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CN1050769C - 一种带有整体清洗控制阀的流体分离装置 - Google Patents

一种带有整体清洗控制阀的流体分离装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种中空纤维膜片流体分离装置，其有一个整体清洗控制阀或一个清洗流体回流系统，该阀或系统将清洗流体口设在该装置内，除其它用途外，该装置用于将水蒸汽与气流分离。

Description

一种带有整体清洗控制阀的流体分离装置
本发明涉及带有整体清洗控制阀或特定清洗流体回流装置的一种中空纤维膜片流体分离装置，这种装置将清洗流体口安置在该装置内部。该装置除其它用途外主要用于将水蒸汽与气流分开。
已知现已采用了各种中空纤维膜片流体分离装置来分离流体混合物。通常，所设计的这些流体分离装置是使流体混合物在压力下与其内的中空纤维膜片接触，以便使流体混合物的一种或多种成分进行渗透。在接触时，中空纤维膜片让流体混合物中较容易渗透的部分渗入到中空纤维膜片的渗透侧，而将流体混合物中不易渗透成分的相当大的一部分留在了中空纤维膜片的非渗透侧。经渗透的和非渗透的成分分别经至少一个的渗流出口和至少一个的非渗流出口清出或回收。
在某些情况下，所设计的流体分离装置在中空纤维膜片的渗透侧提供有清洗流体。在中空纤维膜片的渗透侧采用清洗流体在某种气体分离过程中例如气体脱水过程中是有益的，因为，在此种场合，可渗透成分例如水蒸汽中气体的渗透率是很高的，很高的渗透局部压力便会在膜片的渗透侧建立起来。因为渗透成分的高的渗透局部压力会限制流体分离装置中的中空膜片纤维的渗透及分离潜力，那么将局部压力低的清洗流体引入渗透侧则会降低渗透成分的局部压力，从而可使流体混合物更彻底地洗提出较易渗透的成分。
有利于提供清洗气体的流体分离装置一般包括在一壳体内的环形中空膜片纤维束，而壳体有一流体供给进口，一个非渗流出口，一个渗流出口和一个清洗气体进口。美国专利例如3499062，4718921，5108464及5026479等公开了这种流体分离装置。但是，这些流体分离装置需要安装外部的管路及阀，以用于调节供给清洗气体进口的清洗气体的流量。在流体分离装置外部安装清洗气体的支管，则会加大流体分离装置的尺寸及增加其复杂性。
因此，本发明的目的是提供一种装置，利用该装置，即可使流体分离装置运转而无需安装外部的管路及阀。
本发明的另一目的是提供一种装置，利用该装置，带有清洗装置的流体分离装置可以容易地实施与操作。
根据本发明的一个实施例，对于本技术领域里的普通技术人员是显而易见的上述及其它目的是由一种流体分离装置实现的，该装置包括：
(a)一个长长的内芯件；
(b)带有渗透侧及非渗透侧包围着一段该长长的内芯件的中空纤维膜片束，
(c)带有一阀体的整体清洗控制阀，该阀体限定至少
一个通道，该通道与该中空纤维膜片束的非渗透侧相通，该至少一个的通道的末端带有至少一个非渗流出口和至少一个清洗流体口，而该至少一个的清洗流体口可将在该至少一个的通道中的非渗流的至少一部分输送至该中空纤维膜片束的该渗透侧；该控制阀还带有一个流体流量控制装置，或一个流体流量限制器，用以调节来自该至少一个通道的非渗流进入该至少一个的清洗流体进口的流量；
(d)带有至少一个流体供给进口和至少一个渗流出口的壳体，该壳体包围着该中空纤维膜片束，其至少有一端容纳着该整体清洗阀。
根据本发明的另一个实施例，对于本技术领域里的普通技术人员是显而易见的上述那些及共它目的是由一种流体分离装置来实现的，它包括：
(a)一个长长的内芯件；
(b)带有渗透侧和非渗透侧的中空纤维膜片束，其至少有一部分包围着该长长的内芯件的一段长度；
(c)封着该中空纤维膜束组两端的至少二个管板，上述长长的内芯件有一端由该管板之一通出去，以允许流体进、出内芯件；
(d)与该管板之一连接的一个回流装置，该回流装置的本体包围着该管板之一，该本体限定至少一个通道，该通道与该中空纤维膜片束的非渗流侧相通，该至少一个的通道的末端至少有一个非渗流出口，至少有一个清洗流体口或室通过至少一个节流孔与该至少一个的通道是流体相通的，该至少一个的清洗流体口或室可以将在该至少一个的通道中的非渗流的至少一部分输送至该中空纤维膜片束的该渗流侧；
(e)包围着该中空纤维膜片束及回流装置的壳体，该壳体的两端由限定一个渗流出口，流体供给进口和/或非渗流出口的封闭装置封起来，上述进出口与上述至少一个的通道是流体相通的。
设置两个管板，用于封闭该中空纤维膜片束的两端及将中空纤维膜片束的非渗流侧与清洗/渗流侧分开。介于该至少一个的清洗流体口和该中空纤维膜片束的该渗透侧之间的那个至少一个的管板被分开，以便使清洗流体口与中空纤维膜片束的渗流侧是流体相通的。另外，可用一基本为非透性的薄膜屏障来基本上封住暴露的中空纤维膜片的整个纵向长度，但在中空纤维膜片束之一端处的圆周区域是未封住的。这里所用的术语“流体分离装置”可以指任何装置、组件或系统，用以从流体混合物中分离出一种或多种流体成分。
这里所用的术语“整体清洗控制阀”意指与流体分离膜片装置结为整体的阀，用以将扫气的可控流供给该装置内部。
这里所用的术语“暴露的中空纤维”意指位于管板之间的中空纤维膜片束的外表面的整个长度。
这里所用的术语“流体混合物”意指液体混合物，气体混合物或气体和液体的混合物。
图1为按照本发明的一个实施例制成的具有一整体清洗控制阀的流体分离装置的剖视图；
图2为按照本发明的一个实施例制成的计量式整体清洗控制阀的剖视图；
图3为按照本发明的一个实施例制成的开/关式整体清洗控制阀的剖视图；
图4为按照本发明的一个实施例制成的固定孔式整体清洗控制阀的剖视图；
图5为按照本发明的一个实施例制成的带有固定孔的流体分离布置的剖视图；
图6为按照本发明的一个实施例制成的带有用于孔侧供给布置的整体清洗控制阀的流体分离装置的剖视图。
本发明的一个方面在于提供一种与中空纤维膜片流体分离装置结合为一整体的清洗控制阀。本发明的另一方面在于提供一种与一中空纤维膜片束结合为整体的产品回流系统。该阀及回流系统设计得可输送特定量的清洗液至膜片的渗透侧而无需外部管道及阀。因为清洗气体在流体分离装置中流动，则可使流体分离装置要求采用较少的外部连接件，换句话说，在流体分离装置的壳体中不需设置与外部管路及阀相联结的至少一个的清洗流体进口，因为在该流体分离装置内，该整体清洗阀和回流系统可使清洗流体供给至膜片的渗流侧。
参照附图描述了带有整体清洗阀或回流系统的较佳的流体分离装置，但是，很容易理解，较佳实施例的描述绝不能将对本技术领域里的普通技术人员是显而易见的较佳的流体分离装置、整体清洗控制阀和回流系统的各种变型排除在外。
图1中示出一个用于将流体混合物引入到中空纤维膜片的壳体侧即外表面的较佳流体分离装置的剖视图。该流体分离装置包括壳体(1)，它至少有一个流体供给进口(18)和至少一个渗流出口(17)，并包围着缠绕在一个内芯件(5)上的环形中空纤维膜片束(2)。中空纤维膜片束(2)的两端用管板(6及14)封住，同时，内芯件至少有一端由一个管板(6或14)通出去。在管板(6和14)之间的暴露的中空纤维膜片束可用一基本上是非渗透性的薄膜屏障(15)封起来，但在靠近中空纤维膜片束(2)一端有一非封住的圆周区域(13)。壳体(1)的一端有一用于环形中空纤维膜片束(2)的机械支撑件(4)和可能至少是一个的开孔(17)，用于移送至少一个渗流。壳体的另一端有一整体清洗控制阀(20)，其限定了至少一个非渗流的出口(11)。该整体清洗控制阀设计得可将清洗液引入中空纤维膜片束的孔中。整体清洗控制阀(20)以一种防流体渗漏的关系例如由诸如O形密封环，细纹，机械密封，衬垫和/或粘结等密封装置(7和16)连至壳体(1)和/或管板(6)。阀体(10)外表面至少有一部分最好设计得可以以一种防流体渗漏的关系插入壳体(1)中，而限定至少一个通道(21)的阀体(10)的至少一部分设计得可以紧密地插入由管板(6)限定的一个孔中。
至少一个通道(21)通过内芯件(5)的内表面与该中空纤维膜片束(2)的非渗流侧相通。通道(21)的末端至少有一个非渗流出口(11)和至少一个清洗流体口(12)。清洗流体口(12)至少能够将通道(21)中的非渗流的一部分传至渗流侧，即至该中空纤维膜片束的孔中。中空纤维膜片束的渗流侧通过分开管板(6)向清洗液口(12)敞开。在通道(21)，非渗流出口(11)和/或清洗流体口(12)中，可放置任一种流体流量控制装置(8)和密封装置(9)，以便对来自通道(21)的非渗流进入该清洗流体口(12)的流量进行调节。
在图2至图3中，示出了各种较好的流体流量控制装置(8)。图2和图3所示，流体流量控制装置(8)包括一个阀杆，其从阀体(10)的外部垂直地伸入通道(21)和该至少一个的清洗流体口(12)的一部分中。至少阀杆的一个端部置于清洗流体口(12)的进口内。在图2中，至少阀杆的该端部逐渐变细，即为渐小的锥形，以便在清洗流体口(12)的内壁面和阀杆的外表面之间形成一个间隙或一个通道。该间隙或通道即可允许通道(21)中的非渗流流入清洗流体口(12)中。该间隙或通道通过使阀杆上、下移动而离开或伸入清洗流体口(12)而扩大或收缩。在图3中，阀杆的一端，其横截面积或其直径小于清洗流体口(12)的进口。该阀杆的其余部分，特别是恰在该端部上部的那一部分，其横截面积或直径大于清洗流体口(12)的进口。这种形状的阀杆可通过上提或下压阀杆使其离开或进入清洗流体口(12)而使清洗流体口的进口关闭或打开。图2和图3中的阀杆可枢转或旋转，以便调节阀杆进出清洗流体口(12)的运动。除示于图2和图3中的阀杆外，也可采用其它类型的流体流量控制装置，如针形阀或球形阀来调节流体至清洗流体口的流动。
作为一种流体流量控制装置的替代装置，也可以采用例如诸如图4中所示的节流孔那样的流体流量限制器(23)来将通道(21)中的非渗流输入清洗流体口(12)中。可允许通道(21)与清洗流体口相通的节流孔要严格地予以设计，以获得一可控的回流率，即一个可控的清洗流体口(12)的非渗流流量。节流孔的尺寸或直径取决于所希望的或所要求的具体的流动速率的大小，是由膜片性能，所希望得到的产品(所希望的产品的干燥程度)，非渗流压力和渗流压力确定的。例如，在100psig的压缩机排气压力，90°F的气体温度及大气渗透压力下，则某一特定的膜片流体分离装置便需要将特定量的清洗气体通入清洗流体(12)中，以得到-40°F气体露点。因为产品压力比渗流压力大得多，所需要的节流孔的尺寸可依临界流量计算来确定，从而获得所需的清洗气体流量。
在图5中，示出了有与中空纤维膜片束(2)连在一起的产品回流装置的另一较佳流体分离装置的剖视图。该装置可使流体分离装置在无整体清洗控制阀的情况下即可工作。该流体分离装置包括一中空纤维膜片束(2)，该膜片束缠绕在带有孔(19)的一个长内芯件(5)的外表面上。可提供一基本上是非渗透性的薄膜屏障(15)以基本上将暴露的中空纤维膜片束(2)的整个纵向长度封住，但还有未封住的圆周区域(13)。中空纤维膜片束(2)的两端用管板(6和14)封住，而内芯件至少有一端由一个管板，即管板(6)中通出。管板(6和14)被分开(severed)，以使中空纤维孔敞开。在中空纤维膜片束的一端，设有一产品回流装置(24)。产品回流装置(24)的本体(22)用密封装置(3)以防止流体渗漏的关系连接在一个管板上(6或14)，以便围住一个管板(6或14)。本体(22)限定至少一个通道(38)和一个清洗流体口或一个室(28)。通道(38)经内芯件与中空纤维的非渗透侧(壳体侧)是流体相通的，而清洗流体口或室(28)是与中空纤维膜片束(2)的渗透侧(孔)是流体相通的。清洗流体口或室(28)通过位于该流体口或室(28)进口处的节流孔(26)与通道(38)流体相通。壳体1包围着带有回流装置(24)的中空纤维膜片束(2)。中空纤维膜片束(2)由一机械支撑件(40)和限定非渗流出口(11)和流体供给进口(18)的第一封闭装置(30)保持在壳体(1)中。连至处于中空纤维膜片束一端的管板的回流装置(24)，可用密封装置(34)以一种防流体渗漏的关系连至第一封闭装置(30)，以便使回流装置(24)的通道(38)与非渗流出口(11)流体相通。在壳体(1)的另一端，设有限定渗流出口(17)的第二封闭装置(40)。第一和第二封闭装置可用任何非渗透性材料制成。
图6示出了用于将流体混合物引入中空纤维膜片的孔中的另一较佳的流体分离装置的剖视图。该流体分离装置包括壳体(1)，该壳体至少有一个流体供给进口(18)和至少一个渗流出口(17)并包围着环形中空纤维膜片束(2)，而该膜片束缠绕在带有孔(19)的内芯件(5)上。该中空纤维膜片束(2)的两端用管板(6和14)封起来，同时，内芯件(5)至少有一端由一个管板(6或14)中通出来。在管板(6和14)之间的所暴露的中空纤维膜片束可用一基本上是非渗透性的薄膜屏障(15)封起来，但靠近中空纤维膜片束(2)两端中之一端的圆周区域(13)是非封闭的。靠近该非封闭起来的圆周区域(13)处，设置一壳端封闭装置(40)，该装置限定至少一个混合流体供给进口(18)。壳端封闭装置(40)的外表面由诸如O形密封环，螺纹，机械密封，衬垫和/或粘结等密封装置(42)紧密配合地装入壳体中。在壳体的另一端有一个整体清洗控制阀(20)，该阀至少限定一个非渗流出口(11)。该整体清洗控制阀设计得可将清洗流体引入壳体侧，即中空纤维膜片的外表面。该整体清洗控制阀(20)由例如诸如O形密封环，螺纹，机械密封，衬垫和/或粘结等密封装置(7和16)以一种防流体渗漏的关系连结至壳体(1)和/或管板(6)。阀体(10)的外表面的至少一部分最好设计得以防流体渗漏的关系插入壳体中，而限定至少一个清洗流体口(12)的阀体(10)的至少一部分设计得可以防流体渗漏的关系插入由管板(6)限定的一个孔中。管板(6和14)也用密封装置(3)与壳体(1)的内表面紧配合地连接起来。
由阀体(10)限定的至少一个通道(21)与非渗流侧即中空纤维膜片束(2)的孔相通。中空纤维片孔通过分开(severing)管板(6和14)是向混合液供给进口(18)及通道(21)敞开的。通道(21)的末端至少有一个非渗流出口(11)及至少一个清洗流体口(12)。清洗流体口(12)能将通道(21)中的非渗流的至少一部分通过内芯件(5)传至渗流侧，即该中空纤维膜片束(2)的壳体侧。在通道(21)处，在非渗流出口(11)处和/或清洗流体口(12)处，可以放置任何流体流量控制装置(8)或如示于图4和图5中的任何流体流量限制器(23)，以便对来自通道(21)进入该清洗流体口(12)的非渗流体流量加以调节。例如，可将流体流量控制装置(8)的阀杆沿纵向由阀体的外面伸入清洗流体口(12)的内部。阀杆为渐缩锥形，因而在清洗流体口(12)内壁面与阀杆外表面之间形成间隙或通道。该间隙或通道可允许在通道(21)中的非渗流流入清洗流体口(12)。
包围着长长的内芯件(5)的环形中空纤维膜片束(2)可以是螺旋形地环绕在内芯件外面的中空纤维膜片束。中空纤维膜片可以以与平行于内芯件的一条线成任何角度地缠绕在内芯件(5)的周围，不过，最好是以30°角或更大的角度缠绕。该中空纤维膜片可以是厚壁式的，非对称式的或复合膜片式的。这种厚壁式的，非对称式的，或复合式的膜片在本技术领域是众所周知的，例如可参见美国专利Nos.5108464；4718921；4844719；4497640；4783201及5026479等等。这些专利通过参考结合在本文中。
然而在某些情况下，复合膜片式的中空纤维膜片是较好的。要生产这种复合中空纤维膜片，首先要通过任何已知的方法，例如可参见I.Cabasso，＂Hollow Fiber membrances＂，Kirk-Othmer：Enc.of Chem.Tech.，12，Third Ed.，pp492-517(1980)and I.Cabasso，＂Membrances＂Enc.ofpol.Sc.& Eng.，9，Second Ed.，pp509-579(1987)等来生产渗透式的也即多孔的中空纤维。渗透式的或说多孔的中空纤维可用任何已知的无机的和/或有机的材料，其中也包括美国专利No.5026479中所提供的材料制成。所希望的中空纤维成品的壁厚，微孔横截面平均直径以及其外径的大小通常取决于膜片的用途。一旦形成了所希望的多孔中空纤维，便会在中空纤维表面上形成一层前述的薄薄的膜片构成材料。利用已知的程序其中包括美国专利No.4467001所提出的程序便可完成此道工序，例如，将膜片构成材料的溶液涂于中空纤维的表面上，从而沉积出一层完美光洁的干燥层。
所用的内芯件(5)可以是长长的管子，其至少在靠近其两端的一端处有孔，以允许流体在中空纤维件的外表面和管子的内芯间流动。这些孔的大小，数量、位置取决于装置的大小，在非渗流侧的流体流动速度以及流体流动构形，例如是逆流，顺流和交叉流。例如，在逆流构形的情况下，一般将孔布于两管板间纵向长度的约百分之一或少一些至约百分之二十五的长度范围内。而在交叉流构形的情况下，一般将孔布于内芯件整个纵向长度上。这些孔可以是钻成的孔，切出的槽或其它形式的排孔。孔所占的横截面积基本上由压力降的要求所确定，最好保持为可接受的最小横截面，并使孔靠近管板，以保证获得最佳的流体动力学。管可由任何非渗透性材料制成，例如金属，玻璃，木材，塑料复合层板等等。
如图1，图5，图6所示，靠近孔处，设置至少一个管板，将中空纤维膜片束(2)两端之一端封起来，在另一端设置另一个管板，使中空纤维膜片束(2)的两端都封在管板中，同时内芯件例如管子的至少一端由一个管板例如管板(6)中通出来，以允许流体进、出管子。用O形密封环将封住组件(2)两端的管板紧密地连到壳体(1)上。至少一个管板例如管板(6)，最好是两个管板，是分开的，以便使中空纤维孔是敞开的。管板可由任何非渗透性材料例如环氧树脂制成。
除了靠近一个管板例如管板(14)的圆周区域外，在二个管板中间的暴露的中空纤维的整个纵向长度可以用包括一层或多层薄膜的基本上是非渗透性的，最好是柔性的阻挡层紧密地封起来。该基本为非渗透性的柔性薄膜包裹物或薄膜阻挡层可以由任何成份构成的，例如聚烯烃薄膜或聚偏二氯乙烯薄膜。非渗透性薄膜还可以是用无害溶剂浇成的非渗透涂层材料。作为一个替换方案，也可通过使一塑料收缩套收缩而在膜片束件的外表面的周围加一非渗透性的阻挡层。可在管板构成之前加此阻挡层，如果需要，可将其一端嵌入管板中，或者在管板构成之后，将其加到中空纤维束上。如已指出的，该柔性包裹薄膜并不覆盖在中空纤维束的整个表面上。在与芯管有孔的那一端相对的一端，靠近该相对的管板附近的中空纤维束的一部分是不被覆盖的，以提供气体进口或流体出口。该未被覆盖的间隙的宽度可为各种尺寸，但一般约为两个管板间纵向长度的1％或少些到约25％，最好是约1-5％。为获得最佳的流体动力特性，应将此间隙的尺寸保持最小，但该尺寸还要由最小的压力降的要求来确定，因为过窄的间隙会招致严重的压力降。
包围缠绕在内芯件上的中空纤维薄膜的整个纵向长度的壳体可是圆筒形的或其它几何形状的，并能承受高压和/或高、低温。该壳体可延伸超过中空纤维膜片束的整个纵向长度而可容纳管板，并还可能容纳整体清洗控制阀(取决于整体阀或壳体是否装入壳体或整体阀)和壳体封闭装置(取决于封闭装置是否装入壳体或壳体是否装入封闭装置)。
在图1所示的流体分离装置的实例中，流体经进口(18)供给该装置。薄膜阻挡层(15)迫使流体沿膜片束装置的全长流动，直至达到敞开区域(13)。利用在管板(6)和(14)上的O形密封环(3)，可防止流体从膜片装置的两端流出。非渗透的流体不断流经未覆盖的部分(13)并向下流经精选孔(19)，与此同时，流体的容易渗透的部分渗透到中空纤维束的孔上即其渗透侧。非渗透流体然后经管板(6)中的孔和阀体(10)中的至少一个通道(21)再经口(11)离开。O形密封环(16)可防止非渗透流体直接进入管板(6)的敞开孔侧。借助调节阀杆(8)，在阀体(10)的至少一个通道(21)中的非渗流流体的一部分经过至少一个的清洗流体口(12)流入中空纤维的孔中，由O形环(7)和(16)密封住的清洗流体沿中空纤维的孔流动并与渗流部分一起从出口(17)流出。
在图5所示的流体分离装置的实例中，流体经进口(18)供给该装置。薄膜阻挡层(15)迫使流体沿膜片组装置的全长流动，一直达到敞开区域(13)。利用在管板(6)和(14)上的O形密封环(3)，可防止流体从膜片装置的两端流出去。当流体不断流经该非覆盖区(13)及向下流经精选孔(19)时，流体中较为容易渗透的部分就渗到中空膜片的孔上即其渗透侧。非渗透流体经管板(6)中的孔及回流装置(24)的至少一个的通道(38)从非渗流出口(11)流走。利用O形密封环(16)，可防止非渗流流体直接进入管板(6)的敞开孔侧。通过规定尺寸的节流孔(26)，在至少一个的通道(38)中的非渗透流体的一部分经与中空纤维束两开口端相通的清洗流体口或室(28)输送到中空纤维膜片的孔上。被O形环(3)和(16)密封住的清洗气体沿中空纤维膜片孔流动，并随渗透部分从出口(17)流出。
在图6所示的流体分离装置的实例中，流体经进口(18)供给中空纤维膜片孔。流体沿膜片束装置(2)的全长流动一直达到整体清洗控制阀(20)中的至少一个的通道(21)。利用O形密封环(3和16)，可以防止非渗流流体直接进入管板(6和14)的敞开壳体侧即其渗流侧。非渗流液体于是经过整体清洗控制阀(20)的至少一个通道(21)再经非渗流出口(11)流走。借助调节阀杆(8)，整体清洗控制阀(20)的通道(21)中的非渗流流体的一部分经过清洗流体口(12)和内芯件(5)上的孔流入中空纤维膜片束的壳体侧，即其渗流侧。从内芯件(5)的孔中流出的清洗流体，因为薄膜阻挡层(15)在封着中空纤维膜片束(2)的暴露的表面被迫沿纤维膜片束(2)的全长流动。清洗流体和渗流流体部分经中空纤维膜片束(2)的敞开区域(13)和渗流口(17)流出。
虽然参照某些实施例，对本发明作了详细的描述，但本技术领域里的普通技术人员会知道本发明还有其它实施例，其均会落于本权利要求的精神及范围之内。

Claims (8)

1.一种流体分离装置，它包括：
(a)一个长长的内芯件；
(b)带有渗透侧及非渗透侧并至少局部包围着一段该长长的内芯件的中空纤维膜片束，
(c)带有一阀体的整体清洗控制阀，该阀体限定至少一个通道，该通道与该中空纤维膜片束的非渗透侧相通，该至少一个的通道的末端带有至少一个非渗流出口和至少一个清洗流体口，而该至少一个的清洗流体口可将在该至少一个的通道中的非渗流的至少一部分输送至该中空纤维膜片束的该渗透侧；该控制阀还带有一个流体流量控制装置，或一个流体流量限制器，用以调节或限定来自该至少一个通道的非渗流进入该至少一个的清洗流体口的流量；
(d)带有至少一个流体供给进口和至少一个渗流出口的壳体，该壳体包围着该中空纤维膜片束，该壳体至少有一端容纳着该整体清洗阀。
2.按照权利要求1所述的流体分离装置，其特征在于，该流体流动控制装置包括一个阀杆，该阀杆从阀体的外部伸入该至少一个的清洗气体口的至少一部分，该阀杆有渐缩的锥形，从而在阀杆外体与该至少一个的清洗流体口的内表面之间形成至少一个通道。
3.按照权利要求1所述的流体分离装置，其特征在于，该流体流量限制器是位于该至少一个的清洗流体口进口处的一个节流孔。
4.按照权利要求1所述的流体分离装置，其特征在于，该长长的内芯件包括一个中心管，在该中心管靠近该整体阀位置处的壁上布有排孔，该排孔在该中空纤维膜片束的内表面和该中心管的外表面之间提供流体流通通道。
5.按照权利要求4所述的流体分离装置，其特征在于，它还包括一个基本上是非渗透性的薄膜阻挡层，该阻挡层基本上覆盖了该中空纤维膜片束的整个纵向长度，但在中空纤维膜片束一端处的圆周区域未予覆盖。
6.按照权利要求5所述的流体分离装置，其特征在于，它还包括能经其中传送流体并封住该中空纤维膜片束两端的管板，至少该管板之一介于该至少一个的清洗流体口和该中空纤维膜片束的该渗流侧之间。
7.按照权利要求6所述的流体分离装置，其特征在于，它还包括位于整体阀本体装置的外表面与壳体内表面之间的密封。
8.一种流体分离装置，它包括：
(a)一个长长的内芯件；
(b)带有渗透侧和非渗透侧的中空纤维膜片束，其至少有一部分包围着该长长的内芯件的一段长度；
(c)封着该中空纤维膜片束两端的至少二个管板，上述长长的内芯件的一端由该管板之一通出去，以允许流体进、出内芯件；
(d)与该管板之一连接的一个回流装置，该回流装置的本体包围着该管板之一，该本体限定至少一个通道，该通道与该中空纤维膜片束的非渗流侧相通，该至少一个的通道的末端至少有一个非渗流出口，至少有一个清洗流体口或室通过至少一个节流孔与该至少一个的通道是流体相通的，该至少一个的清洗流体口或室可以将在该至少一个的通道中的非渗流的至少一部分输送至该中空纤维膜片束的该渗流侧；
(e)一个包围着该中空纤维膜片束及回流装置的壳体，该壳体的两端由限定一个渗流出口，流体供给进口和/或非渗流出口的封闭袋置封起来，上述进、出口与上述至少一个的通道是流体相通的。
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DE (1) DE69501909T2 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8837669B2 (en) 2003-04-25 2014-09-16 Rapiscan Systems, Inc. X-ray scanning system
US8885794B2 (en) 2003-04-25 2014-11-11 Rapiscan Systems, Inc. X-ray tomographic inspection system for the identification of specific target items
US9020095B2 (en) 2003-04-25 2015-04-28 Rapiscan Systems, Inc. X-ray scanners
US9048061B2 (en) 2005-12-16 2015-06-02 Rapiscan Systems, Inc. X-ray scanners and X-ray sources therefor
US9113839B2 (en) 2003-04-25 2015-08-25 Rapiscon Systems, Inc. X-ray inspection system and method

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5525143A (en) * 1994-10-17 1996-06-11 Air Products And Chemicals, Inc. Hollow fiber membrane dryer with internal sweep
US5500036A (en) * 1994-10-17 1996-03-19 Air Products And Chemicals, Inc. Production of enriched oxygen gas stream utilizing hollow fiber membranes
US5641337A (en) * 1995-12-08 1997-06-24 Permea, Inc. Process for the dehydration of a gas
US5837033A (en) * 1996-03-29 1998-11-17 Praxair Technology, Inc. Hollow fiber membrane separation apparatus
FR2751894B1 (fr) * 1996-07-31 1998-09-18 Jacob Jacques Procede de fabrication de gaz comprime sec, notamment d'air comprime sec, dispositif pour sa mise en oeuvre et son application a usage medical
DE19716752C1 (de) * 1997-04-11 1998-06-18 Geesthacht Gkss Forschung Vorrichtung zum Filtern und Trennen von flüssigen und gasförmigen Medien und/oder zum Trocknen gasförmiger Medien
US6117210A (en) * 1997-04-29 2000-09-12 Praxair Technology, Inc. Solid electrolyte systems for producing controlled purity oxygen
US5955353A (en) * 1997-05-22 1999-09-21 Excorp Medical, Inc. Hollow fiber bioreactor with an extrafilament flow plug
US6879341B1 (en) 1997-07-15 2005-04-12 Silverbrook Research Pty Ltd Digital camera system containing a VLIW vector processor
AT405971B (de) * 1997-09-10 2000-01-25 Hygrama Ag Membrantrockner für feuchte luft
DE19839057A1 (de) * 1998-08-28 2000-03-02 Koch Berthold Spülluft-Regler für eine Trockenvorrichtung für Druckluft
US6180168B1 (en) 1999-02-01 2001-01-30 Air Products And Chemicals, Inc. Process for the manufacture of a membrane device with internal sweep
EP1235631A4 (en) * 1999-11-12 2005-10-19 Porous Media Corp COMPRESSED GAS SYSTEMS USING A VARIABLE PRESSURE MEMBRANE AIR DEHYDRATOR AND METHOD FOR CARRYING OUT THE SAME
KR100331628B1 (ko) * 1999-11-29 2002-04-09 이계안 차량의 연료 증발가스 제어 시스템
JP3816289B2 (ja) * 2000-02-18 2006-08-30 ナブテスコ株式会社 中空糸膜式除湿装置
JP2001239125A (ja) * 2000-03-01 2001-09-04 Nabco Ltd 中空糸膜式除湿装置
US6814780B2 (en) * 2001-05-02 2004-11-09 L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Hollow fiber membrane gas separation cartridge and gas purification assembly
US6755894B2 (en) 2001-05-02 2004-06-29 Praxair Technology, Inc. Hollow fiber membrane gas separation cartridge and gas purification assembly
US6776820B2 (en) 2001-07-10 2004-08-17 Praxair Technology, Inc. Integral hollow fiber membrane gas dryer and filtration device
US6740140B2 (en) * 2001-09-07 2004-05-25 Praxair Technology, Inc. Hollow fiber membrane system assembly with an internal reflux system
US6764529B2 (en) * 2002-07-01 2004-07-20 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Membrane gas dehydrating apparatus for gas controlled and powered systems
US7025805B2 (en) * 2002-07-05 2006-04-11 Power & Energy, Inc. Hydrogen diffusion cell assembly with internal flow restrictor
DE10259661A1 (de) * 2002-10-16 2004-04-29 Beko Technologies Gmbh Hohlfaser-Modul
US6881245B2 (en) * 2002-10-18 2005-04-19 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Membrane air dryer and method of mounting a membrane dryer to a vehicle
US6923845B2 (en) * 2002-10-18 2005-08-02 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Membrane air dryer for vehicle air brake system
US7081153B2 (en) * 2003-12-02 2006-07-25 Honeywell International Inc. Gas generating system and method for inerting aircraft fuel tanks
US20050211097A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Thomas Eckman Apparatus for permeate side sweep of fiber membrane permeators
US7753991B2 (en) * 2004-07-30 2010-07-13 Kertzman Systems, Inc. Water transport method and assembly including a thin film membrane for the addition or removal of water from gases or liquids
US8147594B2 (en) * 2006-02-01 2012-04-03 New York Air Brake Corporation Air dryer for a brake system
US7678177B2 (en) * 2006-09-12 2010-03-16 New York Air Brake Corporation Membrane air dryer and sweep valve
CA2663724A1 (en) * 2006-09-22 2008-04-03 Porous Media Corporation Helically wound hollow fiber membrane module with modified ends
US8448925B2 (en) * 2006-10-17 2013-05-28 Mks Instruments, Inc. Devices, systems, and methods for carbonation of deionized water
US7938884B2 (en) * 2007-01-31 2011-05-10 Spx Corporation Integral sweep controller for gas membrane separation device
US8066801B2 (en) * 2007-04-24 2011-11-29 New York Air Brake Corporation Sweep air system for membrane air dryer
US20090049983A1 (en) * 2007-08-22 2009-02-26 Flair Corporation, A Delaware Corporation Energy management system for membrane separation device
BRPI0921098B1 (pt) 2008-11-13 2019-04-30 Whitefox Technologies Limited Processo para uma vedação de módulos de membrana.
EP2226112A3 (en) * 2009-02-20 2010-10-20 Parker Hannifin Corporation Air Dryer for Electrical Enclosures
US7875176B2 (en) * 2009-03-06 2011-01-25 Porous Media Corporation Membrane module for fluid filtration
US9340297B2 (en) * 2013-02-19 2016-05-17 The Boeing Company Counter-flow gas separation modules and methods
CN104226118B (zh) * 2013-06-09 2019-01-08 陶氏环球技术有限责任公司 端盖包括一体阀的过滤器模块
RU2595699C1 (ru) * 2015-06-05 2016-08-27 Публичное акционерное общество "Газпром" Мембранный газоразделительный модуль
ES2848117T3 (es) 2015-06-09 2021-08-05 Evonik Fibres Gmbh Cartucho de membranas de fibras huecas y módulo para la separación de fluidos
CA2994035C (en) 2015-07-30 2023-04-25 Evonik Fibres Gmbh Flexibly adaptable membrane cartridges for the separation of fluids
CN107605711A (zh) * 2017-10-27 2018-01-19 重庆华晨智创数控设备有限公司 设置在膜干机内的导气阀
CN107860169A (zh) * 2017-10-27 2018-03-30 重庆华晨智创数控设备有限公司 冷风射流机
CN107638780B (zh) * 2017-10-27 2023-06-06 重庆华晨智创数控设备有限公司 设在多级冷风射流机上的膜干机
GB201818934D0 (en) 2018-11-21 2019-01-02 Parker Hannifin Emea Sarl Device for separating components of a gas mixture
AU2022321663A1 (en) 2021-08-03 2024-03-14 Evonik Operations Gmbh Apparatus and method for simultaneously treating different fluctuating gas flows
WO2024156842A1 (de) 2023-01-27 2024-08-02 Evonik Operations Gmbh Apparat und verfahren zur simultanen behandlung verschiedener schwankender gasströme in bereich der methanisierung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5026479A (en) * 1990-02-13 1991-06-25 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Fluid separation device
US5108464A (en) * 1989-09-19 1992-04-28 Bend Research, Inc. Countercurrent dehydration by hollow fibers
US5160514A (en) * 1991-12-12 1992-11-03 Bend Research, Inc. Sweep valve for dehydration valve

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0192143B1 (en) * 1985-02-09 1996-01-10 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Permeable polymer membrane for desiccation of gas
US4728429A (en) * 1985-06-27 1988-03-01 Israel Cabasso Membrane permeation process for dehydration of organic liquid mixtures using sulfonated ion-exchange polyalkene membranes
EP0263212B1 (en) * 1986-10-08 1990-12-27 Ube Industries, Ltd. Method for removing water vapor from water vapor-containing gas
US4846977A (en) * 1986-10-21 1989-07-11 The Dow Chemical Company Method and device for separating polar from non-polar liquids using membranes
US4752305A (en) * 1986-10-30 1988-06-21 The Dow Chemical Company Device and method for separating individual fluids from a mixture of fluids
US4783201A (en) * 1987-12-28 1988-11-08 Rice Arthur W Gas dehydration membrane apparatus
JPH0283015A (ja) * 1988-09-20 1990-03-23 Marutani Kakoki Kk 気体の脱湿法
US4880534A (en) * 1988-09-26 1989-11-14 Burrows Bruce D Reverse osmosis water purification system with improved pressure relief valve
US4961760A (en) * 1989-02-09 1990-10-09 The Dow Chemical Company Hollow fiber membrane fluid separation device adapted for boreside feed
US5002590A (en) * 1989-09-19 1991-03-26 Bend Research, Inc. Countercurrent dehydration by hollow fibers
US5192437A (en) * 1990-08-20 1993-03-09 Koch Membrane Systems, Inc. Spiral filtration module with improved cleanability and operating efficiency
US5176725A (en) * 1991-07-26 1993-01-05 Air Products And Chemicals, Inc. Multiple stage countercurrent hollow fiber membrane module
US5160042A (en) * 1991-11-05 1992-11-03 Praxair Technology, Inc. Double ended hollow fiber bundle and fluids separation apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5108464A (en) * 1989-09-19 1992-04-28 Bend Research, Inc. Countercurrent dehydration by hollow fibers
US5026479A (en) * 1990-02-13 1991-06-25 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Fluid separation device
US5160514A (en) * 1991-12-12 1992-11-03 Bend Research, Inc. Sweep valve for dehydration valve

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8837669B2 (en) 2003-04-25 2014-09-16 Rapiscan Systems, Inc. X-ray scanning system
US8885794B2 (en) 2003-04-25 2014-11-11 Rapiscan Systems, Inc. X-ray tomographic inspection system for the identification of specific target items
US9020095B2 (en) 2003-04-25 2015-04-28 Rapiscan Systems, Inc. X-ray scanners
US9113839B2 (en) 2003-04-25 2015-08-25 Rapiscon Systems, Inc. X-ray inspection system and method
US9442082B2 (en) 2003-04-25 2016-09-13 Rapiscan Systems, Inc. X-ray inspection system and method
US9048061B2 (en) 2005-12-16 2015-06-02 Rapiscan Systems, Inc. X-ray scanners and X-ray sources therefor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07251038A (ja) 1995-10-03
CN1109796A (zh) 1995-10-11
EP0669158B1 (en) 1998-04-01
DE69501909D1 (de) 1998-05-07
DE69501909T2 (de) 1998-09-10
BR9500764A (pt) 1995-10-17
US5411662A (en) 1995-05-02
EP0669158A1 (en) 1995-08-30

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