ES2208806T3 - Dispositivo separador de membranas de fibras huecas. - Google Patents

Abstract

UN DISPOSITIVO FILTRANTE (1) SE COMPONE DE DOS CAMARAS DE CORRIENTE, DE LAS QUE LA PRIMERA CAMARA, PREFERIBLEMENTE UNA CAMARA DE PERMEABILIZACION, ESTA FORMADA POR LOS PASOS DE TUBOS O TUBOS CAPILARES DE UN MANOJO DE FIBRAS HUECAS FUNDIDO POR SUS EXTREMOS EN UNA MASA DE FUNDICION (7) Y UNA SEGUNDA CAMARA, PREFERIBLEMENTE UNA CAMARA DE FILTRADO, POR UNA CARCASA QUE ABRAZA EL MANOJO DE FIBRAS. LA PRIMERA CAMARA SE OBTURA MEDIANTE UNAS CAPERUZAS (12) COLOCADAS SOBRE LAS MASAS DE FUNDICION (7) CON UNAS JUNTAS (13) QUE DISCURREN POR ENCIMA DE LAS ZONAS PERIFERICAS DE LAS MASAS DE FUNDICION (7). LAS MASAS DE FUNDICION (7) SE APOYAN EN LA CARCASA. PARA GARANTIZAR UNA BUENA OBTURACION MUTUA DE LAS DOS CAMARAS DE CORRIENTE MEDIANTE LAS MASAS DE FUNDICION SOLIDIFICADAS (7), ESTAS SE HAN SOLIDIFICADO EN UNOS MOLDES QUE LAS ABRAZAN POR SUS CARAS FRONTALES Y PERIFERICAS FORMANDOSE UNOS DISCOS. SI SE HAN PREVISTO UNAS SEGUNDAS CAPERUZAS (14), QUE SE SOLAPAN CON LAS CAPERUZAS (12) AL MENOS POR UN EXTREMODEL MANOJO DE FIBRAS HUECAS, CUYOS BORDES (15) ESTAN UNIDOS DE FORMA ESTANCA A LOS FLUIDOS A LA CARCASA (3), SE FORMAN UNAS CAMARAS INTERMEDIAS (12) ENTRE LAS PRIMERAS (12) Y SEGUNDAS CAPERUZAS (14), QUE ESTAN UNIDAS A LA SEGUNDA CAMARA. AL MENOS UNA DE LAS CAPERUZAS DE SOLAPE (14) ESTA DOTADA DE UN RACOR DE CONEXION (16).

Description

Dispositivo separador de membranas de fibras huecas.

La invención se refiere a un dispositivo filtrante con dos cámaras de corriente, de las que una primera cámara, con preferencia una cámara de permeado, está formada por los pasos de tubos o tubos capilares de un haz de fibras huecas vertido por sus extremos en una masa de relleno, y una segunda cámara, con preferencia una cámara de materia filtrada, por una carcasa que enmarca el haz de fibras huecas, que está obturada mediante la masa de relleno con relación a las entradas y salidas de los tubos del haz de fibras huecas, y con al menos dos racores de empalme para alimentar y evacuar líquidos hacia y desde cada una de las dos cámaras, de los que al menos un racor de empalme de la segunda cámara desemboca en una cámara anular, formada entre la carcasa y la región de un extremo del haz de fibras huecas, con bordes de la carcasa compuestos de material elástico y/o plástico, que están enmarcados por la masa de relleno, conectándose pasos, que unen la cámara anular con la segunda cámara, directamente a las masas de relleno o extendiéndose en dirección axial en su región.

Se conoce, por el documento DE-OS 26 46 358, un dispositivo filtrante, en el que el haz de fibras huecas enmarca anularmente un tubo central y los extremos del haz de fibras huecas anulares están obturados, mediante una masa de relleno, tanto con relación al tubo central como con relación a la envuelta de carcasa que enmarca éste concéntricamente.

Otro dispositivo filtrante conocido se compone igualmente de una carcasa tubular, que enmarca el haz de fibras huecas, estando unidos los extremos del haz de fibras huecas, mediante una masa de relleno, con los extremos de la carcasa tubular. En este dispositivo filtrante la carcasa está dotada, en cada caso de forma adyacente a las masas de relleno, de racores de empalme radiales que forman las entradas y salidas con respecto a la segunda cámara de corriente. Para abrir los tubos capilares del haz de fibras huecas, enmarcados por las masas de relleno, estos se calan por sus lados frontales. Sobre los extremos de la envuelta tubular se colocan seguidamente, de forma estanca, remates que están dotados de racores, que forman las entradas y salidas de la primera cámara de corriente.

Estos dispositivos de filtrado conocidos se utilizan por ejemplo como dializadores capilares, formando las cámaras de corriente formadas por los pasos de tubos capilares, la cámara de sangre, y la carcasa que enmarca el haz de fibras huecas, la cámara de dializado en la que el dializado lava las fibras huecas.

En los dispositivos filtrantes conocidos existe el problema de que la masa de relleno, compuesta normalmente de PU, que se reviene en forma de disco y forma una obturación entre las dos cámaras de corriente, se contrae durante su revenido, de tal manera que se producen tensiones en las obturaciones en forma de disco formadas mediante las masas de relleno, que pueden llevar a grietas e incluso a desprendimientos de las masas de relleno desde la envuelta de carcasa que enmarca éstas. La consecuencia es que las dos cámaras de relleno ya no están obturadas mutuamente por completo y que la adhesión de las masas de obturación, que produce la obturación, con la carcasa que enmarca el haz de fibras ya no está garantizada con seguridad.

En un dispositivo filtrante conocido del documento EP 0 305 687 B1 de la clase indicada al principio, las masas de relleno en forma de disco están enmarcadas por anillos intercalados, sobre los que no se adhieren las masas de relleno, de tal manera que éstas se contraen sin tensiones. Mediante esta contracción sin tensiones se impiden grietas en las masas de relleno en forma de disco, y se prescinde de una obturación directa entre el borde periférico de las masas de relleno y la carcasa que enmarca éstas. Para obtener aún así una obturación entre las dos cámaras de circulación, la primera cámara está obturada mediante remates colocados sobre la masa de relleno, mediante juntas que discurren sobre la región de borde de la masa de relleno, contra las que se aprietan los remates.

En este dispositivo filtrante conocido existe ahora el problema de que, a causa de los anillos intercalados, es relativamente complicado.

Además de esto se producen espacios muertos mal lavados por encima o por debajo de los racores de empalme, sobre los que pueden acumularse burbujas de gas. Esto puede tener un efecto desventajoso durante la desinfección o esterilización, así como en general durante la manipulación.

La misión de la invención es por ello crear un dispositivo filtrante de la clase indicada al principio, que pueda fabricarse de forma más sencilla y barata.

Conforme a la invención, esta misión es resulta en un dispositivo filtrante de la clase indicada al principio, mediante las particularidades características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones 2 – 4 se describen formas de ejecución ventajosas.

En el dispositivo filtrante conforme a la invención se revienen las masas de relleno en moldes que enmarcan éstas frontalmente y por sus lados, de tal manera que las masas de relleno pueden contraerse sin tensiones.

Con ello se ha previsto que la carcasa en forma de sector tubular, en la que está retraído el haz de fibras huecas, esté dotada en los extremos de su envuelta de resaltes de tipo diente o almena, formados por entalladuras o hendiduras axiales de salida libre, cuyas regiones exteriores están ligadas a las masas de relleno, de tal manera que las regiones interiores libres de las entalladuras o hendiduras forman aberturas de corriente para el líquido. Debido a que la carcasa en forma de sector tubular, o dotada con preferencia de una sección transversal circular, se compone de un material con características elásticas, se forman mediante las entalladuras o hendiduras bordes en forma de corona compuestos de lengüetas elásticas, que están enmarcados al menos parcialmente por la masa de relleno. Si la masa de relleno se reviene seguidamente respecto a los discos, estos pueden contraerse fundamentalmente son tensiones, porque las lengüetas elásticas no oponen ninguna resistencia digna de mención a esta contracción. Según esta configuración, los discos formados por las masas de relleno están unidos fijamente con los extremos de la carcasa tubular, de tal manera que seguidamente las dos cámaras de corriente pueden separarse de forma segura entre sí, mediante remates que se solapan con los medios de obturación correspondientes.

El dispositivo conforme a la invención presenta la ventaja de que su carcasa puede componerse de un material, por ejemplo propileno, que no realiza ninguna unión adhesiva estanca con la masa de relleno. El dispositivo filtrante conforme a la invención puede fabricarse por tanto con materiales sintéticos más baratos, lo que aumenta su rentabilidad.

En una configuración de la invención, la superficie de la sección transversal de las regiones de las entalladuras o hendiduras, libres de las masas de relleno, está dimensionada de tal forma que su sección transversal aumenta partiendo de un racor radial, de tal manera que a través de las secciones transversales pueden entrar y salir fundamentalmente las mismas cantidades parciales del líquido. Esta configuración tiene en cuenta la circunstancia de que en la cámara anular que rodea el haz de fibras, en la que se introduce el líquido a través de un racor radial, se produce una caída de presión en dirección periférica partiendo de la boca del racor. Mediante la adaptación de las secciones transversales de las aberturas de entrada a esta caída de presión, se garantiza que en las aberturas repartidas por el perímetro entren fundamentalmente las mismas cantidades de líquido.

Para mantener con una introducción unilateral del líquido en la cámara anular una presión del líquido fundamentalmente uniforme, pueden distribuirse los pasos con las mismas secciones transversales de paso, a diferentes distancias correspondientes, por el perímetro de la pared interior de la cámara anular.

En el dispositivo filtrante conocido las cámaras anulares, formadas por las ranuras anulares, presentan una distancia axial respecto a los discos de cierre formados por laas masas de relleno. Por medio de esto pueden acumularse burbujas de aire, por ejemplo con el dispositivo filtrante situado verticalmente, sobre el disco superior formado por la masa de relleno. Asimismo pueden acumularse también en la ranura anular inferior, entre la boca del racor radial y la base de la ranura. Esta acumulación indeseada de aire o burbujas de aire conduce, por ejemplo durante una esterilización o desinfección del filtro, a que las regiones rellenas de aire no entran en contacto o sólo insuficientemente con el medio de esterilización o desinfección.

Para garantizar que en la cámara anular, en la que desemboca al menos uno de los racores de empalme de la segunda cámara, no exista ningún espacio muerto en el que puedan acumularse burbujas de aire, se ha previsto en una configuración que, en la posición de uso, la al menos una cámara anular se encuentre arriba y que la cámara anular se extienda hasta la tubería de alimentación o evacuación. A través de la cámara anular superior puede alimentarse o evacuarse con preferencia dializado.

De forma conveniente los dos lados del filtro están configurados idénticamente, de tal manera que en cada posición del filtro puedan conseguirse los efectos previstos según la invención.

La configuración conforme a la invención del filtro también tiene un efecto favorable sobre el lado de desagüe de la segunda cámara, ya que el líquido se extrae de la segunda cámara, fundamentalmente distribuido uniformemente por la cámara anular.

A continuación se explica con más detalle un ejemplo de ejecución de la invención, con base en el dibujo. En éste muestran

la figura 1 un corte longitudinal a través de un lado del dispositivo filtrante conforme a la invención,

las figuras 2 a 4 secciones transversales radiales de un disco formado por la masa de relleno,

la figura 5 un corte longitudinal a través de la carcasa de un dispositivo filtrante conocido,

la figura 6 una vista lateral de un dispositivo filtrante y

la figura 7 un corte a través del dispositivo filtrante según la figura 6.

El dispositivo filtrante 1 se compone de una carcasa 2 en forma de sector tubular de material sintético, cuyos bordes desembocan en una brida 3 anular radial. Con la región interior del borde de esta brida 3 o la región de transición, entre la parte tubular cilíndrica y la brida, está unido con la carcasa un anillo cilíndrico, que está dotado de hendiduras 5, que forman entalladuras rectangulares, de salida libre. Entre estas entalladuras 5 se han formado resaltes 4 de tipo almena o lengüeta, también fundamentalmente rectangulares y que se extienden en dirección axial. Estos resaltes 4 presentan, sobre sus regiones finales exteriores superiores, resaltes 6 que señalan radialmente hacia fuera.

En la figura 1 se han dibujado con ello para mayor claridad los extremos de los resaltes 4, que se sumergen en la masa de relleno 7 y se encuentran en la mitad posterior de la carcasa.

En la carcasa 2 tubular se ha introducido un haz de fibras huecas no representado en la figura 1. Los extremos de este haz de fibras huecas se han incrustado en una masa de relleno 7 compuesta por ejemplo de PU, que tiene forma de disco después de su revenido. Debido a que la masa de relleno se centrifuga durante su revenido alrededor de un eje de rotación, situado perpendicularmente sobre el eje de carcasa 8, el disco 7 posee, en la vista en planta visible en la figura 1, un lado interior 9 en forma de envoltura cilíndrica. El revenido se produce en un remate arrastrado en rotación, que delimita el lado frontal y el lado periférico. El margen de tolerancia en el que puede moverse el lado interior 9 en forma de envoltura cilíndrica, está indicado mediante las líneas en trazos 9' y 9''.

Tras el revenido de la masa de relleno se cala el disco 7 por su lado frontal 10, de tal manera que se abren los tubitos capilares del haz de fibras huecas incrustado en la masa de relleno.

Sobre el lado frontal 10 del disco 7 se coloca después un primer remate 11 con racor de empalme 12 central, que está obturado sobre su región del borde mediante un anillo tórico 13 con relación a la región, libre de fibras huecas, del borde del disco 7.

El primer remate 11 está enmarcado por un segundo remate 14 con pared cilíndrica 15, cuyo margen del borde está unido, de forma estanca a los líquidos, con el borde exterior de la brida anular 3. El segundo remate 14 posee un apéndice 16 central cilíndrico, que forma un racor de empalme y enmarca el racor de empalme 12 configurado con dos paredes del primer remate 11. El segundo remate 14 está dotado en su lado interior, en forma de estrella, de almas 17 que garantizan la distancia necesaria al primer remate 11 y, de este modo, delimitan canales de corriente. También el apéndice cilíndrico 16 está dotado en su lado interior de almas radiales 19, que se apoyan en la envuelta exterior del racor 12 y delimitan canales de corriente.

El primer remate 11 está dotado en su lado inferior, en forma de estrella, de almas radiales 20 que sirven para el arriostramiento.

El segundo remate 14 enmarca con su borde cilíndrico 15 el disco 7 y los apéndices 4 en forma de almenas o dientes, con una distancia radial, de tal manera que se forma una cámara anular 21, mediante la cual puede entrar el líquido introducido a través del racor 16, a través de las regiones interiores de la ranura 5, en la cámara de corriente que enmarca el haz de fibras huecas.

Como puede verse en las figuras 2 a 4, los resaltes 4 de tipo diente o almena y la columna 5, formada entre estos, pueden confinar diferentes longitudes o ángulos periféricos. También los resaltes 6 radiales en forma de talón pueden estar configurados con diferentes longitudes y anchuras.

En la figura 5 puede verse un corte longitudinal a través de la carcasa de un dializador conocido. En este dializador conocido, los extremos del haz de fibras huecas 25 están enmarcados por las masas de relleno revenidas con respecto a los discos 26, que realizan uniones fijas con los bordes exteriores 27, 28 de la carcasa 29. A cierta distancia de los discos 26 la carcasa está dotada de racores radiales 30, 31, que desembocan en cámaras anulares 32, 33 en forma de acanaladuras, que están formadas, en la forma representada, por sectores de pared 34, 35 anulares interiores de salida libre, cuyos bordes terminan a una distancia axial delante de los discos. Si con la carcasa situada verticalmente, por ejemplo en el racor radial inferior 31, se introduce un líquido o dializado en la cámara que aloja el haz de fibras huecas 25, el líquido tiende, principalmente en regiones situadas cerca del racor 31, a entrar a través del borde de la pared 35 que delimita la ranura anular 33, de tal manera que en la carcasa 29 se configura una corriente de líquido o dializado asimétrica.

Esta corriente asimétrica se evita en el dispositivo filtrante conforme a la invención explicado con base en las figuras 1 a 4, por medio de que el líquido o el dializado se distribuye en la cámara anular 21 y después entra, a través de las regiones libres interiores de la ranura de entrada 5, en la cámara que confina el haz de fibras huecas. En el ejemplo de ejecución representado, la cámara anular 21 está delimitada hacia fuera por la pared cilíndrica del remate 14, estando dotado el remate de un racor de entrada axial dispuesto concéntricamente, de tal manera que el líquido se distribuye en la cámara anular 21 con la misma presión. Debido a que por el perímetro de la cámara anular 21 se establece una presión del líquido fundamentalmente igual, las aberturas de entrada formadas por las regiones libres de las ranuras de entrada 5 también pueden presentar secciones transversales iguales.

En la figura 6 puede verse una vista lateral de un dispositivo filtrante, en el caso representado de un dializador. En este dializador, las conexiones o los racores de empalme que sirven para conectarse a las boquillas de un aparato de diálisis se encuentran en un lado y presentan líneas centrales paralelas entre sí, de tal manera que pueden presionarse directamente o mediante un dispositivo adecuado, de forma estanca, sobre las boquillas del dispositivo de diálisis.

En el dispositivo filtrante visible en las figuras 6 y 7, los remates superiores e inferiores dotados de las conexiones o los racores de empalme se componen de partes fabricadas por separado en un procedimiento de colada por inyección, cuyos bordes están unidos mediante uniones adecuadas de soldadura o adhesión, de forma obtusa y estanca a los líquidos, con los bordes de la carcasa ensanchados hacia fuera en forma de campana.

En la figura 7, al igual que en la figura 1, se han dibujado para mayor claridad los extremos de los resaltes en forma de almena o diente que se sumergen en la masa de relleno 50, que se encuentran en la mitad posterior de la carcasa.

Como puede verse en la figura 7, la cámara de sangre y la cámara de dializado que rodea las fibras huecas no representada están separadas por una masa de relleno 50. La masa de relleno presenta sobre su región superior del borde una escotadura periférica, en la que se ha insertado un anillo tórico 51 para obtura la cámara de sangre con relación a la cámara de dializado.

Como puede verse en la figura 7, el orificio pasante 53 que desemboca en el racor 52 se conecta directamente al lado inferior del anillo tórico 51, extendiéndose la cámara anular 54, que sirve para alimentar o evacuar el dializado, hasta el anillo tórico, de tal manera que no existe ningún espacio muerto en el que pudieran acumularse burbujas de aire.

Claims (4)

1. Dispositivo filtrante (1) con dos cámaras de corriente, de las que una primera cámara, con preferencia una cámara de permeado, está formada por los pasos de tubos o tubos capilares de un haz de fibras huecas vertido por sus extremos en una masa de relleno (7, 50), y una segunda cámara, con preferencia una cámara de materia filtrada, por una carcasa (2) que enmarca el haz de fibras huecas, que está obturada mediante la masa de relleno (7, 50) con relación a las entradas y salidas de los tubos del haz de fibras huecas, y con al menos dos racores de empalme (12, 16, 53) para alimentar y evacuar líquidos hacia y desde cada una de las dos cámaras, desembocando, al menos uno de los racores de empalme (16, 53) de la segunda cámara, en una cámara anular (21, 54), formada entre la carcasa (2, 15) y la región de un extremo del haz de fibras huecas, con bordes (4) de la carcasa compuestos de material elástico y/o plástico, que están enmarcados por la masa de relleno, conectándose pasos (5), que unen la cámara anular (21, 54) con la segunda cámara, directamente a las masas de relleno (7, 50) o extendiéndose en dirección axial en su región, caracterizado porque la carcasa (2) se compone de un material, por ejemplo polipropileno, que no realiza ninguna unión adhesiva estanca con la masa de relleno (7, 50).

2. Dispositivo filtrante según la reivindicación 1, caracterizado porque en la posición de uso, la cámara anular (21, 54) se encuentra arriba y porque el racor de empalme (15, 53) de la segunda cámara desemboca, en esta orientación en el extremo de la cámara anular (21, 54), en la misma, de tal manera que no existe ningún espacio muerto, en la cámara anular (21, 54) y en la segunda cámara, en el que puedan acumularse burbujas de aire.

3. Dispositivo filtrante según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la cámara anular (21, 54) se extiende hasta una junta (51) que, en la masa de relleno, obtura la primera cámara con relación a la segunda cámara.

4. Dispositivo filtrante según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la sección transversal de los pasos (5) está dimensionada de tal forma, que aumenta partiendo de un racor radial (53), de tal manera que a través de las secciones transversales pueden entrar y salir fundamentalmente las mismas cantidades parciales del líquido.