用于流体膜分离装置的构造_2

文档序号:8515328阅读:来源:国知局
突起由 从支撑片材的基部延伸的一系列突出部构成,这些突出部与横档长度的方向斜交。
[0048] 在一个实施例中,多个第一突起中的突起29a,29b,…具有如从突起的顶部到支撑 片材的基部所测量的至少50、60、70、80、90或甚至100微米,以及至多200、300、400、500、 600或甚至700微米的高度(即,h3)。在一个实施例中,多个第一突起中的突起具有至少 50、60、70、80、90或甚至100微米,以及至多200、300、400、500、600或甚至700微米的宽度 (wp)。在一个实施例中,多个第一突起中的相邻突起之间的距离(w)为至少50、60、70、80、 90或甚至100微米,以及至多200、300、400、500、600或甚至700微米。
[0049] 在本发明的一个实施例中,多个突起中的单个突起为沿流动通道的长度在流动通 道纵向轴线上不连续的构件。在本发明的另一个实施例中,多个突起中的一个突起从第一 横档的第一侧表面连续地延伸到相邻横档的相反的第二侧表面,其中该第一侧表面和该相 反的第二侧表面沿流动通道的长度在流动通道的相对侧上连续地延伸。例如,如图2所示, 这些突起在横档24a与24b之间是连续的,但并不沿流动通道的纵向轴线连续地延伸。
[0050] 在本发明的一个实施例中,多个突起中的一个突起包括构件,该构件具有朝向与 流动通道的纵向轴线基本不平行的方向的至少一个前缘。例如,参见图2,箭头27示出了流 动通道的纵向轴线。突起29z具有前缘28,该前缘与流动通道的纵向轴线基本不平行。基 本平行意味着前缘与流动通道的纵向轴线成-10度至+10度范围内的角。
[0051] 在一个实施例中,多个突起中的一个突起是指从支撑片材的基部延伸的构件,该 构件的高度h3小于h i。在一个实施例中,113具有小于h i的90 %、80 %、70 %、60 %、50 %、 40%或甚至30%的平均高度和Ii1的至少5%、10%、15%或甚至20%的平均高度。
[0052] 在本发明的一个实施例中,多个突起中的一个突起为包括相对于流动通道的纵向 轴线成角度(例如,5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80或甚至85度)布 置的前缘28的构件。例如,参见图2的前缘28。
[0053] 在本发明的一个实施例中,该多个突起包括从支撑片材的基部延伸的一系列基本 上平行的突起,如通过图2的突起29a、29b和29c示出。
[0054] 在一个实施例中,本发明的支撑片材包括不止一组的多个突起。在图3中示出包 括两组多个突起的支撑片材的另一个实施例。支撑片材30包括多个第一突起39a,39b···, 该多个第一突起为与多个横档34a,34d···的方向成角度的突出部,诸如以上图2中所公开 的那些突出部;以及多个第二突起31a,31b,31c···,该多个第二突起为平行于流动通道的 纵向轴线的突出部,该纵向轴线由图3中的箭头37来表示,但该多个第二突起的高度113小 于匕。虽然不想受到理论的限制,但据信,图3中的多个第一突起(即,与流动通道的纵向 轴线成角度的突出部)帮助清洁可选择性透过膜的表面,而图3中的多个第二突起(即,具 有平行于流动通道纵向轴线的前缘的较高突出部)帮助使材料从流动通道的中心分散到 流动通道的周边,反之亦然)。
[0055] 当与流动通道的纵向轴线成90度观察时,在轴向流动方向上的第二突起的轮廓 可以是矩形的(如图3所示)、三角形的、曲线的(如图4所示)或它们的某种组合。这些 第二突起可以包括前缘38,该前缘可以是矩形的(如图3所示)、正方形的或曲线的。前缘 可以垂直于流动通道的纵向轴线或可以相对于流动通道的纵向轴线成另一角度。在一个实 施例中,在第二突起上可能不存在前缘。例如,图4包括在轴向流动方向上具有曲线轮廓的 第二突起,其中曲线轮廓的顶点包括线性部分,该线性部分随后朝下倾斜,直到它接触支撑 片材的基部或多个第一突起。支撑片材40的流动通道的纵向轴线由图4中的箭头47表示。
[0056] 在一个实施例中,多个第二突起中的突起(例如,31a,31b,…或41a,41b,41c,…) 在支撑片材的基部与突起的顶点之间具有至少20、30、40、50、60、70、80、90或甚至100微 米,以及至多200、300、400、500或甚至600微米的高度〇13)。在一个实施例中,多个第二 突起中的突起与多个第二突起中的突起之间的高度差为至少5、10、20、40、60、80、100、200、 400或甚至500微米。在一个实施例中,多个第二突起中的突起具有至少50、60、70、80、90 或甚至100微米,以及至多200、300、400、500、600或甚至700微米的宽度(Wp)。在一个实 施例中,多个第二突起中的突起具有至少1000、2000、3000、4000或甚至5000微米,以及至 多至7000、8000、9000、10000或甚至12000微米的纵向轴线方向距离上的长度。在一个实施 例中,在多个第二突起中的相邻突起之间(即,一个突起的端部到相邻突起的前缘或起点) 的距离为至少1000、2000、3000、4000或甚至5000微米,以及至多7000、8000、9000、10000 或甚至12000微米。如图3和图4所示,第二突起与流动通道的侧壁等距地间隔开,然而, 也可以设想替代实施例,其中多个第二突起中的突起偏离流动通道的中心或其中流动通道 的侧壁与多个第二突起中的突起之间的距离改变,从而使得某些第二突起更靠近流动通道 的第一侧表面而某些第二突起更远离流动通道的第一侧表面。
[0057] 在图5a和对应的俯视图5b中示出本发明的支撑片材的另一个实施例。支撑片材 50包括以交错的人字形构造布置的多个横档54a,54b,…和多个突起59a,59b,59c,…。这 些突起由一系列交错的非对称突出部构成,这些突出部与流动通道的纵向轴线成角度。支 撑片材50的流动通道的纵向轴线由图5中的箭头57表示。图5b中所示的距离1为从"V" 的顶部到侧壁的轴向距离。图5b示出了交错的非对称人字形构造,其中距离1是改变的。 在一个实施例中,1可与流动通道的壁等距。
[0058] 在一个实施例中,图5中的多个突起中的突起59a,59b,…具有至少50、60、70、80、 90或甚至100微米,以及至多200、300、400、500、600或甚至700微米的高度(h3)。在一个实 施例中,多个突起中的突起具有至少50、60、70、80、90或甚至100微米,以及至多200、300、 400、500、600或甚至700微米的宽度(wp)。在一个实施例中,多个突起中的相邻突起之间 的距离(w)为至少50、60、70、80、90或甚至100微米,以及至多200、300、400、500、600或甚 至700微米。
[0059] 虽然流动通道到目前为止已被示出为线性的,但流动通道的替代形状、尺寸或构 型是容许的。例如,流动通道可以具有曲折路径(例如,之字形图案)或者迷宫或弯曲构型。 在图6中示出本发明的支撑片材的另一个实施例。支撑片材60的流动通道包括正弦流动 路径,其中净流动路径的方向通过箭头67示出。此外,流动通道的底部在纵向方向上包括 波状图案,该波状图案包括具有某个峰值高度的抛物线形脊(图6中未示出该波状图案)。 除了该多个突起外,支撑片材60还包括多个突起69a,69b,69c,69d,…,它们形成流动障碍 并且中断流动。当沿流动通道的纵向轴线移动时,流动通道的开口横截面积减小和增加。 突起的设计和布局被选择用来阻碍流体流动穿过流动通道,其中每个突起迫使流体的一部 分在流动通道内改变方向。"流动通道的开口横截面积"为朝向所选择的位置处大致垂直于 流动通道的纵向轴线的平面上的面积,流体可以通过该面积流过流动通道。在大致矩形的 流动通道中,开口横截面积可由在支撑片材的基部与可选择性透过膜的第一主要膜表面之 间测量的流动通道高度和在相对的侧边缘之间测量的流动通道宽度限定。通道的开口横截 面积可能由于例如使得通道高度减小的流动限制部而减小。可能优选的是,与给定通道的 最大开口横截面积相比,这些流动限制部使得通道的开口横截面积减少了例如约25%或更 多,在一些情况下50%或更多,或甚至75%或更多。流动障碍优选使得流动穿过通道的流 体改变方向,而流动限制部使得流体在其流经流动限制部时加速和减速。可以通过使通道 在所述垂直平面中在一个或多个维度上变窄来使得开口横截面积发生变化。例如,通道的 高度(如在支撑片材的基部与可选择性透过膜的第一主要膜表面之间测量)和/或跨流动 通道的宽度可以变窄。例如,图6中的通道的高度可以在200到500微米高度内变窄,以及 在300到800微米跨流动通道的宽度内变窄。
[0060] 在一个实施例中,图6中的多个突起中的突起69&,6%,~具有至少300、350、400、 425、450、475或甚至500微米,以及至多700、750、800、825、850、875或甚至900微米的高度 (h3)。在一个实施例中,多个突起中的突起具有至少200、250、300或甚至350微米,以及至 多400、450、500、550、600或甚至650微米的宽度(《)。在一个实施例中,多个突起中的相 邻突起之间的距离(w)为至少200、250、300、350、400或甚至450微米,以及至多500、550、 600、650、700、750、800或甚至850微米。在一个实施例中,多个突起中的突起包括沿突起的 至少一个主表面的角,如在图6所示的一些突起中示出。
[0061] 除了仅使得支撑片材的一个主表面包括如图1所示多个横档外,支撑片材的两个 主表面还可以包括如图所示多个横档,例如,在图7的支撑片材72a、72b、72c和72d中(请 注意:在此图中为了简便起见并未示出多个突起,尽管该多个突起可能位于支撑片材的一 侧或两侧上)。
[0062] 在一个实施例中,支撑片材在每个主表面上包括多个横档,其中第一主表面上的 多个横档形成具有第一流动方向的多个第一流动通道,并且第二主表面上的多个横档形成 具有第二流动方向的多个第二流动通道,其中第二流动方向上的净流体流动与第一流动方 向上的净流体流动基本上相同(即,小于20度、10度或甚至5度不同)。在一个实施例中, 将第一表面的横档与第二表面上的多个横档对齐。在另一个实施例中,可将第一表面的横 档定位成相对于第二表面上的横档成偏移关系。
[0063] 在一个实施例中,支撑片材在每个主表面上包括多个横档,其中第一表面上的多 个横档形成具有第一流动方向的多个第一流动通道,并且第二表面上的多个横档形成具有 第二流动方向的多个第二流动通道,其中第二流动方向上的净流体流动与第一流动方向上 的净流体流动不同(即,大于25度、45度或甚至50度)。在一个实施
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