[发明专利]用于螺旋卷绕元件的不嵌套、不变形图案

说明书

本发明的实施例提供了用于螺旋卷绕元件的间隔元件的沉积，这些间隔元件防止在元件卷起期间相邻间隔件层的嵌套和供给空间的堵塞。

技术领域

本主题发明涉及一种用于流体组分分离的可渗透膜系统，具体地涉及螺旋卷绕可渗透膜元件。

背景技术

在本领域中已知的螺旋卷绕膜过滤元件包括层压结构，该层压结构包括密封到多孔渗透物载体上或围绕该多孔渗透物载体的膜片，该多孔渗透物载体产生了用于将穿过该膜到中心管的流体移除的路径，同时这个层压结构被螺旋地缠绕在该中心管周围并且用多孔供给间隔件与自身隔开，从而允许流体轴向流过该元件。在这个供给间隔件必须保持敞开以及在该层压结构之间均匀的轴向流动的同时，该供给间隔件还是在轴向流动通道内的流动限制和压降的来源并且还呈现出流动限制区域并且与膜发生接触，这由于生物滋长、结垢、和颗粒捕获而显著易于膜污染。

对螺旋卷绕元件的设计的改进已经由巴里耶(Barger)等人和布雷福德(Bradford)等人披露，这些改进用沉积或直接压印到膜的外侧或活性表面上的岛状物或突出物来代替供给间隔件。这种构型的有利之处在于它保持了用于轴向流过该元件的间距，同时使流动通道内的阻碍最小化。该构型还消除了作为分开部件的多孔供给间隔件，从而简化了元件的制造。标题为“改进的螺旋卷绕元件构造(Improved Spiral Wound ElementConstruction)”的专利公开号US 2016-0008763-A1教导了在膜片的活性表面的背侧或者直接在渗透物载体的表面上应用印刷图案。

以下参考文献(其中的每一个都通过援引并入本文)可以有助于理解本发明：US3962096；US 4476022；US 4756835；US 4834881；US 4855058；US 4902417；US 4861487；US6632357；以及美国申请2016-0008763-A1。

发明内容

本发明的实施例提供了一种用于在螺旋卷绕可渗透膜系统中使用的膜，该系统包括膜，该膜在其表面上布置有间隔特征，其中，这些间隔特征被构造成使得当螺旋卷绕时这些间隔特征阻止间隔件的嵌套。这些间隔特征可以被布置成使得当膜螺旋卷绕时这些间隔特征重叠。

在一些实施例中，这些间隔特征可以包括多个基本上平行的线段，这些线段按不均匀的间隔距离彼此间隔开。该多个线段的第一子集可以按不均匀的间隔距离彼此间隔开，从而形成图案，并且其中，该多个线段的其他子集包括该图案的重复。第一子集可以在从第一个线段到最后一个线段测量的至少6英寸上延伸。第一子集可以在从第一个线段到最后一个线段测量的至少12英寸上延伸。间隔的变化可以小于相邻间隔特征之间的平均距离的15％。

在一些实施例中，这些间隔特征可以包括彼此间隔开并且以不均匀的角度彼此不平行地定向的多个线段。该多个线段的第一子集可以相对于彼此以不均匀的角度定向，从而形成图案，并且其中，该多个线段的其他子集包括该图案的重复。该图案可以延伸达从第一个线段到最后一个线段测量的至少6英寸。该图案可以延伸达从第一个线段到最后一个线段测量的至少12英寸。角度的变化可以小于这些特征相对于该图案的平均角度的15％。

在一些实施例中，这些间隔特征可以包括彼此平行并在该表面上被布置成第一网格的第一多个线段、以及彼此平行并在该表面上被布置成第二网格的第二多个线段，其中，该第一多个线段中的线段不与该第二多个线段中的线段相交，并且其中，该第一多个线段中的线段与该第二多个线段中的线段布置成除了零度的角度。该角度可以至少为1度，但不超过45度。该角度可以是45度。该第一多个线段中的每个间隔特征可以与该第一多个线段中的相邻间隔特征分开不超过四分之一英寸。该第一多个线段中的每个间隔特征可以与该第一多个线段中的相邻间隔特征分开不超过十分之一英寸。

在一些实施例中，这些间隔特征可以包括多个曲线段，这些曲线段按如沿着横穿这些间隔特征的至少一条路径所确定的经测量的不均匀的间隔距离彼此间隔开。