用于死端过滤和错流过滤的过滤器模块技术领域
本发明涉及一种用于在死端过滤或错流过滤处理中使用的过滤器
模块。
本发明还涉及一种过滤器模组，所述过滤器模组包括以叠堆形式
组装的两个或更多个本发明的过滤器模块。
本发明的另一方面涉及一种过滤装置，所述过滤装置包括一个或
多个本发明的过滤器模块和/或一个或多个本发明的过滤器模块叠堆。
本发明的又一方面涉及一种用于组装多个过滤器模块以形成叠堆
的方法。
背景技术
死端和错流过滤处理被用于众多的处理流体的领域尤其是食品和
饮料工业领域、化学工业、制药工业、生物技术和环境应用中。
过滤处理可以是作为生产过程的一部分的大规模处理或实验室中
的较小规模的处理。
用于这些应用领域的过滤器模块是公知的。
在PCT公报WO2006/044711A1中公开了一种分离元件，所述分
离元件用于净化、分离和/或浓缩各种流体和/或流体组分。所述分离
元件包括可渗透膜，所述可渗透膜热粘合到聚合构件的两侧，所述聚
合构件包括对膜进行支撑的板状部件。由膜和聚合构件限定的空间因
用于支撑并粘合膜的板状部件上的多个凸部而被划分成多条通道。多
个分离元件可以组装成叠堆并且相互密封以形成分离模块。
WO00/47307A1公开了一种错流分离装置，所述错流分离装置包
括：进料通道；多条渗透通路，所述多条渗透通路相互隔离开并且垂
直于进料流的方向延伸；和多孔介质，所述多孔介质通常为膜并且定
位在进料通道的剪切区域和渗透通路之间。分离装置设计成以高剪切
率进行操作。单独地控制每条渗透通路中的渗透流量和/或跨膜压力。
发明内容
在两种类型的过滤处理即死端过滤和错流过滤中，重要的是提供
一种过滤器模块，所述过滤器模块能够易于操控并且可选地如果过滤
器模块未设计成单次使用或一次性使用的则可选地能够再生。
本发明的目标是满足上述要求并且提供一种过滤器模块，所述过
滤器模块允许提高过滤处理的经济效益。
由根据权利要求1所述的过滤器模块来实现该目标。
本发明的过滤器模块的基本结构包括框架元件，所述框架元件包
括两个相对的大体平坦的面，所述两个相对的大体平坦的面在过滤器
模块的相对侧部处限定了开口。由过滤介质的片材完全覆盖开口。过
滤介质的第二侧部定向成面向设置在框架元件内的空间。
优选地，框架元件一体地形成为整体式部件。
框架元件在其相对的侧部处的两个面可以平行地布置。
框架元件整体上可以具有大体为平面的结构。
当在大规模生产中使用时，尤其是在按照通过模块提供的每平方
米的过滤表面来计算成本时，组装密度以及用于模块的制造成本都同
样重要。
当需要过滤器模块的高组装密度时，两个面的平行定向是优选的。
这允许框架元件和过滤器模块整体的平面结构，特别是还具有垂直于
过滤介质测量的较小的厚度或总高度。
能够以由外向内或由内向外的流体流动方向来使用本发明的过滤
器模块。在以由外向内的方向使用时，过滤介质的第一侧部用作上游
侧，第二侧部用作下游侧，并且在模块内设置的空间用作滤液空间或
渗透物空间。在以由内向外的方向使用时，第二侧部形成过滤介质的
上游侧，第一侧部用作其下游侧。相应地，在模块内设置的空间接收
未滤液(non-filtrate，即尚未过滤的液体)。
框架元件可以由包括塑性材料、陶瓷和金属在内的多种材料制成，
但是塑性材料在很多情况下是优选的。
框架元件可以设计成用以将本发明的过滤器模块作为自立式
(self-supporting)的模块提供，这样例如在将多个过滤器模块组装成
模组以形成叠堆时就简化了模块的操控。
通常，过滤介质将附接到框架元件。优选地，通过将介质焊接到
框架元件而将过滤介质优选以不透流体的方式附接到框架元件即针对
框架元件密封。由此，可以获得一种过滤器模块，所述过滤器模块可
以在组装之后以及在将其构造成叠堆或组装在过滤装置中之后独立地
进行完整性测试。
本发明提供了一种过滤器模块，所述过滤器模块具有很多优点，
尤其是允许在高流速和最小化压降的条件下进行错流过滤。之所以能
实现这一点是因为不需要将未滤液的流体流的流动方向从过滤器模块
的入口端偏转到出口端，这就允许缩短路径长度并且最小化死区。
根据本发明的过滤器模块可以易于设计并以强耐压的结构制造。
另外，本发明的过滤器模块允许过滤装置内的高组装密度，并且
将多个过滤器模块预先组装成过滤器模块叠堆，其中，在毗邻的过滤
器模块之间具有精确的流动通道几何结构。
而且，根据本发明的过滤器模块能够易于设计成一次性模块。
根据本发明的另一方面，可以通过根据权利要求9所述将两个或
更多个本发明的过滤器模块布置成叠堆而轻易地将过滤能力提高到所
需水平。
在不使用垫圈或单独的密封元件的情况下，本发明的叠堆形式的
过滤器模块组件也是可行的，这不仅简化了操控，而且还提高了由此
形成的叠堆的可靠性。
本发明的过滤器模块还允许将输入歧管和输出歧管集成在预组装
的叠堆中。
根据本发明的另一方面，可以提供一种如权利要求12所述的过滤
装置。
根据本发明的过滤器模块允许设计开放通道式的过滤装置，所述
开放通道式的过滤装置包括本发明的过滤器模块。这种开放通道式系
统可以用于处理高粘度流体以及包含大量颗粒和/或大粒径颗粒(例如
50μm或更大)的没有预先过滤的悬浊液。
根据本发明的又一方面，提供了一种将本发明的过滤器模块高效
地组装成叠堆的方法。在权利要求15中限定了这样的方法。
本发明的详细说明
用于制造本发明的过滤器模块的优选过滤介质是膜。在WO
2006/044711A1中公开的膜尤为适于在本发明的过滤器模块中使用，
通过全文引用将其并入本文。被支撑以及未被支撑的膜可以用作根据
本发明的过滤介质。
设置在框架元件内并且由过滤介质限定的空间优选地设计成整体
式空间，即，空间的所有部分均相互流体连接并且在空间内存在基本
一致的压力条件。
在叠堆中的两个毗邻的过滤器模块之间用于未滤液的流体流动路
径可以设置成具有基本连续减小的横截面积。由此，压力条件尤其是
沿着流体流动路径的压降可以基本恒定并且实现基本恒定的流体流
速。而且，这种特征允许针对未滤液沿着流动路径的长度减小的流速
来调整横截面。
在其它的具体应用中，例如，在观察到粘度沿着从过滤器模块的
入口端到出口端的流体流动路径明显增加的流体单通道错流过滤中，
对产生的剪切力进行控制是很重要的。通过将未滤液的流体流动路径
的横截面积设置成基本连续地增加，本发明的过滤器模块能够轻易地
进行调整以满足这样的要求。
能够以不同方式完成流体流动路径的横截面积的调整。
通过选择具有两个面的楔状布置方案的框架元件在叠堆中的两个
毗邻的过滤器模块之间提供流体流动路径，其中，根据相对于框架元
件的流体流动方向，用于未滤液的流体流动路径的横截面积基本连续
地减小或增加。本发明的过滤器模块的这些修改表现为流体流动路径
在垂直于过滤介质的表面的方向上的高度的减小或增加。
框架元件仍然可以设置成具有容纳端口的所述框架区段，所述框
架区段沿其总长度具有基本不可变的厚度或总高度(平面结构)。
提供横截面积大体上连续减小或增加的流体流动路径的另一种方
式是改变流体流动路径在平行于过滤介质的表面的方向上的宽度。
而且，改变流体流动路径的横截面积的两种方式能够相互组合。
在需要过滤器模块的低外形(lowprofile)即总高度低的情况下，
设置在框架元件的框架区段中的端口的横截面要受到限制。因此，可
能理想的是增加流体流动路径的长度并且同样增加容纳端口的框架区
段的长度，以使得可以实现因多个端口而增加的总横截面积。
尽管本发明的过滤器模块可以等价地应用于死端过滤和错流过
滤，但是通常专门设计成用于在死端过滤中操作的过滤器模块将表现
为在垂直于未滤液的流动路径的方向上的未滤液的流动路径长度与过
滤器模块宽度之比大于1，而专门设计成用于错流过滤的过滤器模块
将表现为在垂直于未滤液的流动路径的方向上的未滤液的流动路径长
度与过滤器模块宽度之比小于1。
优选地，本发明的过滤器模块的过滤介质中的至少一个被构造在
上游侧的毗邻框架元件的区域中。
在优选实施例中，结构元件可以被包含在过滤器模块的滤液/渗透
物空间中，所述结构元件用于使得过滤介质片材变形并且由此使得结
构变形。
更优选地，结构元件包括引导元件，所述引导元件在一定程度上
使过滤介质片材变形，以使得在过滤介质的上游侧获得的流动通道沿
着由引导元件限定的方向引导未滤液的流体流。这些流动通道可以在
过滤介质的基本整个上游侧提供均匀的未滤液的流体流。该特征使本
发明的过滤器模块的使用寿命最大化。尽管结构元件可以由包括塑性
材料、陶瓷和金属在内的多种材料制成，但塑性材料是优选的。
优选地，在过滤介质的上游侧建立流动通道的引导元件在垂直于
未滤液的流体流动方向的横截面积上进行限制，以使得在过滤器模块
的入口端处设置用于流体流动路径的横截面积最多减小约30％或更
少。更优选地，过滤器模块的引导元件的横截面积相当于由入口端处
用于流体流的过滤器模块所提供的横截面积的约1％至约20％，更优
选地相当于约1％至约10％。最为优选地，将引导元件的横截面积限
制为约1％至约5％。
在上述限制中，过滤元件的可用表面的减小是易于接受的。
上述引导元件的优选横截面积适用于这样的过滤器模块，所述过
滤器模块的流体流动路径的横截面积从过滤器模块的入口端到出口端
基本一致或逐渐减小。
然而，在需要流体流动路径的横截面积从入口端到出口端逐渐增
大的情况下，关于由过滤器模块在出口端处而非入口端处所提供的横
截面积适用于同样的推荐方案。
在未滤液的流体流动路径的横截面积设计成从入口端到出口端逐
渐减小或增大的应用中，引导元件的几何结构可以沿着流动路径的长
度变化，以提供这样的效果。
优选地，通过改变在垂直于过滤介质的表面的方向上测量的横截
面区域的高度来提供横截面积的减小或增加。
通常，以如上所述的楔形结构设置框架元件的限定开口的面。横
截面积的这种减小或增加优选地被限制为约20％。
优选地，由引导元件限定的流动方向倾斜地定向，尤其是垂直于
整体式滤液/渗透物空间中的滤液/渗透物的流体流。这种布置方案的
优点在于用于未滤液、滤液/渗透物以及可选地用于滞留物的入口和出
口能够易于容纳在壳体中，并且还易于操作以便连接到生产环境或者
与生产环境分离。
在多种情况下，框架元件的框架区段中的端口设置用于滤液/渗透
物的出口。优选地，过滤器模块包括两个框架区段，所述两个框架区
段布置在相对的端部处以用作端口例如滤液/渗透物的出口。在多种情
况下，框架元件具有矩形的形状。
优选地，框架元件的容纳端口的框架区段设计成延伸越过附接到
框架元件的过滤介质的第一侧部。
由此，组装在叠堆中的两个毗邻的过滤器模块的框架元件可以直
接互连并且优选密封地互连，而毗邻模块的过滤介质的第一表面充分
地间隔开，以形成其间的流体流动通道。
可选地，分离的间隔元件可以用于连接毗邻的过滤器模块的框架
元件并且在过滤器模块的过滤介质的第一侧部之间提供充分的间隙。
优选地，框架元件的平面包括边沿区域，过滤介质的边缘可以密
封地附接到所述边沿区域。
根据优选实施例，包括端口的框架区段将包括比连接这些框架区
段的部分更厚的边缘部分。在堆叠的构造中，更厚的框架区段设置用
于将叠堆中的两个相邻的过滤元件的过滤介质间隔开，这样提供用于
未滤液的流体流动路径。在这样的优选结构中，不需要在两个毗邻的
过滤器模块之间提供另外的间隔元件，这也有助于组装多个过滤器模
块以形成叠堆。
而且，更厚的边缘部分能够以不透流体的的方式例如粘接或焊接
在一起而彼此连接。
可选地，间隔元件和结构元件可以形成为一个整体元件从而有助
于组装过滤器模块。
本发明的过滤器模块中的未滤液和滤液/渗透物的流动路径可选
地具有直通结构，所述直通结构使过滤处理的能耗最小化。
另一种选择是提供用于未滤液的弧形流动路径以得到湍流，所述
湍流防止颗粒物过早沉淀并且由此延长模块的使用寿命。用于滤液/
渗透物的流体流动路径优选地是直通结构。
在另一个优选实施例中，过滤器模块在过滤介质结构的上游侧包
括用于在未滤液的流体流中产生漩涡或湍流(所谓的迪恩漩涡“Dean
vortices”)的结构。漩涡或湍流防止颗粒物在过滤介质的上游侧尤其
是在用于未滤液的进料端附近过早地沉淀和沉积。由此可以延长过滤
器模块的使用寿命并且可以实现颗粒物在过滤介质的可用表面区域上
的有所减少且更加均匀的沉积。
尽管可以将设置在过滤介质的上游侧的这些结构设计为单独的实
体，但是有利地，这些结构可以附接到过滤介质，以使得可以有助于
操控，并且更为优选地可以整体形成为过滤介质的表面结构。
在定位成毗邻过滤器模块的进料端的情况下，在过滤介质的上游
侧产生漩涡或湍流的结构尤为有效，所述进料端常常可以是毗邻框架
元件的一部分的区域。
无论是单独的结构元件的形式还是过滤介质的表面结构的形式，
产生漩涡或湍流的结构都优选地包括多个肋状件，所述肋状件优选地
沿着相对于未滤液的流体流动方向倾斜的方向延伸。
另外，产生漩涡或湍流的结构的肋状件可以略微弯曲，其中，优
选地，肋状件的中部部分定位成比肋状件的其它部分更加靠近过滤器
模块的入口端。
过滤介质优选地选自膜和层叠的过滤介质，并且过滤介质可以可
选地包括间隔元件。
过滤介质的第二侧部优选地由间隔元件以间隔开的结构支撑。间
隔元件在空间中保持自由的横截面区域，这样有助于保持均匀的流体
流动。虽然间隔元件可以由包括塑性材料、陶瓷和金属在内的多种材
料制成，但是塑性材料是优选的。
然而，与PCT公报WO2006/0044711A1的教导相比，本发明不
需要将过滤介质附接到间隔元件。因此，可以在框架元件内提供整体
式空间。
当过滤器模块由外向内地操作时，即使在因颗粒物沉积在过滤介
质的上游侧和/或在过滤介质的孔眼内的沉积物造成孔眼积垢而导致
过滤介质上的压降随着时间推移而增大的情况下，在框架元件内的随
后用作滤液/渗透物空间的空间中的滤液/渗透物也会表现出均匀的流
体流型。
均匀的流体流动支持更加均匀地使用过滤介质，从而将过滤器模
块的使用寿命一直延长到过滤器模块需要再生或更换的时间点为止。
可选地，过滤介质可以设计成包含间隔元件和/或结构元件，所述
间隔元件和/或结构元件作为整体式结构提供用于未滤液的流体流动
通道。
框架元件和间隔元件两者均可注塑成型，可选地成型为一体的整
体式部件。间隔元件能够补偿过滤操作期间所施加的压力并用作一种
连杆结构。这就极大地简化了框架元件作为自立式结构的设计。
本发明还涉及一种过滤器模组，所述过滤器模组包括两个或更多
个如上所述的过滤器模块。
本发明的过滤器模组优选地具有布置成叠堆的过滤器模块，在叠
堆中的相继过滤器模块的过滤介质的上游侧之间具有预定距离。由此，
可以形成在堆叠的毗邻过滤器模块之间的流体流动路径所用的均匀的
横截面积。
优选地，叠堆的过滤器模块相互附接以形成自立式叠堆，而各个
过滤器模块不必设计成具有自立式结构。
两个相继的过滤器模块的框架元件可以包括结构元件，所述结构
元件允许叠堆中的两个相继过滤器模块的适形配合。
优选地，这样的结构元件可以是框架区段的一部分并且包括例如
用作过滤器模块的滤液出口的端口。
可以由支撑结构或间隔件提供叠堆中的两个相继过滤器模块的上
游表面之间的距离，所述支撑结构或间隔件可选地可以包括在过滤介
质的上游侧提供漩涡或湍流的结构。支撑结构可以可选地包括引导元
件，所述引导元件提供用于使流体流动经过第一表面的流动通道。
可选地，框架元件的边缘部分(优选为容纳端口的框架区段)可
以设计成具有更大的厚度，并且由此用于在毗邻的过滤器模块的上游
表面之间提供足够的距离。
在叠堆中，支撑结构和/或间隔件和/或引导元件可以设计成使得
用于未滤液的流体流动通道设置为具有沿着流体流动路径逐渐减小或
增大的横截面积。
优选地，主要通过减小或增大在垂直于过滤介质的表面的方向上
测量的横截面的高度来提供横截面积的减小或增大。可以通过框架元
件的两个面中被过滤介质覆盖的开口的楔形布置来减小或增大流体流
动路径的高度。
通过减小或增大用于未滤液的流体流动通道的高度，可以修改横
截面积并且无需改变沿着流体流动路径可获得的过滤介质的表面积。
由此，与基于通过改变平行于过滤介质的表面而确定的流体流动路径
的宽度来进行修改的减小或增大相比，获得了更好的过滤性能。
横截面积的减小或增大优选地被限定为约20％。
在过滤介质的上游侧上延伸的支撑机构或间隔件可以特别有效地
用于过滤器模块，所述过滤器模块将被反冲洗，以便在反冲洗期间防
止两个相继过滤器模块的上游侧相互接触，这种相互接触会影响在该
区域中的反冲洗效果。
组装成叠堆的过滤器模块优选地是多边形，特别是四边形，更具
体地是矩形，并且在框架元件的一个侧部、更优选地是在框架元件的
两个相对的侧部处包括滤液/渗透物出口，所述侧部与限定入口端和出
口端的侧部不同。
叠堆可以设置有外顶壁部分和底壁部分，所述外顶壁部分和底壁
部分覆盖了以预定距离间隔开的最上方和最下方的大部分过滤器模
块。外壁部分可以是平坦设计并且优选地在它们背对过滤器模块叠堆
的表面上包括加强肋。这种设计提高了过滤器叠堆的坚固性，并且即
使在过滤操作期间需要高进料压力的情况下也能保持未滤液的流体流
动路径的稳定的几何结构。另外，这种措施支持在叠堆中的用于未滤
液的均匀的流体流动特性。
而且，叠堆可以设置有从入口接收未滤液的输入室。输入室优选
地覆盖叠堆中的过滤器模块的所有入口端并且可以与过滤器模块的进
料端或入口端直接流体相连。输入室用于均匀将流入的未滤液均匀地
分配到过滤器模块叠堆中所有的未滤液流动路径。可选地，输入室可
以包括使流入的未滤液流体流的各部分偏转的流体流量分配元件。
对应地，当在错流过滤中使用时，叠堆可以设置有与叠堆的设置
有输入室的端部相对的滞留物收集室。
使过滤介质局部变形的引导元件可以设计成使得当过滤器模块被
组装成叠堆时，毗邻的过滤器模块的彼此面对的引导元件可以使过滤
介质的各区段相互接触并且保持过滤介质的各区段相互接触。由此可
以形成基本上彼此分离的、平行的流体流动通道，
本发明的另一方面涉及一种过滤装置，所述过滤装置包括壳体，
所述壳体容纳一个或多个本发明的过滤器模块和/或过滤器模组。
壳体通常提供了与一个或多个过滤器模块的一个或多个滤液/渗
透物空间流体相连的滤液/渗透物收集室。滤液/渗透物收集室布置在
过滤器模块的至少一个端部处。
过滤装置可以包括输入室，所述输入室可选地包括未滤液进料分
配器，所述未滤液进料分配器将未滤液均匀地分配到过滤器模块或过
滤器模组。优选地被包括在输入室中的未滤液进料分配器可以与所有
过滤器模块的进料端或入口端流体相连。进料分配器可以包括插入件，
所述插入件将未滤液的流体流划分成多个单股流。
在过滤装置设计成用于错流过滤的情况下，优选地设置有滞留物
收集室以便从过滤器模块的所有滞留物端或出口端接收滞留物。优选
地，过滤装置的壳体设置成用于滞留物收集室。
通常，壳体设有进料入口、滤液出口和可选地设有滞留物出口。
根据本发明的一个实施例，过滤装置包括壳体的进料入口和位于
壳体的相对端部处的滞留物出口。
根据本发明的另一个实施例，过滤装置仅在壳体的前侧包括滤液/
渗透物出口，由此有助于过滤器模块或过滤器模块叠堆的更换。例如，
过滤装置可以构造成使得为了更换过滤器模块叠堆，仅需要移除包含
滤液/渗透物出口的前盖。可以移除过滤器模块叠堆并且将新的过滤器
模块叠堆像抽屉一样地插入到壳体中。包括输入室和输出室的壳体以
及连接进料入口和可选的滞留物出口的管可以保持永久连接并且固定
地安装在操作环境中。
优选地，为了在这种过滤装置中使用，在与设置用于滤液/渗透物
出口的端部相对的端部处，例如由端板完全密封过滤器模块叠堆。端
板可以形成过滤器模块叠堆的一部分。另外，滤液/渗透物收集室也可
以用于过滤器模块的叠堆的一部分。
在本发明的过滤装置的优选实施例中，进料入口的横截面小于滞
留物和滤液出口的总横截面。优选地，进料入口的横截面与滞留物和
滤液出口的总横截面的比约为1:2或更小。
本发明的过滤器模块或过滤器模块叠堆可以焊接到端盖，所述端
盖可以形成过滤装置的壳体的一部分并且设有将在下文更加详细介绍
的滤液收集室。
本发明还涉及一种如在权利要求15中限定的用于组装多个本发
明的过滤器模块以形成叠堆的方法。
能够根据第一变型方案实施本发明的用于组装多个本发明的过滤
器模块的方法，其中，将过滤器模块单独地一个接一个地布置在组装
工具上，然后一个接一个地连接到迄今为止已构建的叠堆。在第一序
列中，将第一过滤器模块放置在组装工具上，然后将第二过滤器模块
放置在第一过滤器模块的上方，并且将第一和第二过滤器模块互连，
从而优选地至少在第一和第二过滤器模块的框架元件中表示容纳端口
的框架区段的区域中形成两个模块之间的密封结合。在另一个序列中，
将另一个过滤器模块放置在该预备叠堆的上方并且也优选地以密封方
式连接到预备叠堆。继续该过程，直到要组装成叠堆的多个过滤器模
块中所有的过滤器模块都已经被组装并且相连为止。
根据本发明方法的另一个变型方案，在单个步骤中将两个或更多
个要组装在叠堆中的过滤器模块放置在组装工具上并且优选地以密封
方式彼此互连以形成预备叠堆。重复该过程，直到多个过滤器模块中
所有的过滤器模块都已经被组装以形成叠堆为止。可以在其它的步骤
中形成和组装以及互连两个或更多个预备叠堆。
在本发明的方法的又一个变型方案中，在单个步骤中将多个过滤
器模块中所有的过滤器模块都放置在组装工具上并且彼此互连。同样
地，以密封包括容纳端口的框架区段的侧面的方式使过滤器模块相连。
这能够以多种方式实现。
根据一方面，框架元件直接互连，根据另一方面，层间元件可以
用于覆盖叠堆的包括容纳端口的框架区段的面并且密封地接合叠堆中
的过滤器模块。
在过滤器模块直接互连的情况下，优选的是将框架区段设置为形
成叠堆的侧面，其中，框架元件以密封方式与凸部相连，所述凸部可
以变形以形成毗邻的过滤器模块之间的密封。
根据其它的优选方面，凸部可以设计成至少在一个方向上提供毗
邻的过滤器元件之间的适形配合。
尽管本发明具体地涉及以下的优选实施例，但显而易见的是，根
据本申请的公开内容，本发明无需局限于这些实施例。
1、一种用于在死端过滤处理或错流过滤处理中使用的过滤器模
块，所述过滤器模块包括：
框架元件，所述框架元件包括两个大体平坦的面，所述两个大体
平坦的面在所述框架元件的相对侧部处限定了第一开口和第二开口；
片材形式的第一过滤介质和第二过滤介质，所述过滤介质均具有
第一侧部和第二侧部；
所述第一过滤介质和第二过滤介质能够以不透流体的方式附接到
所述框架元件并且分别完全覆盖所述框架元件的第一开口和第二开
口，
由所述框架元件以及所述第一过滤介质和第二过滤介质限定和界
定的空间，所述过滤介质的第二侧部布置成面向所述空间；并且
所述框架元件包括一个或多个框架区段，所述一个或多个框架区
段容纳一个或多个端口，所述一个或多个端口提供从所述空间到所述
过滤器模块外部的流体流动路径。
2、根据实施例1所述的过滤器模块，其中，由所述框架元件以及
所述第一过滤介质和第二过滤介质限定的所述空间被设计成整体式空
间。
3、根据实施例1或2所述的过滤器模块，其中，结构元件被容纳
在所述空间中，所述结构元件包括引导元件，所述引导元件用于使过
滤介质变形，由此形成流动通道，以用于沿着预定的、优选基本一致
的方向引导未滤液的流体流，所述方向优选地定向成相对于所述空间
内的流体流倾斜，所述空间优选地被设计成用作滤液空间。
4、根据实施例3所述的过滤器模块，其中，形成的所述流动通道
具有直通或弧形的结构。
5、根据实施例3或4所述的过滤器模块，其中，用于未滤液的所
述流动通道的横截面积沿着流动方向逐渐减小，优选地，在垂直于所
述过滤介质的表面的方向上测量的所述流动通道的高度沿着所述流动
路径的长度的减小可达约20％。
6、根据实施例1至5中的任意一项所述的过滤器模块，其中，间
隔元件被容纳在所述空间中，所述间隔元件以间隔开的结构支撑所述
第一过滤介质和第二过滤介质，
可选地，所述间隔元件包括引导元件并且被构造成额外地用作结
构元件。
7、根据实施例1至6中的任意一项所述的过滤器模块，其中，至
少在过滤介质中的一个的用作上游表面的表面上设置用于在未滤液的
流体流中产生湍流的结构。
8、根据实施例7所述的过滤器模块，其中，过滤介质中的至少一
个的上游表面上的所述结构包括肋状件，所述肋状件沿着定向为相对
于未滤液的流体流动方向倾斜的方向延伸，优选地，所述方向定向为
基本垂直于流体流动的方向，
可选地，所述肋状件具有略微弯曲的结构，
其中，优选地，所述肋状件的中部部分定位成比所述肋状件的其
它部分更加靠近所述过滤器模块的入口端。
9、根据实施例7或8所述的过滤器模块，其中，过滤介质中的至
少一个的上游表面上的所述结构附接到过滤介质的一部分或者形成过
滤介质的一部分。
10、根据实施例1至9中的任意一项所述的过滤介质，其中，所
述框架元件的容纳端口的框架区段包括方向向外的、优选由热塑性材
料制成的凸部，所述凸部可选地是凸缘的形式，所述凸缘优选地被设
计成提供与位置相邻的另一过滤器模块的框架区段的适形配合。
11、根据实施例1至10中的任意一项所述的过滤器模块，其中，
过滤介质选自膜和层叠过滤介质，可选地，相应的所述膜和所述层叠
过滤介质包含间隔元件。
12、一种过滤器模组，所述过滤器模组包括两个或更多个根据实
施例1至11中的任意一项所述的过滤器模块，其中，所述过滤器模块
布置成叠堆并且在叠堆中相继的过滤器模块的过滤介质的相应的第一
侧部之间具有预定距离，
优选地，容纳端口的所述框架区段位于叠堆的一个或多个公共侧
面处，
可选地，所述过滤介质之间的预定距离使得形成了横截面积基本
一致的流动通道。
13、根据实施例12所述的过滤器模组，其中，叠堆中的两个相继
的过滤器模块的第一表面由它们的第一侧部上的支撑结构支撑以提供
敞开的流体流动路径，所述支撑元件可选地包括引导元件，所述引导
元件提供了用于使流体沿着所述第一表面流动的流动通道。
14、根据实施例12或13所述的过滤器模组，其中，用于未滤液
的入口端和用于滞留物的出口端布置在所述过滤器模块的相对的端部
处，由此提供用于未滤液的、贯穿叠堆的、不偏流且优选为直通或弧
形的流体流动路径。
15、根据实施例14所述的过滤器模组，其中，所述过滤器模块是
多边形，尤其是四边形，更加具体地是矩形，并且在框架元件的一个
侧部处、更优选地是在框架元件的两个相对的侧部处包括滤液出口，
所述一个侧部/两个相对的侧部与分别限定用于未滤液和滞留物的入
口端和出口端的侧部不同。
16、一种过滤装置，所述过滤装置包括壳体，所述壳体容纳一个
或多个根据实施例1至11中的任意一项所述的过滤器模块和/或一个
或多个根据实施例12至15中的任意一项所述的过滤器模组，所述过
滤装置的壳体包括未滤液入口、滤液出口并且可选地包括滞留物出口。
17、根据实施例16所述的过滤装置，其中，所述过滤装置包括进
料空间，所述进料空间可选地包括未滤液进料分配器，所述未滤液进
料分配器与所述未滤液入口流体连接，从而向所述过滤器模块和/或所
述过滤器模组提供基本均匀的未滤液进料流，所述未滤液进料分配器
可选地包括插入件以在所述进料空间中分配未滤液的流体流。
18、根据实施例16或17所述的过滤装置，其中，所述过滤器模
块设计成用作错流过滤器模块，所述过滤装置的壳体包括滞留物收集
室，所述滞留物收集室与滞留物出口流体连接，优选地，所述过滤装
置的壳体在壳体的相对的部分处包括进料入口和滞留物出口。
19、根据实施例16至18中的任意一项所述的过滤装置，其中，
进料入口的横截面小于所述过滤器模块的进料通道的总横截面，优选
地，所述壳体的进料入口的横截面与所述过滤器模块的进料通道的总
横截面的比率约为1:2或更小。
20、一种用于组装多个根据实施例1至11中的任意一项所述的过
滤器模块以形成叠堆的方法，所述方法包括：
将第一过滤器模块定位在组装工具上方；
将第二过滤器模块定位在所述第一过滤器模块上方并且与所述第
一过滤器模块对准；
连接这两个过滤器模块以形成叠堆；
可选地，一次或多次地将一个另外的过滤器模块定位在叠堆上方
并且将新定位的过滤器模块连接到迄今为止已形成的叠堆；或者
可选地，将所述多个过滤器模块中的两个或更多个乃至所有的过
滤器模块定位在所述组装工具上方；
在一个步骤中连接多个已定位的过滤器模块以形成叠堆；
在一个步骤中将多个过滤器模块中的其余的过滤器模块最终定位
在迄今为止已组装的叠堆上方并且将其连接到叠堆；
可选地重复该步骤，直到所有的过滤器模已被组装在一个叠堆中
为止，
优选地，在定位过滤器模块期间，将容纳端口的所述框架区段定
位在叠堆的一个或多个公共侧面处。
21、根据实施例20所述的方法，其中，连接过滤器模块包括将毗
邻的过滤器模块直接焊接或密封地粘接在一起。
22、根据实施例20或21所述的方法，其中，连接过滤器模块包
括将叠堆中的包括端口的一个或多个侧面密封地附接到层间元件，所
述层间元件包括与端口位置相匹配的开口。
23、根据实施例20或21中的任意一项所述的方法，其中，多个
过滤器模块中的过滤器模块包括凸部，所述凸部从过滤器模块的容纳
端口的框架区段向外延伸，
可选地，框架区段的凸部设计成用于调节两个毗邻的过滤器模块
相对于彼此的位置，和/或凸部变形以便密封地连接两个毗邻的过滤器
模块。
通过具体的实施例在下文中更加详细地描述本发明，然而其中的
特征并不构成对本发明的限制。
附图说明
图1A以俯视图示出了根据本发明的过滤器模块；
图1B至图1G分别示出了沿着线IB-IB、IC-IC、ID-ID和IE-IE
截取的图1A的过滤器模块和若干变型的截面图；
图2A和图2B示出了图1的过滤器模块的框架元件的两个可选方
案；
图3A示出了图1的过滤器模块组装成叠堆的模组；
图3B示出了沿着线IIIB-IIIB截取的图3A的叠堆的一部分的详
细剖视图；
图4示出了根据本发明的过滤装置；
图5A至图5C示出了图4的过滤装置的三个变型方案的截面图；
图6A和图6B示出了另一个本发明的过滤装置的两个另外的截面
图；
图6C示出了图6A的过滤装置的变型方案；
图6D表示与图6A的过滤器模块类似的包括在过滤装置中的过滤
器模块的变型方案；
图7A至图7D示出了本发明的过滤装置及其部件的另一实施例的
组装步骤；
图8A至图8D示出了也是组装成叠堆的本发明的可选过滤器模
块；以及
图9A至图9C示出了也是组装成叠堆的本发明的另一可选的过滤
器模块。
具体实施方式
图1A以俯视图示出了根据本发明的过滤器模块10，而图1B至
图1G分别示出了沿着线IB-IB、IC-IC、ID-ID和IE-IE截取的过滤
器模块10及其变型方案的截面图。
过滤器模块10包括矩形框架元件12、片材构成的第一过滤介质
和第二过滤介质14、16以及间隔元件18。框架元件12包括两个相对
的大体平坦的面，所述相对的大体平坦的面限定了第一和第二(在此
为上和下)开口20a、20b。
根据本发明，过滤介质优选地选自包括非对称膜的膜以及层叠的
过滤介质。
过滤介质14、16完全覆盖框架元件12的上开口和下开口20a、
20b并且例如通过焊缝21而以不透流体的方式附接到框架元件12。
框架元件12和过滤介质14、16形成可以容纳间隔元件18的整体
式滤液空间22。虽然过滤介质14、16是与间隔元件18相接触并且由
间隔元件18支撑，但是过滤介质14、16通常并未结合到间隔元件18。
矩形框架元件12包括两个相对的框架部分或边缘26、28，所述
两个相对的框架部分或边缘26、28中的至少一个用作容纳多个端口的
框架区段。当过滤器模块以由外向内的模式操作时，端口或开口设置
成用作滤液出口或渗透物出口。在图1A以及图1B和1C所示出的本
发明的过滤器模块10的实施例中，两个边缘26、28都包括开口30、
32，以使得可以从滤液空间22的两个边缘26、28处排放滤液。
框架元件的容纳端口30、32的相对边缘26、28被保持在它们的
间隔开的位置中并且通过框架元件18的横向区段34、35互连。
横向区段34、35的厚度优选地小于容纳端口30、32的框架区段
26、28的厚度。当若干过滤器模块10布置成叠堆时，框架区段26、
28可以相应地分别在毗邻的过滤器模块10的过滤介质14、16的上游
表面之间以及在横向区段34和35处提供充分的间隙，由此限定从一
个横向区段34(入口端)到另一个横向区段35(出口端)平行于框架
区段26、28行进的流体流动路径。
间隔元件18由若干细条19构成，所述细条19从框架元件12的
一个边缘26延伸到相对的边缘28。细条19布置成平行于两个毗邻的
细条19之间的间隙27。间隙27优选地定位成提供从框架区段26中
的一个滤液出口30延伸至位于框架元件12的相对端部处的另一个框
架区段28中的对应滤液出口32的流动路径。优选地，细条19可以沿
着横向方向互连。更优选地，间隔元件18可以连接到框架元件12，
例如形成整体式部件。
细条19包括多个凸部23，所述多个凸部23设计成在过滤器模块
10操作期间支撑过滤介质14、16。另外，间隔元件18包括结构元件
25，所述结构元件25延伸越过凸部23的末端。结构元件或引导元件
25使过滤介质14、16变形，以便在过滤介质14、16的相应的上游表
面上提供通道状结构38，以用于在过滤介质14、16的第一侧例如上
游侧引导流体流。
通常，在图1A中示出为引导元件25的引导元件并未从入口端34
完全延伸到出口端35，而是开始并且终结于框架元件12内的略微后
移的位置处。由此，有助于通过例如焊缝21而将过滤介质附接到框架
元件12。
通常，引导元件从入口端和出口端后移的距离约为5mm或更多，
更优选地约为10mm或更多。然而，引导元件优选地在模块的从入口
端到出口端的流体流动路径的大约80％或更多的长度上延伸。
过滤介质14、16可以在其用作上游侧的第一侧部上包括产生湍流
的结构，所述产生湍流的结构倾斜地定向，优选地横向于流体流。该
结构的一个示例以虚线示意性地示出为弧形肋状件31，其中间部分定
位成比其它的部分更靠近入口端34。
沿着通道38构成的流体流动路径，可以设置若干肋状件31以增
强产生湍流的效果。这些湍流可以用于减缓颗粒物在过滤介质的上游
表面上的沉积并且设置用于更加均匀地使用过滤介质。
图1C示出了沿着图1A的线IC-IC截取的过滤器模块10的截面
图，所述线IC-IC平行于在由外向内的过滤处理中的未滤液的流体流
动方向。在整体式滤液空间22中，在横向于未滤液的流体流的方向上
通过细条19之间的间隙27将滤液引导至端口30、32。
图1D示出了沿着图1A的线ID-ID截取的截面图，所述线ID-ID
比线IB-IB更靠近过滤器模块10的进料入口34。与图1B的图示相比，
过滤介质14、16以更小的距离布置并且由凸部23支撑，同时引导元
件25具有相同的高度，以使得在进料入口处实现流体流动通道的较大
的横截面。
图1E示出了可选布置方案的沿着线IE-IE截取的截面图，其中，
引导元件25的横截面已经增大，这就产生了使设置用于未滤液的流体
流动通道的横截面积变化的类似或累积效应。
通常，流体流动路径的横截面积将从进料入口34到滞留物出口
35基本连续地变化，而步进式的变化则是次优的。
另外，在图1F和1G中，以沿着线ID-ID截取的横截面示出了
用于过滤器模块10的间隔元件的其它变型方案。在这些变型方案中，
分别用于过滤介质的支撑凸部23’和23”分别具有之字形和正弦曲线
形的横截面，由此可以减轻间隔元件18的质量。
而且，凸部23、23’和23”可以设计成具有用于支撑过滤介质14、
16的更小的接触区域。凸部的横截面可以相应地部分具有大体三角形
的形状(未示出)。该特征导致改进了过滤介质14、16的排放，所述
过滤介质14、16设置成用以在过滤处理中更加有效地使用。
引导元件25’和25”同样分别延伸越过凸部23’和23”，并且由此
使过滤介质变形，以在它们的第一侧部上形成流体流动通道。
通常，不需要像针对引导元件25、25’和25”所示出的那样以对称
的布置方案设置引导元件。
在可选实施例中，引导元件可以仅设置在框架元件的一个侧部上。
在框架元件的另一个侧部上，仅通过例如凸部23、23’和23”这样的凸
部来支撑过滤介质并且保持所述过滤介质不变形。
相应地，引导元件优选地设计成伸出越过框架元件。更优选地，
引导元件的高度使得它们让变形的过滤介质与毗邻的、仅由凸部支撑
的另一过滤器模块的未变形的过滤介质相接触。
在毗邻的过滤器模块之间需要适形配合的情况下，可以使引导元
件的高度更大一些，并且在框架元件的与包括引导元件的侧部相对的
侧部上可以设置凹口，毗邻的过滤器模块的引导元件延伸到所述凹口
中。这样可以实现多个过滤器模块的叠堆的机械稳定性的改进。
然而，在又一个可选的布置方案中，引导元件仅在每个第二位置
处设置在框架元件的两个侧部上。在省略了引导元件的位置处，凸部
支撑过滤介质和/或可以设置凹口。毗邻的过滤器模块的引导元件可以
使变形的过滤介质与毗邻的过滤器模块的未变形的过滤介质相接触并
且最终延伸到设置在毗邻的过滤器模块处的凹口中。
可选地，过滤器模块10的框架元件12包括间隔元件36，在图2A
中详细示出了间隔元件36。
图2A的框架元件的间隔元件36具有整体式结构并且还设置用于
结构元件或引导元件39，所述结构元件或引导元件39使过滤介质14、
16变形，从而形成未滤液的流动通道，当过滤器模块从外向内地操作
时，所述未滤液的流动通道沿着从进料入口34到出口35的垂直于滤
液/渗透物空间22内的流体流动通道37的方向在过滤介质14、16的
上游侧引导未滤液的流体流。在框架元件12在其相对的侧部上具有滤
液/渗透物出口30、32的情况下，可以在滤液空间22中沿着两个相反
的方向引导滤液的流体流。
引导元件39沿着从进料入口34向出口35延伸的纵向方向优选地
在流体流动通道37在包括滤液/渗透物出口30、32的框架区段之间延
伸的多个位置处规则地交叉。由此有助于滤液/渗透物空间的排放。然
而，这对未滤液在过滤介质的上游侧的流体流动特性并无显著影响，
原因在于由过滤介质变形而形成的流体流动通道保持基本不受影响。
间隔元件36包括规则地分布的多个通孔(未示出)，所述多个通
孔从间隔元件36的上表面通向其下表面，由此提供框架元件12内的
整体式滤液空间22。
可选地，框架元件12可以包括如图2B所示的间隔元件42。间隔
元件42也以与在图2A中示出的用于间隔元件36的布置方案相类似
的布置在其相对表面上包括结构元件或引导元件39。与图2A的间隔
元件36相比，间隔元件42例如在框架区段26、28附近包括更少的从
其上侧通向其下侧的开口44，并且由此仍然在过滤器模块10内提供
整体式空间22。
为了在由框架元件12和过滤介质14、16限定的滤液空间22内提
供基本均匀一致的压力条件，间隔元件42优选地设置在具有排放层例
如无纺布片材(未示出)的两个表面处。
引导元件可以用于加强过滤器模块和/或框架元件的间隔元件，尤
其是在形成为其整体部件时。通常，优选的是将引导元件设置成彼此
间的横向距离对应于间隔元件的厚度(在两个的相对凸部处测量)的
约10倍到约50倍。对于在凸部23处测量的间隔元件厚度约为1.5mm
的框架元件，毗邻的并排引导元件之间的横向距离可以介于约10mm
到约40mm之间。这种设计为间隔元件和/或框架元件提供显著的稳定
性，并且同时保持过滤介质的有效参与过滤处理的足够的表面积。
图3A示出了根据本发明的优选过滤器模组50，其中，具有过滤
介质56的过滤器模块52、54彼此上下堆叠。
在图3A中，过滤器模块52、54的模组或叠堆50布置成使得在
过滤器模块的由外向内的操作中未滤液的流体流58沿着垂直于滤液/
渗透物的流体流60的方向流过过滤器模块52、54的过滤介质56的上
游侧(第一侧部)。
过滤器模块52、54的框架元件62、64设计成使得它们同时提供
相继过滤器模块52、54的过滤介质56之间的间隔，并且优选地在过
滤器模块52、54的对应于容纳端口的框架区段的两个相对端部处包括
滤液/渗透物出口66、68。滤液/渗透物出口66、68布置成使得到的滤
液/渗透物流体流60的方向垂直于未滤液58的流体流。
过滤器模块52、54的出口66、68设计成使得在叠堆50中获得适
形配合的错列结构，从而有助于组装叠堆50。更具体地，过滤器模块
52、54的框架元件62、64包括凸部70、72，所述凸部70、72从框架
元件62、64的包括出口66、68的区段横向地和竖直地延伸，并且当
组装成错列结构时提供适形配合。
如图3A所示，凸部70、72因间隙而沿着横向方向和竖直方向相
互间隔开。
图3B示出了沿着过滤器模块52、54的叠堆的一部分的图3A的
线IIIB-IIIB截取的截面图。
图3B清晰地示出了过滤器模块52、54的错列布置方案，其中，
过滤器模块54的框架元件64的凸部72延伸越过过滤器模块52的框
架元件62的外周。
在组装所有的过滤器模块52、54以形成叠堆时，它们可以附接到
共用的热焊板80，所述共用的热焊板80将各个过滤器模块52、54的
叠堆固定成一个单元。同时，热焊板80用于密封过滤器模块52、54
的叠堆50的面。
作为通过热焊板80密封叠堆50的面的可选方案，凸部70、72
能够设计成沿着横向方向和竖直方向具有更大的尺寸，由此避免产生
间隙。凸部70、72相应地可以用于将过滤器模块52、54焊接在一起，
并且同时可选地提供了叠堆50的所述面上的密封。相应地可以省略掉
热焊板80。
为了提供用于从各个过滤器模块52、54排放滤液/渗透物60的装
置，热焊板包括开口82，所述开口定位成对应于滤液/渗透物的出口
66、68，以使得可以将滤液/渗透物60收集在共用的滤液/渗透物室84
中，所述共用的滤液/渗透物室84可以设置在端盖86中。端盖86优
选地在过滤器模块52、54的叠堆的整个前表面上延伸。
各个过滤器模块52、54均包括框架元件62、64，所述框架元件
62、64具有一体形成的间隔元件88、90，所述间隔元件88、90在其
下游侧(第二侧部)支撑各个过滤器模块52、54的膜56。
间隔元件88、90分别包括凸部91和引导元件92，以便支撑膜56
并且使过滤介质56变形以形成用于未滤液的流体流动通道94。
在图3B的上部，过滤器模块54示出为处于膜56尚未密封至框
架元件64的状态。框架元件设置有密封区域96，所述密封区域96包
括凸部97并且在其两侧包括凹口98。当形成将膜56结合到框架元件
64的密封部78时，凸部97的材料熔融并且变形，以便填充凹口98。
由此有助于形成平坦且光滑的密封部。优选地，凸部97的熔融材料渗
透到过滤介质56中。
在图4中，以局部剖视图的方式示出了本发明的过滤装置100的
第一实施例，其中包括壳体102和过滤器模块106的叠堆104。
壳体102由若干部分构成，其中包括中央的部分管状壳体108，
其容纳叠堆104并且提供输入室110以及滞留物收集空间112。输入
室用作用于未滤液进料的分配器并且布置在叠堆102的与设置有滞留
物收集空间112的端部相对的端部处。
壳体108可以包括平坦壁部分120，所述平坦壁部分120平行于
叠堆102中的第一个和最后一个过滤器模块106而覆盖叠堆102的两
个相对侧部。
为了稳定平坦壁部分120保持其平面的几何结构，平坦壁部分120
可以在外表面上设置有肋状件122。由此，当大压力作用在平坦壁部
分120上时，流动通道114、114’和114”在过滤期间分别保持它们的
几何结构(图5A至图5C)。
沿着垂直方向在叠堆102的两个端部处设有滤液收集空间114、
116，所述滤液收集空间114、116可选地可以形成为单独的盖状部件
118、120并且焊接到壳体部分108，所述壳体部分108容纳过滤器模
块106的叠堆104。
图5A示出了沿着图4的线V-V截取的过滤装置100的截面图。
在图5A中，输入室110用以将未滤液的流体流均匀地分配到各个过
滤器模块106的功能显而易见。滞留物收集室112从各个过滤器模块
106接收滞留物并且提供排出口。毗邻的过滤器模块106之间的流体
流动通道114沿着它们的从输入室110延伸到滞留物收集空间112的
整个长度具有相同的横截面积。
在图5B中，因为框架元件的限定了第一开口和第二开口的平面
布置成锐角从而得到楔形的横截面，所以用于未滤液的流体流动路径
114’的横截面积从过滤装置100的入口110到出口112连续地减小。
图5C中示出的结构实现了相反的结果，即，框架元件的限定第
一开口和第二开口的平面布置成使得用于未滤液的流体流动路径
114”的横截面从过滤装置的入口到出口稳定地增大。这在以下的应用
中是有利的，在所述应用中，未滤液的粘度大体沿着从过滤器模块106
的入口端到其出口端的流体流动路径114”而增加。
图6A和图6B以两张剖视图示出了图4和图5的过滤装置的形式
为过滤装置150的变型方案。
过滤装置150包括容纳过滤器模块156的叠堆154的管状壳体
152。
壳体设置了入口158，以用于将未滤液供给到进料分配室160中。
在叠堆154的相对端部处，壳体设置有滞留物收集室162和滞留物出
口164。
过滤器模块156设计成具有用于未滤液的直通的流体流动路径
157，所述用于未滤液的直通的流体流动路径157从入口或进料分配室
160延伸到滞留物收集室162。
在管状壳体152的两个端部处，滤液收集空间166、168以垂直的
取向设置成与两个滤液出口170、172流体连通，所述滤液出口170、
172设置为圆柱形壳体152的相对端部处的两个覆盖物174、176的一
部分。滤液收集空间166、168可以密封到或密封地附接到叠堆154
并且形成叠堆的一部分。
叠堆154的过滤器模块156中的第一个和最后一个过滤器模块内
衬有覆盖元件180、182。所述覆盖元件180、182具有部分圆柱形的
本体，所述部分圆柱形的本体具有面向叠堆154的过滤器模块156的
平坦表面。
相对的圆柱状表面抵靠管状壳体152的壁。因此，即使在过滤操
作期间有高压力作用在叠堆154的过滤器模块156和流体流动路径
157上时，叠堆154的过滤器模块156和流体流动路径157的布置的
几何结构也保持基本不变。
图6C还示出了图6A和图6B中本发明的过滤装置150的形式为
过滤装置190的变型方案。
过滤装置190具有与过滤装置150类似的结构，并且因此用相同
的附图标记表示类似的部件。
因此，过滤装置190包括管状壳体152，所述管状壳体152容纳
过滤器模块156的叠堆192。
壳体设有用于将未滤液供给到进料分配室160中的入口158。在
叠堆192的相对端部处，壳体152设有滞留物收集室162和滞留物出
口164。
在管状壳体152的一个端部处，滤液收集空间166以垂直的取向
设置成与滤液出口170流体连通。滤液收集空间166可以密封到叠堆
154并且形成叠堆的一部分。
与滤液收集空间166相对地，叠堆192终结于密封叠堆192的该
表面的覆盖板195。壳体152终结于与具有闭合覆盖物196的滤液出
口170相对的端部。
在图6C的结构中，壳体152可以永久地连接到覆盖物196。
这种类型的过滤装置190可以固定地安装在生产环境中，并且在
需要更换叠堆192的情况下，仅需移除覆盖物174，以用于接近叠堆
192并且易于从壳体152上移除叠堆192，然后将其更换为新的叠堆
192，随后将覆盖物174再次安装在壳体上并且过滤装置190再次准备
就绪以等待运行。
图6B是沿着图6C的实施例的线VIB-VIB截取的横截面的示意
图。图6B的实施例设置有直通的流体流动路径194，所述直通的流体
流动路径194从输入室160延伸到滞留物收集室162。
图6D示出了根据本发明的具有过滤器模块204的叠堆202的过
滤装置200，其中在很多细节上与图6A的过滤器模块叠堆154类似。
然而，主要区别在于过滤器模块204的设计，与图6A的过滤器
模块156相比，过滤器模块204提供了用于未滤液的弧形流体流动路
径206。弧形或弯曲的流动路径或流动通道206一直沿着流动路径产
生湍流，所述湍流用于减少颗粒物沉积和过滤介质结垢的趋势，由此
延长过滤器模块200的使用寿命。
图7的分图7A至分图7D示出了本发明的过滤装置250的各个部
分(图7D)以及根据本发明的用于组装多个过滤器模块并将如此形成
的叠堆进一步装入壳体中的方法的一个变型方案所采用的步骤顺序。
图7A示出了由图3A和3B中的多个过滤器模块52、54形成的
叠堆260。
因为在图3A和3B中已经以相同的细节示出并且描述了过滤器模
块52、54，所以可以参照这些附图及其说明来进行介绍。
叠堆260具有两个相对的侧面262、264，由包含出口66、68的
凸部70、72大体形成所述两个相对的侧面262、264，所述出口66、
68提供了从每一个过滤器模块52、54中的空间到叠堆的外部的流体
流动路径。
另外两个相对的侧面266、268代表叠堆260的上游侧和下游侧，
上游面266在操作中面向未滤液的进料入口而下游面268面向滞留物
收集室和滞留物出口。
可以仅通过将多个过滤器模块52和54交替地叠置直至达到叠堆
260的完整高度为止来形成过滤器模块52、54的叠堆260。此时，不
需要将过滤器模块52、54彼此固定，原因是交错定位的过滤器模块
52、54的凸部70、72已经通过适形配合而提供了毗邻的过滤器模块
相对于彼此的精确定向。
在接下来的步骤中，如图7B所示，顶板和底板270、272放置在
叠堆260的底部部分和顶部上。
如图7B所示的增补叠堆260现已准备好接收另外的部件以在完
成组装时形成完整的过滤装置250。
图7C示出了另外的部件中的一部分，即层间元件274、侧盖276、
端盖278和分配器/收集器盖280。
层间元件274可以定位在相对的侧面262和264上，设置在该层
间元件264中的多列开口282布置成与过滤器模块52和54的凸部70、
72的排出口66、68相符。
层间元件274可以焊接到侧面262、264并且由此将这些面整体对
环境密封。
侧盖276可以安装在叠堆260的顶部和底部上并且可以设计成替
代端板270、272或附接到端板270、272。
侧盖276的格栅状伸出结构284设计成承受在过滤装置250操作
期间施加在其位于叠堆260的顶部和底部上的位置处的极大压力。
端盖278可以直接地或者在层间元件274的顶部定位在两个面
262和264上，所述层间元件274在其内部设有滞留物收集空间和滞
留物出口286。
分配器/收集盖280安装在其余的两个相对面上，以便分别提供进
料分配室的进料入口和滞留物出口。当用作分配器盖时，盖280优选
地包括流体流量分配元件281，所述流体流量分配元件281用于将流
入的流体均匀地分配到叠堆260中的各条未滤液的流体流动路径。
结合图8A至图8C描述根据本发明的过滤装置的其它实施例。
图8A示出了具有大体矩形排列的多个相同形状的过滤器模块
302的叠堆300。
类似于结合图1和图2描述的内容，过滤器模块302包括框架元
件303，所述框架元件303在其相对侧部处包括框架区段304、306，
所述框架区段304、306容纳通往每一个过滤器模块302(未详细示出)
的内部空间的端口。在图8A的视图中，这样的框架区段304、306位
于叠堆300的顶部和底部上。
包括端口的框架区段304、306的厚度大于横向框架区段308、310，
所述横向框架区段308、310连接框架区段304、306并且使框架区段
304、306保持间隔开，所述框架区段304、306在相对的侧面处位于
叠堆300中，所述横向区段308位于叠堆300的入口侧而横向区段310
位于叠堆300的出口侧。
过滤器模块302的框架元件303在它们的横向区段308、310处包
括凸耳312、314、316，所述凸耳312、314、316在组装叠堆300期
间用于将多个过滤器模块302准确定位成彼此叠置。
过滤器模块302以不透流体的方式在它们的框架区段304、306
处彼此间密封。而侧面保持打开并且提供叠堆300的必要的流体进料
入口和流体出口，横向的框架区段308、310位于所述侧面上。
图8B示出了进料分配器盖318，所述进料分配器盖318可以定位
在叠堆300的包括横向框架区段308的面上，并且类似地或乃至相同
的盖能够放置在叠堆300的包括框架元件303的横向区段310的侧面
上以在错流过滤应用中用作用于滞留物的收集器盖。
进料分配器盖318包括结构元件319，所述结构元件319用于将
进入盖318的流体流基本均匀地分配到多个过滤器模块302。当用作
用于滞留物的收集器盖时，盖318不必具有结构元件319。
如图8C所示的侧盖322可以附接在叠堆300的正面320和背面
322的上方，所述侧盖322在其内部结构中包括格栅状构造324，可以
由弯曲的表面元件326部分地覆盖所述格栅状构造324，所述弯曲的
表面元件326还进一步加强了侧盖322。
手柄328、330设置在侧盖322的相对端部处，所述手柄328、330
有助于在叠堆转变为完整的过滤装置时操控叠堆。在图8D中示出了
已经接近于完成的过滤装置，所述过滤装置8D包括图8A的叠堆300、
分配器/收集器盖318以及两个侧盖322。
仍然必须附接叠堆300的顶部及其底部端盖以接收离开过滤器模
块302的框架区段304、306的滤液或渗透物，所述底部端盖可以设计
成与图7C示出的端盖278相类似。
叠堆300及其过滤器模块302的设计与图7A的叠堆260相比的
主要差别在于矩形过滤器模块302的宽度与长度比不同。
因为过滤器模块302沿着框架区段304、306彼此密封地附接，所
以分配/收集盖318、侧盖322和端盖可以沿着它们的仅接触叠堆300
的外周而密封地结合到叠堆。过滤器模块302的叠堆300在设置有这
些部件的情况下完全可操作，原因在于这些部件用作具有必要的输入
和输出连接的壳体。
在将叠堆中的多个过滤器模块彼此密封地结合时，优选地不使用
密封元件。能够以各种方式(包括但不限于焊接、粘合剂粘接、夹持
连接连接等)将过滤器模块彼此附接而形成叠堆。
结合过滤器模块以形成叠堆的一种优选方式是在其容纳端口的框
架区段处直接结合过滤器模块。
为了有助于这种类型的结合，过滤器模块的框架元件优选地包括
从容纳端口的框架区段向外伸出的凸缘。以框架元件360的形式在图
9A至图9C中示出了用于本发明的过滤器模块的框架元件的优选类
型。
框架元件360具有大体矩形的形状，其中两个框架区段362位于，
容纳端口382的框架元件360的相对端部处(参见图9B)，所述两个
端口382提供了从过滤器模块的内部到外部的流体连接。
框架元件360一致地形成为具有间隔元件364，所述间隔元件364
包括板状本体366，所述板状本体366在其相对的表面上具有结构元
件368，所述结构元件368用作引导元件。间隔元件364包括少量开
口370，例如，毗邻框架区段362且从本体366的上侧通向下侧的开
口，并且由此提供了过滤器模块内的整体式空间。
横向框架区段372使得框架区段362互连，所述横向框架区段372
限定了待形成的过滤器模块的入口端和出口端。框架元件的横向区段
372的厚度小于容纳端口的框架区段362的厚度。
因此，一旦框架元件360已经在其两个相对的开口374处装备了
过滤介质，即可为流体流提供充分的间隙。
为了简化组装过滤器模块的叠堆，框架元件360在它们的横向区
段372处包括如图8A所示的凸耳或抓持夹具380，所述凸耳或抓持夹
具380从框架元件360向外延伸。
为了提供由框架元件360和要附接至此的过滤介质限定的滤液空
间内的基本均匀一致的压力条件，优选地，间隔元件364设置在具有
排放层例如无纺布片材(未示出)的两个表面处。
容纳端口382的框架区段362沿着它们的整个长度设置有突出的
凸缘384、385，所述突出的凸缘384、385在图示的实施例中具有弧
形的横截面。优选地，突出的凸缘384、385定向成使其弧形的横截面
沿着相反的方向。这就允许在叠堆的两个端部处使用形状相同的侧盖
以提供滤液/渗透物收集室。
图9C以局部示图示出了多个过滤器模块392的叠堆390的一部
分，其中，过滤器模块390均包括框架元件360。
多个过滤器模块392的框架区段362形成了叠堆390的侧面，其
中凸缘384、385接收毗邻的过滤器模块392的框架元件的框架区段的
下边缘。一旦叠堆390已经组装完毕，即可加热凸缘384、385并且使
其变形，以便密封地附接到相继过滤器模块的下边缘，由此形成不透
流体的密封。