ES2345252T3

ES2345252T3 - Modulo de filtracion.

Info

Publication number: ES2345252T3
Application number: ES04007588T
Authority: ES
Inventors: Ralph J. Stankowski; Johnn L. Milcetich
Original assignee: Entegris Inc
Current assignee: Entegris Inc
Priority date: 1998-10-09
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2010-09-20
Anticipated expiration: 2019-09-28
Also published as: EP1119403B1; TW453890B; DE69939065D1; WO2000021640A1; EP1119403A1; ES2310050T3; DE69942511D1; US6533933B1

Abstract

Un módulo de filtración, que comprende: un colector, un cartucho (84; 94; 211) de filtro y una cubeta (28) que alberga al cartucho de filtro; en el que dicho cartucho de filtro incluye un collar (80; 210) que se extiende radialmente alrededor de la periferia de dicho cartucho (84; 94; 211) de filtro y está sujeto liberablemente al cartucho de filtro; en el que dicha cubeta (28) y dicho cartucho de filtro están unidos entre sí para formar una construcción unitaria en la que dicho collar (80; 210) está fijado a una pared lateral interna de la citada cubeta (28) por medio de un encaje a presión, y en el que dichos cartucho (84; 94; 211) de filtro y cubeta (28), están en comunicación de fluido con el citado colector de tal manera que evitan que se mezcle un fluido alimentado a dicho cartucho de filtro con un permeado extraído del citado cartucho de filtro.

Description

Módulo de filtración.

Antecedentes de esta invención

La presente invención se refiere a módulos de filtración de membrana, que son más higiénicos y más fáciles de sustituir e instalar que los módulos de filtración actualmente disponibles. Más en particular, la presente invención se refiere a módulos de filtración de membrana formados a partir de un cartucho de filtración, una cubeta de retención y un colector, en conjunto.

El control de contaminantes particulados en un proceso de filtración, tal como en la industria de los semiconductores, requiere el uso de filtros ultra-limpios que tengan membranas que eliminen partículas submicrométricas. Se conoce bien el hecho de que cualquier partícula que se deposite sobre una oblea semiconductora produce un defecto cuando la partícula es suficientemente grande. Típicamente, en la industria de los semiconductores, los fallos por defectos pueden ser producidos por partículas tan pequeñas como aproximadamente una décima de las peculiaridades más pequeñas del chip semiconductor. Por lo tanto, se utilizan filtros de membrana en cada etapa del proceso para la fabricación de chips semiconductores, con el fin de purificar tanto los líquidos como los gases de trabajo.

Aunque se han desarrollado muchos diseños diferentes para un módulo de filtración utilizado en una filtración de líquido ultra-puro, dos diseños son los usuales. En un diseño de módulo, el líquido que ha de ser filtrado fluye desde un extremo del módulo de filtración hasta el otro extremo. En esta clase de módulo de filtración, las conexiones de alimentación y de permeación están situadas en extremos opuestos del filtro, forzando con ello a que el flujo de líquido se mueva desde un extremo hasta el otro. Esta configuración de flujo se menciona como configuración de flujo en línea. En primer lugar, son más difíciles de conectar al equipo de procesamiento puesto que el módulo está dispuesto en sándwich entre dos conjuntos de conexiones. En segundo lugar, cualquier líquido libre que permanezca en el interior del módulo drena rápidamente tras la desconexión del módulo puesto que al menos una conexión está situada en la parte inferior del módulo.

Un segundo diseño modular de filtración posiciona todas las conexiones en el mismo extremo del módulo. En este tipo de módulo, los puertos de alimentación y permeación están típicamente orientados en horizontal, en la parte superior o extremo de "cabeza" del módulo, en los lados opuestos del mismo. Debido a su forma, se dice que estos módulos tienen configuración en T, en L o en U. Esta configuración facilita la conexión de la cabeza a la porción restante del módulo de filtración que comprende la cubeta y el cartucho de filtración posicionado en el interior de la cubeta. En este diseño, la cubeta y el cartucho de filtración comprenden elementos separados. Así, cuando se construye el módulo de filtración, el cartucho de filtración y la cubeta se separan y se fijan a, y se hermetizan con, la cabeza de colector. Adicionalmente, con la terminación de la filtración, la cubeta y el cartucho se separan y se retiran de la cabeza. Esta retirada por separado requiere que la cubeta sea movida una distancia sustancialmente mayor que la longitud completa del cartucho con el fin de dejar al descubierto el cartucho de modo que permita su extracción. A continuación, el cartucho expuesto se extrae a mano o con una herramienta manual. Puesto que el cartucho de filtro está saturado con el líquido que se ha filtrado, el cual, con frecuencia, es corrosivo o tóxico, la etapa de extracción del cartucho representa un peligro para el trabajador. Adicionalmente, puesto que la cubeta debe ser desplazada la longitud del cartucho, el espacio en el que se posicionan la cubeta y el cartucho debe albergar esta etapa de extracción.

Se ha propuesto, en el documento U.S.-A-5.114.572, proporcionar un conjunto de filtro que coopere con una cubeta para fabricar una construcción de cartucho de filtro-cubeta que pueda ser desmontada como unidad simple desde un colector. El cartucho de filtro está conectado a la cubeta mediante conexiones de bayoneta existentes en el cartucho que se acoplan en ranuras por dentro de la superficie interior de la cubeta. Esta conexión de bayoneta requiere que pestañas que se extienden desde la superficie externa del cartucho de filtro, sean posicionadas en ranuras que se extienden verticalmente por el interior de la cubeta, y después en ranuras que se extienden horizontalmente por el interior de la cubeta. La configuración de conexión requiere que el cartucho sea movido en primer lugar verticalmente por las ranuras verticales, y a continuación sea girado hacia las ranuras horizontales cuando se monta el cartucho en la cubeta. Por el contrario, cuando se desea retirar el cartucho desde la cubeta a la terminación de un proceso de filtración, el cartucho debe ser girado y elevado desde la cubeta en un único movimiento. Puesto que la retirada del cartucho desde la cubeta requiere la aplicación de fuerza sobre el conducto de fluido situado en la parte superior del cartucho, y puesto que el diámetro de este conducto es más pequeño que el diámetro del cartucho, no existe apalancamiento de la fuerza de aplicación sobre el cartucho. Esto, a su vez, requiere la aplicación de una fuerza considerable sobre el cartucho cuando se efectúa su extracción de la cubeta, que puede requerir la utilización de alguna herramienta de mano. La aplicación de una fuerza rotacional y de una fuerza de elevación como movimiento único, incrementa la dificultad de separación de la cubeta del cartucho de filtro. La separación del cartucho de la cubeta es particularmente difícil cuando se han filtrado fluidos tóxicos o corrosivos mediante este dispositivo de filtración.

Además, los diseños actuales tienen el cierre hermético de cartucho contra el, y están ligeramente sujetos (acoplamiento por fricción) al, colector. Cualquier aplicación de presión inversa cuando se aplica al cartucho, puede provocar que el cartucho deje de asentar bien en el colector, haciendo que el mismo sea ineficaz para la filtración.

En consecuencia, sería deseable proporcionar una construcción de módulo de filtración que evite la necesidad de extraer el cartucho de filtro por separado de la cubeta desde el colector, mientras que permita que el cartucho de filtro y la cubeta sean extraídos desde un colector como una sola unidad. Adicionalmente, sería deseable proporcionar una construcción tal que evite la necesidad de aplicar fuerza en una pluralidad de direcciones de movimiento para efectuar la extracción de un cartucho y una cubeta desde un colector. Una construcción de ese tipo fomentaría la facilidad de separación del cartucho y la cubeta del colector, eliminaría el peligro para el trabajador durante la extracción del cartucho de filtro con posterioridad al filtrado, y reduciría el espacio requerido para instalar el módulo de filtración. Finalmente, formando el cartucho y la cubeta como una estructura unitaria y fijando esa estructura al colectar, se evita el problema de que el cartucho resulte desalojado del colector cuando se somete a presión inversa.

El documento US-A-5601711 divulga un dispositivo de filtro proporcionado especialmente para la separación de bio-materiales de una muestra de fluido, en el que el dispositivo comprende una pluralidad de elementos tubulares en línea ensamblados en un tren por medio de estructuras de conexión complementarias tales como cierres herméticos, acoplamientos de bayoneta, encajes a presión y similares, para formar un paso estanco de un volumen de muestra de fluido.

El documento WO 97/47891 divulga una conexión de encaje a presión o de enclavamiento en su lugar de dos elementos de un dispositivo de filtro que han de girar cada uno en relación con el otro después de estar así conectados.

El conjunto de filtro propuesto en el documento US-A-5114572 comentado anteriormente, utiliza un cartucho de filtro en el que una porción superior del cartucho está formada integralmente con una pestaña que se proyecta radialmente hacia el exterior desde la misma, y que está fijada a la superficie interna de la cubeta por medio de una conexión de tipo bayoneta.

El documento DE-A-19623681 divulga un filtro de aceite lubricante para motores de combustión, en el que el cartucho de filtro está sujeto a una cubeta de filtro por medio de un tubo de soporte central que penetra en el cartucho de filtro, y un collar que se encaja a presión axialmente en el tubo central, y que se encaja a presión en un saliente axial de la cubeta. El documento DE-A-19527844 divulga una estructura completamente similar.

Sumario de la invención

De acuerdo con esta invención, se proporciona un módulo de filtración según se define en la reivindicación 1. El módulo de filtración comprende un colector, y la combinación de un cartucho de filtración y una cubeta, en el que el cartucho de filtración y la cubeta están unidos entre sí por medio de un collar, de modo que se instalan y se retiran como una sola pieza desde el colector. El cartucho de filtro y la cubeta están construidos a partir de piezas separadas y se unen entre sí mediante la aplicación de una fuerza en una sola dirección en un momento dado, tal como una fuerza en dirección vertical. La cubeta y el cartucho de filtro se unen entre sí mediante encaje a presión en el que elementos complementarios de la cubeta y del cartucho de filtro están conformados de modo que los elementos se sujetan entre sí por medio de una fricción que requiere una fuerza para desacoplar la cubeta y el cartucho de filtro. Esta construcción permite el desacoplo del cartucho de filtración y la cubeta desde el colector, en una sola etapa.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista en sección transversal de un colector útil en la presente invención;

la Figura 2 es una vista en sección transversal de un colector alternativo utilizado en la presente invención;

la Figura 3a es una vista isométrica de una construcción de cartucho no acorde con la invención;

la Figura 3b es una vista isométrica de una cubeta utilizada junto con el cartucho de la Figura 3a;

la Figura 3c es una vista superior que ilustra la inserción del cartucho de la Figura 3a en la cubeta de la Figura 3b;

la Figura 3d es una vista lateral en sección transversal de la cubeta y el cartucho de la Figura 3c;

la Figura 3e es una vista superior que ilustra parcialmente la inserción del cartucho de la Figura 3a en la cubeta de la Figura 3b;

la Figura 3f es una vista lateral en sección transversal de la cubeta y el cartucho de la Figura 3e;

la Figura 3g es una vista superior que ilustra la inserción completa del cartucho de la Figura 3a en la cubeta de la Figura 3b;

la Figura 3h es una vista lateral en sección transversal de la cubeta y el cartucho de la Figura 3g;

la Figura 4 es una vista planar de otra realización de la presente invención;

la Figura 5 es una vista en sección transversal que muestra el módulo de filtración de la Figura 4;

la Figura 6 es una vista planar de una modificación de la realización de la Figura 4;

la Figura 7a es una vista en sección transversal de una construcción de cubeta alternativa no acorde con la invención;

la Figura 7b es una vista superior parcial de la cubeta de la Figura 7a;

la Figura 7c es una vista en sección transversal de un cartucho de filtro no acorde con la invención, que está posicionado en la cubeta de la Figura 7a;

la Figura 7d es una vista en sección transversal del cartucho de filtro de la Figura 7c completamente posicionado en la cubeta de la Figura 7a;

la Figura 7e es una vista superior parcial de la cubeta y el cartucho de la Figura 7d;

la Figura 8 es una vista isométrica de un cartucho de filtro que tiene pestañas que se encaja a presión en una cubeta;

la Figura 9a es una vista isométrica parcial de un cartucho de filtro no acorde con la invención;

la Figura 9b es una vista isométrica parcial de una superficie interna de una cubeta en la que se acopla el cartucho de filtro de la Figura 9a;

la Figura 9c es una vista lateral del cartucho de la Figura 9a acoplado en la cubeta de la Figura 9b;

la Figura 9d es una vista superior de la construcción de la Figura 9c;

la Figura 9e es una vista lateral que ilustra la separación del cartucho de filtro de la cubeta de la Figura 9c;

la Figura 9f es una vista superior de la construcción de la Figura 9e;

la Figura 9b ilustra un medio para separar el cartucho de filtro de la Figura 9a de la cubeta;

la Figura 10 es una vista superior de un collar que puede ser utilizado con un cartucho de filtro para formar el módulo de filtro de la invención;

la Figura 11 es una vista en sección transversal del collar de la Figura 10 posicionado alrededor de un cartucho de filtro;

la Figura 12 es una segunda vista superior del collar de la Figura 10 cuando está abierto;

la Figura 13 es una vista superior de un collar posicionado alrededor de un cartucho de filtro;

la Figura 14 es una vista isométrica parcial de un cartucho de filtro que tiene un collar parcial;

la Figura 15 es una vista lateral parcial del collar de la Figura 14;

la Figura 16 es una vista en sección transversal de una cubeta que incluye ranuras para admitir una construcción de cartucho de filtro de la Figura 8;

la Figura 17 ilustra el apriete de del cartucho de filtro de la Figura 8;

la Figura 18 es una vista en sección transversal que muestra el módulo de filtración de la Figura 17;

la Figura 19 es una vista en sección transversal que ilustra la retirada del cartucho de filtración desde un colector;

la Figura 20 es una vista en sección transversal que muestra las aletas de alineamiento de la cubeta.

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Descripción de realizaciones específicas

La presente invención proporciona un módulo de filtración formado por un colector, un cartucho de filtración y una cubeta. El colector proporciona pasos de fluido para el fluido alimentado hacia el cartucho de filtración y para la extracción de permeado desde el cartucho de filtración. La cubeta proporciona un medio de almacenaje del fluido alimentado para su introducción en el cartucho de filtración o para almacenaje del permeado procedente del cartucho de filtración que ha de ser dirigido hasta el colector y a continuación desde el módulo de filtración. El fluido alimentado puede ser introducido en el cartucho de filtración a través del colector, ya sea desde el exterior del cartucho de filtración o ya sea desde el interior del cartucho de filtración. El fluido presente en la cubeta adyacente al cartucho de filtración, puede ser tanto fluido alimentado como permeado. En cualquier caso, el fluido alimentado se introduce desde un colector en el módulo de filtración, y se extrae permeado desde el módulo de filtración del colector.

El cartucho de filtración y la cubeta están construidos de modo que los mismos se hermetizan con el colector o se retiran de su contacto con el colector como una sola pieza. Así, la cubeta y el cartucho de filtro están formados a partir de dos piezas que son enclavadas entre sí moviendo la cubeta y el cartucho de filtro en una sola dirección de uno con respecto al otro, en un instante dado. Una vez que la cubeta y el cartucho de filtro han sido conectados al colector, se unen entre sí de modo que, durante el uso en el filtrado de un fluido, no se separan.

Con posterioridad a un filtrado, la cubeta y el cartucho de filtración se separan del colector como una sola pieza en vez de como dos piezas separadas. Puesto que la cubeta y el cartucho de filtración se retiran conjuntamente, el cartucho de filtración no necesita ser separado de la cubeta. De ese modo, no se necesita proporcionar un espacio sustancialmente igual a la longitud del cartucho de filtración y de la cubeta juntos. Solamente se necesita proporcionar un espacio sustancialmente tan largo como la longitud de la cubeta. Esto permite que se instale un módulo de filtración de esta invención en interior de un espacio más pequeño en comparación con el espacio requerido con los módulos de filtración actuales. Además, puesto que el cartucho de filtración se extrae con la cubeta, no necesita ser manipulado por un trabajador, ya sea a mano o ya sea con una herramienta manual. Además, cualquier fluido situado entre la cubeta y el cartucho de filtración una vez completado el filtrado, no necesita ser extraído. Esto reduce sustancialmente la posibilidad de contacto del fluido del interior de la cubeta con un trabajador. Alternativamente, la cubeta podría contener un drenaje para extraer el fluido antes de retirarla.

Con referencia a la Figura 1, el colector 10 incluye una entrada 12, un roscado 13 externo para conectar con la cubeta, y una salida 14. El paso 16 de fluido permite la introducción del fluido alimentado en una cubeta (no representada), y el paso 15 conecta el cartucho de filtración (no representado) con la salida 14.

Con referencia a la Figura 2, el colector 11 incluye una entrada 20 que está en comunicación de fluido con una cubeta (no representada) y una salida 22 de permeado que está en comunicación de fluido con un cartucho de filtración (no representado) y un respiradero 24 para gases hermetizado con la membrana 25 hidrofóbica.

Con referencia a las Figuras 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g y 3h, el cartucho 26 de filtro, que tiene una salida 32, posee también pestañas 35 desde las que se extienden orejetas 36. Las orejetas, según se han mostrado en las Figuras, son de forma oval o elipsoidal, aunque pueden ser de cualquier forma adecuada para asegurar el cartucho a la cubeta, incluyendo la circular o la poligonal tal como cuadrada u octogonal. Las orejetas 36 se acoplan en ranuras 37 de la cubeta 39, estando las ranuras 37 dotadas de un escalón 38. Según se muestra en las Figuras 3c y 3d, las orejetas 36 se posicionan en ranuras 37. Según se muestra en las Figuras 3e y 3j, las orejetas se mueven en el interior de las ranuras hasta que las mismas contactan con los escalonamientos 38. El cartucho 26 está en una posición en la que no está centrado dentro de la cubeta 39 cuando las orejetas 36 contactan con el escalonamiento 38. Según se muestra en las Figuras 3g y 3h, las orejetas 36 se posicionan en los extremos 41 de la ranura 37 haciendo girar el cartucho 26 de modo que se centre sustancialmente en el interior de la cubeta 39. Como resultado de esta rotación, las orejetas 36 se encajan a presión entre los extremos 41 y el escalonamiento 38. Aunque se prefiere un encaje a presión para asegurar una buena retención, se puede utilizar también un acoplamiento de apriete simple. Cuando se desea separar el cartucho 26 de la cubeta 39, el cartucho 26 se gira primero sin fuerza adicional en una dirección diferente hasta la posición mostrada en las Figuras 3e y 3f para posicionar las orejetas 36 más allá del escalonamiento 38. El cartucho 26 se somete a continuación a una fuerza vertical sin fuerza adicional en una dirección diferente para extraer las orejetas 36 de las ranuras 37. La forma de las orejetas 36 es tal que las mismas son ligeramente más grandes que el espacio de las ranuras 37 en el escalonamiento 38. De ese modo, el escalonamiento 38 mantiene la orejeta 36 en su posición en el interior de la ranura por fricción como resultado de que la orejeta se ha encajado a presión en la porción de la ranura 37 más allá del escalonamiento 38.

Con referencia a las Figuras 16 y 8, se ha ilustrado una construcción para unir un cartucho de filtro y una cubeta, para formar una unidad integral. La cubeta 28 incluye el anillo 34 y roscados 35 internos. La cubeta 28 incluye también ranuras 40. Las pestañas 70 del cartucho 68 de filtro se acoplan en las ranuras 40 de modo que las pestañas se encajan a presión para ser posicionadas en el interior de ranuras las 40. Este posicionamiento del cartucho de filtro lo fija en su posición y permite que el cartucho 68 sea movido como una sola unidad con la cubeta 28 hacia fuera de, o hacia un contacto hermético con, un colector (no representado).

Con referencia a las Figuras 7a, 7b, 7c y 7e, las cuales son realizaciones no acordes con la invención, la cubeta 41 incluye, en su superficie 43 interna, dos pestañas 45 distanciadas y una tercera pestaña 47 que tiene una muesca 49. Un cartucho 51 de filtro que tiene una pestaña 53, se posiciona en primer lugar de modo que la pestaña 53 se sitúa entre la pestaña 47 y las pestañas 45 (Figura 7c). El cartucho 51 se hace deslizar a continuación hacia la posición mostrada en la Figura 7d, de modo que la pestaña 53 que tiene el escalonamiento 55 se sitúe de modo que el escalonamiento 55 se acople en la muesca 49, reteniendo con ello el cartucho 51 en la cubeta 41. Se debe entender que dos conjuntos de las pestañas mostradas, se posicionan separadas por aproximadamente 180 grados sobre la superficie 43 interna de la cubeta 42. Puesto que el escalonamiento 55 es ligeramente más grande que las ligeras extensiones 60 que circundan la muesca 49, el escalonamiento 55 se mantiene en su lugar en el interior de la muesca 49 por fricción. De ese modo, el escalonamiento se encaja a presión en la muesca 49.

Con referencia a las Figuras 9a, 9b, 9c, 9d, 9e y 9f, la porción 57 superior del cartucho 59 de filtro dispone de la salida o entrada 61 de fluido, la cual, en contradicción con la invención, incluye brazos o pestañas 65 que se encajan a presión en ranuras 67 por el interior de la periferia superficial interna de una cubeta 69. Después de que los brazos 65 se han acoplado a presión en las ranuras 67, la cubeta 69 y el cartucho 59 de filtro pueden ser hermetizados en un colector (no representado) como una sola unidad. La pestaña 65 está dotada de un elemento 70 en forma de cuña, asegurado a la superficie 71 y distanciado de la superficie 72. Cuando se desea la separación de la cubeta 69 del cartucho, se puede hacer deslizar una herramienta de mano a lo largo de la superficie 70a y bajo la cuña 70, para doblar la pestaña 65 hacia fuera de la ranura con el fin de efectuar su extracción de la misma.

Con referencia a las Figuras 10, 11 y 12, se ha ilustrado un collar 80 que se utiliza de acuerdo con la invención junto con un cartucho de filtro exento de pestaña que puede ser encajado a presión en una ranura de una cubeta según se ha expuesto en lo que antecede. El collar 80 proporciona la ventaja de que puede ser retirado de un cartucho de filtro usado con anterioridad a desechar el cartucho usado, de modo que el collar 80 puede ser reutilizado con un nuevo cartucho de filtro. El collar 80 está dotado de entradas 82 de alimentación a la cubeta 28 (Figura 16). El collar 80 se sujeta a una pestaña 87 de un cartucho 84 de filtro. El collar 80 está dotado de pestañas 88 que se acoplan en ranuras de un cubeta según se ha descrito anteriormente. El diseño de las pestañas puede corresponder a cualquier diseño siempre que produzca la función de retención deseada. El collar 80 incluye una bisagra 81 de modo que una porción de la misma puede ser girada para enganchar con elementos 83 y 85 de gancho, para encajar o desencajar el collar 80 con, o desde, el cartucho 84 de filtro. El permeado se extrae del cartucho de filtro a través de la salida 86.

Con referencia a las Figuras 13, 14 y 15, se ha mostrado una construcción alternativa de collar que incluye dos bisagras 90 y 91, así como ganchos 92 y 93 de emparejamiento. El collar se acopla alrededor de la periferia del cartucho 94 de filtro, el cual incluye una salida 95 de permeado. Las pestañas 96 se acoplan en ranuras de emparejamiento de una cubeta según se ha descrito en lo que antecede con referencia a la Figura 16.

Las Figuras 17, 18 y 19 ilustran la instalación y la separación del módulo de filtración de esta invención representado, con respecto a la construcción de cartucho de filtro-cubeta mostrada en la Figura 16. Según se muestra en la Figura 17, los roscados 38 del anillo 34 están en contacto con los roscados 13 del colector 37. El anillo 34 se hace girar a continuación en contra de las agujas del reloj según se ilustra mediante la flecha 39, lo que mueve el cartucho 26 de filtro y la cubeta 28 hacia el colector 37 hasta que el cartucho 26 de filtro y la cubeta 28 están en la posición relativa respecto al colector 37 que se muestra en la Figura 18. Este movimiento relativo se consigue en virtud de la rotación del anillo 34, y debido a que el anillo 34 está soportado por las varillas 36. El cartucho 26 de filtro y la cubeta 28 se mueven como una sola unidad, puesto que el cartucho de filtro está sujeto a la cubeta 28 según se ha descrito en lo que antecede con referencia a la Figura 7a. Cuando están en la posición mostrada en la Figura 18, la salida 32 de permeado está estanquizada en su posición en el interior de la salida 23 de permeado del colector 37 merced a los anillos 33 en O. El fluido alimentado se introduce en la cubeta 28 a través de la entrada 25 de alimentación, se hace pasar a través del cartucho 26 de filtro y se extrae a través de las salidas 32 y 23 de permeado. Con la terminación del filtrado, el anillo 34 soportado por las varillas 36, se hace girar en la dirección de las agujas del reloj según se ha ilustrado mediante la flecha 41. Esta rotación a favor de las agujas del reloj provoca la retirada de la salida 32 de permeado de su contacto con el colector 37. El cartucho 26 de filtro y la cubeta 28 se extraen como una sola unidad desde el colector 37. De ese modo, solamente se necesita una distancia desde la superficie 43 superior de la salida 32 de permeado hasta la superficie 45 inferior del colector 37 para efectuar la retirada del cartucho de filtro en el punto de uso en vez de la distancia que comprende la longitud completa del cartucho de filtro según se requiere con los módulos de filtración de la técnica anterior.

La Figura 20 muestra otra realización útil en la presente invención. En algunas aplicaciones, el cartucho se inserta en la cubeta con un ángulo, tal como se ha mostrado en las Figuras 3a a 3h.

Una o más aletas 200 de alineamiento han sido formadas en la superficie 201 inferior interna de la cubeta 202. Estas aletas permiten que el cartucho 203 sea ajustado en cuanto a alineamiento vertical según se coloca en la cubeta 202. El número de aletas 200 utilizadas es, con preferencia, de 2 a 6, siendo 3 el más preferido. Las aletas 200 están preferentemente equiespaciadas unas de otras alrededor de la circunferencia de la superficie 201 interna. Según se muestra, las aletas 200 son de configuración escalonada, siendo la porción superior de un ángulo menor que el de la vertical, y siendo la porción inferior sustancialmente de orientación vertical. Esta realización permite que el cartucho 203 sea insertado fácilmente en el alojamiento y permanezca adyacente al fondo del alojamiento. Si se desea, se puede utilizar otras disposiciones de aletas en cuanto a ángulo, longitud, altura, y no son críticas para la invención siempre que las mismas proporcionen un montaje y un desmontaje adecuados del cartucho respecto al alojamiento.

Adicionalmente, la característica del collar de la presente invención, según se muestra en las Figuras 10-12, puede comprender un collar que no contenga ninguna bisagra. Tal realización ha sido mostrada en la Figura 4. En esta realización, el collar 210 es simplemente de encaje a presión sobre el extremo de la porción 211 de cartucho a la que se sujeta y mantiene en su lugar en el cartucho mediante el diseño de encaje a presión. Además, el diseño de esta realización o de la realización de las Figuras 10-12 puede utilizar la pestaña según se muestra en las Figuras 10-12, o puede usar una bayoneta u orejeta 212 como se muestra en la Figura 14 como medio para sujetar el cartucho al alojamiento. La elección del medio de sujeción no es crítica para la invención.

La Figura 5 muestra la realización de la Figura 4 en sección transversal según se sujeta al cartucho.

La Figura 6 muestra una segunda realización del diseño de encaje a presión de las Figuras 4 y 5, en la que la porción que se extiende sobre, y más allá de, la parte superior del cartucho, está formada por dos o más porciones 213 A-D distintas.

La selección de medios de filtración utilizados en el interior del cartucho de filtración, puede ser cualquiera de los utilizados habitualmente en la industria. Típicamente, los medios incluyen, aunque sin limitación, una membrana laminada plana, una membrana laminada plana arrollada en espiral, una membrana laminada plana plegada, una membrana laminada plana plegada en espiral, una membrana de fibra hueca, medios de filtro en profundidad tal como medios de filtro en profundidad de fibra continua arrollada en espiral, medios de filtro de metal sinterizado, medios cerámicos, medios particulados que contienen un material de captura activo tal como perlas de resina o de cerámica, o una membrana con ligandos para extraer materiales seleccionados del fluido fijados a sus superficies, medios de intercambio iónico tal como resina aniónica, resina catiónica o mezclas de las dos, solas o incorporadas en una estructura de membrana, o combinaciones de cualesquiera de ellos.

Estos medios pueden estar formados por cualquier material utilizado típicamente en filtración, tal como papel, otros materiales celulósicos tal como nitrocelulosa o celulosa regenerada, fibra y tejido de vidrio, metal tal como acero inoxidable, níquel, cromo y aleaciones y mezclas de los mismos, cerámica, plásticos, con preferencia materiales termoplásticos o terpolímeros, incluyendo polietileno tal como polietileno de peso molecular ultra alto, polipropileno y similares, PVDF, resina de PTFE, PFA, ECTFE y otras resinas fluoradas, en particular resinas termoplásticas perfluoradas, PVC, nilones, poliamidas, polisulfonas, polisulfonas modificadas tales como poliétersulfonas, poliarilsulfonas y polifenilsulfonas, poliimidas, policarbonatos, PET y similares.

Finalmente, en todas estas realizaciones, la cubeta y el colector pueden ser de plástico, con preferencia de un termoplástico incluyendo las poliolefinas tal como polietileno, polietileno o polipropileno de ultra alto peso molecular, copolímeros o terpolímeros de poliolefinas, nilones, resina de PTFE, PFA, PVDF, ECTFE y otras resinas fluoradas, en particular resinas termoplásticas perfluoradas, policarbonatos, polisulfonas, polisulfonas modificadas tales como poliétersulfona, poliarilsulfonas o polifenilsulfonas, cualquier vidrio u otro plástico reforzado, o un metal tal como acero inoxidable, aluminio, cobre, bronce, latón, níquel, cromo o titanio, o aleaciones o mezclas de los mismos.

Claims

1. Un módulo de filtración, que comprende:

un colector, un cartucho (84; 94; 211) de filtro y una cubeta (28) que alberga al cartucho de filtro;

en el que dicho cartucho de filtro incluye un collar (80; 210) que se extiende radialmente alrededor de la periferia de dicho cartucho (84; 94; 211) de filtro y está sujeto liberablemente al cartucho de filtro;

en el que dicha cubeta (28) y dicho cartucho de filtro están unidos entre sí para formar una construcción unitaria en la que dicho collar (80; 210) está fijado a una pared lateral interna de la citada cubeta (28) por medio de un encaje a presión, y

en el que dichos cartucho (84; 94; 211) de filtro y cubeta (28), están en comunicación de fluido con el citado colector de tal manera que evitan que se mezcle un fluido alimentado a dicho cartucho de filtro con un permeado extraído del citado cartucho de filtro.

2. El módulo de filtración de la reivindicación 1, en el que dicha cubeta (28) posee ranuras (40) formadas en la superficie interna de la cubeta (28), y dicho collar (80) posee pestañas (88) que se encajan a presión en ranuras (40) de la cubeta (28) cuando el cartucho de filtro está asentado en el interior de la citada cubeta (28).

3. El módulo de filtración de la reivindicación 1 ó 2, que incluye una entrada (82) para el fluido alimentado a dicha cubeta, y una salida (86; 95) para el permeado procedente de dicho cartucho de filtro.

4. El módulo de filtración de la reivindicación 1 ó 2, que incluye una entrada para el fluido alimentado a dicho cartucho de filtro y una salida para el permeado procedente de la citada cubeta.

5. El módulo de filtración de la reivindicación 1, 2, 3 ó 4, en el que el collar (80) contiene una bisagra (81; 90, 91) para la sujeción del collar (80) al cartucho (84; 94) de filtro.

6. El módulo de filtración de la reivindicación 1, 2, 3 ó 4, en el que el collar (210) está sujeto al cartucho (211) por medio de una conexión de encaje a presión.

7. El módulo de filtración de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el cartucho de filtro contiene uno o más medios de filtración elegidos en el grupo consistente en una membrana laminada plana, una membrana laminada plana arrollada en espiral, una membrana laminada plana plegada, una membrana laminada plana plegada en espiral, una membrana de fibra hueca, medios de filtro en profundidad, medios particulados que contienen un material de captura activo, medios de intercambio iónico, y combinaciones de los mismos.