專利名稱：堆疊板式過(guò)濾盒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過(guò)濾盒體，其不具有單獨(dú)的外部殼體。具體的，本發(fā)明涉及這種過(guò) 濾盒體，具有單個(gè)滲透路徑，從過(guò)濾盒體通向單個(gè)滲透出口。
背景技術(shù)：
各種聚合物材料的膜式過(guò)濾器是已知的，且通常是薄的多孔結(jié)構(gòu)，具有體積比大 約50-80%之間的孔隙率。它們相對(duì)脆弱，并且通常與各種類型的機(jī)械支撐件或者加強(qiáng)件一 起使用。每單位面積穿過(guò)這種薄膜的液體流率是孔的尺寸的函數(shù)。為了獲得穿過(guò)具有細(xì)孔 的過(guò)濾器的高流率，例如低于大約1微米，需要相對(duì)大的過(guò)濾面積。這種面積因此通過(guò)使用 大的單個(gè)過(guò)濾器或者通過(guò)平行地使用多個(gè)較小的單獨(dú)過(guò)濾器而提供。為了用在關(guān)鍵的藥物 應(yīng)用中，例如消毒，這種薄膜和它們的支撐設(shè)備必須不具有能夠穿過(guò)小的顆?；蛘呱锏?泄露或者缺陷。多個(gè)小的過(guò)濾器因此已經(jīng)與支撐板和相關(guān)聯(lián)的設(shè)備被手工裝配用于平行流動(dòng)，然 后測(cè)試，且如果需要，進(jìn)行消毒，經(jīng)常在用戶場(chǎng)合，成本較高且很不方便。如果手動(dòng)組裝沒(méi)有 通過(guò)必須的測(cè)試，那么操作必須重復(fù)。更大更復(fù)雜的過(guò)濾系統(tǒng)的機(jī)械部件通常被清潔和重 新使用，僅過(guò)濾器被更換。迄今設(shè)置在一次性塑料件中的一個(gè)組件同樣已經(jīng)與相對(duì)少數(shù)的 可活動(dòng)部件機(jī)械固定。較大面積的單獨(dú)薄膜過(guò)濾器已經(jīng)被平面地或者圓柱地支撐，或者已經(jīng)被折疊用于 設(shè)置在緊湊的殼體中。對(duì)于給定的過(guò)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(duì)于過(guò)濾器的每個(gè)變化，同樣需要拆解、清潔、重新組裝和測(cè)試。脆弱的薄膜的折疊 在折疊部處產(chǎn)生了應(yīng)力集中，允許使用中脆弱薄膜的彎曲，通常在上游和下游側(cè)中的一個(gè) 或兩個(gè)上需要交叉流動(dòng)過(guò)濾器，并且需要封裝(potting)和/或粘結(jié)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(dú)的平坦最終過(guò)濾器有時(shí)與 折疊的盒體串行使用，用于在關(guān)鍵應(yīng)用中增加可靠性，例如在消毒藥物和靜脈流體過(guò)程中。 另外，多個(gè)不同材料在折疊盒體結(jié)構(gòu)中的使用增加了可提取物源進(jìn)入濾液中。目前，矩形薄膜支撐板形成的過(guò)濾盒體設(shè)置有多個(gè)滲透出口。這種設(shè)置是不適合 的，因?yàn)樗枰鄠€(gè)連接裝置和導(dǎo)管以回收滲透物。美國(guó)專利4，501，663公開(kāi)了一種過(guò)濾盒體，由多個(gè)堆疊的過(guò)濾模塊形成，具有單 獨(dú)的外部殼體。盒體是不適合的，因?yàn)樗哂写蟮臏?hold up)體積，導(dǎo)致試樣損失。2007年4月23日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)60/925，774公開(kāi)了一種過(guò)濾盒體，具有供 送入口和滲透出口，位于盒體的中間部分處。這個(gè)盒體需要流體偏轉(zhuǎn)板從而將進(jìn)入的流體 送料從盒體的中間部分引導(dǎo)到盒體的周邊部分。包括偏轉(zhuǎn)板是不適合的，因?yàn)樗o盒體增加了非工作元件。 目前，完整性測(cè)試(integrity test)使用了二元?dú)怏w用于確定過(guò)濾盒體中薄膜中 缺陷的存在。當(dāng)二元?dú)怏w以切向流動(dòng)過(guò)濾模式(TFF)而非正向流動(dòng)過(guò)濾模式(NFF)(死端 過(guò)濾(dead ended filtration))流動(dòng)時(shí)，測(cè)試提供了較高的精度。這個(gè)完整性測(cè)試在2006 年10月10日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)11/545，738中描述，在此引為參考。因此，當(dāng)需要在過(guò) 濾盒體內(nèi)實(shí)現(xiàn)NFF過(guò)濾并且實(shí)現(xiàn)完整性測(cè)試時(shí)，過(guò)濾盒體必須能夠在TFF和NFF模式中工 作。因此，需要提供一種過(guò)濾盒體，為了簡(jiǎn)化，具有單個(gè)供送入口和單個(gè)過(guò)濾出口。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(guò)濾盒體， 具有最少的非工作元件從而降低成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種過(guò)濾盒體，由一個(gè)或多個(gè)過(guò)濾單元形成，它們彼此堆疊和接合從 而確保從入口到過(guò)濾盒體的流體流動(dòng)，穿過(guò)至少一個(gè)薄膜和穿過(guò)過(guò)濾盒體的出口。盒體能 夠在TFF和NFF模式中工作。過(guò)濾模式是死端的正向流動(dòng)過(guò)濾(NFF)。每個(gè)過(guò)濾單元包括 兩個(gè)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(guò)濾單元。每個(gè)薄膜支撐板 具有第一表面和第二表面。過(guò)濾薄膜，例如單個(gè)薄膜或者多個(gè)薄膜，被接合到每個(gè)薄膜支撐 板的第一和第二表面中的每一個(gè)。過(guò)濾盒體設(shè)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(dǎo)穿過(guò)薄膜和離開(kāi)出滲透物流體流動(dòng)穿過(guò)過(guò)濾盒體內(nèi)的單個(gè)流體路徑，從而過(guò)濾盒體可以設(shè)置有單個(gè) 出口用于滲透物。


圖1是本發(fā)明過(guò)濾盒體的透視圖。圖2是本發(fā)明薄膜支撐板的第一表面的分解俯視圖。圖3是圖2的薄膜支撐板的分解仰視圖，示為在圍繞孔50樞轉(zhuǎn)之后。圖4是沿著圖2的線4-4截取的本發(fā)明過(guò)濾盒體的剖視圖，具有一個(gè)過(guò)濾單元。圖5是沿著圖2的線4-4截取的本發(fā)明過(guò)濾盒體的剖視圖，具有兩個(gè)過(guò)濾單元。
具體實(shí)施例方式見(jiàn)圖1，示出了整裝的(self contained)過(guò)濾盒體(cartridge) 20，具有例如 0.015平方米的過(guò)濾面積。盒體20包括上端罩22、下端罩24、和多個(gè)過(guò)濾單元26。下端罩 24設(shè)置有用于送料的入口 28、用于滲透物(permeate)的出口 30。上端罩22設(shè)置有通氣口 27用于通氣。優(yōu)選的，端罩22、24和過(guò)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(jié)合(weld)在一起，例如通過(guò)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(dǎo)管。任何適當(dāng)類型的通氣口 27延伸穿過(guò)端罩22以允許在啟動(dòng)時(shí)氣體從過(guò)濾盒體排 出，并且當(dāng)在TFF模式中操作過(guò)濾盒體20時(shí)允許氣體排出以測(cè)試薄膜缺陷。這例如可包括手動(dòng)開(kāi)啟閥，其被開(kāi)啟以排出氣體并且之后閉合。使用中，待過(guò)濾的液體進(jìn)入入口配合件28，進(jìn)入堆疊的過(guò)濾單元26，穿過(guò)堆疊的 過(guò)濾單元26內(nèi)的過(guò)濾薄膜，如下文所述，從其處，滲透物離開(kāi)出口配合件30。見(jiàn)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(duì)大的內(nèi)部尺寸(LID)以容納較大的薄膜結(jié)構(gòu)38，薄膜結(jié)構(gòu)38由兩個(gè)薄膜38a和38b形成， 其大于由兩個(gè)薄膜40a和40b形成的薄膜結(jié)構(gòu)40。底面36具有相對(duì)較小的內(nèi)部尺寸(SID) 以容納較小的薄膜結(jié)構(gòu)40。圖2和3所示的過(guò)濾板42包括薄膜支撐板32和兩個(gè)薄膜結(jié)構(gòu) 38,40,它們?cè)诒∧っ芊馕恢?4和46處密封到薄膜支撐板32的整個(gè)周邊。過(guò)濾單元26能 夠?qū)崿F(xiàn)流體過(guò)濾，通過(guò)下列方式形成將兩個(gè)過(guò)濾板42在SID到SID表面處接合(密封) 到彼此。堆疊的過(guò)濾單元26通過(guò)在LID到LID表面處將過(guò)濾單元26接合(密封)到彼此 而形成。通過(guò)這樣密封SID-SID表面和LID-LID表面，堆疊的過(guò)濾單元26 (圖1)形成，其 能夠?qū)崿F(xiàn)穿過(guò)其中的流體流動(dòng)，這確保了所有流入的流體送料在離開(kāi)由堆疊的過(guò)濾單元26 形成的過(guò)濾盒體20 (圖1)的出口 30之前，穿過(guò)薄膜結(jié)構(gòu)38或40。圖2和3的過(guò)濾板32包括送料入口孔48、滲透物出口孔50和通氣孔56。使用中， 通向過(guò)濾盒體20的送料穿過(guò)入口 28(圖1)進(jìn)入，且穿過(guò)送料入口孔48，如箭頭29所示。 在SID側(cè)上(圖3)，流體送料穿過(guò)薄膜結(jié)構(gòu)40以產(chǎn)生滲透物，滲透物沿著箭頭58的方向穿 過(guò)槽60。滲透物穿過(guò)位于柱68之間的空間68a，然后離開(kāi)滲透物孔50，如箭頭35所示，到 達(dá)出口 30 (圖1)。在LID側(cè)上(圖2)，流體送料穿過(guò)薄膜結(jié)構(gòu)38以產(chǎn)生滲透物，其沿著箭 頭69a的方向穿過(guò)槽71。滲透物離開(kāi)滲透物孔50，如箭頭35所示。見(jiàn)圖4，示出了密封到端罩65和67的過(guò)濾單元26。過(guò)濾單元26包括圖2和3所 示的兩個(gè)過(guò)濾板42，且在圖2的剖面4-4處示出。薄膜支撐板32在板密封部64和70處密 封在一起。薄膜結(jié)構(gòu)38在薄膜密封區(qū)域72處密封到薄膜板32。薄膜結(jié)構(gòu)40在薄膜密封 區(qū)域74處密封到薄膜支撐板32。薄膜支撐板32設(shè)置有內(nèi)部成排孔76和外部成排孔78。 如圖4的黑色箭頭所示，在作為滲透物82被收集之前，所有流入的送料流體80必須穿過(guò)薄 膜結(jié)構(gòu)38或40。在SID側(cè)上板密封部70處(圖3)外部板密封部64處和內(nèi)周處，并且在 LID側(cè)上(圖2)在外部板密封部66a和內(nèi)部板密封部71處，過(guò)濾單元26在它們的外周處 被密封。密封部70、64、71和66a從圍繞孔50的表面突起(圖2和3)，從而提供通向孔50 的流動(dòng)路徑。過(guò)濾單元26在外周板密封部66a處密封到端罩65，且在外周密封部69處密 封到端罩67。入口(未示出)設(shè)置用于將送料導(dǎo)入到過(guò)濾單元26。通氣口 27和出口 30 同樣以圖1所示的方式設(shè)置。密封部64、66a和69消除了對(duì)于另外的外部殼體的需要，以 實(shí)現(xiàn)所需的流體流動(dòng)。見(jiàn)圖5，示出了兩個(gè)過(guò)濾單元26，密封在一起。圖5中，與圖4相同的附圖標(biāo)記表示 與圖4相同的元件。圖5示出了多個(gè)過(guò)濾單元26堆疊和密封在一起以形成過(guò)濾盒體20 (圖 1)，不具有另外的外部殼體。使用中，當(dāng)在TFF模式中工作時(shí)，其中通氣口 27開(kāi)啟，薄膜結(jié)構(gòu)38和40的整體性 利用氣體被測(cè)試，例如二元?dú)怏w。這個(gè)完整性測(cè)試在2006年10月10日提交的美國(guó)專利申 請(qǐng)11/545,738中描述，在此引為參考。本發(fā)明設(shè)備上使用的完整性測(cè)試是這樣的測(cè)試，其 設(shè)計(jì)成與小的病毒的去除相關(guān)聯(lián)。兩種氣體的初始成分是90%的0)2和10%的六氟乙烷。 這個(gè)氣體混合物被引入到設(shè)備上的送料孔。氣體混合物被允許掠過(guò)(swe印)薄膜的上游側(cè)，且排出通氣口，同時(shí)保持50psi的橫向(trans)薄膜壓力。需要這個(gè)掠過(guò)，從而兩個(gè)氣 體的濃度在上游側(cè)上保持恒定。氣體的成分的測(cè)量在下游進(jìn)行。升高的六氟乙烷值表明了 薄膜將不再保持病毒。 隨后的操作中，通氣口 27初始開(kāi)啟，并且流體送料通過(guò)入口 28被引入，以產(chǎn)生滲 透物，其代替過(guò)濾盒體20內(nèi)的氣體。通氣口 27然后閉合，從而通氣孔56 (圖2和3)被未 過(guò)濾的送料流體填充。隨著實(shí)現(xiàn)過(guò)濾的時(shí)間，過(guò)多的未過(guò)濾的送料流體通過(guò)出口 30被去 除。在實(shí)現(xiàn)了過(guò)濾之后，未過(guò)濾的送料流體可以從過(guò)濾盒體20通過(guò)通氣口 27和出口 30被 排出。
權(quán)利要求
一種過(guò)濾盒體，具有流體入口和流體出口，包括至少一個(gè)過(guò)濾單元，每一個(gè)包括兩個(gè)薄膜支撐板，每個(gè)薄膜支撐板具有至少一個(gè)過(guò)濾薄膜，所述過(guò)濾薄膜結(jié)合到薄膜支撐板的底面和薄膜支撐板的頂面，薄膜支撐板在外周表面處結(jié)合到彼此，從而形成密封，以防止流體送料進(jìn)入流體出口，除了已經(jīng)穿過(guò)至少其中一個(gè)薄膜之外，頂端罩，底端罩，位于其中一個(gè)端罩上的通氣口，和流體流動(dòng)路徑，從流體入口穿過(guò)薄膜并穿過(guò)流體出口，其防止來(lái)自入口的流體送料繞過(guò)薄膜，并且提供單獨(dú)的滲透物路徑，所述滲透物路徑包括成排的孔，用于滲透物流動(dòng)到流體出口。
2.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾盒體，其特征在于，具有多個(gè)過(guò)濾單元。
3.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾盒體，其特征在于，薄膜支撐板包括流體路徑，該流體路徑 允許滲透物從每個(gè)薄膜支撐板的頂面和底面流動(dòng)到流體出口。
4.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾盒體，其特征在于，具有多個(gè)結(jié)合到薄膜支撐板的底面的 過(guò)濾薄膜以及多個(gè)結(jié)合到薄膜支撐板的頂面的過(guò)濾薄膜。
5.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾盒體，其特征在于，具有一個(gè)結(jié)合到薄膜支撐板的底面的 過(guò)濾薄膜以及一個(gè)結(jié)合到薄膜支撐板的頂面的過(guò)濾薄膜。
6.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾盒體，其特征在于，具有一個(gè)結(jié)合到薄膜支撐板的底面的 過(guò)濾薄膜以及一個(gè)結(jié)合到薄膜支撐板的頂面的過(guò)濾薄膜。
7.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾盒體，其特征在于，每個(gè)端罩包括開(kāi)口的通氣孔。
8.一種過(guò)濾盒體，具有流體入口和流體出口，包括過(guò)濾單元，包括薄膜支撐板，薄膜支撐板具有過(guò)濾薄膜，該過(guò)濾薄膜結(jié)合到薄膜支撐板 的底面和薄膜支撐板的頂面，薄膜支撐板在薄膜支撐板的內(nèi)周表面和外周表面處結(jié)合到第一隔離板和偏轉(zhuǎn)板，從而 形成密封，以防止流體送料進(jìn)入流體出口，除了已經(jīng)穿過(guò)至少其中一個(gè)薄膜之外， 頂端罩，具有流體入口， 底端罩，具有流體出口， 第二隔離板，結(jié)合到頂端罩， 所述第一隔離板結(jié)合到底端罩和過(guò)濾單元， 所述偏轉(zhuǎn)板結(jié)合到過(guò)濾單元和第二隔離板，和流體流動(dòng)路徑，從流體入口穿過(guò)薄膜且穿過(guò)流體出口，其防止來(lái)自入口的流體送料 繞過(guò)薄膜。
9.如權(quán)利要求8所述的過(guò)濾盒體，其特征在于，還包括位于流體流動(dòng)路徑內(nèi)的分叉部， 在它們之間具有空間。
10.如權(quán)利要求8所述的過(guò)濾盒體，其特征在于，偏轉(zhuǎn)板包括在其間具有空間的分叉部。
11.如權(quán)利要求8所述的過(guò)濾盒體，其特征在于，薄膜支撐板包括流體路徑，該流體路 徑允許濾液從每個(gè)薄膜支撐板的頂面和底面流動(dòng)到流體出口。
12.如權(quán)利要求8所述的過(guò)濾盒體，其特征在于，每個(gè)端罩包括開(kāi)口的通氣口。
全文摘要
提供一種過(guò)濾盒體(20)，包括一個(gè)或者堆疊的過(guò)濾單元(26)，在它們的內(nèi)周處彼此密封，并且密封到端罩(22，24)，消除了對(duì)于圍繞堆疊的殼體的需要。流體路徑被提供，從而在從盒體作為過(guò)濾物穿過(guò)之前，所有流入送料的過(guò)濾被確保。過(guò)濾盒體可以設(shè)置有單個(gè)出口(30)。
文檔編號(hào)B01D65/00GK101868293SQ200880117142
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2008年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月3日
發(fā)明者K·勞蒂奧 申請(qǐng)人:米利波爾公司