ES2938407T3 - Procedimiento de fabricación de un cartucho para un sistema de tratamiento de fluidos y cartucho correspondiente - Google Patents

Abstract

Un método para fabricar un cartucho (104; 204; 304; 404; 504; 604; 704; 804) para un sistema de tratamiento de fluidos (101; 401), en el que el cartucho (104; 204; 304; 404; 504; 604; 704;804) incluye un alojamiento que define al menos una cámara para un medio de tratamiento de fluidos, incluye proporcionar una parte de alojamiento de cartucho (212;312;512;612;712;812) que incluye al menos una pared (217;313;517;613 ;713;813) que define al menos una abertura (218;318;518;618;718;818) que puede cerrarse mediante un elemento filtrante (219;319;519;619;719;819). Se proporciona el elemento de filtro (219; 319; 519; 619; 719; 819), en el que el elemento de filtro (219; 319; 519; 619; 719; 819) incluye un cuerpo poroso (220; 320; 520; 620; 720) ;820) para al menos filtrar mecánicamente el fluido que fluye hacia el elemento filtrante (219;319;519;619;719;819) a través de al menos una primera superficie del elemento filtrante (219;319;519;619;719;819), a través del cuerpo poroso (220; 320;520;620;720;820) y sale a través de al menos una segunda superficie del elemento filtrante (219;319;519;619;719;819). El elemento filtrante (219;319;519;619;719;819) incluye un borde (221;321;521;621;721;821;921), que cubre al menos una cara periférica del cuerpo poroso (220;320; 520;620;720;820) para enmarcar las superficies primera y segunda. El elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819) se combina con la parte de alojamiento del cartucho (212; 312; 512; 612; 712; 812) para cerrar al menos una de las al menos una aberturas (218;318;518;618;718;818) pegando el borde (221;321;521;621;721;821;921) a la parte del alojamiento del cartucho (212;312;512;612;712;812). cubriendo al menos una cara periférica del cuerpo poroso (220; 320; 520; 620; 720; 820) para enmarcar la primera y la segunda superficie. El elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819) se combina con la parte de alojamiento del cartucho (212; 312; 512; 612; 712; 812) para cerrar al menos una de las al menos una aberturas (218;318;518;618;718;818) pegando el borde (221;321;521;621;721;821;921) a la parte del alojamiento del cartucho (212;312;512;612;712;812). cubriendo al menos una cara periférica del cuerpo poroso (220; 320; 520; 620; 720; 820) para enmarcar la primera y la segunda superficie. El elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819) se combina con la parte de alojamiento del cartucho (212; 312; 512; 612; 712; 812) para cerrar al menos una de las al menos una aberturas (218;318;518;618;718;818) pegando el borde (221;321;521;621;721;821;921) a la parte del alojamiento del cartucho (212;312;512;612;712;812). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de fabricación de un cartucho para un sistema de tratamiento de fluidos y cartucho correspondiente

La invención se refiere a un método de fabricación de un cartucho de filtro.

La invención también se refiere a un cartucho de filtro que se puede obtener por medio de dicho método.

La solicitud de patente internacional N.° PCT/EP2011/073171 se presentó antes y se publicó después de la presente solicitud y, por lo tanto, constituye estado de la técnica de conformidad con el art. 54(3) CPE. Da a conocer un recipiente para tratar un fluido. El recipiente está provisto de paredes que comprenden una pared lateral y una primera pared extrema. La pared lateral y la pared extrema se proporcionan como una parte componente y definen un espacio interior de un recipiente. La primera pared extrema está provista de una sección permeable al fluido. Se inserta un agente de tratamiento en el espacio interior del recipiente. Se puede proporcionar en forma de material granular de intercambio de iones, por ejemplo. El espacio interior del recipiente está cerrado por medio de una segunda pared extrema, cuyo extremo está unido a la pared lateral a lo largo de un área de contacto. La segunda pared extrema se puede unir con la pared lateral mediante prensado, rebordeado, calafateo en caliente u otras técnicas de unión. La segunda pared extrema está provista de una sección de filtro que presenta una pluralidad de capilares. En el ejemplo, la segunda pared extrema adopta la forma de un cuerpo de filtro sinterizado en forma de placa que forma capilares. La sección de filtro se extiende por la totalidad de la segunda pared extrema.

El documento EP 0 365 887 A2 describe un cartucho de filtro para usar en un aparato de filtración de líquidos, especialmente filtros de agua potable, que consta de un recipiente en forma de copa con una tapa extraíble que tiene orificios de flujo y con orificios de flujo (9) dispuestos en el fondo del recipiente, una masa de filtro granular introducida en el recipiente y un tamiz dispuesto respectivamente entre la tapa y la masa filtrante, y entre el fondo y la masa filtrante. La tapa tiene forma de cono que se estrecha hacia arriba (cono plano), y la pantalla del lado de la tapa tiene forma de pantalla cónica correspondiente a la tapa y su borde circunferencial está soldado a la tapa. La pantalla del lado inferior está formada por un disco sustancialmente plano y su borde circunferencial está soldado al fondo.

El documento US 5225078 A describe un conjunto de filtro de jarra de paso continuo que incluye un elemento filtrante compacto con un disco anular delgado de carbono activado moldeado y un elemento de sellado anular periférico. El elemento de sellado permite montar el filtro de forma reemplazable en el extremo inferior de un depósito de plástico, cuyo depósito está adaptado para ser soportado en la parte superior de una jarra para recibir agua filtrada. El depósito puede fabricarse mediante un proceso de moldeo por soplado e incluye un miembro de fuelle integral que se puede colapsar manualmente para presurizar el interior del depósito con el fin de iniciar el flujo por gravedad a través de un elemento filtrante inicialmente seco. El elemento de sellado utiliza un material de caucho sintético y preferiblemente está moldeado por inserción alrededor del disco del filtro de carbono.

Es un objeto de la invención proporcionar un método para fabricar un cartucho de filtro y un cartucho de filtro, en el que el cartucho se puede llenar con un medio de tratamiento de fluidos, cuyo elemento filtrante mantiene de forma segura dentro del cartucho, mientras que se evita en gran medida la deformación del cartucho y se facilita la manipulación del elemento filtrante en la etapa de fabricación.

Este objeto se logra mediante un método de fabricación de un cartucho para un sistema de tratamiento de fluidos, en el que el cartucho incluye un alojamiento que define una cámara para un medio de tratamiento de fluidos, que incluye:

proporcionar una parte de alojamiento de cartucho que incluye al menos una pared que define al menos una abertura que se puede cerrar mediante un elemento filtrante;

proporcionar el elemento filtrante, en el que el elemento filtrante incluye un cuerpo poroso para filtrar al menos mecánicamente el fluido que fluye hacia el elemento filtrante a través de al menos una primera área superficial del elemento filtrante, a través del cuerpo poroso y hacia fuera a través de al menos una segunda área superficial del elemento filtrante, en el que el elemento filtrante incluye un reborde, impermeable a los fluidos y que cubre al menos una cara periférica del cuerpo poroso para enmarcar las áreas superficiales primera y segunda; y

combinar el elemento filtrante con la parte de alojamiento de cartucho para cerrar al menos una de las al menos unas aberturas uniendo el reborde a la parte de alojamiento de cartucho.

En el presente contexto, se entiende que el término unión denota la formación de una unión entre el material del reborde y el de la parte de alojamiento de cartucho de manera que se unan estos materiales y opcionalmente un material adhesivo o de relleno, un tipo de unión también denominada a como junta de material positivo. En particular, el término incluye soldadura, soldadura blanda y unión adhesiva.

La, o cada, cara periférica se extiende desde una primera cara del cuerpo poroso, cuya primera cara es paralela o se corresponde con la(s) primera(s) superficie(s), hasta una segunda cara del cuerpo poroso, cuya segunda cara es paralela o se corresponde con la(s) segunda(s) superficie(s).

Los medios de tratamiento de fluidos comunes tienden a hincharse con el primer uso, lo que puede generar presión en el alojamiento de cartucho. La unión del borde a la parte de alojamiento de cartucho hace que sea menos probable que el elemento filtrante se desprenda. La capacidad de resistir la presión desde el interior del alojamiento de cartucho permite que el elemento filtrante se combine con la parte de alojamiento de cartucho desde el exterior, en lugar de hacerlo desde el interior de la parte de alojamiento de cartucho. Esto aumenta la gama de formas que puede tener la parte de alojamiento de cartucho. Debido a que el elemento filtrante está provisto de un reborde que cubre al menos una cara periférica del cuerpo poroso, y que generalmente también se extenderá sobre los bordes de la cara periférica, el cuerpo poroso es más fácil de manipular durante la fabricación. El cuerpo poroso normalmente será algo frágil, de modo que de lo contrario existiría el riesgo de que se desprendieran astillas o polvo de los bordes durante la manipulación. Proporcionando primero un reborde, el elemento filtrante puede fabricarse en un sitio diferente al del resto del cartucho y transportarse al lugar donde el cartucho se ensambla y se llena con el medio de tratamiento de fluidos. Al proporcionar un reborde separado y unirlo a la parte de alojamiento de cartucho, en lugar de moldear por inserción la parte de alojamiento de cartucho con el cuerpo poroso como inserto, se puede evitar que las partículas del cuerpo poroso se desprendan y migren a la superficie de la parte de alojamiento de cartucho durante el proceso de moldeo. Esto ayuda a evitar la desfiguración de las paredes de la parte de alojamiento de cartucho, en particular cuando el cuerpo poroso y la parte de alojamiento de cartucho tienen colores diferentes.

El reborde es un componente distinto del cuerpo poroso y, por lo tanto, puede tener diferentes propiedades. Puede tener el mismo color, incluso la misma o una composición de material similar a la de la parte de alojamiento de cartucho. Ambos pueden, por ejemplo, estar hechos de polipropileno, mientras que el cuerpo poroso puede ser de cerámica o comprender un polietileno de alta densidad. El reborde tiene una menor permeabilidad al fluido que el cuerpo poroso. En particular, puede ser esencialmente impermeable a los fluidos. Por lo tanto, puede desempeñar un papel en la prevención de derivaciones de fluido, de modo que el fluido tratado por el medio de tratamiento de fluidos también se vea obligado a atravesar el elemento filtrante, en particular el cuerpo poroso. El medio de tratamiento de fluidos puede ser así un medio de grano relativamente fino que se filtra cuando el fluido sale del cartucho. En otras realizaciones, el elemento filtrante puede desempeñar un papel aún más importante en el tratamiento del fluido, por ejemplo eliminando sustancias y/o partículas ya presentes en el fluido antes de que entrara en el cartucho. En este caso, debido a que el elemento filtrante cumple la doble función de cerrar el alojamiento y filtrar el fluido, el cartucho puede hacerse relativamente compacto o tener una capacidad de tratamiento relativamente alta en relación con su tamaño.

Se observa que el documento US 5,225,078 describe un conjunto de filtro de jarra de paso que incluye cuatro partes, a saber, una jarra para recibir y dispensar agua filtrada, un depósito para contener el agua a filtrar, un elemento filtrante colocado en el extremo inferior del depósito y una tapa o cubierta para cerrar un extremo superior del depósito. El depósito está preferentemente hecho de un plástico adecuado, tal como polipropileno, y puede fabricarse más convenientemente mediante un proceso de moldeo por soplado. El elemento filtrante comprende un bloque de carbono poroso rígido en forma de disco delgado. El bloque de carbono puede fabricarse de manera convencional, en donde el carbono activado granular y un aglutinante adecuado, tal como polietileno, se comprimen y calientan para formar un bloque poroso moldeado. Una junta anular de caucho sintético está unido a la periferia exterior del bloque de carbono. La junta de caucho puede comprender un material similar al neopreno y un material juntade junta particularmente adecuado es el que se vende bajo la marca comercial KRATON. La junta se forma preferiblemente mediante moldeo por inyección alrededor del bloque de carbono, estando este último posicionado como un elemento central en un troquel de moldeo por inserción. La junta se forma con labios anulares superior e inferior. Los labios ayudan a mantener el elemento de sellado en posición alrededor del borde del bloque de carbono. Una pared exterior del depósito inmediatamente encima de una abertura de drenaje está provista de un rebajo anular. La cara de sellado de la junta está conformada y dimensionada para encajar firmemente en el rebajo anular con un ajuste de compresión bastante ajustado cuando el elemento filtrante es presionado axialmente hacia arriba en la abertura de drenaje. En una construcción alternativa, el extremo inferior del depósito que define la abertura de drenaje podría moldearse directamente en el borde del bloque de carbono y alrededor del mismo. La junta en una construcción moldeada integralmente de este tipo podría mejorarse proporcionando al bloque de carbono sinterizado un exceso de polietileno u otro material aglutinante de resina, particularmente alrededor de la cara periférica exterior, para ablandarse o fundirse y sellarse con el material de polipropileno del que está moldeado el depósito. El depósito no contiene un medio de tratamiento de fluidos y la junta de caucho no está adherida al depósito.

En una realización del método según la invención, el reborde se suelda a la parte de alojamiento de cartucho.

Esta realización facilita la producción de un cartucho para el tratamiento de fluidos potables, por ejemplo agua. No es necesario utilizar un adhesivo apto para alimentos para unir el borde a la parte de alojamiento de cartucho. Esto, a su vez, también aumenta la gama de materiales potencialmente adecuados para el reborde y la parte de alojamiento de cartucho.

En una realización, el cuerpo poroso es esencialmente plano, y las áreas superficiales primera y segunda son esencialmente paralelas al plano del cuerpo poroso y miran en direcciones opuestas.

Por lo tanto, el cuerpo poroso tiene un espesor esencialmente uniforme. La resistencia al flujo del elemento filtrante es, por lo tanto, también esencialmente uniforme a lo largo del plano del elemento filtrante, suponiendo que la porosidad no varíe. Dado que el elemento filtrante se usa para cerrar el cartucho, esto significa que la distribución de presión en la cámara del cartucho puede ser más uniforme, lo que ayuda a garantizar que no haya atajos para el fluido a través del medio de tratamiento de fluido, especialmente en realizaciones en las que el área del elemento filtrante es relativamente grande. Otro efecto de usar un cuerpo poroso esencialmente plano es que se puede cortar o troquelar a partir de una hoja o banda más grande de material poroso. Además, un cuerpo poroso plano también implicará generalmente un elemento filtrante esencialmente plano (aunque el reborde generalmente sobresaldrá ligeramente donde cubre los bordes), lo que facilita su integración en una pared del alojamiento de cartucho.

Se observa que las áreas superficiales primera y segunda no tienen por qué ser necesariamente superficies del cuerpo poroso. En una variante, una o más superficies del cuerpo poroso paralelas al plano del cuerpo poroso se cubren con una capa de material permeable, por ejemplo una hoja de material tejido o no tejido. El tamaño de malla de la hoja de material puede hacerse más pequeño que un diámetro mediano, o incluso mínimo, de partículas comprendidas en el cuerpo poroso.

Según la invención, el cuerpo poroso es autoportante.

Un efecto es que se puede proporcionar un área de filtro tan grande como sea posible, ya que no es necesario que haya un bastidor de soporte que se extienda a través de la superficie del elemento filtrante. El reborde también es más fácil de producir, ya que simplemente necesita extenderse alrededor de la circunferencia del cuerpo poroso, pero no es necesario que haya puntales a lo largo de la superficie del cuerpo poroso. En esta realización, existirá, por lo tanto, sólo una primera superficie y una segunda superficie.

En una primera realización del método, el paso de proporcionar el elemento filtrante incluye:

proporcionar una cantidad de material suelto que incluye un aglutinante en un molde; y

hacer que el material suelto se adhiera al molde para formar el cuerpo poroso.

En comparación con los métodos en los que el cuerpo poroso se corta a partir de una hoja de material poroso, esta realización conduce a un menor desperdicio. El material poroso puede comprender, por tanto, materiales de mayor valor, incluyendo materiales para el tratamiento de fluidos por sorción (incluyendo adsorción e intercambio iónico). Las dimensiones interiores del molde se corresponderán generalmente con las del borde, al menos en las direcciones que se encuentran en un plano enmarcado por el reborde.

Una variante de la primera realización incluye:

proporcionar el reborde; y

utilizar el reborde como al menos parte del molde,

en el que el paso de hacer que el material suelto se adhiera al molde incluye hacer que el cuerpo poroso se adhiera al reborde.

Un efecto es que no es necesario incluir un paso separado de combinar el cuerpo poroso con el borde. Además, se elimina esencialmente cualquier riesgo de daño al cuerpo poroso en una etapa anterior a su combinación con el reborde.

El paso de hacer que el material suelto se una para formar el cuerpo poroso incluye aplicar calor al menos al material suelto.

Esto es más fácil que hacer que el material suelto se vuelva pegajoso, por ejemplo por fricción, especialmente cuando el cuerpo poroso debe tener una porosidad relativamente alta.

La aplicación de calor puede incluir aplicar calor a través de al menos un troquel calentado.

Un efecto es asegurar una adherencia adecuada entre los constituyentes del material suelto y entre el material suelto y el reborde permitiendo la aplicación de al menos una pequeña cantidad de presión. Al mismo tiempo, se puede lograr un control relativamente preciso de la porosidad. Además, el contacto mejorado permite una transferencia de calor más eficaz y controlada al material suelto.

En una variante del primer método, el material suelto consiste en material en partículas.

Un efecto es permitir que se logre una mejor mezcla de los diferentes componentes del material suelto que sería el caso del material fibroso, por ejemplo. Más generalmente, el cuerpo poroso tendrá propiedades relativamente uniformes. Otro efecto es que es posible lograr esencialmente solo enlaces puntuales entre las partículas, aumentando así el área superficial efectiva disponible para el tratamiento de fluidos donde las partículas incluyen partículas activas para el tratamiento del fluido. Cuando el reborde se usa como molde, el borde proporciona resistencia y protección inmediatas, de manera que la tenacidad no es un requisito tan importante del cuerpo poroso.

En una variante de la primera realización, el paso de proporcionar el elemento filtrante incluye además proporcionar al menos una pieza de tejido en el molde antes de formar el cuerpo poroso.

La o cada pieza de tejido es permeable al fluido. La(s) pieza(s) de tejido se pone(n) en contacto con el material suelto antes de formar el cuerpo poroso. Como resultado, el material suelto puede incluir partículas relativamente finas. El tejido es adecuado para evitar que estos sean arrastrados por el fluido, al tener intersticios relativamente pequeños. Por lo tanto, no es absolutamente necesario usar también partículas de aglutinante extremadamente finas. El tejido está precortado, lo cual es más fácil que cortar una estructura tipo sándwich que consta del cuerpo poroso cubierto por el tejido de una placa más grande. Además, el tejido se une al cuerpo poroso y/o al borde en un solo paso de fabricación.

En una segunda realización del método, el reborde se sobremoldea.

Esta realización es relativamente fácil de implementar. Además, se reduce el riesgo de derivación, porque esencialmente no hay holgura entre el reborde y el cuerpo poroso. Esto también reduce la probabilidad de que se dañe el cuerpo poroso. En una realización, el cuerpo poroso es un cuerpo sinterizado que comprende al menos un aglutinante termoplástico.

En esta realización, es relativamente fácil proporcionar un reborde que se una herméticamente con el cuerpo poroso y, por lo tanto, sea relativamente eficaz para evitar cualquier derivación de fluido. El cuerpo poroso se obtiene a partir de un polvo que comprende al menos el aglutinante termoplástico. El polvo se calienta a una temperatura por debajo o alrededor de la temperatura de fusión del aglutinante. Opcionalmente, se puede aplicar presión. La porosidad y el tamaño de los poros dependerán de algunos parámetros del proceso.

En una realización, el cuerpo poroso comprende un material para el tratamiento del fluido por sorción.

En esta realización, el cuerpo poroso filtra activamente las sustancias del fluido, en lugar de actuar solo como un filtro mecánico. Sorción puede referirse a absorción, adsorción e intercambio iónico. En una variante, el cuerpo poroso comprende carbono activo, por ejemplo en forma de partículas y/o fibras cortadas que se unen térmicamente mediante un aglutinante, por ejemplo un aglutinante termoplástico. En lugar de, o además del carbono activado, pueden estar comprendidas en el cuerpo poroso partículas unidas térmicamente de una resina de intercambio iónico o quelante.

En una realización, la parte de alojamiento de cartucho tiene esencialmente forma de vaso de precipitados y el medio de tratamiento de fluidos se inserta en la parte de alojamiento de cartucho antes de combinar el al menos un elemento filtrante con la parte de alojamiento de cartucho.

Un efecto es reducir el número de piezas requeridas para fabricar el cartucho. En particular, no es necesario proporcionar una parte que forme las paredes laterales y una tapa y una parte inferior. Más bien, la parte de alojamiento de cartucho en forma de vaso de precipitados comprende una de la tapa y el fondo y, como mucho, la otra parte de la tapa y el fondo. El elemento o elementos filtrantes cierran la cámara para el medio de tratamiento de fluidos.

En una realización, el medio de tratamiento de fluidos es un medio granular.

Esto hace que sea relativamente fácil llenar la cámara o cámaras del cartucho de manera uniforme. Como resultado, se reduce el riesgo de canalización a través del medio de tratamiento de fluidos, dando como resultado un tratamiento de fluidos más uniforme. También es relativamente fácil automatizar el llenado de la cámara o cámaras, ya que se puede verter la mayoría de los medios granulares. Cuando el elemento filtrante cierra una abertura de salida de la cámara para el medio de tratamiento de fluidos, el elemento filtrante filtra mecánicamente al menos el medio granular del fluido antes de que abandone la cámara que alberga el medio de tratamiento de fluidos.

En una realización, en la que la parte de alojamiento de cartucho incluye una pared lateral exterior, que encierra lateralmente al menos una cámara, las superficies que miran hacia dentro de la pared lateral terminan en un extremo en un borde que define al menos una de las aberturas y que se encuentra esencialmente en una plano en ángulo con las superficies que miran hacia dentro de la pared lateral.

En una variante, el ángulo es de al menos 70°, en particular de al menos 80°, más particularmente de al menos 85°. El ángulo puede ser como máximo de 120°, en particular como máximo de 110°, más particularmente igual o inferior a 100°, por ejemplo alrededor de 95° o menos. Con referencia a un eje del cuerpo del cartucho que es perpendicular al elemento filtrante, un extremo de la cámara o de cada cámara puede estar formado completamente por el elemento filtrante en esta realización. Como consecuencia, el flujo del fluido a través de la cámara o cámaras del filtro también será más paralelo al eje del cuerpo y más uniforme. Cuanto mejor se logre esta situación, más uniforme será el tratamiento del fluido, en particular su tiempo de contacto con el medio de tratamiento fluido en la cámara o cámaras. Además, las áreas superficiales primera y segunda serán relativamente grandes, de modo que el elemento filtrante tendrá una menor resistencia al flujo para un espesor y una porosidad dados.

En una realización, la parte de alojamiento de cartucho incluye una pared lateral exterior, que encierra lateralmente al menos una cámara y se ensancha hacia fuera en al menos un extremo de al menos un lugar a lo largo de su circunferencia.

Esta realización simplifica el utillaje para el método de fabricación. En particular, no es necesario insertar ninguna herramienta en el espacio encerrado por la pared lateral exterior. Esto a su vez hace posible proporcionar una parte de alojamiento de cartucho en forma de vaso de precipitados. La pared lateral exterior está provista de lengüetas dirigidas hacia fuera (donde no se ensancha por todas partes a lo largo de su circunferencia) o una pestaña. El reborde se puede sujetar contra un lado de la pestaña o las lengüetas, mientras que una herramienta se puede sujetar contra el otro lado de la pestaña o las lengüetas. Esta herramienta puede ser parte de una abrazadera donde la unión involucra el uso de un adhesivo, un elemento calefactor donde se usa soldadura térmica o un yunque o sonotrodo donde se usa soldadura ultrasónica. El último método es particularmente adecuado porque es relativamente eficaz para evitar la migración de partículas en el cuerpo poroso a la superficie del reborde o incluso a la parte de alojamiento de cartucho.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un cartucho para un sistema de tratamiento de fluidos, en particular obtenible mediante un método de acuerdo con la invención, el cartucho incluye:

un alojamiento que define al menos una cámara para un medio de tratamiento de fluidos, incluyendo el alojamiento una parte de alojamiento de cartucho que incluye al menos una pared que define al menos una abertura; al menos un elemento filtrante, cerrando el elemento filtrante al menos una de las aberturas,

en el que el elemento filtrante incluye un cuerpo poroso para filtrar al menos mecánicamente el fluido que fluye hacia el elemento filtrante a través de al menos una primera área superficial del elemento filtrante, a través del cuerpo poroso y hacia fuera a través de al menos una segunda área superficial del elemento filtrante, en el que el elemento filtrante incluye un reborde, impermeable a los fluidos y que cubre al menos una cara periférica del cuerpo poroso para enmarcar la primera y la segunda superficie, y

en el que el reborde está unido a la parte de alojamiento de cartucho.

La unión puede resultar en una interfaz que comprende una costura de soldadura o un adhesivo, según el tipo de unión utilizada.

En una realización, el reborde está soldado a la parte de alojamiento de cartucho.

El cuerpo poroso puede ser esencialmente plano, y las áreas superficiales primera y segunda pueden ser esencialmente paralelas al plano del cuerpo poroso y mirar en direcciones opuestas.

El cuerpo poroso es autoportante.

En una realización del cartucho, el reborde está sobremoldeado.

En una realización del cartucho, el cuerpo poroso es un cuerpo sinterizado que comprende al menos un aglutinante termoplástico.

El cuerpo poroso puede comprender un material para el tratamiento del fluido por sorción.

El medio de tratamiento de fluidos en al menos una de las cámaras puede ser un medio granular.

La parte de alojamiento de cartucho puede incluir una pared lateral exterior, que encierra lateralmente al menos una cámara y se ensancha hacia fuera en al menos un extremo de al menos un lugar a lo largo de su circunferencia. En una realización, en la que el cartucho tiene un eje del cuerpo que define los extremos opuestos primero y segundo del cartucho, el al menos un elemento filtrante está dispuesto en el primer extremo y al menos un mecanismo para unir el cartucho a una salida de un depósito para acomodar el fluido no tratado está dispuesto en el segundo extremo. Este cartucho es un cartucho de vertido, especialmente adecuado para un sistema de tratamiento de líquidos accionado por gravedad en el que el líquido a tratar fluye desde el depósito para acomodar el líquido sin tratar a través del cartucho y hacia un depósito con el fin de recoger el líquido tratado, por ejemplo una jarra o cántaro en una parte superior del cual se suspende el depósito para líquido sin tratar. El elemento filtrante puede extenderse sobre un área relativamente grande, proporcionando a la cámara que aloja el medio de tratamiento líquido una abertura relativamente grande. En particular, cuando el elemento filtrante comprende un medio de tratamiento de líquido para el tratamiento por sorción del líquido, la resistencia al flujo del cartucho puede reducirse sin comprometer la eficacia del tratamiento de líquido. Además, no es necesario prever múltiples elementos filtrantes o elementos filtrantes de formas intrincadas para dejar espacio al mecanismo de unión del cartucho a la salida del depósito, porque dicho mecanismo está situado en el otro extremo del cartucho. El eje del cuerpo (también denominado eje de inercia) define una dirección a lo largo de la cual se pueden distinguir dos extremos opuestos del alojamiento de cartucho.

En una variante de esta realización, el mecanismo de unión del cartucho a una salida de un depósito para alojar fluido sin tratar incluye un mecanismo de suspensión del cartucho a la salida del depósito.

Por lo tanto, el cartucho está configurado para su uso en un sistema de filtro accionado por gravedad que comprende un depósito para alojar líquido sin tratar, en el que el cartucho está unido de forma sellada a la salida del depósito en un lado opuesto de una pared de depósito al líquido en el depósito. Esta configuración contrasta con los sistemas de filtro en los que el cartucho se inserta en un asiento de cartucho en el fondo del depósito desde el interior del depósito. De esto se sigue que, en esta variante, el elemento filtrante está dispuesto en una salida de la cámara que aloja el medio de tratamiento líquido, en lugar de una entrada. Es más efectivo tener el cuerpo poroso en la salida y un retenedor de mayor tamaño de malla en la entrada de la cámara, especialmente donde el medio líquido de tratamiento es también de naturaleza granular. Esto asegura que la resistencia general al flujo pueda ser relativamente baja mientras que las materias extrañas se eliminan aun adecuadamente del líquido tratado.

La invención se explicará con más detalle con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una vista lateral muy esquemática de un sistema de tratamiento de líquidos accionado por gravedad (no a escala);

La figura 2 es una vista en sección transversal explosionada muy esquemática de un primer cartucho para uso en el sistema de la figura 1 (no a escala);

La figura 3 es una vista en sección transversal explosionada muy esquemática de un segundo cartucho para uso en el sistema de la figura 1 (no a escala);

La figura 4 es una vista lateral muy esquemática de un segundo sistema de tratamiento de líquidos accionado por gravedad (no a escala);

La figura 5 es una vista en sección transversal explosionada muy esquemática (no a escala) de un cartucho para uso en el sistema de la figura 4 (no a escala);

La figura 6 es una vista en sección transversal explosionada muy esquemática (no a escala) de un segundo cartucho para uso en el sistema de la figura 4 (no a escala);

La figura 7 es una vista en sección transversal explosionada muy esquemática (no a escala) de un tercer cartucho para uso en el sistema de la figura 4;

La figura 8 es una vista en sección transversal explosionada muy esquemática (no a escala) de una versión modificada del cartucho de la figura 7; y

La figura 9 es una vista en sección transversal esquemática de un aparato para fabricar un elemento filtrante para cualquiera de los cartuchos de las figuras 18.

A continuación, se utilizarán ejemplos de sistemas de tratamiento de líquidos accionados por gravedad para explicar los principios de construcción de un cartucho de tratamiento de fluidos. Estos pueden adaptarse a sistemas de tratamiento de líquidos accionados por presión y, de hecho, a sistemas de tratamiento de gases.

Se puede tratar cualquier líquido, pero el ejemplo utilizado aquí será el del agua. El tratamiento es principalmente para eliminar sustancias suspendidas o disueltas en el agua, pero el agua puede enriquecerse además mediante la adición de ciertas sustancias.

Un sistema de tratamiento de líquidos 101 como se muestra en la figura 1 incluye una jarra 102 cuya parte inferior forma un depósito 103 para recoger agua tratada por un cartucho 104. Un embudo extraíble 105 está suspendido en la jarra 102 de una manera conocida per se. El embudo 105 forma un depósito 106 para el agua a tratar.

El embudo 105 está provisto de una interfaz mecánica en forma de asiento en la zona de la salida del embudo 105, en la que se puede insertar el cartucho 104 desde la dirección del depósito 106. El asiento está adaptado al cartucho 104 de modo que, tras la inserción adecuada de este último, se proporciona una junta esencialmente estanca a los líquidos entre el cartucho 104 y el asiento alrededor de la circunferencia del cartucho 104. Como resultado, la salida del embudo 105 está esencialmente cerrada. El asiento puede comprender un resalte contra el que se presiona una pestaña del cartucho 104 debido al peso del cartucho 104 y del agua en el depósito 106 o puede incluir un dispositivo de bloqueo y/o sujeción del cartucho 104 al asiento , por ejemplo una rosca de tornillo, ajuste de bayoneta o similar.

El agua en el depósito 106 de agua sin tratar es forzada a fluir a través de las aberturas de entrada 107 del cartucho 104, a través del cartucho 104, y hacia el depósito inferior 103. Las aberturas de entrada 107 están ubicadas a un lado de la junta entre el cartucho 104 y el asiento del cartucho, correspondiendo este lado al depósito 106 de agua bruta. Una salida (no mostrada en la figura 1) está ubicada al otro lado del nivel de la junta, es decir, más cerca del depósito 103 de agua tratada.

De manera conocida per se (por ejemplo, por el documento WO 2005/092155 A1), la jarra 102 está provista de una tapa 108 con una abertura de llenado cerrada por un cierre giratorio 109. De manera similar, se proporciona un cierre giratorio separado 1010 para evitar la contaminación del agua en el depósito inferior 103 a través de una abertura de un pico vertedor 1011 de la jarra 102.

Una primera variante (figura 2) de un cartucho 204 para uso en el sistema 101 de la figura 1 comprende un alojamiento que define una cámara para un medio de tratamiento líquido. Una primera parte de alojamiento 212 tiene esencialmente forma de vaso de precipitados. Comprende una pared lateral 213 para formar un límite de la cámara en dirección radial con respecto a un eje principal 214 correspondiente a un eje del cuerpo de la primera parte de alojamiento 212 (todas las direcciones son con referencia al eje principal, que es paralelo a la dirección principal del flujo a través de la cámara para alojar el medio de tratamiento líquido). En la realización ilustrada, la primera parte de alojamiento 212 es rotacionalmente simétrica con respecto al eje principal 214, pero la sección transversal de la primera parte de alojamiento 212 puede ser ovalada, en particular elíptica o poligonal en otras realizaciones. En la realización ilustrada, la pared lateral 213 se estrecha hacia un extremo axial, facilitando la producción de la primera parte de alojamiento 212 mediante moldeo por inyección, en particular su expulsión del molde. En otra realización, la pared lateral 213 es cilíndrica.

La primera parte de alojamiento 212 está completamente abierta en un extremo axial, definiendo así una primera abertura 215. Está provista de una pestaña sobresaliente 216 en este extremo, cuya función se explicará con más detalle a continuación.

En el extremo axial opuesto, la pared lateral 213 se convierte en una pared extrema aproximadamente anular 217 que se extiende radialmente hacia dentro desde la pared lateral 213 en una distancia lo suficientemente grande como para proporcionar una pestaña escalonada. De lo contrario, la pared extrema 217 define una abertura 218 de la cámara que se puede cerrar con un elemento filtrante 219.

El elemento filtrante 219 incluye un cuerpo poroso 220 que es esencialmente plano, que tiene una cara dirigida hacia la cámara para alojar el medio de tratamiento líquido y una cara que se aleja del cartucho 204 cuando el elemento filtrante 219 está en posición en la abertura 218.

Para fabricar el elemento filtrante 219, primero se fabrica el cuerpo poroso 220, que es autoportante. Una forma de fabricar el cuerpo poroso es proporcionar un aglutinante, en forma granular o en polvo, que se somete a un tratamiento térmico a una presión relativamente baja de modo que las partículas de aglutinante se fusionan entre ellas por puntos. El aglutinante en este caso puede ser una resina termoplástica o termoendurecible, por ejemplo polietileno. Un diámetro promedio de masa típico d50 de las partículas estará en el intervalo de 10 a 300 pm, más particularmente de 90 a 150 pm. En una realización, el cuerpo poroso 220 se corta, por ejemplo se perfora, de una hoja porosa más grande. Dicha hoja puede formarse por extrusión, esparciendo las partículas sobre una correa de una prensa de doble correa calentada o pasando las partículas a través de la línea de contacto de un par de rodillos calentados. En el caso de una resina termoplástica, la temperatura elegida será una temperatura suficiente para que la resina se ablande y se vuelva pegajosa, pero no es necesario que sea igual o superior a la temperatura de fusión de la resina.

En una realización, el cuerpo poroso 220 incluye además un material para el tratamiento del líquido por sorción. Esta realización se puede obtener mezclando las partículas de aglutinante con partículas del material de tratamiento. Los ejemplos de materiales de tratamiento adecuados incluyen carbono activado, resinas de intercambio iónico, resinas quelantes, etc. En una realización, el cuerpo poroso 220 está configurado además para agregar una o más sustancias al fluido que lo atraviesa. En particular, el agua se puede enriquecer mediante la adición de ciertos minerales. En una realización adicional, uno o más materiales con propiedades biocidas o retardadoras del crecimiento bacteriano pueden estar comprendidos en el cuerpo poroso. Se puede obtener una realización simple mezclando partículas de aglutinante termoplástico del tipo descrito anteriormente con partículas recubiertas de plata o fibras de carbono activado.

Se observa que el cuerpo poroso puede ser un cuerpo poroso laminado. En una realización de este tipo, al menos uno de los promedios de tamaño de poro, porosidad y composición del material puede ser diferente para diferentes capas del cuerpo poroso laminado. Se observa además que una o ambas caras de los extremos axiales (con referencia al eje principal 214, que es perpendicular al plano del cuerpo poroso 220) pueden estar cubiertas por una hoja de textil tejido o no tejido (incluso afieltrado). Esto ayuda a retener las partículas pequeñas sin tener que disminuir el tamaño medio de los poros del cuerpo poroso hasta el punto de que su resistencia al flujo sea inaceptablemente alta. Tal hoja se puede unir a una cara del cuerpo poroso utilizando adhesivos, pero es más sencillo unirla calentando el aglutinante en el cuerpo poroso 220 y aplicando una pequeña cantidad de presión.

En un paso final de fabricación, el elemento filtrante 219 está provisto de un reborde 221 de material que es impermeable a los líquidos. El reborde 221 cubre la cara frontal radial del cuerpo poroso 220 y los bordes de esta cara frontal, así como una pequeña zona en los bordes radialmente exteriores de las caras frontales axiales. Proporciona así un bastidor que rodea áreas superficiales permeables en lados opuestos del elemento filtrante 219, cuyas áreas superficiales se corresponden con regiones de las caras extremas axiales del cuerpo poroso en realizaciones en las que no están cubiertas por una hoja de textil tejido o no tejido.

El reborde 221 se puede formar mediante moldeo por inyección con el cuerpo poroso 220 provisto como un inserto. También es posible proporcionarlo como dos mitades que se insertan sobre los bordes del cuerpo poroso 220 y se unen entre sí, por ejemplo mediante soldadura o uso de adhesivos. El reborde 221 protege el elemento filtrante 219, lo que permite que se fabrique en un lugar diferente al que se ensambla el cartucho 204.

En el proceso de montaje del cartucho 204, el elemento filtrante 219 se combina con la primera parte de alojamiento 212 pegando el reborde 221 a la pestaña definida por la pared extrema 217. Es posible usar la unión adhesiva, pero en el contexto de un cartucho para el tratamiento de un líquido potable, esto requeriría el uso de un adhesivo de grado alimenticio, de los cuales no hay muchos. Alternativamente, el reborde 221 se puede soldar a la pared extrema 217, aumentando la pestaña el área de contacto y proporcionando una superficie contra la cual colocar una herramienta de soldadura (no mostrada en la figura 2). Así, en el proceso de fabricación del cartucho 204, el elemento filtrante 219 se coloca en la abertura 218 desde el interior de la primera parte de alojamiento 212, se inserta una herramienta de soldadura a través de la abertura 215 en el extremo axial opuesto de la primera parte de alojamiento 212 y una herramienta adicional se sujeta contra la pestaña definida por la pared extrema 217. Las herramientas pueden ser un sonotrodo y un yunque en el caso de soldadura ultrasónica, por ejemplo.

Después de que el elemento filtrante 219 se haya combinado de esta manera con la primera parte de alojamiento 212, el medio de tratamiento líquido (no mostrado) se inserta en la cámara para ser retenido por el elemento filtrante 219. El medio de tratamiento líquido puede ser un medio granular, por ejemplo que comprende partículas de resina de intercambio iónico, carbono activado y similares.

Posteriormente, la cámara se cierra combinando la primera parte de alojamiento 212 con una capucha 222. La capucha 222 está provista de una pestaña 223 que se une a la pestaña sobresaliente 216 de la primera parte de alojamiento 212, por ejemplo por soldadura.

Opcionalmente, una malla, por ejemplo como se describe en el documento WO 01/32560 A2, se une a la capucha 222 antes de su unión a la primera parte de alojamiento 212.

En uso, el agua fluye hacia el interior del cartucho 204 a través de las aberturas de entrada 207 en la capucha 222. En la realización ilustrada, también se proporcionan aberturas de ventilación opcionales 224 para permitir que el aire escape del cartucho 204. El elemento filtrante 219, en particular el que mira hacia fuera del área superficial permeable enmarcada por el reborde 221, forma una abertura de salida relativamente grande para descargar el agua tratada del cartucho 204.

La figura 3 muestra un cartucho 304 que es una variante del cartucho 204 de la figura 2, pero con menos partes de alojamiento de cartucho. La manera en que se ensambla también difiere.

Una primera parte de alojamiento 312 incluye no solo una pared lateral 313 correspondiente a la pared lateral 213 del cartucho 204 de la figura 2, sino también una tapa integral 322, de modo que la pared lateral 313 y la capucha 322 forman una parte monolítica, obtenible por moldeo, en particular moldeo por inyección. Por lo tanto, la primera parte de alojamiento 3012 tiene esencialmente forma de vaso de precipitados.

La capucha ilustrada 322 está provista de aberturas de entrada 307 y aberturas de ventilación 324. Una malla 325 está unida al interior de la primera parte de alojamiento 312 entre una sección axial rodeada por la pared lateral 313, configurada para formar la cámara para alojar el medio de tratamiento líquido, y las aberturas de entrada 307 y las aberturas de ventilación 324. Se puede utilizar un tipo diferente de dispositivo de retención, permeable a los líquidos, pero dispuesto para bloquear el paso del medio de tratamiento líquido.

Se observa que la primera parte de alojamiento 312 también está provista de una pestaña 316, que en este caso solo sirve para formar una junta con el asiento del cartucho en la salida del embudo 105. Comparado con el cartucho 204 de la figura 2, el l cartucho 304 se puede fabricar con un paso menos de soldadura.

En la realización ilustrada, la pared lateral 313 es esencialmente cilíndrica, pero también puede estrecharse hacia el extremo axial cerrado, es decir, alejándose de una abertura 318 que se puede cerrar mediante un elemento filtrante 319. La pared lateral 313 se ensancha radialmente hacia fuera en toda su circunferencia en la abertura 318. En una realización alternativa, puede ensancharse únicamente hacia fuera a lo largo de secciones de su circunferencia. Por lo tanto, se define una superficie 326 para una herramienta que se utilizará para unir el elemento filtrante 319 a la primera parte de alojamiento 312.

El elemento filtrante 319 es esencialmente el mismo que el elemento filtrante 219 del cartucho 204 de la figura 2. Está provisto de un reborde 321 que está unido a la primera parte de alojamiento 312, en particular mediante soldadura. Así, uno de un sonotrodo y un yunque se puede colocar contra la superficie 326 y el otro del sonotrodo y el yunque se puede colocar contra el reborde 321, donde el elemento filtrante 319 se suelda ultrasónicamente a la primera parte de alojamiento 312.

La unión del elemento filtrante 319 con la primera parte de alojamiento 312 tiene lugar después de que la cámara formada por la primera parte de alojamiento 312 y que se puede clausurar por el elemento filtrante 319 se haya llenado con un medio de tratamiento líquido. La primera parte de alojamiento 312 se mantiene hacia arriba con la abertura 318 durante la operación de llenado, después de lo cual el elemento filtrante 319 se une a la primera parte de alojamiento 312.

Se observa que la pared lateral 313 termina en un borde que define la abertura 318, de modo que la abertura está definida únicamente por el borde de la pared lateral 313. No hay pared extrema que se extienda radialmente hacia el interior. En combinación con la pared lateral 313, que se ensancha radialmente hacia fuera, y un reborde 321 de tamaño apropiado del elemento filtrante 319, se maximiza el área de la salida formada por el cuerpo poroso 320. El área superficial relativamente grande provoca una disminución en la resistencia al flujo del elemento filtrante 319. Cuando el cuerpo poroso 320 incluye sustancias activas que son efectivas para eliminar sustancias del líquido por sorción y/o sustancias activas que son efectivas para agregar sustancias al líquido, se puede aumentar la resistencia al flujo por unidad de área para aumentar la eficacia del tratamiento de líquido por el elemento filtrante 319 sin aumentar a un nivel inaceptable el tiempo de vertido del cartucho 304, como consecuencia.

La descripción del elemento filtrante 219 de la figura 2 se aplica igualmente al elemento filtrante 319 de la figura 3.

La figura 4 muestra un sistema de tratamiento de líquidos alternativo 401. Nuevamente incluye una jarra 402 con un pico vertedor 411 y una tapa 408 con cierres giratorios 409, 410. Nuevamente, un embudo 405, que forma un depósito 406 para el líquido a tratar, se suspende en la jarra 402 de una manera conocida per se. El cartucho 404 está conectado de una manera diferente a una interfaz mecánica 427 del embudo 405, ya que la interfaz mecánica 427 se proporciona aguas abajo de una abertura de salida del embudo 405 con respecto al depósito 406 de líquido sin tratar definido por el embudo 405. Así, en uso, el cartucho reemplazable 404 está suspendido en la jarra 402 sobre un depósito 403 de agua tratada.

La figura 5 muestra un cartucho adecuado 504 para el sistema 401 de la figura 4. El medio de tratamiento líquido no se muestra por motivos de claridad. El cartucho 504 comprende un alojamiento de cartucho que incluye una primera parte de alojamiento 512 que incluye una pared lateral 513 principalmente cilíndrica. En otras realizaciones, la pared lateral 513 puede tener una sección transversal ovalada o poligonal. La primera parte de alojamiento 512 está provista de una pestaña 516 que se extiende radialmente hacia fuera en un extremo axial (con respecto a un eje principal 514 que se corresponde con un eje del cuerpo esencialmente alineado con la dirección principal de flujo a través del cartucho 504). La pestaña 516 está prevista para facilitar la unión de la primera parte de alojamiento 512 a una capucha 522, formándose la junta por unión, en particular por soldadura.

La capucha 522 incluye una pestaña de capucha 523 dispuesta para cooperar con la pestaña 516 de la primera parte de alojamiento 512. Incluye además patillas 528 que forman un mecanismo para unir el cartucho 504 al depósito 506 de líquido sin tratar. Las patillas 528 son parte de un accesorio de bayoneta y están dispuestas para insertarse en guías (no mostradas) que forman parte de la interfaz mecánica 527 de una manera conocida en sí misma. Estas guías generalmente estarán provistas de una ligera velocidad, de manera que el cartucho 504 sea forzado hacia el depósito 506 a medida que las patillas 528 se mueven a lo largo de las guías. En el proceso, uno o más elementos de sellado 529 en una superficie superior de la capucha 522 se comprimen contra una superficie de sellado provista en la interfaz mecánica 527, de modo que se dispone una conexión de fluido sellada entre una salida del depósito 506 y las aberturas de entrada 507 en la capucha 522. Las aberturas de entrada 507 están definidas por unas barras 530 de un enrejado en la parte superior de la capucha 522. Opcionalmente (no se muestra en la presente memoria), se pueden proporcionar aberturas de ventilación en una sección de la capucha 522 que se encuentra radialmente fuera de los confines de la parte sellada contra el embudo 505. Opcionalmente, se puede proporcionar una malla similar a la malla 525 del cartucho 304 para evitar el reflujo del medio de tratamiento líquido, pero las aberturas de entrada 507 generalmente serán de un tamaño lo suficientemente pequeño en relación con los gránulos de tratamiento líquido para asumir esta función.

En el extremo axial opuesto al extremo para la conexión con la capucha 522, la primera parte de alojamiento 512 y una pared extrema 517, que se extiende radialmente hacia dentro, definen solo ligeramente una abertura 518 que se puede cerrar mediante un elemento filtrante 519. El elemento filtrante 519 es esencialmente idéntico a los elementos filtrantes 219, 319 de las figuras 2 y 3, por lo que se hace referencia a la descripción proporcionada anteriormente en relación con el elemento filtrante 219 de la figura 2.

El cartucho 504 se ensambla uniendo primero el elemento filtrante 519 a la primera parte de alojamiento 512. El reborde 521 del elemento filtrante 519 se une a la pestaña escalonada definida por la pared extrema 517, en particular por unión. Se puede insertar una herramienta como un yunque o un sonotrodo en el espacio definido por la primera parte de alojamiento 512 para permitir que el elemento filtrante 519 se combine con la primera parte de alojamiento 512.

Una vez que se ha formado la junta, el conjunto en forma de vaso de precipitados resultante se llena con el medio de tratamiento líquido. La descripción del medio de tratamiento líquido proporcionado anteriormente en relación con el cartucho 204 de la figura 2 se aplica también al medio de tratamiento líquido para el cartucho 504 de la figura 5.

Acto seguido, la capucha 522 se combina con la primera parte de alojamiento 512 para cerrar la cámara que aloja el medio de tratamiento líquido.

La figura 6 ilustra un cartucho 604 que es una variante del cartucho 504 de la figura 5. Tiene una capucha 622 que es idéntica a la capucha 522 del cartucho 504 de la figura 5, por lo que se hace referencia a la descripción anterior dada con respecto a esa capucha 522.

El cartucho 604 incluye además un elemento filtrante 619 que es idéntico al de los cartuchos 204, 304, 504 descritos anteriormente, de modo que la descripción dada anteriormente con respecto al elemento filtrante 219 de la figura 2 se aplica igualmente al elemento filtrante 619 de la figura 6.

La primera parte de alojamiento 612 del cartucho 604 de la figura 6 incluye una pared lateral 613 para formar un límite de una cámara con el fin de acomodar un medio de tratamiento líquido en dirección radial con respecto a un eje principal 614 correspondiente a un eje de cuerpo de la primera parte de alojamiento 612 (el eje principal 614 está nuevamente alineado con la dirección principal de flujo a través de la cámara para alojar el medio de tratamiento líquido). En la realización ilustrada, la primera parte de alojamiento 612 es rotacionalmente simétrica con respecto al eje principal 614, pero la sección transversal de la primera parte de alojamiento 612 puede ser ovalada, en particular elíptica o poligonal en otras realizaciones. También puede estrecharse hacia cualquiera de los extremos axiales.

Un extremo axial de la pared lateral 613 está configurado para unirse a una pared anular 631 dependiente de la capucha 622 y formando parte integral de la capucha 622. La unión se puede realizar por unión, en particular soldadura, más particularmente soldadura ultrasónica. En la realización ilustrada, ni la capucha 622 ni el extremo de la primera parte de alojamiento 612 que se unirá a la capucha 622 están provistos de una pestaña que sobresale radialmente hacia el exterior. En cambio, la superficie orientada radialmente hacia el exterior de la pared lateral 613 está esencialmente a ras con una pared lateral de la capucha 622 cuando esta última se ha unido a la primera parte de alojamiento 612. Esto le da al cartucho una apariencia lisa y representa un ahorro de materiales.

En el extremo axial opuesto, una superficie interior de la pared lateral 613 termina en un borde que define una abertura 618 que se puede cerrar con el elemento filtrante 619. En este extremo, la pared lateral 613 de la primera parte de alojamiento 612 también se ensancha hacia fuera con el fin de definir una superficie 626 para una herramienta.

Para ensamblar el cartucho 604, primero se une la capucha 622 a la primera parte de alojamiento 612. Luego se sujeta el conjunto de tal manera que la abertura 618, que puede cerrarse por el elemento filtrante 619, mira hacia arriba, y luego se inserta el medio de tratamiento líquido en el conjunto. A continuación, el elemento filtrante 619 se combina con la primera parte de alojamiento 612. De nuevo, esto implica unir un borde 621 del elemento filtrante 619 a la primera parte de alojamiento 612 mediante unión, en particular mediante soldadura. Se puede aplicar una herramienta a la superficie 626 para efectuar la operación de unión.

La figura 7 ilustra un cartucho 704 que es una variante del cartucho 604 de la figura 6, en el que la primera parte de alojamiento 712 incluye la capucha 722 como parte integral que forma un todo monolítico con la pared lateral 713. La primera parte de alojamiento 712 se puede obtener mediante moldeo, en particular moldeo por inyección. Comparado con el cartucho 604 de la figura 6, el cartucho 704 de la figura 7 se puede ensamblar con una operación menos de unión. Sin embargo, la gama de posibles configuraciones de las características de la capucha 722 puede estar limitada debido a las restricciones impuestas por las herramientas de moldeo por inyección.

La figura 8 ilustra un cartucho 804 que es idéntico al cartucho 704 de la figura 7, excepto que incluye además una parte de cubierta 832. La parte de cubierta 832 ilustrada en la figura 8 está configurada para unirse al reborde 821 del elemento filtrante 819. En una realización alternativa (no mostrada), se une a la primera pieza de alojamiento 812.

Al igual que los otros elementos filtrantes ilustrados 219, 319, 519, 619, 719, el elemento filtrante 819 tiene una primera área superficial enmarcada por el reborde 821 a través del cual fluye líquido hacia el cuerpo poroso 820, cuya superficie mira hacia la cámara que aloja el medio de tratamiento líquido. El líquido fluye a través de una segunda superficie opuesta enmarcada por el reborde 821. La parte de cubierta 832 está provista de al menos una, en la realización ilustrada exactamente una, abertura permeable a los fluidos 833. Una vez que se ha combinado con el conjunto de la primera parte de alojamiento 8012 y el elemento filtrante 819, la parte de cubierta 832 está situada con una pared orientada hacia la segunda área superficial del elemento filtrante 819. La parte de cubierta 832 protege así la parte expuesta del elemento filtrante 819 que no está cubierta por el reborde 821. Esta parte expuesta será generalmente el cuerpo poroso o una hoja de textil tejido o no tejido que cubre el cuerpo poroso. La parte de cubierta 832 protege esta parte relativamente vulnerable del elemento filtrante 819.

La pared que mira hacia la segunda superficie del elemento filtrante es ligeramente cóncava, de modo que se define una cavidad entre el elemento filtrante 819 y la parte de cubierta 832. Como resultado, el área superficial enmarcada por el reborde 821 no está limitada por la parte de cubierta 832. La resistencia al flujo de la abertura permeable a los fluidos 833 es menor que la del elemento filtrante 819, de modo que la parte de cubierta 832 no tiene un impacto negativo en el tiempo total de vertido del cartucho 804.

Una forma de fabricar los elementos filtrantes 219, 319, 519, 619, 719, 819 alternativa a la descrita anteriormente en relación con el elemento filtrante 219 de la figura 2 incluye material suelto aglutinado térmicamente en un molde. En este método, primero se coloca un reborde 921 en una herramienta 934 que proporciona cavidades calentables. La herramienta 934 rodea una superficie que mira hacia fuera del reborde 921.

Un primer troquel calentable 935 soporta el reborde 921 desde abajo.

En un paso opcional, se coloca una primera pieza de tejido 936 en un espacio rodeado y delimitado lateralmente por el reborde 921, encima del primer troquel calefactable 935. El tejido 936 puede ser una tela no tejida, por ejemplo.

Una cantidad 937 de material suelto, en este ejemplo en forma de partículas, se coloca encima de la primera pieza de tejido 936 en el espacio rodeado y delimitado lateralmente por el reborde 921. El material incluye un aglutinante en forma granular o en polvo, por ejemplo una resina termoplástica o termoendurecible. En una realización, el aglutinante comprende polietileno de ultra alta densidad. El material suelto incluye además un material para el tratamiento del líquido por sorción. Este último material generalmente también se proporcionará en forma granular y se mezcla con el aglutinante antes de colocarlo en el espacio delimitado lateralmente por el reborde 921. Nuevamente, los materiales de tratamiento adecuados incluyen carbono activado, resinas de intercambio iónico, resinas quelantes y similares. Los tamaños de partículas son los indicados para la realización explicada con referencia a la figura 2.

La cantidad 937 de material suelto se compacta por raspado o por vibración del conjunto formado por la herramienta 934 y la primera matriz calefactable 935.

En un paso opcional, se coloca una segunda pieza de tejido 938 encima de la cantidad 937 de material suelto. La segunda pieza de tejido 938 tiene esencialmente las mismas propiedades que la primera pieza de tejido 936.

Cuando el aglutinante comprende una resina termoplástica, la primera matriz calentable 935, la herramienta 934 y una segunda matriz calentable 939 se calientan a una temperatura suficiente para que el aglutinante se vuelva pegajoso (por encima del punto de reblandecimiento Vicat, pero por debajo de la temperatura de descomposición). Es suficiente colocar las matrices calefactables primera y segunda 935, 939 en las posiciones correspondientes a la posición deseada de las caras extremas opuestas del elemento filtrante y proporcionar suficiente material para permitir que se tomen estas posiciones sin ejercer una presión excesiva. La presión necesaria para lograr enlaces puntuales entre las partículas surge a través de la expansión del aglutinante bajo la influencia del calor.

En el proceso, la cantidad 937 de material suelto se transforma en un cuerpo poroso. También se une a las piezas primera y segunda 936, 938 de tejido y al reborde 921. Acto seguido, uno de los troqueles calentables primero y segundo 935, 939 se aparta y el otro se usa para expulsar el elemento filtrante de la herramienta 934, con lo cual se deja enfriar. Luego puede usarse para fabricar cualquiera de los cartuchos 104, 204, 304, 404, 504, 604, 704, 804 descritos anteriormente.

La invención no se limita a las realizaciones descritas anteriormente, que pueden variar dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Los materiales adecuados para el alojamiento de cartucho incluyen termoplásticos, en particular polipropileno. Esto permite tanto la soldadura térmica como la ultrasónica. El material del borde del elemento filtrante puede ser el mismo que el de la primera parte de alojamiento o puede ser diferente en términos de al menos una de sus propiedades físicas y composición del material. Las variantes de cualquiera de los cartuchos 204, 304, 504, 604, 704 se pueden proporcionar con una parte de cubierta como la que se ilustra en la figura 8.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Método de fabricación de un cartucho (104; 204; 304; 404; 504; 604; 704; 804) para un sistema de tratamiento de fluidos (101; 401), en el que el cartucho (104; 204; 304; 404; 504; 604; 704; 804) incluye un alojamiento que define al menos una cámara para un medio de tratamiento de fluidos, que incluye:

proporcionar una parte de alojamiento de cartucho (212; 312; 512; 612; 712; 812) que incluye al menos una pared (217; 313; 517; 613; 713; 813) que define al menos una abertura (218; 318; 518; 618; 718; 818) que se puede cerrar con un elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819);

proporcionar el elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819), en el que el elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819) incluye un cuerpo poroso (220; 320; 520; 620; 720; 820) para filtrar al menos mecánicamente el fluido que fluye hacia el elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819) a través de al menos una primera superficie del elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819), a través del cuerpo poroso (220; 320; 520; 620; 720; 820) y hacia fuera a través de al menos una segunda área superficial del elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819), en donde el elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819) incluye un reborde (221; 321; 521; 621; 721; 821; 921), que cubre al menos una cara periférica del cuerpo poroso (220; 320; 520; 620; 720; 820) para enmarcar las superficies primera y segunda; y

combinar el elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819) con la parte de alojamiento de cartucho (212; 312; 512; 612; 712; 812) para cerrar al menos una de la al menos una abertura (218; 318; 518; 618; 718; 818) pegando el reborde (221; 321; 521; 621; 721; 821; 921) a la parte de alojamiento de cartucho (212; 312; 512; 612; 712; 812), caracterizado por que el cuerpo poroso (220; 320; 520; 620; 720; 820) es autoportante.

2. Método según la reivindicación 1, en el que el

reborde (221; 321; 521; 621; 721; 821; 921) está soldado a la parte de alojamiento de cartucho (212; 312; 512; 612; 712; 812).

3. Método según la reivindicación 1 o 2, en el que el cuerpo poroso (220; 320; 520; 620; 720; 820) es esencialmente plano y en el que las áreas superficiales primera y segunda son esencialmente paralelas al plano del cuerpo poroso (220; 320; 520; 620; 720; 820) y miran en direcciones opuestas.

4. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el paso de proporcionar el elemento filtrante incluye:

proporcionar una cantidad (937) de material suelto que incluye un aglutinante en un molde; y

hacer que el material suelto se adhiera al molde.

5. Método según la reivindicación 4, que incluye:

proporcionar el reborde (221; 321; 521; 621; 721; 821; 921); y

utilizar el reborde (221; 321; 521; 621; 721; 821; 921) como al menos parte del molde,

en el que el paso de hacer que el material suelto se adhiera al molde incluye hacer que el cuerpo poroso (220; 320; 520; 620; 720; 820) se adhiera al reborde (221; 321; 521; 621; 721; 821; 921).

6. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo poroso (220; 320; 520; 620; 720; 820) es un cuerpo sinterizado que comprende al menos un aglutinante termoplástico.

7. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo poroso (220; 320; 520; 620; 720; 820) comprende un material para el tratamiento del fluido por sorción.

8. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la parte de alojamiento de cartucho (312; 712; 812) tiene esencialmente forma de vaso de precipitados y el medio de tratamiento de fluidos se inserta en la parte de alojamiento de cartucho (312; 712; 812) antes de combinar el al menos un elemento filtrante (319; 719; 819) con la parte de alojamiento de cartucho (312; 712; 812).

9. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el medio de tratamiento de fluidos es un medio granular.

10. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la parte de alojamiento de cartucho (312; 612; 712; 812) incluye una pared lateral exterior (313; 613; 713; 813), que encierra lateralmente la al menos una cámara, y en el que las superficies enfrentadas de la pared lateral (313; 613; 713; 813) terminan en un extremo en un borde que define al menos una de las aberturas (318; 618; 718; 818) y que se encuentra esencialmente en un plano en ángulo con las superficies orientadas hacia el interior de la pared lateral (313; 613; 713; 813).

11. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la parte de alojamiento de cartucho (312; 612; 712; 812) incluye una pared lateral exterior (313; 613; 613; 713; 813), que encierra lateralmente al menos una cámara y se ensancha hacia fuera en al menos un extremo de al menos un lugar a lo largo de su circunferencia.

12. Cartucho para un sistema de tratamiento de fluidos (101,401), en particular obtenible mediante un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 11, incluyendo el cartucho:

un alojamiento que define al menos una cámara para un medio de tratamiento de fluidos, incluyendo el alojamiento una parte de alojamiento de cartucho (212; 312; 512; 612; 712; 812) que incluye al menos una pared (217; 313; 517; 613; 713; 813) que define al menos una abertura (218; 318; 518; 618; 718; 818);

al menos un elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819), cerrando el elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819) al menos una de las aberturas (218; 318; 518; 618; 718; 818),

en el que el elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819) incluye un cuerpo poroso (220; 320; 520; 620; 720; 820) para filtrar al menos mecánicamente el fluido que fluye hacia el elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819) a través de al menos una primera superficie del elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819), a través del cuerpo poroso (220; 320; 520; 620; 720; 820) y sale por al menos una segunda superficie del elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819),

en el que el elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819) incluye un reborde (221; 321; 521; 621; 721; 821; 921), que cubre al menos una cara periférica del cuerpo poroso (220; 320; 520; 620; 720; 820) para enmarcar la primera y segunda superficie, y

en el que el reborde (221; 321; 521; 621; 721; 821; 921) está unido a la parte de alojamiento de cartucho (212; 312; 512; 612; 712; 812), caracterizado por que el cuerpo poroso (220; 320; 520; 620; 720; 820) es autoportante.

13. Cartucho según la reivindicación 12, que tiene un eje de cuerpo (214; 314; 514; 614; 714; 814) que define los extremos opuestos primero y segundo del cartucho,

en el que el al menos un elemento filtrante (219; 319; 519; 619; 719; 819) está dispuesto en el primer extremo y se proporciona en el segundo extremo al menos un mecanismo para unir el cartucho a una salida de un depósito (106; 406) para alojar fluido sin tratar.

14. Sistema de tratamiento de fluidos, que incluye:

un cartucho (104; 204; 304; 404; 504; 604; 704; 804) según la reivindicación 12 o 13;

una interfaz mecánica (27; 216; 316; 528; 628; 728; 828) para conectar el cartucho (104; 204; 304; 404; 504; 604; 704; 804) a un suministro (106; 406) de fluido sin tratar con el fin de establecer una conexión estanca a fluidos con una entrada (107; 207; 307; 407; 507; 607; 707; 807) del cartucho (104; 204; 304; 404; 504; 604; 704; 804); y

un dispositivo (102; 402) para recoger fluido tratado en el cartucho (104; 204; 304; 404; 504; 604; 704; 804).