[发明专利]具有有限缺陷的膜片组件和相关方法

说明书

一种组件包括平坦陶瓷分段、封装材料和壳体。该组件展现出相对低的压力衰减。提供了一种制备这种组件的方法。

技术领域

一种具有有限缺陷的水过滤组件及相关方法。

背景技术

很多的水含有可能对人类或环境有害的污染物。膜通常用于去除这些污染物。膜元件通常由塑料、聚合物或陶瓷制成，其中的两种材料经常被放置在壳体内以容纳待处理的加压流体。典型地，膜的端部被封装以形成膜组件。膜组件随后进行缺陷测试。当封装后进行测试时，整个组件被确定为可接受或不可接受，不可接受的组件不再使用。而且，当前的陶瓷组件难以实现低的缺陷发生率。此外，陶瓷组件聚焦的当前工艺在于堵塞缺陷，或者使用具有减少的透水性的厚涂层。

过去，陶瓷组件被制成具有多个圆柱形构造的小通道。这些分段是通过挤压含有水的坯体制成的。最近，陶瓷分段通过使用具有多行通道的平坦分段来制造。挤压时，平坦分段通常放置在扁平支架上。

发明内容

本公开寻求提供展现出相对好的完整性的组件，例如通过如本文所述的相对低的压力衰减来显示。本公开还寻求提供制造和使用这种组件的方法。

压力衰减是一种度量，它给出了膜片中缺陷数量的指示。空气通过率的大小给出了缺陷数量的指示，缺陷的尺寸由所施加的压力决定。一段时间内测量的压力衰减率也取决于高压下的空气体积。相同体积的空气通过缺陷时，较大体积的压缩空气衰减较少。在使用中，膜片中的缺陷通路被水穿过膜的好的区域的通路所抵消，这会导致可以穿过缺陷的污染物的稀释。面积的增加导致更多的水穿过好的区域，并稀释通过缺陷的相对贡献。由于膜片的面积A和加压体积V的影响，以下等式可用于确定给定的压力衰减率D是否可接受：

D*V/A＝Δ

其中Δ是独立于设计的压力衰减。这可以基于特定的膜片设计重新设置，以确定可接受的衰减速率：

D＝ΔA/V

在本文献中，A以平方米为单位，V以升为单位，Δ以mBar*L/(m²*min)为单位。当然，也可以使用其他单位，Δ的值随单位而变化。

通常，独立于设计的压力衰减是在特定温度下测量的。除非本文另有说明，否则所提供的独立于设计的压力衰减的值是在25℃下测量的。

在一些实施例中，本公开提供了一种组件，该组件包括：至少两个单独的平坦陶瓷分段，该平坦陶瓷分段包括多行通道，每行具有超过一个通道；将至少两个单独的平坦陶瓷分段保持在一起的封装材料；以及容纳至少两个单独的平坦陶瓷分段和封装材料的壳体。壳体、封装材料和至少两个单独的平坦陶瓷分段限定了过滤组件。当根据以下测试方法测量时，组件被配置为能够提供小于36mBar*L/m²*min的独立于设计的压力衰减：润湿陶瓷并完全去除夹带的空气；向壳体的端口施加1bar压力的空气；并且关闭到端口的空气供应，并且测量温度为25℃的通道中的独立于设计的压力衰减。在某些实施例中，组件可以被配置为能够提供小于18mBar*L/m²*min(例如，根据测试方法小于9.1mBar*L/m²*min，小于4.5mBar*L/m²*min)的独立于设计的压力衰减。

在一些实施例中，本公开提供了一种整体式过滤组件，其包括通过封装材料保持在壳体中的多个单独的陶瓷分段。当根据以下方法测量时，组件被配置为能够提供小于36mBar*L/m²*min的独立于设计的压力衰减：润湿陶瓷并完全去除夹带的空气；向壳体的端口施加1bar压力的空气；并且关闭到端口的空气供应，并且测量温度为25℃的通道中的独立于设计的压力衰减。在一些实施例中，组件可以被配置为能够提供小于18mBar*L/m²*min(例如，小于9.1mBar*L/m²*min，小于4.5mBar*L/m²*min)的独立于设计的压力衰减。