[發明專利]用于對液體除氣的設備和方法

有效

• 申請號: 201380058440.6
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN104797315B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 阿莫斯·戈特利布;大衛·L·克雷恩
• 申請（專利權）人: 蘭登姆科技有限責任公司
• 主分類號: B01D19/00
• 分類號: B01D19/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 高瑜,鄭霞

相關申請的交叉引用

本發明要求2012年9月28日提交的美國臨時申請61/707,545以及2013年2月28日提交的美國申請13/781,603的優先權和權益。這些申請各自的全部披露內容出于所有目的通過引用結合在此。

技術領域

本發明涉及用于改變一種或多種氣體在液體中的濃度的方法和設備。

在一些申請中，對液體“除氣”以降低該液體中的溶解氣體和/或氣泡的濃度。在本說明書中，使用術語“除氣”包含了去除被溶解氣體以及去除氣泡(在本領域中有時稱為“除氣泡”)。例如該液體可以是HPLC洗脫液、分析樣品或飛機燃料。這些應用使用了一種“分離膜”，這個術語在本說明書中用于指代是至少一種液體基本上不可透過的一種膜并且

(1)溶解在液體中的且有待從該液體中去除的氣體，和/或

(2)有待添加至該液體中的氣體，

可以在該膜一側的氣體分壓大于該膜另一側的氣體分壓時穿過該膜。例如，該膜可以是水、甲醇、乙腈、正己烷、噴墨流體、噴氣燃料或其他液體燃料中的一項或多項基本上不可透過的但卻是氧氣和氮氣之一或兩者可透過的。

背景技術

存在管狀除氣器和平面除氣器。例如可以參照US 3,735,562、US 3,591,493、US 3,751,879、US 4,325,750US 4,469,496、US 5,183,486、US 5,340,384、US 5,693,122、US 5,749,942、US 5,980,742、US 5,876,604、US 5,980,742、US 6,248,157、US 6,258,154、US 6,309,444、US 6,315,815、US 6,494,938、US 6,596,058、US 6,709,492、US 6,949,132、US 7,022,157、US 7,399,345、US 7,427,312、US 7,686,590、EP 0973031以及國際公開W0 2011/031333。這些專利和公開各自的全部披露內容出于所有目的通過引用結合在此。

在許多平面除氣器中，平面的分離膜具有第一主表面，該第一主表面提供了平面流動通道的一個壁的至少一部分，并且有待除氣的液體穿過該流動通道。該膜的相反主表面上的壓力(通常簡單地稱為真空)小于該流動通道中的壓力。有一個支撐構件支撐該膜的相反主表面。該支撐構件的作用是支撐該膜同時準許穿過該分離膜的氣體流到出口。這個真空維持或有助于維持該分離膜與該支撐構件相接觸。例如，該支撐構件可以是一個多孔構件或是具有多個突起的板，這些突起接觸該分離膜但彼此間隔開，從而使得氣體可以穿過這些突起之間而到達出口。

在平面除氣器(也許能更準確地描述為用于將氣體添加至液體中的裝置)的其他用途中，通過使氣體穿過該支撐構件和該分離膜并且進入流經該流動通道的液體之中來將氣體添加到液體中。

發明內容

在分離膜上方使用了真空的平面除氣器的一些用途中，希望的是在真空被切斷并且除氣未進行時液體繼續流經該流動通道。例如這可以在HPLC系統中從一種溶劑改變成另一種溶劑時發生。然而，已經發現，當真空被切斷時，該膜可能與該支撐構件分離并接觸該流動通道的底部，從而阻止液體流經該流動通道。該流動通道的高度越小，這個問題就越可能出現。本發明針對這個問題提供了一個解決方案，是通過將平面除氣器修改成使得在處于真空下以及在真空被切斷時液體都能流經該流動通道。

在第一方面，本發明提供了一種平面除氣器，該平面除氣器包括

(1)一個包括流動通道的流動板，

(2)一個包括膜傳輸區段的一個平面分離膜，該膜傳輸區段具有第一主表面和第二主表面，該流動通道至少部分地是由該膜傳輸區段的第一主表面所界定的，

(3)一個支撐構件，當該第一主表面上的壓力大于該第二主表面上的壓力時該支撐構件支撐該膜傳輸區段的第二主表面，以及

(4)多個結構特征，這些結構特征使得當該第一主表面上的壓力等于或小于該第二主表面上的壓力時液體能夠流經該流動通道。

在本發明的一些實施例中，該支撐構件是一個包括內部選擇板表面的選擇板，該選擇板包括(i)一個選擇板基部以及(ii)多個選擇板元件，這些選擇板元件(a)從該基部延伸、(b)被多個互通的選擇區分隔并且(c)具有遠離該選擇板基部的多個外表面。當該第一主表面上的壓力大于該第二主表面上的壓力時這些選擇板元件的外表面接觸該分離膜的第二主表面。