为穿过膜9并进入叶片7然后是渗透管4的流体可在任一端离开渗透管4。
[0046]在图8中，过滤器元件5由阴影区域表示。多个叶片7沿均匀的方向缠绕着渗透管4，但是在该图中未示出单个叶片7。在如图8所示的实施例中，端盖2的肋22未粘结到叶片7的边缘15。在各个实施例中，肋22粘结到过滤器元件5的多个叶片7的边缘15。如前所述，端盖2的内部部分20还可以密封或粘结到可包括间隙16的叶片7的一部分。
[0047]外圆柱形壳体3可以由刚性热塑性塑料、玻璃纤维或金属管制成，或者可以由非刚性材料制成，比如但不限于条带。在各个实施例中，外圆柱形壳体3可以在叶片7已缠绕着渗透管4之后形成。在这样的实施例中，壳体3可以通过使柔性材料比如玻璃纤维缠绕着过滤器元件5而形成。在任一情况下，端盖2的外部部分23与外圆柱形壳体3形成密封。在各个实施例中，端盖2的外部部分23可以进一步粘结到壳体3。在各个实施例中，入口端盖2和出口端盖2至少粘结到渗透管4并且还可能连接到壳体3，通过选自包括超声波焊接、热粘结、IR粘结、射频粘结以及微波粘结的组的方法。
[0048]在操作中，进给流动被引导在过滤器元件5的叶片7的入口边缘15。进给流动可以通过端盖2中的开口 21进入螺旋过滤器1。进给流动被引导在入口边缘15的叶片7之间。空间可以由进给间隔件8保持在叶片7之间。滤液可以穿过膜9，并且在沿着已缠绕渗透管4的任何叶片7的任何点进入叶片7。可以通过压力差、浓度梯度或者任何其它方法迫使滤液穿过膜9。一旦滤液已经穿过叶片7的膜9，则滤液就保持在该叶片7内。滤液被迫流向渗透管4同时在叶片7的内部。虽然在叶片7的内部，但是滤液必须最终穿过渗透间隔件10，使得其可以进入多孔渗透管4。渗透管4至少在其长度的一部分是多孔的，使得其与每个叶片7的内部流体连通。一旦在渗透管4内，滤液通过渗透管4的出口端流出过滤器1。滤液保持与还没有进入叶片7的离开过滤器1的进给流动分开。还没有进入叶片7的进给流动通过过滤器元件5的叶片7的出口边缘15离开螺旋过滤器1。切向于叶片7流动的未经过滤的进给流的恒定流动有助于从过滤器表面膜9除去或带走滞留物，并且防止膜9致盲。在各个实施例中，剩余的进给流通过出口端盖孔2中的开口 21离开过滤器1。未经过滤的进给流最终可能通过入口端盖2被再循环回到螺旋过滤器1中。
[0049]在各个实施例中，如本文所述的过滤器可以具有大于或等于3米/秒的错流速率(测量为流体速度)。在各个实施例中，如本文所述的过滤器可以具有大于或等于5米/秒的错流速率。在各个实施例中，如本文所述的过滤器可以具有小于或等于1米/秒的错流速率。在各个实施例中，如本文所述的过滤器可以具有1米/秒至5米/秒或1米/秒至3米/秒的错流速率。在各个其它实施例中，如本文所述的过滤器可以具有20厘米/秒至100厘米/秒的错流速率。
[0050]在各个实施例中，如本文所述的错流过滤器可以具有的叶片高度与螺旋直径的比率小于或等于3，在一些实施例中小于或等于2.5，在其它实施例中小于或等于2。如本文所用，例如如图4和5所示，当叶片从渗透管沿径向延伸时，“叶片高度”指的是从叶片的近端边缘之间的点到叶片的远端边缘的距离。如本文所用，“螺旋直径”指的是如本文所述的过滤器的直径的长度，从渗透管的外边缘测量到外圆柱形壳体的内边缘。
[0051]如本文所述的过滤器可用于各种过滤应用。在各个实施例中，螺旋错流过滤器的膜材料可以由选自包括微滤材料、超滤材料、纳米过滤材料和反渗透材料的组的材料制成。如本文所用，微滤材料被定义为多孔过滤材料，其除去小于10微米至0.01微米的大部分颗粒，通常效率大于90 %。如本文所用，超滤材料被定义为多孔过滤材料，其除了像微滤材料那样执行之外还除去从约1百万道尔顿至低于1000道尔顿的大多数分子，通常效率大于90 %。如本文所用，纳米过滤材料被定义为多孔过滤材料，其除了作为超滤材料执行之外还除去大多数多价离子，通常效率大于90 %。如本文所用，反渗透材料被定义为多孔过滤材料，其除了作为纳米过滤材料执行之外还除去大部分单价离子，通常效率大于90%。
[0052]如本文所述的过滤器可以与适于在此列出的过滤类型的任何已知的材料一起使用。在各个实施例中，膜材料可以选自包括微滤材料和超滤材料的组。在各个实施例中，膜材料可以由选自包括聚偏二氟乙烯、聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯腈、尼龙、乙烯三氟氯乙烯、氟丙烯、全氟烷氧基、聚四氟乙烯、聚醚醚酮、聚叠加硫化物和聚碳酸酯的组的材料形成。在各个实施例中，膜材料可以选自包括聚偏二氟乙烯和聚醚砜的组。
[0053]参照图9-11B，渗透管104包括分离入口部分120和出口部分130的中间部分140。渗透管104的中间部分140被阻塞，并且不允许流体流过渗透管104的整个长度。相反，被阻塞的中间部分140迫使流体进入通过渗透管104的入口端125出来通过形成在入口部分120的轴向偏移部153中的穿孔155。参照图11A，进入通过渗透管104的入口端125的流体由箭头160表示。流体流160进入渗透管104的入口部分120的中空腔157中，并且被迫出来通过入口部分120的圆柱形壁的轴向偏移部153中的穿孔155，如由箭头165所示。
[0054]被迫离开渗透管104的入口部分120的流体流165进入环形褶状过滤器元件的沿周向间隔开的叶片(下面结合图12至16进行更详细地描述)。一旦在过滤器元件的叶片中，流体沿切向流动到渗透管104的被阻塞的中间部分140(参见图15和16，下面进行描述)。参照图11B，在沿切向流过过滤器元件的叶片之后，流体通过出口部分130的圆柱形壁的轴向偏移部153中的穿孔155重新进入渗透管，如由箭头175所示。通过穿孔155进入渗透管104的出口部分130的流体流175结合在出口部分130的中空腔157中，并且通过出口端135离开渗透管104，如由箭头170所示。
[0055]渗透管104的入口部分120和出口部分130每个都包括由入口部分120与出口部分130的径向偏移部153形成的环形歧管150。入口部分120和出口部分130的径向偏移部153相对于中间部分140的外圆柱形表面147径向偏移。入口部分120和出口部分130的径向偏移部153还分别相对于入口部分120的外圆柱形表面127和出口部分130的外圆柱形表面137径向偏移。径向偏移部153沿径向向内偏移远离渗透管104的外圆柱形表面并且朝向入口部分120与出口部分130的中空腔157。
[0056]渗透管104的入口部分120和出口部分130的圆柱形壁中的穿孔155位于径向偏移部153中，并且形成的孔提供歧管150分别与入口部分120和出口部分130的中空腔157之间的流体连通。渗透管104的入口部分120和出口部分130的圆柱形壁的穿孔径向偏移部153将渗透管104的外圆柱形表面划分成入口部分120的外圆柱形表面127、出口部分130的外圆柱形表面137、以及中间部分140的外圆柱形表面147。
[0057]在图9-11A所示的实施例中，渗透管104具有沿着渗透管的整个轴向长度的恒定外径，而不是在径向偏移部153以及在从渗透管104的外圆柱形表面(127、137、147)至径向偏移部153的过渡。然而，应该理解的是，在各个实施例中，渗透管的外径可以沿着渗透管的轴向长度变化。例如，在各个实施例中，入口部分120和出口部分130分别的外圆柱形表面127和137可以具有的直径小于或大于中间部分140的外圆柱形表面147的直径。在各个实施例中，穿孔径向偏移部153可以相对于入口部分120的外圆柱形表面127、出口部分130的外圆柱形表面137以及中间部分140的外圆柱形表面147中的至少一个沿径向向内偏移。
[0058]中间部分140位于入口部分120的径向偏移部153与出口部分130的径向偏移部153之间。在图9-11B所示的实施例中，渗透管104的中间部分140沿着位于相应的径向偏移部153之间的中间部分140的整个轴向长度受阻。然而，应该理解的是，在各个实施例中，渗透管的中间部分可以只沿着中间部分的轴向长度的一段或多段受阻，前提是该中间部分阻塞流体流过渗透管并且迫使流体流从入口部分通过径向偏移部中的穿孔并进入歧管，并且前提是流体流可以通过由出口部分的穿孔径向偏移部形成的歧管重新进入中间部分下游的渗透管的出口部分。
[0059]在图9-11B示出的实施例中，渗透管104关于沿着渗透管的轴向长度的中点是对称的。因此，入口部分120与出口部分130的结构配置和尺寸是相同的，包括穿孔径向偏移部153和歧管150。然而，应该理解的是，在各个实施例中，入口部分120和出口部分130的结构配置可以是不同的，前提是至少入口部分包括的穿孔径向偏移部形成与打开至并通过渗透管的入口端提供流体连通的中空腔流体连通的歧管。
[0060]例如，在各个实施例中，入口部分的径向偏移部的轴向长度可以与出口部分的径向偏移部的轴向长度相同或不同；入口部分的径向偏移部的径向偏移的幅度可以与出口部分的径向偏移部的径向偏移的幅度相同或不同；入口部分的径向偏移部中的穿孔的数量、形状和/或尺寸可以与出口部分的径向偏移部中的穿孔的数量、形状和/或尺寸相同或不同；入口部分的中空腔的内径和/或轴向长度可以与出口部分的中空腔的内径和/或轴向长度相同或不同；和/或入口部分的外圆柱形表面的外径和/或轴向长度可以与出口部分的外圆柱形表面的外径和/或轴向长度相同和/或不同。在其他实施例中，渗透管的入口部分可以包括径向偏移部和环形歧管，出口部可以没有径向偏移部和环形歧管。