BR102013007490A2

BR102013007490A2 - membrana para osmose reversa

Info

Publication number: BR102013007490A2
Application number: BR102013007490A
Authority: BR
Inventors: Völker Manfred
Original assignee: Manfred Voelker
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2018-10-30
Also published as: CN103357078A; DE202013012077U1; DE102012006320A1; RU2013113670A; RU2555037C2; EP2644260A1; US20130256209A1

Abstract

membrana para osmose reversa - os módulos de osmose reversa, cada contendo um tubo de módulo (2) com uma parte inferior do módulo (20) e uma tampa de módulo (22), e uma membrana de osmose reversa (3) disposta no tubo de módulo (2) e compreendendo um tubo permeado de coleta (9), são caracterizados de forma que a membrana de osmose reversa (3) tem um diâmetro pré-determinado fixo e um comprimento selecionado a partir dos valores pré-determinados de comprimento.

Description

(54) Título: MEMBRANA PARA OSMOSE REVERSA (51) Int. Cl.: B01D 63/10; C02F 1/44 (30) Prioridade Unionista: 28/03/2012 DE DE 10 2012 006 320.2 (73) Titular(es): MANFRED VÕLKER (72) Inventor(es): MANFRED VÕLKER (85) Data do Início da Fase Nacional:

28/03/2013 (57) Resumo: MEMBRANA PARA OSMOSE REVERSA - Os módulos de osmose reversa, cada contendo um tubo de módulo (2) com uma parte inferior do módulo (20) e uma tampa de módulo (22), e uma membrana de osmose reversa (3) disposta no tubo de módulo (2) e compreendendo um tubo permeado de coleta (9), são caracterizados de forma que a membrana de osmose reversa (3) tem um diâmetro pré-determinado fixo e um comprimento selecionado a partir dos valores pré-determinados de comprimento.

1/9 “MEMBRANA PARA OSMOSE REVERSA”

Diferentes volumes de água ultrapura são necessários para o fornecimento de líquido para dispositivos de hemodiálise. Dependendo do equipamento dos centros de diálise ou locais de tratamento, pode ocorrer que um número de um a cinquenta dispositivos de hemodiálise ou mais sejam instalados. No momento, o fornecimento de água ultrapura é implantado por meio dos sistemas de osmose reversa com diferentes membranas, as diferenças referentes aos valores de diâmetro e também valores de ío comprimento, bem como, o tipo de conexão dos tubos de módulo.

É o objetivo da invenção indicar os módulos baratos de osmose reversa para um grande setor de fornecimento de água ultrapura, especificamente para o fornecimento dos tratamentos de hemodiálise.

Para evitar contaminação bacteriana, bem como, outros depósitos biológicos e melhorar lavagem e desinfecção, respectivamente, outro objeto a ser atingido por esta invenção consiste em garantir a ausência de espaços inativos, tanto na área primária quanto na secundária da membrana.

A invenção também tem o objetivo de fornecer uma unidade de módulo consistindo em uma membrana instalada em um tubo de módulo, cuja unidade de módulo pode ser conectada hidraulicamente com o auxílio de meio muito simples sem grandes esforços de instalação ou pode ser interconectada para formar estações de módulo de capacidade aumentada.

Além do mais, também no caso de pequenas quantidades de produção, os custos de fabricação da membrana

2/9 não devem ser acima daqueles das membranas padrão produzidas em grandes quantidades.

Este objeto é atingido de acordo com a invenção pelos recursos da reivindicação 1 da patente.

As configurações vantajosas da invenção são caracterizadas na sub-reivindicações.

A invenção fornece membranas de osmose reversa tendo um diâmetro uniforme e pelo menos três diferentes comprimentos, que são respectivamente inseridas em um tubo de pressão através do qual o líquido está fluindo sem quaisquer espaços inativos, e que possuem o mesmo diâmetro, porém diferentes comprimentos, e, dessa forma, tornam-se um módulo de osmose reversa que, enquanto sendo usado nos processos de osmose reversa mostrando diferentes desempenhos, opera dispositivos de hemodiálise, únicos, porém também plurais, com a água ultrapura.

A invenção preferivelmente fornece dimensões de membrana com um diâmetro de 4,7 polegadas a 5 polegadas, preferivelmente 4,9 polegadas, e possíveis valores de comprimento de cerca de 40 polegadas, 23 polegadas e 12 polegadas com capacidades de litro por hora de cerca de 500 I, 250 I, e 100 I, respectivamente.

As áreas de membrana devem ser aqui adaptadas de modo que o fluxo de transmembrana entre 30 l/m² e 40 l/m² é preferivelmente cerca de 33 l/m² para atingir um período operacional que é tão longo quanto possível ou baixo desgaste da superfície de membrana, respectivamente, também no caso da água bruta contaminada ou não tratada.

3/9

A taxa de retenção dos sais de sódio deve ser aqui mais do que 99%. O material é de tal tipo que uma temperatura para sanitização a quente de cerca de 85°C é possível.

Um dimensionamento desviando do desenvolvimento 5 da membrana e as qualidades necessárias respectivamente de água ultrapura tanto na capacidade de litro e no diâmetro está dentro do escopo desta invenção, se as membranas de mesmo diâmetro estão em questão e seu comprimento máximo não excede 43 polegadas a cada vez, ou seu menor comprimento é uma fração io do mesmo.

Em qualquer taxa, com o diâmetro uniforme e com preferivelmente três comprimentos diferentes de membrana, os sistemas de osmose reversa serão muito vantajosamente produzidos com as mesmas conexões de membrana hidráulica, que especificamente abrange todas as capacidades de tratamento ocorrendo em diálise, variando de única estação no caso de pacientes domésticos para grandes estações de diálise com mais de 50 locais.

Para aumentar a capacidade, as membranas podem aqui ser combinadas por conexão em série e/ou paralela para formar as estações de membrana.

Os dados adicionais de relevância à especificação das membranas e sua instalação são ilustrados nas figuras doravante listadas.

- Fig. 1 - esquema de uma membrana padrão no tubo de pressão;

- Fig. 2 - esquema de uma nova membrana no tubo de pressão;

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- Fig. 3 - dimensões da nova membrana;

- Fig. 4 - unidade de módulo;

- Fig. 4.1 - seções da unidade de módulo;

- Fig. 4.2 - detalhe da vedação da membrana na unidade de módulo;

A Fig. 1 mostra um módulo de osmose reversa (1) consistindo em uma membrana de osmose reversa (3) que é instalada em um tubo de módulo (2) ajustado à forma por meio de lábio de vedação (5).

ίο A água de alimentação é fornecida via a conexão (12) ao tubo de módulo (2) de tal forma que o lábio de vedação (5) fecha o espaço inativo do módulo (16), ou seja, o espaço entre o tubo de módulo dentro e a camada de cobertura da membrana (6), de modo que o líquido fornecido é alimentado por motivos de energia exclusivamente via os canais de água de alimentação (8). Para suportar os canais de água de alimentação (8) entre os bolsos de coleta de permeado (7), uma construção de plástico, que é vantajosa sob os aspectos de fluxo é instalada.

A água de alimentação deixa o tubo de módulo (2) como um concentrado via conexão (13).

Devido a uma resistência de fluxo (não mostrada aqui) na descarga de concentrado (13), a água de alimentação fornecida é passada por meio de pressão via a membrana ativa (36) nos bolsos de coleta de permeado (7).

Os bolsos de coleta de permeado plurais (7) são enrolados de forma espiral em torno do tubo de coleta de permeado (9). De forma vantajosa, existem cerca de nove bolsos no caso da solução pretendida. Os bolsos de coleta de permeado (7) possuem

5/9 uma extremidade aberta no tubo de coleta de permeado (9) e são aglutinados de forma adesiva (11) nos três lados restantes, de modo que o permeado filtrado possa fluir para fora dos bolsos de coleta de permeado (7) via os orifícios de permeado (10) no tubo permeado de coleta (9). Os bolsos de coleta de permeado têm lá inserido uma construção plástica ou sintética que é vantajosa sob os aspectos de fluxo e que serve para suportar e também passar no permeado filtrado ao tubo de coleta (9). Com relação às membranas (3) descritas na invenção, os bolsos de coleta de permeado (7) são ío fixados em um ângulo de cerca de 60° de modo de sobreposição ao tubo de coleta (9). O invólucro externo da membrana (3), a camada de cobertura da membrana (6), é impermeável à água.

O permeado sai do tubo de módulo (2) via a conexão (14). A outra extremidade do tubo permeado de coleta (9) é vedada por meio de um fechamento (15). Para evitar encurtamento da membrana enrolada de forma em espiral, as duas extremidades da membrana de osmose reversa (3) montaram após isso as estrelas de anti-encurtamento (4) que também incluem uma acomodação do lábio de vedação (5).

A técnica anterior é desvantajosa na medida em que existem espaços inativos (17) dentro do lábio de vedação (5), (16) entre a parte interna do tubo de pressão e o lado superior da membrana sobre todo o comprimento da membrana e espaços inativos (37) no tubo permeado de coleta entre o fechamento (15) e os primeiros orifícios de permeado (10).

A Fig. 2 mostra duas possibilidades para impedir o espaço inativo mostrado na Fig. 1 dentro do tubo permeado de coleta (9). O plugue (15) é estendido até o primeiro orifício de

6/9 permeado (10); além do mais, o tubo de módulo (2) ou sua unidade de conexão é fornecido com uma conexão adicional (14), de modo que o líquido pode fluir através do tubo permeado de coleta (9) em ambas as direções ao remover o plugue (15).

Preferivelmente, a conexão de concentrado (13) também é montada na mesma extremidade do tubo de módulo (2) ou sua unidade de conexão de modo que todas as conexões (12, 13, 14) são posicionadas em um lado do tubo de módulo (2).

Para evitar o espaço inativo (16), a membrana de io osmose reversa (3) é inserida em um colar de membrana (18) que é uma parte integrante da unidade de conexão do tubo de módulo. A membrana é vedada por um anel de vedação de grande área (19) no colar de membrana (18). A água de alimentação fornecida flui aqui sem quaisquer esforços energéticos adicionais através de toda a lacuna de lábio de vedação (32) e então termina nos canais de água de alimentação (8).

Entretanto, com a finalidade de evitar o encurtamento de membrana na direção de fluxo, o colar de membrana (18) é equipado com uma estrela (4), ou também com outra forma que é equivalente em termos de fluxo e construção. O elemento antiencurtamento tem um anel externo e um anel interno através dos quais o tubo permeado de coleta está se estendendo. Os dois anéis são conectados por redes que são espaçadas entre si e preferivelmente estendem-se na configuração em formato de estrela. Graças à membrana de anti-encurtamento, o processo de produção é consideravelmente simplificado devido à membrana ter somente que ser enrolada.

7/9

Devido às medidas apresentadas na Fig. 2, os espaços inativos mostrados na Fig. 1 são eliminados e a membrana de osmose reversa (3) pode ser produzida muito facilmente sem a estrela separada de telescópio (4). As conexões hidráulicas podem ser configuradas de uma forma simples, devido às conexões de osmose reversa serem posicionadas em um lado.

A Fig. 3 mostra as dimensões das membranas pretendidas em três tamanhos e os três fluxos de trabalho associados, e é o objetivo da invenção independentemente de ío qualquer desenvolvimento tecnológico para fornecer uma membrana tendo um diâmetro uniforme para todos os três tamanhos de membrana.

Também é ilustrado que os orifícios de permeado (10) iniciam-se diretamente após as aglutinações de bolso de permeado lateral (11). Para maximizar a área de membrana disponível para filtração, a aglutinação de bolso de permeado adjacente (11) não deve exceder a largura de cerca de 30 mm.

Os orifícios de permeado (10) podem ser distribuídos tanto uniforme quanto assimetricamente sobre o comprimento do tubo permeado de coleta (9) para atingir um melhor fluxo uniforme através do tubo permeado de coleta (9) no último caso.

Além do mais, a Fig. 3 mostra um elemento de vedação (19) que não é uma parte integrante da membrana. Preferivelmente, o elemento de vedação consiste em um plástico flexível com uma largura correspondente aproximadamente à largura de aglutinação de bolso de permeado. Com vantagem, a vedação tem um lado liso posicionado na membrana com uma précarga e um efeito anti-deslizamento devido ao material, e um lado

8/9 com um efeito de vedação no colar (18) e com lábios facilmente formáveis e finos que estabelecem a vedação no colar (18).

O elemento de membrana é sem uma estrela de antiencurtamento (4) conforme isso é parte do colar de membrana (18).

A membrana pode, assim, ser produzida de uma forma muito simples e em baixos custos.

A Fig. 4 mostra a montagem de um módulo de osmose reversa (1) consistindo na parte inferior do módulo (20), tubo de móduio (2) e tampa do módulo (22). O tubo de módulo (2) é fixado por meio de montagem de flange (21) via o orifício (28) por meio de parafusos (não mostrado aqui). Ao mesmo tempo, a parte inferior do módulo (20) é uma unidade de conexão hidráulica em que todas as rotas de fornecimento e descarga (12, 13, 14) podem ser conectadas.

Fig. 4.1 - A tampa do módulo (22) é fixado por meio do anel de tampa de fixação (24) via uma saliência (23) do tubo de módulo. Por motivos de segurança, o anel de fixação da tampa (24) pode ser fixado por meio de um retentor de anel (25) em uma distância e também contra possível separação. A tampa de módulo (22) é vedado por meio de um anel de vedação adjacente (30).

As Figs. 4/4.1 mostram uma saída de permeado (14) em ambos os lados.

Também é possível instalar um plugue (15) na extremidade superior do tubo permeado de coleta (9) de modo que o permeado é exclusivamente descarregado na conexão (14) da parte inferior do módulo (20).

A Fig. 4.1 mostra uma unidade de conexão de duas partes consistindo na parte inferior do módulo (20) e o colar de

9/9 membrana (18). A membrana é inserida com o tubo permeado de coleta (9) e os anéis de vedação (38) e também sobre todo o diâmetro externo por meio da vedação de membrana (19). O fornecimento da água de alimentação, estendendo-se a partir da conexão (12), é primeiramente guiado à câmara de influxo de água de alimentação anular (35) da parte inferior do módulo (20) e é guiado de tal local via o escoamento de água de alimentação de lacuna de anel (26) e o fornecimento de lacuna anular (39) em uma alta velocidade e girar na lacuna anular (32), para terminar na extremidade superior da membrana (3) nos canais de água de alimentação (8). Na extremidade inferior da membrana, o líquido sai da membrana (3) como um concentrado via a câmara de escoamento de concentrado anular (34) e o módulo de osmose reversa (1) via a conexão (13).

A Fig. 4.1 também mostra a estrela (4) que é integrada ao colar de módulo (18) e que impede o encurtamento da membrana.

A Fig. 4.2 mostra a vedação de membrana (19) no estado instalado; o tubo de módulo (2) é vedado via a vedação de módulo (31) na parte inferior do módulo (20). Com o auxílio de uma saliência em formato de “Z” no tubo de módulo (2), o referido tubo é fixado com a placa de flange (21).

Também existe a possibilidade de produzir o módulo completo de osmose reversa (1) como um artigo de uso único com a membrana integrada.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. - “MEMBRANA PARA OSMOSE REVERSA” - Os módulos de osmose reversa, cada contendo um tubo de módulo (2) com uma parte inferior do módulo (20) e uma tampa do módulo

5 (22), e uma membrana de osmose reversa (3) disposta no tubo de módulo (2) e compreendendo um tubo permeado de coleta (9), caracterizados pelo fato de que a membrana de osmose reversa (3) possui um diâmetro pré-determinado fixado e um comprimento selecionado a partir dos valores pré-determinados de comprimento.

10 2. - “MEMBRANA PARA OSMOSE REVERSA” - Os módulos de osmose reversa de acordo com a reivindicação 1, caracterizados pelo fato de que o diâmetro pré-determinado está entre 4,7 polegadas e 5,0 polegadas, preferivelmente 4,9 polegadas, e os possíveis valores de comprimento são cerca de 40

15 polegadas, 23 polegadas e 12 polegadas.

3. - “MEMBRANA PARA OSMOSE REVERSA” - Os módulos de osmose reversa de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizados pelo fato de que a capacidade das membranas de osmose reversa (3) é cerca de 500 l/h, 250 l/h e 100 l/h.

20 4. - “MEMBRANA PARA OSMOSE REVERSA” - Os módulos de osmose reversa de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizados pelo fato de que as áreas de membrana das membranas de osmose reversa (3) são de 15 m²,

6,6 m² e 2,8 m².

25 5. - “MEMBRANA PARA OSMOSE REVERSA” - Os módulos de osmose reversa de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizados pelo fato de que o fluxo de
2/3 transmembrana está entre 30 l/m² e 40 l/m², preferivelmente cerca de 33 l/m².

6. - “MEMBRANA PARA OSMOSE REVERSA” - Os módulos de osmose reversa de acordo com qualquer uma das

5 reivindicações 1 a 5, caracterizados pelo fato de que a membrana de osmose reversa (3) é inserida com uma seção de extremidade em um colar de membrana (18) e é vedada relativa a isso com uma vedação de anel (19), o colar de membrana (18) sendo fixado à parte inferior do módulo (20) e compreendendo uma estrela antiío encurtamento (4).

7. - “MEMBRANA PARA OSMOSE REVERSA” - Os módulos de osmose reversa de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizados pelo fato de que a parte inferior do módulo (20) compreende um orifício de fornecimento de água de

15 alimentação (12), que termina em uma lacuna de anel (26) sob o colar de membrana (18), um orifício de descarga de concentrado (13) que termina de forma radial dentro do colar de membrana (18) sob a membrana de osmose reversa (3), e um orifício (14) conectado à extremidade do tubo permeado de coleta (8).

20 8. - “MEMBRANA PARA OSMOSE REVERSA” - Os módulos de osmose reversa de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizados pelo fato de que o tampa do módulo) (22) também compreende um orifício (14a) que é conectado à outra extremidade do tubo permeado de coleta (9).

25 9. - “MEMBRANA PARA OSMOSE REVERSA” - Os módulos de osmose reversa de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 ou 8, caracterizados pelo fato de que uma
3/3 extremidade do tubo permeado de coleta (9) pode ser fechada por um plugue removível (15).

10. - “MEMBRANA PARA OSMOSE REVERSA” - Os módulos de osmose reversa de acordo com a reivindicação 9, o 5 tubo permeado de coleta (9) compreendendo os orifícios de permeado (10), caracterizados pelo fato de que o plugue (15) estende-se até o primeiro orifício de permeado (10).

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2/3 £*J.

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Μ*

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