ES2310050T3 - Cartucho filtro y cubeta con encaje a presion. - Google Patents
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Abstract
Un módulo de filtración que comprende: un colector (10; 11), un cartucho (51) de filtro y una cubeta (41) que aloja el cartucho de filtro en una cavidad de la cubeta, estando unidos conjuntamente los citados cartucho de filtro y cubeta por un encaje a presión para formar una construcción unitaria, teniendo la citada cubeta, en una orientación vertical que tiene una abertura de la cavidad de cubeta en la parte superior, dos conjuntos de bridas incluyendo cada una de ellas respectivamente dos bridas inferiores separadas (45, 45) y una tercera brida superior (47) con una muesca (49), y teniendo el citado cartucho de filtro una brida (53) con un reborde (55) asociado al conjunto respectivo de bridas de la cubeta, en el que las bridas están provistas de manera que el cartucho de filtro esté soportado en las bridas cuando se inserta en primer lugar en la cavidad de la cubeta en una posición descentrada y de manera que el cartucho de filtro pueda deslizarse en una posición centrada en la cavidad de la cubeta, en el que la brida (53) de cartucho de filtro está situada entre las bridas superior e inferior (45, 47) del conjunto respectivo de bridas de la cubeta y el reborde (55) se encaja a presión dentro de la muesca (49); el citado cartucho (51) de filtro y cubeta (41) están en comunicación de fluido con el citado colector (10; 11) de una manera que impide la mezcla de una alimentación de fluido al citado cartucho (51) de filtro con un permeado retirado de citado cartucho de filtro.
Description
Cartucho de filtro y cubeta con encaje a
presión.
La presente invención se refiere a módulos de
filtración de membrana que son más higiénicos y más fáciles de
reemplazar y de instalar que los módulos de filtración actualmente
disponibles. Más en particular, la presente invención se refiere a
módulos de filtración formados conjuntamente por un cartucho de
filtración, cubeta de retención y colector.
El control de contaminantes particulados en un
proceso de filtración, tal como en la industria de semiconductores,
requiere la utilización de filtros ultra limpios que tienen
membranas que eliminan las partículas submicrónicas. Es bien
conocido que cualquier partícula que se encuentre depositada sobre
una oblea semiconductora produce un defecto cuando la partícula es
lo suficientemente grande. Típicamente en la industria de los
semiconductores, los defectos que producen fallos pueden ser
producidos por partículas tan pequeñas como aproximadamente una
décima parte de la característica más pequeña del chip
semiconductor. Por lo tanto, los filtros de membrana se utilizan en
cada etapa del proceso para producir chips semiconductores, para
purificar líquidos así como gases de trabajo.
Aunque se han desarrollado muchos diseños
diferentes para un módulo de filtración utilizado en la filtración
de un líquido ultra puro, dos diseños son prevalentes. En un diseño
de módulo, el líquido que va a ser filtrado fluye desde un extremo
del módulo de filtración al otro extremo. En esta clase de módulos
de filtración, las conexiones de alimentación y de permeado se
encuentran situadas en los extremos opuestos del filtro, con lo
cual fuerzan a que el flujo del líquido se mueva desde un extremo al
otro. Esta configuración de flujo se domina configuración en línea.
Estos módulos de filtración sufren dos desventajas. En primer lugar,
son más difíciles de conectar al equipo de proceso puesto que el
módulo está emparedado entre dos conjuntos de conexiones. En
segundo lugar, cualquier líquido libre que permanezca en el interior
del módulo drena rápidamente con se ejecuta la desconexión del
módulo debido a que al menos una conexión está situada en el fondo
del módulo.
Un segundo diseño modular de filtración sitúa
todas las conexiones en el mismo extremo del módulo. En este tipo
de módulos, los puertos de alimentación y permeado típicamente están
orientados horizontalmente en la parte superior o extremo de
"cabezal" del módulo en lados opuestos del mismo. Debido a su
forma, estos módulos son denominados configuraciones en T, L o U.
Esta configuración facilita la conexión del cabezal a la porción
restante del módulo de filtración que comprende la cubeta y el
cartucho de filtración que se encuentra situado en el interior de
la cubeta. En este diseño, la cubeta y el módulo de filtración
comprenden elementos separados. De esta manera, cuando se construye
el módulo de filtración, el cartucho de filtración y la cubeta están
asegurados por separado y obturados con respecto al cabezal del
colector. Además, cuando finaliza la filtración, la cubeta y el
cartucho son retirados por separado del cabezal. Esta retirada
separada requiere que la cubeta se mueva una distancia
sustancialmente mayor que la longitud completa del cartucho con el
fin de exponer el cartucho para permitir su retirada. A
continuación, el cartucho expuesto es retirado a mano o con una
herramienta manual. Puesto que el cartucho del filtro está saturado
con el líquido que está siendo filtrado, que a menudo es corrosivo
o tóxico, la etapa de retirada del cartucho presenta un peligro al
trabajador. Además, puesto que la cubeta se debe mover la longitud
del cartucho, el espacio en cuyo interior están situados la cubeta y
el cartucho debe acomodar esta etapa de retirada.
En la patente norteamericana 5.114.572 se
propone proporcionar un conjunto de filtro que coopera con una
cubeta para producir una construcción de filtro cartucho - cubeta
que puede ser considerada como una unidad única de un colector. El
cartucho de filtro está conectado a la cubeta por medio de una
conexión de bayoneta en el cartucho que se ajusta en ranuras en el
interior de la superficie interior de la cubeta. Esta conexión de
bayoneta requiere que las bridas que se extienden desde la
superficie exterior del cartucho de filtro se posicionen
verticalmente entre puntales en el interior de la cubeta y a
continuación en ranuras que se extienden horizontalmente en el
interior de la cubeta. La configuración de conexión requiere que, en
primer lugar, el cartucho se mueva verticalmente entre los puntales
y a continuación sea girado en las ranuras horizontales cuando se
monta el cartucho dentro de la cubeta. De manera consecuente,
cuando se desea retirar el cartucho de la cubeta con la
finalización de un proceso de filtración, el cartucho debe ser
girado y extraído de la cubeta con un único movimiento. Puesto que
la retirada del cartucho de la cubeta requiere la aplicación de una
fuerza sobre el conducto de fluido situado en la parte superior del
cartucho, y puesto que el diámetro de este conducto es menor que el
diámetro del cartucho, no se produce una acción de palanca cuando se
aplica fuerza al cartucho. Esto, a su vez, requieren la aplicación
de una fuerza considerable sobre el cartucho cuando se efectúa su
retirada de la cubeta, lo cual puede requerir la utilización de una
herramienta manual. La aplicación de una fuerza rotacional y de una
fuerza de elevación en un único movimiento incrementa la dificultad
para separar la cubeta del cartucho de filtro. La separación del
cartucho de la cubeta es particularmente difícil cuando fluidos
tóxicos o corrosivos han sido filtrados por este dispositivo de
filtración.
Además, los diseños actuales tienen la
obturación del cartucho contra el colector y puede estar sujeto
ligeramente allí (ajuste de fricción). Cualquier aplicación de
contrapresión, cuando se aplica al cartucho, puede hacer que el
cartucho salga del colector, haciendo que sea inefectivo para la
filtración.
Como consecuencia, sería deseable proporcionar
una construcción de un módulo de filtración que evite la necesidad
de retirar el cartucho de filtrado por separado de la cubeta del
colector, al mismo tiempo que permite que el cartucho de filtro y
la cubeta se retiren de un colector como una única unidad. Además,
sería deseable proporcionar una construcción de un tipo tal que
evite la necesidad de aplicar fuerza en una pluralidad de
direcciones de movimientos para efectuar la retirada de un cartucho
y de una cubeta de un colector. Una construcción de este tipo
proporcionaría la facilidad de separar el cartucho y la cubeta del
colector, eliminaría peligro al trabajador cuando retire el
cartucho de filtración con posterioridad a la filtración y reduciría
el espacio requerido para instalar el módulo de filtración. En
último lugar, al formar el cartucho y la cubeta como una estructura
unitaria y al asegurar la estructura al colector, se evita el
problema de que el cartucho se suelte del colector cuando esté
sometido a contrapresión.
El documento
US-A-5.601.711 muestra un
dispositivo de filtrado provisto esencialmente para la separación
de biomateriales de una muestra de fluido, en el que el dispositivo
comprende una pluralidad de elementos tubulares en línea montados
en un tren por medio de estructuras de conexión complementarias,
tales como obturaciones elastómeras, ajustes de bayoneta, encajes a
presión y otras similares para formar un pasaje a prueba de fugas
de un volumen de muestra de fluido.
El documento WO 97/47891 muestra una conexión de
bloqueo en posición o de encaje a presión para dos elementos de un
dispositivo de filtro que deben girar relativamente entre sí después
de estar conectados de esta manera.
De acuerdo con esta invención, se proporciona un
módulo de filtración como se define en la reivindicación 1 o en la
reivindicación 2, que comprende un colector y la combinación de un
cartucho de filtración y una cubeta, en el que el cartucho de
filtración y la cubeta están bloqueados conjuntamente para
instalarse y retirarse como una pieza del colector. El cartucho de
filtro y la cubeta están formados por piezas separadas y están
unidos entre sí por la aplicación de una fuerza en una única
dirección en un momento determinado.
La cubeta y el cartucho de filtro están unidos
entre sí por medio de un encaje a presión, en el que los elementos
correspondientes de la cubeta y del cartucho de filtro están
conformados de manera que los elementos se sujeten entre sí por
fricción, lo cual requiere una fuerza para desacoplar la cubeta y el
cartucho de filtro. Esta construcción permite el desacoplado del
cartucho de filtración y de la cubeta del colector en una etapa. En
una realización, el medio para acoplar el cartucho de filtración y
la cubeta al colector antes del uso y durante el uso. Además, el
medio de acoplamiento puede estar construido de manera que cuando
se desee retirar el cartucho de filtración y la cubeta del
colector, el cartucho de filtrado y la cubeta puedan ser retirados
como una pieza del colector.
La figura 1 es una vista en sección transversal
de un colector que es útil en la presente invención.
La figura 2 es una vista en sección transversal
de un colector alternativo que es útil en la presente invención.
La figura 3a es una vista isométrica de una
construcción de cartucho de esta invención.
La figura 3b es una vista isométrica de una
cubeta utilizada en conjunto con el cartucho de la figura 3a.
La figura 3c es una vista superior que ilustra
la inserción del cartucho de la figura 3a dentro del la cubeta de la
figura 3b.
La figura 3d es una vista lateral en sección
transversal de la cubeta y del cartucho de la figura 3c.
La figura 3e es una vista superior que ilustra
la inserción parcial del cartucho de la figura 3a dentro de la
cubeta de la figura 3b.
La figura 3f es una vista lateral en sección
transversal de la cubeta y del cartucho de la figura 3e.
La figura 3g es una vista superior que ilustra
la inserción completa del cartucho de la figura 3a dentro de la
cubeta de la figura 3b.
La figura 3h es una vista lateral en sección
transversal de la cubeta y del cartucho de la figura 3g.
La figura 4 es una vista en sección transversal
de una construcción de cartucho de filtro - cubeta en una pieza, que
no es de acuerdo con la invención.
La figura 5 es una vista en sección transversal
de la construcción de la figura 4 de una cubeta e incluye un medio
que no está de acuerdo con la invención, para obturarla al
colector.
La figura 6a es una vista en sección transversal
de una construcción de cubeta alternativa de esta invención.
La figura 6b es una vista superior parcial de la
cubeta de la figura 6a.
\newpage
La figura 6c es una vista en sección transversal
de un cartucho de filtro de esta invención que está situado en la
cubeta de la figura 6a.
La figura 6d es una vista en sección transversal
del cartucho de filtro de la figura 6c, completamente situado dentro
de la cubeta de la figura 6a.
La figura 6e es una vista superior parcial de la
cubeta y del cartucho de la figura 6d.
La figura 7 ilustra el apretado del cartucho de
filtro de la figura 5.
La figura 8 es una vista en sección transversal
que ilustra la retirada del cartucho de filtración de un
colector.
La figura 9 es una vista en sección transversal
que muestra las aletas de alineación en la cubeta.
La figura 10 es una vista planar de otra
realización de un cartucho útil en la presente invención.
La figura 11 es una vista en sección transversal
que muestra el módulo de filtración de la figura 10.
La figura 12 es una vista planar de una
modificación de la realización de la figura 10.
La figura 13 es una vista planar de una
realización adicional de un cartucho que es útil en la presente
invención.
La figura 14a es una vista superior planar de
una realización adicional de un cartucho que es útil en la presente
invención.
La figura 14b es una vista lateral planar de la
realización de la figura 14a.
La presente invención proporciona un módulo de
filtración formado por un colector, un cartucho de filtración y una
cubeta. El colector proporciona trayectos de fluido para la
alimentación de fluido dentro del cartucho de filtración y la
retirada de permeado del cartucho de filtración. La cubeta
proporciona un medio para almacenar la alimentación de fluido para
permitir su introducción dentro del cartucho de filtración o para
almacenar permeado del cartucho de filtración para ser dirigido al
colector, y a continuación desde el módulo de filtración. La
alimentación de fluido puede ser introducida dentro del cartucho de
filtración a través del colector, ya sea desde el exterior del
cartucho de filtración o desde el interior del cartucho de
filtración. El fluido en la cubeta adyacente al cartucho de
filtración puede ser alimentación de fluido o bien de permeado. En
cualquier caso, la alimentación de fluido es introducida desde un
colector dentro del módulo de filtración del permeado y el permeado
es retirado del módulo de filtración desde el colector.
El módulo de filtración y la cubeta están
construidos de manera que se obturen con el colector o salgan de
contacto con el colector como una pieza. De esta manera, la cubeta y
el módulo de filtración están formados de dos piezas que se
interbloquean una con la otra moviendo la cubeta y el filtro de
cartucho solamente en una dirección relativamente entre sí en un
momento determinado. Después de que la cubeta y el módulo de
filtración hayan sido conectados al colector, se bloquean entre sí
de manera que, durante el uso en la filtración del fluido, no se
separen.
Posteriormente a la filtración, la cubeta y el
cartucho de filtración son retirados del colector como una única
pieza en lugar de hacerlo como dos piezas separadas. Puesto que la
cubeta y el cartucho de filtración son retirados conjuntamente, el
cartucho de filtración no tiene que retirarse de la cubeta. De esta
manera, no se tiene que proporcionar un espacio sustancialmente
igual a la longitud del cartucho de filtración y de la cubeta
conjuntamente. Solamente se tiene que proporcionar un espacio que
sea tan largo como sustancialmente la longitud de la cubeta. Esto
permite que se instale un módulo de filtración de esta invención en
el interior de un espacio menor en comparación con el espacio
requerido por los actuales módulos de filtración. Además, puesto
que el cartucho de filtración es retirado con la cubeta, no tiene
que ser manipulado por un trabajador, ya sea manualmente o con una
herramienta de mano. Además, cualquier fluido que se encuentre entre
la cubeta y el cartucho de filtración cuando finaliza la filtración
no tiene que ser retirado. Esto reduce sustancialmente la
posibilidad de que un trabajador entre en contacto con el fluido en
el interior de la cubeta. Alternativamente, la cubeta podría
contender un drenaje para retirar el fluido antes de la
retirada.
Haciendo referencia la figura 1, el colector 10
incluye una entrada 12, roscas externas 13 para conectar la cubeta
y una salida 14. El pasaje 16 de fluido permite la introducción de
fluido de alimentación dentro de una cubeta (no mostrada) y el
pasaje 15 permite la retirada del permeado del cartucho de
filtración (no mostrado) a la salida 14.
Haciendo referencia a la figura 2, el colector
11 incluye una entrada 20 que se encuentra en comunicación de
fluido con una cubeta (no mostrada) y una salida 22 de permeado que
se encuentra en comunicación de fluido con un cartucho de
filtración (no mostrado) y un venteo 24 de gases obturado con una
membrana hidrófoba 25.
Haciendo referencia a las figuras 3a, 3b, 3c,
3d, 3e, 3f, 3g y 3h, el cartucho 26 de filtro que tiene una salida
32 también tiene bridas 35 desde las cuales se extienden patillas
36. Las patillas como se muestra en las figuras, son de forma oval
o elipsoides, aunque pueden ser de cualquier forma adecuada para
asegurar el cartucho a la cubeta, incluyendo la circular o
poligonal tal como cuadrada u octogonal. Las patillas 36 se ajustan
dentro de las ranuras 37 de la cubeta 39, las ranuras 37 están
provistas de un reborde 38. Como se muestra en las figuras 3c y 3d,
las patillas 36 están situadas dentro de ranuras 37. Como se muestra
en las figuras 3c y 3f, las patillas se mueven en el interior de
ranuras hasta que entran en contacto con los rebordes 38. El
cartucho 26 se encuentra en una posición en la que no está centrado
en el interior de la cubeta 39 cuando las patillas 36 entran en
contacto con el reborde 38. Como se muestra en las figuras 3e y 3f,
las patillas 36 están situadas en los extremos 41 de las ranuras 37
cuando se gira el cartucho 26 de manera que se encuentre
sustancialmente centrado en el interior de la cubeta 39. Como
resultado de esta rotación, las patillas 36 se encajan a presión
entre los extremos 41 y el reborde 38. Cuando se desea separar el
cartucho 26 de la cubeta 39, el cartucho 26 en primer lugar es
rotado sin realizar una fuerza adicional en una dirección
diferente, a la posición que se muestra en las figuras 3e y 3f para
posicionar las patillas 36 más allá del reborde 38. El cartucho 26
a continuación es sometido a una fuerza vertical sin realizar una
fuerza adicional en una dirección diferente, para retirar las
patillas 36 de las ranuras 37. La forma de las patillas 36 es tal
que las mismas son ligeramente mayores que el espacio en las ranuras
37 en el reborde 38. De esta manera, el reborde 38 sujeta por
fricción las patillas 36 en posición en el interior de la ranura,
con el resultado de que la patilla se habrá encajado a presión
dentro de la porción de la ranura 37 más allá del reborde 38.
Haciendo referencia a la figura 4, se muestra un
cartucho de filtración - cubeta de una pieza, que no es de acuerdo
con la invención. El cartucho de filtración 26 está situado en el
interior de la cubeta 28. El cartucho de filtración 26 incluye un
cartucho, tal como un cartucho plisado 27, rodeado por nervios de
soporte 29. Sin embargo, puesto que el cartucho 26 de filtración
está obturado en el interior de la cubeta 28, se puede utilizar un
cartucho que no tenga envolvente puesto que la misma cubeta 28
proporciona protección al cartucho 26 de filtración durante el uso
y el manejo. La cubeta 28 incluye una pluralidad de entradas 30 de
fluido a través de las cuales una alimentación de fluido es
introducido dentro de la cubeta 28. La cubeta 28 está provista de
una salida adicional a través de la cual se recupera el permeado del
cartucho 26 de filtración. Si se desea, el flujo de fluido puede
ser invertido con lo cual la alimentación de fluido es introducida a
través de la salida (ahora entrada) 32 y el permeado se retira a
través de la entrada (ahora salida) 30. El cartucho de filtración
26 y la cubeta 28 pueden unirse conjuntamente para formar una única
pieza por cualquier medio convencional, tal como moldeo o por el
uso de adhesivo, unión térmica, unión acústica o similar.
Haciendo referencia a la figura 5, se muestra la
construcción de cartucho de filtro - cubeta de la figura 4, que
incluye un medio para asegurar la construcción de cartucho - cubeta
a un colector (no mostrado), en el que la construcción incluye la
cubeta 28 y el cartucho 26 de filtro. La brida exterior 40 de la
cubeta 28 está soportada por la brida interior 42 del anillo
rotativo 34. El anillo 34 incluye roscas 35 en su superficie
interior que se acoplan a la roscas 13 en el colector de las figuras
1 ó 2. A su vez, el anillo 34 está soportado alrededor de la cubeta
28 por barras 36 que están formadas integralmente con la cubeta 28,
por haber sido moldeadas a la misma. Debido a que el anillo 34 está
soportado por las barras 36, es libre para rotar ya sea en el
sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las
agujas del reloj. Cuando el anillo 34 es rotado en el sentido de
las agujas del reloj y las roscas 35 se encuentran en contacto con
las roscas 13 de un colector 10 u 11, la salida 32 que tiene juntas
tóricas 33 es levantada para que se obture en el interior de la
salida 15 del colector 10 u 11 (figuras 1 ó 2). La disposición y el
número de juntas tóricas utilizadas no es crítica a la invención y
varía de fabricante a fabricante y de aplicación a aplicación.
Puesto que la cubeta 28 y el cartucho 26 de filtro están formados
integralmente, la cubeta 28 y el cartucho 26 se levantan o se bajan
como una única unidad cuando el anillo 34 es rotado con respecto al
colector 10 u 11. Operando de esta manera, la cubeta 28 y el
cartucho 26 de filtro no tienen que moverse relativamente entre sí
para situar la construcción de filtro de esta invención en su lugar
o para retirar la cubeta 28 y el cartucho 26 de filtro del colector
10 u 11 (figuras 1 y 2). De esta manera, la longitud o espacio para
montar o desmontar la construcción de filtro de esta invención es
la longitud de la salida 32 en lugar de ser la longitud completa de
la cubeta 28 o del cartucho 26.
Haciendo referencia a las figuras 6a, 6b, 6c y
6e, la cubeta 41 incluye, en su superficie interior 43, dos bridas
45 separadas y una tercera brida 47 que tiene una muesca 49. Un
cartucho 51 de filtro que tiene una brida 53 se posiciona en primer
lugar de manera que la brida 53 se sitúe entre la brida 47 y la
bridas 45 (véase la figura 6c). El cartucho 51 a continuación se
desliza en posición mostrada en la figura 6c, de manera que la
brida 53 que tiene un reborde 55 está situada de manera que el
reborde 55 se ajuste dentro de la muesca 49, con lo cual retiene el
cartucho 51 sobre la cubeta 41. Se debe entender que los dos
conjuntos de bridas mostradas están situados aproximadamente con
una separación de 180 grados respecto a la superficie interior 43
de la cubeta 42. Puesto que el reborde 55 es ligeramente mayor que
las extensiones ligeras 60 que rodean la muesca 49, el reborde 55
se mantienen su lugar dentro de la muesca 49 por fricción. De esta
manera, el reborde 55 se encaja a presión en la muesca 49.
Las figuras 7 y 8 ilustran la instalación y la
retirada del módulo de filtración de esta invención que se muestra
con respecto a una construcción de cartucho de filtro - cubeta que
no es acuerdo con la invención. Como se muestra en la figura 7, las
roscas 38 del anillo 34 están en contacto con las roscas 13 del
colector 37. A continuación, el anillo 34 es rotado en el sentido
contrario a las agujas del reloj, como se ilustra por la flecha 39,
lo cual mueve el cartucho 26 de filtro y la cubeta 28 hacia el
colector 37 hasta que el cartucho 26 de filtro y la cubeta 28 se
encuentren en la posición relativa al colector 37 que se muestra en
la figura 8. Éste movimiento relativo se consigue debido a la
rotación del anillo 34 y debido a que el anillo 34 están soportado
por las barras 36. El cartucho 26 del filtro y la cubeta 28 se
mueven como una unidad puesto que el cartucho de filtro está
bloqueado dentro de la cubeta 28 como se ha descrito más arriba con
referencia a la figura 6a. Cuando se encuentra la posición que se
muestra en la figura 8, la salida 32 de permeado es obturada en su
posición en el interior de la salida 23 de permeado del colector 37
debido a las juntas tóricas 33. La alimentación de fluido es
introducida dentro del cartucho 28 a través de la entrada 25 de
alimentación, pasa a través del cartucho 26 de filtro y sale por
las salidas 32 y 33 de permeado. Con la finalización de la
filtración, el anillo 34 soportado por las barras 36 es girado en el
sentido de las agujas del reloj como se ilustra por la fecha 41.
Esta rotación en el sentido de las agujas del reloj hace que la
salida 32 de permeado no salga de contacto con el colector 37. El
cartucho 26 de filtro y la cubeta 28 son retirados como una unidad
del colector 37. De esta manera, solamente es necesaria una
distancia desde la superficie superior 43 de la salida 32 de
permeado a la superficie inferior 25 del colector 37 para efectuar
la retirada del cartucho de filtro en el punto de utilización, en
lugar de la distancia que comprende la longitud completa del
cartucho de filtro como es requerido en los módulos de filtración
de la técnica anterior.
La figura 9 muestra otra realización preferida
de la presente invención. En algunas aplicaciones, el cartucho es
insertado en la cubeta con un ángulo, tal como se muestra en las
figuras 3a a 3h.
Una o más aletas 200 de alineación están
formadas en la superficie interior inferior 201 de la cubeta 202.
Estas aletas permiten que el cartucho 203 se disponga en una
alineación vertical cuando se coloca dentro de la cubeta 202. El
número de aletas 200 utilizadas preferiblemente es al menos de 2 a
6, siendo 3 el más preferido. Las aletas 200 preferiblemente están
separadas por igual entre sí alrededor de la circunferencia de la
superficie interior 201. Como se muestra, las aletas 200 tienen una
configuración escalonada, teniendo la porción superior un ángulo
menor que el de la vertical y teniendo la porción inferior una
orientación sustancialmente vertical. Esta realización preferente
permite que el cartucho 203 se inserte fácilmente dentro del
alojamiento y descanse adyacente al fondo del alojamiento. Si se
desea, se pueden utilizar otras disposiciones de aletas tales como
ángulo, longitud, altura, y no son críticas a la invención siempre
que proporcionen un montaje y desmontaje adecuado del cartucho en
el alojamiento.
Además, la presente invención puede comprender
un collarín que no contiene articulaciones. Una realización de este
tipo se muestra en la figura 10. El collarín 210 está simplemente
encajado a presión sobre el extremo de la porción 211 de cartucho
al cual está unido y se sujeta en posición con el cartucho por medio
de un diseño de encaje a presión. Además, el diseño de esta
realización puede utilizar una bayoneta o patilla 212 como se
muestra en la figura 10 como medio para unir el cartucho al
alojamiento.
La figura 11 muestra la realización de la figura
10 en sección transversal cuando está unida al cartucho.
La figura 12 muestra una segunda realización del
diseño de encaje a presión de las figuras 10 y 11, en el que la
porción que se extiende sobre y más allá de la parte superior del
cartucho está formada por dos o más porciones distintas 213 A -
D.
En una realización adicional, los dispositivos
de fijación utilizados para asegurar el cartucho al alojamiento de
acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 se puede montar en cualquier
porción del cartucho. Como se muestra en la mayor parte de las
realizaciones de la presente invención, las bridas y los
dispositivos de fijación están montados en la tapa extrema del
cartucho. Alternativamente, los dispositivos 220 de fijación puede
estar formados en el cuerpo del mismo cartucho 221 tal como la
porción de manguito 222 de la figura 13 o los dispositivos 231 de
fijación se pueden formar o estar unidos al adaptador 230 de
cartucho de las figuras 14a y 14b.
La selección del medio de filtración utilizado
en el interior del cartucho de filtración puede ser cualquiera de
aquellos comúnmente utilizados en la industria. Típicamente, el
medio incluye, pero no está limitado a, membranas de lámina plana,
membranas de lámina plana arrollada en espiral, membrana de lámina
plana plisada, membrana de lámina plana plisada en espiral,
membrana de fibra hueca, medios de filtro en profundidad tales como
un medio de filtro en profundidad de fibra continuamente arrollada
en espiral, medio de filtro metálico sinterizado, medio cerámico,
medio en partículas que contiene un material de captura activo tal
como resina o bolas cerámicas o una membrana con ligantes para
eliminar materiales seleccionados del fluido fijados a sus
superficies, medio de intercambio de iones tal como resinas
aniónicas, resinas catiónicas, o mezclas de las dos solas o
incorporadas en una estructura de membrana y combinaciones de
cualquiera de estos.
Este medio puede estar formado de cualquier
material típicamente utilizado en la filtración, tal como papel,
otros materiales de celulosa tales como nitrocelulosa regenerada,
fibra de vidrio y tejido, metales tales como acero inoxidable,
níquel, cromo y combinaciones y mezclas de los mismos, cerámicas,
plásticos, preferiblemente materiales termoplásticos tales como por
poliolefinas, homopolímeros, copolímeros, o terpolímeros, incluyendo
polietileno tal como polietileno de peso molecular ultra alto,
polipropileno y similares, PVDF, resina de PTFE, PFA, ECTFE y otros
resinas fluoradas, particularmente resinas termoplásticas
perfluoradas, PVC, nylon, poliamidas, polisulfonas modificadas
tales como polietersulfonas, poliarilsulfonas, y polifenilsulfonas,
polimidas, policarbonatos, PET y similares.
En último lugar, en todas estas realizaciones,
la cubeta y el colector pueden ser fabricados de un plástico,
preferiblemente un termoplástico incluyendo poliolefinas, tales como
polietileno, polietileno de peso molecular ultra alto o
polipropileno, copolímeros o terpolímeros de poliolefinas, nylon,
resina de PTFE, PFA, PVDF, ECTFE y otras resinas fluoradas,
particularmente resinas termoplásticas perfluoradas, policarbonatos,
polisulfonas, polisulfonas modificadas tales como polietersulfonas,
poliarilsulfonas o polifenilsulfonas, cualquier vidrio u otro
plástico reforzado o un metal tal como acero inoxidable, aluminio,
cobre, bronce, níquel, cromo o titanio o aleaciones o mezclas de
los mismos.
Claims (6)
1. Un módulo de filtración que comprende:
- un colector (10; 11), un cartucho (51) de filtro y una cubeta (41) que aloja el cartucho de filtro en una cavidad de la cubeta,
- estando unidos conjuntamente los citados cartucho de filtro y cubeta por un encaje a presión para formar una construcción unitaria,
- teniendo la citada cubeta, en una orientación vertical que tiene una abertura de la cavidad de cubeta en la parte superior, dos conjuntos de bridas incluyendo cada una de ellas respectivamente dos bridas inferiores separadas (45, 45) y una tercera brida superior (47) con una muesca (49), y
- teniendo el citado cartucho de filtro una brida (53) con un reborde (55) asociado al conjunto respectivo de bridas de la cubeta, en el que las bridas están provistas de manera que el cartucho de filtro esté soportado en las bridas cuando se inserta en primer lugar en la cavidad de la cubeta en una posición descentrada y de manera que el cartucho de filtro pueda deslizarse en una posición centrada en la cavidad de la cubeta, en el que la brida (53) de cartucho de filtro está situada entre las bridas superior e inferior (45, 47) del conjunto respectivo de bridas de la cubeta y el reborde (55) se encaja a presión dentro de la muesca (49);
- el citado cartucho (51) de filtro y cubeta (41) están en comunicación de fluido con el citado colector (10; 11) de una manera que impide la mezcla de una alimentación de fluido al citado cartucho (51) de filtro con un permeado retirado de citado cartucho de filtro.
2. Un módulo de filtración que comprende:
- un colector (10; 11), un cartucho (26) de filtro y una cubeta (39) que aloja el cartucho de filtro en una cavidad de cubeta,
- estando unidos conjuntamente los citados cartucho de filtro y cubeta por medio de un encaje a presión para formar una construcción unitaria,
- teniendo la citada cubeta, en una orientación vertical que tiene una abertura de la cavidad de cubeta en la parte superior, una pareja de ranuras (39) abiertas a la cavidad de cubeta, estando provista cada una de las ranuras de un reborde (38) y teniendo el citado cartucho de filtro una pareja de bridas asociadas (35) con patillas (36), en el que las patillas y las ranuras están provistas de manera que soporten el cartucho de filtro cuando se inserta en primer lugar en la cavidad de cubeta en una posición descentrada, en el que las patillas (36) se ajustan en las ranuras (39) y entran en contacto con los rebordes (38) de manera que el cartucho de filtro pueda ser rotado a una posición centrada en la cavidad de cubeta en la que las patillas (36) se encajan a presión en una porción de las ranuras (37) más allá de los rebordes (38),
- el citado cartucho (26) de filtro y cubeta (39) están en comunicación de fluido con el citado colector (10; 11) de una manera que impide la mezcla de la alimentación de fluido al citado cartucho (26) de filtro con el permeado retirado del citado cartucho de filtro.
3. El módulo de filtración de la reivindicación
1 ó 2, que incluye una entrada (12, 20; 82) para la alimentación de
fluido a la citada cubeta (41; 39) y una salida (14, 22) para el
permeado desde el citado cartucho (51; 26) de filtro.
4. El módulo de filtración de la reivindicación
1 ó 2, que incluye una entrada para la alimentación de fluido al
citado cartucho de filtro y una salida para el permeado desde la
citada cubeta.
5. El módulo de filtración de una cualquiera de
la reivindicaciones 2 a 4, en el que las citadas bridas en la
superficie exterior del cartucho de filtro están formadas en un
collarín (80) que está fijado de manera retirable al citado
cartucho de filtro por un encaje a presión.
6. El módulo de filtración de una cualquiera de
la reivindicaciones 1 a 5, en el que el cartucho de filtro contiene
uno o más medios de filtración seleccionados del grupo que consiste
en membrana de lámina plana, membrana de lámina plana arrollada en
espiral, membrana de lámina plana plisada, membrana de lámina plana
plisada en espiral, membrana de fibra hueca, medio de filtro en
profundidad, medio en partículas que contiene un material de
captura activo, medio de intercambio de iones y combinaciones de
cualquiera de estos.
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