膜元件的改善材料效率和制造方法
【专利摘要】一种使用多个膜叶片的膜元件，所述膜叶片可能由于在元件的端部处的增加直径而具有有限的总有效膜面积。膜叶片可以包括定位在一个或多个膜片材之间的渗透液载体。粘合剂可以用于密封膜叶片的一个或多个边缘。膜片材、渗透液载体和粘合剂对膜叶片的边缘的厚度和元件的端部处的直径有贡献。渗透液载体的边缘的减小厚度可以减小元件的端部处的直径。也可以使用另一种渗透液载体片材，其远离膜片材的至少一个边缘，因此渗透液载体片材不会对元件的端部处的增加直径有贡献。
【专利说明】膜元件的改善材料效率和制造
[0001]相关申请
[0002]这是2011年10月19日提交的非临时专利申请US13/276，802的部分继续申请，上述申请通过引用被合并于本说明书中。
【技术领域】
[0003]本申请涉及膜元件和模块并且涉及用于膜元件和模块的渗透液载体。
【背景技术】
[0004]以下论述并非承认下面所述的任何内容是公知常识或作为现有技术可引用。
[0005]通过围绕穿孔中心管缠绕一个或多个膜叶片和进给间隔片材制造螺旋缠绕膜元件。叶片具有放置在两个大体矩形膜片材之间的渗透液载体片材。膜片材沿着三个边缘密封在一起。叶片的第四边缘敞开并且紧靠中心管。渗透液载体片材的一个或多个层也可以围绕中心管缠绕以将膜叶片支撑在中心管中的穿孔上并且提供叶片的边缘和中心管之间的流动路径。也称为渗透液的产品水穿过膜片材并且然后流动通过渗透液载体片材到达中心管。美国专利申请公布第2007/0068864号描述螺旋缠绕膜元件的一个例子。
[0006]渗透液载体片材可以是由聚酯、聚丙烯、尼龙或其它合适的合成材料中的一种或多种制造的纱或细丝编织的经编织物。细丝的相对运动可以减小并且经编织物可以用环氧树脂涂层、三聚氰胺涂层或热处理增强。经编织物是多孔的并且在织物的一侧形成由凹槽分离的一系列平行脊，所述脊防止膜叶片塌缩。凹槽垂直于中心管取向以提供用于渗透液向内流动通过叶片到达中心管的较少阻塞的通道。由例如毡或另一种非编织的或另外的多孔片状材料制造的独立加强或防拱胀层可以放置在膜片材和经编织物之间以有助于防止膜片材被压入经编织物的凹槽中。
[0007]美国专利第6，656，362号公开可以用于高压螺旋缠绕膜的渗透液载体片材和加强片材的各种尺寸和材料。国际公布第W003/101575号公开旨在具有低流动阻力的渗透液载体材料。美国专利第4，802，982和7，048，855号描述直接粘结到膜片材的渗透液载体材料。美国专利申请公布第2004/0195164A1号描述一种螺旋缠绕膜元件，其中a)中心管中的穿孔的总面积乘以围绕中心管缠绕的一层渗透液载体的开口的百分比至少高达b)中心管的内横截面面积。
【发明内容】
[0008]下面将详细描述的渗透液载体具有在渗透液载体的侧缘处的一个或多个边界，所述边界比渗透液载体的中心部分薄。渗透液载体可以在螺旋缠绕膜元件或模块的膜叶片中使用。在膜叶片中，渗透液载体位于上和下膜片材之间。粘合剂成直线地施加到一个或多个边界、以及叶片的任何其它需要被密封的边缘。在围绕中心管缠绕叶片之前或期间或之前和期间施加到膜叶片的压缩导致粘合剂穿透通过渗透液载体以将两个膜片材联结在一起。
[0009]施加到膜叶片的压缩也导致粘合剂的线扩展或加宽，且可能是以非均匀方式。粘合剂线的宽度的任何增加导致有效膜面积(意味着产品水可以渗透通过的膜面积)中的相应减小。此外，渗透液载体包括一系列渗透液通道并且扩展的粘合剂中的局部凸起可能阻塞这些通道中的一个或多个。渗透液载体的较薄边界和中心部分之间的过渡部阻止粘合剂超出过渡部扩展到渗透液载体的中心部分中。过渡部被定位以在元件的端部被修整到它们的最终长度之后提供粘合剂的足够宽度。过渡部促使粘合剂平行于过渡部扩展到缺少粘合剂的边界的任何部分，或扩展到膜叶片的外部，当元件被修整到它的最终长度时它将被去除。这倾向于在除了提供足够量的粘合剂所需之外减小膜叶片的有效面积的损失和阻塞的渗透液通道。
[0010]在围绕中心管缠绕膜叶片之后，侧缘与它们的附带粘合剂线一起围绕中心管螺旋地延伸。在没有较薄边界的情况下，膜元件的端部将具有比中心部分大的直径。元件的端部的外径限制了可以放置在给定内径的压力容器中的膜叶片的数量或长度。在渗透液载体中提供较薄边界至少减小否则可能由粘合剂导致的在元件的端部处的直径上的任何增加。因此，更多或更长的膜叶片可以放置在给定内径的压力容器中，因此增加元件的有效膜面积。
[0011]下面将详细描述的第二渗透液载体具有一个或多个边界，所述边界未被薄化，但是比膜叶片内的关联膜片材的尺寸窄。这可以导致第二渗透液载体的侧缘远离膜片材的侧缘。
[0012]粘合剂可以施加到膜片材的边缘以密封膜叶片的一个或多个边缘，包括第二渗透液载体。在围绕中心管缠绕螺旋缠绕膜元件之前或期间或之前和期间压缩可以施加到膜叶片。压缩可以导致粘合剂朝着第二渗透液载体的边缘前进或扩展，并且穿透到第二渗透液载体中。粘合剂的该穿透可以将第二渗透液载体密封或粘合到膜片材的至少一部分，并且允许膜片材的边缘密封在一起以形成第二渗透液载体定位在内部的膜叶片。
[0013]典型的螺旋缠绕膜元件使用渗透液载体片材，所述渗透液载体片材具有与膜片材大致相同的宽度。粘合剂的线施加到渗透液载体片材的顶部和/或底侧上。在典型膜叶片的构造中，粘合剂可以具有保持在渗透液载体片材和膜片材之间的界面处的趋势，这可以增加沿着侧缘的膜叶片的厚度，如上所述。当膜叶片和进给通道间隔器围绕中心管缠绕时，包括粘合剂的膜叶片的侧缘作为螺旋中的多个同心层围绕中心管延伸。渗透液载体片材、膜片材和粘合剂的厚度可以导致螺旋缠绕膜元件在两个端部处相对于不具有多层粘合剂的螺旋缠绕膜元件的中间部分更厚。
[0014]在螺旋缠绕膜元件的端部处的厚度可以限制配合在给定内径的压力容器的内部的膜叶片的数量。提供对减小膜叶片的侧缘的厚度有贡献的渗透液载体片材会减小膜元件的端部处的厚度。优选地，在膜叶片的构造期间第二渗透液载体片材允许粘合剂覆盖、扩展或穿透到第二渗透液载体片材中，这可以减小粘合剂对膜叶片的侧缘处的厚度的任何贡献。在元件的端部处的减小厚度可以允许更多或更长的膜叶片配合在给定内径的压力容器内，这增加有效膜面积。
[0015]螺旋缠绕膜元件的基本要求是高渗透液吞吐量或流动、高溶质排斥、低污损趋势和能量的高效使用。本说明书中所述的渗透液载体旨在改善渗透液流动而实质上不影响溶质排斥或增加膜污损。通过增加给定内径的压力容器内的有效膜面积而不增加能量输入来增加渗透液流动。
[0016]在一些过滤应用中进给水可以包含堵塞在进给间隔器的孔(也称为通道)中的微粒或固体物质。进给通道的该堵塞可以导致横跨膜的压力的损失，这减小渗透液的生产率。可选地，如果渗透液载体片材减小螺旋缠绕膜元件的端部处的直径，则可以使用更厚的进给间隔器。更厚的进给间隔器的通道可以具有更大的通道，这可以减小或延迟堵塞。
[0017]本说明书中所述的渗透液载体可以在膜元件和模块的各种配置中使用。特别地，在渗透液流动或另外方面，膜元件和模块被具有更厚边缘的一个或多个膜叶片限制，所述更厚边缘由构造期间膜叶片的密封引起。可选地，本说明书中所述的渗透液载体可以在螺旋缠绕膜元件或模块或其它类型的基于片材的膜元件或模块的膜叶片中使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是螺旋缠绕膜元件的剖视透视图。
[0019]图2是包括图1的元件的螺旋缠绕膜模块的剖视透视图。
[0020]图3是渗透液载体的俯视图。
[0021]图4是图3的渗透液载体的一部分的侧视图。
[0022]图5是具有第二示例性渗透液载体的未缠绕的螺旋缠绕膜元件的剖视透视图。
[0023]图6是包括第二渗透液载体的膜叶片的剖视、俯视平面图。
[0024]图7是表示三个示例性螺旋缠绕膜元件的测量外径的线图。
【具体实施方式】
[0025]参考图1和2，通过围绕穿孔中心管16缠绕一个或多个膜叶片12和进给间隔片材14形成螺旋缠绕膜元件10。膜叶片12也可以称为包膜。进给间隔片材14也可以称为盐水通道间隔器。中心管16也可以称为芯管、渗透液管或产品水收集管。叶片12包括围绕渗透液载体片材20的两个大体矩形膜片材18。紧靠中心管16的膜叶片12的边缘敞开，但是叶片12的其它三个边缘例如由粘合剂密封。较少见地，膜叶片12的两个膜片材18可以通过叶片的末端处的折叠线附连，在该情况下仅仅膜叶片12的两个侧缘用粘合剂密封。渗透液载体20在图1和2中示意性地显示,但是在图3和4中将详细地显示。
[0026]膜片材18可以具有铸造到支撑或背衬层上的分离层。分离层例如可以是醋酸纤维素、聚酰胺、薄膜复合材料或可以形成为分离膜的其它材料。分离层可以具有例如在逆向渗透、纳米过滤或超滤范围内的孔隙。也称为渗透液的过滤产品水穿过膜片材，而取决于膜片材18的孔隙尺寸，溶解盐或悬浮固体或其它污染物的通过由膜片材18拒绝。
[0027]渗透液载体20通过膜叶片12的敞开紧靠边缘与中心管16中的多排小孔22流体接触。在第一膜叶片12附连到中心管16之前，与膜叶片12中的渗透液载体20可相同或不同的材料的另外的渗透液载体片材(未显示)或第一膜叶片12的渗透液载体20的延伸部可以围绕中心管16缠绕一层或多层。渗透液载体20的该初始缠绕层将膜叶片12支撑在孔22上并且提供路径以将渗透水从膜叶片12引导到中心管16中的孔22。孔22典型地具有大约0.125英寸(3.2mm)的直径并且将产品水引导到中心管16的内部。
[0028]每个叶片12由也围绕中心管16缠绕的进给间隔片材14分离。进给间隔器14与元件10的两端流体接触并且它用作进给溶液穿越膜片材18的表面的管道。进给流动的方向是平行于中心管16的轴线A从进入端24到浓缩液端26。
[0029]参考图2，螺旋缠绕膜模块30具有位于压力容器32的内部的元件10。压力容器32具有大体管状主体34、入口端36和出口端38。进给水通过压力容器32的入口(未显示)进入。进给水行进通过元件10的进给间隔器14。未穿过膜片材18的进给水的部分(其可以称为盐水、渗余水或废水)通过排出管42离开压力容器32。产品水或渗透液收集在中心管16的内部并且然后典型地在从中心管16的第一端52到第二端54的方向上行进。最后或唯一元件10的第二端54可以密封、可以离开压力容器32或者可以连接到离开压力容器的接头。第一或唯一元件10的第一端52可以密封、可以离开压力容器32或者可以连接到离开压力容器32的接头。如果在压力容器32中有多个元件10，则上游元件10的第二端54典型地连接到下游元件的第一端52。进给水串行流动通过压力容器中的多个元件10的进给间隔器14。周边密封件可以设在元件10的外缠绕层(未显示)和压力容器32的内侧之间以防止进给水流动经过元件10而不穿过它的进给间隔器14。
[0030]图3和4更详细地显示渗透液载体20。渗透液载体20具有中心部分60和一个或优选两个边界62。边界62大体垂直于将向中心管16敞开的渗透液载体20的前缘64。渗透液载体20可以是由例如聚合物细丝制造的编织片材。渗透液载体20中的细丝可以由有机聚合物、例如尼龙、聚丙烯或聚酯制造。细丝可以涂覆有环氧树脂或三聚氰胺，或者编织渗透液载体20可以浸溃有环氧树脂或三聚氰胺，从而帮助稳定渗透液载体20。
[0031]中心部分60和可选的边界62可以编织成经编织物。在经编织物中，纱沿着编织纵列垂直地曲折前进，导致在织物的前侧(也称为线圈纵行(wale)侧)上的将渗透液通道68分离的一系列平行隆起的线圈纵行66。在可以称为线圈横列(course)侧的织物的后侧上，肋垂直于隆起的线圈纵行66形成，但是肋不如隆起的线圈纵行66尖锐地限定并且不如隆起的线圈纵行66高。过渡部70将中心部分60与边界62分离。
[0032]可以通过将压力施加到初始均匀渗透液载体20的侧缘产生边界62。例如，侧缘可以被压延。替代地，渗透液载体20可以被制造成具有更薄边界62。例如，可以在类似于用于生产常规渗透液间隔器的经编针织过程期间在片材的边缘处(在机器方向上)使用更薄纱。作为另一例子，片材可以被编织成在片材的边缘处没有线圈纵行。这两个基本技术也可以组合。例如，织物可以在边缘处以每英寸更多可变形纱或更少线圈纵行进行编织，接着将压力施加到边缘。
[0033]发明人已发现用均匀渗透液载体制造的膜叶片倾向于具有比膜叶片的剩余部分厚2到5密耳(大约5.08 X KT3Cm到1.27 X l(T2cm，参考I密耳相当于一英寸的1/1000和2.54X 10_3Cm)或10到22%的侧缘(垂直于中心管的边缘)。厚度的增加由用于密封膜叶片的边缘的粘合剂(也称为胶粘剂线)导致。可以使用各种类型的粘合剂，包括但不限于交联粘合剂、热粘合剂、紫外可固化粘合剂、热熔粘合剂等。由于元件的外径典型地保持在与压力容器相关的内径的窄范围内，因此元件的有限直径典型地由膜叶片的侧缘形成。
[0034]使用如上所述的渗透液载体20，边界62的减小厚度减小膜叶片12的侧缘的厚度。例如，边界62处的渗透液载体20的厚度可以比渗透液载体20的中心部分60薄2到5密耳。膜叶片12的侧缘的增加厚度至少被减小，并且可选地膜叶片12的侧缘可以比膜叶片12的中心部分薄或相等。每个膜叶片12然后可以制造得更长，或者另外的膜叶片12可以被加入，从而增加元件10的总膜面积。
[0035]发明人也已发现胶粘剂线实质上减小膜叶片的有效面积。在典型的制造过程中，一个膜片材水平地摊开在桌子上并且均匀渗透液载体放置在其上。胶粘剂线铺设在均匀渗透液载体的两个侧缘和叶片末端边缘上。另一膜片材覆盖在均匀渗透液载体和胶粘剂线上以完成叶片。当仍然搁置在桌子上时叶片的边缘可以被压缩。当叶片围绕中心管缠绕时叶片也由于施加的张力而被压缩。当叶片被压缩时胶粘剂从它的初始位置扩展。胶粘剂向内扩展减小有效膜面积。胶粘剂线的宽度可以在例如自动胶粘剂施加下的I英寸(大约
2.54cm)到手动胶粘剂施加下的1.75英寸(大约4.44cm)之间变化。胶粘剂线的宽度的进一步局部增加可以由在其被铺设时向内偏转的胶粘剂线、由在其被施加时胶粘剂线的厚度的局部增加或由压缩的局部增加导致。
[0036]类似制造技术可以用于元件10，但是当使用具有更薄边界62的渗透液载体20时，粘合剂也被促使向外扩展，而不是向内经过过渡部70。过渡部70定位成提供膜粘合剂在叶片12的侧缘处足够、但不过度的宽度。边界62因此阻止膜有效面积上的过度损失。相比于典型的手卷元件，通过限制粘合剂扩展超过用自动胶粘所经历的I英寸侧胶粘剂线，有效膜面积可以增加大约4%。然而，发明人认为过渡部70可以允许更薄的胶粘剂线就足够了，这将产生每个元件的有效膜面积的相应增加。另一益处将是减小否则是敞开的渗透液通道的局部阻塞，这将允许使阻塞物经过的膜面积更有生产力。在一些情况下，每个元件可以使用更少的胶粘剂。
[0037]图5描绘处于未缠绕状态下的第二示例性螺旋缠绕膜元件110。除了所使用的渗透液载体以外，螺旋缠绕膜元件110可以与元件10相同。例如，螺旋缠绕膜元件110包括可以围绕穿孔中心管116缠绕并且容纳在压力容器32中的一个或多个膜叶片112和一个或多个进给间隔片材114。膜叶片112也可以称为膜包层。每个膜叶片112包括定位在两个大体矩形膜片材118之间的渗透液载体120的第二例子。膜叶片112可以在三个边缘处密封，最接近中心管116的边缘保持敞开。进给间隔片材114可以邻近膜叶片112定位。如果在螺旋缠绕膜元件110内有一个以上膜叶片112，则进给间隔片材114可以定位在相邻膜叶片112之间。例如，每个膜叶片112可以有至少一个进给间隔片材114。
[0038]第二渗透液载体120可以由与上述的渗透液载体20相同的材料构造。
[0039]垂直于敞开边缘的膜叶片112的边缘可以分别被称为第二渗透液载体片材120的侧缘、膜片材118的侧缘和膜叶片112的侧缘。第二渗透液载体片材120的侧缘是与如上所述一个或多个边界位于渗透液载体20处的边缘相同的边缘，然而，没有渗透液载体120的侧缘的薄化。渗透液载体120的侧缘与膜片材118的侧缘关联。例如，第二渗透液载体120的一个侧缘与在膜叶片112的相同侧处的膜片材118的侧缘关联。侧缘之间的距离分别被称为第二渗透液载体片材120的宽度、膜片材118的宽度和膜叶片112的宽度。
[0040]膜叶片112的两个相邻膜片材118的与敞开边缘相对的边缘密封在一起并且与第二渗透液载体120的也与敞开边缘相对的边缘关联。第二渗透液载体120和两个相邻膜片材118的长度可以相同或相似，因此这些边缘以边缘向方式对准或不对准。这些边缘可以分别被称为膜片材118的远侧边缘、第二渗透液载体120的远侧边缘和膜叶片112的远侧边缘。
[0041]在图5中，第二渗透液载体120被描绘为比相邻膜片材118窄。第二渗透液载体120的侧缘远离相邻膜片材118的关联侧缘。第二渗透液载体120的侧缘和膜片材118的关联侧缘之间的距离限定在膜叶片112的任一侧的边界区域164。边界区域164是粘合剂的线可以放置在膜片材118上以完成膜叶片112的侧缘的地方。[0042]第二渗透液载体120可以具有各种宽度。例如，膜片材118可以具有40英寸(大约101.6cm)的宽度并且第二渗透液载体120可以具有30英寸(大约76.2cm)的宽度，其在第二渗透液载体120的任一侧将边界区域164限定为5英寸(大约12.7cm)。可选地，第二渗透液载体120可以具有下述宽度，该宽度基本在32英寸到38英寸(分别为大约81.3cm到96.5cm)之间，以及其间的所有子范围。优选地，第二渗透液载体120具有基本在34英寸到37英寸(分别为大约86.4cm到94cm)之间的宽度。
[0043]图6显示邻近中心管116定位的膜叶片112的部分剖视图。所示的顶层是膜片材118的分离层160并且底层是相邻膜片材118的背衬侧162。第二渗透液载体120定位在这两个膜片材118之间。第二渗透液载体120的侧缘垂直于中心管116并且远离膜片材118的侧缘以限定在膜片材118的两侧的边界区域164。边界区域164可以、但不必在两侧相等。
[0044]为了密封膜叶片112的边缘，粘合剂可以施加在对准的膜片材118和第二渗透液载体120的远侧边缘处或附近。膜叶片112不是预密封或预成形的袋。粘合剂也可以施加在背衬侧162的边界区域164内，典型地离膜片材118的侧缘大约I英寸(大约2.54cm)。在压缩或卷绕螺旋缠绕膜元件110期间粘合剂可以扩展通过边界区域164。
[0045]可选地，机器可以施加相对于膜片材118的宽度更宽并且相对于粘合剂的厚度更薄的粘合剂的线。该机器施加胶粘剂线可以不需要明显地扩展，或至少不那么多。可选地，机器施加的胶粘剂线可以抵靠第二渗透液载体120的侧缘或与其重叠。可选地，机器施加的胶粘剂线可以抵靠渗透液载体的远侧边缘或与其重叠。
[0046]当扩展或前进通过边界区域164时，并且在固化之前，粘合剂可以接触第二渗透液载体120的侧缘。扩展和与侧缘的接触可以导致粘合剂穿透到第二渗透液载体120的编织结构中。粘合剂可以穿透第二渗透液载体120的侧缘至少大约0.1英寸(大约0.254cm)并且进入第二渗透液载体120中。可选地，粘合剂可以穿透第二渗透液载体120的侧缘
0.25英寸(大约0.635cm)到3.5英寸(大约8.89cm)之间和其间的所有子范围，并且进入第二渗透液载体片材120中。优选地，粘合剂穿透第二渗透液载体120的侧缘0.5英寸(大约1.27cm)到2英寸(大约5.08cm)之间并且进入第二渗透液载体120的编织结构中。粘合剂在侧缘处扩展和穿透到第二渗透液载体120中可以防止侧通道的形成并且减小保持在第二渗透液载体120和膜片材118之间的界面处的粘合剂的量。
[0047]应当理解粘合剂扩展或前进的距离可以取决于各种因素，包括但不限于:所施加的粘合剂的量，施加的粘合剂的类型，施加粘合剂的方式，施加到粘合剂或膜叶片112的部件上的机械力，和温度。上面提供的粘合剂可以前进经过第二渗透液载体120的边缘的距离的范围仅仅是例子。
[0048]当粘合剂固化时，第二渗透液载体120可以密封或附着到膜片材118并且膜片材118可以密封到相邻膜片材118以形成膜叶片112的密封边缘。
[0049]可选地，第二渗透液载体120的一部分可以具有与膜叶片112相同或更大的宽度。渗透液载体的该部分可以用作围绕中心管116的初始缠绕层或基础缠绕层以支撑膜叶片112。
[0050]在膜叶片112的另一选择中，第二渗透液载体120的远侧边缘也可以远离膜片材118的关联远侧边缘。该选择可以通过粘合剂在远侧边缘处扩展和穿透到第二渗透液载体120中减小三个密封边缘处的膜叶片的总厚度。这可以允许包括更多的膜叶片112或可选地更长的膜叶片122，并且由此增加螺旋缠绕膜元件110的总有效表面积。
[0051]在另一选择中，更厚的进给间隔器(未显示)可以在元件10、110中使用。例如，如果典型的进给间隔片材114厚度为大约31密耳(大约7.87X 10_2Cm)，则具有大约32密耳到35密耳(大约8.13X 10_2cm到8.89X 10_2cm)之间或以上和其间所有子范围的厚度的更厚进给间隔器可以被使用。在该选择中，元件10、110的所有其它尺寸可以保持相同并且可以更大、更小或相同数量的膜叶片12、112可以被包括，只要元件不超过给定压力容器32的任何尺寸限制。例如，在很倾向于堵塞进给间隔器通道的过滤应用中，厚度为35密耳(大约8.89X 10-2cm)的厚进给间隔器和较少的膜叶片12、112可能是优选的。作为替代例子，在不太倾向于堵塞、但是堵塞仍然是操作限制的过滤应用中，32密耳(大约8.13X 10-2cm)的厚进给间隔器可以与典型数量的、或可能更多的膜叶片12、112 —起使用可能是优选的。
[0052]在另一选择中，第二渗透液载体120可以在一位置处粘结到背衬表面162上，以使得第二渗透液载体120的侧缘远离膜片材118的侧缘以限定膜叶片112的两侧的边界区域164。
[0053]例子:
[0054]发明人准备三个不同的三个螺旋缠绕膜元件200、202和204。表I汇总用于准备螺旋缠绕膜元件200、202、204的部件和它们的大约尺寸。如上所述，宽度测量反映平行于中心管行进的边缘的尺寸。长度测量反映垂直于中心管行进的侧缘的尺寸。
[0055]表1-螺旋缠绕膜元件200、202和204中的部件的概括。
【权利要求】
1.一种用于螺旋缠绕膜的渗透液载体，其包括: a)中心部分；以及 b)沿着所述中心部分的一个或两个侧缘的一个或多个边界， 其中所述一个或多个边界比所述中心部分薄。
2.根据权利要求1所述的渗透液载体，其特征在于，所述一个或多个边界比所述中心部分薄至少2密耳。
3.根据权利要求2所述的渗透液载体，其特征在于，所述一个或多个边界比所述中心部分薄2到5密耳之间。
4.根据权利要求1所述的渗透液载体，其特征在于，所述边界初始具有与所述中心部分相同的厚度，但是已经被压缩到比所述中心部分薄。
5.根据权利要求1所述的渗透液载体，其特征在于，所述边界用以下的一个或多个进行编织，:a)相对于所述中心部分更薄的纱，b)相对于所述中心部分更多的可变形纱，和c)或相对于所述中心部分每英寸更少的线圈纵行并包括没有线圈纵行。
6.根据权利要求1所述的渗透液载体，其特征在于，所述中心部分在宽度上相对于元件的修整长度减小一定量，所述量单独提供所述边界中的粘合剂的足够宽度。
7.—种制造用于螺旋缠绕膜模块的膜叶片的方法，其包括以下步骤: a)将根据权利要求1所述的渗透液载体放置在两个膜片材之间； b)将粘合剂施加到所述边界；以及` c)将所述膜片材压缩在一起。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述膜片材压缩在一起的步骤包括围绕中心管缠绕所述膜片材和所述渗透液载体。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，仅仅在所述渗透液载体的所述一个或多个边界和所述中心部分之间的一个或多个过渡部的外侧将所述粘合剂施加到所述边界。
10.一种用于螺旋缠绕膜的膜叶片，其包括: a)膜片材；以及 b)渗透液载体，所述渗透液载体具有中心部分和沿着所述中心部分的一个或两个侧缘的一个或多个边界，其中所述一个或多个边界比所述中心部分薄或者所述一个或多个边界具有与所述中心部分相同的厚度并且远离所述膜片材的至少一个侧缘。
11.一种螺旋缠绕膜元件，其包括: a)中心管； b)至少一个膜叶片，所述至少一个膜叶片包括渗透液载体和至少一个膜片材，其中所述至少一个膜片材在边缘处被密封并且所述渗透液载体定位在所述至少一个膜片材之内，且所述渗透液载体的侧缘远离所述至少一个膜片材的关联侧缘； c)所述至少一个膜叶片包括与所述中心管流体连通的敞开边缘；以及 d)所述至少一个膜叶片与进给间隔片材成至少一对一关系围绕所述中心管缠绕。
12.根据权利要求11所述的螺旋缠绕膜元件，其特征在于，所述渗透液载体的所述侧缘远离所述至少一个膜片材的所述关联侧缘大约Icm到IOcm之间。
13.根据权利要求11所述的螺旋缠绕膜元件，其特征在于，所述渗透液载体的所述侧缘远离所述至少一个膜片材的所述关联侧缘大约2.5cm到8cm之间。
14.根据权利要求11所述的螺旋缠绕膜元件，其特征在于，所述渗透液载体的所述侧缘远离所述至少一个膜片材的所述关联侧缘大约5.0cm到7.5cm之间。
15.根据权利要求11所述的螺旋缠绕膜元件，其特征在于，所述渗透液载体被密封到所述至少一个膜片材。
16.根据权利要求15所述的螺旋缠绕膜元件，其特征在于，所述密封是穿透到所述渗透液载体的所述侧缘中的粘合剂。
17.根据权利要求16所述的螺旋缠绕膜元件，其特征在于，所述粘合剂穿透到所述渗透液载体的所述侧缘中至少0.254cm。
18.根据权利要求17所述的螺旋缠绕膜元件，其特征在于，所述粘合剂穿透到所述渗透液载体的所述侧缘中大约0.635cm到2.54cm之间。
19.根据权利要求11所述的螺旋缠绕膜元件，其特征在于，所述至少一个膜叶片包括与所述敞开边缘相对的密封远侧边缘，其中所述密封远侧边缘远离所述至少一个膜片材的关联远侧边缘。
20.根据权利要求11所述的螺旋缠绕膜元件，其特征在于，所述进给间隔片材厚度为至少 7.87 X 10_2cmo
21.根据权利要求11所述的螺旋缠绕膜元件，其特征在于，所述进给间隔片材厚度在8.13 X 10_2cm 到 8.89Xl(T2cm 之间。
22.—种膜叶片，其包括: a)渗透液载体和至少一个膜片材； b)所述渗透液载体在边缘处被密封到所述至少一个膜片材，其中所述渗透液载体定位在所述至少一个膜片材之内，且所述渗透液载体的侧缘远离所述至少一个膜片材的关联侧缘；以及 c)膜叶片，所述膜叶片包括与收集器流体连通的边缘。
23.一种用于制造膜叶片的方法，其包括以下步骤: a)将渗透液载体片材以一位置放置在第一膜片材上，在该位置处所述渗透液载体片材的侧缘远离所述膜片材的关联侧缘； b)将粘合剂施加在所述渗透液载体片材的所述侧缘和所述第一膜片材的所述关联侧缘之间，并且将粘合剂施加到所述渗透液载体片材或所述第一膜片材或两者的另外的边缘； c)将第二膜片材放置在所述渗透液载体片材上以将所述渗透液载体定位在所述两个膜片材之间；以及 d)扩展所述粘合剂以接触所述渗透液载体片材的所述侧缘。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，步骤(d)导致所述粘合剂穿透到所述渗透液载体片材的所述侧缘中至少大约0.254cm。
25.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，步骤(d)导致所述粘合剂穿透到所述渗透液载体片材中大约0.635cm到8.89cm之间。
26.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，步骤(d)导致所述粘合剂穿透到所述渗透液载体片材中大约1.27cm到5.08cm之间。
27.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，通过将所述膜片材压缩在一起完成步骤⑷。
28.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，通过围绕中心管缠绕所述膜叶片和至少一个盐水通道间隔片材完成步骤(d)。
29.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，步骤(b)包括施加粘合剂，所述粘合剂抵靠所述渗透液载体片材的所述侧缘或与其重叠。
30.一种螺旋缠绕膜元件，其包括: a)中心管； b)至少一个膜叶片，所述至少一个膜叶片包括渗透液载体和至少一个膜片材，其中所述至少一个膜片材在边缘处被密封并且所述渗透液载体定位在所述至少一个膜片材之内，且所述渗透液载体的边缘远离所述至少一个膜片材的关联边缘； c)所述至少一个膜叶片包括与所述中心管流体连通的敞开边缘；以及 d)所述至少一个膜叶片与进给间`隔片材成至少一对一关系围绕所述中心管缠绕。
【文档编号】B01D63/10GK103889560SQ201280051184
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年10月3日 优先权日:2011年10月19日
【发明者】P.V.什里罕德, P.T.格贝尔, P.R.唐图拉, Y.塔亚利亚, S.J.哈罗德, C.穆亚 申请人:通用电气公司