本發(fā)明涉及用于對(duì)所要處理的流體介質(zhì)進(jìn)行切向流分離以便產(chǎn)生濾液和滯流物(retentate，滲余物)的元件的
技術(shù)領(lǐng)域：
：，這些元件通常被稱為濾膜。更準(zhǔn)確而言，本發(fā)明涉及具有單個(gè)通道的多孔支撐體(support，載體)的新穎形狀，所述形狀用于減小乃至消除堵塞問(wèn)題，本發(fā)明還涉及一種附加的制造該支撐體的制造方法，以及包括該支撐體的切向流分離元件。
背景技術(shù)：
：：使用膜的分離方法用于多種行業(yè)，特別是用于生產(chǎn)飲用水(potablewater，飲料水)和處理工業(yè)污水的情況，以及用于化學(xué)、石油化學(xué)、制藥、農(nóng)產(chǎn)品工業(yè)以及生物科技領(lǐng)域。膜構(gòu)成選擇性屏障，且在傳送力的作用下，其用于透過(guò)或擋止所要處理的介質(zhì)的特定成分。這些組分的尺寸相對(duì)于膜中的孔的尺寸(的大小)導(dǎo)致其被透過(guò)或擋止，因而膜的作用類似于過(guò)濾器。根據(jù)孔尺寸的不同，這類技術(shù)被稱為“微濾”、“超濾”、或“納米過(guò)濾(納濾)”?，F(xiàn)有的膜具有不同的構(gòu)造和質(zhì)地(texture，結(jié)構(gòu))。一般而言，該膜由多孔支撐體(載體)構(gòu)成，該支撐體為膜提供機(jī)械強(qiáng)度且賦予其形狀，進(jìn)而決定了膜的過(guò)濾面積。在該支撐體上沉積有一個(gè)或多個(gè)分離執(zhí)行層，每個(gè)分離執(zhí)行層的厚度均為幾微米且被稱為“分離層”、“過(guò)濾層”或“作用層”。在進(jìn)行分離的期間，被過(guò)濾的流體被傳送經(jīng)過(guò)分離層，且該流體隨后通過(guò)支撐體的多孔結(jié)構(gòu)而散布開以便朝向多孔支撐體的外表面行進(jìn)。所處理的流體的已穿過(guò)分離層和多孔支撐體的部分被稱為“滲透液”或“濾液”，其被圍繞膜的收集室回收。其余的部分被稱為“滯流物”，且按照一般規(guī)則，其經(jīng)由再循環(huán)回路被再次注入到膜的上游的待處理流體中。在傳統(tǒng)方式中，支撐體初始通過(guò)擠塑(擠出成型)而被制造成所需形狀，然后在一定溫度下燒結(jié)足以確保所需強(qiáng)度的一段時(shí)間，同時(shí)在所得到的陶瓷中存留所需的開放且互連的多個(gè)孔的結(jié)構(gòu)。該方法必然導(dǎo)致獲得一個(gè)或多個(gè)直線形通道，此后依次地沉積和燒結(jié)多個(gè)上述分離層。支撐體通常呈管狀，并具有與支撐體的中心軸線平行設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)直線形通道。大體上，這些通道的內(nèi)側(cè)表面平滑且不存在任何不規(guī)則之處。然而，已發(fā)現(xiàn)由此種形狀的支撐體制造的濾膜面臨著堵塞的問(wèn)題，其結(jié)果是它們?cè)诹魉偕闲阅苁芟?。具體而言，小顆粒和大分子可能被吸收在分離層的表面上，或者可能以溶膠或沉淀的形式沉積在其上，甚至可能穿入到孔中并阻塞其中一些孔。所有使用過(guò)濾元件進(jìn)行的切向分離都依賴于選擇性轉(zhuǎn)移的原理，其效率取決于膜(作用層)的選擇性以及被視為一個(gè)整體(支撐體+作用層)的過(guò)濾元件的滲透性(流動(dòng))。選擇性和滲透性是由(但并非僅由)作用層和過(guò)濾元件的特性決定，因?yàn)檫x擇性和滲透性會(huì)由于濃差極化、沉淀和/或孔的阻塞而下降或受限。在過(guò)濾操作期間當(dāng)待處理的液體中存在的大分子在膜/溶液界面上變得濃密時(shí)，發(fā)生濃差極化現(xiàn)象，此時(shí)大分子施加與分離力相反的滲透背壓，或者在菲克定律的作用下擴(kuò)散回到待處理液體的中心。這種濃差極化現(xiàn)象的起因是由于溶劑的滲透而使殘留的成分聚集在膜的附近。當(dāng)過(guò)濾操作期間膜的表面處的粒子濃度增加到足以導(dǎo)致出現(xiàn)呈溶膠或粘性沉淀形式的凝聚相(凝相)時(shí)，則出現(xiàn)沉淀，造成膜阻力之外的流體阻力上升。當(dāng)尺寸小于或等于孔的尺寸的粒子侵入時(shí)會(huì)發(fā)生孔的阻塞，由此造成過(guò)濾面積降低。堵塞及其可逆性或不可逆性，是復(fù)雜的、取決于過(guò)濾元件的現(xiàn)象，特別是取決于其分離層、待處理液體以及操作參數(shù)。堵塞是對(duì)于過(guò)濾的經(jīng)濟(jì)吸引力的主要阻礙，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過(guò)濾設(shè)施時(shí)，其首先導(dǎo)向增大安裝區(qū)域以滿足處理容量方面的需求，然后其需要使用特定技術(shù)手段來(lái)彌補(bǔ)后期堵塞，例如使用洗滌劑或回沖進(jìn)行定期清潔循環(huán)。在現(xiàn)有技術(shù)中已提出數(shù)種方案，以通過(guò)在過(guò)濾元件的通道內(nèi)部產(chǎn)生湍流狀況來(lái)減緩堵塞現(xiàn)象。最初提出的是在管狀過(guò)濾元件中引入湍流產(chǎn)生裝置。具體可參見journalofmembranescience(膜科學(xué)期刊)的第208期(2002)第303-314頁(yè)，作者為d.m.krstic等人。通過(guò)限制堵塞，這些裝置起到改善滲透流動(dòng)的作用，從而提升了過(guò)濾效率。盡管如此，在管狀元件中安裝和附接這樣的裝置是困難且復(fù)雜的操作。而且，它們引發(fā)有害的振動(dòng)，對(duì)于設(shè)備的可靠性是不利的。m.y.jaffrin在journalofmembranescience的第324期(2008)第7-25頁(yè)還提出其它更為復(fù)雜的系統(tǒng)，它們使用相對(duì)于彼此轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形膜和中心模塊以便產(chǎn)生湍流(turbulence，紊流)。盡管如此，這種工作展示了利用所產(chǎn)生的大剪切速率來(lái)減少堵塞。其它方案包括更改管狀元件的內(nèi)部形狀。專利fr2503615描述了用于過(guò)濾在壓力下注射的氣體混合物的柱形管，管的內(nèi)壁具有壓痕用以產(chǎn)生湍流，其防止氣相之一聚集在管壁上且通過(guò)氣態(tài)擴(kuò)散來(lái)促進(jìn)分離。這些壓痕是通過(guò)使正在離開擠塑模具的管從多個(gè)輥或工具之間穿過(guò)，使管在管壁的整個(gè)厚度上局部形變而形成的。專利fr2503616描述了基于相同原理的方法，包括采用在管的兩側(cè)彼此面對(duì)設(shè)置或在交錯(cuò)位置設(shè)置的滾花輪，在(管)離開擠塑模具時(shí)使管壁形變。在這兩份專利文獻(xiàn)中，在擠塑單通道管的先期步驟之后，隨即通過(guò)塑性形變來(lái)進(jìn)行最終成形步驟，以便通過(guò)使用旋轉(zhuǎn)式?jīng)_壓機(jī)或類似裝置在管的外表面上施壓而在單通道內(nèi)部獲得壓痕。得到這樣的“壓痕”是較容易還是較困難取決于材料的延展性，即其經(jīng)受永久形變而不斷裂的能力屬性。然而，用于制造陶瓷膜的化合物并不具有良好延展性：它們?nèi)菀妆粩D塑成形，但它們的斷裂伸長(zhǎng)率通常小于5％。而且，通過(guò)這樣的技術(shù)，僅能夠得到小尺寸的壓痕。最后，在管的整個(gè)厚度上造成形變會(huì)導(dǎo)致材料中的高水平應(yīng)力且導(dǎo)致碎裂的風(fēng)險(xiǎn)，因而使機(jī)械強(qiáng)度大幅退化。還可以參照專利申請(qǐng)fr2736843，其提出具有單通道的多孔管，其管壁包括壓痕，但支撐體的周邊的壁是平滑的。為此，該多孔管是借助包括沿其軸線設(shè)置的柱形銷的擠塑模具而成形的，該擠塑模具的銷或出口被安裝為能轉(zhuǎn)動(dòng)并且具有非圓形的截面。這種制造技術(shù)仍然被限制于特定類型的壓痕，即從分離元件的一端到另一端連續(xù)延伸的壓痕，使得所述通道的整個(gè)正截面在面積、形狀或尺寸方面沿縱向軸線沒有變化。以同樣的方式，專利文獻(xiàn)ep0813445描述了一種具有一個(gè)或多個(gè)通道的過(guò)濾元件，每個(gè)通道均包括螺旋槽，該螺旋槽可以是單起始槽、雙起始槽或三起始槽。該過(guò)濾元件存在著與文獻(xiàn)fr2736843中描述的過(guò)濾元件相同的缺陷。在這樣的背景下，本發(fā)明旨在提供新穎的過(guò)濾元件以及適于制造這些過(guò)濾元件的制造技術(shù)，這些過(guò)濾元件具有單一通道結(jié)構(gòu)以及適于降低乃至消除堵塞現(xiàn)象的形狀。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種新穎的過(guò)濾元件，其形狀可以被隨意調(diào)節(jié)，以在通道內(nèi)部產(chǎn)生高表面剪切應(yīng)力和強(qiáng)烈的湍流，但不存在現(xiàn)有技術(shù)方案的缺陷。為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明提供一種切向流分離元件，其將待處理的流體介質(zhì)分離成濾液和滯留物，所述分離元件包括直線形結(jié)構(gòu)的整體式剛性多孔支撐體，其中形成有單個(gè)通道以供待處理的流體介質(zhì)在入口與用以排出滯流物的出口之間流過(guò)，以便從支撐體的外周面回收濾液，所述支撐體的外表面具有固定的輪廓。根據(jù)本發(fā)明，該整體式剛性多孔支撐體限定了作用于待過(guò)濾流體的流動(dòng)的多個(gè)障礙部，這些障礙部從所述通道的內(nèi)壁延伸，在材料和多孔性結(jié)構(gòu)方面與支撐體相同，并且與支撐體在材料和多孔性結(jié)構(gòu)上存在連續(xù)性，所述障礙部造成通道的流動(dòng)截面的變化。在本發(fā)明的上下文中，通道的流動(dòng)截面被定義為與所述通道的縱向軸線垂直地截取的通道的正截面。如果以下三個(gè)條件(criteria，標(biāo)準(zhǔn))中的至少一個(gè)發(fā)生變化，則認(rèn)為該通道的正截面沿著其縱向軸線發(fā)生變化：·通道的正截面的面積；·通道的正截面的形狀；以及·通道的正截面的尺寸。此外，本發(fā)明的元件還可結(jié)合下列附加特征的至少一項(xiàng)和/或其它：·至少一個(gè)分離層，連續(xù)地沉積在通道的內(nèi)壁上并完全覆蓋障礙部；·如果以下三個(gè)條件中的至少一個(gè)變化，即，如果通道的正截面的面積、形狀和尺寸之一變化，則障礙部造成通道的流動(dòng)截面的變化；·這些障礙部的數(shù)量、形狀和尺寸適于促進(jìn)在湍流條件下進(jìn)行流動(dòng)，且適于引發(fā)足夠的剪切和再循環(huán)，從而能夠減少甚至消除通道的內(nèi)壁上的沉積物和孔隙堵塞；·這些障礙部對(duì)應(yīng)于形成在通道的內(nèi)壁上的不連續(xù)的凹凸?fàn)?relief，浮雕)部分；·這些障礙部對(duì)應(yīng)于在通道的內(nèi)壁上形成的凹凸?fàn)畈糠郑@些凹凸?fàn)畈糠衷谌肟谂c出口之間連續(xù)延伸；·這些不連續(xù)的障礙部在通道內(nèi)從通道的一部分橫向延伸到另一部分；·這些障礙部限定了相應(yīng)的多個(gè)內(nèi)部管道，用以使?jié)B透物(permeate)流過(guò)并通向支撐體的外周面；·相對(duì)于通道的最大流動(dòng)截面，這些障礙部造成流動(dòng)截面的面積減小量介于1％至50％的范圍；·這些障礙部的表面用以與待過(guò)濾流體進(jìn)行接觸，并且沿待處理流體的流動(dòng)方向朝向入口傾斜；·多孔支撐體由有機(jī)或無(wú)機(jī)材料制成；·多孔支撐體以及連續(xù)地沉積在通道的內(nèi)壁上并且完全覆蓋障礙部的至少一個(gè)分離層均由選自以下成分的陶瓷構(gòu)成：氧化物、氮化物、碳化物和其它陶瓷材料及其混合物，特別是鈦、鋁和鋯氧化物及其混合物、氮化鈦、氮化鋁、氮化硼和碳化硅，且可選擇地與另一種陶瓷材料混合；·支撐件的平均孔徑介于4微米(μm)至40μm范圍內(nèi)；以及·平均孔徑對(duì)應(yīng)于容量分布的d50值，在該d50值處，孔的總?cè)萘康?0％對(duì)應(yīng)于直徑小于該d50值的孔的容量；該容量分布是通過(guò)壓汞(mercurypenetration，汞滲透)獲得，例如通過(guò)使用iso標(biāo)準(zhǔn)15901-1：2005中描述的技術(shù)獲得。本發(fā)明還提供一種制造根據(jù)本發(fā)明的分離元件的方法。根據(jù)本發(fā)明的制造切向流分離元件的方法，其中通過(guò)形成多個(gè)單獨(dú)的疊層(ply，層片)來(lái)制成支撐體的三維結(jié)構(gòu)，這些單獨(dú)的疊層被疊置并相繼地彼此結(jié)合，以便漸次地構(gòu)建期望的三維形狀。通過(guò)在本發(fā)明的上下文中限定的方法獲得的切向流分離元件導(dǎo)致形成支撐體的三維結(jié)構(gòu)。應(yīng)看到的是，通過(guò)光學(xué)顯微鏡或通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察上述各個(gè)不同的疊層而使這種結(jié)構(gòu)被顯現(xiàn)。當(dāng)然，期望各疊層之間的邊界盡可能薄。而且，本發(fā)明的方法還可結(jié)合至少一項(xiàng)和/或其它以下附加特征：·通過(guò)重復(fù)下列步驟來(lái)制成上述三維結(jié)構(gòu)：·制成用于形成多孔支撐體的材料的連續(xù)基底(bed)，該基底在大于多孔支撐體的上述疊層處的截面的區(qū)域上具有固定的厚度；·局部地固結(jié)一些上述材料以形成為每個(gè)疊層所確定的圖案(pattern，樣式)，以便在產(chǎn)生單獨(dú)的疊層的同時(shí)將以此方式制成的單獨(dú)的疊層結(jié)合到前一疊層上；·制成呈粉末或液體材料形式的固體材料的連續(xù)基底，例如制造光聚合性樹脂形式的連續(xù)基底；·制成呈有機(jī)或無(wú)機(jī)粉末形式的固體材料的連續(xù)基底；·制成其中沉積有無(wú)機(jī)粉末的光聚合性液體前體形式的介質(zhì)的連續(xù)基底；·通過(guò)連續(xù)或不連續(xù)地熔化熱熔性固態(tài)前體的料線(string)而制成每個(gè)疊層，該熱熔性固態(tài)前體或者是本身用于有機(jī)支撐體和有機(jī)層的熱熔性有機(jī)聚合物，或者是用于無(wú)機(jī)屬性的支撐體的熱熔性有機(jī)聚合物和陶瓷無(wú)機(jī)粉末的混合物；以及·通過(guò)噴射粉末使其在激光束中熔化來(lái)產(chǎn)生連續(xù)的材料串(bead，珠)。附圖說(shuō)明以下參照附圖給出的描述使本發(fā)明能夠被更好地理解。圖1是根據(jù)本發(fā)明的分離元件一實(shí)施例的立體圖，其中障礙部是徑向延伸且以90°的連續(xù)角度偏移的多個(gè)桿。圖1a是圖1所示的分離元件的橫截面圖。圖1b是圖1所示的分離元件的一變型實(shí)施例的縱截面圖，示出了障礙部?jī)?nèi)部具有滲透物回收管道。圖1c是圖1b的線c-c上截取的分離元件的橫截面圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的分離元件的一實(shí)施例的立體圖，其中障礙部是規(guī)則地定位在通道中心的球形元件，并且通過(guò)沿直徑方向延伸的、具有90°的連續(xù)角度偏移量的臂與分離元件形成為一整體。圖2a是圖2所示的分離元件的橫截面圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的分離元件的縱截面，其中障礙部是軸向延伸的長(zhǎng)形元件，并由呈角度偏移的橋接部保持。圖3a至圖3c是圖3所示的分離元件分別沿線a-a、b-b和c-c截取的截面圖。圖4是示出分離元件的一實(shí)施例的分解立體圖，其中障礙部是表面螺旋形的部段。圖5是示出了分離元件的通道的局部剖切縱向視圖，其中障礙部是具有相反的手向(handedness，旋向)的連續(xù)表面螺旋部，且其高度和周期可變化。圖6是示出了分離元件的局部剖切縱向立體圖，其中位于入口與出口之間的連續(xù)的障礙部由從表面突出并且相對(duì)于通道的縱向軸線傾斜的一系列直形脊形成。圖6a和圖6b是分別沿圖6的線a-a和b-b截取的截面圖。圖7是分離元件的局部立體圖，其中障礙部是從表面突出并且以180°角彼此偏移的脊。圖8是分離元件的局部立體圖，其中障礙部是從表面突出并且以90°角彼此偏移的脊。圖9是分離元件的局部切除視圖，其中位于通道的入口與出口之間的連續(xù)障礙部有助于形成折流部(baffle)。圖9a是圖9的線a-a上的分離元件的橫截面圖。具體實(shí)施方式首先，給出在本發(fā)明的上下文中使用的一些術(shù)語(yǔ)的定義。術(shù)語(yǔ)“平均粒徑”用于表示體積分布(volumedistribution，容量分布)的d50值，在該體積分布中，50％的顆粒的總?cè)萘繉?duì)應(yīng)于直徑小于該d50值的顆粒的容量。該體積分布為以顆粒容量頻率作為顆粒直徑的函數(shù)而繪制的曲線(分析函數(shù))。該d50值對(duì)應(yīng)于位于通過(guò)激光衍射粒度尺寸獲得的頻率曲線下方的區(qū)域的兩個(gè)相等部分之間的中值，其是在本發(fā)明的上下文中用于測(cè)量顆粒的平均直徑的參考技術(shù)。關(guān)于d50的測(cè)量技術(shù)，具體可參見：·iso標(biāo)準(zhǔn)13320：2009，關(guān)于激光粒度尺寸測(cè)量技術(shù)；·iso標(biāo)準(zhǔn)14488：2007，關(guān)于對(duì)所分析的粉末進(jìn)行取樣的技術(shù)；以及·iso標(biāo)準(zhǔn)14887：2000，關(guān)于在通過(guò)激光進(jìn)行粒徑測(cè)量之前將粉末樣品可再現(xiàn)地分散在液體中。術(shù)語(yǔ)“平均孔徑”用于表示容量分布的d50值，其中孔的總?cè)萘康?0％對(duì)應(yīng)于直徑小于該d50值的孔的容量。該容量分布為以顆粒體積頻率作為孔直徑的函數(shù)繪制的曲線(分析函數(shù))。該d50值對(duì)應(yīng)于位于頻率曲線下方的區(qū)域的兩個(gè)相等部分之間的中值，對(duì)于幾納米(nm)的數(shù)量級(jí)的平均直徑，該頻率曲線是通過(guò)壓汞(mercurypenetration，汞滲透)獲得，或者對(duì)于較小直徑的孔，通過(guò)吸附氣體，特別是吸附n2(來(lái)得到頻率曲線)，這兩種技術(shù)在本發(fā)明的上下文中用作參考，以供測(cè)量孔的平均直徑。特別地，可以使用以下文獻(xiàn)中描述的技術(shù)：·iso標(biāo)準(zhǔn)15901-1：2005，關(guān)于壓汞測(cè)量技術(shù)；以及·iso標(biāo)準(zhǔn)15901-2：2006和15901-3：2007，關(guān)于氣體和吸收測(cè)量技術(shù)。通常，支撐體的平均孔徑介于4μm至40μm的范圍內(nèi)。本發(fā)明提出了用于將待處理的流體介質(zhì)分離為濾液和滯流物的切向流分離元件，這種元件包括單通道的整體式多孔支撐體，其形狀被選擇為在通道的內(nèi)側(cè)壁上限定多個(gè)障礙部以便阻礙待過(guò)濾流體的流動(dòng)。這種整體式支撐件(其中障礙部形成整體式多孔結(jié)構(gòu)的一整體部分)不能夠通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中所提出的技術(shù)制成。在本發(fā)明的上下文中，提出通過(guò)使用添加(additive，附加)制造技術(shù)來(lái)制造這種整體式多孔支撐體，且還能制造整個(gè)隔離元件(即，包括那些隔離層)。在本發(fā)明的上下文中，分離元件用于通過(guò)切向過(guò)濾來(lái)分離流體介質(zhì)，并且它們通常被稱為濾膜。這種分離元件包括多孔支撐體，其中設(shè)有用于待過(guò)濾流體的單個(gè)流動(dòng)通道。傳統(tǒng)上，該支撐體呈管狀。流動(dòng)通道具有用于待處理流體介質(zhì)的入口和用于滯留物的出口，入口和出口位于支撐體的相應(yīng)端部。在這種分離元件中，構(gòu)成支撐體的主體具有多孔性結(jié)構(gòu)。這種多孔性結(jié)構(gòu)的特征在于孔的平均直徑，如由通過(guò)壓汞測(cè)孔法測(cè)得的孔的分布導(dǎo)出的平均直徑。支撐體的多孔性結(jié)構(gòu)是開放性的并且形成互連的孔陣列，從而使得被過(guò)濾分離層過(guò)濾的流體能夠穿過(guò)多孔支撐體并在其周緣被回收。通常的做法是測(cè)量支撐體的水滲透性，以便證明支撐體的流體阻力。具體而言，在多孔介質(zhì)中，不可壓縮粘性流體的穩(wěn)態(tài)流由達(dá)西定律決定。借助被稱為“滲透性”的特性參數(shù)，流體的速度與壓力梯度成比例，而與流體的動(dòng)態(tài)粘度成反比，例如，可以根據(jù)1996年12月的法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)nfx45-101來(lái)測(cè)量滲透性。滲透物由此從多孔支撐體的外周面被回收。通道的壁被至少一個(gè)過(guò)濾分離層連續(xù)覆蓋，該過(guò)濾分離層用于過(guò)濾待處理的流體介質(zhì)。作為限定，過(guò)濾分離層的平均孔徑必須小于支撐體的平均孔徑。這些分離層限定了切向流動(dòng)分離元件的如下表面：該表面與待處理流體接觸，且待處理流體在該表面上流動(dòng)。圖1示出了其中設(shè)置有單通道的這種管狀切向流分離元件1的示例。切向流分離元件1包括多孔支撐體2，多孔支撐體2被制造為呈沿著縱向中心軸線a延伸的長(zhǎng)形，這就是為何稱該多孔支撐件的結(jié)構(gòu)為“線形”的原因。圖1所示的多孔支撐體2具有圓形的正截面(rightcross-section，直截面)，因此具有圓柱形的外表面5，然而其正截面可以呈任何形狀，例如其可以為多邊形。術(shù)語(yǔ)“截面”表示體積被平面截切而限定的形狀，其中圓柱體的正截面是圓柱體被垂直于縱向中心軸線的平面截切而限定的形狀。根據(jù)本發(fā)明的特征，支撐體的外表面或周面5具有固定的輪廓。換言之，除了由材料本身的孔隙產(chǎn)生的、或者因成形方法本身的性質(zhì)導(dǎo)致的表面粗糙而產(chǎn)生的不規(guī)則性之外，外表面5不存在任何表面不規(guī)則性。因此，外表面5不具有任何形變或壓痕。應(yīng)領(lǐng)會(huì)的是，該輪廓對(duì)應(yīng)于多孔支撐體2在包含縱向中心軸線a的橫向平面中截取的外部形狀。在所示的示例中，支撐體2的輪廓呈線形且從入口到出口不變。換言之，不變(固定)的輪廓意指平行于支撐件的中心軸線的所有外部母線都是彼此平行的直線。多孔支撐體2被設(shè)置為具有平行于支撐體的軸線a延伸的通道3。通道3均具有被至少一個(gè)分離層4覆蓋的表面，該分離層4與在通道3內(nèi)部流動(dòng)的待處理流體介質(zhì)接觸。流體介質(zhì)的一部分穿過(guò)分離層4和多孔支撐體2，使得這部分被處理的流體(稱為“滲透物”)流過(guò)該多孔支撐體的外表面5。待過(guò)濾的流體在位于管狀支撐體的一端的入口6與位于另一端的出口7之間沿著由箭頭f表示的流動(dòng)方向流動(dòng)。通常，過(guò)濾分離層的厚度介于1μm至100μm的范圍內(nèi)。當(dāng)然，為了能夠執(zhí)行其分離功能并且作為作用層(有效層)，分離層的平均孔徑小于支撐體的平均孔徑。通常，過(guò)濾分離層的孔徑小于支撐體的平均孔徑至少3倍(即至多為支撐體的平均孔徑的三分之一)，優(yōu)選為至少5倍(至多五分之一)。用于微濾、用于超濾和用于納濾的分離層的概念是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。一般認(rèn)為：·微濾分離層的平均孔徑介于0.1μm至2μm的范圍內(nèi)；·超濾分離層的平均孔徑介于0.1μm至0.01μm的范圍內(nèi)；以及·納濾分離層的平均孔徑介于0.5nm至2nm的范圍內(nèi)。這種所謂的“作用(有效)”微濾層或超濾層能夠被直接沉積在多孔支撐體上(對(duì)于單層分離層)，或者其甚至被沉積在具有較小平均孔徑的中間層上，其自身被直接沉積在多孔支撐體上(對(duì)于單層分離層)。舉例而言，分離層可以基于一種或多種金屬氧化物、碳化物或氮化物、或者甚至其它陶瓷，或者可以僅由這些材料構(gòu)成。特別地，分離層可基于tio2，al2o3和zro2，或者可僅由tio2，al2o3和zro2單獨(dú)地或以混合物方式構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的基本特征，支撐體成形為具有從通道3的內(nèi)壁31起始(延伸)的一系列障礙部9，這些障礙部適于對(duì)流動(dòng)產(chǎn)生干擾，并適于產(chǎn)生其幅度足以引起回流發(fā)生的剪切力，從而限制堵塞現(xiàn)象，甚至完全消除之。障礙部9形成整體式多孔支撐體的一體的部分，即，它們具體是由多孔支撐體本身給定的形狀來(lái)形成，而不是任何方式的單獨(dú)配件。支撐體和障礙部一起形成單件的多孔整體式元件，而不存在任何種類的連接，界面或接合部。障礙部和多孔支撐體的材料和多孔性結(jié)構(gòu)是相同的，障礙與多孔支撐體之間的材料和多孔性結(jié)構(gòu)是連續(xù)的。因此，障礙部9與支撐體機(jī)械地整合為一體，并且障礙部9與支撐體具有相同的化學(xué)抗性。障礙部9被分離層完全覆蓋，使得它們不減小反而增大分離元件的過(guò)濾面積。障礙部9與支撐體2之間的材料的相同性質(zhì)意味著它們的所有部分在化學(xué)性質(zhì)上均相同，即它們?cè)诙嗫字误w中和障礙部中都是相同的。相同的多孔性結(jié)構(gòu)包括孔隙率、彎曲度以及孔隙的尺寸和分布，其在元件的所有部分，即在障礙部中和多孔支撐體中均相同。材料連續(xù)性意味著元件的所有部分在化學(xué)性質(zhì)上相同，即在障礙部與多孔支撐體之間不存在化學(xué)不連續(xù)。多孔性結(jié)構(gòu)的連續(xù)性意味著孔隙率、彎曲度以及孔隙的尺寸和分布在元件中的所有部分相同，使得在障礙部與多孔支撐體之間不存在多孔性結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性。障礙部9的作用是布置于在通道內(nèi)流動(dòng)的流體的路徑上。障礙部9阻礙或干擾待處理的流體的通過(guò)，使流體不得不圍繞它們流動(dòng)，因?yàn)樗鼈兾挥谘刂ǖ赖目v向軸線a選取的兩個(gè)位置之間。因此，這些障礙部9引起與分別朝向它們流動(dòng)的液體的流速增加，由此產(chǎn)生高水平的表面剪切應(yīng)力和湍流區(qū)域，該區(qū)域中堵塞現(xiàn)象減少或甚至被消除。這些障礙部起到促進(jìn)湍流的作用。障礙部的數(shù)量、形狀和尺寸適于促進(jìn)在湍流狀況下進(jìn)行流動(dòng)，且適于引發(fā)足夠的剪切力和再循環(huán)，從而能夠減少甚至消除通道的內(nèi)壁上的過(guò)濾層的沉積物和孔隙堵塞。在優(yōu)選的方式中，為有利于分離層在障礙部上的合適沉積，障礙部應(yīng)為圓形形狀。特別地，障礙部9可以與壁垂直地或者以小于90°的連接角度從該壁突出，或者經(jīng)由連接圓角(fillet)從壁突出，該連接圓角的曲率半徑介于障礙部9的高度的0.1倍至0.9倍的范圍內(nèi)。這些障礙部9可具有規(guī)則或不規(guī)則的間隔。在給定的通道正截面中可以具有兩個(gè)這種障礙部9，或者可以具有多于兩個(gè)的障礙部(如果其形狀和尺寸允許)。本發(fā)明中所構(gòu)想的新穎的支撐體形狀呈現(xiàn)從障礙部所固定到的通道的壁起始的一個(gè)或多個(gè)障礙部的重復(fù)設(shè)置。這些障礙部可以在流體的流動(dòng)方向上以連續(xù)或不連續(xù)的方式延伸，但在所有情況下，它們引起通道內(nèi)部的流動(dòng)截面的變化，從而能夠增大湍流。應(yīng)領(lǐng)會(huì)的是，在本發(fā)明的構(gòu)思中，如果通道的正截面的面積沿著通道的縱向軸線變化，以及/或者如果該正截面的形狀沿著通道的縱向軸線變化，以及/或者如果通道的正截面的尺寸沿著通道的縱向軸線變化，則通道的流動(dòng)截面被認(rèn)為沿著通道的縱向軸線變化，其中通道的正截面是與通道的縱向軸線垂直地截取的。例如，相對(duì)于通道3的最大流動(dòng)截面，障礙部9造成流動(dòng)截面的面積減小的范圍介于1％至50％的范圍內(nèi)。在直徑為20毫米(mm)的圓形通道中，直徑為4mm的圓柱形直徑方向的障礙部(桿)(圖1和圖1a至圖1c)會(huì)引起通道的流動(dòng)截面的面積相對(duì)于其最大流動(dòng)截面減少大約25％。在直徑為20mm的圓形通道中，“小脊”型(圖5或圖6)、呈圓形部段形式且高度為1mm的表面障礙部會(huì)引起通道的流動(dòng)截面的面積相對(duì)于其最大流動(dòng)截面減少大約1.7％。在直徑為20mm的圓形通道中，“小脊”型(圖5或圖6)、呈圓形部段形式、且高度為3mm的表面障礙部會(huì)引起通道的流動(dòng)截面的面積相對(duì)于其最大流動(dòng)截面減少大約9％。在直徑為20mm的圓形通道中，“小脊”型(圖5或圖6)、呈圓形部段形式且高度為10mm的表面障礙部會(huì)引起通道的流動(dòng)截面的面積相對(duì)于其最大流動(dòng)截面減少大約50％。在直徑為20mm的圓形通道中，為使通道的流動(dòng)截面的面積相對(duì)于其最大流動(dòng)截面減少50％，需要具有直徑為14mm的球形(圖2或圖2a)的軸向障礙部。在一變型實(shí)施方式中，應(yīng)看到的是，障礙部9的表面與待過(guò)濾的流體產(chǎn)生接觸，并且沿待處理流體的流動(dòng)方向朝向入口傾斜。特別地，包含有障礙部9的通道的內(nèi)壁可具有凹凸?fàn)畈糠?，例如凹部、凸起、凹槽、條紋和/或適于作為對(duì)應(yīng)數(shù)量的障礙部的任何其它形狀，以便當(dāng)流體在所述通道內(nèi)流動(dòng)時(shí)促進(jìn)湍流。優(yōu)選地，障礙部9的沿著垂直于縱向軸線a的直徑方向量取的高度，大于這些障礙部的寬度除以二(該寬度是沿著垂直于縱向軸線a的另一直徑方向量取的)。在圖1和圖1a所示的實(shí)施例中，障礙部9被制成為在通道3內(nèi)側(cè)從兩個(gè)彼此面對(duì)的壁部分徑向延伸的棒或桿的形式。在所示的示例中，障礙部9沿著通道的直徑延伸，然而障礙部顯然可以在通道的直徑不同的水平位處在通道內(nèi)從壁的一部分延伸到壁的另一部分。這些障礙部9沿著支撐體的縱向軸線a分布在通道3內(nèi)部，例如，其以規(guī)則的間隔彼此偏移固定的一指定角度值。在圖1和圖1a所示的示例中，障礙部9彼此成角度地偏移90°角。當(dāng)然，障礙部9之間的角度間隔(alternation，變化)可以為一些其它值。同樣，沿著縱向軸線a設(shè)置的障礙部9之間的間距可以是變化的。在所示的示例中，每個(gè)桿9均具有在其長(zhǎng)度的主要部分上基本上固定不變的正截面，并且在其每個(gè)端部處通過(guò)向內(nèi)壁張開的部分連接到內(nèi)壁31。當(dāng)然，還可以提供這樣一實(shí)施例，其中棒僅在直徑的一部分上延伸，每個(gè)桿僅在一端連接到支撐件的內(nèi)壁31。類似地，這些徑向障礙部9的形狀可以不同于圖1和圖1a所示的輪廓。作為示例，圖2和圖2a示出了在通道3內(nèi)徑向延伸并呈球形形狀的障礙部9。因此，例如每個(gè)障礙部9均包括位于其中心部分內(nèi)的球體，其經(jīng)由兩個(gè)相應(yīng)的連接臂附接到壁的兩個(gè)對(duì)稱的相對(duì)部分。當(dāng)然，球體的截面小于通道的整個(gè)截面，以使待處理的流體能夠流過(guò)該球體。障礙部9的這種球形形狀可以替換為卵形、長(zhǎng)形等形狀。如參照?qǐng)D1所說(shuō)明的，障礙部9以規(guī)則或不規(guī)則的間隔布置在通道a內(nèi)部，并且具有一角度偏移，該角度偏移例如在圖2所示的示例中被指定為等于90°。在前述示例中，障礙部9在通道3內(nèi)橫向或徑向延伸，在其每個(gè)端部處連接到通道3的壁的兩個(gè)相應(yīng)部分。在圖1b和圖1c所示的有利的變型實(shí)施例中，從通道的壁橫向延伸的障礙部9可包括相應(yīng)的管道11，這些管道設(shè)置在障礙部?jī)?nèi)部以便在外周面5上開口。管道11用于回收已穿過(guò)構(gòu)成障礙部本身的多孔材料和分離層的滲透物，并允許該滲透物流動(dòng)從而直接將其傳送到支撐體2的外部。圖3、圖3a、圖3b和圖3c示出了另一實(shí)施例，其中障礙部9在通道3內(nèi)軸向延伸，并依次連接，首先通過(guò)連接橋91連接到支撐體的內(nèi)壁31，其次連接到位于所述障礙部上游和/或下游的每個(gè)相鄰的障礙部。因此，障礙部9以軸向弦(axialstring)形式延伸。如圖3所示，障礙部9包括呈各種形狀的軸向部分92，例如呈卵形、長(zhǎng)形、球形、螺旋形或呈淚滴形等。每個(gè)障礙部9通過(guò)在軸向部分92與支撐體的內(nèi)壁31之間的連接橋91連接到支撐體。優(yōu)選地，根據(jù)其沿著縱向軸線a的定位，連接橋91成角度地偏移一指定值，該指定值在圖3a至圖3c所示的示例中等于90°。如上所述，每個(gè)障礙部9經(jīng)由其軸向部分92連接到一個(gè)或多個(gè)相鄰的障礙部。圖4示出了另一變型實(shí)施例，其中障礙部9呈表面螺旋的形式，即設(shè)置在支撐體的內(nèi)壁31上的螺旋形部。在所示的示例中，分離元件具有一系列障礙部9，每個(gè)障礙部均由螺旋形部段形成，且這些障礙部沿縱向軸線a規(guī)則地分布。每個(gè)障礙部9均成形成在支撐體的壁31上的凹入或突起的壓痕的形式。還可規(guī)定設(shè)置為不連續(xù)螺旋形式的、彼此成角度偏移的多個(gè)障礙部9，或者設(shè)置為具有不同的間距和/或高度的連續(xù)螺旋形式的多個(gè)障礙部。圖5示出了分離元件的通道的實(shí)施例，其中障礙部是交叉的兩個(gè)表面螺旋91、92，它們呈相反手向，并且具有不同的且變化的高度和間距h1、h2。當(dāng)然：·螺旋部的數(shù)量可以大于2；·螺旋部的螺距可以不同或相同；·對(duì)于給定的螺旋部，其間距可在通道的入口和出口之間變化；以及·障礙部的形狀和高度可在螺旋部之間以及在通道的入口與出口之間變化。螺旋部之間的交叉點(diǎn)的位置可以具有周期性，或者不具有周期性。圖6、圖6a和圖6b示出了分離元件的另一個(gè)實(shí)施例，其中障礙部9是一系列直形的表面脊或凹凸?fàn)畈糠?，其相?duì)于通道的縱向軸線a的方向以傾斜的方式延伸。這些障礙部9由高度、形狀和傾斜度可變的、接連的直線性部段組成。例如，障礙部的高度大于通道的半徑，并且這些障礙部的部段相對(duì)于通道的縱向軸線的傾斜角可大于0°且小于90°，障礙部在通道的入口與出口之間是連續(xù)的。圖7示出了另一變化實(shí)施例，其中支撐體2具有從支撐體的內(nèi)壁31徑向延伸的障礙部9，其以指定的分布方式沿著縱向軸線a分布。每個(gè)障礙部9均由呈盤扇形輪廓的壁、脊或凹入部分構(gòu)成。優(yōu)選地，障礙部的高度小于通道3的直徑的一半。在圖7所示的實(shí)施例中，障礙部9沿著縱向軸線設(shè)置，同時(shí)交替間隔180°，而在圖8所示的示例中，障礙部9成對(duì)地偏移90°。圖9和9a示出了分離元件的另一實(shí)施例，其中障礙部91、92在通道的入口與出口之間連續(xù)并且有助于形成折流部。在該變型實(shí)施例中，兩個(gè)表面障礙部91、92為非直線形的，并且由多個(gè)直形脊構(gòu)成，這些脊具有兩個(gè)不同高度并且在壁上呈鋸狀折曲(zigzagging)以便形成隨機(jī)的折流部。在本發(fā)明的上下文中，多孔支撐體(或者甚至作為整體的切向流分離元件)是通過(guò)附加技術(shù)(additivetechnique，添加技術(shù))制造的。本發(fā)明的方法包括通過(guò)形成多個(gè)單獨(dú)的疊層來(lái)制成支撐體的三維結(jié)構(gòu)，這些單獨(dú)的疊層被相繼地彼此疊置和結(jié)合，以漸次地構(gòu)建支撐體的三維結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方法的優(yōu)點(diǎn)是在單個(gè)生產(chǎn)步驟中制成支撐體而不需要任何工具或機(jī)械加工，因此能夠獲得支撐體形狀的更大范圍，并且能夠改變通道內(nèi)的障礙部的形狀和尺寸。當(dāng)使用諸如粉末之類的固體材料時(shí)，粉末基底的厚度相對(duì)較小，因此相繼固結(jié)的每個(gè)疊層的厚度相對(duì)較小，宜賓能夠通過(guò)施加能量或通過(guò)噴射液體使其結(jié)合到下面的疊層上。特別地，粉末按照介于20μm至200μm范圍內(nèi)的厚度被沉積，該厚度取決于所選擇的附加技術(shù)。通過(guò)二進(jìn)制序列的重復(fù)可以一個(gè)疊層接一個(gè)疊層地來(lái)構(gòu)建期望的三維形狀。一個(gè)疊層到另一疊層的固結(jié)圖案(樣式)可以是變化的。沿著所選擇的構(gòu)建軸線來(lái)構(gòu)建期望的三維形狀。沉積的粉末的粒度尺寸是決定每個(gè)粉末基底的最小厚度的因素之一，也是決定最終獲得的孔的平均直徑的因素之一。特別地，所使用的粉末是構(gòu)成支撐體的材料的粉末，例如金屬氧化物粉末，或其前體之一的粉末。舉例而言，沉積的粉末的平均粒度可以為約35μm，以在陶瓷支撐體內(nèi)獲得約10μm的平均孔徑。申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)多種參數(shù)，例如所選擇的材料；并且對(duì)于給定的材料，調(diào)節(jié)所用的粉末的平均粒徑；而對(duì)于給定的材料和給定的粒度尺寸，調(diào)節(jié)一層接一層重復(fù)的粉末基底的厚度；還可以通過(guò)調(diào)節(jié)為固結(jié)所選擇的技術(shù)專用的各種參數(shù)，能夠以良好受控的方式在固結(jié)的整體內(nèi)獲得殘余互連孔構(gòu)造。這種殘余孔構(gòu)造是在粉末顆粒受控?zé)Y(jié)以在顆粒之間留有互連空隙的結(jié)果。當(dāng)使用能量束時(shí)，可以起作用的主要參數(shù)是其焦點(diǎn)，即沖擊(作用于)粉末基底的能量束的直徑，還有粉末基底被光子束或電子束掃掠的速度，以及甚至在構(gòu)造疊層的同時(shí)能量束的各碰撞區(qū)域之間的百分比重疊率。當(dāng)使用液體噴霧時(shí)，可以起作用的主要參數(shù)是液滴的重量，其頻率，粉末基底被液滴的“噴射”掃掠的速度，以及甚至在相繼通過(guò)期間的百分比重疊率。申請(qǐng)人還觀察到，通過(guò)調(diào)控上述各種參數(shù)，可以調(diào)節(jié)孔的尺寸分布，并且對(duì)于每個(gè)給定的孔群，可以控制孔的數(shù)量和彎曲度。一旦粉末已在選定的區(qū)域中聚集(結(jié)塊)，可通過(guò)任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)消除非聚集的材料。所用的粉末的初始流動(dòng)性促進(jìn)了這種操作。還可使用水噴射技術(shù)或振動(dòng)以去除殘留在已制成的形狀的表面上的最后殘留的粉末。通常通過(guò)一個(gè)或多個(gè)后續(xù)的熱處理來(lái)獲得過(guò)濾元件的最終固結(jié)和多孔性結(jié)構(gòu)的最終狀態(tài)，旨在消除粘結(jié)劑(脫粘)和/或使材料經(jīng)受適當(dāng)?shù)臒Y(jié)。選擇用于這種最終燒結(jié)的溫度取決于所使用的無(wú)機(jī)材料的性質(zhì)和所使用的粉末的平均粒度。這樣，支撐體(或甚至整個(gè)切向流分離元件)被一個(gè)疊層接一個(gè)疊層地構(gòu)建。為此，在開始細(xì)分將被分片制造的支撐體或切向流分離元件的三維結(jié)構(gòu)之前，使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cad)軟件。由此，所要制造的虛擬三維對(duì)象被細(xì)分為厚度非常小的二維切片。隨后，將這些薄片一個(gè)一個(gè)地制成單獨(dú)的疊層的形式，這些疊層被疊置并粘合在一起，以漸次構(gòu)建所期望的三維形狀。這種三維結(jié)構(gòu)是這樣制成的：·或者通過(guò)重復(fù)以下步驟：·制造形成多孔支撐體的固體材料(有機(jī)或無(wú)機(jī)粉末)或液體材料(其中散布有粉末的有機(jī)前體或液體，該粉末可以為有機(jī)或無(wú)機(jī)的)的基底，在比于疊層的水平高度處截取的所述多孔支撐體的截面更大的區(qū)域上，該基底的厚度是固定的；以及·局部地固結(jié)一些材料，以形成為每個(gè)疊層所確定的圖案，以便產(chǎn)生單獨(dú)的疊層，同時(shí)將以這種方式制成的此單獨(dú)的疊層結(jié)合到前一疊層上·或者，通過(guò)熔化被噴射到激光束中的有機(jī)或無(wú)機(jī)粉末以產(chǎn)生連續(xù)的材料串，從而形成用于每個(gè)層的預(yù)定圖案；·又或者，通過(guò)連續(xù)或不連續(xù)地(逐滴)熔化一熱熔性固態(tài)前體的料線。當(dāng)該前體為本身所使用的熱熔性有機(jī)聚合物時(shí)，支撐體為有機(jī)屬性并且可直接用于沉積有機(jī)屬性的層。當(dāng)前體是熱熔性有機(jī)聚合物和陶瓷或金屬無(wú)機(jī)粉末的混合物時(shí)，則在用作粘合劑的聚合物已被除去之后并且在無(wú)機(jī)粉末的顆粒已被燒結(jié)之后，支撐體為無(wú)機(jī)屬性。大體上，在第一種情況下，使用的材料是固體或液體，并且通過(guò)輸送能量或通過(guò)以細(xì)微液滴形式噴射液體來(lái)固結(jié)多個(gè)單獨(dú)的疊層?？赏ㄟ^(guò)以下方式來(lái)以局部方式輸送能量：通過(guò)使用定向光束(通過(guò)發(fā)光二極管(led)或通過(guò)激光器)，或者通過(guò)使用定向電子束，或者甚至使用可以按照由cad選擇的圖案被聚焦和掃掠在粉末基底上的任何能量源。隨后能量和材料之間的相互作用造成燒結(jié)，或者造成材料熔融和固化，或者甚至造成材料經(jīng)歷光聚合或光交聯(lián)，這取決于其性質(zhì)和所使用的能量源的性質(zhì)?？墒褂媒柚鷫弘娤到y(tǒng)產(chǎn)生的微液滴以局部方式輸送液體，該液滴可選擇地使用靜電場(chǎng)進(jìn)行充電和引導(dǎo)。該液體應(yīng)是粘合劑或者用于使先前已添加到陶瓷粉末中的粘合劑活化的試劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用本發(fā)明上下文中所闡示的附加技術(shù)，首先能夠獲得生產(chǎn)可靠性和速率方面的改進(jìn)，其次能夠獲得支撐體形狀的大的范圍以及能在支撐體內(nèi)部的通道中形成的凹凸部的形狀的大的范圍。在本發(fā)明的上下文中，可使用各種附加技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)三維形狀，如下文所述。選擇性激光燒結(jié)(sls)或選擇性激光熔化(slm)使用該技術(shù)，構(gòu)成支撐體或切向流分離元件的材料的粉末被沉積以形成連續(xù)基底，該粉末為有機(jī)粉末或者優(yōu)選由金屬或氧化物、氮化物或碳化物類型的陶瓷制成的無(wú)機(jī)材料的粉末，或者甚至是其前體的粉末。隨后，在所選擇的圖案中局部地施加強(qiáng)大的激光束，用以使粉末聚集以便形成對(duì)應(yīng)于支撐體或切向流動(dòng)分離元件的疊層，并通過(guò)燒結(jié)將其結(jié)合到前一疊層上。在局部能量輸送的作用下，粉末顆粒部分地熔化并且被焊接在一起從而使該疊層粘結(jié)，進(jìn)而執(zhí)行所制成的形狀的預(yù)燒結(jié)。此后，展開新的粉末基底并再次開始該過(guò)程。激光束掃掠粉末的表面，以便按照期望的圖案一個(gè)疊層一個(gè)疊層地固結(jié)材料。通過(guò)使激光沿著多個(gè)平行路徑移動(dòng)來(lái)執(zhí)行掃掠。有利的是，激光器的沖擊區(qū)域在兩個(gè)接連的平行路徑之間重疊。粉末基底在激光束的沖擊位置處接收的能量的量必須使粉末顆粒保持部分地熔化，或者在任何情況下，使每個(gè)顆粒充分熔化以便與其最鄰近的顆粒結(jié)合，但同時(shí)不使多孔性結(jié)構(gòu)封閉。因此，機(jī)器的調(diào)節(jié)特別地取決于粉末基底的固有特性以及限定光子與材料之間的相互作用的效果的材料性質(zhì)。作為說(shuō)明，可以使用對(duì)應(yīng)于下表1中列出的范圍的條件：表1最小最大陶瓷粉末的平均粒徑10μm100μm粉末基底的厚度40μm200μm激光的功率500瓦特(w)1000w激光的行進(jìn)速度0.5米每秒(m/s)10m/s通過(guò)局部調(diào)節(jié)激光束的焦點(diǎn)和/或光束的行進(jìn)速度，可以調(diào)節(jié)粉末基底所接收的能量的量，從而調(diào)節(jié)所得到的陶瓷材料的致密度，進(jìn)而調(diào)節(jié)其多孔性結(jié)構(gòu)。因此，在某些特定位置可以獲得對(duì)應(yīng)于過(guò)濾分離層所需的多孔性結(jié)構(gòu)，并且在其它位置獲得對(duì)應(yīng)于支撐體所需的多孔性結(jié)構(gòu)。盡管在應(yīng)用激光構(gòu)建支撐體或切向流分離元件的同時(shí)漸次地執(zhí)行燒結(jié)，但有利的是在已完全構(gòu)建支撐體或切向流分離元件之后再采用最終燒結(jié)步驟，以便釋放殘余機(jī)械應(yīng)力并使多孔性結(jié)構(gòu)更為均一。所選擇的用于這種最終燒結(jié)的溫度應(yīng)當(dāng)取決于所用的無(wú)機(jī)材料本身的性質(zhì)和所用的粉末的平均粒度，例如當(dāng)使用氧化鈦時(shí)，應(yīng)使用介于1300℃至1500℃范圍內(nèi)的溫度。應(yīng)看到的是，可以通過(guò)電子束以類似的方式獲得上文所述的粉末的選擇性熔化，其對(duì)應(yīng)于電子束熔化(ebm)技術(shù)。3d打印原理保持不變，但是通過(guò)打印可使所沉積的疊層對(duì)應(yīng)于可以為有機(jī)或無(wú)機(jī)、陶瓷或金屬的粉末混合物，該粉末可以是構(gòu)成支撐體的材料，或者是該材料的前體并具有粘合劑，該粘合劑自身可以為粉末或涂在無(wú)機(jī)粉末本身上的涂層的形式。優(yōu)選地，該混合物是均勻的，并且構(gòu)成支撐體的材料的粉末顆?；蛘咴摬牧系那绑w以及粘合劑的顆粒均具有相似的顆粒尺寸。作為粘合劑的示例，可提到的是呋喃、酚醛樹脂和氨基樹脂。粘合劑的重量百分比應(yīng)介于1％至25％的范圍內(nèi)，這取決于其本身的性質(zhì)和所用于的粉末的平均直徑。此后，按照選定的圖案以非常細(xì)微的液滴的形式噴射用以使粘合劑活化的試劑，并使粉末局部聚集?；罨瘎┛梢允怯糜谡澈蟿┑娜軇?，其在幾乎瞬時(shí)地干燥之后用于將無(wú)機(jī)顆粒粘合在一起或?qū)⑺鼈兎忾]在固體晶格(lattice，格架)內(nèi)。也可以僅沉積構(gòu)成支撐體的材料的有機(jī)或無(wú)機(jī)、陶瓷或金屬粉末或者其前體的粉末，以便形成連續(xù)的基底，然后局部地噴涂粘合劑，該粘合劑應(yīng)當(dāng)是快干型液體粘合劑或熱固性液體樹脂。通過(guò)使用任何合適的裝置來(lái)噴射液體形式的粘合劑或活化劑，特別是在噴墨型打印機(jī)中使用的那種類型的壓電系統(tǒng)，通過(guò)沿著多個(gè)平行的路徑移動(dòng)打印頭而實(shí)施掃掠(噴射)?？赡苡欣氖牵旱蔚臎_擊區(qū)域在接連的兩個(gè)平行路徑之間重疊。在除去未聚集的粉末之后，在燒結(jié)熱處理期間粘合劑被消除，這種脫粘過(guò)程通常在達(dá)到500℃之前結(jié)束。在陶瓷粉末的顆粒的平均尺寸介于30μm至100μm范圍內(nèi)的情況下，3d印刷可以使粉末基底的厚度介于80μm至300μm的范圍內(nèi)，并且能夠使獲得期望形狀的直線形構(gòu)造的速度介于25毫米每小時(shí)(mm/h)至100mm/h的范圍內(nèi)?；诠饪痰奶沾芍圃?lcm)lcm是這樣的技術(shù)，其中將陶瓷粉末與光聚合性樹脂預(yù)混合，使用led或激光光源獲得借助聚合作用的固化。如在上述技術(shù)中那樣，在用于除去粘合劑的燒結(jié)熱循環(huán)之前必須除去非交聯(lián)粉末，即消除光聚合性樹脂，隨后進(jìn)行合適的燒結(jié)。lcm的使用受到以下因素的限制：為了在光的沖擊點(diǎn)下方和周圍實(shí)現(xiàn)整體聚合(bulkpolymerization，本體聚合)，粉末顆粒在所考慮的波長(zhǎng)下必須是透明的。熔融沉積成型(fdm)fdm是使用熱熔性固體有機(jī)聚合物的技術(shù)，該熱熔性固體有機(jī)聚合物可選擇地被添加有無(wú)機(jī)粉末。該技術(shù)旨在由料線或料帶形成相繼沉積的材料串。通過(guò)軟化或熔化料線或料帶的端部而以連續(xù)(擠出)或不連續(xù)(滴落)方式制成材料串。與上文所述的技術(shù)不同的是，沒有材料基底的前期成形(預(yù)成形)。通過(guò)加熱使材料疊層或材料串固結(jié)。在該技術(shù)的一個(gè)變型中，可通過(guò)噴射無(wú)機(jī)粉末以產(chǎn)生連續(xù)的材料串，將粉末噴射到激光束中以便在沖擊之前熔化。使用立體光刻設(shè)備(sla)的立體光刻這種技術(shù)在原理上與上述的技術(shù)類似，使用液體材料作為含有無(wú)機(jī)粉末的可光固化性液態(tài)前體。光子束(led或激光)掃掠液體層并使其局部聚合。通過(guò)3d打印或lcm，在最終燒結(jié)操作之后，在制成支撐體之后沉積過(guò)濾分離層。通過(guò)在支撐體上沉積含有至少一種可燒結(jié)組合物(其在烘烤后構(gòu)成過(guò)濾層)的懸浮液，分離層被沉積，特別是沉積在通道的表面上和支撐體的通道中的障礙部上。這種組合物具有常規(guī)地在無(wú)機(jī)濾膜生產(chǎn)中使用的成分。該組合物包含至少一種氧化物、氮化物、碳化物或其它陶瓷材料或其混合物，優(yōu)選為金屬氧化物、氮化物和碳化物。將可燒結(jié)組合物置于懸浮液中(例如水中)。為了消除所存在的聚集(凝聚)的風(fēng)險(xiǎn)并且為了優(yōu)化顆粒在液體中的分布，將所得到的懸浮液研磨以破壞聚集并獲得基本上由分開的顆粒構(gòu)成的組合物。然后利用有機(jī)添加劑調(diào)節(jié)懸浮液的流變性，以滿足滲入到支撐體的通道中所需的流體動(dòng)力學(xué)要求。一旦該層已被沉積，則將其干燥，然后在一定溫度下燒結(jié)，該溫度取決于其性質(zhì)、其顆粒的平均尺寸以及所需的截止閾值。借助sls或slm，可以在構(gòu)建支撐體的同時(shí)產(chǎn)生分離過(guò)濾層，或者可隨后利用膜生產(chǎn)中使用的常規(guī)沉積方法來(lái)使其沉積。同樣地，可以從待沉積的無(wú)機(jī)材料的顆粒或其前體的懸浮液來(lái)沉積分離過(guò)濾層。這種懸浮液傳統(tǒng)上用于生產(chǎn)陶瓷過(guò)濾元件。在干燥后，該層或多個(gè)這種層均經(jīng)歷燒結(jié)操作，該燒結(jié)操作用于使多個(gè)層固結(jié)并將這些層粘結(jié)到它們所沉積到的表面。存在于懸浮液中的顆粒的粒度尺寸取決于最終的分離過(guò)濾層所需的多孔性結(jié)構(gòu)。以下通過(guò)多個(gè)示例說(shuō)明本發(fā)明，但它們不具有限制性。根據(jù)本發(fā)明來(lái)制造圖中所示類型的用于切向流分離的管狀元件。支撐體呈管的形狀，其長(zhǎng)度介于300mm至1200mm范圍內(nèi)，具有圓形正截面，其直徑介于10mm至42mm范圍內(nèi)，并且形成有平行于管的軸線的直線形通道。示例1：sls/僅支撐體材料氧化鈦陶瓷粉末的平均粒徑35μm-45μm粉末基底的厚度50μm聚焦(激光束在撞擊粉末處的直徑)240μm腔室的氣氛空氣激光的功率200w激光的行進(jìn)速度0.8m/s兩條激光路徑之間的重疊百分比15％-25％最終燒結(jié)溫度1380℃在1380℃停留的時(shí)間2小時(shí)(h)得到的孔的平均直徑20μm-30μm示例2：sls/支撐體+層示例3：sls/僅支撐體材料碳化硅陶瓷粉末的平均粒徑75μm-80μm粉末基底的厚度120μm聚焦(激光束在撞擊粉末處的直徑)120μm腔室的氣氛氬激光的功率200w激光的行進(jìn)速度0.6m/s兩條激光路徑之間的重疊百分比30％-35％得到的孔的平均直徑25μm-30μm在這種情況下，不必進(jìn)行最終燒結(jié)。示例4：3d打印材料氧化鈦陶瓷粉末的平均粒徑30μm-35μm粉末基底的厚度80μm粘合劑的類型呋喃樹脂粘合劑的百分比20％形狀的直線形構(gòu)造速度30mm/h最終燒結(jié)溫度1500℃在1500℃停留的時(shí)間6h得到的孔的平均直徑10μm-12μm在示例1、3和4中，通過(guò)使用以下懸浮液在通道的表面上沉積分離層來(lái)完成切向流分離元件的制造：通過(guò)在球磨機(jī)中研磨來(lái)制備懸浮液在以如下方式執(zhí)行在支撐體上的直接沉積之后，獲得截止閾值為1.4μm的微過(guò)濾分離層。通過(guò)泵送使懸浮液滲入到通道中，以使其與通道的表面接觸。驅(qū)動(dòng)沉積的機(jī)制為：來(lái)自懸浮液的液體被吸引而通過(guò)多孔支撐體的孔。氧化鈦顆粒在該表面上沉積的厚度、進(jìn)而每單位面積上沉積的重量均取決于懸浮液在支撐體的通道中經(jīng)歷的時(shí)間。懸浮液在支撐體的通道中經(jīng)歷的時(shí)間30秒沉積重量50g/m2至60g/m2該操作被重復(fù)兩次，以達(dá)到約110g/m2的最終沉積重量。用于燒結(jié)層的烘培循環(huán)可通過(guò)在與合適的熱處理循環(huán)關(guān)聯(lián)地使用越來(lái)越細(xì)的懸浮液的同時(shí)，在這樣的第一層上進(jìn)行相繼的多次沉積，來(lái)制造截止閾值小于1.4μm的切向流微過(guò)濾分離元件以及切向流超濾和納濾分離元件。本發(fā)明不限于所描述和示出的示例，因能夠?qū)@些示例做出多種修改且不超出本發(fā)明的范圍。當(dāng)前第1頁(yè)12當(dāng)前第1頁(yè)12