[发明专利]端盖过滤模块、过滤模块及过滤系统

说明书

本发明涉及一种用于过滤模块的端盖(EC)，该端盖(EC)限定一腔室(CH)，且包括由此延伸穿过的一出口通道(OC)，该出口通道(OC)是一空气动力学形元件的一部分或形成一空气动力学形元件，该空气动力学形元件的横截面呈主要从入口指向第一出口(FO)的细长形状，该细长形状部在其两端的宽度小于其中央部分的宽度。本发明还涉及一种端盖(EC)，该端盖(EC)包括入口、第一和第二出口(FO,SO)、以及一种被布置在其第二出口侧在腔室(CH)内的入口与第一出口(FO)之间的导流元件，该导流元件将入口壁(IW)的一部分延伸到第一出口壁(FOW)的对应部分，且该导流元件限定一或多个开口，以允许一部分主液流流向第二出口(SO)。

本发明涉及一种用于过滤模块的端盖、一种设置有这种端盖的过滤模块、以及一种由所述具有端盖的过滤模块组成的过滤系统。

过滤模块可用于流体过滤，且已知具有各种变体。过滤模块通常在外壳中设置有一或多个滤芯，例如在专利US5,494,577中所示的位于外壳中的管状膜，该管状膜将外壳内的空间分成给料侧和渗透侧。

一种类型的过滤模块是基于所谓的死端过滤，其中待过滤的流体被输送到给料侧，由此被输送通过一或多个滤芯，其中固体被捕获在过滤器中，而渗透物(过滤了的流体)被排放在渗透侧。

由于滤芯随着时间的推移而被沾污，每过一段时间需采取至少一次去污措施。常见的去污措施是定期提供流经过滤模块的反冲洗流，以便从过滤器中除去固体，且从过滤模块/过滤系统中带走固体。反冲洗通常是通过使进料和渗透流的流动方向反转而实现的。

在典型的大批量工业应用中，通常将多个过滤模块布置成阵列，且以模块化的方式将其连接，以提供所需的过滤能力。为了连接过滤模块，使用了所谓的顶盖和/或端盖。顶盖和端盖用于提供通向每个过滤模块的给料侧的流路，且提供来自每个过滤模块的渗透侧的流路。这种在其中使用了顶盖/端盖的模块化装置的例子可参见专利US5,405,528。

当设计具有多个过滤模块的过滤系统时，优选满足两个主要的设计准则。第一准则是使过滤系统的封装尺寸最小，第二准则是使多个过滤模块的标准偏差或性能变异最小。第一和第二准则会相互干扰，所以需寻求折衷。

第一准则试图使单位面积的过滤模块数量最大化，从而可在占用最小空间的情况下获得最高的能力。

第二准则涉及过滤系统的全局设置。为了防止过滤模块被过度沾污，全局设置必须基于运行状况最恶劣的模块的沾污速率。运行状况最恶劣的模块是指那些具有最高过滤通量和/或最低反冲洗通量的模块。

因此，理想的情况是每个模块都尽可能在接近平均的状况下运行，这意味着过滤系统的设计应旨在使模块之间的压力差最小。

传统设计包括具有许多侧分支的顶盖，其中过滤模块经由一端盖与一侧分支连接。在这种设计中，仅由顶盖来确定两个过滤模块之间的压力差。可根据过滤模块的数量和预期流速来选择顶盖的尺寸，以获得可接受的压力梯度。虽然端盖会导致液压损失，但由于通过每个过滤模块的流路包括相同数量的端盖，所以这些端盖并未导致过滤模块之间的压力差。因此，这种设计很好地满足了第二准则。不过，就第一准则而言，该设计仍有改进的空间。

在一可选的设计中，由于其目标旨在减小过滤系统的封装尺寸，因而将顶盖和端盖集成在一起，例如如专利US5,405,528所示。这种设计可具有一些优点，例如具有更小的封装和使用更少的部件/材料。然而，在这样设计中，尺寸无法适应过滤模块的数量或预期流速，尤其当端盖的尺寸已被标准化时。该可选设计的一缺点是，由于流经每个过滤模块的流路包括不同数量的端盖，因而在端盖中的摩擦确实造成在过滤模块之间的压力差。

因此，本发明的目的是提供一种端盖，该端盖允许更小的封装，且使过滤模块之间的压力差最小。

根据本发明的第一方面，该目的是通过提供用于过滤模块的端盖而实现的。