[发明专利]用于对液体除气的设备和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求2012年9月28日提交的美国临时申请61/707,545以及2013年2月28日提交的美国申请13/781,603的优先权和权益。这些申请各自的全部披露内容出于所有目的通过引用结合在此。

技术领域

本发明涉及用于改变一种或多种气体在液体中的浓度的方法和设备。

在一些申请中，对液体“除气”以降低该液体中的溶解气体和/或气泡的浓度。在本说明书中，使用术语“除气”包含了去除被溶解气体以及去除气泡(在本领域中有时称为“除气泡”)。例如该液体可以是HPLC洗脱液、分析样品或飞机燃料。这些应用使用了一种“分离膜”，这个术语在本说明书中用于指代是至少一种液体基本上不可透过的一种膜并且

(1)溶解在液体中的且有待从该液体中去除的气体，和/或

(2)有待添加至该液体中的气体，

可以在该膜一侧的气体分压大于该膜另一侧的气体分压时穿过该膜。例如，该膜可以是水、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项或多项基本上不可透过的但却是氧气和氮气之一或两者可透过的。

背景技术

存在管状除气器和平面除气器。例如可以参照US 3,735,562、US 3,591,493、US 3,751,879、US 4,325,750US 4,469,496、US 5,183,486、US 5,340,384、US 5,693,122、US 5,749,942、US 5,980,742、US 5,876,604、US 5,980,742、US 6,248,157、US 6,258,154、US 6,309,444、US 6,315,815、US 6,494,938、US 6,596,058、US 6,709,492、US 6,949,132、US 7,022,157、US 7,399,345、US 7,427,312、US 7,686,590、EP 0973031以及国际公开W0 2011/031333。这些专利和公开各自的全部披露内容出于所有目的通过引用结合在此。

在许多平面除气器中，平面的分离膜具有第一主表面，该第一主表面提供了平面流动通道的一个壁的至少一部分，并且有待除气的液体穿过该流动通道。该膜的相反主表面上的压力(通常简单地称为真空)小于该流动通道中的压力。有一个支撑构件支撑该膜的相反主表面。该支撑构件的作用是支撑该膜同时准许穿过该分离膜的气体流到出口。这个真空维持或有助于维持该分离膜与该支撑构件相接触。例如，该支撑构件可以是一个多孔构件或是具有多个突起的板，这些突起接触该分离膜但彼此间隔开，从而使得气体可以穿过这些突起之间而到达出口。

在平面除气器(也许能更准确地描述为用于将气体添加至液体中的装置)的其他用途中，通过使气体穿过该支撑构件和该分离膜并且进入流经该流动通道的液体之中来将气体添加到液体中。

发明内容

在分离膜上方使用了真空的平面除气器的一些用途中，希望的是在真空被切断并且除气未进行时液体继续流经该流动通道。例如这可以在HPLC系统中从一种溶剂改变成另一种溶剂时发生。然而，已经发现，当真空被切断时，该膜可能与该支撑构件分离并接触该流动通道的底部，从而阻止液体流经该流动通道。该流动通道的高度越小，这个问题就越可能出现。本发明针对这个问题提供了一个解决方案，是通过将平面除气器修改成使得在处于真空下以及在真空被切断时液体都能流经该流动通道。

在第一方面，本发明提供了一种平面除气器，该平面除气器包括

(1)一个包括流动通道的流动板，

(2)一个包括膜传输区段的一个平面分离膜，该膜传输区段具有第一主表面和第二主表面，该流动通道至少部分地是由该膜传输区段的第一主表面所界定的，

(3)一个支撑构件，当该第一主表面上的压力大于该第二主表面上的压力时该支撑构件支撑该膜传输区段的第二主表面，以及

(4)多个结构特征，这些结构特征使得当该第一主表面上的压力等于或小于该第二主表面上的压力时液体能够流经该流动通道。

在本发明的一些实施例中，该支撑构件是一个包括内部选择板表面的选择板，该选择板包括(i)一个选择板基部以及(ii)多个选择板元件，这些选择板元件(a)从该基部延伸、(b)被多个互通的选择区分隔并且(c)具有远离该选择板基部的多个外表面。当该第一主表面上的压力大于该第二主表面上的压力时这些选择板元件的外表面接触该分离膜的第二主表面。