疏水性中空纤维微孔膜束组件及膜束的制作方法

技术领域

本发明涉及地下水注气修复技术领域，特别是涉及一种疏水性中空纤维微孔膜束组件及其制作方法。

背景技术

疏水性中空纤维微孔膜束组件体积小，适用于饱和溶解气体在地下水注气修复井中的高效传质。现有技术中，大部分中空纤维膜组件都是采用人工制作的方式，这种制作方式自动化程度低，组件结构性能差，中空纤维膜组件的端面或内部膜丝排布不均匀导致传质过程受阻，降低了中空纤维膜的利用效率。其次，现有技术中，大部分中空纤维膜材料多选用亲水性膜丝，若将该亲水性材料应用于地下水注气井的气体的传质，地下水极易在纤维膜表面形成水幕，阻止气体向地下水环境的扩散。而且，现有中空纤维膜组件的体积通常都比较大，不适合用在地下水注气井中进行气体传质。此外，现有的中空纤维膜元件无法对进气流量进行微量调节，因而，需要对现有的中空纤维微孔膜组件进行改进，使其能够适用于地下水注气修复井的应用。

发明内容

本发明的第一个发明目的在于针对背景技术中所述的现有的中空纤维膜束采用人工制作的方式，自动化程度低，端面或内部膜丝排布不均匀导致传质过程受阻，降低了中空纤维膜的利用效率等问题，提供一种疏水性中空纤维微孔膜束组件。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种疏水性中空纤维微孔膜束组件，其包括壳体、微孔流量控制单元和疏水性中空纤维微孔膜束，在壳体内设有空腔，微孔流量控制单元设置在壳体内并位于上部，疏水性中空纤维微孔膜束设置在壳体内，并设置在微孔流量控制单元的下方；

所述的疏水性中空纤维微孔膜束包括多根竖直排布的膜丝、设置在膜丝顶部的上密封部和设置在膜丝下端的下密封部，上密封部包括树脂胶密封层，树脂密封层设在膜丝之间以及膜丝束的外侧，膜丝的顶端开口位于树脂密封层的上表面，且膜丝的顶端开口与膜丝内腔贯通，膜丝下端的下密封部设置在膜丝的下端开口内、膜丝的下端之间及膜丝束的外侧，膜丝的下端开口闭合；

所述微孔流量控制单元的顶部设有进气口，进气口用于与气源连接，微孔流量控制单元的下端设有出气口，出气口输出的气体通过进气连接盖上的进气口及膜丝的顶端开口进入膜丝内；

在壳体的侧壁上与膜丝对应的部位分布有多个通孔，通孔与膜丝外侧的空腔连通。

在上述方案中，所述的壳体包括上部壳体、中部壳体和下部壳体，所述微孔流量控制单元设置在上部壳体内，疏水性中空纤维微孔膜束设置在中部壳体内，上部壳体的下端与中部壳体的上端密封可拆卸连接，中部壳体的下端与下部壳体的上端密封可拆卸连接，所述通孔设置在中部壳体的侧壁上，在下部壳体的底部设有通孔。通过这种设置，能够简化疏水性中空纤维微孔膜束组件的装配工序，并使上部壳体与中部壳体、中部壳体与下部壳体之间的连接密封性更好，连接更稳固。

在上述方案中，所述的微孔流量控制单元的顶部设有进气管，进气管与微孔流量控制单元的进气口固定连接，微孔流量控制单元内设有调节气体流量的微孔组件，通过微孔组件能使进气管进入的气体在进入疏水性中空纤维微孔膜束时调节至所需的压力。通过这种设置，进气管的管口通过导气管能与气源连接，压缩气体通过进气管进入微孔流量控制单元内，在经过微孔组件的微孔后能使进气管进入的气体在进入疏水性中空纤维微孔膜束时调节至所需的压力。微孔流量控制单元为现有的流量调节装置，其具体结构在此不做赘述。

在上述方案中，所述的上部壳体的内壁上设有定位槽，在微孔流量控制单元的外壁上设有与之对应的弹性定位圈，在上部壳体内还设有横梁，横梁设置在上部壳体的下部，横梁的中部设有装配孔，装配孔内设有密封圈，在微孔流量控制单元的下端的出气口连接有出气管，出气管上设有与装配孔内的密封圈对应的密封圈，出气管与横梁上的装配孔通过密封圈密封连接，在装配孔的底部设有对出气管限位的限位沿。通过定位槽和横梁共同对微孔流量控制单元进行限位支撑固定，并通过横梁中部的装配孔与微孔流量控制单元的出气管下端连接，而且因为在装配孔内设有密封圈，在出气管上也设有密封圈，在连接时，出气管与横梁插接固定，且出气管上的密封圈插接到横梁上的密封圈的下方，通过这种设置，采用两道密封圈既能够使装配简便，又能使连接更牢固，气密封性更好。通过在装配孔的底部设置限位沿，能够对出气管的下端形成限位，避免微孔流量控制单元的上下活动。

在上述方案中，所述的疏水性中空纤维微孔膜束的上密封部的树脂胶密封层上设有进气连接盖，进气连接盖包括下管部和顶盖，在顶盖上设有进气口，树脂密封的外周面与进气连接盖的下管部内壁面密封固定连接，进气连接盖与上部壳体密封可拆卸连接。通过设置进气连接盖，能使微孔流量控制单元的出气口输送的压缩气体通过进气连接盖上的进气口进入到进气连接盖与疏水性中空纤维微孔膜束顶端的开口之间的空腔内，通过空腔对压缩气体进行缓冲均压，然后使压缩气体均匀进入各个疏水性中空纤维微孔膜束丝内，使气体的输送更均匀。

在上述方案中，所述的疏水性中空纤维微孔膜束的下部设有抱箍，抱箍用于将疏水性中空纤维微孔膜束的下部收紧成束。通过抱箍能对疏水性中空纤维微孔膜束的下部进行扎紧固定，便于对疏水性中空纤维微孔膜束的下端采用树脂胶进行密封。

在上述方案中，所述中部壳体内还设有支撑架，支撑架包括定位支撑环和骨架，骨架有多根，骨架的外侧端固定连接在中部壳体的内壁上，骨架的内侧端固定连接在定位支撑环上，定位支撑环的孔径与疏水性中空纤维微孔膜束的下端部收紧成束后的直径相匹配，所述疏水性中空纤维微孔膜束的下端从定位支撑环内穿过，通过定位支撑环对疏水性中空纤维微孔膜束进行定位支撑。通过设置支撑架，能够对疏水性中空纤维微孔膜束形成稳定的定位支撑，而且这种中空的定位支撑，有利于疏水性中空纤维微孔膜束在地下水环境传质过程中膜丝周边杂质的沉降，而且支撑架设置于中部壳体的下部，对疏水性中空纤维微孔膜束有着支撑作用，不需要在下部壳体制作槽体来固定疏水性中空纤维微孔膜束，简化了制作工艺，并且减少了中空纤维膜的用量，节约了制作成本。

在上述方案中，所述的上部壳体的顶部开口处设有对微孔流量控制单元限位的金属环形垫片，金属环形垫片为内径可伸缩控制的金属环形垫片，在微孔流量控制单元的上端设有吊杆，吊杆用于连接悬吊线。通过设置金属环形垫片，能够便于对微孔流量控制单元的锁紧固定，通过设置吊杆能使本发明的疏水性中空纤维微孔膜束组件通过悬吊线与注气井上方的固定件连接。

本发明的另一个发明目的在于提供一种用于疏水性中空纤维微孔膜束组件的疏水性中空纤维微孔膜束的制备方法，包括以下步骤：

S1、将所需数量的疏水性中空纤维微孔膜束丝的上端分别穿过均布板上的各个通孔，使疏水性中空纤维微孔膜束丝按照设定的间距排布在均布板上，并使疏水性中空纤维微孔膜束丝的上端高于均布板设定的长度；

S2、在均布板上方的疏水性中空纤维微孔膜束丝上涂布环氧树脂，使环氧树脂填充疏水性中空纤维微孔膜束丝之间的缝隙，并使环氧树脂的涂布位置延伸至最外侧的疏水性中空纤维微孔膜束丝的外侧，形成外缘密封层，在外缘密封层的边缘套上管板，管板的下端与均布板的上表面保持在同一水平面；

S3、待环氧树脂固化后，切除设定厚度的固化层，使膜丝顶端的封闭部分切除，使疏水性中空纤维微孔膜束丝的顶端开口露出，并使顶端开口与膜丝内部保持贯通；

S4、在管板的外壁涂布环氧树脂，将进气连接盖与管板密封固定连接；

S5、将疏水性中空纤维微孔膜束丝的下端扎紧，并用环氧树脂对疏水性中空纤维微孔膜束丝的下端进行封胶处理，待环氧树脂固化后，疏水性中空纤维微孔膜束丝的下端开口被环氧树脂封闭，完成疏水性中空纤维微孔膜束的制备。

在上述方案中，采用抱箍对疏水性中空纤维微孔膜束丝的下端进行扎紧固定。

本发明具有积极的效果：1）本发明的疏水性中空纤维微孔膜束组件，采用了疏水性中空纤维膜，其在地下水不易吸附在膜孔中形成水幕，因而其气体传质效率将显著提高；2）本发明的疏水性中空纤维微孔膜束组件，利用微孔流量控制单元对进入中空纤维膜组件腔体内的气体流量进行微量调节，保证进入疏水性中空纤维膜内部的气体压力维持稳定状态，从而构件工作处于平衡状态，并提高了疏水性中空纤维微孔膜束的气体传质效率和气体利用率；；3）本发明的疏水性中空纤维微孔膜束组件的疏水性真空纤维微孔膜束的制作过程不需要进行缠膜过程，只需要将膜丝按照一定间距均匀地排布在均布板上，再用环氧树脂对端头进行封胶处置，疏水性真空纤维微孔膜束的制作工艺大幅度简化，能提高生产效率，缩短制作组件的时间，缩减制作工序，大大降低组件研发及生产的成本，而且制成的疏水性真空纤维微孔膜束，膜丝之间的间距均匀，能使气体在水体中的传质更均匀；4）本发明的疏水性中空纤维微孔膜束组件，结构紧凑，拆装方便，更适用于地下水注气井中进行气体传质。

附图说明

图1为本发明的疏水性中空纤维微孔膜束组件的结构示意图。

图2为本发明的疏水性中空纤维微孔膜束组件的内部结构示意图。

图3为疏水性中空纤维微孔膜束的结构示意图。

图4为图2中A部的局部放大示意图。

图5为图2中的B部的局部放大示意图。

图6为微孔流量控制单元的结构示意图。

图中，壳体1，上部壳体11，定位槽111，横梁112，装配孔1121，疏水性中空纤维微孔膜束固定部113，中部壳体12，定位支撑环121，骨架122，通孔123，下部壳体13，垫片131，微孔流量控制单元2，上部组件21，装配口211，进气管212，下部组件22，导气管221，微孔组件222，出气管223，疏水性中空纤维微孔膜束3，膜丝31，上密封部32，树脂密封层321，进气连接盖322，下管部3221，顶盖3222，进气口32221，下密封部33，抱箍34，O形密封圈4，金属环形垫片5，吊杆6。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1-5所示，本发明的疏水性中空纤维微孔膜束组件，包括壳体1、微孔流量控制单元2和疏水性中空纤维微孔膜束3。

壳体1可以采用高强度的金属壳体或非金属壳体。壳体1可以采用一体结构的壳体，也可以采用分体结构的壳体。在本发明的附图所示的实施例中选用了分体结构的金属壳体。壳体1包括上部壳体11、中部壳体12和下部壳体13，上部壳体11、中部壳体12和下部壳体13都可以采用圆柱形管状结构，所述微孔流量控制单元2设置在上部壳体11内，疏水性中空纤维微孔膜束3设置在中部壳体12内，上部壳体11的下端与中部壳体12的上端密封可拆卸连接，中部壳体12的下端与下部壳体13的上端密封可拆卸连接。在中部壳体12的侧壁上设有通孔123，用于传质后的气液混合物向地下水中的扩散。

上述的密封可拆卸连接方法可以采用O形密封圈4嵌合的连接方法，上部壳体11与中部壳体12之间插接连接，在相互插接的部位分别固接O形密封圈4，在上部壳体11与中部壳体12插接时，使上部壳体11上的O形密封圈4嵌合到中部壳体12上的O形密封圈4的下方，通过两道O形密封圈4之间的限位作用防止连接的松动，通过两道O形密封圈4保障连接处的气密性，中部壳体12与下部壳体13之间的连接方式与上部壳体11与中部壳体12之间的连接方式相同。通过这种设置，能够简化疏水性中空纤维微孔膜束组件的装配工序，并使上部壳体与中部壳体、中部壳体与下部壳体之间的连接密封性更好，连接更稳固。

在上部壳体11内壁上设有定位槽111、横梁112以及疏水性中空纤维微孔膜束固定部113。

定位槽111设置在上部壳体11的上部位置，横梁112设置在上部壳体11的下部位置。疏水性中空纤维微孔膜束固定部113设置在横梁112的下方。

定位槽111为环形的定位槽，在微孔流量控制单元2的外壁上设有与之对应的弹性定位圈，通过弹性定位圈与定位槽111的结合对微孔流量控制单元2进行定位固定。

横梁112的中部设有装配孔1121，装配孔1121内设有密封圈，在微孔流量控制单元2的下端的出气口连接有出气管223，出气管223上设有与装配孔1121内的密封圈对应的密封圈，出气管223与横梁112上的装配孔1121通过密封圈嵌合密封连接。

疏水性中空纤维微孔膜束固定部113包括限位台阶面和O形密封圈4，O形密封圈4设置在限位台阶面的下方，在疏水性中空纤维微孔膜束3的上密封部32的外周面上设有与之对应的O形密封圈4，疏水性中空纤维微孔膜束3的上密封部32的O形密封圈4插接到疏水性中空纤维微孔膜束固定部113上的O形密封圈4的上方，通过两个O形密封圈4使疏水性中空纤维微孔膜束3与上部壳体11嵌合固定连接，限位台阶面用于对疏水性中空纤维微孔膜束3的上密封部32的O形密封圈4进行上侧的限位。

在中部壳体12内还设有支撑架，支撑架设置在中部壳体12内靠近下端开口的位置，支撑架包括定位支撑环121和骨架122，定位支撑环121设置在骨架122的下方，骨架122有多根，骨架122的外侧端固定连接在中部壳体12的内壁上，骨架122的内侧端固定连接在定位支撑环121上，骨架122以一定角度向下倾斜安装，倾斜角度可以根据需要来设定，定位支撑环121的孔径与疏水性中空纤维微孔膜束3的下端部收紧成束后的直径相匹配，所述疏水性中空纤维微孔膜束3的下端从定位支撑环121内穿过，通过定位支撑环121对疏水性中空纤维微孔膜束3进行定位支撑。

在中部壳体12的侧壁上分布有多个通孔123，通孔123的孔径和数量可以根据需要来进行设置，通孔123用于传质后的气体液体混合物向水体中的传输扩散。

在下部壳体13的底部设有通孔，该通孔用于使沉降的物质通过通孔离开壳体，作为优选的实施方案，可以将下部壳体13的底部设为沿边缘向内翻折的环形结构，环形的中空腔内安装有带孔的垫片131，垫片131为自由式可旋转，在垫片上设有通孔，用于使沉降的物质通过通孔离开壳体。

微孔流量控制单元2设置在上部壳体11内。微孔流量控制单元2可以采用如附图6所示的微孔流量控制单元。微孔流量控制单元2包括上部组件21和下部组件22，上部组件21可以为桶形结构，在其顶部设有开口，在底部设有通孔，在通孔处设有向内侧延伸的装配口211，下部组件22包括顶部的导气管221、中部的微孔组件222和下部的出气管223，导气管221连接在微孔组件222的上方，导气管221的上端穿过上部组件21顶部的开口，导气管221用于连接微孔流量控制单元2顶部的进气管212，出气管223连接在微孔组件222的下方，微孔组件22内部设有导通导气管221和出气管223的微孔，在微孔组件222的外壁上设有O形密封圈4，在上部组件21的装配口211上设有与之对应的O形密封圈4，下部组件22插接到上部组件21的装配口211内，并通过两个O形密封圈4嵌合固定连接。

微孔流量控制单元2的顶部设有进气管212，进气管212与微孔流量控制单元2的进气口固定连接，连接方式可以采用螺纹连接，然后使用螺母锁紧固定。出气管的下端外壁上设有O形密封圈，出气管的下端插接到横梁112上的装配孔1121内，且通过两个O形密封圈4嵌合固定连接。

微孔流量控制单元2的外壁上设有弹性定位圈，弹性定位圈与上部壳体11内壁的定位槽111配合，对微孔流量控制单元2进行定位。在微孔流量控制单元2的顶部通过金属环形垫片5对微孔流量控制单元2的上部进行限位固定，金属环形垫片2为内径可伸缩控制的金属环形垫片，例如可以选用卡簧来作为金属环形垫片。在微孔流量控制单元的上端设有吊杆6，吊杆6上设有吊环，吊杆用于连接悬吊线，通过悬吊线能够将本发明的疏水性中空纤维微孔膜束组件挂在注气井顶部的固定件上。

微孔流量控制单元2下端的结构并非唯一，例如为了简化结构，可以将微孔流量控制单元下端的出气管223直接与疏水性中空纤维微孔膜束3顶端的进气连接盖322上的进气口32221连接，连接方式可以有多种，例如可以采用上述的两个密封圈嵌合固定连接方式。

疏水性中空纤维微孔膜束3包括多根竖直设置的膜丝31、设置在膜丝31顶部的上密封部32和设置在膜丝31下端的下密封部33，膜丝31可以采用聚丙烯材质的膜丝，在膜丝31上分布有微小的气孔。

上密封部32包括树脂胶密封层321，树脂密封层321设在膜丝31之间以及膜丝束的外侧，膜丝31的顶端开口位于树脂密封层321的上表面，且膜丝31的顶端开口与膜丝内腔贯通。在疏水性中空纤维微孔膜束3的上密封部32的树脂胶密封层321上设有进气连接盖322，进气连接盖322包括下管部3221和顶盖3222，在顶盖3222上设有进气口32221，树脂密封层321的外周面与进气连接盖322的下管部3221内壁面密封固定连接，进气连接盖322与上部壳体11密封可拆卸连接。

疏水性中空纤维微孔膜束3下部设有抱箍34，抱箍34用于将疏水性中空纤维微孔膜束3的下部收紧成束。

膜丝31下端的下密封部33设置在膜丝31的下端开口内、膜丝的下端之间及膜丝束的外侧，膜丝31的下端开口闭合。

上述的疏水性中空纤维微孔膜束3的制备方法包括以下步骤：

S1、将所需数量的疏水性中空纤维微孔膜束丝的上端分别穿过均布板上的各个通孔，使疏水性中空纤维微孔膜束丝按照设定的间距排布在均布板上，并使疏水性中空纤维微孔膜束丝的上端高于均布板设定的长度；

S2、在均布板上方的疏水性中空纤维微孔膜束丝上涂布环氧树脂，使环氧树脂填充疏水性中空纤维微孔膜束丝之间的缝隙，并使环氧树脂的涂布位置延伸至最外侧的疏水性中空纤维微孔膜束丝的外侧，形成外缘密封层，在外缘密封层的边缘套上管板，管板的下端与均布板的上表面保持在同一水平面；

S3、待环氧树脂固化后，切除设定厚度的固化层，使膜丝顶端的封闭部分切除，使疏水性中空纤维微孔膜束丝的顶端开口露出，并使顶端开口与膜丝内部保持贯通；

S4、在管板的外壁涂布环氧树脂，将进气连接盖与管板密封固定连接；

S5、将疏水性中空纤维微孔膜束丝的下端扎紧，并用环氧树脂对疏水性中空纤维微孔膜束丝的下端进行封胶处理，待环氧树脂固化后，疏水性中空纤维微孔膜束丝的下端开口被环氧树脂封闭，完成疏水性中空纤维微孔膜束的制备。

需要说明的是，上述的均布板可以采用圆形薄片状的均布板，其直径与疏水性中空纤维微孔膜束缚的直径相适应，在均布板的上表面上涂有涂层，该涂层能放置均布板与环氧树脂粘结固定，以便于后续均布板的拆除。薄片上均匀分布有均布孔，疏水性中空纤维微孔膜束丝的上端分别穿过均布板上的各个通孔时，每孔中穿9根膜丝，这种中空纤维膜穿束的目的在于便于后续对中空纤维膜丝进行环氧树脂的均匀涂布，在膜丝均匀涂布环氧树脂后，放置一段时间，待到环氧树脂固化后，即可将均布板拆除下来，均布板可以反复利用。

本发明的疏水性中空纤维微孔膜束组件，在使用时，微孔流量控制单元顶部的吊杆通过悬吊线连接在注气井上方的固定件上，在微孔流量控制单元的进气管上通过导气管连接气源，然后调节好微孔流量控制单元的流量，将疏水性中空纤维微孔膜束组件放入注气井中的水体中，开启气源的气阀，压缩气体通过微孔流量控制单元和疏水性中空纤维微孔膜束上的进气连接盖上的进气口分别进入各个疏水性中空纤维微孔膜束丝内，在疏水性中空纤维微孔膜束丝的作用下，压缩气体通过膜丝上的微小气孔进入水体中，通过传质，使气体与液体混合物通过壳体上的通孔扩散到地下水体中，使地下水体中的杂质沉降，达到净化地下水体的作用。

本发明的疏水性中空纤维微孔膜束，使用了疏水性中空纤维微孔膜束丝，膜孔不易被地下水堵塞形成水幕，纤维膜孔的气体传质过程能够稳定、有序进行。本发明使用的中空纤维微孔膜材料具有化学稳定性好、机械强度高、耐氧化性能好、通量高并且表面积大有利于传质等优点。本发明疏水性中空纤维微孔膜束与其他类型的膜组件相比，填充密度大，可提供较大的比表面积；纤维膜为自支撑结构，无需其他支撑体；膜表面能为生物附着提供载体，且耐压性好。

本发明的真空纤维膜膜丝采用平行排列的方式，无需使用缠膜设备，缩减了组件的制作工序，减少了设备使用成本和制作成本。中空纤维膜使用均布板进行排布，高效方便，膜端面及内部都按照一定的顺序排列，膜组件的一致性可控，固定端中空纤维膜之间的间隙大小可控，因此膜组件内部的气体通道比较均匀，因而膜元件的气体传质效率有很大的提高。中空纤维膜束末端使用抱箍扎紧，再在端部涂环氧树脂材料，节省了环氧树脂原料，节约了制作成本。

本发明的微孔流量控制单元内置于组件的金属壳体内，由微孔调节进气和进入纤维膜之前气体的压力差，保证进入疏水性中空纤维微孔膜束内的气压稳定，大大提高了气体利用效率，纤维膜内的传质过程能够高效、有序的进行。并且，本发明所述的微孔流量控制单元可根据进气压力和中空纤维膜组件浸入地下水的深度受到的水头压力，计算微孔前、后端的气体压力差，进一步计算得到微孔孔径，根据此原理，结合进气调节压力和工程现场的地下水注气井的实际情况，配置特定的微孔孔径，定制符合实际情况的微孔流量控制单元。

本发明疏水性中空纤维微孔膜束的上密封部与上部壳体之间、微孔流量控制单元与上部壳体及横梁之间、微孔流量控制单元的上下部组件之间、上部壳体与中部壳体之间、中部壳体与下部壳体之间都可以采用O形密封圈相互嵌合固定连接，使各组建的组装及拆卸方便，现场实际操作性强，大大提升了工程现场的工作效率。

本发明内部腔体内的中空支撑结构，有利于纤维膜在地下水环境传质过程中膜丝周边杂质的沉降，从而杂质不会在纤维膜底部沉降，不会形成堵塞的情况。中空支撑结构设置于中部壳体内侧下沿，对纤维膜束有着支撑作用，不需要在壳体底部制作槽体来固定纤维膜束，简化了制作工艺，并且减少了中空纤维膜的用量，节约了制作成本。

本发明所述的疏水性中空纤维微孔膜束组件外径为41mm，长度为321mm，体积小，能灵活使用在小孔径的地下水注气井中，并且由于本发明具有构造简单，拆卸方便，质量轻等优点，可以迅速从一口注气井转移至另一口注气井，省时省力并大大提高了工程的处置效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。