BR102012028793B1

BR102012028793B1 - conjuntos para tratamento de fluido

Info

Publication number: BR102012028793B1
Application number: BR102012028793-5A
Authority: BR
Inventors: Cheryl SAYER; Sylvia Messier; James Covino
Original assignee: Pall Corporation
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2020-12-15
Also published as: CN103121726B; TW201404456A; JP2013103222A; EP2591846B1; AU2012247021A1; TWI517897B; JP5789855B2; IN2012DE03426A; US20130118971A1; SG190530A1; AU2012247021B2; KR20130051910A; US9802161B2; CN103121726A; BR102012028793A2; EP2591846A1

Abstract

CONJUNTOS PARA TRATAMENTO DE FLUIDO. Conjuntos para tratamento de fluido podem incluir primeira e segunda peças terminais, pelo menos uma unidade para tratamento de fluido posicionada entre a primeira e segunda peças terminais, e um retentor estendendo-se entre a primeira e segunda peças terminais e disposto para compactar a(s) unidade(s) de tratamento de fluido e a primeira e segunda peças terminais.

Description

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[001] A invenção refere-se a conjuntos para tratamento de fluidos que podem ser usa-dos para tratar uma grande variedade de fluidos em qualquer uma dentre diversas maneiras em aplicações de um único uso ou multiuso.

[002] Conjuntos para tratamento de fluido incorporando a invenção podem incluir uma ou mais unidades para tratamento de fluido compactadas entre duas peças de extremidade opostas. Cada unidade para tratamento de fluido pode incluir um meio para tratamento de fluido tendo um lado de alimentação e um lado oposto para permeado. O fluido a ser tratado pode ser conhecido como fluido do processo ou fluido de alimentação, e o conjunto para tra-tamento de fluido pode incluir uma entrada de alimentação e uma passagem para a alimenta-ção que se estende da entrada para a alimentação até o lado da alimentação do meio per-meável. O fluido que passa do lado da alimentação através do meio para tratamento de fluido permeável até o lado do permeado pode ser conhecido como filtrado ou permeado, e o con-junto para tratamento de fluido pode incluir ainda uma saída para o permeado e uma passa-gem para o permeado que se estende do lado do permeado do meio permeável até a saída do permeado.

[003] Conjuntos para tratamento de fluido incorporando a invenção podem ser dispos-tos para tratar o fluido em um modo de operação de fluxo direto ou perpendicular ou em um modo de operação de fluxo tangencial ou transversal. Nos conjuntos para tratamento de fluido dispostos para um modo de operação de fluxo direto, a passagem para a alimentação pode terminar no lado de alimentação do meio permeável. O fluido de carga pode ser suprido sob pressão para a entrada de alimentação, onde a pressão do fluido força o fluido de alimentação através da passagem de alimentação para o lado de alimentação do meio permeável. A pres-são de fluido então força todo o fluido de alimentação como permeado através do meio per-meável até o lado do permeado e a seguir através da passagem de permeado para a saída de permeado.

[004] Conjuntos para tratamento de fluido dispostos para um modo de operação de fluxo tangencial podem incluir ainda uma saída para o produto retido e uma passagem para o produto retido que se estende do lado da alimentação do meio permeável até a saída para o produto retido. Mais uma vez, o fluido de alimentação pode ser suprido sob pressão para a entrada de alimentação, forçando o fluido de alimentação através da passagem de alimentação e tangencialmente ao longo do lado da alimentação do meio permeável. A pressão do fluido força apenas uma porção do fluido de alimentação como permeado através do meio permeável para o lado do permeado e então através da passagem do permeado para a saída do permeado. O restante do fluido de alimentação, que não passa através do meio permeável e pode ser conhecido por concentrado ou produto retido, é forçado do lado de alimentação do meio permeável através da passagem de produto retido até a saída de produto retido.

[005] Quer sejam dispostos para um modo de operação de fluxo direto ou de fluxo tangencial, conjuntos para tratamento de fluido que incorporam a invenção podem incluir ainda um ou mais coletores e um retentor. Cada coletor pode incluir um ou mais dentre a entrada para a alimentação, a saída para a alimentação, e a saída para o produto retido, e o(s) coletor(es) pode(m) estar posicionado(s) entre as peças de extremidade com passagens para fluido no(s) coletor(es) se comunicando com as passagens de fluido apropriadas na(s) unidade(s) de tratamento. O retentor pode se estender entre a primeira e a segunda peças de extremidade para pressionar as peças de extremidade, a(s) unidade(s) de tratamento, e o(s) coletor(es) uns contra os outros e manter o conjunto para tratamento de fluido compactado suportando todas as forças associadas às pressões de fluido dentro do conjunto para trata-mento de fluido.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] De acordo com um aspecto da invenção, os conjuntos para tratamento de fluido podem compreender pelo menos uma unidade para tratamento de fluido, uma entrada de alimentação e uma passagem para a alimentação, uma saída para o permeado e uma passa-gem para o permeado, primeira e segunda peças de extremidade, e um retentor. A unidade para tratamento de fluido pode estar posicionada entre a primeira e segunda peças de extre-midade e pode incluir um meio para tratamento de fluido permeável tendo um lado para alimentação e um lado para o permeado. A passagem para alimentação pode se estender desde a entrada para a alimentação através da unidade para tratamento de fluido até o lado para a alimentação do meio permeável. A passagem para permeado pode se estender desde o lado para permeado do meio permeável através da unidade para tratamento de fluido até a saída para o permeado. Pelo menos uma peça de extremidade pode ser formada de um ma-terial não-metálico e pode ter um módulo de flexura de pelo menos 55,1x108 Pa (8x105 psi). O retentor pode se estender entre a primeira e a segunda peças de extremidade e pode estar posicionado para pressionar a unidade para tratamento de fluido e a primeira e segunda peças de extremidade umas contra as outras.

[007] De acordo com outro aspecto da invenção, os conjuntos para tratamento de flu-ido podem compreender primeira e segunda peças de extremidade, um ou mais coletores, e uma ou mais unidades de para tratamento de fluido. Cada peça de extremidade pode ser formada de um material não-metálico e pode ter um módulo de flexura de pelo menos 55,1x108 Pa (8x105 psi). O coletor ou coletores pode(m) estar posicionado(s) entre as peças de extremidade. Cada coletor pode ter pelo menos um dentre uma entrada para a alimentação, uma saída para o permeado, e uma saída para o produto retido. A unidade ou unidades para tratamentotambém pode(m) estar posicionada(s) entre as peças de extremidade, e cada unidade para tratamento de fluido pode ter um meio para tratamento de fluido permeável que inclui um lado para alimentação e um lado oposto para permeado. Os conjuntos para tratamento de fluido também podem compreender uma passagem para alimentação, uma passagem para permeado, uma passagem para produto retido, e um retentor. A passagem para alimentação pode se estender da entrada para alimentação através de pelo menos um coletor e pelo menos uma unidade para tratamento de fluido até o lado da alimentação de um meio permeável. A passagem para permeado pode se estender do lado do permeado de um meio permeável através de pelo menos uma unidade para tratamento de fluido e pelo menos um coletor para a saída de permeado. A passagem para produto retido pode se estender do lado de alimentação de um meio permeável através de pelo menos uma unidade para tratamento de fluido e pelo menos um coletor para a saída do produto retido. O retentor pode se estender entre a primeira e a segunda peças de extremidade e pode estar disposto para pressionar o coletor ou coletores, a unidade ou unidades para tratamento de fluido, e as peças de extremidade uma de encontro à outra.

[008] Modalidades da invenção têm muitas vantagens. Por exemplo, ao proporcionar uma ou mais peças de extremidade formadas de um material não-metálico e tendo um módulo de flexura de pelo menos 55,1x108 Pa (8x105 psi), conjuntos para tratamento de fluido incorporando a invenção podem resistir com facilidade a todas as forças geradas pelos fluidos pressurizados dentro do conjunto sem qualquer suporte externo adicional. As peças de extremidademetálicas acopladas umas às outras pelo retentor compactam firmemente e vedam as unidades para tratamento de fluido, coletores, e quaisquer outros componentes entre as peças de extremidade sem quaisquer sustentadores externos, tais como prensas mecânicas ou hidráulicas. Consequentemente, conjuntos para tratamento de fluido incorporando a invenção podem ser autocontidos; eles podem ser pré-montados, vedados e higienizados pelo fabricante e a seguir rápida e facilmente incorporados no sistema de fluido do cliente simplesmente conectando-se a entrada para alimentação, a saída para permeado, e qualquer saída para produto retido do conjunto de tratamento de fluido em encaixes correspondentes do sistema de fluido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[009] A Figura 1 é uma vista representativa de um conjunto para tratamento de fluido.

[010] A Figura 2 é uma vista plana de uma peça de extremidade do conjunto para tratamento de fluido da Figura 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES DA INVENÇÃO

[011] Conjuntos para tratamento de fluido incorporando um ou mais aspectos da in-venção podem ser configurados de uma grande variedade de maneiras. Um dentre muitos exemplos diferentes de um conjunto para tratamento de fluido 10 incorporando a invenção é mostrado na Figura 1. Em geral, o conjunto para tratamento de fluido 10 pode compreender uma estrutura de múltiplas camadas incluindo peças de extremidade opostas 11, 12 e uma ou mais unidades para tratamento de fluido 13 e um ou mais coletores 14 posicionados entre as peças de extremidade 11, 12. Cada unidade para tratamento de fluido 13 pode incluir um meio para tratamento de fluido permeável 15 tendo um lado de alimentação 16 e um lado oposto 17 para o permeado. O conjunto para tratamento de fluido 10 também pode incluir pelo menos uma entrada de alimentação 20 e uma passagem para alimentação 21 para direcionar o fluido de alimentação da entrada de alimentação 20 para o lado de alimentação 16 do meio permeável 15 de pelo menos uma unidade para tratamento de fluido 13, por exemplo, todas as unidades para tratamento de fluido e pelo menos uma saída para permeado 22 e uma passagem para permeado 23 para direcionar permeado do lado do permeado 17 do meio permeável 14 de pelo menos uma unidade para tratamento de fluido 13, por exemplo, todas as unidades para tratamento de fluido 13, para a saída de permeado 22. O conjunto para tratamento de fluido 10 mostrado na Figura 1 pode ser disposto para um modo de operação de fluxo cruzado e pode incluir ainda uma saída 24 para produto retido e uma passagem 25 para produto retido para direcionar produto retido do lado da alimentação 16 do meio permeável 15 para a saída de produto retido 24 de pelo menos uma unidade para tratamento de fluido 13, por exemplo, todas as unidades para tratamento de fluido 13. Além disso, o conjunto para tratamento de fluido 10 pode incluir um retentor 26 que se estende entre as peças de extremidade 11, 12 para compactar entre si as peças de extremidade 11, 12, a(s) unidade(s) de tratamento de fluido 13, e o(s) coletor(es) 14, e manter o conjunto para tratamento de fluido 10 junto.

[012] Cada unidade para tratamento de fluido 13 pode ser configurada em qualquer uma dentre diversas maneiras e a forma e o tamanho de cada unidade para tratamento de fluido 13 pode variar de um conjunto para tratamento de fluido para o outro. Por exemplo, cada unidade para tratamento de fluido pode compreender uma ou mais camadas de meios para tratamento de fluido permeáveis vedados em um estojo para definir o lado de alimenta-ção e o lado do permeado do meio permeável. Um ou mais canais de alimentação, canais de permeado, e/ou canais de produto retido podem se estender dentro do estojo para fornecer fluido de alimentação para o lado de alimentação do meio permeável, para receber permeado do lado do permeado do meio permeável, e para receber produto retido do lado de alimentação do meio permeável. Os canais de alimentação podem formar uma porção da passagem de alimentação 21, os canais de permeado podem formar uma porção da passa-gem de permeado 23, e os canais de produto retido podem formar uma porção da passagem de produto retido 25.

[013] Alternativamente, a unidade para tratamento de fluido pode compreender pelo menos uma camada de alimentação, pelo menos uma camada de permeado, e pelo menos uma camada de um meio pra tratamento de fluido permeável. A camada de alimentação e a camada de permeado podem compreender cada uma uma folha porosa, por exemplo, uma folha fibrosa tecida ou não-tecida de uma folha de malha metálica ou polimérica, e a camada de meio permeável pode estar posicionada entre as camadas de alimentação e de permeado. O arranjo da(s) camada(s) de alimentação, da(s) camada(s) do meio, e da(s) camada(s) de permeado podem estar cercadas, isto é, encapsuladas por um polímero termoplástico ou de termocura, e dotadas de aberturas para alimentação, para permeado e para produto retido, por exemplo, furos atravessantes. A abertura para alimentação pode fazer comunicação de fluido com a camada de alimentação porosa, formando uma porção da passagem de alimen-tação 21; a abertura para o produto retido também pode fazer comunicação de fluido com a camada de alimentação porosa, formando uma porção da passagem para produto retido 25; e a abertura para o permeado pode se comunicar fluidamente com a camada para permeado porosa, formando uma porção da passagem para permeado 23. Exemplos de unidades para tratamento de fluido são divulgados, por exemplo, no Pedido de Patente Provisório US 61/476.874 depositado em 19 de abril de 2011 e intitulado Fluid Treatment Arrangements and Methods of Making Fluid Treatment Arrangements.

[014] O meio para tratamento de fluido pode ser permeável, isto é, poroso, permeável, semipermeável ou de permeação seletiva, e pode ser formado por qualquer dentre diversos materiais, incluindo, por exemplo, um polímero natural ou sintético. O meio para tratamento de fluido pode ser modelado como qualquer uma dentre uma grande variedade de estruturas, incluindo, por exemplo, uma estrutura fibrosa ou filamentosa, tal como uma folha tecida ou não-tecida, ou uma membrana, tal como uma membrana suportada ou não-suportada. Além disso, o meio para tratamento de fluido pode ter, ou pode ser modificado de modo a ter, qual-quer uma dentre uma infinidade de características de tratamentos de fluido. Por exemplo, o meio para tratamento de fluido pode ter uma carga elétrica positiva, negativa ou neutra; ele pode ser liquofóbico, ou liquofílico, incluindo hidrofóbico ou hidrofílico ou oleofóbico ou oleofí- lico; e/ou ele pode ter grupos funcionais agregados, tais como ligantes ou qualquer outra parte reativa, que podem se ligar quimicamente a substâncias no fluido. O meio para tratamento de fluido pode ser formado por, impregnado de ou conter de alguma outra forma uma variedade de materiais que funcionam para tratar adicionalmente o fluido em qualquer uma dentre uma infinidade de materiais. Esses materiais funcionais podem incluir, por exemplo, sorventes, re-sinas de troca de íon, meios para cromatografia, enzimas, reagentes ou catalisadores de to-dos os tipos que podem química ou fisicamente se ligar, reagir, catalisar, entregar ou afetar de outra maneira substâncias no fluido ou o próprio fluido. Além disso, o meio para tratamento de fluido pode ter qualquer um dentre uma ampla faixa de avaliações de diminuição ou remoção de peso molecular, por exemplo, de ultraporoso a nanoporoso ou mais fino até micropo- roso ou mais grosso. O meio para tratamento de fluido pode funcionar assim como um meio para tratamento de qualquer tipo, inclusive como um meio de captura ou um meio de separação, tal como um meio de filtragem.

[015] Os coletores também podem ser configurados com muita variedade. Por exem-plo, o coletor pode incluir pelo menos uma passagem de fluido e uma entrada de fluido para receber fluido de um sistema de fluido (não ilustrado) ou uma saída de fluido para descarregar fluido para o sistema de fluido acoplado à passagem de fluido. A entrada de alimentação, a saída de permeado, e a saída para produto retido podem estar, cada uma delas, localizadas em coletores separados, ou um só coletor pode incluir duas ou mais dentre a entrada de alimentação, a saída de permeado, e a saída para produto retido. Na modalidade mostrada na Figura 1, um só coletor 14 pode incluir a entrada de alimentação 20, a saída de permeado 22, e a saída para produto retido 24, todas as três juntas. O coletor 14 pode incluir um corpo 30 tendo uma superfície para montagem 31 voltada para as unidades para tratamento de fluido 13 em um lado ou em ambos os lados opostos do coletor 14. A alimentação, o permeado, e/ou as aberturas para produto retido 32, 33, 34 no corpo 30 do coletor 14, por exemplo, na superfície para montagem 31, permitem que uma ou mais das passagens para alimentação, permeado, e/ou para produto retido 21, 23, 25 se estendam das unidades para tratamento de fluido 13 através do coletor 14 até uma entrada de alimentação 20, uma saída de permeado 22, e/ou saída para produto reduzido 24 no corpo 30 do coletor 30. Cada entrada e/ou saída pode ser configurada como um encaixe para conectar a entrada e/ou saída ao sistema de fluido e pode incluir um mecanismo para abrir e fechar a entrada/saída. O sistema de fluido pode fornecer fluido de alimentação para a unidade para tratamento de fluido 10 e/ou receber permeado ou produto retido do conjunto para tratamento de fluido 10. A passagem de alimentação 21 pode se estender da entrada de alimentação 20 através do corpo 30 do coletor 14 para as unidades para tratamento de fluido 13 e/ou a passagem para permeado 23 pode se estender das unidades para tratamento de fluido 13 através do corpo 30 do coletor 14 para a saída de permeado 22. A passagem para produto retido 25 pode se estender das unidades para tratamento de fluido 13 através do corpo 30 do coletor 14 para a saída de produto retido 24. Na modalidade ilustrada, a entrada de alimentação, a saída de permeado, e a saída de produto retido podem estar todas em um coletor. Em outras modalidades, a entrada de alimentação, a saída de permeado, ou a saída de produto retido podem estar associadas a outro coletor do conjunto para tratamento de fluido. Exemplos de coletores são divulgados, por exemplo, na Publicação de Pedido de Patente US 2008/0132200 A1 intitulado Filtration Assemblies, Filtration Manifolds, Filtration Units, and Methods for Channeling Per-meate e na Publicação de Patente US 12/954.118 depositada em 24 de novembro de 2010 e intitulada Manifold Plates and Fluid Treatment Arrangements Including Manifold Plates.

[016] A(s) unidade(s) para tratamento de fluido 13 e o(s) coletor(es) 14 podem ser montados entre as peças de extremidade 11, 12 em qualquer uma dentre muitas maneiras. Por exemplo, um coletor 14 pode ser posicionado entre as peças de extremidade 11,12 com um primeiro grupo de uma ou mais unidades para tratamento de fluido 13 entre uma peça de extremidade 11 e um lado do coletor 14 e com um segundo grupo de uma ou mais unidades para tratamento de fluido 13 entre a outra peça de extremidade 12 e o lado oposto do coletor 30. Alternativamente, um coletor pode estar posicionado entre as peças de extremidade ad-jacentes a uma das peças de extremidade com um grupo de uma ou mais unidades para tratamento de fluido entre o coletor e a outra peça de extremidade. Como outra alternativa, um coletor pode estar posicionado adjacente a cada peça de extremidade e um grupo de uma ou mais unidades pra tratamento de fluido pode estar disposto entre os coletores. As unidades para tratamento de fluido 13 de cada grupo podem estar dispostas para comunicarem fluido entre si e com o coletor 14 pelas passagens para alimentação, para permeado e para produto retido 21, 23, 25 de diversas maneiras, por exemplo, em série, em paralelo, ou em uma com-binação em série/paralelo. As unidades para tratamento de fluido 13 podem ser ligadas umas às outras, ao coletor 30, e/ou às peças de extremidade 11, 12, por exemplo, como descrito no Pedido Provisório US 61/476.874. Alternativamente ou adicionalmente, as unidades para tra-tamento de fluido 13 podem ser pressionadas umas às outras juntamente com o(s) coletor(es) 14 pelas peças de extremidade 11, 12 e pelo retentor 26.

[017] Cada peça de extremidade 11, 12 pode ser configurada de diversas maneiras. Por exemplo, uma peça de extremidade pode compreender uma placa geralmente poligonal, por exemplo, hexagonal ou retangular. Para muitas modalidades, cada peça de extremidade 11, 12 pode ser configurada como uma placa plana, rígida, geralmente retangular tendo pri-meira e segunda superfícies opostas 35, 36. A superfície 36 voltada para a(s) unidade(s) de tratamento de fluido 13 ou coletor(es) 14 pode incluir uma região de montagem 37 que pode ter um tamanho e um formato semelhantes ao da unidade para tratamento de fluido 13 ou coletor 14. Para muitas modalidades, uma unidade para tratamento de fluido ou coletor adja-cente pode contatar diretamente a região de montagem ou uma gaxeta pode estar localizada entre a região de montagem e a unidade para tratamento de fluido ou coletor. Além disso, a peça de extremidade pode ser uma peça de extremidade cega que não tem passagens de fluido e pode fechar passagens de fluido na unidade para tratamento de fluido ou coletor ad-jacente.

[018] Uma ou, na maioria das modalidades, ambas as peças de extremidade 11, 12 podem ser formadas de um material não-metálico de alto módulo de flexura, e baixo escoamento. O material não-metálico pode apresentar também estabilidade dimensional ao ser submetido a temperaturas e pressões normais de armazenamento e operação e exposi-ção à água ou à umidade. Além disso, o material não-metálico pode ter um módulo de flexura maior que cerca de 55,1x108 Pa (8x105 psi). Por exemplo, o módulo de flexura pode ser maior do que cerca de 6,9x109 Pa (1x106 psi), ou maior do que cerca de 10,3x109 Pa (1,5x106 psi) ou maior que cerca de 13,8x109 Pa (2 x106 psi). O material não-metálico pode compreender um compósito de dois ou mais materiais não-metálicos, pode incluir reforços tais como fibras embutidas, por exemplo, fibras de carbono ou de vidro, ou tramas fibrosas embutidas, por exemplo, tramas tecidas ou não-tecidas tais como tramas de vidro, e pode ter uma estrutura laminar. O material não-metálico pode ser um material polimérico, incluindo um termoplástico ou um termoendurecido, tendo o módulo de flexura desejado. Termoendurecidos exemplifica- tivos podem incluir silicone, melamina, epóxi, e/ou fenólico. Para muitas modalidades, o material não-metálico pode incluir um laminado fenólico, incluindo um fenólico reforçado com vidro da Série G, tal como um material fenólico G-10.

[019] O tamanho de cada peça de extremidade 11, 12 pode variar dependendo, por exemplo, do tamanho da(s) unidade(s) de tratamento de fluido e/ou do(s) coletor(es) e da pressão e temperatura operacionais nominais dos fluidos dentro do conjunto para tratamento de fluido. Cada peça de extremidade pode ter uma espessura suficiente para resistir a uma flexão indevida na pressão e temperatura operacionais desejadas. Para muitas modalidades, a espessura pode ser de até 0,25 polegada (6 mm) ou mais, ou até cerca de 0,50 polegada (12 mm), ou mais, ou até cerca de 1,0 polegada (25 mm) ou mais. O comprimento e a largura de cada peça de extremidade 11, 12 podem ser maiores que o comprimento e a largura de uma unidade para tratamento de fluido adjacente 13 ou coletor 14, e furos atravessantes 38 ou recortes podem ser proporcionados em cada peça de extremidade 11, 12, por exemplo, próximo à borda ou na borda de cada peça de extremidade 11, 12 para acomodar o retentor 26.

[020] O retentor 26 pode ser configurado em qualquer uma dentre diversas maneiras para pressionar as unidades para tratamento 13, o(s) coletor(es) 14, e as peças de extremidade 11,12 de encontro uns aos outros e manter compactado o conjunto para trata-mento de fluido 10. Para algumas modalidades, o retentor 26 pode compreender uma plurali-dade de conjuntos de biela de compressão 40 que se estendem entre as peças de extremi-dade 11, 12 ao longo ou através das unidades para tratamento de fluido 13 e do(s) coletor(es) 14. Cada conjunto de biela de compressão 40 pode compreender uma biela de compressão alongada 41 e um prendedor 42 que pode ser montado na biela de compressão 41 para tra- cionar a biela de compressão 41entre as peças de extremidade 11, 12. Por exemplo, a biela de compressão 41 pode ter um cabeçote aumentado em uma extremidade e uma região ros- queada na outra extremidade, e o prendedor 42 pode compreender uma porca que pode ser rosqueada na extremidade rosqueada da biela de compressão 41. Alternativamente, bielas de compressão não-rosqueadas e prendedores podem ser utilizados, como descrito, por exemplo, na Publicação do Pedido de Patente US 2008/0135499 A1 intitulado Filtration As-semblies and Methods of Maintaining Compression of Filtration Units in Filtration Assemblies. O retentor, por exemplo, o conjunto de haste de compressão incluindo a haste de compressão e o prendedor, pode ser formado de um material metálico, tal como aço inoxidável. Para outras modalidades, o retentor pode ser formado de um material não-metálico, com alta resistência à tração, de baixo escoamento. Por exemplo, o conjunto de biela de compressão incluindo a biela de compressão e o prendedor, pode ser formado de um material polimérico, tal como um termoplástico, um termoendurecido, ou um compósito polimérico, tendo resistência à tração suficiente para manter as peças de extremidade, as unidades para tratamento de fluido, e o(s) coletor(es) compactados. Para muitas modalidades, os conjuntos de haste de compressão não-metálicos podem ser posicionados para resistir a uma carga de tração de até cerca de 800 libras ou mais, ou cerca de 2.500 libras ou mais, ou cerca de 5.000 libras ou mais, ou cerca de 15.000 libras ou mais e podem ser usinados ou moldados a partir de um material polimérico, incluindo um termoplástico ou termoendurecido, tal como aqueles descritos para o material não-metálico das peças de extremidade.

[021] O conjunto para tratamento de fluido pode incluir um ou mais componentes adi-cionais. Por exemplo, vedações, incluindo, por exemplo, gaxetas, podem ser posicionadas entre unidades para tratamento de fluido adjacentes, coletores e/ou peças de extremidade para prender esses componentes entre si. O conjunto para tratamento de fluido pode incluir ainda uma ou mais bielas de alinhamento para manter as unidades para tratamento de fluido, o coletor, e/ou as peças de extremidade alinhadas apropriadamente com suas passagens e aberturas para fluido comunicando-se adequadamente entre si. Exemplos de bielas de alinha-mentosão divulgados, por exemplo, na Publicação do Pedido de Patente US 2008/0135468 A1 intitulado Filtration Assemblies and Methods of Installling Filtration Units in Filtration As-semblies.

[022] Para montar o conjunto para tratamento de fluido 10, a(s) unidade(s) para trata-mento de fluido 13 e coletor(es) 14 juntamente com quaisquer gaxetas ou outras vedações podem estar empilhados entre as regiões de montagem 40 das peças de extremidade 11, 12 com as passagens para fluido apropriadas na(s) unidade(s) para tratamento de fluido 13 e coletor(es) 14 alinhados e com comunicação de fluidos entre si. A(s) unidade(s) para trata-mento de fluido 13, coletor(es) 14, e peças de extremidade 11, 12 podem estar ou não direta ou indiretamente ligadas entre si. O retentor 26 pode então ser montado nas peças de extre-midade 11, 12. Por exemplo, uma biela de compressão 42 pode ser inserida axialmente por um furo atravessante em uma das peças de extremidade 11, 12; movida axialmente ao longo da periferia de cada unidade para tratamento de fluido 13 e coletor 14 ou através de um furo atravessante ou recorte nas mesmas; e a seguir axialmente inserida pelo furo atravessante correspondente 35 na peça de extremidade oposta 11, 12. O prendedor 42 pode então ser adaptado à biela de compressão 41, tracionando a biela de compressão 41 e comprimindo e juntando a(s) unidade(s) para tratamento de fluido, coletor(es) 14 e peças de extremidade uns aos outros. Por exemplo, o cabeçote da biela de compressão 41 pode ser comprimido de encontro à superfície externa 35 de uma peça de extremidade 11, 12, isto é, a superfície oposta à região de montagem 40 da peça de extremidade 11, 12, e a porca pode ser apertada na porção rosqueada da biela de compressão 41 de encontro à superfície externa 35 da outra peça de extremidade 11, 12, comprimindo a pilha de peças de extremidade 11, 12, a(s) uni- dade(s) para tratamento de fluido 13 e coletor(es) 14 juntamente com quaisquer gaxetas. O prendedor 42 pode ser encaixado na biela de compressão 42 com aperto suficiente para ener- gizar quaisquer gaxetas ou outras vedações e prender firmemente o conjunto para tratamento de fluido 10 em posição sem flexionar ou dobrar indevidamente as peças de extremidade não- metálicas 11, 12 e enfraquecer a vedação entre cada peça de extremidade não-metálica 11, 12 e uma unidade para tratamento de fluido 13 ou coletor 14 adjacente. Para reduzir as forças de dobra que atuam na borda ou próximo à borda de cada peça de extremidade não-metálica 11, 12, os furos atravessantes 38 ou recortes nas peças de extremidade 11, 12 podem estar localizados de uma maneira que posiciona a haste de compressão 41 dentro ou muito próximo da periferia externa da unidade para tratamento de fluido 13 ou coletor 14. Por exemplo, a distância entre a periferia externa da unidade para tratamento de fluido adjacente 13 ou coletor 14 e a periferia externa da biela de controle 41 pode ser de cerca de 1 polegada (25 mm) ou menos, ou cerca de 0,5 polegada (12 mm) ou menos, ou cerca de 0,25 polegada (6mm) ou menos, ou cerca de 0,125 polegada (3mm) ou menos.

[023] Uma vez montado, o conjunto para tratamento de fluido 10 pode ser acoplado a um sistema de fluido simplesmente fazendo-se as conexões de fluido apropriadas que permi-tam ao sistema de fluido suprir fluido de alimentação para a entrada de alimentação 20, rece-ber permeado da saída de permeado 22, e receber produto retido de qualquer saída para produto retido 24 do conjunto para tratamento de fluido 10. O fluido de alimentação pode entrar na entrada de alimentação 20 no coletor 14 sob pressão e passar através da passagem de alimentação 21 para o lado da alimentação 16 do meio para tratamento de fluido permeável 15 de uma ou mais, por exemplo, de todas as unidades para tratamento de fluido 13. A pressão de alimentação pode variar de um sistema de fluido e de um conjunto para tratamento de fluido para outro. Para algumas modalidades, a pressão de alimentação pode estar na faixa de cerca de 13,4x104 Pa (20 psi) ou menos a cerca de 55,1x104 Pa (80 psi) ou mais, por exemplo, entre cerca de 27,6x104 Pa (40 psi) e cerca de 48,2x104 Pa (70 psi). O fluido de alimentação pode passar da entrada de carga 20 através do coletor 14 ao longo da passagem de alimentação 21 através da abertura de alimentação 32 em cada superfície de montagem 31 no coletor 14 e para o interior da(s) unidade(s) para tratamento de fluido 13. O fluido de alimentação pode continuar através da passagem de alimentação 21 na(s) unidade(s) para tratamento de fluido 13 e tangencialmente ao longo do lado da alimentação 16 de cada meio permeável 15. Nas modalidades dispostas para um modo de operação de fluxo direto ou perpendicular, a passagem para a alimentação pode terminar no lado da alimentação do meio permeável e todo o fluido de alimentação pode passar através do meio permeável para o lado do permeado na forma de permeado. Em modalidades dispostas para um modo de operação de fluxo tangencial ou cruzado, uma porção do fluido de alimentação no lado da alimentação 16 do meio permeável 15 pode passar através do meio permeável 15 para o lado do permeado 17 como permeado. O permeado passa sob pressão do lado do permeado 17 do meio permeável 15 de uma ou mais, por exemplo, de todas as unidades para tratamento de fluido 13 através da passagem para permeado 23 da saída de permeado 22. Por exemplo, o permeado pode passar através da passagem para permeado 23 em cada unidade para tratamento de fluido 13 para as aberturas de permeado 33 em cada superfície de montagem 31 do coletor 14 e através da passagem para permeado 23 no coletor 14 para a saída de permeado 22, onde o permeado é recebido pelo sistema de fluido. O restante do fluido que não passa do lado da alimentação 16 através do meio permeável 15 passa sob pressão como produto retido do lado da alimentação 16 do meio permeável 17 de uma ou mais, por exemplo, de todas as unidades para tratamento de fluido 13 através da passagem para produto retido 25 para a saída de produto retido 24. Por exemplo, o produto retido pode passar através da passagem para produto retido 25 em cada unidade para tratamento de fluido 13 para as aberturas de produto retido 34 em uma superfície de montagem 31 do coletor e através da passagem para produto retido 25 no coletor 14 para a saída de produto retido 24, onde o produto retido é recebido pelo sistema de fluido.

[024] A invenção oferece muitas vantagens e modalidades da invenção proporcionam um desempenho superior. Por exemplo, proporcionando-se uma ou mais peças de extremi-dade formadas de um material não-metálico tendo um módulo de flexura de não menos que cerca de 55,1x108 Pa (8x105 psi), os conjuntos para tratamento de fluido que incorporam a invenção podem suportar com facilidade todas as forças geradas pelos fluidos pressurizados dentro do conjunto sem qualquer suporte externo. As peças de extremidade não-metálicas acopladas pelo retentor formam um recipiente de pressão seguro, juntando uns aos outros e às peças de extremidade com firmeza a(s) unidade(s) para tratamento de fluido, coletor(es) e quaisquer gaxetas ou outras vedações sem quaisquer sustentadores externos, tais como prensas mecânicas ou hidráulicas. Pelo fato das peças de extremidade não-metálicas terem um módulo de flexura de pelo menos cerca de 55,1x108 Pa (8x105 psi), não há flexionamento ou dobra indevida das peças de extremidade que iriam enfraquecer as vedações entre os componentes do conjunto para tratamento de fluido. Consequentemente, conjuntos para tra-tamento de fluido incorporando a invenção podem ser autossuficientes e podem ser pré-mon- tados, vedados, lavados e/ou higienizados pelo fabricante e a seguir rápida e facilmente in-corporados no sistema de fluido do cliente simplesmente fazendo-se as conexões de fluido apropriadas e processando imediatamente o fluido de alimentação.

[025] Embora vários aspectos da invenção tenham sido descritos e/ou ilustrados com relação a diversas modalidades, a invenção não é limitada a essas modalidades. Por exemplo, um ou mais aspectos de uma modalidade podem ser eliminados ou modificados ou um ou mais aspectos de uma modalidade podem ser combinados com um ou mais aspectos de outra modalidade sem que haja um afastamento do escopo da invenção. Mesmo modalidades com aspectos muito diferentes podem estar dentro do escopo da invenção. Por exemplo, uma ou ambas as peças de extremidade não-metálicas podem ser configuradas como um coletor incluindo uma ou mais dentre a entrada de alimentação e a passagem de alimentação, a saída de permeado e a passagem de permeado, e a saída de produto retido e a passagem de produto retido. O coletor como peça de extremidade pode direcionar o fluido de alimentação da entrada de alimentação através da passagem de alimentação até as unidades para tratamento de fluido, direcionar permeado das unidades para tratamento de fluido até a saída de permeado, e/ou direcionar produto retido das unidades para tratamento de fluido até a saída para produto retido. Além disso, o coletor como peça de extremidade pode ter um módulo de flexura de pelo menos 55,1x108 Pa (8x105 psi). Juntamente com a peça de extremidade não- metálica oposta e com o retentor, o coletor como peça de extremidade pode vedar e segurar firmemente o conjunto para tratamento de fluido de maneira compacta sem quaisquer susten- tadores externos ou outros suportes externos.

[026] Outra modalidade da invenção pode compreender um conjunto que não tenha componentes de metal para tratamento de fluido não-metálico. Por exemplo, o conjunto para tratamento de fluido pode incluir peças de extremidade não-metálicas, um retentor não-metá-lico, uma ou mais unidades para tratamento de fluido não-metálico, um ou mais coletores não- metálicos, e gaxetas ou outras vedações não-metálicas, como descrito anteriormente. Como outras modalidades da invenção, um conjunto para tratamento de fluido não-metálico pode funcionar sem um suporte externo, tal como um retentor externo. Além disso, um conjunto para tratamento de fluido não-metálico interage muito bem com o meio-ambiente. Por exemplo, ele pode ser facilmente reciclado.

[027] Outras modificações e variações podem ficar claras para aqueles de habilidade mediana na técnica ao recapitular a descrição que foi feita e os desenhos anexos. Conse-quentemente, a invenção inclui todas as variantes, modificações, e equivalentes da matéria apresentada nas reivindicações a seguir.

[028] Todas as referências, incluindo publicações, pedidos de patente, e patentes ci-tadas aqui são incorporadas como referência igualmente como se cada referência fosse indi-vidualmente e especificamente indicada para ser incorporada como referência e fossem des-critas aqui em sua totalidade.

[029] O uso dos termos “um(a)” e “o”, ”a”, “os”, “as”, e indicadores similares no con-texto de descrição da invenção (especialmente no contexto das reivindicações a seguir) deve abranger singular e plural, a menos que indicado diferentemente aqui ou claramente contra-ditório ao contexto. Os termos “compreendendo”, “tendo”, “incluindo” e “contendo” devem ser interpretados como termos em aberto (isto é, querem dizer “incluindo, mas não limitado”) a menos que se indique ao contrário. As indicações de taxas de valores aqui se destinam me-ramente a servir de método mais rápido para mencionar individualmente cada valor separado que se encontra dentro da faixa, a menos quando indicado em contrário, e cada valor sepa-radoestá incorporado no relatório como se fosse individualmente mencionado aqui. Todos os métodos descritos aqui podem ser realizados em qualquer ordem adequada a menos que indicado aqui ou seja claramente contraditório ao texto. O uso de qualquer um dos exemplos e de todos eles, ou linguagem exemplificativa (por exemplo, “tal como”) proporcionada aqui se destina meramente a melhor esclarecer a invenção e não coloca nenhum limite ao escopo da invenção a menos que reivindicado de outra maneira. A redação do relatório não deve ser interpretada como indicativa de que qualquer elemento não-reivindicado seja essencial para a prática da invenção.

Claims

1. Conjunto para tratamento de fluido CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: pelo menos uma unidade para tratamento de fluido (13) incluindo um meio para trata-mento de fluido permeável (15) tendo um lado de alimentação (16) e um lado do permeado (17); uma entrada de alimentação (20) e uma passagem de alimentação (21) estendendo- se a partir da entrada de alimentação até o lado da alimentação do meio para tratamento de fluido permeável; uma saída para permeado (22) e uma passagem para permeado (23) estendendo-se do lado do permeado do meio para tratamento de fluido até a saída do permeado; primeira e segunda peças de extremidade (11, 12), cada uma fechando passagens de fluido de uma unidade para tratamento de fluido adjacente, em que cada unidade para trata-mento de fluido está posicionada entre as primeira e segunda peças de extremidade e em que cada uma da primeira e segunda peças de extremidade é formada de um material não-metá-lico e tem um módulo de flexura de pelo menos 103,42 x 108 Pa (1,5 x 106 psi); e um retentor (26, 40) estendendo-se entre a primeira e segunda peças de extremidade e disposto para pressionar a pelo menos uma unidade para tratamento de fluido e as primeira e segunda peças de extremidade uma contra a outra, em que o retentor se estende entre as primeira e segunda peças de extremidade ao longo da pelo menos uma unidade para trata-mento de fluido e uma distância entre a periferia externa do retentor e a periferia externa de uma unidade de tratamento de fluido é menor ou igual à 6 mm (0,25 polegada).

2. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda um coletor (14) posicionado entre as primeira e segunda peças de extremidade (11, 12), em que o coletor inclui a entrada de ali-mentação (20) e a passagem de alimentação (21) ou inclui a saída de permeado (22) e a passagem de permeado (23).

3. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma saída de produto retido (24) e uma passagem para produto retido (25) estendendo-se a partir do lado de alimentação do meio para tratamento de fluido permeável (15) através da unidade para tratamento de fluido (13) até a saída de produto retido (24).

4. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda um coletor (14) posicionado entre as primeira e segunda peças de extremidade (11, 12), em que o coletor inclui a entrada de ali-mentação (20) e a passagem de alimentação (21), inclui a saída de permeado (22) e a pas-sagem de permeado (23), ou inclui a saída para produto retido (24) e a passagem para produto retido (25).

5. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a distância entre a periferia externa do retentor e a periferia externa da referida pelo menos uma unidade para tratamento de fluido é menor ou igual a 3 mm (0.125 polegada).

6. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o retentor (26, 40) compreende um conjunto de biela de compressão (40) incluindo uma biela de compressão (41) estendendo-se entre as primeira e a segunda peças de extremidade (11, 12) e um prendedor (42) fixado na biela de compressão.

7. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o retentor (26, 40) é formado de um material não-metálico.

8. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada peça de extremidade (11, 12) inclui um termoendu- recido como material não-metálico.

9. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma peça de extremidade (11, 12) compre-ende uma placa de extremidade sem passagens de fluido.

10. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada peça de extremidade (11, 12) possui uma espessura de pelo menos 6 mm (0,25 polegada).

11. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que não possui componentes de metal.

12. Conjunto para tratamento de fluido CARACTERIZADO pelo fato de que compre-ende: primeira e segunda peças de extremidade opostas (11, 12), cada peça de extremidade sendo formada a partir de um material não-metálico e tendo um módulo de flexura de pelo menos 103,42 x 108 Pa (1,5 x106 psi); um ou mais coletores (14) posicionados entre as primeira e segunda peças de extre-midade opostas, em que cada coletor tem pelo menos uma dentre uma entrada de alimenta-ção (20), uma saída de permeado (22), e uma saída para produto retido (24); uma ou mais unidades para tratamento de fluido (13) posicionadas entre as primeira e segunda peças de extremidade opostas, cada uma das primeira e segunda peças de extre-midades opostas fechando passagens de fluido de uma unidade para tratamento de fluido adjacente, em que cada unidade para tratamento de fluido inclui um meio para tratamento de fluido permeável (15) tendo um lado de alimentação (16) e um lado de permeado (17); uma passagem de alimentação (21) estendendo-se a partir da entrada de alimentação através de pelo menos um coletor e pelo menos uma unidade para tratamento de fluido até o lado da alimentação de um meio de tratamento de fluido permeável; uma passagem para permeado (23) estendendo-se a partir do lado do permeado de cada meio de tratamento de fluido permeável através de pelo menos uma unidade para trata-mento de fluido e até a saída de permeado; uma passagem para produto retido (25) estendendo-se a partir do lado da alimentação do meio permeável através de pelo menos um meio para tratamento de fluido e até a saída de produto retido; e um retentor (26, 40) estendendo-se entre a primeira e segunda peças de extremidade e disposto para pressionar o um ou mais coletores, a uma ou mais unidades para tratamento de fluido, e as peças de extremidade um contra os outros, em que o retentor se estende entre as primeira e segunda peças de extremidade ao longo da uma ou mais unidades para trata-mento de fluido e uma distância entre uma periferia externa do retentor e uma periferia externa de uma unidade para tratamento de fluido é menor ou igual a 6 mm (0,25 polegada).

13. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que duas ou mais da entrada de alimentação (20), da saída de permeado (22), e da saída de produto retido (24) estão posicionadas no mesmo coletor (14).

14. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a distância entre a periferia externa do retentor (26, 40) e a periferia externa da referida uma ou mais unidades para tratamento de fluido (13) é menor ou igual a 3 mm (0,125 polegada).

15. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o retentor (26, 40) compreende um conjunto de biela de compressão (40) incluindo uma biela de compressão (41) estendendo-se entre as primeira e segunda peças de extremidade e um prendedor (42) fixado à biela de compressão.

16. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o retentor (26, 40) é formado a partir de um material não- metálico.

17. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que cada peça de extremidade (11, 12) inclui um termoendu- recido como um material não-metálico.

18. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 12,CARACTERIZADO pelo fato de que cada peça de extremidade (11, 12) compreende umaplaca de extremidade sem passagens de fluido.

19. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 12,CARACTERIZADO pelo fato de que cada peça de extremidade possui uma espessura de pelo menos 6 mm (0,25 polegada).

20. Conjunto para tratamento de fluido, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que não tem componentes de metal.