专利名称：测试螺旋卷组件的完整性的方法
技术领域：
本发明涉及用于测试螺旋卷组件的完整性的手段和方法。本发明包括如下方法， 所述方法包括在所述组件的密封的渗透物收集管内引入压缩测试气体，和检测离开所述组件的至少一个辊轴面的测试气体。
背景技术：
在本领域中已知多种膜基组件，包括螺旋卷、管式、中空纤维和板框式构造。各种类型的组件可能由于在多个部件部分中的缺陷或由于在用于构造所述组件的制造过程中的缺陷而具有泄漏。例如，在螺旋卷组件中的泄漏通常由于如下原因而发生在所述膜片中的缺陷(例如针孔、刮擦或其它缺陷)或未对准的膜片和在组件组装中可能发生的断裂胶层。由于其的卷构造，在螺旋卷组件中这种缺陷特别难以检测和定位。US 2008/0105038描述了用于检测螺旋卷组件的方法，其包括将测试颗粒引入所述组件的液体进料流中。所述颗粒的尺寸大于所述膜的标称截断，从而使得在渗透物中的颗粒的检测与泄漏相关。虽然有效，但这种技术需要测试的组件在操作中，即为进料液体流动通过所述组件的“在线”状态。JP 2007/007539描述了另一种类型的在线测试方法，其包括将压缩气体引入进料液体中，然后检测渗透液体中的气泡。ASTM D 6908-03 (水过滤膜系统的完整性测试)描述了用于测试膜系统完整性的多种方法，包括压力和真空度下降测试。发明概沭本发明涉及用于测试螺旋卷组件的完整性的手段和方法。在一个实施方式中，所述测试方法包括如下步骤将所述组件的渗透物收集管的相对端密封，将压缩测试气体引入所述渗透物收集管中，和检测离开所述螺旋卷组件的至少一个辊轴面的测试气体。公开了许多另外的实施方式。
图I是螺旋卷组件的透视的部分剖视图。图2A是无缺陷螺旋卷组件的理想正视(端)图，其表示测试过程中所述组件的辊轴面。图2B是有缺陷螺旋卷组件的理想正视(端)图，其表示测试过程中所述组件的辊轴面。图3是用于实践本发明的一个实施方式的理想设置的示意图。
图4是渗透物收集管的理想的横截面部分剖视图，所述渗透物收集管沿其长度包括多个开口以及用于将多种压缩气体引入所述管内不同部分的加气探针。
发明内容
螺旋卷组件(也被称为“元件”)公知用于多种流体分离包括气相和液相分离中。 由于其螺旋构造，可以将相对大的膜表面区域包装到如单独的组件内。取决于使用的特定膜，螺旋卷组件可被用于宽范围的多种应用中，包括反渗透(R0)、纳滤(NF)、超滤(UF)和微滤(MF);然而，为了本发明的目的，RO和NF是优选的。常见的液体分离的实例包括处理液体进料例如食品、奶制品和甜味剂进料中的浓缩和/或除盐；水的脱盐，除去二价离子物质例如钙和钡离子，和除去较大成分例如包囊、病毒和杀虫剂。典型的组件包括渗透物收集管、至少一个但优选多个被膜和外壳。尽管可得到多种尺寸的组件，可得到更常见的工业RO 组件之一，其具有标准的8英寸(20. 3cm)直径和40英寸(101. 6cm)长度。对于典型的8 英寸直径组件，将20至31个单独的被膜卷绕在所述渗透物收集管(其为外径约I至3英寸(2. 5至7. 6cm)的渗透物收集管)周围。组件的外壳可以包括完整的流体密封以提供如 Huschke等人的US 6，299，772和6，066, 254中所描述的压力容器内的密封。商购可得的螺旋卷组件的具体实例包括BW30-440i苦咸水组件、SW30-XLE-400i海水脱盐组件和可得自 FilmTec Corporation的NF-400纳滤组件。在操作中，通常将四至八个组件串联在常见的压力容器中。如Mickols等人在US 2007/0272628中所描述的，在容器内的单个组件通常是相同类型的，但是可以使用不同类型的组件。适合用于本发明中的螺旋卷组件概括显示为图I中的2。通过在渗透物收集管
(8)周围缠绕一个或多个被膜(4)和任选的一个或多个进料通路隔离片(“进料隔离物”)
(6)以形成组件(2)。各个被膜(4)优选包括围绕渗透物通路隔离片(“渗透物间隔物”)
(12)的两个基本为矩形的膜片(10)。将该三明治类型的结构例如通过密封剂(14)沿三个边缘(16、18、20)固定在一起以形成包被，而第四边缘(22)与渗透物收集管(8)邻接，从而使得所述包被(和任选的渗透物隔离物(12))的内部部分与沿渗透物收集管(8)长度延伸的多个开口(24)流体连通。在优选实施方式中，组件(2)包括被多个进料隔离片(6)隔开的多个被膜(4)。通常通过连接相邻放置的膜叶封套的后侧表面形成被膜(4)，其中各个叶封套包括基本为矩形的折叠到其自身上以限定两个膜“叶”的膜片(10)，其中各个叶的前侧
(34)彼此相对，且所述折叠与被膜⑷的第四边缘(22)轴对齐，即与渗透物收集管⑶平行。显示进料隔离片(6)位于折叠膜片(10)的相对前侧(34)之间。进料隔离片(6)促进进料流体在轴向(即与渗透物收集管(8)平行)流动通过组件(2)。在该实施方式中，通过连接两个相邻放置的膜叶的后侧形成被膜(4)。虽然未显示，但是另外的中间层也可以被包括在所述组件中。在组件制造过程中，可以使用插入其中的膜叶封套将渗透物隔离片(12)附着到渗透物收集管(8)周围。将相邻放置的膜叶的后侧在其边缘(16、18、20)部分密封以围绕渗透物隔离片(12)从而形成被膜(4)。一个或多个被膜(4)和一个或多个进料隔离物(6) 缠绕或“卷起”在渗透物收集管(8)周围以在相对端形成两个相对的辊轴面(30、32)，和例如通过周围围绕的胶带或其它手段使所得的螺旋束保持在适当位置直到外壳可以固定在部分构造的组件⑵周围。用于密封被膜⑷的边缘(16、18、20)的密封剂(14)优选允许在所述缠绕过程中的多种片材料的相对移动。即，固化速率或密封剂(14)变得发黏之前的时间段优选长于组装和将被膜(4)缠绕到渗透物收集管(8)周围所需要的时间。图I中所示的箭头代表了在操作中进料和渗透物的大致流动方向(26、28)。进料流体从入口辊轴面(30)进入组件(2)，流动通过一个或多个膜片(10)的一个或多个前侧 34，和在相对的出口辊轴面(32)离开组件(2)。渗透物流体沿渗透物隔离片(12)在与如箭头(28)所示的进料流大致垂直的方向流动。实际的流体流动路径随构造和操作条件的具体情况而变化。用于构造螺旋卷组件的多个部件的材料是本领域公知的。用于密封被膜的适当的密封剂包括聚氨酯、环氧化物、聚硅氧烷、丙烯酸酯、热熔胶和UV固化粘合剂。虽然较不常见，也可以使用其它密封手段，例如应用热、超声波焊接和胶带。通常从塑料材料例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚氯乙烯、聚砜、聚苯醚、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯等制造渗透物收集管。经编织物聚酯材料通常用作渗透物隔离物。代表性的进料隔离物更详细地描述于 Johnson的美国专利6，881，336中。代表性的进料隔离物实例包括聚乙烯、聚酯和聚丙烯网状物材料例如以商品名VEXAR 从Conwed Plastics市售可得的那些。在组件制造过程中，长的玻璃纤维可以缠绕在部分构造的组件周围，并施加树脂(例如液态环氧化物)和使其硬化。组件的端部经常装有设计用于防止被膜在所述组件的入口和出口辊轴端之间的压差下移动的反望远镜装置(anti-telescoping device)或端盖(未显不)。所述端盖通常装有弹性体密封件(未显示)以在所述组件和压力容器(未显示)之间形成紧密的流体连接。端盖设计的实例描述于Hallan等人的US 6，632，356中，包括FilmTec Corporation 的iLEC 联锁端盖。关于螺旋卷组件的多种部件和构造的另外的细节提供于例如如下的文献中=Solie的美国专利5，538，642描述了用于将渗透物隔离物附着到渗透物收集管的技术，Jons等人的WO 2007/067751描述了修边操作和使用UV粘合剂用于形成插入点密封，和 Reddy等人的US 5，096，584描述了适合用于气体分离的多种实施方式、部件和构造技术。为了本发明的目的，膜片的类型没有特别的限制。膜片的选择基于具体的应用、 进料源、溶质和污垢物。虽然从许多不同的材料(例如纤维素乙酸酯材料、聚砜、聚醚砜) 形成RO和NF平片膜，商业最成功的膜是薄膜复合膜。一种优选的复合膜片是FilmTec Corporation的FT-30 膜。商业的薄膜复合膜通常包括无纺聚酯材料网(例如PET纤维织品)的底层(后侧)、厚度为约25-125微米的微孔聚合物例如聚砜的中间层、和包括厚度为小于约I微米和更常见为约O. 010至0. I微米的薄膜聚酰胺层的顶层(前侧)。优选如 Cadotte 等人的美国专利 4，277，344 和 5，658，460 以及 Mickols 的 US 6，878，278 中所描述的，在微孔聚砜的表面处通过多官能胺单体和多官能酰卤单体之间的界面缩聚反应产生所述聚酰胺层。改进这些聚酰胺膜的方法描述在Jons等人的美国专利5，876，602,Mickols 的 US 5，755，964、US 6，280，853 和 US 2009/0159527，Cadotte 等人的 US 4，888，116、US 4，765，897、US 4，964，998 和 Niu 等人的 US 2007/0251883 和 US 2008/0185332 中。如前所示的，RO和NF类型的膜片和相应的螺旋卷组件是本发明优选的。本发明包括用于测试螺旋卷组件的完整性的方法。如将要描述的，所述方法可以是定性的、定量的或具有这两个特点。所述方法优选在气态环境中进行，即，未浸没在液体例如水浴中，也未使用液体流动通过所述组件的“在线”操作。也就是说，优选在没有压缩进料液体流动通过所述组件的“离线”状态下测试所述组件。在优选实施方式中，所述气态环境包括环境空气，例如在大气压力和温度(例如10至35°C )下的空气。然而，可以使用其它气体环境，例如提供于封闭的或有罩盖的室中的氮气或在大气压以上或以下压力下的空气。所述主题方法包括如下步骤将所述渗透物收集管的相对端密封，将压缩测试气体引入所述渗透物收集管中，和检测离开所述螺旋卷组件的至少一个辊轴面的测试气体。所述将所述渗透物收集管的相对端与所述气态环境密封隔开的步骤没有特别的限制，且可以通过多种手段完成，包括将密封件、阻塞物或塞子插入所述渗透物收集管的相对端中或通过将液密覆盖物或屏障放置在所述渗透物收集管的相对端上。所述将压缩测试气体引入所述渗透物收集管中的步骤同样没有特别的限制，且优选在相对于所述气态环境升高了的小于约200kPa、和更优选小于约IOOkPa的压力下进行。例如，可以通过管或软管将压缩测试气体引入所述渗透物收集管中，所述管或软管与所述渗透物收集管的一端密封接合，并与压缩气体源例如压缩气体存储槽流体连通。所述检测步骤没有特别的限制，但优选包括在特定测试气体分子进入所述周围气态环境时识别离开所述组件的辊轴面的所述特定气体分子的存在，而不是识别物理结构例如气泡的形成。也就是说，所述检测步骤优选在不存在气液界面例如气泡下进行。所述检测器，包括任何入射光源和滤波器，能够从所述辊轴面周围的气态环境中的分子混合物中区分出测试气体分子。所述检测步骤优选通过如下方法实现选择测试气体和检测器从而使得所述检测器对于所述测试气体分子比对于所述辊轴面处的气态环境中的混合物的其它分子更敏感(也就是说响应性的)。所述检测器优选能够检测对应于在所述辊轴面的气态环境中低于10%摩尔分数、更优选低于1%摩尔分数的测试气体分子。压力和真空度降低测试(例如描述在ASTM D 6908-03中的那些)的敏感性通常受到空气通过无缺陷组件内的“良好”膜的速率变化的限制。也就是说，背景空气的通过随组件不同而变化显著。相对于此类现有技术，本发明的优选实施方式的改进在于其能够空间分辨所述辊轴面的单独区域，从而使得可以高敏感性地将相同组件内的泄漏与典型背景气道进行比较。这种改进可以在测试组件在干燥状态(例如在组件组装之后但是在将液体进料流引入所述组件或将所述组件浸在液体内之前，或如果暴露于该液体，则在将所述组件鼓风干燥之后)或潮湿状态(也就是组件之前被浸入或“在线”操作且具有液体填充的孔)时实现。当以潮湿状态提供测试组件时，优选在测试之前将所述组件排空，因为积水可能潜在地掩饰缺陷。此外，所述检测步骤优选在积液不存在下在所述元件之内或在所述辊轴面处进行，例如优选避免所述辊轴面的气液界面。所述检测步骤可以集中在整个辊轴面或选择区域上。例如，所述测试气体在离开所述组件的辊轴面时可以是肉眼清楚可见的。在其它的实施方式中，所述检测气体可以通过对于所述测试气体分子吸收、发荧光或磷光的光的特定波长敏感的检测器检测。例如，所述测试气体可以是从通过对于所述测试气体吸收或发射的光的波长敏感的相机记录的图像清楚可见的。这种测试方法的敏感性可以通过如下方法进一步提高限制(例如使用带通滤波器或截止滤波器)到达所述相机的光或使用在检测过程中被所述测试气体吸收的光照射所述螺旋卷组件的辊轴面(如以下关于图3所描述的)。例如，可以将压缩二氧化碳引入螺旋卷组件的封闭渗透物收集管中。可以通过使用对于约4. I至4. 5微米波长敏感的红外数码相机获得所述辊轴面的图像以实现离开所述辊轴面的二氧化碳的检测。使用二氧化碳作为测试气体避免了与水的存在相关的潜在干扰，其中水在3. 5至4. 6微米范围内的波长是相对无吸收的。在另一实施方式中，跨辊轴的表面用光扫描(光栅(rastered))，并且记录所得的反射光的强度作为位置的函数。在又一另外的实施方式中，可以通过非光学手段例如可燃气体检测器例如催化珠传感器、电化学传感器和纸带传感器检测离开所述辊轴面的测试气体。例如，可以将一个或多个催化珠传感器置于所述辊轴面附近的特定位置处以检测测试气体分子的存在。可以可选地从所述辊轴面附近的特定位点处对测试气体取样，例如通过位于所述表面附近引导所述测试气体进入适当检测器的管进行。虽然可以通过从所述辊轴面附近的多个点处顺序检测所述测试气体完成检测，优选在所述辊轴面附近的多个点处同时检测所述测试气体。然而在这两种情况中，可以从检测数据构造所述辊轴面的图像或流动方式，然后其可以用于评估所述组件的完整性。在优选实施方式中，所述检测离开螺旋卷组件的一个或两个辊轴面的测试气体的步骤包括在所述测试气体离开所述辊轴面时获得其图像的步骤。优选的实施方式包括通过相机记录或捕捉离开所述辊轴面的测试气体的图像。为了本发明的目的，术语 “相机”旨在广泛地包括任何图像捕捉装置例如摄像机、静态相机、数码相机、电荷耦合器件(CXD)型相机、可见光相机、红外相机、红外检测器或传感阵列。实例包括红外相机例如可得自FLIR Systems Inc的ThermaCam 和热成像相机的Prism DS line,可得自 Cincinnati Electronics Corp.的 TVS-100 系列热像仪和可得自 Agema Infrared System 的Thermovision 550 。所述图像可以包括一个静态画面、一系列的静态画面或在一段时间内连续记录的画面。此外，所述图像可以是空间分辨的光谱图。所述图像可以记录或储存在适当的介质上，包括但不限于光学介质、磁介质或电子介质，例如照相底片、软盘、压缩磁盘、数字视频光盘、磁盘驱动器、RAM微芯片、(闪)存卡或其它计算机可读的介质。所述储存介质可以是本地连接至所述相机或可以是远程连接至通信网络例如因特网、局域网或广域网，所述相机也连接至所述通信网络或与其通信。例如，可以通过相机电捕捉图像，并使用无线或基于有线通信通路将其传送到中央服务器。也可以例如通过输出到单独的监视器或例如作为数码相机一部分的一体化屏以显示所述图像。类似地，可以通过输出到打印机或X-Y图显示所述图像。捕捉后，可以将所述图像或系列图像与参考标准对比，所述参考标准例如为在类似的测试条件下拍的无缺陷螺旋卷组件的可比图像，或其可以是评估为不存在旋转非对称性或局部非均匀性的图像。所述对比或评估可以是定性的或定量的。如图2A和2B中所示，检测离开所述螺旋卷组件的辊轴面的测试气体允许识别所述组件中的缺陷，如通过来自所述辊轴面的非均匀或非对称流(即泄漏)所示。图2A表示来自无缺陷螺旋卷组件的辊轴面(30)的测试气体对称流的理想图像，所述组件在进行本发明的测试方法时配有密封所述渗透物收集管的塞子(35)(未显示)。虽然遍布整个辊轴面(30)不必须是均匀的，然而离开的测试气体的分布通常是对称的，如不存在不均衡的或孤立的气体流区域所显示的。在该实施方式中，所述测试气体自然地渗透通过所述膜进入所述进料通路隔离物中，并以相对对称的方式遍布所述辊轴面离开。相反地，图2B表示来自包括两个缺陷的螺旋卷组件的辊轴面(30')的测试气体非对称或非均匀流的理想图像，所述缺陷允许测试气体从否则为在被膜内的螺旋通路逸出(即泄漏)并在与所述缺陷相邻或成直线的区域(36、38)非均衡地离开所述辊轴面。例如，与通常的渗透相比，在所述膜或胶线中的缺陷可以显著地增加测试气体进入所述进料通路隔离物的量。除了识别缺陷的位置，在给定位置处离开所述辊轴面的测试气体的体积也可以提供关于所述缺陷的特性和尺寸的信息。例如，从所述辊轴面的特定位置处反射的被所述测试分子吸收的在特定波长处的光强度，如通过具有适当带宽滤波器的数码相机捕捉的图像所示，可以与离开所述辊轴面的测试气体的浓度相关，且可以与泄漏的大小相关。可以通过已知的信号处理技术包括与在数据库中保存的参考图像对比从而促进这种评估。这种对比可以基于静态图像(时间点)，或对于一段时间积分的一系列图像。电信号分析器和一般目的的数字计算机可被用于促进这些图像的分析。这种设备和可应用技术的用途描述在US 5,640, 236.US 5，763，765,US 6，766，259,6, 680，778,US 2002/0176617 中，此处将其全部内容通过引用引入本文。因此，如相机捕捉的离开所述辊轴面的测试气体的非对称或非均匀的流动形式代表了所述组件的泄漏，其可以与缺陷的位置、尺寸和特性相关。可以选择多种测试气体、带宽滤波器和照射光以适合给定应用的需要。图3示意性表示用于实践本发明的一个实施方式的理想设置。如所显示的，相机
(40)定位于面朝螺旋卷组件(2)的辊轴面(30)。相机(40)可以任选被连接至图像储存装置和信号处理器例如通常目的的计算机(42)，其可以任选被连接至用于显示由相机(40) 捕捉的图像的监视器(44)或打印机(未显示)。如前所述的，组件(2)的辊轴面(30)可以任选被发光的光源(46)照射，所述光具有被离开辊轴面(30)的测试气体吸收的波长。塞子
(35)密封渗透物收集管(8)的一端，而相对端与管(48)密封接合。通过连接至压缩气体源例如包括阀(52)的存储槽(50)的管(48)将压缩测试气体引入渗透物收集管(8)中。压缩测试气体被引入渗透物收集管(8)中之后，所述测试气体流动通过与所述渗透物管(未显示)流体联通的一个或多个被膜。所述测试气体的一部分可以通过所述膜(特别是在所述膜中的缺陷，例如针孔等)和最终在辊轴面(30)处离开组件(2)。通过相机(40)记录所述测试气体离开辊轴面(30)的图像，且其可以任选通过计算机(42)和监视器(42)被储存、分析和显示。在优选实施方式中，将所述图像与参考标准(例如在类似的试验条件下从无缺陷组件测试得到的图像，所述类似的实验条件即为相同的测试气体、压力、成像之间的时间延迟等)对比，例如通过现有技术中以前记录的已知图像处理技术进行。图3也表示本发明的一个任选实施方式，其中将吹扫气体从与进行测试气体检测相对的辊轴面(32)引入组件(2)中。虽然可以使用多种技术，显示的实施方式包括使用通过导管(56)连接至辊轴面(32)的风扇或鼓风机(54)。鼓风机(54)强迫吹扫气体例如空气进入辊轴面(32)。所述吹扫气体在缠绕被膜之间(即沿所述进料隔离片)沿所述组件的长度传导，并离开辊轴面(30)。使用吹扫气体可以促进检测离开所述辊轴面的测试气体。例如，可以在由于所述吹扫气体提供的增加的气体流导致的实质混合之前，将被膜的重叠层之间的气体离开辊轴面(30)的单独的流动通路(如箭头所示)保持更长的距离和时间段，从而有利于与所述辊轴面上的特定位置相关的测试气体的检测。例如，在无吹扫气体时，通过被膜片中心附近的泄漏的测试气体可以传播遍及相邻被膜之间的区域以在所述辊轴面上产生螺旋图案。该螺旋图案可以提供关于所述泄漏的有用信息。然而，在吹扫气体存在下，来自所述泄漏区域的测试气体可以被限制在较小区域，并改进所述测试方法的敏感性。图4表示本发明的可选实施方式，其中将压缩测试气体引入渗透物收集管(8)中包括将所述测试气体引入渗透物收集管(8)的仅一部分(58)中，而同时将非测试气体(即与所述测试气体不同且可以通过选择的检测技术与所述测试气体区别开来的气体，例如吸收不同波长光的气体或不被特定的非光学检测器检测到的气体)引入所述渗透物收集管的其余部分中。所述测试气体和非测试气体引入的方式没有特别的限制。图4表示一个实施方式，其中将具有端塞(6 的气体喷嘴(60)插入渗透物收集管(8)中。气体喷嘴(60) 包括凸出物(64)，其接合所述渗透物收集管的内表面，并起到将部分(58)至少部分地从管 (8)的内部容积的其余部分分割开来。气体喷嘴(60)包括多个具有相应气体软管(68)用于将压缩气体引入渗透物收集管(8)的气体出口(66)。气体软管(68)可以选择性连接至不同的气体源。例如，位于部分(58)中的气体软管可以被连接至测试气体例如二氧化碳的压缩源；而所有的其它气体软管(68)可以被连接至非测试气体的压缩源，所述非测试气体例如可以与进行所述方法的气态环境具有相同的组成。在可选实施方式中，连接至各个气体软管的气体压缩源在所述试验方法过程中可以是变化的，从而使得可以基于将测试气体引入所述渗透物收集管的不同部分中从而记录离开所述辊轴面的测试气体的图像。使用这种实施方式，对于检测从所述组件的两个辊轴面离开的测试气体可能是有用的。在另一实施方式中，选择在试验过程中至少部分被所述被膜吸收的测试气体。并且作为吸收的结果，延迟了测试气体通过所述组件和从所述一个或两个辊轴面离开，除非是在缺陷存在的区域中。该技术可以提高所述试验方法的敏感性。在又一实施方式中，在引入本发明的压缩测试气体之前，可以例如通过如以前在背景技术部分所描述的从所述渗透物收集管施加真空从而降低所述组件内的压力。该技术允许所述测试气体在所述渗透物隔离片之内更均勻的散播。在所述试验方法之前施加真空至所述渗透物收集管也允许基于真空度降低率的初筛。如以后将描述的，测试气体的选择受检测的特定手段的影响；然而，在大部分实施方式中，所述测试气体是在标准温度和压力(STP)条件下以气态存在的物质。可应用的测试气体的非限制性实例包括二氧化碳、六氟化硫和丙烷。另外的实例包括在STP下具有足够的蒸气压从而能够以可检测的浓度被挟带在气体混合物中(例如，与空气、氮等混合)的分子，例如水蒸汽和正己烷。使非测试气体(例如不可检测的气体)通过加热的储器以挟带否则不能以可检测的浓度存在的测试气体(例如二氟苯)也在本发明的范围内。虽然没有特别的限制，测试气体的选择可以基于多种标准，其包括例如一种或多种如下标准1)容易被常规相机或非光学检测器检测的测试气体，所述常规相机或非光学检测器能够将测试气体分子与在周围气态环境中的分子分辨开来。这种非光学检测器的实例包括质谱仪、卤探漏器(例如卤化物检漏灯、来自加热二极管的正离子发射、电晕放电方法)和可燃气体检测器(例如催化珠传感器、电化学传感器)；幻能够容易与背景信号区分开来的测试气体，所述背景信号例如为与存在于所述组件中的残留材料或环境气体例如空气和水蒸汽相关的那些信号；；3)与空气不反应的测试气体；4)与所述组件的组分不反应的测试气体力)在测试条件下无毒性的测试气体(例如在开放空气环境中在低浓度下使用的二氧化碳)；和6)不使所述被膜结垢的测试气体。可以在载气中稀释可用的测试气体。可用的测试气体也可以包括能够以在所述主题方法中被检测到的足够浓度挟带在空气中或其它非测试气体中的分子。例如，使用对于约8至12微米波长敏感的相机可以光学检测低浓度的六氟化硫、无水氨、二氧化氯、醋酸和 Freon (氯氟烃和氢氯氟烃)(优选具有低于约150道尔顿的分子量)，而使用对于约3至 5微米波长敏感的相机可以光学检测到二氧化碳、烷、烯和醇(优选具有低于约150道尔顿的分子量)。可用测试气体的另外的实例包括能够挟带在空气或其它非测试气体中并且为芳族的那些。如前所述的，能够临时吸附到所述膜上的气体对于一些应用可能是有利的；然而，任何这种相互作用优选是临时的-特别是在使用液体进料流的组件使用之后。所述测试方法是非破坏性的，并且可以在包装组装的组件之前被集成到组件制造工艺中。如前所示的，本发明的方法可以用于测试潮湿状态或干燥状态的螺旋卷组件。此外，可以在常见的制造条件下例如室温和压力下使用所述测试方法。虽然所述螺旋卷组件的具体设计可能与如前所述的不同，所述螺旋卷组件优选包括至少一个在两个相对端之间延伸且在其长度上包括多个开口的渗透物收集管，和至少一个缠绕在所述渗透物收集管周围且形成两个相对辊轴面的被膜，其中所述被膜与沿所述渗透物收集管的开口流体连通(并优选密封接合)。所述被膜没有特别限制，且可以包括宽范围的设计、组成和结构。然而，在几个优选实施方式中，所述被膜包括以RO或NF膜起作用的结构。随着所述组件内的被膜数量增长，本发明的优选实施方式与前述的真空测试方法相比变得更加有利。在优选实施方式中，所述组件包括多于50个被膜。此处将各个前述的专利和专利申请的全部内容引入作为参考。
权利要求
1.一种用于在气态环境中进行的测试螺旋卷组件的完整性的方法，其中所述组件包括在两个相对端之间延伸且沿其长度包括多个开口的渗透物收集管，和缠绕在所述渗透物收集管周围且形成两个相对辊轴面的至少一个被膜，其中所述被膜与沿所述渗透物收集管的开口流体连通；其中所述方法包括如下步骤将所述渗透物收集管的相对端密封以与所述气态环境隔开，将压缩测试气体弓I入所述渗透物收集管中，和检测离开所述螺旋卷组件的至少一个辊轴面的测试气体。
2.前述权利要求的方法，其中所述检测步骤包括获得离开所述螺旋卷组件的辊轴面的测试气体的图像。
3.前述权利要求中任一项的方法，其中通过相机记录离开所述螺旋卷组件的辊轴面的测试气体的图像。
4.前述权利要求中任一项的方法，其中将所述图像与参考标准对比。
5.前述权利要求中任一项的方法，其中通过对至少一个如下范围内波长的光敏感的相机检测所述测试气体i)3. 5-4. 6微米和ii)8-12微米。
6.前述权利要求中任一项的方法，其中所述检测步骤包括使用具有至少部分被所述测试气体吸收的波长的光照射所述辊轴面，同时使用对这种波长敏感的相机记录离开所述螺旋卷组件的辊轴面的测试气体的图像。
7.前述权利要求中任一项的方法，其中所述将压缩测试气体引入渗透物收集管的步骤包括将所述测试气体引入所述渗透物收集管的部分中，而同时将非测试气体引入所述渗透物收集管的其余部分中。
8.前述权利要求中任一项的方法，其中所述被膜包括反渗膜或纳滤膜。
9.前述权利要求中任一项的方法，其中所述检测步骤包括检测离开所述螺旋卷组件的一个辊轴面的测试气体，而同时将吹扫气体弓I入所述螺旋卷组件的相对辊轴面。
10.前述权利要求中任一项的方法，其中提供的所述螺旋卷组件处于干燥状态。
全文摘要
一种测试螺旋卷组件的完整性的方法，该方法包括在密封的渗透物收集管内引入压缩气体，和检测离开所述组件的至少一个辊轴面的气体。气体离开所述辊轴面的一个或多个位置可以与所述组件的缺陷相关。在优选实施方式中，所述主题测试方法是非破坏性的，并且可以用于干燥或潮湿状态下的组件。
文档编号B01D63/10GK102596376SQ201080047185
公开日2012年7月18日 申请日期2010年10月13日 优先权日2009年10月19日
发明者S·强斯 申请人:陶氏环球技术有限责任公司