PT865308E

PT865308E - Dispositivo para filtrar e separar fluidos

Info

Publication number: PT865308E
Application number: PT96943031T
Authority: PT
Inventors: Aloys Wobben
Original assignee: Aloys Wobben
Priority date: 1995-12-04
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 2001-06-29
Also published as: IL124743A; GR3035862T3; US6197191B1; DK0865308T3; ES2157017T3; EP0865308A1; WO1997020621A1; EP0865308B1; DE19544960A1; DE59606602D1; IL124743A0

Description

DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO PARA FILTRAR E SEPARAR FLUIDOS" A invenção refere-se a um dispositivo de acordo com o conceito genérico da reivindicação 1, destinado à filtração e à separação de fluidos, nomeadamente à dessalinização da água do mar e à depuração de água por um processo de osmose inversa e de ul-trafiltração.

Na prática os dispositivos deste tipo são. designados por módulos. Neste contexto ficaram a ser conhecidos módulos de fibras ocas, módulos com enrolamento em espiral e módulos de placas. A patente DE-37 15 183 C2, por exemplo, revela um módulo de placas que corresponde a um dispositivo do tipo de inicio referido. A diferença fundamental entre os diversos módulos é a sua constituição, particularmente no que se refere à posição e ao tipo de construção do dispositivo de filtração do módulo, bem como à sua capacidade de filtrar ou de separar uma água bruta carregada com um determinado grau de contaminação (Sole Density Index (SDI) ) , sem haver o perigo de obstrução. Nos módulos de placas conhecidos o perigo de obstrução ainda é o mais reduzido. Pode portanto prescindir-se de uma limpeza prévia acompanhada de uma dosagem de produtos químicos. 0 valor de SDI no módulo de placas pode ir até 20 no máximo. 0 inconveniente do módulo de placas é, entre outros, o de ser necessário um fabrico individual das placas de membrana e o de haver um elevado desperdício do material de que as membranas são constituídas. Além disso os módulos de placas, devido às múltiplas inversões de direcção, apresentam perdas em carga mais elevadas e uma menor relação de superfície de elemento de filtração para volume do módulo, quando comparado com módulos de fibras ocas ou módulos com enrolamentos em espiral. Finalmente os processos de fabrico dos módulos de 1

placas deste tipo são relativamente complexos, designadamente devido ao grande desperdício de material de gue os elementos de filtração são constituídos, como atrás se referiu, o que faz com que também os custos de produção destes módulos de placas sejam elevados.

Em contrapartida os módulos de fibras ocas e de enrolamento em espiral apresentam uma relação elevada de superfície de elemento filtrante para volume de módulo e permitem uma produção económica. Com os módulos de fibra oca só é no entanto possível depurar fluidos com um valor de SDI compreendido entre não mais do que 1 a 3 e com módulos de enrolamento em espiral de 3 a 5. Por esse motivo torna-se necessário prever nestes módulos uma depuração prévia acompanhada de uma dosagem de produtos químicos.

Pela patente SU-A-1 790 985 ficou a ser conhecido um dispositivo para filtrar e separar fluidos, no qual se prevê no interior de um corpo um elemento de filtração que se estende em superfície. Este elemento de filtração, no qual se encontram conformados vários canais de fluxo para o fluido a filtrar, encontra-se disposto à maneira de um meandro no interior do corpo. Os canais de fluxo deste dispositivo estendem-se em linha recta. Por esse motivo o elemento filtrante deste dispositivo conhecido não é aproveitado nas zonas em que a sua disposição em forma de meandro sofre uma inversão de direcção, de modo que no todo uma grande parte deste elemento de filtração não é utilizável para a operação de filtração. O objectivo da presente invenção é o de criar um dispositivo do tipo de início referido que possa ser produzido de forma económica, oferecendo ainda um elevado rendimento no tocante à capacidade de separação e de filtração.

De acordo com a invenção, este objectivo atinge-se pela adopção das características enunciadas na reivindicação l. A so- 2 V* r£: o lução preconizada permite que por cada dispositivo ou módulo só se torne necessário prever um único elemento de filtração que se estende em superfície. Conseguem-se desta maneira reduzir de uma forma muito substancial os custos de produção de um dispositivo do tipo em questão, uma vez que são dispensáveis os trabalhos necessários nos dispositivos conhecidos, tais como o recorte das diferentes superfícies de elemento de filtro previstos para um módulo e a sua disposição no interior do corpo. Além disso consegue-se um aproveitamento mais eficiente do elemento de filtro, uma vez que o processo de filtração e de separação se pode efec-tuar ininterruptamente ao longo do trajecto de fluxo do fluido a tratar. Mesmo nas zonas de inversão de direcção do fluido a tratar é possível realizar uma filtração ou uma separação. A disposição do elemento de filtração que se estende em superfície e que tem um percurso em forma de meandro pode efectuar-se de tal maneira que o fluido a tratar banha ao comprimento o elemento de filtração que se estende em superfície e que se encontra disposto em forma de meandro, e isto de um só lado desse elemento de filtração, isto é, só se encontra previsto um único canal de fluxo. Para um melhor aproveitamento do elemento de filtração que se estende em superfície e que tem a forma de um meandro este elemento pode estar disposto de tal maneira que o fluido a tratar banha esse elemento de ambos os lados, isto é, que estejam previstos dois canais de fluxo. A orientação do elemento de filtração que se estende em superfície e está disposto em forma de meandro no interior do corpo pode ser livremente escolhida. É nomeadamente possível adaptar a zona da inversão de direcção às condições existentes em cada caso. Uma estrutura especialmente simples do dispositivo no seu todo pode obter-se fazendo com que o elemento de filtração que se estende em superfície e que tem um desenvolvimento em forma de meandro fique alojado no essencial perpendicularmente em relação ao eixo longitudinal do corpo, com superfícies de elemento de 3

filtração di spostas no corpo de modo a ficarem pelo menos aproxi-madamente paralelas entre si.

Para uma melhor estabilização da disposição em forma de meandro do elemento de filtração que se estende em superfície, bem como para a configuração do ou dos canais de fluxo podem além disso estar previstas várias placas de suporte que se seguem umas às outras, de modo a ficarem paralelas umas em relação às outras, formando um interstício entre cada duas delas. Estas placas de suporte alojam entre si o elemento de filtração que se estende em superfície e com uma disposição em forma de meandro.

Para que a inversão de direcção do elemento de filtração que se estende em superfície e disposto em forma de meandro se possa efectuar de maneira uniforme e este elemento seja simultaneamente apoiado, uma placa de suporte pode estar provida numa aresta terminal de um dispositivo de inversão de direcção para o elemento de filtração que se estende em superfície e que está disposto em forma de meandro. Nestas condições o dispositivo de inversão de direcção pode ter uma configuração tal que define para o elemento de filtração que se estende em superfície e que está disposto em forma de meandro um raio de reenvio, que é bastante grande quando comparado com a espessura da placa. O dispositivo de inversão da direcção pode por exemplo ser formado por pelo menos um corpo de reenvio previsto na aresta terminal da placa e que sobressai em relação à superfície dessa placa. Para afectar o mínimo possível o fluxo do fluido, pode prever-se além disso que ao longo da aresta terminal estejam previstos vários corpos de reenvio, que de preferência têm afastamentos iguais entre si, corpos esses que consoante o tamanho da placa de suporte ou do comprimento da aresta terminal podem ter uma configuração relativamente pequena. 4 07 y-r.

Para poder escoar a água dessalinizada para fora do dispositivo, prevê-se além disso no centro de cada placa de suporte uma abertura que se estende no essencial numa direcção perpendicular ao plano da placa e que serve para escoar a água dessalinizada. Para conseguir que a abertura afecte o mínimo possível o fluxo do fluido a tratar, pode prever-se além disso que a abertura tenha uma secção transversal em forma de elipse, visto ao longo do plano da placa.

Esta abertura pode ser simultaneamente utilizada para fazer passar um dispositivo tensor que comprime uns contra os outros os componentes do empilhamento formado pelo elemento de filtração que se estende em superfície e disposto em forma de meandro, bem como pelas placas de suporte eventualmente existentes. Este dispositivo tensor pode ser formado por dois elementos de flange, que são apertados um contra o outro por intermédio de um perno de aperto, eventualmente dotado de uma rosca, bem como de uma porca. A abertura pode servir para dar passagem ao perno tensor, podendo prever-se no interior da abertura um aro de guia, cujo diâmetro interior corresponde aproximadamente ao eixo principal mais curto da elipse.

Para que o fluido a tratar não possa fluir durante o seu trajecto ao longo do canal de fluxo formado entre a placa de suporte e uma face do elemento de filtração que se estende em superfície e disposto em forma de meandro, pode prever-se ainda que a abertura esteja provida em pelo menos uma das faces da placa de suporte de um rebordo que sobressai em relação ao plano desta placa de suporte e que se estende em torno de toda a abertura. Neotac condições o rebordo pode ter uma configuração tal que atravessa o elemento de filtração que se estende em superfície e disposto em forma de meandro e se encontra em ligação com a placa de suporte seguinte. 5

Nesta configuração a abertura pode estar disposta na placa de suporte de tal maneira que o seu eixo principal mais comprido se estende numa direcção aproximadamente paralela ao sentido de fluxo ou perpendicularmente às arestas terminais da placa de suporte que alojam o dispositivo de inversão da direcção.

Para que o fluido a tratar não possa escapar-se através da abertura, é possível prever além disso que a abertura esteja provida de uma ranhura para assentamento de um elemento de vedação, de preferência um O-ring, ranhura essa que se estende em torno de toda a abertura.

Para facilitar um empilhamento das placas de suporte de modo a formar entre elas um determinado interstício, pode prever-se além disso que a aresta terminal da placa de suporte, que se encontra do lado contrário ao da aresta terminal que comporta o dispositivo de inversão de direcção, apresente um dispositivo es-paçador que sobressai em relação a ambas as faces da placa de suporte. Nestas condições o dispositivo espaçador pode ser formado por um filete que sobressai em relação a ambas as faces da placa.

Para facilitar a montagem do dispositivo de acordo com a invenção pode prever-se além disso que um troço do dispositivo espaçador que sobressai a partir de uma das faces da placa comporte pelo menos um primeiro elemento de ajuste e o troço de espaçamento que sobressai em relação à outra face da placa comporte um segundo elemento de ajuste, que será configurado de tal maneira que uma placa de suporte se encontra justaposta pelo seu segundo elemento de ajuste ao primeiro elemento de ajuste da segunda placa de suporte, que se segue à acima indicada, prevendo-se eventualmente também um elemento de vedação intercalado entre as placas. De preferência as arestas terminais que ligam as arestas terminais que comportam o dispositivo de mudança de direcção com a aresta terminal que comporta o dispositivo espaçador de uma placa de suporte apresentam um rebordo que sobressai em relação a 6

ambas as fares dessa placa de suporte, rebordo esse cuja altura é inferior à do dispositivo espaçador.

Nesta disposição as placas de suporte podem ser empilhadas umas nas outras, com as arestas terminais de uma delas rodadas de 180° em torno do plano da placa em relação às arestas terminais da placa seguinte, e ser alojadas no corpo, de modo que a uma aresta terminal com o dispositivo espaçador se segue uma aresta terminal com o dispositivo de inversão de direcçâo, e assim sucessivamente .

Para evitar a interrupção do fluxo devido a diferenças de velocidade no seio do fluido a tratar, pode prever-se além disso que a secção transversal do canal de fluxo seja constante a partir do meio da abertura, no sentido de jusante daquela abertura. Por outras palavras, tomam-se medidas para que a secção transversal de um canal de fluxo estreitada por acção da abertura em relação ao lado da entrada de uma placa de suporte permaneça constante no que se refere à configuração da sua secção transversal. Uma vez que a largura do canal volta a alargar-se a seguir à abertura, reduz-se consequentemente e simultaneamente a altura, de modo que a secção transversal permanece constante. De igual modo pode prever-se a montante da abertura um rebaixamento da placa de suporte, rebaixamento esse que a jusante do meio da abertura pode de novo ser elevado até ao nível original do plano da placa, o que permite igualmente conseguir uma secção transversal de fluxo constante. O elemento de filtração em si pode ter as mais diferentes configurações. Será especiaImente vantajoso que o elemento de filtração seja uma almofada de membrana constituída de preferência por uma membrana dupla soldada ao longo do seu rebordo.

De preferência poderá também prever-se que a placa de suporte esteja equipada numa ou em ambas as suas faces de elementos 7 -Γ<

dc turbulência, cada um dos quais sobressai em relação ao plano da placa. Os elementos de turbulência podem estar dispostos em colunas e linhas, encontrando-se os elementos de cada duas colunas ou linhas desalinhados uns em relação aos outros. Podem escolher-se elementos de turbulência com uma qualquer forma, obtendo-se no entanto um efeito especialmente vantajoso em termos de fluência ao fazer com que os elementos de turbulência tenham uma configuração em forma de elipse.

Para a placa de suporte pode escolher-se uma qualquer forma. Será no entanto especialmente vantajoso que a placa de suporte tenha uma forma rectangular, nomeadamente uma forma quadrada. Além disso a largura de apoio da placa de suporte pode ser adaptada à largura da banda de um elemento de filtração que se estende em superfície.

Para a confecção de um elemento de filtração que se estende em superfície pode soldar-se numa só etapa de trabalho e por meio de uma máquina o comprimento total de membrana dupla necessário para equipar o dispositivo. A segunda etapa de trabalho será então o punçoamento da abertura, usando para o efeito um ferro redondo adaptado à forma da abertura, ferro esse que actuará sobre a membrana colocada na máquina. Obtém-se desta maneira uma confecção especialmente vantajosa.

Outras formas de configuração vantajosas da invenção, bem como um exemplo de realização são a seguir explicados mediante os desenhos. As figuras mostram:

Fig. 1 um corte longitudinal esquemático do dispositivo de acordo com a invenção,

Fig. 2 uma vista de topo sobre uma das placas de suporte utilizada na fig. 1, 8 i \

r'

n -*7

Fig. 3 uma vista da placa de suporte ao longo da linha A-A da fig. 2,

Fig. 4 um corte da placa de suporte ao longo da linha B-B da fig. 2,

Fig. 5 uma vista lateral da placa de suporte ao longo da linha C-C da fig. 2,

Fig. 6 um corte da placa de suporte ao longo da linha D-D da fig. 2,

Fig. 7 um corte da placa de suporte ao longo da linha E-E da fig. 2,

Fig. 8 uma vista esquemática pelo lado de cima de uma outra forma de realização da placa de suporte.

Fig. 9 um corte ao longo da linha F-F da fig. 8 e

Fig. 10 a 10b várias vistas da abertura de passagem representada na fig. 2. O dispositivo esquematicamente representado na fig. 1 contém um corpo 10, um elemento de filtração 30 que se estende em superfície e que está disposto no corpo de modo a formar um meandro, várias placas de suporte 40, entre as quais se encontra alojado o elemento de filtração 30 que se estende em superfície, formando canais de fluxo, bem como um dispositivo tensor 70. O corpo 10 é formado por um troço de tubo 12 aberto em ambas as suas extremidades. O troço de tubo 12 é tapado na sua extremidade que na fig. 1 se encontra do lado de baixo por uma primeira flange terminal 14 e na sua extremidade que na fig. 1 se encontra prevista do lado de cima por mais outra flange terminal 9

16. As duas flanges terminais 14, 16 encontram-se encaixadas no troço de tubo 12 de modo a proporcionar uma vedação à pressão. Além disso são apertadas uma em relação à outra pelos dispositivos tensores 18. Os dispositivos tensores são formados por vários pernos tensores 18a dispostos ao longo da secção transversal do troço de tubo 12, pernos esses que atravessam as duas flanges terminais 14, 16. Nas suas extremidades os pernos tensores 18a estão dotados de roscas, em cada uma das quais se encontra enroscada pelo lado de fora do troço de tubo 12 uma porca 18b. A flange terminal inferior 14 apresenta um orifício de admissão 14a para o fluido a tratar ou a filtrar, fluido esse que no presente caso será a água do mar. Além disso a flange terminal inferior 14 está provida de um orifício de saída 14b para o concentrado obtido durante a filtração ou a osmose inversa. Além disso a flange terminal inferior 14 está provida na sua parte central de uma abertura 14c de maiores dimensões, destinada à recolha e à saída da água dessalinizada. Esta abertura 14c de maiores dimensões é tapada por um corpo de fecho 20, que por sua vez apresenta um orifício de passagem 20a para a água dessalinizada. Finalmente o corpo de fecho 20 apresenta ainda um outro orifício de passagem 20b para o dispositivo tensor 70, dispositivo esse que a seguir será ainda explicado mais em pormenor. O elemento de filtração plano 30 disposto sob a forma de um meandro no interior do corpo 10 é uma almofada de membrana formada por uma membrana dupla soldada ao longo do seu rebordo. O elemento de filtração plano 30 é mantido no interior do corpo 10 na sua disposição em forma de meandro pelas placas de suporte 40.

Como se depreende das fig. 2 a 7 cada placa de suporte 40 tem uma forma rectangular, forma essa que poderá nomeadamente ser quadrada. No centro da placa de suporte 40 prevê-se uma abertura de passagem 42 com uma forma que no essencial é elíptica e qqe se destina ao escoamento da água dessalinizada que se obtém no pro- 10 \

cesso. A orientação do eixo principal mais comprido da elipse da abertura de passagem 42 estende-se no essencial paralelamente à direcção de fluxo S do fluido que flui ao longo da placa de suporte 40. A abertura de passagem 42 apresenta um rebordo 42a, que de um dos lados da superfície da placa de suporte 40 sobressai a partir do plano da placa em relação a esse plano. O rebordo 42a estende-se em torno de toda a abertura de passagem 42 (ver também fig. 10 a 10b). Além disso o rebordo 42a está previsto para receber um elemento de vedação não representado mais em pormenor, que de preferência terá a forma de um 0-ring que impede a entrada do fluido a separar ou a filtrar na abertura de passagem 4 2, abertura essa que serve para fazer sair a água dessalinizada.

Como se reconhece em particular nas fig. 2 e 4 a abertura de passagem 42 está além disso provida de um aro 4 6, cujo diâmetro interior corresponde aproximadamente ao diâmetro da abertura elíptica 42, medido ao longo do seu eixo principal mais curto. O aro 46 serve para guiar e fazer passar o dispositivo tensor 70, que mais tarde será ainda descrito mais em pormenor.

Como se depreende além disso das fig. 2 a 7, a placa de suporte 40 está provida de um filete marginal 48-52, que se estende ao longo de três arestas marginais ou arestas longitudinais da placa de suporte 40, filete esse que sobressai no essencial perpendicularmente em relação ao correspondente plano de uma face da placa. 0 filete marginal 50, que se estende no essencial perpendicularmente ao eixo principal da abertura elíptica 42 ou perpendicularmente à direcção de fluxo S, apresenta uma maior altura vertical do que os outros dois filetes marginais 48-52, bem como a do rebordo 42a da abertura de passagem elíptica 42.

Como se advê das fig. 3 a 6 o filete marginal 50 tem uma configuração em forma de L na sua extremidade que é a superior na representação que as fig. 3 a 6 mostram, formando aquele filete deste modo um primeiro elemento de ajuste 50a. A outra extremida- 11

de, que é a inferior na representação que as fig. 3 a 6 mostram, tem igualmente uma configuração em forma de L e configura um segundo elemento de ajuste 50b. Os dois elementos de ajuste 50a, 50b servem mais tarde para alinhar as placas de suporte 40 dispostas umas por cima das outras, alinhamento esse em que o elemento de ajuste 50b de uma placa de suporte 40 anterior encaixa no elemento de ajuste 50a da segunda placa de suporte a seguir àquela outra placa, e isto da maneira que a seguir será ainda explicada mais em pormenor. A aresta marginal 54 da placa de suporte 40 existente a jusante da abertura de passagem elíptica 42 não apresenta nenhum rebordo. Em vez disso prevêem-se nesta aresta marginal 54 vários dispositivos de inversão de sentido dispostos com afastamentos uniformes entre si, dispositivos de reenvio esses que sobressaem em relação a ambos os planos de ambas as faces da placa de suporte 40. Isto faz com que o elemento de filtração 30 inverta o seu sentido com um raio de curvatura bastante grande, quando comparado com a espessura da placa de suporte.

Como se depreende da fig. 2 prevêem-se em ambas as faces da placa de suporte 40 elementos de turbulência 58 dispostos sob a forma de linhas e de colunas, estando os elementos de turbulência de linhas e de colunas consecutivas desalinhados uns em relação aos outros.

Como se depreende da fig. 1 as placas de suporte 40 encon-tram-se empilhadas de modo a cada uma delas ter um plano de placa rodado de 180° em relação à placa anterior. Durante o empilhamento os dispositivos de ajuste 50a ou 50b da primeira e da terceira placas de suporte 40 e das correspondentes placas seguintes encaixam umas nas outras. Para melhorar este encaixe é possível prever entre os correspondentes dispositivos de ajuste 50a ou 50b uma junta, que pode estar igualmente ligada aos filetes marginais 48 ou 52. Como se reconhece igualmente na fig. 1 duas placas de 12

Γ\ \ ti1 r ____

suporte 40 consecutivas, que se encontram rodadas uma em relação à outra de 180°, não se cobrem totalmente uma à outra, de modo que a aresta marginal que comporta o filete marginal 50 de uma das placas de suporte 40 sobressai em relação à aresta marginal 54 que comporta os dispositivos de inversão de sentido 56 da placa de suporte 40 seguinte. Nesta configuração os filetes marginais 46 ou 48 formam um espaço completamente fechado, configurando o elemento de filtração 30 alojado entre duas placas de suporte consecutivas um canal de fluxo superior Kl e um canal de fluxo inferior K2. Por outras palavras, um canal de fluxo Kl é primeiro formado pela face de baixo de uma placa de suporte anterior e seguidamente pela face de cima da placa de suporte seguinte, bem como em continuo pelo elemento de filtração 30 disposto em forma de meandro. 0 dispositivo tensor 70 é formado por uma placa terminal 72, bem como por um perno 74 que atravessa aquela placa terminal 72. O perno 74 apresenta por sua vez uma flange tensora 74a, que encosta de encontro ao lado de fora da placa terminal 72. O perno tensor 74 atravessa a totalidade do troço de tubo 12 da caixa 10 e sai para fora dessa caixa 10 junto da tampa 20. Neste lado o perno tensor 74 está dotado de uma rosca, na qual se encontra enroscada uma porca 76. Isto permite formar a partir das placas de suporte 40, que se seguem umas às outras e que se encontram rodadas de 180° umas em relação às outras, bem como a partir do elemento de filtração 30 alojado entre aquelas placas, um empilhamento compacto P. A placa terminal 72 apresenta dois orifícios de passagem 72a ou 72b para a admissão do fluido. Como se depreende igualmente da fig. 1 o empilhamento formado pelas placas de suporte 4o e pelo elemento de filtração 30 tem um diâmetro exterior que é menor do que o diâmetro interior do troço de tubo 12. Forma-se desta maneira ao longo do empilhamento um trajecto de fluxo 22 para o fluido a tratar. 13

Conforme representado na fig. 1 através das setas o fluido a tratar entra para a parte interior do corpo 10 pela abertura de passagem 14a e flui no interior do corpo ao longo do empilhamento para a extremidade contrária do corpo 10, formada pela flange terminal 16. Aí o fluido a tratar corre através das aberturas de passagem 12a ou 72b para o interior do empilhamento formado pelas placas de suporte 40 e pelo elemento de filtração 30. Ao fazê-lo, esse fluido entra para os dois canais de fluxo Kl ou K2, bem como para a parte de dentro do elemento filtrante 30. A água dessali-nizada obtida pela filtração ou pela osmose inversa sai através do orifício de passagem elíptico 42 para fora do elemento filtrante 30 e para dentro da parte interior do empilhamento, fluindo através da saída 20a da tampa 20 para o exterior. O fluido ainda não tratado flui igualmente ao longo de um trajecto em forma de meandro pelos dois canais de fluxo Kl ou K2, atravessando todo o dispositivo de acordo com a invenção, ao que as porções de água dessalinizada entretanto obtidas passam também através da correspondente abertura de passagem 72 para o interior do empilhamento. No fim dos canais de fluxo Kl e K2 em forma de meandro o concentrado restante flui através da abertura de passagem 40b para fora do dispositivo de acordo com a invenção.

Nas fig. 8 e 9 encontra-se representada uma forma de realização alternativa da placa de suporte 40. Ao descrever esta placa utilizam-se para componentes idênticos os mesmos índices de referência, cada um deles aumentado de uma centena. A placa de suporte 140 reproduzida nas fig. 8 e 9 apresenta, em termos de fluxo, uma elevação 160 a jusante do centro da abertura de passagem elíptica 142. Esta elevação 160 serve para manter constante a secção transversal a jusante do meio da abertura de passagem elíptica 142. A elevação 160 apresenta, como se reconhece nomeadamente na fig. 9, uma rampa 160a, um troço horizontal 160b que se segue àquela rampa, bem como finalmente uma rampa mais curta 160c. A rampa mais comprida 160a, bem como a 14 rampa mais curta 160c elevam-se a partir do plano 140 da placa e regressam ao mesmo.

Além disso a elevação 160 é bipartida e forma em conjunto com a abertura de passagem elíptica 142 dois canais de fluxo 162, cada um deles disposto de um dos lados da abertura de passagem elíptica 142, canais esses que confluem num canal de fluxo comum 164 a seguir à abertura de passagem 142.

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Claims

r\ υ

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REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para filtrar e separar fluidos por osmose inversa e por ultrafiltração, compreendendo um corpo (10) com pelo menos uma entrada (14a) para o fluido a filtrar ou a separar e pelo menos uma saida (14b, 20a) para a água dessalinizada e o concentrado, bem como um dispositivo de filtração (30), ca-racterizado por o dispositivo de filtração ser um único elemento de filtração (30) que se estende em superfície e que está alojado no corpo (10), elemento esse que está disposto à maneira de um meandro no corpo (10), formando pelo menos um canal de fluxo (Kl ou K2) em forma de meandro para o fluido a filtrar ou a separar.
2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os dois canais de fluxo (Kl, K2) se encontrarem configurados junto de ambas as faces do elemento de filtração (30).
3. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o elemento de filtração (30) se encontrar no essencial disposto perpendicularmente ao eixo longitudinal do corpo (10) e estar alojado nesse corpo (10) de tal maneira que as superfícies do elemento se estendem pelo menos aproxi-madamente umas paralelamente às outras.
4. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por se preverem, para manter em posição o elemento de filtração (30) no interior do corpo (10), várias placas de suporte (40, 140), que no essencial são paralelas umas às outras e têm um certo afastamento entre si, e por uma aresta terminal (54) de uma placa de suporte (40, 140) estar provida de um dispositivo de inversão da direcção (56) para o elemento de filtração (30) disposto em forma de meandro. 1 5.

Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o dispositivo de inversão da direcção (56) definir para o elemento de filtração (30) que se estende em superfície e disposto em forma de meandro um raio de curvatura do reenvio que é grande quando comparado com a espessura da placa de suporte (40, 140) .
6. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 4 ou 5, caracterizado por o dispositivo de inversão da direcção (56) do elemento de filtração (30) que se estende em superfície e disposto em forma de meandro ser formado por pelo menos um corpo de inversão da direcção (56) previsto na aresta terminal (54), corpo esse que sobressai em relação à face da placa .
7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por ao longo da aresta terminal (54) estarem previstos vários corpos de inversão da direcção (56) dispostos com afastamentos uniformes entre si.
8. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado por se preverem, para manter em posição o elemento de filtração (30) que se estende em superfície e disposto em forma de meandro no interior da caixa (10), várias placas de suporte (40, 140), que no essencial são paralelas entre si e que configuram um determinado afastamento entre elas, placas essas que estão providas na sua parte central de uma abertura (42, 142) que se estende no essencial perpendicularmente em relação ao plano da placa e que serve para escoar a água dessalinizada, e por a abertura (42, 142) apre sentar uma secção transversal em forma de elipse, quando observada ao longo do plano da placa.
9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a abertura (42, 142) ser atravessada por um perno tensor 2

.«L (74) de um dispositivo tensor (70), perno esse que se estende no essencial numa direcçâo perpendicular ao plano da placa, e por a abertura (42, 142) apresentar um aro de guia (46) para o perno tensor (74), cujo diâmetro interior corresponde apro-ximadamente ao diâmetro interior da abertura elíptica (42, 142), medido ao longo do eixo principal mais curto daquela elipse.
10. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 8 ou 9, caracterizado por a abertura elíptica (42, 142) apresentar em pelo menos uma das duas faces da placa de suporte (40, 140) um rebordo (42a), que sobressai em relação à correspondente face da placa e que envolve completamente a abertura elíptica (42, 142) .
11. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 8 a 10, caracterizado por a abertura elíptica (42, 142) se encontrar disposta na placa de suporte (40, 140) de tal maneira que o seu eixo principal longitudinal é aproximadamente paralelo ao sentido de fluxo (S) do fluido a filtrar ou a separar.
12. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 8 a 11, caracterizado por a abertura elíptica (42, 142) estar provida de uma ranhura que se estende em torno daquela abertura (42, 142) e que se destina a receber um elemento de vedação.
13. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 4 a 12, caracterizado por a aresta terminal (50) que se encontra do lado contrário ao da aresta terminal (54) que comporta o dispositivo de inversão da direccão (56) apresentar um dispositivo espaçador (50a, 50b) que sobressai em relação aos planos de ambas as faces da placa de suporte (40, 140).
14. Dispositivo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o dispositivo espaçador (50a, 50b) ser formado por file- 3

tes, cada um dos quais sobressai em relação ao correspondente plano de ambas as faces da placa de suporte.
15. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 13 ou 14, caracterizado por o troço do dispositivo espaçador (50a, 50b) , que sobressai em relação a uma face, comportar um primeiro dispositivo de ajuste (50a) e o troço do dispositivo espaçador (50a, 50b), que sobressai em relação à outra face da placa de suporte, apresentar um segundo dispositivo de ajuste (50b) , que está configurado de tal maneira que uma placa de suporte (40, 140) anterior está justaposta com o seu segundo dispositivo de ajuste (50b) em relação ao primeiro dispositivo de ajuste (50a) da segunda placa de suporte (40, 140) seguinte, podendo eventualmente ser intercalado um elemento de vedação.
16. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 13 a 15, caracterizado por as arestas terminais (48, 52) de uma placa de suporte (40, 140), que ligam a aresta terminal (54) que comporta o dispositivo de inversão da direcção (56) com a aresta terminal (50) que comporta o dispositivo espaçador (50a, 50b), estarem providas de um rebordo que sobressai em relação ao plano de ambas as faces da placa de suporte (40, 140), rebordo esse cuja altura é inferior à do dispositivo de espaçamento (50a, 50b).
17. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 13 a 16, caracterizado por as placas de suporte (40, 140) estarem dispostas umas após as outras, alternadamente com arestas terminais rodadas de 180° em torno do plano da placa.
18. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 8 a 17, caracterizado por o canal de fluxo (Kl, K2) configurado entre o elemento de filtração (30) e a correspondente placa de suporte (140) apresentar uma secção transversal constante, que 4

corresponde à seccão transversal medida a meio da abertura de passagem elíptica (142) .
19. Dispositivo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a placa de suporte (140) estar provida de uma elevação (160), para manter constante a secção transversal do canal.
20. Dispositivo de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por a elevação (160) começar a subir a partir do meio da abertura elíptica (142) e descer de novo para a altura inicial pouco antes de atingir a aresta terminal.
21. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 19 ou 20, caracterizado por a elevação (160) apresentar um canal (164) ao longo da abertura elíptica (142), bem como no prolongamento do eixo principal mais comprido da abertura elíptica (142) .
22. Dispositivo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por o fundo do canal se encontrar situado à cota que o plano da placa tem à frente da elevação (160).
23. Dispositivo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a placa de suporte (140) apresentar um rebaixo para man ter constante a secção transversal do canal.
24. Dispositivo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a placa de suporte (140) ter um rebaixo antes do meio da abertura de passagem elíptica (142).
25. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 24, caracterizado por o elemento de filtração ser uma almofada de membrana (30). 5
26. Dispositivo de acordo com a reivindicação 25, caracterizado por a almofada de membrana ser uma membrana dupla, que é soldada .
27. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 4 a 26, caracterizado por a placa de suporte (40, 140) estar provida numa ou em ambas as suas faces de elementos de turbulência (58), cada um dos quais sobressai em relação ao correspondente plano da placa.
28. Dispositivo de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por os elementos de turbulência (58) se encontrarem dispostos de modo a formar colunas e linhas, havendo um desalinhamento entre colunas ou linhas consecutivas.
29. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 27 ou 28, caracterizado por os elementos de turbulência (58) terem uma forma que no essencial é elipsoidal.
30. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 29, caracterizado por a placa de suporte (40, 140) ter uma forma rectangular.
31. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 30, caracterizado por a largura da placa de suporte (40, 140) se encontrar adaptada à largura de uma banda de um elemento de filtração (30). Lisboa, 23 de Março de 2001 Γ /^agente oficial da propriedade industrial 6