CN104936669A - 包含具有形成公共环形凹槽的端盖的邻接过滤元件的过滤组合件 - Google Patents

包含具有形成公共环形凹槽的端盖的邻接过滤元件的过滤组合件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种过滤器组合件(10)，其包含沿着公共轴(X)以邻接端对端布置定位的第一过滤元件(12)和第二过滤元件(14)。两个过滤元件(12、14)包含圆柱形外壳(16、16′)，其包围过滤介质且沿着相对端之间的所述轴(X)延伸；以及端盖(18、20、18′、20′)，其位于所述过滤元件(12、14)的所述邻接端中的每一者处且包括与所述外壳(16、16′)和环形阶梯式边缘(29、29′)共同扩展的环形表面(28、28′)。所述第一过滤元件(12)和所述第二过滤元件(14)通过它们的彼此直接接合的端盖(18、20′)定位，使得所述阶梯式边缘(29、29′)围绕所述过滤器组合件(10)的***共同地形成连续环形凹槽(31)。所述环形凹槽(31)提供用于处理过滤元件而不增加端盖的整个长度的有效构件。

Description

包含具有形成公共环形凹槽的端盖的邻接过滤元件的过滤组合件
技术领域
本发明涉及过滤组合件，其包含与新颖邻接端盖通过端对端布置定位的多个过滤元件。
背景技术
端盖通常用于以端对端布置将个别过滤元件互连在压力容器内。在典型布置中，端盖固定到过滤元件的末端且经调适以与相邻定位的过滤元件的端盖接合。在相邻过滤元件的端盖之间的接合的特定性质取决于元件和过滤器组合件的特定类型；然而，在多种应用中，所述接合涉及完成相邻元件或周围压力容器之间的流体密封或机械连接。端盖通常是圆形的，其具有与过滤元件的外壳共同扩展的环形表面。代表性实例描述于美国专利号：5851267、6224767、6632356、7063789、717269、7198719、7387731、8034241和8425773中。各种类型的密封件可以用于防止过滤元件的外壳与压力容器之间的流体流动。例如，径向卤水密封件(例如，V形类型、O型环、U形类型等)通常围绕端盖的环形表面定位且与压力容器的内壁接合。实例描述于US 5128037、6299772、8110016和8425773中。在一些实施例中，此类密封件位于提供在端盖的环形表面内的环形凹槽内。
除了标准的水平定位的元件配置之外，过滤元件还可以垂直地堆叠，例如查看US8480894和US 2012/0111785。通过垂直实施例，就组合件的总重量以及处理(操纵)个别元件的难度两者而言，过滤元件在公共压力容器内的安装可能更具有挑战性。尽管凹痕可以切削成端盖以促进处理，但是这些类型的特征要求元件在安装期间进行定向。环形凹槽的使用(例如，凹槽用于接纳卤水密封件)此外由于施加到界定凹槽的相邻壁上的力而是不利的。拉长端盖以提供用于环形凹槽的更多结构支撑也是不利的，因为其减少专用于过滤的过滤元件的区域。
发明内容
本发明包含过滤器组合件(10)，其包含沿着公共轴(X)以邻接端对端布置定位的第一过滤元件(12)和第二过滤元件(14)。两个过滤元件(12、14)包含圆柱形外壳(16、16′)，其包围过滤介质且沿着相对端之间的轴(X)延伸；以及端盖(18、20、18′、20′)，其位于过滤元件(12、14)的邻接端中的每一者处且包括与外壳(16、16′)和环形阶梯式边缘(29、29′)共同扩展的环形表面(28、28′)。第一过滤元件(12)和第二过滤元件(14)通过它们的彼此直接接合的端盖(18、20′)定位，使得阶梯式边缘(29、29′)围绕过滤器组合件(10)的***共同地形成连续环形凹槽(31)。环形凹槽(31)提供用于处理过滤元件而不增加端盖的轴向长度的有效构件。
附图说明
图并未按比例绘制且包含理想化视图以促进描述。在可能的情况下，已在整个图式和书面描述中使用相同的编号来指示相同或相似的特征。
图1A是包含沿着公共轴X以端对端布置定位在压力容器内的两个过滤元件的过滤组合件的透视图。
图1B是图1A中示出的端盖的放大剖视图。
图2A是示出来自以垂直邻接端对端布置定位的两个过滤元件的端盖的接合的正视图。
图2B是图2A中示出的邻接端盖的放大剖视图。
具体实施方式
过滤组合件通常在图1A中在10处示出，包含沿着轴(X)以端对端布置定位在压力容器(11)内的第一过滤元件(12)和第二过滤元件(14)。每一过滤元件(12、14)包含圆柱形外壳(16、16′)，其包围沿着相对端之间的轴(X)延伸的过滤介质(未示出)。端盖(18、20、18′、20′)固定到每一过滤元件(12、14)的每一端。每一端盖(18、20、18′、20′)具有圆形形状，其包含通过多个辐条(26)连接到外部轮毂(24)的内部轮毂(22)。尽管端盖被示为具有同心轮毂和辐条设计，但是可以使用其它配置，例如，固体外表面包含用于提供流体流动的多个孔，例如在US 7198719中所描述。
端盖(18、20、18′、20′)可以具有略大于外壳(16、16′)的周边或***，但是在装配在元件上后通常与外壳(16、16′)共同扩展。在此背景下，术语“共同扩展”表示两个结构沿着公共轴共享相似的平坦边界。每一端盖(18、20、18′、20′)进一步包含环形表面(28、28′)，其与过滤元件的外壳(16、16′)以及位于端盖的轴向端处或靠近端盖的轴向端定位的环形阶梯式边缘(29、29′)共同扩展。每一端盖(18、20、18′、20′)进一步包含铺设在垂直于公共轴(X)的平面上的外表面(30)。端盖(18)的外表面(30)经调适以与相邻定位的过滤元件的端盖(20)的邻接外表面接合。
在组装期间，多个过滤元件以邻接端对端布置(例如)在公共压力容器(11)内对齐，使得相邻元件的端盖彼此直接接合，从而使得阶梯式边缘(29、29′)围绕过滤器组合件(10)的***共同地形成连续环形凹槽(31)。如图2A和2B中最佳地示出，所得环形凹槽(31)围绕接合的过滤元件(12、14)的整个***延伸。在优选实施例中，环形凹槽(31)具有基本上矩形或U形的截面，所述环形凹槽具有从3mm至10mm的径向深度(d)和轴向宽度(w)两者。环形凹槽(31)提供用于处理过滤元件的结构特征。当以垂直布置将多个过滤元件(尤其较大元件或具有包含端对端关系的多个过滤元件的组合件)(例如，通常从2个至10个元件)安装在公共压力容器内时，此特征尤其有用。
包含环形表面(28)和阶梯式边缘(29)的端盖(18)包括一体成形的单元。可替代地，阶梯式边缘(或其它特征)可以切削成端盖。
压力容器的设计和构造是不受特定限制的，但优选地包含至少一个流体入口和出口。尽管在图中示为沿着水平轴对齐，但是压力容器和过滤元件可以沿着公共垂直轴对齐。
尽管不是本发明的所需方面，但是端盖可以包含用于防止接合的端盖之间的相对轴向运动的锁定结构。端盖之间的此锁定结构可以通过对齐相邻端盖接合，使得从一个端盖的外部轮毂的内侧径向向内延伸的一个或多个突出部或搭扣进入围绕对向端盖的外部轮毂布置的对应插孔中。端盖随后通过相对于另一者旋转一个端盖而接合，直到突出部或“搭扣”与容器的对应结构接触或“钩住”为止。此类型的锁定结构描述于US6632356中。第一端盖可以另外地或可替代地包含位于环形表面上的可按压舌片，所述可按压舌片在径向方向上在第一(例如，伸长)位置与第二(例如，按压)位置之间可移动。第二端盖可以包含位于其环形表面上的槽(优选地多个槽)，当第一端盖和第二端盖接合时所述槽经调适用于接纳第一端盖的舌片，使得防止第一端盖与第二端盖之间的相对旋转运动同时舌片处于槽内的伸长位置，但是其中当舌片处于按压位置时允许此种相对旋转运动。此类型的锁定结构描述于US 2011/0042294中。当与US 6632356的锁定结构组合使用时，舌片/槽特征可以选择性地防止端盖(以及对应过滤元件)之间的相对轴向运动和旋转运动两者。也就是说，在接合后，“舌片/槽”特征选择性地防止端盖之间的相对旋转运动，进而保持锁定结构完全接合，使得也防止端盖之间的相对轴向运动。因此，端盖(以及对应过滤元件)可以通过按压位于端盖的环形表面上的舌片以及相对于另一者旋转一个端盖而选择性地脱开和断开。特征的此组合也是有帮助的，因为其提供何时端盖完全接合和互连的更清楚指示。此外，舌片/槽特征防止过滤元件之间的无意识旋转，否则在安装在压力容器内期间或在操作期间可能出现所述无意识旋转。
出于本发明的目的，过滤元件内的过滤介质的类型不受特定限制。过滤介质的选择将通常取决于特定应用、馈入源、溶质和污垢物。代表性实例包含基于隔膜的介质，例如，复合平板、空心纤维以及可以用于以下各种应用中的管状隔膜：逆渗透(RO)、正向渗透(FO)纳米过滤(NF)、超过滤(UF)以及微过滤(MF)。其它介质实例包含粒状、粉末或颗粒形式吸附剂、离子交换和螯合树脂。螺旋形缠绕元件是一个优选类型的过滤元件。此类元件通常通过缠绕一个或多个包膜以及渗透收集管周围的任选馈送通道垫片(“馈送隔片”)形成。每一包膜优选地包括在渗透通道垫片(“渗透隔片”)周围的两个基本上矩形的膜片。此夹层类型的结构例如通过密封剂沿着三个边缘固定在一起，同时第四边缘邻接渗透收集管，使得渗透隔片与穿过渗透收集管的开口流体接触。外壳可以由多种材料构成，包含不锈钢、条带和PVC材料；然而，最常见的模块外壳材料由纤维增强塑料制成，例如，涂覆有热塑性或热固性树脂的长玻璃纤维。在模块制造期间，长玻璃纤维缠绕在部分构造的模块周围并且树脂(例如，液体环氧树脂)被施加且硬化。元件的末端装配有端盖，所述端盖可以任选地充当经设计以防止包膜在元件的入口端与出口端之间的压差下移位的抗伸缩装置。
已经描述了本发明的多个实施例并且在一些情况下已将某些实施例、选择、范围、成分或其它特征表征为“优选的”。“优选的”特征的此类指定决不应解释为本发明的必需或重要方面。前述专利和专利申请中的每一者的全部内容以引用的方式并入本文中。

Claims (6)

1.一种过滤器组合件(10)，其包括沿着公共轴(X)以邻接端对端布置定位的第一过滤元件(12)和第二过滤元件(14)，其中每一过滤元件包括：
圆柱形外壳(16、16′)，其包围过滤介质且沿着相对端之间的所述轴(X)延伸，
端盖(18、20、18′、20′)，其位于所述过滤元件(12、14)的所述邻接端中的每一者处且包括与所述外壳(16、16′)和环形阶梯式边缘(29、29′)共同扩展的环形表面(28、28′)，
其中所述第一过滤元件(12)和所述第二过滤元件(14)通过它们的彼此直接接合的端盖(18、20′)定位，使得所述阶梯式边缘(29、29′)围绕所述过滤器组合件(10)的***共同地形成连续环形凹槽(31)。
2.根据权利要求1所述的过滤器组合件(10)，其中所述环形凹槽(31)具有矩形截面。
3.根据权利要求1所述的过滤器组合件(10)，其中所述环形凹槽(31)具有从3mm至10mm的径向深度和轴向宽度两者。
4.根据权利要求1所述的过滤器组合件(10)，其中包含所述环形表面(28)和阶梯式边缘(29)的所述端盖(18)包括一体成形的单元。
5.根据权利要求1所述的过滤器组合件(10)，其中所述第一和第二过滤元件(12、14)包括螺旋形缠绕元件。
6.根据权利要求1所述的过滤器组合件(10)，其中所述第一和第二过滤元件(12、14)垂直地位于压力容器(11)内。
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