制造中的过程用水进行过滤。

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