一种除病毒过滤器的制作方法

1.本实用新型属于过滤器技术领域，尤其是涉及一种除病毒过滤器。


背景技术：

2.中国实用新型专利cn212758055u公开一种用于去除病毒的过滤器，其包括第一壳体、第二壳体和密封固定于第一壳体与第二壳体之间的滤膜，第一壳体和第二壳体在外边沿处通过包边形成密封连接，滤膜的外圈部分被第一壳体和第二壳体外圈区域相向压持形成密封贴合。
3.第一壳体包括第一通道和排气通道，第一通道和排气通道与滤膜的一侧连通，第二壳体包括第二通道，第二通道与滤膜的另一侧连通，第二通道从第二壳体的中心的开口向下延伸形成。第二壳体的内侧具有用于支撑滤膜的多条支撑筋和用于引导流体流向第二通道的多条导向流道。支撑筋为绕着开口的弧形结构，导向流道沿着第二壳体的径向延伸。弧形结构的支持筋为滤膜提供支撑作用，径向延伸的导向流道引导洁净滤液流向开口。
4.过滤过程中，通常第一通道作为进液口，第二通道作为出液口，料液由上向下流入过滤器内，滤膜润湿后变重、下沉，其下游表面的部分区域与支撑筋的表面紧密贴合，造成滤液流出不畅，或者后续流入的料液进一步冲击已润湿的滤膜，使得滤膜的其他部分区域嵌入相邻支撑筋之间的缝隙内，同时滤膜与支撑筋的边缘接触的部位还会形成相对摩擦作用；由于滤膜为除病毒膜，其下游侧即出液侧具有一层小孔径的病毒截留层，该病毒截留层强度比较差，易摩擦损坏，严重时，甚至出现摩擦的部位整体破裂的问题。
5.需要对该过滤器作进一步改进，以解决润湿的滤膜的下游表面与第二壳体内表面的支撑筋贴合过紧、滤膜嵌入相邻支撑筋之间的缝隙及由此带来的滤膜与支撑筋的表面与支撑筋的边缘发生摩擦，造成滤膜的病毒截留层破损问题。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种利用间隔层将滤膜和支撑筋隔开，以对滤膜形成保护作用，同时保证料液的顺畅流动的除病毒过滤器。
7.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种除病毒过滤器，包括，
8.第一壳体，具有第一通道；
9.第二壳体，具有第二通道，与所述第一壳体在外边沿处形成密封连接，且其内表面具有多条支撑筋；
10.滤膜，设于第一壳体和第二壳体之间；
11.所述滤膜具有进液面和朝向支撑筋的出液面，进液面侧的平均孔径大于出液面侧的平均孔径；
12.所述滤膜和第二壳体内表面之间设有流体可透过的间隔层，该间隔层将滤膜的出液面和支撑筋间隔开。
13.本实用新型提供的除病毒过滤器中，在滤膜和第二壳体的内表面之间加设了间隔
层，该间隔层将滤膜的出液面和支撑筋间隔开，在过滤过程中，滤膜的进液面和出液面间存在压差，会朝着支撑筋的端面下沉、弯曲，其出液面接触、抵靠在流体可透过的间隔层，相较于滤膜和支撑筋直接接触，二者间的摩擦作用力更缓和、摩擦作用强度小，从而滤膜的出液面受到的摩擦损伤更小，进而保护滤膜的病毒截留层；并且，由于间隔层和滤膜之间的距离更近，滤膜朝着支撑筋的端面形成幅度较小的下沉、弯曲后，其出液面便会抵靠间隔层，相当于间隔层对滤膜朝着支撑筋的端面下沉、弯曲的幅度起到限制作用，滤膜朝着支撑筋的端面下沉、弯曲的幅度减小，而且二者的抵靠作用强度也降低；总的来说，间隔层的设置对滤膜各处均起到较好的保护作用。
14.进一步的，
15.所述间隔层具有位于外圈的环形密封部和一体成型于其内侧的支撑部；
16.所述滤膜具有位于外圈的环状密封区和位于其内侧的过滤区；
17.所述环状密封区和环形密封部上下正对，并受到第一壳体和第二壳体的相向挤压、以形成密封；
18.所述支撑筋、支撑部和过滤区所在区域对应设置。
19.滤膜和间隔层通过环状密封区和环形密封部一起被第一壳体和第二壳体相向密封夹持，从而滤膜的过滤区和间隔层的支撑部同步、以相同的幅度朝着支撑筋的表面下沉、弯曲，二者贴合，由于支撑筋、支撑部和过滤区所在区域对应设置，支撑部及支撑筋配合可限制过滤区下沉、弯曲的幅度，因此，滤膜的过滤区下沉、弯曲的幅度得到缓和，相应地，过滤区和环状密封区交界处受到的拉伸作用强度也减轻，滤膜得到更好的保护，使用寿命相应延长；与此同时，环状密封区和环形密封部的配合也可以改善二者在第一壳体和第二壳体之间的密封压持效果，保证滤膜的密封性能，确保良好的过滤效果。
20.进一步的，
21.所述第一壳体的内表面具有第一环形夹持部；
22.所述第二壳体的内表面具有位于支撑筋外周的第二环形夹持部，所述第二环形夹持部与支撑筋端面的高度齐平；
23.所述第一环形夹持部和第二环形夹持部配合，正对夹持环形密封部和环状密封区，以将滤膜和/或间隔层向趋于水平的方向拉伸。
24.第一环形夹持部和第二环形夹持部配合夹持环形密封部和环状密封区，形成良好的密封，同时将滤膜向趋于水平的方向拉伸，此时不仅间隔层会对滤膜起到限制作用，第一环形夹持部和第二环形夹持部也对滤膜朝着支撑筋的端面下沉、弯曲的幅度起到限制作用，双重限制作用确保滤膜不会下沉至挤压间隔层与支撑筋贴合，防止两者或者至少防止滤膜陷入相邻支撑筋之间的缝隙；并且，由于第二环形夹持部和支撑筋高度齐平，在未润湿时，间隔层就已经接触、抵靠支撑筋，从而在滤膜未形成或者仅形成幅度很小的下沉、弯曲时，间隔层的支撑部就对滤膜的过滤区形成及时、有效的支撑和托住作用，避免滤膜的过滤区由于过度下沉、弯曲，而损坏。
25.进一步的，所述滤膜和第一环形夹持部之间设有环形的密封垫片，该密封垫片具有弹性，其与第一环形夹持部和滤膜的环状密封区的表面分别密封贴合。
26.密封垫片具有一定的弹性，且相较于滤膜的材质更柔软，其压缩形变大，受到挤压时能够发生形变，继而保证与第一环形夹持部及环状密封区的表面形成密封贴合，提高滤
膜的环状密封区的表面与相应接触面之间的密封贴合程度，确保滤膜的环状密封区与第一壳体的第一环形夹持部、第二壳体的第二环形夹持部之间形成有效的密封压持。
27.进一步的，所述间隔层的粗糙度为30-120um。
28.粗糙度处在该数值范围内的间隔层既不会损伤滤膜，也不会与间隔层贴合过紧导致料液无法顺利通过。
29.进一步的，所述间隔层的平均孔径为10-60 um，透气量为2000-3000 ml/min@7kpa，厚度为50-100um。
30.间隔层透气量的设置使得其对料液流动过滤带来的流动阻力小，避免对滤膜的有效过滤产生不利影响。
31.进一步的，所述间隔层的材质为pet无纺布，接触角为50
°‑
70
°
。
32.保证间隔层具有亲水性能，蛋白吸附低，在滤膜达到良好的病毒截留功能下，间隔层不会对病毒过滤产生不利影响，同时间隔层也能起到导流作用，增加了过滤通量。
33.进一步的，所述滤膜的进液面形成预过滤层，其孔径为260-350nm；滤膜的出液面形成分离层，其孔径为12-38nm。
34.预过滤层用于在截留病毒之前的初步过滤，为纳污层，其孔径相对较大，分离层则用于截留病毒，其孔径相对较小，适应需要截留病毒的大小。
35.进一步的，所述滤膜的厚度为80-100μm，分离层的厚度为滤膜的总厚度的20%-40%。
36.分离层作为病毒截留层，此时的数值设置，能保证分离层的有效截留体积，提高病毒截留率，保证过滤效果，同时分离层又不会太厚，保证预过滤层具有足够的纳污量，同时保证滤膜的整体强度。
37.进一步的，所述支撑筋沿周向延伸、并在多处形成断口，径向相邻的断口形成可与第二通道相连通的汇流流道；所述支撑筋的径向宽度为0.3-0.6mm，径向相邻的支撑筋之间的间距为0.3-0.6mm，汇流流道的周向宽度为0.4-0.6mm。
38.上述支撑筋自身的径向宽度、相邻支撑筋之间的间距及汇流流道的周向宽度相当，以便流体快速流向第二通道，并保证间隔层受到支撑筋均匀的支撑和托住作用，进而均匀地支撑滤膜。
39.本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的除病毒过滤器中，在滤膜和第二壳体的内表面之间加设了间隔层，该间隔层将滤膜的出液面和支撑筋间隔开，在过滤过程中，滤膜的出液面接触、抵靠在流体可透过的间隔层，二者间的摩擦作用力更缓和、摩擦作用强度小，保护滤膜的病毒截留层；间隔层对滤膜朝着支撑筋的端面下沉、弯曲的幅度起到限制作用，滤膜朝着支撑筋的端面下沉、弯曲的幅度减小，而且二者的抵靠作用强度也降低；另外，滤膜通过其外圈区域被第一壳体和第二壳体相向挤压、以形成密封固定，其中间区域的下沉、弯曲幅度变小后，其被挤压区域的内边界受到的拉伸作用强度也减小，滤膜得到更好的保护，使用寿命相应延长；间隔层的选择保证不会损伤滤膜，也不会因为贴合过紧导致料液无法顺利通过；支撑筋自身的径向宽度、相邻支撑筋之间的间距及汇流流道的周向宽度相当，以便流体快速流向第二通道，并保证间隔层受到支撑筋均匀的支撑和托住作用，进而均匀地支撑滤膜。
附图说明
40.图1为本实用新型提供的过滤器的主视图。
41.图2为本实用新型提供的过滤器的立体图。
42.图3为本实用新型提供的过滤器的第二壳体的立体图。
43.图4为本实用新型提供的过滤器的第二壳体的俯视图。
44.图5为图4中的c-c剖视图。
45.图6为本实用新型提供的过滤器的俯视图。
46.图7为图6中的a-a剖视图。
47.图8为图7中的b处结构放大图。
48.图9为本实用新型提供的滤膜的局部剖视图。
49.图10为本实用新型提供的滤膜的截面电镜图。
50.图11为本实用新型提供的过滤器的第一壳体的主视图。
51.图12为本实用新型提供的过滤器的第一壳体的剖视图。
52.图13为本实用新型提供的密封垫片的立体图。
53.其中，1-第一壳体，11-第一通道，12-排气通道，121-排气口，2-第二壳体，21-第二通道，22-支撑筋，221-断口，23-汇流流道，31-第一环形夹持部，32-第二环形夹持部，4-包边，5-滤膜，51-进液面，52-出液面，53-环状密封区，54-过滤区，55-预过滤层，56-分离层，7-密封垫片，8-间隔层，81-环形密封部，82-支撑部。
具体实施方式
54.为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
55.如图1、图2所示，一种除病毒过滤器，包括具有第一通道11的第一壳体1，具有第二通道21的第二壳体2，及设置在第一壳体1和第二壳体2之间的滤膜5。第一壳体1和第二壳体2在外边沿处形成密封连接，且在第二壳体2的内表面具有多条支撑筋22。
56.如图7-图9所示，滤膜5为非对称的除病毒膜，其具有进液面51和朝向支撑筋22的出液面52，进液面52侧的平均孔径大于出液面52侧的平均孔径。滤膜5和第二壳体2的内表面之间设有流体可透过的间隔层8，该间隔层8将滤膜5的出液面52和支撑筋22间隔开。换句话说，间隔层8阻止了滤膜5的出液面52与支撑筋22贴合，防止滤膜5嵌入相邻支撑筋22之间的缝隙内。
57.如图3-图5所示，多条支撑筋22沿着周向延伸，并在多处形成断口221，部分断口221沿着径向正对设置，从而径向相邻的断口221形成汇流流道23，该汇流流道23又与第二通道21相连通，且汇流通道23的周向宽度为0.4-0.6mm，即图4中s=0.4-0.6mm。支撑筋22的径向宽度为0.3-0.6mm，即图4中l1=0.3-0.6mm；径向相邻的支撑筋22之间的间距为0.3-0.6mm，即图4中l2=0.3-0.6mm。上述支撑筋22自身的径向宽度、相邻支撑筋22之间的间距及汇流流道23的周向宽度相当，以便流体快速流向第二通道21，并保证间隔层8受到支撑筋22
均匀的支撑和托住作用，进而均匀地支撑滤膜5。
58.本实用新型提供的除病毒过滤器，在滤膜5和第二壳体2的内表面之间加设了间隔层8，该间隔层8将滤膜5的出液面52和支撑筋22间隔开，在过滤过程中，滤膜5的进液面51和出液面52间存在压差，会朝着支撑筋22的端面下沉、弯曲，其出液面52接触、抵靠在流体可透过的间隔层8，相较于滤膜5和支撑筋22直接接触，二者间的摩擦作用力更缓和、摩擦作用强度小，从而滤膜5的出液面52受到的摩擦损伤更小，进而保护滤膜5的病毒截留层；并且，由于间隔层8和滤膜5之间的距离更近，滤膜5朝着支撑筋22的端面形成幅度较小的下沉、弯曲后，其出液面52便会抵靠间隔层8，相当于间隔层8对滤膜5朝着支撑筋22的端面下沉、弯曲的幅度起到限制作用，滤膜5朝着支撑筋22的端面下沉、弯曲的幅度减小，而且二者的抵靠作用强度也降低。
59.另外，滤膜5通过其外圈区域被第一壳体1和第二壳体2相向挤压、以形成密封固定，其中间区域的下沉、弯曲幅度变小后，其被挤压区域的内边界受到的拉伸作用强度也减小，那么滤膜5的该区域也得到更好的保护，使用寿命相应延长。总的来说，间隔层8的设置对滤膜5各处均起到较好的保护作用。
60.具体的，如图8所示，间隔层8具有位于外圈的环形密封部81和一体成型于其内侧的支撑部82；相应的，滤膜5具有位于外圈的环状密封区53和位于其内侧的过滤区54。上述的环状密封区53和环形密封部81 上下正对，并且受到第一壳体1和第二壳体2的相向挤压作用，从而形成密封。上述的过滤区54和支撑部82上下正对，同时与支撑筋22所在区域对应设置。
61.滤膜5和间隔层8通过环状密封区53和环形密封部81一起被第一壳体1和第二壳体2相向密封夹持，从而滤膜5的过滤区54和间隔层8的支撑部82同步、以相同的幅度朝着支撑筋22的表面下沉、弯曲，二者贴合，由于支撑筋22、支撑部82和过滤区54所在区域对应设置，支撑部82及支撑筋22配合可限制过滤区54下沉、弯曲的幅度，因此，滤膜5的过滤区54下沉、弯曲的幅度得到缓和，相应地，过滤区54和环状密封区53交界处受到的拉伸作用强度也减轻，滤膜5得到更好的保护。与此同时，环状密封区53和环形密封部81的配合也可以改善二者在第一壳体1和第二壳体2之间的密封压持效果，保证滤膜5的密封性能，改善过滤效果。
62.如图3、图5、图8、图11、图12所示，第一壳体1的内表面具有第一环形夹持部31，第二壳体2的内表面具有第二环形夹持部32，该第二环形夹持部32位于支撑筋22的外周，且第二环形夹持部32和支撑筋22的端面高度齐平。第一环形夹持部31和第二环形夹持部32正对环形密封部81和环状密封区53，从而第一环形夹持部31和第二环形夹持部32配合夹持环形密封部81和环状密封区53，形成良好的密封，同时将滤膜5向趋于水平的方向拉伸，或者将间隔层8向趋于水平的方向拉伸，或者将滤膜5和间隔层8均向趋于水平的方向拉伸。
63.换句话说，第一环形夹持部31和第二环形夹持部32配合，将滤膜5或将间隔层8或将两者拉扯至水平或趋于水平。此时不仅间隔层8会对滤膜5起到限制作用，第一环形夹持部31和第二环形夹持部32也对滤膜5朝着支撑筋22的端面下沉、弯曲的幅度起到限制作用，双重限制作用确保滤膜5不会下沉至挤压间隔层8与支撑筋22贴合，防止两者或者至少防止滤膜5陷入相邻支撑筋22之间的缝隙。
64.并且，由于第二环形夹持部32和支撑筋22高度齐平，在未润湿时，间隔层8就已经接触、抵靠支撑筋22，从而在滤膜5未形成或者仅形成幅度很小的下沉、弯曲时，间隔层8的
支撑部82就对滤膜5的过滤区54形成及时、有效的支撑和托住作用，避免滤膜5的过滤区54由于过度下沉、弯曲，而损坏。
65.为了进一步改善第一环形夹持部31和第二环形夹持部32之间的密封夹持效果，还可以在滤膜5和第一环形夹持部31之间设置环形的密封垫片7，如图13所示，该密封垫片7具有弹性，其与第一环形夹持部31和滤膜5的环状密封区53的表面分别密封贴合，如图8所示。
66.在本实施例中，密封垫片7的材质为硅胶，其具有一定的弹性，且相较于滤膜5的材质更柔软，其压缩形变大，受到挤压时能够发生形变，继而保证与第一环形夹持部31及环状密封区53的表面形成密封贴合，提高滤膜5的环状密封区53的表面与相应接触面之间的密封贴合程度，确保滤膜5的环状密封区53与第一壳体1的第一环形夹持部31、第二壳体2的第二环形夹持部32之间形成有效的密封压持。
67.更具体的，在本实施例中，间隔层8的材质为pet无纺布，其接触角为50
°‑
70
°
，保证其具有亲水性能，蛋白吸附低，避免将目标蛋白吸附，在滤膜5达到良好的病毒截留功能下，间隔层8不会对病毒过滤产生不利影响，同时间隔层8也能起到导流作用，增加了过滤通量。
68.间隔层8的粗糙度为30-120um，粗糙度处在该数值范围内的间隔层8既不会损伤滤膜5，也不会与间隔层8贴合过紧导致料液无法顺利过滤。
69.间隔层8的平均孔径为10-60 um，透气量为2000-3000 ml/min@7kpa，厚度为50-100um，即图8中h2=50-100um。间隔层8透气量的设置使得其对料液流动过滤带来的流动阻力小，避免对滤膜5的有效过滤产生不利影响。
70.实验得到，不设置间隔层8的情况下，在压力为30psi、温度为25℃条件下，测得除病毒过滤器的通量为600l/h/m2；同样的结构，在设置间隔层8之后，在压力为30psi、温度为25℃条件下，测得除病毒过滤器的通量为580l/h/m2，可知间隔层8的设置对料液流动过滤不会带来较大的流动阻力，对滤膜5的有效过滤不会产生不利影响。
71.如图10所示，滤膜5的进液面51形成预过滤层55，其孔径为260-350nm；滤膜5的出液面52形成分离层56，其孔径为12-38nm。预过滤层55用于在截留病毒之前的初步过滤，为纳污层，其孔径相对较大，分离层56则用于截留病毒，其孔径相对较小，适应需要截留病毒的大小。
72.间隔层8的平均孔径大于滤膜5分离层56的孔径，不会对滤液的流出造成阻碍作用，避免孔径过大导致滤膜5会嵌入间隔层8的空隙内，同时也保证有足够的强度对滤膜5形成向上的支撑作用。
73.滤膜5的厚度为80-100μm，即图8中h1=80-100μm。如图9所示，定义分离层56的厚度为h3，则分离层56的厚度为滤膜5的总厚度的20%-40%，即h3/h1=20%-40%。分离层56作为病毒截留层，此时的数值设置，能保证分离层56的有效截留体积，提高病毒截留率，保证过滤效果，同时分离层56又不会太厚，保证预过滤层55具有足够的纳污量，同时保证滤膜5的整体强度。
74.装配时，将间隔层8、滤膜5、密封垫片7依次叠放在第二壳体2内，再将第一壳体1与第二壳体2装配，此时第一环形夹持部31和第二环形夹持部32正对夹持密封垫片7、滤膜5的环状密封区53、间隔层8的环形密封部81，最后通过包边4将第一壳体1和第二壳体2的外圈区域密封连接，使得第一壳体1的第一环形夹持部31与第二壳体2的第二环形夹持部32配合，形成对密度垫片7、滤膜5环状密封区53和、间隔层8的环形密封部81的有效密封压持。
75.进行过滤时，料液从第一通道11进入，滤膜5的进液面51和出液面52间存在压差，滤膜5朝着支撑筋22的端面下沉、弯曲，出液面52接触、抵靠在间隔层8，间隔层8向上托住滤膜5，使得滤膜5的下沉、弯曲幅度减小，不会造成滤液流出不畅的问题，也不会嵌入相邻支撑筋22之间的缝隙内，长时间使用后也不会整体破裂，使用寿命长，滤液从出液面52顺利流出后，通过汇流通道23进入第二通道21，最后排出过滤器。
76.上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。