[发明专利]具有减少的积垢的流体分离系统

说明书

背景技术

本发明要求于2009年2月25日提交的美国临时专利申请No.61/208523号的优先权。

本申请涉及流体分离系统，并且更具体地涉及它的分离膜。

常规反渗透流体分离系统具有多层膜、供应通道隔离片、以及用于提供集中和渗透流动通道的渗透收集材料。供应通道隔离片通常是增加流体流动湍流的单独的筛类型的构件。供应通道隔离片可易受沉淀物聚集和积垢的影响。

附图说明

根据下面公开的非限制性实施例的详细描述，各种特征对于本领域的技术人员来说将变得显而易见。可以如下简要地描述伴随详细描述的附图：

图1A为流体分离系统的总体示意局部剖视图；

图1B为流体分离系统在部分地未卷绕视图中的端视图；

图2为应用到一对分离膜的特征图案的一个非限制性实施例；

图3为应用到一对分离膜的特征图案的另一个非限制性实施例；

图4为应用到一对分离膜的特征图案的另一个非限制性实施例；

图5为应用到一对分离膜的特征图案的另一个非限制性实施例；

图6为应用到分级图案中的特征图案的另一个非限制性实施例；

图7为特征图案的另一个非限制性实施例；

图8-14为根据图7的特征图案的流动测定；

图15为特征图案的另一个非限制性实施例；以及

图16-22为根据图15的特征图案的流动测定。

具体实施方式

图1A示意性地示出流体分离系统20。流体分离系统20总体上包括多个分离膜22，其绕着渗透收集管24（图1B）螺旋地缠绕。渗透收集管24被沿着轴X定义，并且限定沿着渗透收集管24的长度成组分布的多个孔26。

抗缩板28A、28B附接到渗透收集管24以将多个分离膜22保持在它们之间，并且阻止多个分离膜22响应于流体流动的叠缩。每个抗缩板28A、28B包括限定在渗透收集管支撑部32和边沿34之间的环形流动路径30。抗缩板28A、28B可以在其边沿34处附接到压力容器36以便将多个分离膜22容纳在其中。流体分离系统20可以形成为圆柱形模块以便多个可串联连接。可以可替代地设置其他剖面形状。

反渗透（RO）是使用压力迫使溶液通过膜的分离工艺，膜将溶质保持在一侧上并且允许纯溶剂通过到另一侧。更正式地，迫使溶剂从高溶质浓度区域通过膜到达低溶质浓度区域的过程是通过应用超过渗透压力的压力来完成的。当在本文中使用时，术语“分离膜”是指使用来反渗透的任何材料，例如聚合物基体中的密实的屏障层，大多数的分离都发生于此。虽然本文公开的分离膜22仅允许水穿过这个密实的层同时阻止溶质通过，例如盐离子，但是可以应用于反渗透类型工艺的任何材料也可以从本文受益。

多个分离膜22以分离膜对22A、22B设置从而限定流体分离元件或“页”23，其在三侧上是封闭的。当在本文中使用时，术语“页”是指分离膜布置，该布置与一组孔26连通，以便通过分离膜的溶液将溶质保持在一侧上并且允许纯溶剂穿过到另一侧从而流入这组孔26。每个页23的第四或开放侧定位在渗透收集管24中的相应一组孔26附近，以限定从每对分离膜22A、22B之间进入渗透收集管24的流体流动路径（图1B，这里示意性地示出为具有四个页23A-23D）。除了如在图1B中最佳所见的一排的多个孔，可以考虑如本文限定的一组孔。应该理解虽然本文详细描述了具有成对分离膜22A、22B的单个页23以及单一组的孔26，但是多个分离膜22中的每个页23都以大致相当的方式被布置并操作。

特征40（示意性示出）的图案形成在多个分离膜22的每个上或特定的组合上。特征40可以具有各种大小和形状，包括但不限于波、弧、线、V型图案等。当在本文中使用时，术语“特征”是指任何伸出部、凸起、结、突出部、突出物、隆起物、脊、线等。其形成在分离膜22上。在一个非限制性实施例中，特征40可以通过将弹性体材料丝网印刷在多个分离膜22的每一个或特定组合的一侧或双侧上以形成图案。应该理解，特征40的图案可以以其它方式提供，例如通过在分离膜22中的一体成型。弹性体材料可以额外地被使用来密封成对分离膜22A、22B的三个侧边。虽然本文公开了弹性体材料，但是应该理解，各种聚合物和其他材料可以可替代地或附加地被使用来形成特征40。

特征40的图案被定向和设置从而例如增强湍流、减少背压并且减少沉淀物捕获，例如生物积垢或其他固化溶质。