ES2567137T3 - Dispositivo de filtración - Google Patents

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ES2567137T3 ES06122056.2T ES06122056T ES2567137T3 ES 2567137 T3 ES2567137 T3 ES 2567137T3 ES 06122056 T ES06122056 T ES 06122056T ES 2567137 T3 ES2567137 T3 ES 2567137T3
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Curtis Nauseda
Kari Backes
Kevin Rautio
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Abstract

Un dispositivo de filtración que tiene dos o más áreas de material de filtración cuya integridad puede probarse independientemente y que comprende: una carcasa que incluye un primer componente (52) con una entrada (54), y un segundo componente (56) con una salida (58); al menos una placa separadora (62) que está situada entre los dos componentes de la cobertura (52,56) y que está formada como un elemento separado e incluye un puerto (74); y al menos dos capas de filtración independientes (64,68) que son filtros o membranas, donde estas capas de filtración (64,68) están dispuestas en lados separados entre sí de al menos una placa separadora, (62) de manera que estén frente a frente y que se defina un espacio en forma de una cámara (72) en la placa de separación (62) entre las capas de filtración adyacentes (64,68), donde la placa de separación (62) tiene una superficie superior (66) y una superficie inferior (70) y la superficie superior (66) tiene una rejilla de soporte de membrana porosa, y donde las capas de filtración (64,68) están dispuestas además en el dispositivo de tal manera que el fluido que sea desea filtrar pueda fluir en serie desde la entrada (54) a través de dichas áreas del material de filtración y por la salida (58); y en el cual el puerto (74) de cada placa espaciadora (62) está en comunicación fluida con dicha cámara (72) y el exterior del dispositivo; y en el cual una rejilla de soporte de membrana porosa (60) está en el segundo componente de carcasa (56).

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de filtracion Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un dispositivo que contiene capas multiples de filtros o membrana, capaz de someterse a una prueba de integridad. Mas particularmente, se refiere a un dispositivo de filtracion que contiene capas multiples de filtros o membrana, cada uno de los cuales puede someterse a una prueba de integridad en forma individual dentro de un dispositivo ensamblado.
Antecedentes de la invencion
Algunos dispositivos de filtracion contienen dos o mas capas de membrana juntas a fin de obtener determinadas caractensticas de rendimiento, como la retencion. Es importante que cada capa se mantenga mtegra y libre de defectos a lo largo del proceso de ensamblaje y durante su uso.
Normalmente, el producto terminado que contiene las capas multiples se somete a la prueba de integridad por medio de una prueba de difusion de aire. Esta prueba humedece las capas de membrana con un lfquido adecuado, como agua, alcohol o mezclas de los dos (en funcion de si el filtro es hidrofilo o hidrofobo). Se aplica aire a una presion espedfica a una de las membranas humedecidas y se mide el flujo de aire en el lado opuesto. Si el aumento de flujo corriente abajo es demasiado rapido o a presion baja, esto indica que hay un defecto en el filtro o su fijacion al dispositivo. El problema con el uso de esta prueba en dispositivos con capas multiples de membrana es que solo se prueba el dispositivo en general y la prueba solo puede indicar si hay un defecto en todas las capas. Es posible que un defecto en una capa no proporcione una indicacion concluyente de un defecto.
Se necesita un dispositivo que permita probar cada capa de membrana en un dispositivo de capas multiples de manera independiente. La presente invencion permite hacerlo.
La solicitud US 3954621 A divulga un sistema de filtracion que comprende un prefiltro y un filtro principal, ambos situados en una carcasa, con un espacio libre entre el prefiltro y el filtro principal. La carcasa tiene una entrada y una salida, de modo que el fluido que se filtrara pasa desde la entrada a traves del prefiltro, el espacio libre, el filtro principal y, finalmente, llega a la salida del sistema de filtracion. El espacio libre se conecta a un conducto de modo de dirigir el agua en contracorriente al espacio entre el prefiltro y el filtro principal con el proposito de limpiar el prefiltro.
La solicitud DE Al 19726379 divulga un adaptador de prueba de integridad para modulos separados de filtro dispuestos en serie. Los modulos de filtro, que tienen una forma cilmdrica hueca, estan alojados en un tubo, donde el adaptador de prueba de integridad comprende dos lmeas de muestreo para insertarse en el interior de los modulos de filtro a fin de poner a prueba la integridad de cada uno de los modulos de filtro de manera individual. A los fines del procedimiento de prueba de integridad, se debe abrir la carcasa tubular de los modulos de filtro, se inserta el adaptador, y los modulos de filtro individuales se sellan con pestanas unidas a las lmeas de muestreo. Las lmeas de muestreo se conectan externamente a un medio de prueba, donde se introduce un fluido de prueba en el modulo de filtro sellado de modo de permitir la prueba de integridad de los modulos de filtro.
La solicitud US 4909937 A divulga un filtro integral cubierto por una carcasa. La carcasa comprende tres conexiones para su suministro y vaciado. Dentro de la carcasa, se disponen dos elementos de filtro tubulares concentricamente, con un espacio libre entre los elementos de filtro tubulares. El fluido que se filtrara pasa desde una entrada (primera conexion) a la carcasa, a traves del elemento de filtro tubular exterior al espacio intermedio y desde el espacio a traves del filtro tubular interior a un segundo espacio y a la salida (segunda conexion). Ademas, se proporciona una tercera conexion entre el espacio intermedio y el lado exterior de la carcasa. Esta tercera conexion se puede usar, por ejemplo, para suministrar al espacio intermedio un medio de prueba.
Sumario de la invencion
La presente invencion proporciona un dispositivo de filtracion, conforme se define en la reivindicacion 1.
El dispositivo de filtracion de la presente invencion se puede usar en un proceso de prueba independiente de dos o mas areas de material de filtracion en el dispositivo de filtracion de la invencion.
Este proceso comprende las siguientes etapas:
i) probar la integridad de la primera area del material de filtracion mediante el cierre de la salida y la apertura del puerto, con lo que se humedece la primera area de material de filtracion con un lfquido adecuado, y a traves de la entrada o el puerto, pasar uno o mas fluidos seleccionados del grupo que consiste en gases y lfquidos a traves de la primera area de material de filtracion y fuera de la otra entrada o el puerto a un detector corriente abajo;
ii) determinar la integridad de la primera area de material de filtracion;
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iii) probar la integridad de la segunda area de material de filtracion mediante el cierre de la entrada y la apertura del puerto, con lo que se humedece la segunda area de material de filtracion con un lfquido adecuado, y a traves de la salida o el puerto, pasar uno o mas fluidos seleccionados del grupo que consiste en gases y lfquidos a traves de la segunda area de material de filtracion y fuera de la otra salida o el puerto a un detector corriente abajo; y
iv) determinar la integridad de la segunda area de material de filtracion;
La presente invencion se refiere a un dispositivo que tiene dos o mas capas de filtracion separadas, cuya integridad puede probarse independientemente cuando se encuentra en un dispositivo ensamblado, lo que permite la filtracion serial a traves de sus dos o mas capas para obtener las caractensticas deseadas, como la retencion.
En las figuras
La Figura 1 muestra un primer ejemplo de un dispositivo de filtracion, que sirve para explicar las caractensticas de la presente invencion en vista transversal.
Las Figuras 2A-C muestran el funcionamiento del primer ejemplo en la vista transversal.
La Figura 3 muestra una realizacion de la presente invencion en vista desarrollada.
La Figura 4 muestra la vista transversal del separador de la Figura 3.
La Figura 5 muestra otra realizacion de la presente invencion en vista transversal.
Las Figuras 6A-C muestran el funcionamiento de otra realizacion de la presente invencion en vista transversal.
La Figura 7 muestra otro ejemplo de un dispositivo de filtracion, que sirve para explicar las caractensticas de la presente invencion.
La Figura 8 muestra otro ejemplo de un dispositivo de filtracion, que sirve para explicar las caractensticas de la presente invencion.
Las Figuras 9A-C muestran otro ejemplo de un dispositivo de filtracion, que sirve para explicar las caractensticas de la presente invencion en vista transversal.
La Figura 10 muestra otro ejemplo de un dispositivo de filtracion, que sirve para explicar las caractensticas de la presente invencion en vista transversal.
La Figura 11 muestra el ejemplo de la Figura 10 con capas multiples.
Descripcion detallada de la invencion
La presente invencion comprende una carcasa de filtro con dos o mas capas de filtros. Cada capa esta separada preferiblemente una de otra a fin de proporcionar una camara o espacio entre ellas. Dentro de la camara o espacio entre las dos capas existe un puerto o una ventilacion para proporcionar una trayectoria intermedia para que el gas o lfquido fluya a traves de una capa de filtro o membrana y fuera de la ventilacion o el puerto a los fines de la prueba de integridad.
La Figura 1 muestra un primer ejemplo de un dispositivo de filtracion, que sirve para explicar las caractensticas de la presente invencion. El dispositivo 2 se compone de una carcasa 4 que tiene una entrada 6, una salida 8 y una ventilacion 10 y dos o mas capas de filtracion 12 A y B (en este ejemplo se muestran dos). La primera capa de filtracion 12A es lfquido hermeticamente sellado a la entrada de la carcasa 4.
Como se muestra, la primera capa 12A tiene un elemento de filtro 14, preferiblemente un elemento de filtro plegado como se muestra, una primera tapa 16 sellada a un primer extremo del elemento de filtro 14 y que tiene una abertura 18 en comunicacion fluida con la entrada 6 de la carcasa 4 y un nucleo central 20 que es poroso para permitir la comunicacion fluida entre la abertura y el elemento de filtro 14. El otro extremo del elemento de filtro 14 se sella a una segunda tapa cerrada 22.
Como se muestra, la segunda capa 12B tiene un elemento de filtro 14B, preferiblemente un elemento de filtro plegado como se muestra, una primera tapa 16B sellada a un primer extremo del elemento de filtro 14B y que tiene una abertura 18B en comunicacion fluida con la salida 8 de la carcasa 4 y un nucleo central 20B que es poroso para permitir la comunicacion fluida entre la abertura 18B y el elemento de filtro 14B. El otro extremo del elemento de filtro 14B se sella a una segunda tapa cerrada 22B. Preferiblemente, las dos tapas cerradas 22 y 22B estan selladas entre sf, aunque esto no es necesario.
Tambien como se muestra, la carcasa puede estar formada por dos o mas piezas a los fines de su ensamblaje. En el primer ejemplo, la carcasa 4 consta de tres piezas, un cuerpo principal 24 y dos tapas de carcasa 26 y 28, que contienen la entrada 6 y salida 8, respectivamente. Las piezas 24-28 son lfquidos hermeticamente sellados entre sf,
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por ejemplo, por union termica o ultrasonica, union con disolvente, sobremoldeo, adhesivos y similares bien conocidos en la industria.
Una vez ensamblado, se debe probar la integridad del dispositivo. Las Figuras 2A-C muestran como se lleva a cabo esta prueba.
En la Figura 2A, las flechas muestran el flujo normal de filtracion. El fluido ingresa por la entrada 6 a la abertura 18 de la primera capa y luego al nucleo 20. Luego, el fluido pasa a traves del elemento de filtro 14 y deja atras cualquier contaminante que el filtro este disenado para eliminar mediante procedimientos bien conocidos, como exclusion de tamano, adsorcion, fobicidad o repelacion de cargas. El fluido sale del primer elemento e ingresa a al orificio interno 30 de la carcasa. A continuacion, ingresa en la segunda capa de filtro 14B y pasa al nucleo 20B a traves de la abertura 18B y hacia la salida 8 por la que sale de la carcasa 4. Como en el caso de la primera capa, el fluido pasa a traves del elemento de filtro 14B y deja atras cualquier contaminante que el filtro este disenado para eliminar mediante procedimientos bien conocidos, como exclusion de tamano, adsorcion, fobicidad o repelacion de cargas. El filtro puede ser el mismo que el de la primera capa o, si se desea, puede ser diferente en lo que respecta a las caractensticas de exclusion por tamano, capacidades de absorcion y similares.
Para probar la integridad de la primera capa, se utiliza la configuracion de la Figura 2B. Aqrn, la primera capa de filtro 12A se humedece con un lfquido adecuado para el uso de un gas o gases. Luego se cierra la salida 8 (como se muestra, con la tapa 7B, aunque pueden utilizarse otros medios, como una valvula (no mostrada) o similares), se abre la ventilacion 10 y se conecta a un dispositivo de deteccion adecuado (no mostrado). Se hacen fluir uno o mas gases o lfquidos seleccionados a traves de la entrada 6 a una presion o series de presiones predeterminadas, y el cambio en el flujo o concentracion del gas (conforme se explica mas adelante) se mide por medio del dispositivo de deteccion que se ha acoplado a ventilacion 10. Si se desea, la prueba tambien se puede realizar a la inversa para todas las realizaciones, en la ventilacion y fuera de la "entrada" o "salida", en funcion del elemento de filtracion que se esta probando.
Para probar la integridad de la segunda capa 12B, se utiliza la configuracion de la Figura 2C. Aqrn, la segunda capa de filtro 12B se humedece con un lfquido adecuado para el uso de un gas o gases. Luego se cierra la entrada 6 (como se muestra, con la tapa 7, aunque pueden utilizarse otros medios, como una valvula (no mostrada) o similares), se abre la ventilacion 10 y se conecta a un dispositivo de deteccion adecuado (no mostrado). Se hacen fluir uno o mas gases seleccionados a traves de la salida 8 a una presion o series de presiones predeterminadas, y el cambio en el flujo o concentracion del gas (conforme se explica mas adelante) se mide por medio del dispositivo de deteccion que se ha acoplado a ventilacion 10.
Se puede entonces comparar el valor probado de cada capa con el valor o rango de valores aceptables proporcionados por el fabricante para determinar si cada capa es integral. En dicho caso, se puede usar el dispositivo.
Se puede usar un proceso similar despues de la filtracion del fluido (gas o lfquido) para asegurar que la integridad del dispositivo se mantuvo a lo largo de su uso mediante el uso de las mismas etapas de proceso, que se describen en las Figuras 2A-C.
Como la integridad de cada capa puede probarse independientemente, se puede usar una prueba convencional, como la prueba de difusion de aire/agua, que se describe en el texto anterior. Alternativamente, se puede utilizar una prueba mas sofisticada y sensible, como una prueba de gas binario, como se reivindica en una solicitud en tramite presentada el dfa de hoy por John Lewnard, que se titula "Procedimientos y sistemas para las pruebas de integridad de los materiales porosos". En esta prueba, la capa de filtro seleccionado se humedece con un lfquido que es adecuado para los gases binarios utilizados. Por ejemplo, se puede utilizar agua, alcohol, mezclas de agua y alcohol y similares, en funcion de los gases seleccionados. Se eligen dos gases, de manera que uno tenga una alta solubilidad en el lfquido de eleccion y el otro tenga una solubilidad mas baja en ese mismo lfquido. Los gases seleccionados incluyen, a modo no taxativo, dioxido de carbono, hidrogeno, helio, freon, hexafluoruro de azufre o de otros gases perfluorados, gases nobles y similares. Uno de los gases de alta permeabilidad preferido es el dioxido de carbono, mientras que los gases de baja permeabilidad preferidos para muchos filtros incluyen el hidrogeno, helio y los gases perfluorocarbonados. La mezcla de gas binario se introduce, como se describe en las Figuras 2A-C, en una cantidad predeterminada respecto a la otra, y la cantidad de uno o ambos de los gases se mide por medio de un dispositivo de deteccion, como un cromatografo de gases o un espectrometro de masas en el lado corriente abajo de la capa de filtro para determinar si hay un cambio en la cantidad relativa de cada gas en la corriente de gas detectada. Cuando la cantidad medida de gas difiere de la cantidad predeterminada de gas anadido inicialmente al sistema, se detecta un defecto. Si no se encuentra ninguna diferencia en la concentracion, se determina que la capa es integral. Integral, cuando se hace referencia en la presente a un material poroso, significa no defectuoso. La cantidad predeterminada puede ser, por ejemplo, la cantidad de gas calculada para difundirse a traves del material poroso humedecido integral a una temperatura y presion dadas. La temperatura y presion dadas pueden ser la temperatura y la presion bajo la cual se lleva a cabo la prueba.
Otro procedimiento para probar la integridad consiste en el uso de una prueba de porometna lfquido-lfquido, como se muestra en el las solicitudes US 5,282,380 y 5,457,986 (DiLeo), que tambien se puede usar en la presente invencion.
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El procedimiento de prueba de integridad utilizado no es cntico para la invencion. Se puede utilizar cualquier procedimiento que proporcione un valor de integridad adecuado y que no sea destructivo para el dispositivo.
La Figura 3 muestra una realizacion del presente dispositivo con dos o mas capas de capas de filtracion serial. En esta realizacion, se muestran dos capas, aunque se pueden usar capas adicionales con placas espaciadoras adicionales. El dispositivo 50 cuenta con un primer componente de carcasa 52, que contiene una entrada 54. Hay un segundo componente de carcasa correspondiente 56 en el otro extremo del dispositivo 50, que contiene la salida 58. Tambien como se muestra, en el segundo componente de carcasa 56 hay una rejilla de soporte de membrana porosa 60. Se trata de un elemento opcional en el primer componente de carcasa. Entre los dos componentes 52 y 56, hay una placa separadora 62. La placa separadora 62 tiene una membrana 64 adyacente y preferiblemente en la superficie superior 66 y una segunda membrana 68 adyacente y preferiblemente en la superficie inferior 70. Como se muestra, la superficie superior 66 tiene una rejilla de soporte de membrana porosa, y preferiblemente la superficie inferior 70 tiene una estructura similar, aunque no es necesaria en la superficie inferior 70. Hay una camara 72 (como se muestra en la Figura 4) en el espaciador entre su superficie superior e inferior. Las dos superficies 66 y 70 y la camara 72 se comunican de manera fluida entre sf Tambien dentro de la camara 72 esta el puerto 74.
El dispositivo se ensambla como se muestra en la Figura 5. Todos los elementos que aparecen en la Figura 5 son los mismos que los de las Figuras 3 y 4 que anteceden. Los filtros o membranas pueden mantenerse dentro del dispositivo por una variedad de procedimientos conocidos en la tecnica, incluida, a modo no taxativo, la union por calor o disolvente de la membrana o el filtro con la superficie superior 66 e inferior 70 del espaciador 62. Tambien se pueden fijar mediante una tecnica de sobremoldeo, si se desea.
La Figura 6A muestra el flujo normal a traves del dispositivo. El fluido ingresa en la entrada 54, fluye a traves de la primera capa de filtro 64 hacia la camara 72, luego a traves de la segunda capa del filtro 68, y finalmente a traves de la salida 58. De este modo, el puerto 74 se cierra con una tapa 76A aunque tambien se pueden utilizar otros dispositivos, como valvulas o tapones (no mostrado).
La Figura 6B muestra como se prueba la integridad de la primera capa 64. Aqrn, la primera capa de filtro 64 se humedece con un lfquido adecuado para el fluido, como un gas o gases u otro lfquido. La salida 58 se cierra entonces con la tapa 76B y el puerto 74 se abre y se conecta a un dispositivo de deteccion adecuado (no mostrado). Uno o mas fluidos seleccionados fluyen a traves de la entrada 54 a una presion predeterminada o series de presiones, a traves de la membrana humedecida 64 hacia la camara 72. El fluido fluye entonces fuera del puerto 74 y el cambio en el flujo o la concentracion del fluido se mide mediante el dispositivo de deteccion que se ha acoplado al puerto 74. El valor de integridad de la primera capa se determina a partir de los resultados de la prueba, que se puede pasar o fallar.
La Figura 6C muestra como se prueba la integridad de la segunda capa 68. Aqrn, la segunda capa de filtro 68 se humedece con un lfquido adecuado para el fluido, como un gas o gases u otro lfquido. La entrada 54 se cierra entonces con la tapa 76C y el puerto 74 se abre y se conecta a un dispositivo de deteccion adecuado (no mostrado). Uno o mas fluidos seleccionados fluyen a traves de la salida 58 a una presion predeterminada o series de presiones, a traves de la membrana humedecida 68 hacia la camara 72. El fluido fluye entonces fuera del puerto 74 y el cambio en el flujo o la concentracion del fluido se mide mediante el dispositivo de deteccion que se ha acoplado al puerto 74. El valor de integridad de la primera capa se determina a partir de los resultados de la prueba, que se puede pasar o fallar.
Si todas las capas la pasan, el dispositivo esta listo para usar. Como se describio anteriormente, se puede repetir la misma prueba o realizar una prueba similar si se desea, despues de su uso, para asegurar la integridad del dispositivo por el uso.
La Figura 7 muestra otro ejemplo de un dispositivo de filtracion que sirve para explicar las caractensticas de la presente invencion. El nucleo 102 tiene una salida 104 formada en un extremo 106. El nucleo 102 se extiende hacia el interior del cartucho 108 y se sella en la parte superior 110. El nucleo 102 tiene una serie de aberturas 112 formadas en una porcion de su pared lateral. El nucleo 102 esta en comunicacion fluida con el interior del cartucho 108 y la salida 104.
Dispuesta concentricamente alrededor del nucleo 102 esta la primera capa de membrana 120. La primera capa 120 tiene preferiblemente forma cilmdrica, aunque se pueden utilizar otras formas, como ovalada, triangular o poligonal. Preferiblemente, la capa de la membrana 120 se pliega para aumentar el area de superficie disponible. La primera capa de membrana 120 se sella a lo largo de sus bordes verticales (no mostrados), preferiblemente mediante una costura (no mostrada), como se conoce en la tecnica. La superficie horizontal superior 128 de la membrana se sella a una primera tapa lateral 130, por ejemplo, mediante adhesion del polfmero, union por disolvente, adhesivos o sobremoldeo. Del mismo modo, la superficie horizontal inferior 132 de la membrana 120 se sella a una segunda tapa lateral 134, por ejemplo, mediante adhesion del polfmero, union por disolvente, adhesivos o sobremoldeo.
Dispuesta concentricamente alrededor de la primera capa de membrana 120, pero separada de esta, se encuentra una segunda capa de membrana 140. La segunda capa 140 tiene preferiblemente forma cilmdrica, aunque se pueden utilizar otras formas, como ovalada, triangular o poligonal, y preferiblemente tiene la misma forma que la primera capa 120. Preferiblemente, la segunda capa de la membrana 140 se pliega para aumentar el area de superficie disponible. La segunda capa de membrana 140 se sella a lo largo de sus bordes verticales (no mostrados), preferiblemente
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mediante una costura (no mostrada), como se conoce en la tecnica. La superficie horizontal superior 148 de la capa de membrana 140 se sella a una primera tapa lateral 150, por ejemplo, mediante adhesion del polfmero, union por disolvente o adhesivos. Del mismo modo, la superficie horizontal inferior 152 de la membrana 140 se sella a una segunda tapa lateral 154, por ejemplo, mediante adhesion del polfmero, union por disolvente o adhesivos.
Como se muestra, los bordes interiores de la primera y segunda tapa lateral 130, 134 de la primera capa de membrana 120 son lfquidos, sellados hermeticamente a las superficies exteriores respectivas del nucleo 102. Los bordes interiores de la primera y segunda tapa lateral 150, 154 de la segunda capa de membrana 140 son lfquidos, sellados hermeticamente a las superficies exteriores respectivas de la primera y segunda tapa lateral 130, 134 de la primera capa de membrana 120. Dispuesta concentricamente hacia el exterior y alrededor de la segunda capa de membrana 140 se encuentra una carcasa porosa de cartucho 160 que consiste en lfquido sellado hermeticamente a los bordes exteriores de las tapas laterales 150, 154 de la segunda capa de membrana 140 y que actua como entrada al dispositivo. De esta manera, el lfquido que entra a la carcasa 160 debe fluir a traves de la primera y luego de la segunda capa de membrana 120, 140 antes de ingresar al nucleo 102 y salir del filtro a traves de la salida 104.
Situado en el espacio entre la primera capa 120 y la segunda capa 140 se encuentra un puerto 156 que permite la prueba de integridad de cada capa individual cuando estan ensambladas. El procedimiento para hacerlo es similar a los procedimientos descritos anteriormente para los ejemplos y las realizaciones de las Figuras 2A-C y 6A-C.
La Figura 8 es una modificacion del dispositivo de la Figura 7 en la que se anade una tercera capa de filtro 200 concentricamente hacia fuera de la segunda capa, pero hacia dentro de la carcasa exterior 160. Un segundo puerto 202 esta situado en la carcasa entre la segunda capa 140 y la tercera capa 200 y en comunicacion fluida con el espacio 204 entre las dos capas 140 y 200.
Para probar la tercera capa 200 de la membrana se cierra el puerto 156 y la salida 104 como se describio anteriormente. La tercera capa se humedece mediante la introduccion de un lfquido a traves de la pared de carcasa porosa 160 o el puerto 202. Un fluido, como un gas o gases o un lfquido conforme se describio anteriormente, puede fluir a traves de la pared de carcasa 160, la tercera capa 200 y el puerto de salida 202 hacia un detector adecuado.
Las Figuras 9A-C muestran otro ejemplo de un dispositivo de filtracion que sirve para explicar las caractensticas de la presente invencion. En este ejemplo, el dispositivo 210 es un dispositivo de filtracion de hoja plana formado por dos areas de filtros 212 y 214, cada uno de los cuales se puede probar por integridad de manera independiente en el dispositivo 210. El dispositivo tiene una carcasa 216 que contiene una entrada 218, una salida 220, un puerto intermedio 222 y un nucleo central 224. Como se muestra, las primeras areas de filtros 212 se sellan selectivamente a los soportes no porosos 226 dispuestos en la carcasa 216 para crear una trayectoria de flujo entre la entrada 218 y el nucleo 224 a traves de los filtros 212. Del mismo modo, las segundas areas de filtros 214 se sellan selectivamente a los soportes no porosos 226 dispuestos en la carcasa 216 para crear una trayectoria de flujo entre el nucleo 224 o el puerto intermedio 222 a traves de los filtros 214 hacia la salida 220.
En un uso normal, como se muestra en la Figura 9A, el fluido fluye a traves de la entrada 218, luego a traves de las primeras areas de filtros 212 hacia el nucleo central 224. El puerto intermedio 222 esta cerrado durante esta operacion. El fluido fluye entonces a traves de las segundas areas de filtro 214 y fuera de la salida 220.
Para probar la integridad de las primeras areas de filtros 212, la salida 220 se cierra y se abre el puerto 222, como se muestra en la Figura 9B. Los filtros se humedecen y luego al menos un fluido (gas o lfquido) se aplica al area de filtro 212 a traves de la entrada 218 a la presion deseada y un detector del flujo de cambio de concentracion se monta corriente abajo del puerto 222 para detectar el cambio y proporcionar una con un valor.
Para probar la integridad de las segundas areas de filtros 214, la entrada 218 se cierra y se abre el puerto 222, como se muestra en la Figura 9C. Los filtros se humedecen y luego al menos un fluido (gas o lfquido) se aplica al area de filtro 214 a traves de la salida 220 a la presion deseada y un detector del flujo de cambio de concentracion se monta corriente abajo del puerto 222 para detectar el cambio y proporcionar una con un valor.
Las Figuras 10 y 11 muestran otro ejemplo de un dispositivo de filtracion en serie que utiliza hojas planas de filtros. El diseno puede ser una disposicion de laminas planas apiladas como se conoce en la tecnica, a modo no taxativo, sistemas de casete Prostak® y Pellicon® disponibles en Millipore Corporation de Billerica, Massachusetts. En la Figura 10 se muestra un solo casete. Se compone de un colector de entrada 250, una primera capa de filtro 252, una capa separadora intermedia 254 con un puerto 256, una segunda capa de filtro 258 y un colector de salida 260, todos sellados juntos en una sola unidad. La integridad de cada capa se sometio a prueba de la forma mencionada anteriormente con los otros ejemplos y realizaciones mediante el sellado de forma selectiva de una de las entradas 250 o salidas 260 y la apertura del puerto 256.
La Figura 11 muestra un sistema tfpico de dos casetes. Dado que los elementos son los mismos que los de la Figura 10 se han utilizado los mismos numeros de referencia. Cada unidad esta apilada junto con la otra y disenada de modo que las entradas y salidas se alineen entre st Cada unidad tiene su propio puerto 256 que hace funcionar los filtros dentro de la unidad. Una gran variedad de estas unidades se pueden apilar juntas en un soporte comun con una entrada y una salida comun y usarse como sistema de estilo multicasete, como se conoce en la industria.
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En los dispositivos que contienen tres o mas capas no debena haber un puerto entre cada capa de filtro. De este modo, los puertos en cada lado de la capa que se sometera a prueba se utilizan como la entrada y la salida para la prueba de integridad. Opcionalmente, en otro ejemplo de un dispositivo de filtracion que sirve para explicar las caractensticas de la presente invencion, un dispositivo puede hacerse con una valvula que se utiliza para abrir o cerrar una camara que se conecta a los puertos entre varias capas, de modo de poder probar de una sola vez una pila de varios pares de membrana.
Asf, con la presente invencion, se puede poner a prueba la integridad de una cantidad infinita de capas en un dispositivo mediante un puerto que puede abrirse y cerrarse selectivamente entre cada una de las capas que permite la prueba de la integridad de cada capa independientemente en un dispositivo de filtracion en serie integral.
El dispositivo de la presente invencion y los procedimientos se pueden utilizar con cualquier medio de filtro de cualquier tamano cuya integridad pueda probarse mediante el uso de gases o lfquidos. La membrana puede ser una membrana microporosa, de ultrafiltracion (UF), nanofiltracion o de osmosis inversa formada por un polfmero seleccionado entre olefinas, como el polietileno, incluido el polietileno de peso molecular ultra alto, polipropileno, copolfmeros de EVA y alfa-olefinas, polfmeros de metaloceno olefrnicos, PFA, MFA, PTFE, policarbonato; copolfmeros de vinilo, como PVC; poliamidas, como nylon, poliesteres, celulosa, acetato de celulosa, celulosa regenerada , compuestos de celulosa, polisulfona, polietersulfona (PES), poliarilsulfona, polifenilsulfona, poliacrilonitrilo, fluoruro de polivinilideno (PVDF), y mezclas de estos. La membrana seleccionada depende de la aplicacion, las caractensticas de filtracion deseadas, el tipo y tamano de las partfculas que se quieren filtrar y el flujo deseado.
Los otros componentes del filtro, como tapas laterales, entradas, salidas, coberturas, nucleos, puertos, valvulas, etc., se pueden realizar con varios materiales, como metal, ceramica, vidrio o plastico. Preferiblemente, los componentes estan hechos de plastico, mas preferiblemente termoplastico, como poliolefinas, especialmente polietileno y polipropileno, homopolfmeros o copolfmeros de estos, copolfmeros de etilenvinilacetato (EVA); polisulfonas, polietersulfona (PES), poliarilsulfona, polifenilsulfona, policarbonatos; estirenos; resina de PTFE; polfmeros perfluorados termoplasticos, como PFA; nylon y otras poliamidas; PET y mezclas de cualquiera de estos.
Ejemplo
Se realizo un dispositivo de conformidad con la realizacion de la Figura 3 mediante el uso de una membrana de ultrafiltracion de PES disponible en Millipore Corporation.
Las capas superior e inferior de la membrana se humedecieron con agua, el puerto se abrio y se cerro la salida mediante la insercion de un tapon. A traves de la entrada a la capa de filtro fluyo aire a 517,11 kPa (75 psi) y se coloco un medidor de flujo corriente abajo del puerto para leer el flujo. Los resultados fueron <0,01 cc / min.
Para probar la segunda capa, se abrio el puerto y la entrada se cerro mediante la insercion de un tapon. A traves de la salida de la capa de filtro fluyo aire a 75 psi y se coloco un medidor de flujo corriente abajo del puerto para leer el flujo. Los resultados fueron <0,01 cc / min.
El valor recomendado para las membranas suministrado por el proveedor era <0,01 cc / min. Dado que el valor medido para cada capa estaba dentro de este rango, se determino la integridad de cada capa y el dispositivo en su conjunto.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un dispositivo de filtracion que tiene dos o mas areas de material de filtracion cuya integridad puede probarse independientemente y que comprende:
    una carcasa que incluye un primer componente (52) con una entrada (54), y un segundo componente (56) con una 5 salida (58);
    al menos una placa separadora (62) que esta situada entre los dos componentes de la cobertura (52,56) y que esta formada como un elemento separado e incluye un puerto (74); y
    al menos dos capas de filtracion independientes (64,68) que son filtros o membranas, donde estas capas de filtracion (64,68) estan dispuestas en lados separados entre sf de al menos una placa separadora, (62) de manera que esten 10 frente a frente y que se defina un espacio en forma de una camara (72) en la placa de separacion (62) entre las capas de filtracion adyacentes (64,68), donde la placa de separacion (62) tiene una superficie superior (66) y una superficie inferior (70) y la superficie superior (66) tiene una rejilla de soporte de membrana porosa, y donde las capas de filtracion (64,68) estan dispuestas ademas en el dispositivo de tal manera que el fluido que sea desea filtrar pueda fluir en serie desde la entrada (54) a traves de dichas areas del material de filtracion y por la salida (58); y
    15 en el cual el puerto (74) de cada placa espaciadora (62) esta en comunicacion fluida con dicha camara (72) y el exterior del dispositivo; y
    en el cual una rejilla de soporte de membrana porosa (60) esta en el segundo componente de carcasa (56).
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