[发明专利]用于改变液体中的气体浓度的装置及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年9月14日递交的美国临时申请第61/276,608号的优先权及权益。该申请的全部公开内容在此通过引用并入。

发明领域

本发明涉及用于改变液体中的一种或多种气体的浓度的方法及装置。

发明背景

已知，通过使液体穿过具有由大体上对液体不能渗透并对气体可渗透的分离膜构成的壁的室，来改变液体中的一种或多种气体的浓度。在一种应用中，待使用在分析或化验程序中的液体被“脱气”，以降低在液体中溶解的气体和/或气泡的浓度。在本说明书中，术语“脱气”用来既包括溶解气体的移除又包括气泡的移除(其在本领域中有时被称为“脱泡”)。液体能够例如是HPLC洗脱液或分析样本。可以参考例如US 3,751,879、US4,325,750、US 4,469,496、US 5,183,486、US 5,340,384、US 5,876,604、US5,693,122、US 5,749,942、US 5,980,742、US 6,248,157、US 6,258,154、US6,309,444、US 6,315,815、US 6,494,938、US 6,596,058、US 6,709,492、US6,949,132、US 7,022,157、US 7,399,345、US 7,427,312、US 7,686,590以及EP 0973031。为了所有目的，这些专利中的每一个的全部公开内容在此通过引用并入。

发明概述

我们已经发现，根据本发明，在用于改变液体中的选择气体的浓度的装置中，平面分离膜不但(1)能够实现其在改变液体中的选择气体的浓度方面的公认功能，而且(2)能够起到垫圈的功能以提供装置的部件之间的密封。在最简单的情况下，分离膜被以与分离膜平面成直角地直接接触并压迫到在待密封到彼此的部件的两个平行的平坦表面之间。然而，优选地，分离膜通过具有在分离膜的平面中的分量的力而在部件之间变形。这样的变形能够通过包括从直接接触分离膜的表面中的一个或两个向外延伸的不规则结构(irregularity)来产生。在许多情况下，分离膜作为垫圈的使用能够简化装置的结构，并且/或者能够改进装置的性能。从而，本发明在利用平面分离膜来改变液体中的选择气体的浓度的装置和方法中提供了使用分离膜来提供装置部件之间的密封的改进。

术语“分离膜”用在本说明书中来表示膜，该膜大体上对至少一种液体不渗透，并且当气体在膜的一侧上的局部压力大于气体在膜的另一侧上的局部压力时，溶解在液体中的气体能够穿过该膜。例如，膜可以大体上对水、甲醇、乙腈、正己烷、喷墨流体、喷气燃料或其他液体燃料中的一种或多种不能渗透，但是对氧气和氮气中的一种或两种都可渗透。

在第一优选方面，本发明提供了装置，该装置包括：

(1)流动板(flow plate)，其包括(a)流动板室，以及(b)围绕流动板室的流动板周边构件；

(2)选择板，其包括：

(a)内选择板表面，其包括(i)选择板基部，以及(ii)选择板元件，该选择板元件从基部延伸、由互通选择区域(intercommunicating selection area)隔开并且具有远离选择板基部的外表面；以及

(b)选择板周边构件，其(i)围绕内选择板表面，并且(ii)远离选择板基部延伸；

(3)平面膜，其(a)包括(i)具有第一主要表面(first major surface)和第二主要表面的膜传递部分，以及(ii)围绕膜传递部分的膜周边构件，并且(b)位于流动板室和选择板之间；

(4)流动通道，其(a)包括流动板室，并且(b)至少部分地由膜传递部分的第一主要表面和流动板周边构件所限定；

(5)入口，其用于使液体进入流动通道；

(6)出口，其用于使液体离开流动通道；

(7)选择通道，其至少部分地由膜传递部分的第二主要表面、选择板基部以及选择板元件所限定；以及

(8)至少一个选择板端口，其用于将选择流体保持在选择通道中；

流动板周边构件和选择板周边构件被固定到彼此，且膜周边构件(i)被夹在流动板周边构件和选择板周边构件之间并且(ii)直接地接触流动板周边构件和选择板周边构件中的每一个。