ES2279940T3 - Dispositivo de filtro de construccion segmentada. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de filtro (10) que comprende elementos de filtro (1a, 11a, 22a) que presentan aberturas (4) en su pared anular interior y elementos de filtro (1b, 11b, 22b) que presentan aberturas (3) en su pared anular exterior, cuyos elementos de filtro son todos ellos de forma sustancialmente cilíndrica y están apilados alternativamente uno sobre otro; una carcasa exterior (20) que forma con las paredes anulares exteriores (9) de los elementos de filtro (1a, 1b, 22a, 22b, 11a, 11b) una cámara de fluido (16) de dicha carcasa exterior que termina en una segunda tubería de fluido (14); una tubería interior (18) del filtro que está formada por las paredes anulares interiores (8) de los elementos de filtro (1a, 1b, 22a, 22b, 11a, 11b) y que está unida por medio de las aberturas (4) de la pared anular interior con elementos de filtro (1a, 11a, 22a) y con una primera tubería de fluido (12); un material filtrante (2) sustancialmente de forma anular.

Description

Dispositivo de filtro de construcción segmentada.

La invención concierne a un dispositivo de filtro con elementos ensartados de forma sustancialmente cilíndrica a los que puede afluir alternativamente una corriente de fluido en dirección radial desde fuera o desde dentro, y con un material filtrante de forma de anillo dispuesto entre cada dos de estos elementos. Dispositivos de filtro del género expuesto están descritos en la patente EP 0152903 B1.

En este caso, un material filtrante a manera de hoja de forma anular es recorrido con fluido a filtrar desde aberturas frontales de elementos de afluencia cilíndricos huecos que están ensartados sobre una tubería para fluido a filtrar y están unidos con ésta, y el filtrado es reconducido a elementos de evacuación cilíndricos huecos a través de aberturas frontales y es reconducido desde éstos a una cámara de filtrado. Los elementos están hechos preferiblemente de un material de larga duración, tal como metal, especialmente acero, o plástico, y encierran entre ellos una respectiva hoja de material filtrante que puede ser cambiada cuando se haya agotado.

Un filtro del género expuesto está representado en perspectiva en las figuras 1 y 3.

Se imponen requisitos muy altos a dispositivos de filtro de esta clase. Aparte de una consecución asegurada completa de las prestaciones de filtrado requeridas, se tiene que poder garantizar un funcionamiento fiable exento de perturbaciones, ya que un fallo del dispositivo de filtro no sólo conduce a productos inutilizables, sino que van también ligadas a él unas enormes pérdidas por paro. Los dispositivos de filtro del género expuesto pueden utilizarse en los más diferentes sectores, tal como para el filtrado y separación de sólidos o bien líquidos de gases, por ejemplo para separar aceite de aire comprimido (separador de aceite), para retirar microorganismos de bebida o de caldos de cultivo de fermentadores y para operaciones similares. Estos dispositivos de filtro tienen que aguantar aquí temperaturas de hasta 200, en parte hasta 300ºC, y presiones en el intervalo de 16 bares a 20 o incluso 30 bares. No deberán fallar tampoco cuando se sobrepase alguna vez la capacidad de diseño - en ciertas circunstancias durante corto tiempo - en una magnitud doble o incluso triple.

Particularmente en la fabricación de alimentos y bebidas, tal como, por ejemplo, en fábricas de cerveza, se tiene que asegurar frecuentemente también, aparte de los requisitos anteriormente comentados, que los filtrados sean estériles después de su paso por el filtro. En caso de un fallo de la acción de esterilización, lo que no siempre se puede apreciar inmediatamente, pueden resultar inservibles considerables cantidades de producción.

Un problema de las instalaciones de filtrado según el estado de la técnica reside en el sellado de los discos de material filtrante con respecto a los elementos de afluencia y de evacuación. Hasta ahora, los discos de material filtrante se mantienen sujetos entre los elementos de afluencia y de evacuación por medio de un respectivo borde de sellado sustancialmente plano periférico por dentro y por fuera, siendo presionados los elementos uno sobre otro para garantizar un sellado por medio de la presión de prensado. En una forma de realización preferida se presionan uno sobre otro los elementos de una pila de éstos por medio de un anclaje de tracción que atraviesa el eje central del filtro y se sella el medio filtrante en las zonas de borde.

En las instalaciones de filtrado conocidas del género expuesto se ha visto que en el montaje es posible una torsión de los elementos de afluencia a manera de discos anulares uno respecto de otro y se pueden producir así un daño y, en casos particulares, incluso un cizallado de las membranas filtrantes. La sujeción de los discos de membrana filtrante en la zona de sellado ha conducido también en el pasado bajo una alta carga a una formación de canales y a falta de estanqueidad. Esto se presentaba especialmente cuando el fluido, a presión elevada, puede formar sin impedimentos un camino en el material blando de la membrana. Por tanto, la estanqueidad de las membranas con respecto a los elementos era todavía mejorable.

Frente a esto, el cometido de la invención consiste en mejorar un dispositivo de filtro del género expuesto de modo que se mejore el sellado de los elementos de filtro.

El problema se resuelve según la invención por medio de un dispositivo de filtro con elementos de filtro que presentan aberturas en su pared anular interior y elementos de filtro que presentan aberturas en su pared anular exterior, todos los cuales son sustancialmente de forma cilíndrica hueca y están apilados alternativamente uno sobre otro; una carcasa exterior que forma con paredes anulares exteriores de los elementos de filtro una cámara de fluido de dicha carcasa exterior que termina en una segunda tubería de fluido; una tubería interior del filtro que está formada por las paredes anulares interiores de los elementos de filtro y que está unida por las aberturas de la pared anular interior con elementos de filtro y con una primera tubería de fluido; un material filtrante sustancialmente de forma anular dispuesto entre cada dos de estos elementos de filtro; siendo los elementos de filtro de forma sustancialmente cilíndrica hueca y presentando una pared anular interior, una pared anular exterior y unas superficies extremas superior e inferior con aberturas, presentando los elementos de filtro aberturas en su pared exterior radial o en su pared interior radial; con lo que se puede establecer una conducción de líquido desde la tubería interior del filtro a través de aberturas de la pared interior de los elementos de filtro de forma cilíndrica hueca y a través de las aberturas extremas de los mismos, pasando por el material filtrante de forma anular y por las aberturas extremas, hasta el siguiente elemento de filtro de forma cilíndrica hueca que presenta aberturas exteriores y, a través de las aberturas de éste dispuestas en la pared exterior, hasta el espacio del filtrado o la cámara de la carcasa, o bien, con inversión de flujo, se puede establecer una conducción de fluido desde la tubería exterior hasta la tubería interior; una parte de tapa para cerrar herméticamente el elemento de filtro extremo superior; y una parte de fondo para cerrar el elemento de filtro extremo inferior; presentando las superficies extremas del elemento de filtro unas superficies de sellado exterior e interior periféricas sustancialmente planas que, al colocar los elementos de filtro uno sobre otro, vienen a quedar situadas una sobre otra con aprisionamiento del material filtrante entre ellas y resultan entonces no planas.

Como ya se ha explicado, para un dispositivo de filtro de la clase aquí comentada es de gran importancia que éste sea completamente hermético, es decir que se excluya que el fluido a filtrar atraviese de alguna manera el dispositivo de filtro sin que sea filtrado, o sea, que, por ejemplo, esquive el material filtrante formando una "derivación". A este respecto, es de importancia especial que el material filtrante, especialmente en un dispositivo de filtro como el que se describe más adelante, esté sujeto herméticamente entre los elementos, es decir, entre las respectivas paredes anulares exterior e interior. En principio, se puede contribuir a esto rodeando los elementos en sus bordes exterior e interior con un cerco de sellado.

Como quiera que se prevén ahora superficies de sellado no planas o asperizadas, se evita la torsión de los elementos con respecto al material filtrante y se impide así que resulte dañada la membrana por efecto del movimiento de giro. Asimismo, se puede suprimir de este modo una formación de canales, ya que en la zona de sellado se forman densidades diferentes del material filtrante debido a la presión de prensado ligeramente menor. Por falta de planicidad se entienden aquí rugosidades que no lesionan la membrana intercalada, pero que realizan una estampación debido a que se evita una torsión de la membrana. Se suprime también la formación de canales, ya que las rugosidades consolidan la membrana por medio de la estampación.

La enseñanza de la invención se extiende también a fijar el material filtrante de forma no giratoria - con o sin cuerpo de tamiz - en el anillo de sellado, ya que, al producirse un giro de los elementos de filtro o al atraer la armadura de tracción, se dañan a veces o incluso se cizallan las membranas. El material filtrante - con o sin cuerpo de tamiz de apoyo - es estampado según esta enseñanza por la rugosidad de las superficies de sellado y descansa entonces en forma no giratoria sobre la superficie correspondiente o sobre la zona periférica correspondiente. El elemento es mantenido igualmente en forma no giratoria sobre la membrana. Asimismo, se puede obtener una elasticidad deseada para un cierre de sellado fiable entre los elementos y los materiales filtrantes intercalados, tal como se explica aún con detalle más adelante.

Es favorable en el aspecto técnico de la mecanización que las faltas de planicidad de las superficies de sellado exterior e interior sean sustancialmente iguales. Como procedimiento para obtener las faltas de planicidad de las superficies de sellado se ofrecen, por ejemplo, el tratamiento con chorros de arena, el tratamiento con chorros de bolas, la mecanización con láser, el fresado o cualquier otro procedimiento de mecanización del material de los bordes de sellado que sea corriente para el experto. Es esencial únicamente que las faltas de planicidad no sean tan altas que perforen el material filtrante o lo estropeen gravemente; tienen que hacerse de modo que solamente se produzca una estampación de la zona de sellado de la membrana, pero ninguna perforación o corte de la misma. La elección de la rugosidad depende también hasta cierto grado del material filtrante empleado. Los materiales filtrantes con fácil desintegrabilidad toleran menos rugosidad que materiales altamente elásticos, extensibles y resistentes a la tracción, tales como PTFE o aramida.

Es conveniente en el aspecto técnico de la mecanización que las faltas de planicidad de las superficies de sellado exterior e interior sean una rugosidad sustancialmente idéntica.

Para soportar el material filtrante y mantener alejadas las impurezas bastas puede ser recomendable que, considerado en la dirección de flujo, se anteponga o se posponga al material filtrante al menos un cuerpo de tamiz. Puede ser conveniente en el aspecto técnico de la fabricación construir los elementos de filtro de forma cilíndrica en varias piezas, al menos a base de un anillo interior y un anillo exterior, así como eventualmente uno o varios cuerpos de tamiz. Puede ser también conveniente que al menos un cuerpo de tamiz pueda colocarse sobre la superficie extrema. Puede preferirse que el material filtrante esté dispuesto a cierta distancia del cuerpo de tamiz. Considerado en la dirección de flujo, puede estar antepuesto o pospuesto al material filtrante al menos un cuerpo de tamiz; se pueden prefiltrar así impurezas bastas.

Puede ser favorable que los elementos de filtro, la carcasa y las partes de tapa y de fondo estén hechos al menos en parte de plástico. Éste tiene la ventaja de la fabricación sencilla y barata. Sin embargo, para filtros con tiempos de vida especialmente largos o bien alta carga mecánica puede ser conveniente que los elementos de filtro, la carcasa y las partes de tapa y de fondo estén hechos al menos en parte de metal, tal como acero.

En una forma de realización preferida el elemento de forma cilíndrica está construido en varias partes y consta al menos de un anillo interior y un anillo exterior (así como eventualmente uno o varios cuerpos de tamiz). En este caso, al menos un cuerpo de tamiz puede ser encastrable en la pared anular exterior y/o en la pared anular interior. El material filtrante puede estar dispuesto a cierta distancia del cuerpo de tamiz, pero puede descansar también sobre éste al menos en parte.

El material filtrante de forma anular puede presentar individualmente o en combinación cerámica, metal, polímeros naturales o sintéticos, intercambiadores iónicos de resina artificial, polímeros de hidrocarburos halogenados, Teflon, porcelana, vidrio, metal, papel, celulosa, fieltro, cuero, amianto, vidrio, serrín, piedra pómez, dióxido de titanio y puede constar eventualmente de dos o más capas. Debido al material filtrante, puede ser necesario en este caso configurar la membrana filtrante de modo que esté constituida por materiales diferentes; así, por ejemplo, puede ser deseable una construcción a manera de emparedado o bien una disposición en la que la membrana filtrante presente una zona de retención de una composición diferente de la que tiene la zona filtrante. El material filtrante de forma anular puede ser regenerable en determinados casos de aplicación, por ejemplo con resinas de intercambio iónico. El material filtrante coopera de forma obturadora en sus zonas de borde completas con los elementos o elementos de filtro. Mediante la enseñanza de sellar el material filtrante en toda su zona de borde con o respecto de los elementos de forma cilíndrica hueca por medio de la superficie de sellado no plana, es posible evitar los inconvenientes antes citados en un dispositivo de filtro del género expuesto. En caso de material filtrante sensible a la presión, tal como fritas de vidrio u otros materiales quebradizos, puede ser conveniente que el materia filtrante plano presente una zona de retención de una composición distinta de la existente en una zona filtrante.

Para asegurar la presión de prensado sobre el conjunto de elementos que es esencial para la estanqueidad del filtro, se prefiere que en la tubería interior esté formado un anclaje de tracción sobre el cual estén enchufados los elementos de filtro de forma cilíndrica hueca y el material filtrante de forma anular y que esté fijado en la caperuza de cubierta superior y en la caperuza de cubierta inferior, y afiance así la pila de elementos de filtro/material filtrante. Este anclaje puede presentarse, por ejemplo, en forma de un tornillo largo y eventualmente puede mantenerse bajo tracción con un muelle de compresión. Sin embargo, la previsión de un anclaje de tracción no es esencial; puede adoptarse cualquier otra medida que garantice que los elementos de la pila de elementos de filtro sean presionados uno sobre otro con sellado del conjunto por medio del prensado de las superficies de sellado una sobre otra, tal como es de conocimiento corriente para el experto.

En caso de que, por ejemplo, los elementos de filtro no presenten una estabilidad suficiente frente a la presión que ha de aplicarse sobre dichos elementos, puede ser entonces conveniente que los elementos de forma cilíndrica presenten unas paredes de apoyo que discurran radialmente hacia el eje de la tubería interior y perpendicularmente a las superficies extremas de dichos elementos.

Las aberturas en al menos una superficie extrema de los elementos de forma cilíndrica hueca a través de las cuales afluye después la corriente al material filtrante o por las cuales el filtrado entra en un elemento de filtro, pueden estar realizadas, por ejemplo, a manera de agujeros y/o en forma de hendiduras (véase la figura 8) y/o pueden ser del tipo de tamiz.

Al montar el filtro, es decir, al colocar los distintos elementos de afluencia de la corriente uno sobre otro e inmovilizar el conjunto de dichos elementos de afluencia, las superficies asperizadas de la zona de sellado de elementos de afluencia contiguos quedan situadas sobre los lados opuestos de un disco de material filtrante que se comprime y se fija localmente por medio de las faltas de planicidad, con lo que se evita una torsión del material filtrante con respecto a los elementos de afluencia de la corriente y una torsión de estos elementos de afluencia uno respecto de otro.

Cada elemento de filtro que actúa como elemento de guía de flujo posee al menos una abertura de entrada o al menos una abertura de salida que están formadas en la pared interior o en la pared exterior, así como accesos de material filtrante, y desde éstos llega la corriente al medio "filtrante" en el dispositivo de filtro según la invención, siendo retirado de las aberturas de salida el filtrado depurado contenido en el espacio de filtrado del dispositivo de filtro.

En el caso de una inversión de la dirección de flujo, la cual puede ser realizada, por ejemplo, para "limpiar" un filtro, el fluido a filtrar circula de fuera a dentro.

Haciendo referencia a la dirección de flujo primeramente descrita, se pretende designar aquí con pared interior la zona de cierre de cada elemento de filtro hacia dentro, es decir, en la construcción de doble tubo conocida la zona correspondiente al tubo interior. Igualmente, se pretende designar con pared exterior la zona coincidente con el tubo de mayor diámetro. La abertura de entrada de la pared exterior o la abertura de salida de la pared interior conduce a que se cree cada vez una "cámara" definida en la que primero entra el filtrado desde dentro y éste es desviado y luego atraviesa un disco filtrante situado encima o debajo. Una cámara así formada, que, por lo demás, puede presentar aberturas de salida o aberturas de entrada distribuidas por el perímetro, dispone arriba y abajo de superficies de sellado o regletas de sellado asperizadas periféricas interiores y exteriores contra las cuales pueden ser presionados los elementos en forma aproximadamente hermética.

Sin embargo, en casos especiales, por ejemplo al presentarse membranas de alta resistencia, tales como membranas de cerámica o de plástico de alta resistencia (nylon, hidrocarburos fluorados, aramidas, etc.), puede ser ya suficiente también el material filtrante como tal, es decir que no es necesario un cuerpo de tamiz o de apoyo.

El elemento de un dispositivo de filtro según la invención puede estar configurado en principio en una sola pieza. Sin embargo, es recomendable desde el punto de vista de la producción que se fabrique el elemento en forma de una pared anular interior y una pared anular exterior que se unan una con otra por medio de cuerpos de tamiz. El cuerpo de tamiz puede estar para ello soldado o pegado en sus bordes interior y exterior con los bordes interior y exterior. Especialmente cuando deba disponerse un cuerpo de tamiz delante y detrás del material filtrante, es recomendable unir el cuerpo de tamiz en forma soltable con la pared anular interior y con la pared anular exterior, por ejemplo mediante una unión atornillada. Podría ser recomendable también, por ejemplo, un aprisionamiento por medio de tornillos de apriete.

Es de importancia enteramente decisiva para la estanqueidad del dispositivo de filtro, esto es, para la cooperación de sellado de los elementos con el material filtrante, que en todos los elementos, específicamente en todas las paredes anular interiores y exteriores de los elementos, reine siempre la presión necesaria entre elementos contiguos para asegurar el prensado de sellado del material filtrante, especialmente cuando se emplee material filtrante relativamente delgado que, además, sea aún relativamente poco extensible, la presión entre las paredes anulares exteriores e interiores de los elementos puede disminuir decisivamente por efecto de fenómenos de asentamiento.

Para mantener unidos los elementos se afianzan usualmente los sujetadores superior e inferior de dichos elementos uno contra otro por medio de un anclaje de tracción. El anclaje de tracción puede ser, por ejemplo, un tornillo largo guiado a través del centro del dispositivo de filtro, coincidente con el eje de dicho dispositivo de filtro, cuyo tornillo afiance los sujetadores inferior y superior para los elementos uno contra otro.

Un dispositivo de filtro según la invención como el que se ha descrito anteriormente puede hacerse funcionar en principio con material filtrante diferente. Dado que el caudal es también función de la superficie filtrante disponible, es ventajoso alojar el mayor número de unidades de filtro que sea posible en una unidad de volumen. Se favorece un aprovechamiento económico del espacio por medio de relativamente pocos elementos. Para hacer frente a esto, la invención enseña también el recurso de emplear membranas de plástico como material filtrante en dispositivos de filtro de la clase aquí comentada, especialmente en un dispositivo de filtro con una o varias de las características anteriormente descritas. El material de partida para tales membranas es comercializado también, por ejemplo, bajo la marca GORE-TEX. Este material filtrante consiste en una membrana que es activa como filtro.

Ejecuciones ventajosas de la invención se desprenden de las reivindicaciones subordinadas y de la descripción siguiente del dibujo adjunto, que representa únicamente ejemplos de realización y en el que muestran:

La figura 1, una vista parcialmente seccionada de un ejemplo de realización de un dispositivo de filtro según la invención,

La figura 2, una representación de principio del recorrido del fluido en un dispositivo de filtro según la invención,

La figura 3, una vista en perspectiva del dispositivo de filtro de la figura 1 con carcasa retirada,

La figura 4, dos elementos de un dispositivo de filtro según la invención con una membrana de filtro intercalada en representación ampliada,

La figura 5, una forma de realización alternativa de un elemento según la invención,

La figura 6, un elemento alternativo que está abierto hacia dentro y cerrado hacia la tubería exterior,

La figura 7, una vista en planta de un elemento según la figura 4 y la figura 5 con paredes de apoyo,

La figura 8, otro elemento alternativo con aberturas de forma de hendiduras en las superficies extremas, en vista en planta,

La figura 9, material filtrante en vista en planta y

La figura 10, esquemáticamente, la afluencia de fluido al material filtrante en un dispositivo de filtro entre dos elementos de filtro.

Se representa y describe un dispositivo de filtro 10 para fluidos, es decir, para filtrar gases, líquidos o similares en instalaciones de la técnica de procesos, como el que se ha explicado con detalle más arriba al principio. El dispositivo de filtro es especialmente adecuado para la filtración de gases. Un ejemplo de filtros según la invención, como los que están representados en la figura 1, son separadores de aceite, separadores de agua, intercambiadores iónicos y similares.

En la figura 1 se muestran una representación en perspectiva de una ejecución preferida de un dispositivo según la invención, estando cortada una ventana en la carcasa 20. Se aprecian claramente los elementos alternativamente superpuestos con superficies extremas 7 a manera de tamiz y aberturas alternativamente exteriores e interiores que hacen posible una entrada de fluido desde la tubería interior 18 o desde la cámara 16 de la carcasa que está formada entre las paredes anulares exteriores 9 y la carcasa 20.

En la figura 2 se representa esquemáticamente el flujo del fluido en el dispositivo de filtro 10, efectuándose aquí la alimentación de fluido a filtrar a través de la tubería interior 18 y realizándose la evacuación de fluido filtrado desde la cámara 16 de la carcasa. Se aprecia claramente que el fluido a filtrar llega al dispositivo de filtro 10 a través de la tubería de alimentación 12, atraviesa los elementos 1a por las aberturas 4 de la pared interior, es filtrado luego por la membrana filtrante 2 herméticamente fijada sobre la pared extrema 7 con aberturas, entra en el siguiente elemento 1b a través de la pared extrema 7 de éste y luego sale del mismo por las aberturas 3 de la pared exterior pasando al espacio de la carcasa o a la cámara exterior 16 y es evacuado en estado filtrado a través de la segunda tubería de fluido 14 conectada aquí como tubería de evacuación. En el dispositivo de filtro 10 representado de forma muy esquematizada en la figura 2 se muestra el material filtrante 2, con fines de ilustración, en forma fuertemente ampliada y con trazo especialmente grueso; esto no corresponde en modo alguno a una realización técnica de la invención, sino que sirve solamente para una mejor comprensión. Como se puede apreciar, los elementos 1b están cerrados por dentro, es decir, hacia el tubo de afluencia 12, y los elementos 1a presentan una abertura 4 hacia el tubo de afluencia 12.

El fluido a filtrar circula ahora en el ejemplo representado en la figura 2 por las aberturas de los elementos 1a abiertos hacia el tubo de afluencia 12, sigue luego a través del material filtrante 2 con una desviación del flujo de sustancialmente 90º y seguidamente, con una nueva desviación del flujo de sustancialmente otros 90º, atraviesa otros elementos 1b que están abiertos hacia fuera, es decir, hacia el espacio 16 del filtrado. Los elementos 1a, b se mantienen sujetos por medio de cercos o caperuzas de cubierta superior e inferior 28 y 30, respectivamente.

El fluido a filtrar pasa de la primera tubería de fluido 12 a los respectivos elementos de filtro 1a y, más exactamente, la tubería de alimentación 12 desemboca en la tubería interior 18 del filtro, la cual puede estar formada también por las respectivas paredes anulares interiores 8 de todos los elementos de filtro 1a, 1b abiertas o no hacia ella.

Como puede apreciarse más exactamente en la figura 3, que representa una vista en perspectiva de la zona de filtro interior sin carcasa 20, el dispositivo de filtro 10 según la invención está constituido sustancialmente por elementos 1a, 1b, 11a, 11b, 22a, 22b, a saber, por elementos sustancialmente de forma de corona circular que presentan una pared anular exterior 9 y una pared anular interior 8, así como superficies extremas 7, es decir, un respectivo fondo de elemento y un respectivo techo de elemento con respectivas aberturas. La pared anular exterior 9 y la pared anular interior 8 se mantienen sujetas en el ejemplo de realización representado en la figura 2 por unos fondos o techos de elemento de tamiz 7 que, como puede apreciarse bien en el dibujo, están unidos por ajuste de forma con la respectiva pared anular exterior 9.

Como se representa también en la figura 3 e igualmente en la figura 4, están formadas aquí a manera de perforaciones en la pared anular exterior 9 y en la pared anular interior 8 unas respectivas aberturas 4 de la pared anular interior conectadas como aberturas de entrada y unas respectivas aberturas 3 de la pared anular exterior que funcionan como aberturas de salida.

En la figura 4 puede apreciarse que en la pared anular exterior 9 y en la pared anular interior 8 están formadas unas superficies de retención periféricas no planas 53 y 54, respectivamente, sobre las cuales descansa continuamente material filtrante 2 con su zona de borde. El material filtrante 2 es retenido así de forma completamente obturadora entre dos elementos de filtro 1a, 1b que presentan también en su lado inferior unas respectivas superficies de sellado correspondientes 53 y 54 tratadas con chorro de arena.

En la figura 4 se pueden apreciar dos respectivas aberturas de salida 3 y dos respectivas aberturas de entrada 4, pero cada elemento de filtro puede poseer más o menos aberturas de salida y más o menos aberturas de entrada.

En las figuras 3 y 9 se representa una forma de realización de una membrana filtrante 2 que se emplea frecuentemente según la invención como material filtrante 2. La membrana filtrante es aquí una membrana de PTFE y está constituida por una capa. Como puede apreciarse en la representación en perspectiva de la figura 3, el material filtrante 2 o la membrana filtrante presenta en la zona de borde unas cavidades estampadas cuya ventaja se ha descrito ya más arriba. En las figuras 5 a 7 se representan formas de realización alternativas de los elementos de filtro. Como se desprende ya de la descripción anterior, son necesarios para un dispositivo de filtro 10 según la invención dos elementos diferentes cooperantes 1a, 1b u 11a, 11b ó 22a, 22b.

El elemento de filtro 11a representado en la figura 5 está provisto de aberturas 3 hacia el espacio 16 de la carcasa, las cuales pueden poseer una forma cualquiera que se pueda compaginar con la estabilidad del elemento de filtro. Estas aberturas están formadas aquí como agujeros. A través de estas aberturas 3 es posible una salida libre de filtrado que pasa del material filtrante 2 al elemento de filtro 11b abierto hacia fuera a través de las aberturas de la superficie extrema 7 del elemento de filtro 1a. Los elementos de filtro reciben el fluido aún no depurado que se ha de filtrar y lo conducen a través de aberturas de sus superficies extremas 7 hasta el material filtrante 2. Dado que los elementos de filtro 11a están expuestos continuamente a ensuciamientos con esta dirección de flujo, puede ser necesario limpiar los elementos 1a por separado o bien sustituirlos o fabricarlos de un material que sea insensible frente a impurezas. Por el contrario, los elementos de filtro 11b abiertos hacia fuera que con esta dirección de flujo entran en contacto con fluido filtrado pueden tener menos necesidad de limpieza y eventualmente pueden estar hechos de un material más barato que no sea tan resistente. En este caso, para absorber la presión ejercida sobre los elementos de filtro puede ser deseable prever paredes de apoyo 32 radiales/en forma de estrella en los distintos elementos 11a, 11b, 1a, 1b, 22a, 22b que eviten en la dirección del eje principal del filtro una deformación de los elementos de filtro por efecto de la cual pudieran producirse faltas de estanqueidad de la disposición. El número de paredes de apoyo radiales 32 no es muy crítico, y por motivos del esfuerzo mecánico incrementado puede ser ventajosa la previsión de paredes de apoyo 32 especialmente en el caso de paredes anulares portantes 8, 9 fuertemente debilitadas, tal como se representa en la figura 6.

En la figura 5 se muestra otra forma de realización preferida de las aberturas como hendiduras radiales en las superficies de las paredes anulares de los elementos de filtro 22b, la cual puede ser deseable por motivos de material o de resistencia. Por supuesto, pueden estar previstas también aberturas de forma circular o cualquier otra clase adecuada de aberturas en las superficies extremas 7 de los elementos de filtro 1a, 1b, 11a, 11b, 22a, 22b, imponiéndose límites al tamaño y la forma de las aberturas únicamente por la estabilidad de los elementos de filtro. Sin embargo, es posible también configurar las aberturas de las superficies extremas 7 como hendiduras, tal como se muestra en la figura 8.

Es necesario un sellado del material filtrante 2 con respecto a las tuberías interior y exterior. Este sellado se efectúa comprimiendo y sujetando tan fuertemente la hoja de material filtrante 2 por la presión de los elementos de filtro en las zonas de borde y de sellado, a través de las superficies de sellado asperizadas 53, 54, que no sea posible un flujo de fluido.

En la figura 10 se ilustra ahora en forma detallada la instalación de la membrana filtrante 2 según la invención debajo de un elemento de filtro de afluencia 1b con paredes de apoyo. Para simplificar la representación, se ha suprimido la superficie extrema superior del elemento de filtro de afluencia. El fluido a filtrar entra aquí - ilustrado por las flechas - desde la cámara 16 de la carcasa a través de paredes laterales abiertas del disco del elemento de filtro 1b, llega por la perforación a manera de tamiz de la superficie extrema inferior 7 del elemento 1b, o sea, el fondo del elemento, a la hoja de material filtrante 2 situada debajo, sale filtrado del material filtrante y entra por la superficie extrema 7 provista de aberturas en un elemento de filtro 1a de construcción semejante que está abierto hacia la tubería interior 18 del filtro y cerrado hacia la cámara 16 de la carcasa, llegando dicho fluido a la tubería interior 18 del filtro y desde allí a la primera tubería de fluido 12. El elemento de filtro inferior está representado aquí esquemáticamente casi como un elemento extremo, es decir que no presenta aberturas en su fondo. Tales disposiciones de filtro pueden apilarse una sobre otra en alturas de cualquier magnitud y, para lograr un filtrado satisfactorio, es esencial el sellado de los materiales filtrantes con respecto a las superficies de sellado de los elementos de filtro a fin de que ningún fluido sin depurar pueda esquivar las membranas 2.

Claims (16)

1. Dispositivo de filtro (10) que comprende

elementos de filtro (1a, 11a, 22a) que presentan aberturas (4) en su pared anular interior y elementos de filtro (1b, 11b, 22b) que presentan aberturas (3) en su pared anular exterior, cuyos elementos de filtro son todos ellos de forma sustancialmente cilíndrica y están apilados alternativamente uno sobre otro;

una carcasa exterior (20) que forma con las paredes anulares exteriores (9) de los elementos de filtro (1a, 1b, 22a, 22b, 11a, 11b) una cámara de fluido (16) de dicha carcasa exterior que termina en una segunda tubería de fluido (14);

una tubería interior (18) del filtro que está formada por las paredes anulares interiores (8) de los elementos de filtro (1a, 1b, 22a, 22b, 11a, 11b) y que está unida por medio de las aberturas (4) de la pared anular interior con elementos de filtro (1a, 11a, 22a) y con una primera tubería de fluido (12);

un material filtrante (2) sustancialmente de forma anular dispuesto entre cada dos de estos elementos de filtro (1a, 1b; 11a, 11b; 22a, 22b),

siendo los elementos de filtro (1a, 1b) sustancialmente de forma cilíndrica hueca y presentando una pared anular interior (8), una pared anular exterior (9) y unas superficies extremas superior e inferior (7) con aberturas, teniendo los elementos de filtro unas aberturas (3, 4) en su pared exterior radial (6) o en su pared interior radial (5),

con lo que se puede establecer una conducción de líquido desde la tubería interior (18) del filtro a través de aberturas (4) de la pared interior (5) de los elementos de filtro (1a) de forma cilíndrica hueca y a través de las aberturas extremas de los mismos, pasando por el material filtrante (2) de forma anular y por las aberturas extremas, hasta el siguiente elemento de filtro (1b) de forma cilíndrica hueca que presenta aberturas exteriores y, a través de las aberturas (3) de este elemento de filtro dispuestas en la pared exterior (6), hasta el espacio de filtrado o la cámara (16) de la carcasa, o bien, con inversión del flujo, se puede establecer una conducción de fluido desde la tubería exterior (16) hasta la tubería interior (18);

una parte de tapa (28) para el cierre hermético del elemento de filtro extremo superior; y una parte de fondo (30) para el cierre del elemento de filtro extremo inferior;

caracterizado porque las superficies extremas (7) de los elementos de filtro (1a, 1b) presentan superficies de sellado exterior e interior periféricas sustancialmente planas (53, 54) que, al colocar los elementos de filtro (1a, 1b; 11a, 11b; 22a, 22b) uno sobre otro con aprisionamiento de material filtrante entre ellos, vienen a quedar situadas una sobre otra y no resultan planas.

2. Dispositivo de filtro según la reivindicación 1, caracterizado porque las faltas de planicidad de los bordes de sellado exterior e interior son una rugosidad sustancialmente igual.

3. Dispositivo de filtro según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la falta de planicidad de los elementos de filtro se ha obtenido por tratamiento con chorros de arena, tratamiento con chorros de bolas, mecanización con láser o fresado.

4. Dispositivo de filtro según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los elementos de filtro, la carcasa y las partes de tapa y de fondo se han fabricado al menos parcialmente en plástico.

5. Dispositivo de filtro según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los elementos de filtro, la carcasa y las partes de tapa y de fondo se han fabricado al menos parcialmente en metal, tal como acero.

6. Dispositivo de filtro según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque, visto en la dirección de flujo, delante o detrás del material filtrante (2) está montado al menos un cuerpo de tamiz.

7. Dispositivo de filtro según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento (1) de forma cilíndrica está constituido por varias partes, concretamente por al menos un anillo interior y un anillo exterior (8, 9) y eventualmente uno o varios cuerpos de tamiz.

8. Dispositivo de filtro según la reivindicación 3, caracterizado porque se puede colocar al menos un cuerpo de filtro sobre la superficie extrema (7).

9. Dispositivo de filtro según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque el material filtrante (2) está dispuesto a cierta distancia del cuerpo de tamiz.

10. Dispositivo de filtro según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque en la tubería interior (18) está formado un anclaje de tracción sobre el cual están enchufados los elementos de filtro (1a, 1b; 11a, 11b; 22a, 22b) de forma cilíndrica hueca y el material filtrante (2) de forma anular y el cual está fijado en la caperuza de cubierta superior y en la caperuza de cubierta inferior (30) y afianza así la pila de elementos de filtro/material filtrante.

11. Dispositivo de filtro según la reivindicación 9, caracterizado porque los elementos de filtro (1a, 1b; 11a, 11b; 22a, 22b) de forma cilíndrica presentan unas paredes de apoyo (32) que discurren radialmente al eje de la tubería interior (18) y perpendicularmente a las superficies extremas (7) de los elementos de filtro (1).

12. Dispositivo de filtro según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las aberturas de al menos una superficie extrema (7) de los elementos de filtro (1a, 1b; 11a, 11b; 22a, 22b) de forma cilíndrica hueca están realizadas a manera de agujeros y/o en forma de hendiduras y/o a manera de tamiz.

13. Dispositivo de filtro según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material filtrante de forma sustancialmente anular presenta una zona de retención de una composición distinta de la que existe en la zona filtrante.

14. Dispositivo de filtro según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la zona de borde del material filtrante de forma anular está asperizada.

15. Dispositivo de filtro según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material filtrante plano presenta, individualmente o en combinación, cerámica, metal, polímeros naturales o sintéticos, intercambiadores iónicos de resina artificial, polímeros de hidrocarburos halogenados, Teflon, porcelana, vidrio, metal, papel, celulosa, fieltro, cuero, amianto, vidrio, serrín, piedra pómez, dióxido de titanio, y eventualmente consta de dos o más capas.

16. Dispositivo de filtro según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material filtrante (2) de forma anular es regenerable.