具有气体可透过隔膜的排出和过滤系统的制作方法

专利名称：具有气体可透过隔膜的排出和过滤系统的制作方法
具有气体可透过隔膜的排出和过滤系统相关申请本申请根据35 U. S. C. § 119要求2008年10月30日提交的美国临时专利申请 No. 61/109859的优先权，该临时专利申请的全部内容通过引用并入这里。
背景技术：
已知溶解或以其它方式被俘获在液体中的空气或其它气体在诸如混合系统和过滤系统的液体供应系统中引起问题。被俘获的气体可降低过滤系统的性能。例如，在过滤系统内从液体分离的空气和其它气体可导致过滤器的不均勻加载并且可降低通过过滤系统的流动速率。在混合系统中，被俘获的气体可能不仅是不希望的，而且也可能对混合系统中的设备有害。因此，希望从液体去除空气和其它气体以减小或最小化这种有害效果。诸如机油、自动传动流体和液体食品的碳氢化合物是化学物品和添加剂的复杂混合物。如果微孔隔膜用于从碳氢化合物的流去除气体，化学物品和添加剂的各种分子尺寸、 表面张力和其它性质可导致隔膜的细孔的堵塞并且可导致碳氢化合物的一些成分润湿且流过隔膜。

发明内容
本发明的一些实施例提供一种过滤夹带有气体的液体的过滤系统。过滤系统可包括具有储器的外壳。过滤器可以布置在储器中并且可以将储器分成上游室和下游室。无孔隔膜可以与上游室流体连通。气体可透过无孔隔膜以便从储器排出气体。在一些实施例中， 隔膜可以是多孔的或无孔的，并且气体可透过以便允许气体从上游室流到下游室。本发明的一些实施例提供一种从夹带有气体的液体排出气体的排出系统。排出系统可包括具有储器的外壳。储器可包括流体入口、气体出口和液体出口。排出系统也可包括与储器和气体出口流体连通的无孔隔膜。气体可透过无孔隔膜，并且液体大体上不可透过隔膜。在一些实施例中，隔膜可以是多孔的或无孔的并且堰可以布置在储器内。堰可以与流体入口流体连通。


图IA是根据本发明的一个实施例的现有技术过滤装置的剖视示意图。图IB是流过图IA的现有技术过滤装置的流体的剖视示意图。图2A是根据本发明的一个实施例的、能够将气体排出到周围环境的过滤装置的剖视示意图。图2B是根据本发明的一个实施例的、能够将气体排回到流体流中，同时不允许液体绕过过滤装置的过滤装置的剖视示意图。图3A是根据本发明的一个实施例的排出系统的剖视示意图。图;3B是根据本发明的另一实施例的排出系统的剖视示意图。图4A是根据本发明的一个实施例的排出系统的剖视示意图。
图4B是根据本发明的一个实施例的、包括挡板的图4A的排出系统的剖视示意图。图4C是根据本发明的一个实施例的、包括多个挡板的图4A的排出系统的剖视示意图。图5A是根据本发明的一个实施例的、包括具有大体上恒定横截面积的堰的排出系统的剖视示意图。图5B是根据本发明的一个实施例的、包括具有可变横截面积的堰的排出系统的剖视示意图。图5C是根据本发明的一个实施例的、包括堰的排出系统的剖视示意图，该堰在可变横截面积的上游具有大体上恒定横截面积。图5D是根据本发明的一个实施例的、包括堰的排出系统的剖视示意图，该堰在可变横截面积的下游具有大体上恒定的横截面积。图6A是根据本发明的一个实施例的、包括具有弯曲的内壁的堰的排出系统的剖视示意图。图6B是根据本发明的一个实施例的、包括具有弯曲的内壁和弯曲的外壁的堰的排出系统的剖视示意图。图7是根据本发明的一个实施例的排出系统的透视图。图8是图7的排出系统的分解透视图。图9是图7的排出系统的外壳的内部部分的透视顶视图。图10是根据本发明的一个实施例的、具有安装的堰的图9的外壳的内部部分的透视顶视图。图11是根据本发明的一个实施例的排出系统的堰的剖视图。图12是穿过图7的排出系统的流体流动路径的速度矢量图。
具体实施例方式在详细说明本发明的任何实施例之前，应当理解，本发明的应用不限于以下描述中阐述的或以下图中示出的部件的构造和布置的细节。本发明可具有其它实施例并且能够以各种方式被实施或实现。而且，应当理解，这里使用的措辞和术语是为了描述目的并且不应当被认为是限制性的。这里的“包括”、“包含”或“具有”及其变体的使用意指包含其后列出的项目及其等同物以及另外的项目。除非以其它方式指定或限制，术语“安装”、“连接”、 “支撑”和“联结”及其变体被概广义地使用并且包括直接的和间接的安装、连接、支撑和联结。此外，“连接”和“联结”不被限制到物理的或机械的连接或联结。给出以下论述使得本领域技术人员能够作出和使用本发明的实施例。对示出的实施例的各种修改对于本领域技术人员来说将是显然的，并且这里的一般原理可应用于其它实施例和应用而不偏离本发明的实施例。因此，本发明的实施例不意图被限制于示出的实施例，而是符合与这里公开的原理和特征一致的最宽范围。将参考附图阅读以下详细描述， 其中不同附图中的相似要素具有相似附图标记。不一定按比例的附图描绘选择的实施例并且不意图限制本发明的实施例的范围。本领域技术人员将认识到这里提供的例子具有许多有用替代方案并且落在本发明的实施例的范围内。图IA和IB示出用于过滤应用的现有技术过滤器装置1。过滤器装置1可包括具有入口 3和出口 4的过滤器外壳2。过滤器外壳2可支撑过滤器5。如图IB中示出的，流体可通过入口 3进入过滤器外壳2，可流过过滤器5，并且可离开出口 4。该流体可包括液体6和气体7。在流体通过入口 3被引入时，它开始润湿和透过过滤器5。一旦过滤器5变得完全润湿，从液体6分离的气体7将不透过过滤器5，并且可变成被俘获在过滤器外壳2 内。气体7可包括空气和其它气体。在过滤过程中，气体7可阻止液体6达到过滤器5的若干部分，并且可阻止液体6完全分布在过滤器5周围。结果，通过过滤器5的过滤可以基本上集中在过滤器5的某些部分，而过滤器5的其它部分会保持未使用。因为当过滤器的任何部分变得已消耗或堵塞，或者压力降变得太大时必须更换过滤器5，因此过滤器5的寿命减小。图2A示出根据本发明的一个实施例的过滤装置10。过滤装置10可包括具有流体入口 14和液体出口 16的外壳12。外壳12可支撑过滤器18。在一些实施例中，过滤器18 可以至少部分地阻碍气体透过它。过滤器18可将外壳12分成上游室20和下游室22。流体可以通过流体入口 14被供应到上游室20。流体可通过过滤器18进入下游室22中。在一些实施例中，过滤器18可以是多孔的并且由合适的材料或材料的组合构成。在其它实施例中，过滤器18可以是无孔的并且由合适的材料或材料的组合构成。液体出口 16可以联结到外壳12，以从下游室22接收已过滤的流体。液体出口 16可以联结到其它装置或者可以将已过滤的流体直接供应到最终使用点。在一些实施例中，外壳12还可包括气体出口 24。气体出口 M可以与上游室20流体连通。气体出口 M可包括隔膜沈，该隔膜构造成允许气体穿过它但不允许流体穿过它。 在一些实施例中，隔膜沈可以是多孔的、疏水的和/或疏油的。隔膜沈可以由聚合物制成，该聚合物诸如特氟隆(PTFE)、聚丙烯、聚乙烯和其它合适材料。在其它实施例中，隔膜 26可以是无孔的并且可以由合适的材料或材料的组合构成。在一个实施例中，隔膜沈可以由热固性聚合物制成。在一些实施例中，隔膜沈可以包括不同的或类似的特性的两层或更多层，包括支撑层观以为隔膜26提供合适的刚性。隔膜沈还可包括另外的隔膜和/或支撑层，包括多孔的、微孔的和无孔的层。虽然上述实施例限定室20作为过滤器18的上游侧且与流体入口 14流体连通，并且室22作为过滤器18的下游侧且与液体出口 16流体连通，但不是必须是这样的。在一些实施例中，液体流动的方向可以从室22通过隔膜18到室 20，其中室22于是将是上游侧并且与流体入口 14和气体出口 M流体连通。在一些实施例中，通过流体入口 14进入外壳12的流体中夹带的气体可以例如通过过滤器18从流体分离。在一些实施例中，上游室20可以设计成在气体出口 M收集气体。 气体可以穿过隔膜26并且可以被释放或“排出，，到外部周围环境。在一些实施例中，隔膜 26可以是外壳12的一部分。在一些实施例中，隔膜沈可以至少部分地限定上游室20。隔膜26可以防止气体干涉过滤过程。结果，大体上整个过滤器18可以被流体更均勻地使用。图2B示出根据本发明的另一实施例的过滤装置100。过滤装置100可以类似于过滤装置10。过滤装置100可包括具有流体入口 114和液体出口 116的外壳112。外壳112 可支撑过滤器118。过滤器118可将外壳112分成上游室120和下游室122。流体可以通过流体入口 114被供应到上游室120。流体可通过过滤器118进入下游室122中。在一些实施例中，过滤器118可以是多孔的并且由合适的材料或材料的组合构成。在其它实施例中，过滤器118可以是无孔的并且由合适的材料或材料的组合构成。液体出口 116可以联结到外壳112以从下游室122接收已过滤的流体，并且从过滤装置100引导已过滤的流体。在一些实施例中，外壳112还可包括气体出口 124。气体出口 IM可以与上游室 120流体连通。气体出口 1 可包括隔膜126，该隔膜构造成允许气体穿过它但不允许流体穿过它。隔膜126可以包括不同的或类似的特性的两层或更多层，包括支撑层128以为隔膜126提供合适的刚性。在一些实施例中，隔膜1 可以大体上类似于隔膜26。在一些实施例中，通过流体入口 114进入外壳112的流体中夹带的气体可以例如通过过滤器118从流体分离。在一些实施例中，上游室120可以设计成在气体出口 IM收集气体。气体可穿过隔膜126并且可以被释放到液体出口 116和/或下游室122。隔膜1 可以有助于防止气体干涉过滤过程。结果，大体上整个过滤器118可以被流体更均勻地使用。在一些实施例中，如果所有气体都不能被释放到周围环境，例如，如果气体是危险的且/或以其它方式违反本地的、州的和联邦的法规，则可以使用过滤装置100。在其它实施例中，如果过滤应用的目的是从流体去除颗粒而不去除夹带的气体，则可以使用过滤装置100。过滤器118可以从流体分离夹带的气体。该气体可以由气体出口 IM收集。隔膜 126可以允许气体再加入过滤器118下游的流体，使得过滤器118仅去除粒子而基本不去除任何气体。在一些实施例中，过滤装置100可以用于过滤苏打水。图3A和;3B示出包括隔膜202的排出系统200。排出系统200可包括流体入口 204、液体出口 206和气体出口 208。隔膜202可以从通过流体入口 204进入排出系统200 的流体分离夹带的气体。该气体可以被溶解或以其它方式被俘获在流体中。隔膜202可以有助于阻止液体到达气体出口 208。如图3A中所示，排出系统200可包括外壳210。外壳210可包括流体入口 204、液体出口 206和气体出口 208。外壳210可包围隔膜202。在一些实施例中，隔膜202可以是大体上平面的。如图3B中所示，排出系统200可以相对于轴线和/或平面212对称。在一些实施例中，隔膜202可以是圆形的或者可以包括至少两个相对的隔膜202。在一些实施例中，隔膜202可包括支撑层214，该支撑层可以足够强壮以在一些实施例中在不存在外壳 210的情况下支撑隔膜202。图4A示出根据本发明的一个实施例的排出系统300。排出系统300可包括外壳 302、流体入口 304和液体出口 306。外壳302可包括上腔或储器308。在一些实施例中，储器308可以在除了上部310外的所有侧上是不可透过的。上部310可包括气体出口 312和隔膜314。在一些实施例中，隔膜314可布置在储器308内的任何合适部位。在一些实施例中，隔膜314可以至少部分地限定储器308。隔膜314可以大体上类似于隔膜26、隔膜1 和/或隔膜202。在操作中，流体可以通过流体入口 304进入储器308并且可以通过液体出口 306 离开。在穿过外壳302和/或储器308时，流体中夹带的气体可以被收集在储器308内。储器308内的气体可以维持与隔膜314接触，直到透过它到达气体出口 312，该气体出口可以具有合适的尺寸。在一些实施例中，储器308可有助于气体从流体分离。流体可留在储器308中的时间可以由储器308的尺寸确定。储器308可以大体上防止气体到达液体出口 306，因此保证气体可积聚在隔膜314。在一些实施例中，气体在透过隔膜之前可以与隔膜314接触的时间可以显著长于流体通过排出系统300的流过时间。在一些实施例中，隔膜314可以是无孔的。在一些实施例中，隔膜314可以包括热固性聚合物。虽然多孔的隔膜已经用于从液体流排出气体，但这证明对于许多排出应用是不充分的。如果被排出的液体是包含低表面张力成分或表面活性剂的复杂液体，则多孔隔膜的细孔将变得湿润，并且液体将流过。同样，如果该装置被使用长的时间段，则即使在简单的高表面张力液体的情况下，温度波动也可引起隔膜的细孔内的蒸发和冷凝，引起润湿和最终的液体流过。将无孔材料用于隔膜314意味着隔膜314永远不能变得润湿，即使经过长的时间段并且在复合液体的情况下。将无孔材料用于隔膜314意味着该装置可以构造有大的储器308以保持被分离的气体，直到它透过隔膜314，这是由于无孔隔膜将具有低得多的气体传输速率。同样，排出系统300可以构造有显著较多的区域以便隔膜314适应较低的气体传输速率。图4B示出根据本发明的一个实施例的、包括挡板316的排出系统300。挡板316 可以突出到储器308中。挡板316可产生曲折的流动路径，该曲折的流动路径允许离心力和/或浮力作用在流体上。挡板316可包括下端部318和上端部320。挡板316可具有合适的几何形状，包括矩形和圆柱形形状。在一些实施例中，挡板 316可联结到储器308的至少两侧，使得进入排出系统300的流体在通过液体出口 306离开排出系统300之前可以被迫在上端部320上方流动。结果，最小流体流过时间可以延长，即使平均流过时间维持不变。外壳302内的较长流体保留可增加夹带的气体在储器308内被释放并且最终透过隔膜314的可能性。可以代替挡板316使用形成曲折的流动路径的其它构造。图4C示出根据本发明的一个实施例的、包括三个挡板316的排出系统300。第一挡板322可以联结到储器308的底部。在一些实施例中，第一挡板322的下端部318可以促进沿第一挡板322的流动流动。在一个实施例中，第一挡板322的下端部318可以是弯曲的。第一挡板322和外壳302的一部分可形成通道324。在一些实施例中，从第一挡板 322的上端部320到隔膜314的距离可以显著大于通道3 的宽度。结果，收集的气体可以维持与隔膜314接触直到透过隔膜，基本上不干涉通过排出系统300的流体的流率。在一些实施例中，第二挡板3 可以联结到储器308的上部310。在一些实施例中，支撑结构(例如梁)可将第二挡板326的端部318联结到上部310。在一些实施例中， 第二挡板326的端部318可以邻近隔膜314。第二挡板326的端部320可以指向储器308 的底部。挡板316可以为相同长度或不同长度。第二挡板326的端部318可以设计成有助于将已分离的气体俘获在隔膜314附近。结果，气体透过隔膜314的时间可以增加。在一些实施例中，第二挡板326的端部320和储器308的底部之间的距离可以与通道324的宽度相关。在一些实施例中，第三挡板3 可以具有与第一挡板322和/或第二挡板3 相同的长度或不同的长度。图5A示出根据本发明的另一实施例的排出系统400。排出系统400可包括外壳 402、流体入口 404、液体出口 406和储器408。在一些实施例中，储器408可以在除了上部 410外的所有侧上是不可透过的。上部410可包括气体出口 412和隔膜414。隔膜414可以大体上类似于隔膜314。在一些实施例中，隔膜414可以是无孔的。在一些实施例中，流体入口 404可以与堰(weir)416流体连通。在其它实施例中，流体入口 404可以突出到整体地形成堰416的储器408中。堰416在形状上可以是细长的并且横截面可以是方形的、矩形的、六边形的、圆形的、卵形的或另一合适的几何形状。在一些实施例中，堰416的横截面可以补充外壳402的横截面。在其它实施例中，堰416和外壳 402的横截面形状可以是不同的。堰416可包括下端部418和上端部420。在一些实施例中，下端部418的横截面积可以大体上等于上端部420的横截面积。在一些实施例中，流体入口 404可以流体连接到下端部418。通过流体入口 404进入外壳402的流体可以被引到堰416。在一些实施例中，在堰 416内的流体的流动方向可以逆着重力。流体可以达到上端部420并且可从堰416溢流到储器408中。在一些实施例中，流体可以在通过液体出口 406离开之前从堰416被释放到储器408中。从流体释放的夹带气体可以接触隔膜414并且可以最终渗透到气体出口 412。图5B示出根据本发明的另一实施例的排出系统500。排出系统500可包括外壳 502、流体入口 504、液体出口 506和储器508。在一些实施例中，储器508可以在除了上部 510外的所有侧上是不可透过的。上部510可包括气体出口 512和隔膜514。排出系统500 可以类似于排出系统400，并且隔膜514可以大体上类似于隔膜414。在一些实施例中，隔膜514可以是无孔的。在一些实施例中，排出系统500可包括具有下端部518和上端部520的堰516。流体入口 504可以流体联结到下端部518。在一些实施例中，下端部518可具有比上端部520 小的横截面积。结果，通过入口 504进入堰516的流体可以在流过堰516时被减速。在一些实施例中，堰516可以是大体上圆锥形的。在一些实施例中，堰516可以增加流体的流过时间以便提高从流体的气体分离。俘获的气体可具有更多的时间聚集并且可以被隔膜514 收集。在一些实施例中，流过堰516的流体的竖直速度可以小于被分离的气体的速度。在一些实施例中，进入堰516的流体可以上升到上端部520。在其它实施例中，进入堰516的流体可以打漩。在一些实施例中，上端部520对下端部520的横截面积的比率可以根据流体的性质和流动速率被调节。例如，如果排出系统500用于从诸如糖浆或番茄酱的食品抽取空气， 则上端部520对下端部518的横截面积的比率可以高于用于水性流体流的上端部520对下端部518的横截面积的比率。图5C和5D示出根据本发明的其它实施例的排出系统500。堰516可以包括大体上直的部分522、逐渐扩展的部分5 和外表面526。在一些实施例中，逐渐扩展的部分5 可充当扩散器。在一些实施例中，外表面5 可以是大体上直的。在其它实施例中，外表面 5 可以对应于储器508的形状。外表面5 可以有助于将流体流引向液体出口 506。在一些实施例中，进入排出系统500的流体可以溢出堰516并且可以被外表面526引导到液体出口 506。如图5C中所示，直的部分522可以布置在逐渐扩展的部分5M上游。在一些实施例中，直的部分522的横截面积可以大体上等于逐渐扩展的部分524的最小横截面积。在一个实施例中，从大体上直的部分522到逐渐扩展的部分524的过渡可以是平滑的。替代地，如图5D中所示，逐渐扩展的部分5M可以布置在大体上直的部分522上游。在一些实施例中，直的部分522的横截面积可以大体上等于逐渐扩展的部分524的最大横截面积。在一些实施例中，堰516可包括会聚部分和/或横截面积的快速变化，诸如一个或更多个台阶(未示出)。图6A示出根据本发明的一个实施例的排出系统600。排出系统600可包括外壳 602、流体入口 604、液体出口 606和储器608。外壳602可包围储器608。外壳602可包括具有气体出口 612的上部610。流过排出系统600的流体除了在气体出口 612处以外不可透过外壳602。隔膜614可以布置在储器608内。隔膜614可以邻近气体出口 612。进入排出系统600的流体可以接触隔膜614。隔膜614可以大体上类似于隔膜514。在一些实施例中，隔膜614可以允许被俘获在流体中的气体透过到气体出口 612，同时大体上防止流体的其它成分达到气体出口 612。如图6A中所示，排出系统600可包括具有下端部618和上端部620的堰616。堰 616还可包括内表面6 和外表面626。在一些实施例中，内表面6 可以在下端部618和上端部620之间弯曲。内表面拟4可包括凸出曲面和/或凹入曲面。在一些实施例中，下端部618的横截面积可以小于上端部620的横截面积。在一些实施例中，内表面6M可形成扩散器。在一些实施例中，内表面拟4可以是向外展开的。在一些实施例中，内表面624 可以成形为类似于喇叭形漏斗。在一些实施例中，外表面拟6可以是圆锥形的。图6B示出根据本发明的另一实施例的排出系统600。堰616可包括内表面6M和外表面626。外表面拟6可以在下端部618和上端部620之间弯曲。在一些实施例中，堰 616的厚度可以在下端部618和上端部620之间变化(例如，堰616可具有如图6B中示出的花瓣形状)。在一些实施例中，上端部620可以设计成当流体在堰616上方流动时有助于防止流体分离区域。储器608可包括内壁628。如图6B中所示，内壁拟8可以是弯曲的。在一些实施例中，内壁628的曲率可以补充堰616的外表面626的曲率。在一些实施例中，内壁6 可以有助于将流体流动引向液体出口 606。在一些实施例中，液体出口 606可以在储器608的最低点流体联结到储器608。在一些实施例中，液体出口 606可以设置在流体入口 604附近。 在一些实施例中，堰616可以居中地设置在储器608内。在其它实施例中，液体出口 606可以居中地设置在储器608内并且堰616可以设置成离开液体出口 606的一侧。图7示出根据本发明的一个实施例的排出系统700。该排出系统可包括具有流体入口 704和液体出口 706的外壳702。盖子708可以使用螺钉710联结到外壳702。在一些实施例中，螺钉710可以沿盖子708的外周边均勻分布。在一些实施例中，盖子708可以包括一个或更多个气体出口 712。图8还示出根据本发明的一个实施例的排出系统700的内部部件。排出系统700 可包括隔膜714、支撑层716和堰718。外壳702可包括与盖子708接合的凹槽720。在一些实施例中，盖子708也可借助凹槽720接合隔膜714和/或支撑层716。在一些实施例中，凹槽720可形成收缩密封(pinch seal) 0堰718可以布置在外壳702的储器722中。在一些实施例中，外壳702可包括内壁724，该内壁可包围储器722。流体入口 704和液体出口 706可以与储器722流体连通。图9还示出外壳702的内部。外壳702可包括第一扩展室726。内壁7 可包括下端部7 和上端部730。内壁72可以是弯曲的。内壁7 可以在下端部728附近是弯曲的并且可以在上端部730附近是大体上直的。凹槽720可以设置在上端部730附近。第一扩展室7 可以设置在下端部728附近。第一扩展室7 可以与流体入口 704和储器722流体连通。第一扩展室7 可以相对于储器722居中地布置。孔口 732可以实现储器722 和液体出口 706之间的流体连通。孔口 732可以定位成靠近底端部728。孔口 732可以设置在第一扩展室726附近。图10示出布置在外壳702中的堰718。堰718可以与流体入口 704流体连通。堰 718可包括内表面734和外表面736。内表面734和/或外表面736可以是弯曲的。堰718 可以居中地布置在储器722中。孔口 732可以设置在外表面736附近。通过流体入口 704 进入堰718的流体可以溢出堰718到储器722中。内壁7 和/或外表面736可以有助于将储器722中的流体引向孔口 732并且到液体出口 706中。图11是堰718的剖视图。堰718可以包括内表面734、外表面736、下端部738和上端部740。内表面7；34可包围通道742，该通道可包括第一段744和第二段746。在一些实施例中，第一段744可以布置在下端部738附近，并且第二段746可以布置在上端部740 附近。在一些实施例中，第一段744可包括圆柱形形状，而在其它实施例中，第一段744可包括圆锥形形状。在一些实施例中，第二段746可以是弯曲的。在一个实施例中，第二段746 可以是扩散器。如图11中所示，堰718可包括流入部748、流出部750和过道752。如图12中所示，流入部748可以与流体入口 704和通道742流体连通。流出部750可以与通道742和储器722流体连通。过道752可以使得通道742与第一扩展室726的流体连通。在一些实施例中，流入部748和/或过道752可以布置在堰718的下端部738附近，而堰718的第二段746可以布置在上端部740。在一些实施例中，流入部748可以大体上垂直于通道742和 /或过道752。图12是示出通过如图7-11中示出的排出系统700的流动路径的速度矢量图。第一导管乃4可以与流体入口 704流体连通。第一导管乃4可具有比流体入口 704大的横截面积。流体入口 704可以实现第一导管7M和堰718的下端部738之间的流体连通。第二导管756可以联结到液体出口 706。在一些实施例中，液体出口 706可以包括第二扩展室 758。在一些实施例中，堰718的上端部740可以布置成离开隔膜714距离D。在一些实施例中，堰718的形状和/或距离D可以支持如速度矢量760指示的、沿隔膜714的均勻的流动分布。堰718可以有助于提供隔膜714的平衡的润湿。沿堰718且跨越隔膜714的流体流动可以大体上相对于轴线762对称。通过排除系统700的流体流动可以是大体上层状的。堰716可以有助于减小流体流动内的漩涡764的数量。在一些实施例中，仅仅上端部740附近的单圈漩涡764通常存在于储器722中。距离D可以根据漩涡764的尺寸被选择。在一些实施例中，内表面734、外表面736和/或内壁7M可以设计成有助于提供从流体的优化的气体分离和/或分离的气体向着隔膜714的增加的流率。在一些实施例中，排除系统700可包括“先进先出”(FIFO)流动构造。堰718可以设计成使通过流体入口 704进入排出系统700的流体质点可以在后续流体质点可达到液体出口 706之前达到液体出口 706。已经位于排出系统700内的流体质点可以在流体质点达到液体出口 706之前离开排出系统700。在一些实施例中，第一流体可以被供应到排出系统700持续第一时间段。在第一时间段已经过去之后，第二流体可以被供应到排出系统 700持续第二时间段。FIFO流动构造可消除在供应第二流体之前冲洗排出系统700的必要性。例如，如果排出系统700用于从在喷泉式饮料分配器中使用的糖浆中分离空气，则排出系统700可允许糖浆的风味的切换。如果被供应到排出系统700的第一糖浆要被切换到第二糖浆(例如，为了促销、短暂的流行、市场趋势等)，则第二糖浆可以大体上将第一糖浆从排出系统700推出。在第二糖浆中仅仅可以检测到微量第一糖浆之前的过渡时间可以被最小化而不必冲洗排出系统700。在涉及粘性流体(诸如糖浆、番茄酱和其它食品)的应用中，本发明的一些实施例可提供从粘性流体抽取的气体的高效率的分离和/或排出，而在长的时间段上没有显著影响隔膜202、314、414、514、614、714的效率。在一些实施例中，泵、真空和/或其它措施可能不是从流体分离气体所必要的。在一些实施例中，排出系统200、300、400、500、600、700可用于液体供应系统。液体供应系统可以包括例如混合系统和食物处理系统。排出系统200、300、400、500、600、700 可用于从进入液体供应系统之前的流体去除气体。例如，如果流体是粘性食品(如番茄酱、 蜜和糖蜜)，则俘获的空气可引起粘性食品当被分配时泼溅。排出系统200、300、400、500、 600、700可以显著去除俘获的空气并且可以防止粘性食品泼溅。结果，排出系统200、300、 400、500、600、700不仅保证精确量的粘性食品的递送，而且减小清洁喷溅的食品的需要。在一些实施例中，排出系统200、300、400、500、600、700可减小由俘获的气体引起的损坏液体供应系统的危险。例如，如果粘性食品被泵送，则俘获的空气可在泵内引起突然加速和减速，增加泵上的机械应力。某些种类的流体经常在“盒中袋”(BIB)单元中被运输。根据一些实施例，BIB单元可包括由纸板盒包围的塑料袋。塑料袋当保持流体时可以容易地变形。为了给予塑料袋结构整体性，纸板盒可防止塑料袋变形超过预期形状。典型地，液体和气体在塑料袋内被混合。当塑料袋相对于纸板盒移动时，增加的量的空气可以变得被俘获在BIB单元内的液体中。排出系统200、300、400、500、600、700可以适合从BIB单元的流体去除增加的量的俘获的空气。在一些实施例中，排出系统200、300、400、500、600、700可有助于保证从BIB单元的精确流量的递送。例如，如果保持糖浆的BIB单元联结到喷泉式饮料分配器，则排出系统 200、300、400、500、600、700可有助于保证为每次饮用分配大体上相等的量的糖浆。结果，排出系统200、300、400、500、600、700可以有助于保证一次饮用的味道与下一次相同。在一些实施例中，排出系统200、300、400、500、600、700可用于从矿物油、合成油和/或其它碳氢化合物抽取气体。在一些实施例中，排出系统200、300、400、500、600、700可用于从机油、齿轮油和自动传动流体去除俘获的空气。机油、齿轮油和传动流体可以在容器和/或BIB单元中被运输至服务的设施。但在运输机油、齿轮油和自动传动流体时为了避免溢出，该容器通常不完全地填充，允许空气被俘获在那些流体中。这些流体也可以在BIB 单元中被运输，具有与液体食品相同的俘获空气的问题。当分配机油、齿轮油和自动传动流体时，俘获的空气可导致错误的流量读数。由此引起的正确填充水平的不确定可导致技术员必须检查流体水平，并且可能装满机油、齿轮油和自动传动流体直到达到正确填充水平。 排出系统200、300、400、500、600、700可减小机油、齿轮油和自动传动流体的空气含量，消除纠正填充水平的需要。在本发明的一些实施例中，可以实现活塞流动状特性(例如，接近均勻速度分布的横截面流动轮廓)。其它构造可用于有效地减小流体射流、漩涡、死区且/或以其它方式促进俘获的气体从流体的分离和/或分离的气体从排出系统200、300、400、500、600和700 的排出。如这里和所附权利要求中使用的术语“无孔的”通常指的是如下材料，该材料可以没有细孔或空穴，或者可以具有从隔膜26、126、202、314、414、514、614、714的一侧到另一侧不流体连通的细孔或空穴，并且该材料是液体或气体的对流流动的屏障。虽然诸如用于根据本发明的一些实施例的隔膜26、1沈、202、314、414、514、614、714的构造的材料的材料可以是无孔的，但它可以仍然是对液体或气体“可透过的”。如这里和所附权利要求中使用的术语“可透过的”(和相反地“不可透过的”)通常描述允许诸如气体或液体的特定物质传输通过(或者相反地，阻碍传输通过)的材料的性质。术语“可透过的”通常描述在分子水平的通过扩散的质量传递的总体性质，并且决不是这种情况隐含的任何特别科学机理。在一些实施例中，隔膜洸、1洸、202、314、414、514、614、714可以包括多样的或类似的特性的两层或更多层。在一些实施例中，隔膜洸、1洸、202、314、414、514、614、714可包括支撑层，该支撑层为隔膜沈、1沈、202、314、414、514、614、714提供合适的刚性。隔膜沈、1沈、202、314、414、514、614、714还可包括独立的另外的隔膜和/或支撑层，该另外的隔膜和/或支撑层包括多孔的、微孔的和无孔的层。在一些实施例中，隔膜沈、1沈、202、314、 414、514、614、714可包括合适的材料的组合。一些实施例的隔膜26、126、202、314、414、514、614、714可以由各种材料制成，诸如疏水的且/或化学惰性材料，这些材料可以抵抗被液体润湿，该液体诸如低表面能量液体、溶剂、油、表面活性剂、蛋白质、碳水化合物或其混合物。例如，隔膜沈、1沈、202、314、 414、514、614、714可以由多孔热塑性含氟聚合物构成，诸如四氟乙烯-六氟丙烯共聚物 (FEP)、四氟乙烯-(全氟烃基)乙烯醚共聚物(PFA)，或非晶态含氟聚合物。在一些实施例中，隔膜洸、1洸、202、314、414、514、614、714可包括热成型薄膜。在一些实施例中，隔膜洸、1洸、202、314、414、514、614、714可以是热固性聚合物。 隔膜26、126、202、314、414、514、614、714可包括多种高度交联的聚合物。结果，隔膜26、 1沈、202、314、414、514、614、714可以包括不同聚合物之间的多个三维键。在一些实施例中， 热固性聚合物可导致更刚性的隔膜26、1沈、202、314、414、514、614、714，该更刚性的隔膜可能可以导致支撑层的减小和/或消除。隔膜洸、口6、202、314、414、514、614、714可包括聚合有机硅化合物。在一些实施例中，隔膜26、1洸、202、314、414、514、614、714可以由来源于聚二甲基硅氧烷的硅树脂和/ 或来源于氟乙烯基甲基硅酮的氟硅氧烷制成。隔膜洸、1洸、202、314、414、514、614、714可包括乙烯基或其它官能团以改变隔膜沈、1沈、202、314、414、514、614、714的某些性质。在一些实施例中，隔膜洸、1洸、202、314、414、514、614、714可以由乙基纤维素、聚乙烯和聚丙烯材料制成。在其它实施例中，隔膜26、126、202、314、414、514、614、714可以由聚酰亚胺、硝酸盐聚丁橡胶(NBR)、聚氨酯和/或非晶态含氟聚合物制成。更具体地，一些实施例的隔膜沈、1沈、202、314、414、514、614、714可以包括聚异戊二烯(天然橡胶)、聚 (4-甲基-1-戊烷)、聚二甲硅氧烷、聚甲基乙烯基硅氧烷、聚苯基乙烯基甲基硅氧烷、聚辛烯，和/或丁腈橡胶。隔膜洸、口6、202、314、414、514、614、714的各种特性(例如形状、表面积和厚度) 可影响其性质，诸如气体渗透速率、强度和耐用性。通过性质和/或材料之间的优化、折中和/或权衡，可以实现希望的功能性。 本领域技术人员将理解，虽然上面已经结合特别实施例和例子描述了本发明，但本发明不必如此受限制，并且许多其它实施例，例子，用途，修改和从实施例、例子和用途的偏离意图由附于此的权利要求包含。这里列举的每个专利和出版物的整个公开内容通过引用被并入，如同每个这种专利或出版物通过引用单独并入这里。本发明的各种特征和优点在以下权利要求中被阐述。
权利要求
1.一种过滤夹带有气体的液体的过滤系统，所述过滤系统包括 包括储器的外壳；布置在所述储器中的过滤器，所述过滤器将所述储器分成上游室和下游室；和与所述上游室流体连通的无孔隔膜，气体能透过所述无孔隔膜，以便从所述储器排出气体。
2.权利要求1所述的过滤系统，还包括与所述上游室流体连通的流体入口。
3.权利要求1所述的过滤系统，还包括与所述下游室流体连通的液体出口。
4.权利要求1所述的过滤系统，还包括与所述无孔隔膜流体连通的气体出口。
5.权利要求1所述的过滤系统，其中所述气体被排出到所述过滤系统的周围环境。
6.权利要求1所述的过滤系统，其中所述过滤器被所述液体均勻地润湿。
7.权利要求1所述的过滤系统，其中所述无孔隔膜由至少热固性聚合物构造。
8.权利要求1所述的过滤系统，其中所述无孔隔膜由至少硅树脂构造。
9.一种过滤夹带有气体的液体的过滤系统，所述过滤系统包括 包括储器的外壳；布置在所述储器中的过滤器，所述过滤器将所述储器分成上游室和下游室；和与所述储器流体连通的隔膜，所述气体能透过所述隔膜，以便允许所述气体从所述上游室流到以下至少一种，即流到所述下游室和流出所述外壳。
10.权利要求9所述的过滤系统，还包括与所述上游室流体连通的流体入口。
11.权利要求9所述的过滤系统，还包括与所述下游室流体连通的液体出口。
12.权利要求9所述的过滤系统，其中所述隔膜是多孔的。
13.权利要求12所述的过滤系统，其中所述隔膜是疏水的。
14.权利要求12所述的过滤系统，其中所述隔膜由聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯中的一种构造。
15.权利要求9所述的过滤系统，其中所述隔膜是无孔的。
16.权利要求15所述的过滤系统，其中所述隔膜由至少热固性聚合物构造。
17.权利要求15所述的过滤系统，其中所述隔膜由至少硅树脂构造。
18.—种从夹带有气体的液体排出气体的排出系统，所述排出系统包括 包括储器的外壳，所述储器包括流体入口、气体出口和液体出口 ；和与所述储器和所述气体出口流体连通的无孔隔膜，所述气体能透过所述无孔隔膜，并且所述液体大体上不能透过所述无孔隔膜。
19.权利要求18所述的排出系统，其中所述储器为所述液体提供曲折的流动路径。
20.权利要求19所述的排出系统，其中所述储器包括至少一个挡板，以产生所述曲折的流动路径。
21.权利要求18所述的排出系统，其中所述无孔隔膜布置成邻近所述外壳的上部。
22.权利要求18所述的排出系统，其中所述无孔隔膜借助收缩密封联结到所述外壳。
23.权利要求18所述的排出系统，其中所述无孔隔膜由至少热固性聚合物构造。
24.权利要求18所述的排出系统，其中所述无孔隔膜由至少硅树脂构造。
25.权利要求18所述的排出系统，其中所述外壳和所述储器的至少一个构造为液体泵送系统、液体运输系统和液体存储系统的至少一个的一部分。
26.一种从夹带有气体的液体排出气体的排出系统，所述排出系统包括 包括储器的外壳，所述储器包括流体入口、气体出口和液体出口 ；布置在所述储器中的堰，所述堰与所述流体入口流体连通；和与所述储器和所述气体出口流体连通的隔膜，所述气体能透过所述隔膜，并且所述液体大体上不能透过所述隔膜。
27.权利要求沈所述的排出系统，还包括与所述流体入口和所述液体出口中的至少一个流体连通的扩展室。
28.权利要求沈所述的排出系统，其中所述堰包括下端部和上端部，所述下端部具有比所述上端部小的横截面积。
29.权利要求沈所述的排出系统，其中所述堰包括大体上直的部分和扩散器。
30.权利要求四所述的排出系统，其中所述扩散器布置在所述大体上直的部分的下游。
31.权利要求30所述的排出系统，其中所述扩散器的最小横截面积大体上等于所述大体上直的部分的横截面积。
32.权利要求观所述的排出系统，其中所述堰包括内表面，所述内表面在下端部和所述上端部之间弯曲。
33.权利要求32所述的排出系统，其中所述内表面包括凹入的曲面。
34.权利要求沈所述的排出系统，其中所述堰包括外表面并且所述储器包括内壁。
35.权利要求34所述的排出系统，其中所述储器的内壁是弯曲的。
36.权利要求沈所述的排出系统，其中，只要第一流体在所述储器中，所述储器和所述堰的至少一个就大体上防止第二流体达到所述液体出口。
37.权利要求沈所述的排出系统，其中所述隔膜借助收缩密封联结到所述排出系统。
38.权利要求沈所述的排出系统，其中所述隔膜是无孔的。
39.权利要求沈所述的排出系统，其中所述隔膜由至少热固性聚合物构造。
40.权利要求39所述的排出系统，其中所述隔膜由至少硅树脂构造。
41.权利要求沈所述的排出系统，其中所述隔膜包括支撑层。
42.权利要求沈所述的排出系统，其中所述液体是食品。
43.权利要求沈所述的排出系统，其中所述液体是碳氢化合物。
44.权利要求沈所述的排出系统，其中所述液体从盒中袋被供应到所述流体入口。
全文摘要
本发明的实施例提供具有隔膜的排出和过滤系统，气体可透过该隔膜并且液体大体上不可透过该隔膜。该系统可从夹带有气体的液体去除气体。该系统可包括与隔膜和液体出口流体连通的储器。隔膜可以有助于阻止气体到达液体出口。
文档编号B01D69/10GK102256689SQ200980150455
公开日2011年11月23日 申请日期2009年10月29日 优先权日2008年10月30日
发明者J·H·伯班, K·卡尔森, M·萨维利夫, R·O·克劳德, S·T·泽西 申请人:多孔介质公司