ПОЛОВОЛОКОННЫЙ КАРТРИДЖ, ЕГО КОМПОНЕНТЫ И СПОСОБ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1. Половолоконный фильтрующий картридж, содержащий:
1) множество кластеров полых волокон, причем каждый кластер содержит множество полых волокон, расположенных параллельно друг другу, причем каждый кластер имеет первый конец кластера и второй конец кластера,
2) оболочку корпуса, причем указанная оболочка имеет первый конец и второй конец, причем каждый конец оболочки имеет отверстие,
3) первую торцевую крышку оболочки, причем указанная крышка закрывает отверстие в указанном первом конце оболочки корпуса, причем указанная крышка имеет множество отверстий, и
4) вторую торцевую крышку оболочки, причем указанная крышка закрывает отверстие в указанном втором конце оболочки корпуса, причем указанная крышка имеет множество отверстий,
причем указанные кластеры установлены параллельно друг другу внутри указанной оболочки корпуса,
причем каждый кластер имеет участок, вставленный в отверстие, выполненное в указанной первой торцевой крышке оболочки корпуса и закупоренное относительно указанного отверстия посредством заливочного вещества,
причем каждый кластер имеет второй участок, вставленный в отверстие, выполненное в указанной второй торцевой крышке оболочки корпуса и закупоренное относительно указанного отверстия посредством заливочного вещества или закрепляющего вещества;
причем каждый конец оболочки изготовлен из материала, коэффициент теплового расширения которого достаточно близок к коэффициенту теплового расширения заливочного вещества так, что, когда указанный картридж подвержен стерилизации паром или стерилизации в автоклаве трещины или отверстия не возникают (а) ни в торцевой крышке оболочки или области, занимаемой заливочным веществом, (b) ни между крышкой и областью, занимаемой заливочным веществом.
2. Картридж по п. 1, в котором указанная оболочка и указанные торцевые крышки оболочки изготовлены из одинакового материала.
3. Картридж по п. 1, в котором указанная оболочка корпуса предпочтительно имеет цилиндрическую форму.
4. Картридж по п. 1, в котором указанная оболочка корпуса имеет квадратную или любую другую форму.
5. Картридж по п. 1, в котором указанная оболочка корпуса является проницаемой или полупроницаемой.
6. Картридж по п. 1, в котором форма каждого отверстия, выполненного в торцевой крышке оболочки, выбрана из группы, включающей в себя: шестиугольную, квадратную, прямоугольную, треугольную, многоугольную, круглую и эллиптическую форму.
7. Картридж по п. 6, в котором указанное отверстие торцевой крышки оболочки имеет шестиугольную форму.
8. Картридж по п. 1, в котором указанные первая и вторая торцевые крышки механически прикреплены к оболочке корпуса.
9. Картридж по п. 1, в котором указанные первая и вторая торцевые крышки прикреплены к оболочке корпуса посредством растворителя или связующего вещества.
10. Картридж по п. 1, содержащий опорный элемент, причем указанный опорный элемент выбран из группы, включающей в себя: стойку и опорную колонку, причем указанная опорная колонка имеет форму, обеспечивающую возможность вмещения кластера внутри указанного картриджа, причем указанная опорная колонка является проницаемой для текучей среды, выходящей из указанного картриджа.
11. Картридж по п. 1, в котором форма поперечного сечения кластера полых волокон соответствует форме поперечного сечения отверстия в торцевой крышке, в которое вставлен указанный кластер.
12. Картридж по п. 1, в котором расстояние между периметром одного кластера и периметром соседнего к нему кластера находится в диапазоне от 1 до 5 мм, причем указанное расстояние является кратчайшим между периметрами указанных двух кластеров.
13. Картридж по п. 1, в котором стерилизация в автоклаве осуществлена при следующих условиях: при температуре 123°С, давлении 0,11 Мпа (16 фунтов/кв. дюйм), в течение 45 минут, или стерилизация паром осуществлена при температуре 123°С, давлении 0,14 Мпа (20 фунтов/кв. дюйм), в течение 20 минут.
14. Способ сборки половолоконного фильтрующего картриджа, причем указанный способ содержит этапы, на которых:
1) осуществляют предварительную механическую обработку или формование первой торцевой крышки оболочки и второй торцевой крышки оболочки картриджа,
2) прикрепляют корпус оболочки картриджа к указанной первой торцевой крышке оболочки;
3) прикрепляют корпус оболочки картриджа к указанной второй торцевой крышке оболочки;
4) вставляют каждый из множества кластеров полых волокон через одно из множества отверстий, выполненных в указанной первой торцевой крышке оболочки, далее через корпус оболочки и наружу через соответствующее отверстие, выполненное в указанной второй торцевой крышке оболочки, причем длина каждого кластера соответствует длине указанного корпуса или превышает указанную длину, и
5) герметизируют посредством заливочного вещества или соединяют участок каждого кластера со стенкой отверстия, в которое он был вставлен в первой торцевой крышке оболочки, и со стенкой отверстия, в которое он был вставлен во второй торцевой крышке;
причем каждый конец оболочки изготавливают из материала, коэффициент теплового расширения которого достаточно близок к коэффициенту теплового расширения заливочного вещества так, что, когда указанный картридж подвергают стерилизации паром или стерилизации в автоклаве, трещины или отверстия не возникают (а) ни в торцевой крышке оболочки или области, занимаемой заливочным веществом, (b) ни между крышкой и областью, занимаемой заливочным веществом.
15. Способ по п. 14, при котором после заливки кластеров внутри указанных отверстий, излишнюю длину полых волокон, выдающуюся за пределы указанных торцевых крышек оболочки, в случае ее наличия, отрезают.
16. Способ по п. 14, при котором между указанными торцевыми крышками внутри половолоконного модуля вставляют опорные стойки или колонки.
17. Способ по п. 16, при котором указанные опорные колонки располагают между кластерами.
18. Способ по п. 16, при котором кластеры располагают так, что они окружены указанными опорными колонками, которые являются проницаемыми для потока фильтрата, выходящего из указанных кластеров.
19. Способ по п. 14, при котором стерилизация в автоклаве осуществлена при следующих условиях: при температуре 123°С, давлении 0,11 Мпа (16 фунтов/кв. дюйм), в течение 45 минут, или стерилизацию паром осуществляют при температуре 123°С, давлении 0,14 Мпа (20 фунтов/кв. дюйм), в течение 20 минут.
20. Система для сборки множества полых волокон в фиксированный кластер, причем указанная система содержит:
1) источник волокон, причем указанный источник является источником множества полых волокон;
2) перфорированный шаблон для направления и группирования множества полых волокон;
3) фиксирующую камеру, содержащую одно или несколько сопел для распыления или добавления заливочного вещества или закрепляющего вещества на кластер волокон, прошедший через указанный шаблон;
4) формообразующий шаблон или способ придания заливочному веществу заданной формы, например шестиугольной формы, вокруг полых волокон;
5) режущее устройство для отрезания пучка волокон в точке, примерно соответствующей центральной точке вдоль залитой или фиксированной зоны;
6) устройство или механизм для захвата или удаления ведущего кластера из указанной фиксирующей камеры;
7) цанговое устройство для прикрепления к ведомому отрезанному кластеру и продвижения его вперед из указанной фиксирующей камеры на заданное расстояние, причем предусмотрено приводное/отводящее устройство, установленное с возможностью движения вдоль автоматизированной системы ременной передачи для перемещения вперед или отведения назад указанной цанги;
8) повторение этапов 2 - 7;
причем элементы указанной системы выполнены так, что обеспечена возможность вытягивания волокон из указанного источника волокон через отверстия в шаблоне и далее через фиксирующую камеру, в которой на указанные волокна путем распыления попадает заливочное вещество, а также возможность отрезки волокон до требуемой длины.
21. Система по п. 20, в которой указанный источник волокон содержит намоточные барабаны, на которые намотано полое волокно.
22. Система по п. 20, в которой указанный источник волокон содержит экструдер, который выдавливанием формует множество полых волокон.
23. Способ сборки множества половолоконных фильтров в кластер, причем указанный способ предусматривает использование системы по п. 20, причем указанный способ содержит этапы, на которых: вытягивают полые волокна из источника волокон через отверстия в шаблоне и далее через фиксирующую камеру, в которой на указанные полые волокна распыляют заливочное вещество, и затем отрезают указанные волокна до требуемой длины.
24. Способ по п. 23, при котором указанные отверстия в шаблоне скомпонованы в виде шестиугольника.
25. Способ по п. 23, при котором множество непрерывных заготовок полых волокон направляют в указанный шаблон посредством наборов роликов.
26. Способ по п. 25, при котором в рабочих поверхностях роликов имеются полукруглые пазы, причем указанные ролики сдвоены так, что они расположены смежно и параллельно друг другу, при этом полые волокна направляют между указанными парами роликов с заходом в указанные пазы роликов с возможностью скольжения по ним.
27. Способ по п. 23, при котором указанные кластеры фиксируют в заданную структуру посредством предварительно изготовленных элементов.
28. Способ по п. 23, в котором после того, как на кластер волокон распылили закрепляющее вещество на первом этапе распыления, указанный кластер волокон поворачивают, причем указанный поворот меньше полного оборота на 360 градусов, причем после указанного поворота указанный кластер вновь подвергают распылению на втором этапе распыления.
29. Способ по п. 23, в котором после того, как одно или несколько распылительных сопел были использованы для распыления закрепляющего вещества на кластер на первом этапе распыления, указанное одно или несколько распылительных сопел поворачивают, причем указанный поворот, который меньше полного оборота на 360 градусов, осуществляют вокруг главной оси кластера, причем после указанного поворота указанный кластер вновь подвергают распылению на втором этапе распыления.
30. Способ изготовления кластера с использованием предварительно изготовленных торцевых крышек, причем указанный способ предусматривает сгибание кластерного линейного элемента для формирования кластерного шестиугольного элемента.
31. Кластер полых волокон, причем указанный кластер содержит множество полых волокон, причем каждое полое волокно имеет участок, прикрепленный к соседним параллельным волокнам в пределах одной зоны на концах каждого кластера или рядом с указанными концами.
32. Кластер по п. 31, в котором каждое полое волокно кластера прикреплено к соседним параллельным волокнам посредством жидкого закрепляющего вещества.
33. Кластер по п. 31, в котором каждое полое волокно кластера прикреплено к соседним параллельным волокнам посредством торцевой крышки или предварительно изготовленного элемента.
34. Кластер по п. 31, причем в указанном кластере предусмотрено семь волокон.
35. Кластер по п. 31, причем указанный кластер частично или полностью заключен в оплетку, которая является проницаемой для потока текучей среды.
36. Способ изготовления комплекта кластеров, при котором множество кластеров объединяют для образования комплекта кластеров так, что каждый кластер в указанном комплекте параллелен всем остальным кластерам в комплекте.
37. Способ по п. 36, содержащий этап, на котором в комплект кластеров объединяют множество отдельных кластеров.
38. Способ по п. 36, содержащий этап, на котором множество комплектов кластеров объединяют в единый комплект кластеров.
39. Способ проверки целостности кластера или комплекта кластеров, причем указанный способ содержит этап, на котором указанный кластер или комплект кластеров подвергают проверке на целостность.
40. Способ по п. 39, при котором проверку осуществляют перед вставкой кластера или комплекта кластеров в торцевую крышку картриджа.
41. Способ по п. 39, при котором комплект кластеров подвергают проверке на целостность.
42. Способ по п. 39, при котором проверку на целостность выбирают из группы, включающей в себя: проверку на появление пузырьков, проверку на перепад давления, воздействие паром, содержащим частицы, и проверку на диффузию.
43. Способ предварительной обработки кластера, причем указанный способ содержит этап, на котором: указанный кластер подвергают воздействию таких условий, при которых происходит усадка кластера и/или снятие напряжений в залитой области кластера, причем кластер подвергают воздействию указанных условий перед вставкой кластера в торцевую крышку.
44. Комплект кластеров, причем указанный комплект кластеров представляет собой комплект из множества кластеров, так что каждый кластер в указанном комплекте расположен параллельно всем остальным кластерам в комплекте.
45. Прямоугольный модуль, причем указанный модуль содержит:
1) кластер, причем указанный кластер имеет первый конец кластера и второй конец кластера, причем указанный кластер содержит полые волокна, причем указанные полые волокна представляют собой половолоконные фильтры с порами в их стенках так, что текучая среда проходит через внутреннюю часть волокон, при этом часть указанного ретентата выходит через указанные поры, превращаясь в фильтрат,
2) оболочку картриджа, причем указанная оболочка вмещает указанный кластер, при этом она не герметизирует концы указанных полых волокон, причем указанная оболочка картриджа имеет отверстия, обеспечивающие возможность выхода фильтрата через указанную оболочку картриджа, причем указанная оболочка плотно контактирует с кластером, тем самым, предотвращая смешивание фильтрата с ретентатом,
3) корпус, вмещающий в себя указанный картридж, но не герметизирующий концы указанных полых волокон,
4) первый канал внутри указанного корпуса, причем указанный канал имеет отверстие для приема текучей среды извне корпуса, причем указанный первый канал взаимодействует с первым концом кластера так, что обеспечена возможность движения указанного полученного ретентата из указанного первого канала в полые волокна кластера и через указанные полые волокна, при условии, что часть указанного ретентата выходит через поры фильтра в виде фильтрата,
5) второй канал внутри указанного корпуса, причем указанный канал взаимодействует со вторым концом кластера так, что обеспечена возможность прохождения полученного ретентата, прошедшего через полые волокна, в указанный второй канал, причем указанный канал имеет отверстие, обеспечивающее выход ретентата из второго канала и корпуса,
причем первый и второй каналы открыты на противоположных сторонах корпуса, причем указанный корпус дополнительно содержит один или более проходов, обеспечивающих возможность выхода фильтрата из корпуса или поступления фильтрата в корпус из прохода или проходов соседнего корпуса, в случае наличия такого соседнего корпуса.
46. Узел из двух или более прямоугольных модулей, причем указанные модули выровнены так, что каналы соседних модулей находятся в открытом контакте друг с другом, а проходы соседних модулей находятся в открытом контакте друг с другом.