ES2258811T3 - Unidad de acoplamiento para elementos con membranas. - Google Patents
Unidad de acoplamiento para elementos con membranas.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UNA UNIDAD DE ACOPLAMIENTO PARA ACOPLAR DOS MIEMBROS TUBULARES DE MEMBRANA DEL TIPO UTILIZADO EN UNA TECNOLOGIA DE FILTRACION POR MEMBRANA, FORMANDO PROLONGACIONES DE UNOS CON OTROS. LA UNIDAD DE ACOPLAMIENTO COMPRENDE UNA PIEZA ENVOLVENTE QUE TIENE EN SUS EXTREMOS UNAS SUPERFICIES DE ESTANQUEIDAD DESTINADAS A QUEDAR ACOPLADAS A LOS EXTREMOS QUE QUEDAN ENFRENTE DE ELLAS DE LOS ELEMENTOS DE MEMBRANA A ACOPLAR A LAS MISMAS. LAS SUPERFICIES DE ESTANQUEIDAD SE PUEDEN FORMAR SOBRE LA PARED PERIFERICA INTERIOR DE LA PIEZA ENVOLVENTE DE MODO QUE SE ACOPLEN A LA PARED PERIFERICA EXTERIOR DE LOS EXTREMOS DE LOS ELEMENTOS DE MEMBRANA. NO OBSTANTE, LA SUPERFICIES DE ESTANQUEIDAD SE PUEDEN FORMAR TAMBIEN SOBRE LAS SUPERFICIES FINALES TRONZADAS DE LA PIEZA ENVOLVENTE Y ACOPLARSE A LA PAREDES FINALES TRONZADAS DE LOS ELEMENTOS DE MEMBRANA. EL INTERIOR DE LA PIEZA ENVOLVENTE PUEDE COMPRENDER UNA PORCION DE CONDUCTO QUE SE EXTIENDA AXIALMENTE DE MODO QUE ENTRE EN CONTACTO CON LOSCONDUCTOS DE FLUJO CORRESPONDIENTES DE LOS ELEMENTOS DE MEMBRANA.
Description
Unidad de acoplamiento para elementos con
membranas.
La presente invención se refiere a una unidad de
acoplamiento para acoplar dos elementos de membrana tubular de un
tipo aplicado a la tecnología de filtrado por membranas, cuyos
elementos de membranas forman extensiones uno de otro.
Tal como es probablemente conocido, el filtrado
por membranas es una técnica de separación en la que se separan
líquidos y gases con ayuda de elementos de membrana. Algunas de las
sustancias quedan retenidas y el resto de las mismas atraviesan la
membrana. Por esta razón el flujo o corriente de alimentación a
purificar se divide en una corriente de producción purificada y una
corriente concentrada.
En una técnica conocida de filtrado por membrana
se conecta una serie de elementos de membrana en serie y se coloca
en un recipiente de presión tubular. El recipiente de presión se
acopla íntimamente alrededor de los elementos de membrana,
disponiéndose anillos de estanqueidad entre los elementos de
membrana y el recipiente de presión. Los elementos de membrana y el
recipiente de presión forman por lo tanto una unidad de
conjunto.
El objetivo de la presente invención es dar a
conocer una unidad de acoplamiento para estos elementos de membrana,
mediante cuyos medios resulta posible acoplar elementos de membrana
sin necesidad de utilizar dicho recipiente de presión.
La invención está representada en su forma más
amplia por el dispositivo según la reivindicación 1.
Se describen realizaciones preferentes en las
reivindicaciones dependientes adjuntas.
Con ayuda de la pieza envolvente o camisa según
la presente invención los elementos de membrana son acoplados entre
si tanto desde el punto de vista de técnica de flujo como en el
sentido constructivo. En aplicaciones a baja presión el recipiente
de presión antes mencionado puede ser omitido por completo. No
obstante, si se utiliza un recipiente de presión los elementos de
membrana y el recipiente de presión forman partes independientes de
la instalación. Esto proporciona la posibilidad de fabricar los
elementos de membrana y el recipiente de presión independientemente
entre si, utilizando diferentes medidas y con elección libre del
material. También permite que el recipiente a presión sirva como
conducto de transporte para una de las corrientes
menciona-
das.
das.
De acuerdo con una realización preferente de la
unidad de acoplamiento, las superficies de estanqueización están
constituidas sobre la pared interior periférica en forma de camisa
envolvente y están diseñadas para acoplarse a la pared periférica
exterior de los extremos de los elementos de membrana, siendo el
diámetro interno de la pieza que forma dicha camisa ligeramente
mayor, por lo menos en sus extremos, que el diámetro externo de los
extremos de los elementos de membrana que se acoplan.
En esta realización de la unidad de acoplamiento
se acopla alrededor de los extremos de los elementos de membrana que
se desean acoplar. La diferencia entre el diámetro interior de la
pieza envolvente o camisa y el diámetro exterior de los extremos de
los elementos de membrana se selecciona de manera tal que se obtiene
el encaje deseado. Por ejemplo, si un acoplamiento tiene que
resistir la tracción, el encaje será más fuerte que cuando dicho
acoplamiento no tiene necesidad de resistir esfuerzos de
tracción.
Si bien los extremos en forma de camisa
envolvente podrían estar previstos con incremento de diámetro de
forma escalonada a efectos de posibilitar su acoplamiento alrededor
de los elementos de membrana, es preferible constructivamente que
dicho diámetro interior de la pieza de camisa o pieza envolvente sea
igual en toda su longitud. De esta manera se obtiene una pieza
envolvente o camisa poco complicada cuya fabricación es simple.
Otra realización prevé una unidad de
acoplamiento cuyas superficies de estanqueización están formadas en
las superficies transversales extremas de la pieza de camisa
envolvente y están diseñadas para el acoplamiento de las paredes
transversales extremas dispuestas en oposición de los elementos de
membrana. En este caso las superficies transversales extremas de la
pieza envolvente y las paredes transversales extremas de los
elementos de membrana se empujan íntimamente entre si por medios
adicionales.
Con independencia de la realización adoptada es
preferible que las superficies de estaqueización estén dispuestas
de medios tales como anillos de estanqueidad, perfiles superficiales
y similares para aumentar la eficacia de la estanqueización y/o del
acoplamiento. Los anillos de estanqueidad pueden ser recibidos, por
ejemplo, en ranuras periféricas de la pieza envolvente o camisa
para acoplarse en perfiles superficiales apropiados en los
elementos de membrana. Naturalmente lo inverso es también posible,
disponiéndose anillos de estanqueidad en los elementos de membrana
y poseyendo la pieza envolvente o camisa un perfilado
superficial.
Como forma particular de perfilado superficial
se puede mencionar el roscado, por medio del cual la pieza
envolvente o camisa puede ser roscada sobre el extremo de los
elementos de membrana.
Una realización específica de la unidad de
acoplamiento mencionada se caracteriza como mínimo por una parte de
conducto que se extiende axialmente, situada en el interior de la
pieza envolvente o camisa, diseñada para hacer que sus dos extremos
se comuniquen con correspondientes conductos de flujo en los
elementos de membrana. Cuando los dos elementos de membrana están
acoplados con ayuda de dicha unidad de acoplamiento, la parte de
conducto asegura que con respecto al flujo se encuentran en
comunicación los correspondientes conductos de flujo de los varios
elementos de membrana.
En este contexto es preferible que el diámetro
externo de la parte de conducto sea ligeramente menor que el
diámetro interno de dichos conductos de flujo en los elementos de
membrana. Esto permite que los extremos de la parte de conducto
sean insertados en los conductos de flujo formando una conexión
estanca entre la parte del conducto y dichos conductos de
flujo.
A este respecto es ventajoso además que la parte
de conductos se prolongue en dirección axial más allá de los
extremos de la pieza envolvente o camisa. De esta manera el solape
entre la parte de conducto y los conductos de flujo es suficiente
para minimizar la posibilidad de fugas.
Se puede obtener una realización
constructivamente simple de dicha variante de unidad de acoplamiento
al unir el conducto a la pieza de camisa o envolvente por medio de
unos radios que se extienden sustancialmente de forma radial.
Tal como se ha mencionado anteriormente es
posible con ayuda de la unidad de acoplamiento, según la presente
invención, utilizar elementos de membrana acoplados en combinación
con un recipiente de presión conocido en si mismo. En este caso es
preferible disponer en la periferia exterior de la pieza envolvente
o camisa con unos salientes separadores. Con ayuda de dichos
salientes separadores resulta simple efectuar el centraje de la
unidad de acoplamiento, y de acuerdo con ello de los elementos de
membrana situados en el interior del recipiente a presión.
Dado que en este caso el recipiente de presión
actúa en general como conducción de transporte para uno de los
flujos o corrientes, es ventajoso distribuir los salientes
separadores de manera regular en dirección axial sobre la periferia
de la pieza envolvente o camisa. De esta manera, no presentarán
impedimento alguno a dicha corriente.
Naturalmente es también posible disponer más de
un conducto dentro de la pieza envolvente o camisa de la unidad de
acoplamiento. En general se podría afirmar que la realización de la
unidad de acoplamiento depende principalmente del diseño de los
elementos de membrana a acoplar.
A continuación se explicará la invención de
manera más detallada haciendo referencia a los dibujos que muestran
una serie de realizaciones de la unidad de acoplamiento según la
invención.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de
la primera realización de la unidad de acoplamiento de acuerdo con
la invención;
La figura 2 muestra una aplicación de la unidad
de acoplamiento mostrada en la figura 1;
La figura 3 muestra otra aplicación de la unidad
de acoplamiento de la figura 1;
La figura 4 muestra en perspectiva una segunda
realización de la unidad de acoplamiento según la invención;
La figura 5 muestra una aplicación de la unidad
de acoplamiento según la figura 4, y
La figura 6 muestra una segunda aplicación de la
unidad de acoplamiento según la figura 4.
La unidad de acoplamiento mostrada en las
figuras sirve para el acoplamiento de dos elementos de membrana de
forma tubular del tipo que se utilizan en la tecnología de filtrado
por membranas, de manera que uno de ellos constituye una
prolongación del otro. Los elementos de membrana de este tipo son
conocidos y no requieren explicación adicional.
La unidad de acoplamiento comprende
sustancialmente una pieza envolvente o camisa (2). Dicha pieza (2)
en forma de camisa envolvente está dotada en sus dos extremos de
superficies de estanqueidad. La figura 1 muestra una de dichas
superficies de estanqueidad en el extremo de la derecha de la pieza
envolvente o camisa (2), habiéndose indicado con el numeral (3).
Dicha superficie de estanqueidad está formada en la pared periférica
interior de la pieza envolvente o camisa (2). De manera similar se
dispone una superficie de estanqueidad de iguales características en
el extremo opuesto, no visible, de la pieza envolvente o camisa
(2).
La superficie de estanqueización (3) está
diseñada para acoplarse a la pared periférica exterior (4) de los
extremos de los elementos de membrana (1). Con este objetivo el
diámetro interior del extremo de la pieza en forma de camisa (2) es
ligeramente mayor que el diámetro externo de los elementos de
membrana. La diferencia entre los diámetros depende del
acoplamiento o encaje deseado.
En la realización mostrada en la figura 1 el
extremo de los elementos de membrana (1) está dotado de un anillo
de estanqueidad (5) que se acopla en una ranura periférica. La
superficie de estanqueización (3) de la pieza envolvente o camisa
(2) está dotada de un perfil superficial (6) que, cuando la pieza
envolvente o camisa (2) está montada con un elemento de membrana
(1), se acopla de manera muy eficaz con el anillo de estanqueidad
(5).
La pieza (2) en forma de camisa de la
realización mostrada en la figura 1 es cilíndrica y tiene el mismo
diámetro en toda su longitud. No obstante, otra posibilidad consiste
en reducir el diámetro en una parte central de la pieza (2) en
forma de camisa o envolvente, incrementando simultáneamente su
diámetro solamente en los extremos a efectos de permitir que dichos
extremos de los elementos de membrana queden acoplados.
El interior de la pieza envolvente o camisa (2)
comprende una parte de conducto (7) que se prolonga en dirección
axial. La parte de conducto (7) está unida con la pieza envolvente
(2) por medio de unas piezas (8) que se extienden de manera
sustancialmente radial en forma de radios.
En la realización mostrada, la parte de conducto
(7) se prolonga axialmente más allá de los extremos de la pieza
envolvente (2). Cuando la unidad de acoplamiento está dispuesta
entre dos elementos de membrana adyacentes, la parte del conducto
(7) se conecta con los conductos de flujo correspondientes (9)
dispuestos en los elementos de membrana. En general, el diámetro
externo de la parte (7) del conducto será ligeramente menor que el
diámetro interno de dichos conductos de flujo (9), de manera que se
puede obtener una conexión óptima entre la parte del conducto (7) y
los conductos de flujo (9). Esto significa que la unidad de
acoplamiento, además de conectar los elementos de membrana,
proporciona también la comunicación entre los conductos de flujo
formados de forma intermedia. Desde luego, contrariamente a lo que
se ha indicado en la figura 1, pueden existir más de una parte de
conducto.
Las figuras 2 y 3 muestran dos ejemplos de
aplicación de la unidad de acoplamiento mostrada en la figura 1. Se
debe observar que estas figuras, igual que la figura 1, muestran una
vista a mayor escala del conjunto completo.
En la figura 2 los dos elementos de membrana (1)
están dispuestos uno como prolongación del otro y están acoplados
con intermedio de la pieza envolvente o camisa (2). Los extremos de
los elementos de membrana (1) que se alejan uno de otro se conectan
a otras dos piezas envolventes o de camisa (2), cuyos otros extremos
se conectan con caperuzas extremas (10). Estas caperuzas extremas
proporcionan, de manera conocida en si misma, la entrada y salida
de las diferentes corrientes o flujos.
En la realización mostrada en la figura 3 los
elementos de membrana a acoplar no están dispuestos, de forma
estricta, en prolongación uno de otro. Ello se realiza por medio de
una parte intermedia de constitución especial (11) que provoca la
inversión de la dirección del flujo. No obstante, el principio de
esta realización no se aparta del concepto de la misma, dado que
los ramales de conexión (12) y (13) son comparables al extremo de
un elemento de membrana. Los extremos de los elementos de membrana
(1) que se alejan de la parte intermedia (11) están conectados a
las caperuzas extremas (10) por medio de una pieza envolvente o
camisa (2) de la manera que se ha mostrado en la figura 2.
La figura 4 muestra una realización de la unidad
de acoplamiento que, de forma amplia, corresponde a la realización
mostrada en la figura 1. La diferencia consiste en que en la
periferia exterior de la pieza envolvente (2) se han dispuesto unos
salientes separadores (14). Esos salientes separadores están
distribuidos de una manera regular y en la dirección axial sobre la
periferia de la pieza envolvente o de camisa (2).
La figura 5 muestra que los salientes
separadores (14) facilitan el centrado de la pieza envolvente o
camisa (2) en el interior de un recipiente de presión (15) que es
conocido en si mismo, centrando por lo tanto asimismo los elementos
de membrana (1) en el interior de dicho recipiente de presión (15).
De esta manera, el espacio existente entre el diámetro externo de
la pieza envolvente o camisa (2) y el recipiente de presión (15)
puede actuar como conducto de flujo. La realización mostrada en la
figura 6 posee en un lado del recipiente de presión (15) una placa
de cierre o pestaña de acoplamiento (16). El extremo opuesto del
recipiente de presión (15) está dotado de medios de entrada y
salida (17) para las diferentes corrientes.
Las realizaciones de la unidad de acoplamiento
descrita anteriormente poseen la característica común de que los
extremos de la pieza envolvente (2) se acoplan siempre alrededor de
los extremos de los elementos de membrana. No obstante, los
extremos transversales (18) de la pieza envolvente (2) podrían
acoplarse también posiblemente con las paredes extremas (19) de los
extremos respectivos de los elementos de membrana (1).
La invención no queda limitada a las
realizaciones anteriormente descritas, la cual se puede modificar de
muchos modos permaneciendo dentro del ámbito de la presente
invención tal como se ha especificado en las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (9)
1. Unidad de acoplamiento para el acoplamiento
de dos elementos de membrana tubulares (1) del tipo aplicado en la
tecnología de filtrado por membranas, cuyos elementos de membrana
(1) forman extensiones uno de otro, comprendiendo una pieza
envolvente o camisa (2) dotada en ambos extremos con superficies de
estanqueidad (3) destinadas a acoplar los extremos en oposición de
dichos elementos de membrana (1) que se desean acoplar a aquella,
cuya unidad de acoplamiento comprende además, como mínimo, una parte
de conducto (7) que se extiende axialmente, situada dentro de dicha
pieza envolvente o camisa (2) diseñada para tener sus dos extremos
en comunicación con correspondientes conductos de flujo (9) de
dichos elementos de membranas (1), caracterizada porque
dicha parte de conducto (7) está unida a dicha pieza de camisa (2)
por medio de zonas en forma de radios (8) que se extienden de forma
sustancialmente radial.
2. Unidad de acoplamiento, según la
reivindicación 1, caracterizada porque la periferia exterior
de dicha pieza envolvente (2) está dotada de salientes separadores
(14).
3. Unidad de acoplamiento, según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque los salientes
separadores (14) están distribuidos de una manera regular en
dirección axial sobre la periferia de la pieza envolvente (2).
4. Unidad de acoplamiento, según las
reivindicaciones 1-3, caracterizada porque
dichas superficies de estanqueidad (3) están formadas sobre la pared
periférica interior de la camisa o envolvente (2) y están diseñadas
para acoplar la pared periférica exterior de los extremos de los
elementos de membrana (1) con el diámetro interior de la pieza
envolvente (2) siendo, por lo menos en los extremos, ligeramente
mayores que el diámetro externo de los extremos de los elementos de
membrana en acoplamiento (1).
5. Unidad de acoplamiento, según la
reivindicación 4, caracterizada porque dicho diámetro
interior de la pieza envolvente (2) es igual al total de su
longitud.
6. Unidad de acoplamiento, según la
reivindicación 1, caracterizada porque las superficies de
estanqueidad (3) están formadas en las superficiales transversales
extremas de la pieza envolvente (2) y están diseñadas para acoplarse
con las paredes transversales extremas en oposición de los elementos
de membrana (1).
7. Unidad de acoplamiento, según una de las
reivindicaciones anteriores 1-6,
caracterizada porque las superficies de estanqueidad (3)
están dotadas de medios tales como anillas de estanqueidad (5),
perfilado superficial y similares, para ayudar a la eficacia del
cierre estanco y/o al acoplamiento.
8. Unidad de acoplamiento, según las
reivindicaciones 1-7, caracterizada porque el
diámetro exterior de la parte de conducto (7) es ligeramente menor
que el diámetro interno de dichos conductos de flujo (9) en los
elementos de membrana (1).
9. Unidad de membrana, según la reivindicación
8, caracterizada porque la parte del conducto (7) se extiende
en dirección axial más allá de los extremos de la pieza envolvente
(2).
Applications Claiming Priority (2)
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