堆疊板形成的過濾盒體的制作方法
【專利說明】堆疊板形成的過濾盒體
[0001]本申請是申請號為200880117438.0、申請日為2008年9月11日、發明名稱為“堆疊板形成的過濾盒體”的發明專利申請的分案申請。
[0002]相關申請
[0003]本申請要求2007年10月3日提交的美國臨時專利申請N0.60/997, 420的優先權，其整體內容在此引為參考。
技術領域
[0004]本發明涉及一種過濾盒體，其不具有單獨的外部殼體。具體的，本發明涉及這種過濾盒體，具有兩個滲透物路徑，從過濾盒體通向滲透物出口。
【背景技術】
[0005]各種聚合物材料的膜式過濾器是已知的，且通常是薄的多孔結構，具有體積比大約50-80%之間的孔隙率。它們相對脆弱，并且通常與各種類型的機械支撐件或者加強件一起使用。每單位面積穿過這種薄膜的液體流率是孔的尺寸的函數。為了獲得穿過具有細孔的過濾器的高流率，例如低于大約I微米，需要相對大的過濾面積。這種面積因此通過使用大的單個過濾器或者通過平行地使用多個較小的單獨過濾器而提供。為了用在關鍵的藥物應用中，例如消毒，這種薄膜和它們的支撐設備必須不具有能夠穿過小的顆粒或者生物的泄露或者缺陷。
[0006]多個小的過濾器因此已經與支撐板和相關聯的設備被手工裝配用于平行流動，然后測試，且如果需要，進行消毒，經常在用戶場合，成本較高且很不方便。如果手動組裝沒有通過必須的測試，那么操作必須重復。更大更復雜的過濾系統的機械部件通常被清潔和重新使用，僅過濾器被更換。迄今設置在一次性塑料件中的一個組件同樣已經與相對可活動部件機械固定。
[0007]較大面積的單獨薄膜過濾器已經被平面地或者圓柱地支撐，或者已經被折疊用于設置在緊湊的殼體中。對于給定的過濾面積，用于平坦薄膜的保持器較大，通常不是一次性的，并且對于過濾器的每個變化，同樣需要拆解、清潔、重新組裝和測試。脆弱的薄膜的折疊在折疊部處產生了應力集中，允許使用中脆弱薄膜的彎曲，通常在上游和下游側中的一個或兩個上需要交叉流動過濾器，并且需要封裝(potting)和/或粘結劑從而密封端部和重疊的接縫。由于考慮到折疊部、接縫或者端部處可能的失效，單獨的平坦最終過濾器有時與折疊的盒體串行使用，用于在關鍵應用中增加可靠性，例如在消毒藥物和靜脈流體過程中。另外，多個不同材料在折疊盒體結構中的使用增加了可提取物源進入濾液中。
[0008]目前可獲得的過濾器盒體中處理的流體經歷壓力下降，這限制了可通過盒體處理的流體的量。壓力下降的程度與盒體內流體的流路長度緊密相關。流路長度越長，壓力下降越大。
[0009]美國專利4，501，663公開了一種過濾盒體，由多個堆疊的過濾模塊形成，具有單獨的外部殼體。盒體是不適合的，因為它具有大的滯留(hold up)體積，導致試樣損失。
[0010]2007年4月23日提交的美國專利申請60/925，774公開了一種過濾盒體，具有供送入口和滲透物出口，位于盒體的中間部分處。這個盒體需要流體偏轉板從而將進入的流體送料從盒體的中間部分引導到盒體的周邊部分。包括偏轉板是不適合的，因為它給盒體增加了非工作元件。
[0011]目前，完整性測試(integrity test)使用了二元氣體用于確定過濾盒體中薄膜中缺陷的存在。當二元氣體以切向流動過濾模式(TFF)而非正向流動過濾模式(NFF)(死端過濾(dead ended filtrat1n))流動時，測試提供了較高的精度。這個完整性測試在2006年10月10日提交的美國專利申請11/545,738中描述，在此引為參考。因此，當需要在過濾盒體內實現NFF過濾并且實現完整性測試時，過濾盒體必須能夠在TFF和NFF模式中工作。
[0012]因此，需要提供一種過濾盒體，為了簡化，具有單個供送入口和單個滲透物出口。另外需要提供這樣的盒體，其可以在TFF和NFF模式中工作。另外，需要提供一種過濾盒體，具有最少的非工作元件從而降低成本。另外，需要提供這樣一種盒體，其中，與目前的盒體相比，被處理的流體在盒體內經歷低的壓力下降。

【發明內容】

[0013]本發明提供一種過濾盒體，由一個或多個過濾單元形成，它們彼此堆疊和接合從而確保從入口到過濾盒體的流體流動，穿過至少一個薄膜和穿過過濾盒體的出口。盒體能夠在TFF和NFF模式中工作。過濾模式是死端的正向流動過濾(NFF)。每個過濾單元包括兩個薄膜支撐板，在它們的外周處密封在一起，從而形成堆疊的過濾單元。每個薄膜支撐板具有第一表面和第二表面。過濾薄膜，例如單個薄膜或者多個薄膜，被接合到每個薄膜支撐板的第一和第二表面中的每一個。過濾盒體設置有端罩、流體入口、滲透物出口和第二出口，第二出口用作通氣口。端罩密封該盒體，且將流體流從供送入口引導穿過薄膜和離開出
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[0014]滲透物流體流動穿過過濾盒體內的兩個流體路徑，從而平均的，流路長度是具有一個流路和相同水平橫截面的過濾盒體的流路長度的一半。通過為滲透物提供兩個流體流動路徑，盒體內流體的壓力下降顯著減輕。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明過濾盒體的透視圖。
[0016]圖2是本發明薄膜支撐板的第一表面的分解俯視圖。
[0017]圖3是圖2的薄膜支撐板的分解仰視圖。
[0018]圖4是本發明過濾盒體的剖視圖，具有一個過濾單元。
[0019]圖5是本發明過濾盒體的剖視圖，具有兩個過濾單元。
[0020]圖6的分解視圖示出了圖2的薄膜支撐板的第一表面，且示出了過濾盒體內的滲透物流動路徑。
【具體實施方式】
[0021]見圖1，示出了整裝的(self contained)過濾盒體(cartridge) 20，具有例如0.5平方米的過濾面積。盒體20包括上端罩22、下端罩24、和多個過濾單元26。上端罩22設置有用于送料的入口 28、用于滲透物(permeate)的出口 30和用于通氣的通氣口 27。優選的，端罩22、24和過濾單元26由相同塑料材料制成，且在它們的外周處選擇性地結合(weld)在一起，例如通過熱或者溶劑。入口 28、出口 30和通氣口 27分別適于連接到管路等的導管。
[0022]任何適當類型的通氣口 27延伸穿過端罩22以允許在啟動時空氣從過濾盒體排出，并且當在TFF模式中操作過濾盒體20時允許氣體排出以測試薄膜缺陷。這例如可包括手動開啟閥，其被開啟以排出氣體并且之后閉合。
[0023]使用中，待過濾的液體進入入口配合件28，進入堆疊的過濾單元26，穿過堆疊的過濾單元26內的過濾薄膜，如下文所述，從其處，滲透物離開出口配合件30。
[0024]見圖2和3，薄膜支撐板32具有頂面34 (圖2)和底面36 (圖3)。頂面34具有相對大的內部尺寸(LID)以容納較大的薄膜38，薄膜38大于薄膜40。底面36具有相對較小的內部尺寸(SID)以容納較小的薄膜40。圖2和3所示的