ES2310050T3 - Cartucho filtro y cubeta con encaje a presion. - Google Patents

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Ralph J. Stankowski
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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.
Antecedentes de esta invención
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.
Sumario de la invención
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.
Breve descripción de los dibujos
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.
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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.
Descripción de realizaciones específicas
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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