專利名稱：用于薄膜分離裝置的能量管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種用于薄膜分離裝置的能量管理系統(tǒng)。例如，本發(fā)明尤其涉及
調(diào)節(jié)清洗流量以減少過(guò)量的清洗流體的消耗。
背景技術(shù)：
在本領(lǐng)域中已知的是，可對(duì)具有包括在食品包裝、制藥實(shí)驗(yàn)室以及集成電路制造 中的多種用途的壓縮空氣進(jìn)行處理以去除污染物和水汽。壓縮空氣在用于制造系統(tǒng)之前被 處理以去除空氣中的水汽和污染物，這些水汽和污染物可能損壞終端產(chǎn)品或者至少通過(guò)消 耗系統(tǒng)的功率和效率而增加生產(chǎn)成本。當(dāng)未經(jīng)處理的壓縮空氣運(yùn)動(dòng)通過(guò)系統(tǒng)時(shí)，溫度可能 下降，這依次可能使得水汽凝結(jié)。水分的引入可能使得空氣管道生銹或泄露。對(duì)于傳統(tǒng)的 壓縮空氣處理設(shè)備，可通過(guò)從壓縮空氣中去除水汽來(lái)保持系統(tǒng)功率、降低運(yùn)行費(fèi)用并且提 高生產(chǎn)質(zhì)量。 在本領(lǐng)域中已知的是，利用薄膜干燥器清洗壓縮空氣去除了污染物和水汽，并且 也降低了其用于水汽成分凝結(jié)成水的露點(diǎn)，所述露點(diǎn)為在恒定大氣壓下空氣一定會(huì)被冷卻 的溫度?？墒箟嚎s空氣運(yùn)動(dòng)通過(guò)一束由特別設(shè)計(jì)為吸收水汽的薄膜組成的中空纖維。因 此，當(dāng)壓縮空氣通過(guò)薄膜的一側(cè)時(shí)，水汽被吸收進(jìn)薄膜中，水汽迅速地穿過(guò)薄膜并在薄膜的 相反側(cè)上被解吸成清洗氣流。干燥器由穿過(guò)薄膜的水汽壓差來(lái)驅(qū)動(dòng)。傳統(tǒng)的薄膜干燥器利 用一部分經(jīng)干燥的壓縮空氣作為清洗氣流。使該經(jīng)干燥的空氣膨脹到低壓以進(jìn)一步降低水 汽分壓，從而增大用于處理的驅(qū)動(dòng)力。清洗氣流沖洗來(lái)自中空纖維的滲透?jìng)?cè)的水汽并因此 連續(xù)地清洗薄膜的水汽。 相似地，其他流體混合物的分離可以通過(guò)使流體混合物穿過(guò)半滲透薄膜的一側(cè)來(lái) 實(shí)現(xiàn)，只要存在一個(gè)以上高滲透成分和其它的較低滲透成分即可。之后，薄膜可以通過(guò)利用 已經(jīng)脫去了高滲透成分的氣流沖掃系統(tǒng)而被清洗。之后，清洗氣流將更多的可滲透成分運(yùn) 送出系統(tǒng)。 在傳統(tǒng)的薄膜氣體分離裝置中，可以使用連續(xù)沖掃或清洗以增加驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分壓 差、提高產(chǎn)出氣體純度并且增大薄膜的生產(chǎn)率。然而，薄膜的連續(xù)清洗是非常昂貴的。在薄 膜空氣干燥器的情況下，利用來(lái)自于干燥器出口的恒流對(duì)薄膜干燥器的連續(xù)清洗浪費(fèi)了資 源，因?yàn)槊慨?dāng)以小于設(shè)計(jì)容量使用干燥器時(shí)，可能會(huì)使用更低的清洗率以保持產(chǎn)出的純度。
許多薄膜氣體分離系統(tǒng)需要使用清洗氣流以帶走滲透薄膜壁的氣體成分。大多數(shù) 傳統(tǒng)的薄膜分離系統(tǒng)以恒定的流量連續(xù)地清洗。已經(jīng)嘗試過(guò)降低用于沖掃薄膜的氣體的 量，但是這些之前的系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)控出口氣體純度來(lái)控制清洗，因?yàn)槟軌蛟诔隹谔幈O(jiān)控輕微 污染物的儀器通常很貴，因此這會(huì)非常昂貴。因?yàn)樵撉逑礆饬靼ㄅc操作薄膜分離系統(tǒng)相 關(guān)的主要運(yùn)行費(fèi)用，因此存在最小化清洗流量而不會(huì)給系統(tǒng)增加昂貴儀器的優(yōu)點(diǎn)。因此，需 要提供一種選擇性地清洗薄膜同時(shí)避免過(guò)量清洗的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了通過(guò)本發(fā)明最大程度地滿足上述需要，其中能量管理特征的方案可以增加到 薄膜分離系統(tǒng)以允許選擇性清洗薄膜。本發(fā)明使得氣體分離系統(tǒng)能夠通過(guò)監(jiān)控由清洗出口 氣流帶走的滲透量而選擇性地清洗薄膜。本發(fā)明的示范性實(shí)施例提供了一種能量管理系 統(tǒng)，其基于清洗出口氣流的相對(duì)濕度(RH)調(diào)節(jié)清洗流量。 依照本發(fā)明的實(shí)施例，用于薄膜分離裝置的能量管理系統(tǒng)可包括薄膜分離裝置， 所述薄膜分離裝置具有薄膜，其具有滲透部和非滲透部；薄膜外殼，其包住所述薄膜；供 給流體入口管；清洗入口管；非滲透產(chǎn)出流體出口管；以及，清洗出口管，其被配置為將清 洗流體運(yùn)送出薄膜分離裝置。在一些實(shí)施例中，薄膜分離裝置包括整體清洗控制特征。在 另一些實(shí)施例中，薄膜分離裝置可包括中空纖維薄膜。薄膜分離裝置還可包括薄膜干燥器。
能量管理系統(tǒng)還可包括至少一個(gè)清洗入口流量控制閥，其連接到所述清洗入口 管；排出傳感器，其被配置為測(cè)量從清洗出口管排出的流體的排出滲透流體濃度；以及，控制 器，其接收來(lái)自于排出傳感器的輸出信號(hào)并將閥控制信號(hào)發(fā)送到至少一個(gè)清洗入口流量控制 閥。在一些實(shí)施例中，排出傳感器可包括相對(duì)濕度發(fā)送器(transmitter)，所述相對(duì)濕度發(fā)送 器被配置為測(cè)量從清洗出口管排出的流體的排出相對(duì)濕度。在示范性實(shí)施例中，至少一個(gè)清 洗入口流量控制閥被配置為提供可連續(xù)變更的流量。在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)清洗入口流 量控制閥包括多個(gè)開(kāi)關(guān)閥，每個(gè)開(kāi)關(guān)閥連接到控制器上，所述控制器例如可包括兩個(gè)電磁閥。
能量管理系統(tǒng)可包括入口傳感器，所述入口傳感器被配置為測(cè)量進(jìn)入到供給流體 入口管中的流體的入口滲透流體濃度。能量管理系統(tǒng)還可包括孔，所述孔用于計(jì)量進(jìn)入安 裝到薄膜外殼上的清洗入口管和/或歧管的流量。在這樣的實(shí)施例中，至少一個(gè)清洗入口 流量控制閥可安裝到歧管上。 依照本發(fā)明，一種利用結(jié)合有薄膜分離裝置的能量管理系統(tǒng)的方法，包括將流體 引導(dǎo)到薄膜分離裝置中，其中薄膜分離裝置包括薄膜，其具有滲透部和非滲透部；薄膜外 殼，其包住所述薄膜；供給流體入口管；清洗入口管；非滲透產(chǎn)出流體出口管；以及，清洗出 口管，其被配置為將排出流體運(yùn)送出薄膜分離裝置。 利用結(jié)合有薄膜分離裝置的能量管理系統(tǒng)的方法還可包括利用排出傳感器測(cè)量 從清洗出口管排出的流體的出口滲透流體濃度；將來(lái)自排出傳感器的第一輸出信號(hào)發(fā)送到 控制器；將來(lái)自控制器的閥控制信號(hào)發(fā)送到至少一個(gè)清洗入口流量控制閥；以及，基于測(cè) 量到的出口滲透流體濃度并利用連接在所述清洗入口管和所述控制器之間的至少一個(gè)清 洗入口流量控制閥來(lái)引導(dǎo)進(jìn)入到清洗入口管中的流量。 利用能量管理系統(tǒng)的方法還可包括利用入口傳感器測(cè)量進(jìn)入到供給流體入口管 的供給流體的入口滲透流體濃度并將來(lái)自于入口排出傳感器的第二輸出信號(hào)發(fā)送到控制 器。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，利用連接在所述清洗入口管和所述控制器之間的至少一個(gè) 清洗入口流量控制閥來(lái)引導(dǎo)進(jìn)入到清洗入口管中的流量的步驟可包括配置至少一個(gè)清洗 入口流量控制閥以提供可連續(xù)變更的流量。在一些實(shí)施例中，將來(lái)自于控制器的閥控制信 號(hào)發(fā)送到至少一個(gè)清洗入口流量控制閥包括將閥控制信號(hào)發(fā)送到多個(gè)開(kāi)關(guān)閥。所述方法還 可包括利用孔計(jì)量進(jìn)入到清洗入口管的流量。 在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，能量管理系統(tǒng)可包括薄膜分離器件，其用于分離滲 透流體與非滲透流體，其可包括薄膜外殼器件，其用于包住所述薄膜分離器件；供給入口器件，其用于使供給流體流入到薄膜分離器件中；清洗入口器件，其用于使清洗流體流入到 薄膜分離器件中；產(chǎn)出出口器件，其用于使產(chǎn)出流體流出薄膜分離器件；以及，清洗出口器 件，其用于使排出流體流出薄膜分離器件。能量管理系統(tǒng)還可包括清洗入口流量控制器 件，其用于控制進(jìn)入到清洗入口器件的清洗流體的流量，排出傳感器器件，其用于測(cè)量從清 洗出口器件排出的排出流體的排出滲透流體濃度；以及控制器器件，其用于接收來(lái)自于排 出傳感器器件的輸出信號(hào)并將閥控制信號(hào)發(fā)送到清洗入口流量控制器件。能量管理系統(tǒng)可 進(jìn)一步包括入口傳感器器件，其連接到控制器，用于測(cè)量進(jìn)入到供給入口器件的供給流體 的入口滲透流體濃度。在一些實(shí)施例中，能量管理系統(tǒng)還包括孔器件，用于計(jì)量進(jìn)入到清洗 入口器件中的流量。 為了更好地理解本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明，并且為了更好地理解對(duì)現(xiàn)有技術(shù)作出的貢 獻(xiàn)，已經(jīng)相當(dāng)廣泛地概述了本發(fā)明的特定實(shí)施例。當(dāng)然，存在將在下文進(jìn)行描述并形成所隨 附的權(quán)利要求的主題的本發(fā)明的附加的實(shí)施例。 在這一點(diǎn)上，在詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例之前，應(yīng)該理解的是本發(fā)明在 其應(yīng)用中不局限于下列描述中所闡述的或附圖中所圖示的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)以及元件排列。除了能 夠?qū)嵗癁樗枋瞿切?shí)施例之外，本發(fā)明還能夠以各種方式實(shí)踐和實(shí)現(xiàn)。同樣，應(yīng)該理解 的是，在此使用的措詞、術(shù)語(yǔ)以及摘要都是出于說(shuō)明的目的，而不應(yīng)該被認(rèn)為是限制。
同樣，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，本公開(kāi)所基于的構(gòu)思可容易地用作設(shè)計(jì) 用于執(zhí)行本發(fā)明的幾個(gè)目的的其他結(jié)構(gòu)、方法和系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，重要的是，權(quán)利要求被 認(rèn)為在不背離本發(fā)明的宗旨和范圍的范圍內(nèi)包括所述等同結(jié)構(gòu)。


圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的能量管理系統(tǒng)的示意圖。
圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的能量管理系統(tǒng)的示意圖。
圖3為示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的能量管理系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的各種實(shí)施例提供了一種例如和薄膜分離裝置一起使用的能量管理系統(tǒng)。 在一些配置中，本發(fā)明可用作能量守恒特征，用于通過(guò)結(jié)合一測(cè)量從薄膜中排出的清洗氣 體中的污染物水平的裝置來(lái)調(diào)制壓縮空氣薄膜干燥器的清洗氣體消耗量。然而，應(yīng)該理解 的是，本發(fā)明不局限于應(yīng)用到壓縮空氣薄膜干燥器系統(tǒng)中，而是例如用在使用產(chǎn)出流體沖 掃(product fluid swe印)的其它氣體分離系統(tǒng)中。現(xiàn)在將結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的 實(shí)施例，其中相似的附圖標(biāo)記始終表示相似的部分。 圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的能量管理系統(tǒng)100的示意圖。如圖1所示， 系統(tǒng)100可結(jié)合諸如薄膜干燥器105的薄膜分離裝置使用。薄膜干燥器105可連接到可由 控制器115控制的清洗流量控制閥110上?？刂破?15可接收來(lái)自測(cè)量特定流體流的濃度 水平的諸如RH發(fā)送器120的傳感器的模擬輸出信號(hào)117。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，閥 控制信號(hào)125可以為氣動(dòng)、電氣或其他適合的形式，該閥控制信號(hào)125使得在控制器115和 清洗流量控制閥110之間進(jìn)行通信。 在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，來(lái)自壓縮機(jī)的濕壓縮空氣W可在濕空氣入口 I處進(jìn)入薄膜干燥器105。壓縮空氣穿過(guò)容納在薄膜干燥器殼或筒體(bowl) 135中的薄膜纖維束 130。薄膜纖維束130可以為螺旋形或其它的形狀并具體設(shè)計(jì)為吸收水汽，并且在本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例中，薄膜纖維束130可由一束中空纖維組成。隨著空氣穿過(guò)薄膜纖維束130的 中空薄膜纖維，從流W中吸收水汽。 在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，水汽的分壓差存在于薄膜纖維束130的內(nèi)部和外部
之間使得水汽會(huì)遷移到纖維束130的殼的外部。因此，隨著壓縮空氣入口流W穿過(guò)薄膜纖
維的內(nèi)部，水汽在涂敷纖維的薄膜材料上被吸收并迅速地穿過(guò)纖維壁到達(dá)薄膜的外層。如
下面進(jìn)一步討論的，為了連續(xù)地操作，必須清洗光纖束130的外層的水汽。 大量的干燥空氣行經(jīng)薄膜干燥器105并通過(guò)干燥空氣出口 D從系統(tǒng)100排出。產(chǎn)
出干燥空氣接著被用來(lái)執(zhí)行工作或相反用在工業(yè)處理和制造中。少部分產(chǎn)出干燥空氣被轉(zhuǎn)
移到清洗流量控制閥110。在示范性實(shí)施例中，諸如用于和比例電磁閥一起使用，控制閥可
利用連續(xù)可變節(jié)流閥，例如1-5伏以上的直流(VDC)，以使得流量能夠連續(xù)變化。 在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，清洗空氣流P可使反向流運(yùn)行至入口流W并且以低
壓產(chǎn)生用于干燥處理的驅(qū)動(dòng)力。穿過(guò)開(kāi)口閥110的清洗空氣掃過(guò)薄膜纖維束130的外部并
產(chǎn)生濕氣梯度。這樣，一旦水汽到達(dá)薄膜纖維束130的外部，水汽就由清洗空氣入口流P清
掃出表面。該低壓濕清洗空氣然后通過(guò)清洗排氣流E從系統(tǒng)100排出。 在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，RH發(fā)送器120測(cè)量存在于空氣和在清洗排氣流E中
從系統(tǒng)100排出的水分的氣體混合物中的水汽的量。在該示范性實(shí)施例中，RH可被定義為
在空氣和流P中的水分的氣體混合物中的水汽的分壓與在給定的溫度處的水分的飽和蒸
汽壓的比率。 在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，濕空氣入口流W可以充滿水汽。由于充分的薄膜表 面積以及入口流的低清洗率，清洗空氣的飽和水平將在到達(dá)清洗排氣口之前接近入口空氣 的飽和水平。在所述實(shí)施例中，清洗空氣的每個(gè)單位體積將運(yùn)送最大可能體積的水汽，從而 有效地使用清洗空氣。然而，之后可用的薄膜區(qū)域?qū)⒌玫讲怀浞值睦?，因?yàn)橐坏┣逑纯諝?飽和水平與濕空氣入口流W的飽和水平達(dá)到平衡，則用于水汽擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)到零。為了 充分利用可用的薄膜表面，因此需要清洗空氣的飽和水平在清洗空氣到達(dá)清洗排氣口之前 不會(huì)接近入口空氣的飽和水平。 對(duì)于如上所述設(shè)定的清洗氣流P，由于存在少量的可用濕空氣穿過(guò)薄膜130擴(kuò)散 到清洗空氣P的恒流中，因此在工藝流程(process flow)中的任意降低都會(huì)使得清洗排氣 流E的飽和水平下降。如由RH發(fā)送器120檢測(cè)到的清洗排氣流E的飽和水平的綜合降低 表示清洗流P的過(guò)量。RH信號(hào)125可用來(lái)調(diào)制清洗流量控制閥110，這依次最小化清洗空 氣消耗量。例如，當(dāng)排氣流E的RH降低時(shí)，控制器115可被配置為連通到清洗流控制閥110 并使得清洗流控制閥110能夠降低清洗入口空氣流P。 本發(fā)明的示范性實(shí)施例由于清洗控制器部件而可以用作節(jié)能系統(tǒng)，這允許在基于 清洗排氣E的飽和水平按照需要選擇性地清洗薄膜纖維束130的系統(tǒng)中對(duì)壓縮空氣進(jìn)行處 理。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，空氣不會(huì)通過(guò)連續(xù)或過(guò)量的清洗而損失。
圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的能量管理系統(tǒng)的示意圖。在本發(fā)明的另 一些實(shí)施例中，如圖2所示，在干燥器的濕壓縮空氣入口 I處可安裝第二RH發(fā)送器240以 檢測(cè)入口飽和水平?？刂破?15將分別接收來(lái)自RH發(fā)送器120和240的模擬輸出信號(hào)117和247。因此，當(dāng)排氣流E的飽和水平下降到入口流W的飽和水平以下時(shí)，之后可以基于節(jié) 流清洗流P建立控制。 在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，如圖2所示，可以使用并串聯(lián)的兩個(gè)以上開(kāi)關(guān)閥250 來(lái)代替單個(gè)控制閥110。例如包括多重電磁閥的開(kāi)關(guān)閥250之后將以不連續(xù)的步驟調(diào)制清 洗流P。在示范性實(shí)施例中，可以提供相同尺寸或不同尺寸的閥250以適應(yīng)流量需要。這 樣，清洗空氣入口 P可以由開(kāi)關(guān)閥250控制，開(kāi)關(guān)閥250可以基于清洗空氣的要求電動(dòng)地、 例如數(shù)字地?cái)鄶嗬m(xù)續(xù)地循環(huán)沖掃。 在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)閥250將從控制器115分別接收單獨(dú)的閥控制 信號(hào)125。開(kāi)關(guān)閥250可以被配置為單獨(dú)地打開(kāi)和關(guān)閉以增加或減小清洗入口流P，以隨著 如由RH發(fā)送器240測(cè)量的入口污染水平變化而與清洗需要相匹配。使用電磁閥而不是單個(gè) 連續(xù)可變節(jié)流閥大大降低了系統(tǒng)200的成本同時(shí)還減少了薄膜纖維束130的清洗消耗量。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的結(jié)合能量管理系統(tǒng)300使用的具有整體清洗控 制特征的薄膜干燥器307的截面圖。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，薄膜干燥器307可具有整 體清洗控制特征，如圖3所示。示范性實(shí)施例包括清洗控制孔355，用于計(jì)量適當(dāng)量的清洗 空氣；以及清洗流量控制閥IIO，其安裝到位于薄膜干燥器307的底部的清洗歧管357上。
在系統(tǒng)300的示范性實(shí)施例中，清洗流量控制閥110可以為比例電磁閥或連續(xù)可 變流量閥或節(jié)流流體流量的任意其它適合的閥。同時(shí)，清洗排氣從清洗出口 E排出的速度 也可以由計(jì)量出沖掃空氣的清洗控制孔355的直徑大小來(lái)控制。清洗控制孔355的直徑大 小可以基于用戶的需要而變化。因此，清洗流量控制閥IIO提供具有反饋回路的用于沖掃 的電子控制。 在系統(tǒng)300的示范性實(shí)施例中，薄膜干燥器307與系統(tǒng)100和系統(tǒng)200的干燥器 105相似地操作。包含水汽的壓縮空氣通過(guò)濕空氣入口 I進(jìn)入干燥器307。壓縮空氣穿過(guò) 薄膜纖維束130。隨著壓縮空氣穿過(guò)薄膜纖維的內(nèi)部，水汽被吸收到薄膜中并且迅速地穿過(guò) 纖維的壁到達(dá)薄膜纖維束130的外層。大量干燥空氣行經(jīng)輸送管360并通過(guò)干燥空氣出口 D離開(kāi)干燥器307。 在系統(tǒng)300的示范性實(shí)施例中，少部分產(chǎn)出干燥空氣被轉(zhuǎn)移通過(guò)薄膜束中央接頭 (fitting) 365，薄膜束中央接頭365也用作在其外殼135內(nèi)為薄膜纖維束130定中心。清 洗空氣接著通過(guò)沖掃歧管357被沖掃并且進(jìn)入清洗流控制閥110。與系統(tǒng)200和300相似， 清洗排氣流E的RH由RH發(fā)送器120測(cè)量。控制器115將從RH發(fā)送器120接收信號(hào)117。 閥IIO之后由控制器115連續(xù)地調(diào)制，控制器115從RH發(fā)送器120接收其閥控制信號(hào)125。 例如，當(dāng)排氣流E的RH降低時(shí)，控制器可以被配置為連通到清洗流控制閥110并使得其保 持流P的經(jīng)調(diào)制的清洗流。因此，系統(tǒng)300保持通過(guò)薄膜干燥器307的最小的清洗流P。
在特定的設(shè)計(jì)條件下，當(dāng)濕空氣入口流W完全飽和時(shí)，清洗排氣可具有接近90% 的RH。例如，如果濕空氣入口流W的流量降低大約50% ，之后水汽被傳送到干燥器105的流 量將減少大約50X，并且清洗流P與干燥流D的比率通常會(huì)倍增。該增加的P/D比率使得 清洗排氣流E的RH下降并且表示出過(guò)量清洗。在利用本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，當(dāng)RH發(fā) 送器120感知到排氣流E的RH的該減小時(shí)，控制器115將向清洗控制閥110或閥250發(fā)信 號(hào)以減小流量直到清洗排氣再次上升到大約90% RH。因此，清洗流P可以降低接近50X以 達(dá)到排氣流E的大約90%的飽和水平，因?yàn)榇蠹s50%少量的濕氣被傳送到薄膜纖維束130。該能量管理系統(tǒng)100、200或300之后將產(chǎn)生50%的清洗節(jié)約(purge savings)。同樣的分 析也可應(yīng)用于入口流W的流量的任意特定的減少。 因此，清洗節(jié)約百分比與入口流W減少的百分比直接成比例。在本發(fā)明的另一些 實(shí)施例中，因?yàn)镽H發(fā)送器120將檢測(cè)排氣E的RH產(chǎn)生的變化，因此如果在入口流W的RH 或壓力中存在使水汽被輸送到薄膜纖維束130的流量改變的變化，則控制器115將能夠作 出類似的調(diào)整。之后，控制器115將從RH發(fā)送器120接收信號(hào)117并將閥控制信號(hào)125傳 送到閥110以調(diào)節(jié)清洗入口流P的流量。 從詳細(xì)的說(shuō)明中，本發(fā)明的許多特征和優(yōu)點(diǎn)是明顯的，并因此意圖通過(guò)隨附的權(quán) 利要求覆蓋在本發(fā)明的實(shí)際宗旨和范圍內(nèi)的本發(fā)明的所有這些特征和優(yōu)點(diǎn)。此外，由于許 多修改和變化是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到的，因此不希望將本發(fā)明局限于所圖示和描述的 準(zhǔn)確結(jié)構(gòu)和操作，并且相應(yīng)地，所有適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和等同替換可以被認(rèn)為是落入本發(fā)明的范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種能量管理系統(tǒng)，包括薄膜分離裝置，其中所述薄膜分離裝置包括薄膜，其具有滲透部和非滲透部；薄膜外殼，其包住所述薄膜；供給流體入口管；清洗入口管；非滲透產(chǎn)出流體出口管；以及，清洗出口管，其被配置為將清洗流體運(yùn)送出所述薄膜分離裝置；至少一個(gè)清洗入口流量控制閥，其連接到所述清洗入口管，排出傳感器，其被配置為測(cè)量從所述清洗出口管排出的流體的排出滲透流體濃度；以及，控制器，其接收來(lái)自于所述排出傳感器的輸出信號(hào)并將閥控制信號(hào)發(fā)送到所述至少一個(gè)清洗入口流量控制閥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量管理系統(tǒng)，其中所述排出傳感器包括相對(duì)濕度發(fā)送器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量管理系統(tǒng)，其中所述薄膜分離裝置包括整體清洗控制特征。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量管理系統(tǒng)，其中所述薄膜分離裝置包括中空纖維薄膜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量管理系統(tǒng)，其中所述薄膜分離裝置包括薄膜干燥器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量管理系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)清洗入口流量控制閥被配 置為提供可連續(xù)變更的流量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量管理系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)清洗入口流量控制閥包括 多個(gè)開(kāi)關(guān)閥，每個(gè)開(kāi)關(guān)閥連接到所述控制器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的能量管理系統(tǒng)，其中所述多個(gè)開(kāi)關(guān)閥包括至少兩個(gè)電磁閥。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的能量管理系統(tǒng)，還包括入口傳感器，所述入口傳感器被配置 為測(cè)量進(jìn)入所述供給流體入口管的流體的入口滲透流體濃度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量管理系統(tǒng)，還包括入口傳感器，所述入口傳感器被配置 為測(cè)量進(jìn)入連接到所述控制器的所述供給流體入口管的流體的入口滲透流體濃度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量管理系統(tǒng)，還包括孔，所述孔用于計(jì)量進(jìn)入所述清洗入 口管的流量。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量管理系統(tǒng)，還包括歧管，所述歧管安裝到所述薄膜外殼。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的能量管理系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)清洗入口流量控制閥安 裝到所述歧管。
14. 一種利用結(jié)合有薄膜分離裝置的能量管理系統(tǒng)的方法，包括將流體引導(dǎo)到所述薄膜分離裝置中，其中所述薄膜分離裝置包括薄膜，其具有滲透部和非滲透部；薄膜外殼，其包住所述薄膜；供給流體入口管；清洗入口管；非滲透產(chǎn)出流體出口管；以及，清洗出口管，其被配置為將排出流體運(yùn)送出所述薄膜分離裝置； 利用排出傳感器測(cè)量從所述清洗出口管排出的流體的出口滲透流體濃度； 將來(lái)自所述排出傳感器的第一輸出信號(hào)發(fā)送到控制器；將來(lái)自所述控制器的閥控制信號(hào)發(fā)送到至少一個(gè)清洗入口流量控制閥；以及 基于所述測(cè)量到的出口滲透流體濃度并利用連接在所述清洗入口管和所述控制器之 間的所述至少一個(gè)清洗入口流量控制閥來(lái)弓I導(dǎo)進(jìn)入到所述清洗入口管的流體。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的利用所述能量管理系統(tǒng)的方法，其中所述排出傳感器為相 對(duì)濕度發(fā)送器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的利用所述能量管理系統(tǒng)的方法，還包括利用入口傳感器測(cè)量進(jìn)入所述供給流體入口管的供給流體的入口滲透流體濃度； 將來(lái)自于所述入口排出傳感器的第二輸出信號(hào)發(fā)送到所述控制器。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的利用所述能量管理系統(tǒng)的方法，其中利用連接在所述清洗 入口管和所述控制器之間的至少一個(gè)清洗入口流量控制閥來(lái)引導(dǎo)流體進(jìn)入到清洗入口管 中的步驟還包括配置至少一個(gè)清洗入口流量控制閥以提供可連續(xù)變更的流量。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的利用所述能量管理系統(tǒng)的方法，其中將來(lái)自于所述控制器 的所述閥控制信號(hào)發(fā)送到所述至少一個(gè)清洗入口流量控制閥的步驟包括將所述閥控制信 號(hào)發(fā)送到多個(gè)開(kāi)關(guān)閥。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的利用所述能量管理系統(tǒng)的方法，還包括利用孔來(lái)計(jì)量進(jìn)入 到所述清洗入口管的流量。
20. —種能量管理系統(tǒng)，包括薄膜分離器件，其用于分離滲透流體與非滲透流體，包括薄膜外殼器件，其用于包住所述薄膜分離器件；供給入口器件，其用于使供給流體流入到所述薄膜分離器件；清洗入口器件，其用于使清洗流體流入到所述薄膜分離器件；產(chǎn)出出口器件，其用于使產(chǎn)出流體流出所述薄膜分離器件；以及，清洗出口器件，其用于使排出流體流出所述薄膜分離器件；清洗入口流量控制器件，其用于控制進(jìn)入到所述清洗入口器件的清洗流體的流量， 排出傳感器器件，其用于測(cè)量從所述清洗出口器件排出的排出流體的排出滲透流體濃度；控制器器件，其用于接收來(lái)自于所述排出傳感器器件的輸出信號(hào)并將閥控制信號(hào)發(fā)送 到所述清洗入口流量控制器件。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的能量管理系統(tǒng)，還包括入口傳感器器件，所述入口傳感器 器件連接到所述控制器用于測(cè)量進(jìn)入所述供給入口器件的所述供給流體的入口滲透流體 濃度。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的能量管理系統(tǒng)，還包括用于計(jì)量進(jìn)入所述清洗入口器件的 流量的孔器件。
全文摘要
一種用于薄膜分離裝置的能量管理系統(tǒng)，包括薄膜，其具有滲透部和非滲透部；薄膜外殼，其包住所述薄膜；供給流體入口管；清洗入口管；非滲透產(chǎn)出流體出口管；以及，清洗出口管，其被配置為將清洗流體運(yùn)送出薄膜干燥器；至少一個(gè)清洗入口流量控制閥，其連接到所述清洗入口管，傳感器，其被配置為測(cè)量從清洗出口管排出的流體的污染物水平；以及控制器，其接收來(lái)自于傳感器的輸出信號(hào)并將閥控制信號(hào)發(fā)送到至少一個(gè)清洗入口流量控制閥。
文檔編號(hào)B01D1/00GK101784316SQ200880103781
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2008年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日
發(fā)明者約翰·E·西倫 申請(qǐng)人:弗萊爾公司