KR102177864B1 - 아이솔레이션 밸브 - Google Patents

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에보쿠아 워터 테크놀로지스 엘엘씨
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Abstract

여과 모듈을 차단하는 시스템 및 방법이 제공된다. 시스템 및 방법은 아이솔레이션 밸브를 포함하는 제거가능한 단부 캡을 사용할 수 있다. 특정 시스템 및 방법에서, 아이솔레이션 밸브는 복수의 여과 모듈에서 하나의 여과 모듈의 여과액 통로와 포트 사이에 유체 연통을 선택적으로 허용하도록 구성될 수 있다.

Description

아이솔레이션 밸브{ISOLATION VALVE}
본 발명의 측면과 실시예는 막 여과 시스템(membrane filtration system)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 이러한 시스템에서 유체를 막 요소로 전달하고 이 막 요소로부터 유체를 전달하는데 사용되는 단부 캡 및 헤더 배열에 관한 것이다.
여과 시스템은 일반적으로 복수의 여과 모듈을 포함하고, 이 모듈은 종종 대형 어레이를 형성하는 뱅크로 배열된다. 이들 유형의 시스템에서 필터 카트리지는 유한한 수명을 가질 수 있고 시스템의 동작 수명 동안 정기적인 간격으로 클리닝 또는 교체를 위해 제거될 수 있다. 상부 장착부(mounting) 및 하부 장착부를 가지는 여과 모듈 조립체는 종종 상부 장착부 및 하부 장착부 중 적어도 하나를 수직으로 변위시킨 후 장착부들 사이로부터 측방향으로 여과 모듈 및/또는 카트리지를 제거하여 단일 카트리지를 제거/교체하거나 여과 모듈을 서비스할 것을 요구한다. 매니폴드의 위치는 여과 모듈 및/또는 카트리지가 측방향으로 제거되어 수직으로 위치된 매니폴드 주위로 조작될 것을 요구할 수 있다. 모듈 및/또는 카트리지를 측방향으로 제거하는 것은 뱅크에서 이웃한 모듈이 제거되어 뱅크 내에 더 위치된 모듈에 액세스할 것을 요구할 수 있다. 단일 모듈, 특히 막 모듈의 다중 열의 어레이 내에 깊이 위치된 모듈을 평가하는 것은, 바람직하지 않게 긴 시간 기간 동안 전체 시스템이나 시스템의 일부분이 오프라인으로 되게 할 수 있다. 이것은 특히 평가되거나 교체되거나 서비스되는 카트리지가 모듈의 뱅크 내에 깊이 위치된 경우에 그러하다.
필터 카트리지에서 막은 바람직하게는 정기적인 테스트, 평가, 진단, 클리닝, 및/또는 교체를 받을 수 있다. 예를 들어, 여과 모듈 내 막이 고장나면, 이 모듈은 시스템의 나머지로부터 모듈을 차단하여 여과 시스템으로부터 생산된 여과액이 공급 액체로 오염되는 것을 방지할 것이 요구될 수 있다. 그러므로 막이 고장나면 모듈을 차단하는 간단한 수단을 제공하는 것이 바람직하다. 나아가, 여과 시스템의 동작을 과도하게 중단(disrupt)함이 없이 용이하게 서비스가능한 아이솔레이션 배열을 제공하는 것이 바람직하다. 본 명세서에 설명된 방법 및 시스템의 일부 측면과 실시예는 유리하게는 여과 모듈의 뱅크로부터 개별 여과 카트리지를 제거하는 것을 간략하게 하는 매니폴드 배열을 제공한다.
여과 시스템의 동작을 과도하게 중단(disrupt)함이 없이 용이하게 서비스가능한 아이솔레이션 배열을 제공한다.
여과 모듈의 뱅크로부터 개별 여과 카트리지를 제거하는 것을 간략하게 하는 매니폴드 배열을 제공한다.
본 발명의 하나 이상의 측면은 막 여과 시스템에 관한 실시예를 수반한다. 막 여과 시스템은 복수의 중공 섬유막(hollow fiber membrane)을 구비하는 제1 여과 모듈을 포함할 수 있다. 복수의 중공 섬유막은 상부 헤더와 하부 헤더 사이에 팟팅(potted)되고 이들 사이에 연장될 수 있다. 여과 시스템은, 상부 헤더에 한정되고 복수의 중공 섬유막과 유체 연통하는 제1 여과액 통로(filtrate passageway) 및 제거가능한 단부 캡(end cap)을 포함할 수 있다. 제거가능한 단부 캡은 포트(port) 및 차단 밸브(shut-off valve)를 포함할 수 있다. 차단 밸브는 포트와 제1 여과액 통로 사이에 유체 연통을 선택적으로 허용하도록 구성된 밀봉재(seal)를 포함할 수 있다.
추가적인 측면에 따르면, 막 여과 시스템은 각 여과액 통로를 가지는 각 상부 헤더를 구비하는 복수의 여과 모듈을 더 포함할 수 있다. 또 다른 측면에서, 막 여과 시스템은 복수의 여과 모듈의 상부 헤더에서 여과액 통로와 유체 연통하는 여과액 전달 매니폴드(filtrate transfer manifold)를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 측면에서, 차단 밸브는 제1 여과액 통로가 복수의 여과 모듈의 상부 헤더에서 여과액 통로들 사이에 유체 연통을 제공하는 동안 제1 여과액 통로로부터 복수의 중공 섬유막을 차단하도록 구성될 수 있다.
여러 측면에 따르면, 차단 밸브는 제거가능한 단부 캡을 통해 돌출하는 샤프트를 더 포함할 수 있다. 추가적인 측면에서, 차단 밸브는 제1 여과액 통로와 유체 연통하는 차단 통로 내에 배치될 수 있다. 더 추가적인 측면에서, 차단 통로의 내부벽과 밸브의 샤프트는 차단 통로에서 밸브를 변위시키고 포트와 여과액 통로 사이에 유체 연통을 선택적으로 허용하도록 구성된 상보적인 결합 구조물을 포함한다. 특정 측면에서, 차단 밸브는 밀봉재를 수동으로 위치시키도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 측면에서, 차단 통로는 관찰 창(viewing window)을 포함할 수 있다.
일부 측면에서, 막 여과 시스템은 여과액 통로와 포트와 유체 연통하는 여과액 수용 챔버를 더 포함할 수 있다. 여과액 수용 챔버는 포트와 복수의 중공 섬유막 사이에 유체 연통될 수 있다. 추가적인 측면에서, 막 여과 시스템은 여과액 전달 매니폴드 및 여과액 전달 포트를 더 포함할 수 있다. 여과액 전달 포트는 여과액 전달 매니폴드와 여과액 수용 챔버 사이에 유체 연통되게 위치될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 추가적인 측면은 상부 헤더와 하부 헤더 사이에 팟팅되고 이들 사이에 연장되는 복수의 중공 섬유막을 구비하는 적어도 하나의 여과 모듈을 포함하는 막 여과 시스템에 관한 것이다. 상부 헤더는 제1 밀봉 표면 및 여과액 통로를 포함할 수 있다. 막 여과 시스템은 제1 밀봉 표면과 선택적으로 맞물리도록 구성된 제2 밀봉 표면을 구비하는 제거가능한 단부 캡을 더 포함할 수 있다. 제2 밀봉 표면은 제1 밀봉 표면과 선택적으로 맞물려 복수의 중공 섬유막과 여과액 통로 사이에 유체 연통을 허용할 수 있다. 추가적인 측면에서, 막 여과 시스템은 공통 여과액 매니폴드 및 여과액 전달 포트를 더 포함할 수 있다. 여과액 전달 포트는 여과액 통로와 공통 여과액 매니폴드 사이에 유체 연통될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 추가적인 측면은 막 여과 시스템에서 여과 카트리지를 교체하는 방법에 관한 실시예를 수반한다. 본 방법은 복수의 여과 모듈을 구비하는 막 여과 시스템에 액세스하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 각 여과 모듈은 여과 카트리지, 여과액 통로를 한정하는 상부 헤더, 및 상부 헤더와 유체 연통하는 제거가능한 단부 캡을 포함한다. 제거가능한 단부 캡은 여과액 통로와 유체 연통하는 포트 및 이 포트와 여과액 통로 사이에 유체 연통을 선택적으로 허용하도록 구성된 차단 밸브를 포함할 수 있다. 본 방법은 적어도 하나의 여과 모듈의 적어도 하나의 특성을 평가하여 결과를 달성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 평가의 결과에 응답하여, 본 방법은 적어도 하나의 여과 모듈에 액세스하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 방법은 적어도 하나의 여과 모듈에서 적어도 하나의 차단 밸브를 맞물리게 하여, 복수의 여과 모듈의 상부 헤더에서 여과액 통로들 사이에 유체 연통을 유지하는 동안 적어도 하나의 여과 모듈의 여과액 통로와 포트 사이에 유체 연통을 중단(interrupt)시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 평가하는 단계는 적어도 하나의 특성을 측정하는 단계, 측정된 값을 타깃 값과 비교하는 단계, 및 측정된 값과 타깃 값 사이에 비교에 기초하여 적어도 하나의 여과 모듈에서 결함을 식별하는 단계를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 측면에서, 평가하는 단계는 압력 감쇠 테스트를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 특정 측면에서, 압력 감쇠 테스트는 제어 시스템에 의해 자동적으로 수행될 수 있다.
일부 측면에서, 적어도 하나의 차단 밸브를 맞물리게 하는 단계는 제거가능한 단부 캡의 상부 표면으로부터 적어도 하나의 차단 밸브의 샤프트를 연장되어 적어도 하나의 여과 모듈의 시각적 표시를 오프라인으로 제공하는 단계를 포함한다. 다른 측면에서, 본 방법은 적어도 하나의 차단 밸브를 맞물림 해제하게 하여 포트와 여과액 통로 사이에 유체 연통을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 측면에서, 적어도 하나의 차단 밸브를 맞물리게 하고 맞물림 해제하게 하는 단계는 적어도 하나의 차단 밸브의 샤프트를 회전시키는 단계를 포함한다.
여과 시스템의 동작을 과도하게 중단(disrupt)함이 없이 용이하게 서비스가능한 아이솔레이션 배열을 제공하며, 여과 모듈의 뱅크로부터 개별 여과 카트리지를 제거하는 것을 간략하게 하는 매니폴드 배열을 제공한다.
첨부 도면은 축척에 맞게 그려진 것이 아니다. 본 도면에서, 여러 도면에 도시된 동일하거나 거의 동일한 각 컴포넌트는 동일한 부호로 표시된다. 명확화를 위하여, 모든 컴포넌트들이 매 도면에 도시된 것은 아니다. 본 도면에서,
도 1은 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 막 여과 모듈의 쌍의 개략 측단면도;
도 2는 도 1의 막 모듈의 쌍의 부분 분해 개략 측단면도;
도 3은 도 2의 영역(A)의 부분 분해 측단면도의 개략 확대도;
도 4는 도 2의 영역(B)의 측단면도의 개략 확대도;
도 5는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 개방된 위치에 단부 캡이 있는 상부 헤더 하우징의 확대 측단면도;
도 6은 폐쇄된 위치에 단부 캡이 있는 도 5의 상부 헤더 하우징의 확대 측단면도;
도 7은 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 여과 모듈의 쌍의 상부 부분의 측단면도;
도 8은 도 7의 영역(A)의 개략 확대 측단면도.
본 명세서에 설명된 방법 및 시스템은 막 여과 시스템을 참조하여 설명될 수 있다. 막 여과 시스템은 개별 모듈 내에 여과 카트리지를 유지하는 헤더를 구비하는 다수의 모듈을 포함할 수 있다. 필터 카트리지는 여과 또는 막 서브-모듈로 지칭될 수 있고 이들 용어는 본 명세서에서 상호 교환가능하게 사용된다. 여과 카트리지는 여과 서브-시스템을 포함할 수 있고 일부 실시예에서에서 복수의 막을 포함할 수 있다. 복수의 막은 투과성 중공 섬유막의 길다란 번들(bundle)을 포함할 수 있다. 공급(feed) 액체는 섬유막의 외부로부터 섬유막의 내부 또는 루멘(lumen) 측으로 공급 액체를 통과시켜 막 루멘으로부터 최종 여과액을 인출하는 것에 의해 여과될 수 있다.
중공 섬유 여과 모듈은 중공 섬유막의 번들을 둘러싸는 길다란 관형 케이싱을 포함할 수 있다. 관형 케이싱의 일 단부에는 관통하는 공급 통로를 구비하는 제1 헤더가 있을 수 있다. 공급 통로는 관형 케이싱의 내부 및 섬유막의 외부와 유체 연통할 수 있다. 케이싱의 다른 단부에는 관통하는 여과액 통로를 구비하는 제2 헤더가 있을 수 있다. 여과액 통로는 섬유막의 루멘과 연통할 수 있다.
하부 헤더일 수 있는 적어도 하나의 헤더에는, 케이싱의 내부 및 섬유막의 외부와 유체 연통하는 가스 운반 통로가 제공될 수 있다.
하나 이상의 통로는 헤더의 오프셋 부분에 형성될 수 있다. 이 헤더는 평면 단부면(planar end face)을 구비할 수 있다. 복수의 이러한 모듈은 매니폴드 또는 파이프를 상호 연결함이 없이 서로 결합(joined)되어 하나의 열의 필터 모듈을 형성할 수 있다. 다수의 열의 필터 모듈이 상호연결되어 필터 모듈의 뱅크를 한정할 수 있다. 필터 카트리지 및 뱅크의 예로는 예를 들어, 국제 특허 출원 제PCT/AU87/00309호(미국 특허 제4,876,012호 및 제4,871,012에 대응함) 및 제PCT/AU90/00470호(미국 특허 제5,194,149호에 대응함)에서 볼 수 있다. 이들 출원 및 특허 문헌은 모든 목적을 위해 전체 내용이 본 명세서에 참조 문헌으로 병합된다.
여과 시스템은 종종 매니폴드에 의해 유체적으로 서로 연결된 복수의 여과 모듈을 포함한다. 유체를 헤더에 전달하고 헤더로부터 유체를 전달하는 매니폴드는 헤더 위 및/또는 헤더 아래에 배열될 수 있다.
여과 시스템은 일반적으로 복수의 여과 모듈을 포함하고, 이 모듈은 종종 대형 어레이를 형성하는 뱅크로 배열된다. 이들 유형의 시스템에서 필터 카트리지는 유한한 수명을 가질 수 있고 시스템의 동작 수명 동안 정기적인 간격으로 클리닝 또는 교체를 위해 제거될 수 있다. 상부 장착부(mounting) 및 하부 장착부를 가지는 여과 모듈 조립체는 종종 상부 장착부 및 하부 장착부 중 적어도 하나를 수직으로 변위시킨 후 장착부들 사이로부터 측방향으로 여과 모듈 및/또는 카트리지를 제거하여 단일 카트리지를 제거/교체하거나 여과 모듈을 서비스할 것을 요구한다. 매니폴드의 위치는 여과 모듈 및/또는 카트리지가 측방향으로 제거되어 수직으로 위치된 매니폴드 주위로 조작될 것을 요구할 수 있다. 모듈 및/또는 카트리지를 측방향으로 제거하는 것은 뱅크에서 이웃한 모듈이 제거되어 뱅크 내에 더 위치된 모듈에 액세스할 것을 요구할 수 있다. 단일 모듈, 특히 막 모듈의 다중 열의 어레이 내에 깊이 위치된 모듈을 평가하는 것은, 바람직하지 않게 긴 시간 기간 동안 전체 시스템이나 시스템의 일부분이 오프라인으로 되게 할 수 있다. 이것은 특히 평가되거나 교체되거나 서비스되는 카트리지가 모듈의 뱅크 내에 깊이 위치된 경우에 그러하다.
필터 카트리지에서 막은 바람직하게는 정기적인 테스트, 평가, 진단, 클리닝, 및/또는 교체를 받을 수 있다. 예를 들어, 여과 모듈 내 막이 고장나면, 이 모듈은 시스템의 나머지로부터 모듈을 차단하여 여과 시스템으로부터 생산된 여과액이 공급 액체로 오염되는 것을 방지할 것이 요구될 수 있다. 그러므로 막이 고장나면 모듈을 차단하는 간단한 수단을 제공하는 것이 바람직하다. 나아가, 여과 시스템의 동작을 과도하게 중단(disrupt)함이 없이 용이하게 서비스가능한 아이솔레이션 배열을 제공하는 것이 바람직하다. 본 명세서에 설명된 방법 및 시스템의 일부 측면과 실시예는 유리하게는 여과 모듈의 뱅크로부터 개별 여과 카트리지를 제거하는 것을 간략하게 하는 매니폴드 배열을 제공한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "평가하는"이라는 용어는 서비스, 모니터링, 테스트, 분석, 측정, 클리닝, 및 진단과 같은 여과 모듈이 적절히 동작하는 순서를 유지하는 것과 관련된 다수의 동작 중 하나 이상을 말할 수 있다. 평가하는 것은 여과 카트리지를 교체하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 평가하는 것은 압력 감쇠 테스트를 수행하는 것과 같은 여과 모듈 또는 카트리지의 하나 이상의 특성을 분석하거나 조사하는 것을 말할 수 있다. 압력 측정 또는 일련의 압력 측정이 획득될 수 있고 측정된 값(들)은 타깃 값 또는 값들과 비교될 수 있다. 측정된 값(들)이 타깃 값(들)을 충족하지 못하는 경우, 여과 카트리지는 교체 카트리지로 교체될 수 있다.
여과 모듈 및/또는 카트리지의 평가는 제어 시스템을 사용하거나 하나 이상의 오퍼레이터가 하나 이상의 단계를 수동으로 수행하는 것을 포함하는 다수의 상이한 방법 중 어느 하나를 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 여과 모듈에는 하나 이상의 센서가 장착될 수 있다. 이 센서는 여과 모듈의 적어도 하나의 동작 파라미터를 검출하거나 측정하도록 구성될 수 있고, 비 제한적인 예로는 여과액 순도, 흐름 율, 및 막간 압력(transmembrane pressure)을 포함한다. 제어 시스템은 측정된 값을 타깃 값 또는 값의 범위와 비교하도록 구성될 수 있다. 측정된 값(들)이 타깃 값 또는 값들을 충족하지 못하면, 제어 시스템은 차단 밸브를 자동적으로 맞물리게 하여 모듈 또는 카트리지를 통해 여과액의 흐름을 중지시킬 수 있다. 대안으로서, 동작 파라미터는 하나 이상의 오퍼레이터에 의해 수행된 수동 방법을 사용하여 측정되거나 검출될 수 있다. 차단 밸브는 수동으로 맞물릴 수 있다.
본 명세서에 설명된 방법 및 시스템의 하나 이상의 측면은 개선된 여과 모듈 조립체에 관한 것이다. 개선된 여과 모듈 조립체는 여과 시스템에서 유리하게 사용될 수 있다. 본 명세서에 개시된 여과 모듈 조립체의 측면과 실시예는 바람직하게는 여과 시스템의 여과 모듈을 서비스하는데 필요한 다운타운(downtime)을 감소시킬 수 있다. 본 명세서에 개시된 여과 모듈 조립체의 측면과 실시예는 또한 여과 시스템의 여과 모듈이 개선된 단부 캡 배열에 사용될 수 있게 한다.
하나 이상의 측면에 따르면, 막 여과 시스템은 복수의 중공 섬유막을 구비하는 제1 여과 모듈을 포함할 수 있다. 중공 섬유막은 상부 헤더와 하부 헤더 사이에 팟팅되고 이들 사이에 연장될 수 있다. 여과 시스템은, 상부 헤더에 한정되고 복수의 중공 섬유막과 유체 연통하는 제1 여과액 통로를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 여과액 통로는 루멘, 또는 중공 섬유막의 내부측과 유체 연통할 수 있다. 여과 시스템은 제거가능한 단부 캡을 더 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "제거가능한 단부 캡"은 제거가능한 단부 캡 또는 내부에 포함된 막 모듈의 임의의 다른 부분에 손상을 야기함이 없이 막 모듈로부터 가역적으로 제거될 수 있는 것이다. 여과 모듈로부터 제거된 제거가능한 단부 캡은 모듈에서 교체될 수 있고 모듈은 제거가능한 단부 캡을 제거하고 교체하는 것에 의해 야기된 성능의 손실 없이 동작할 수 있다. 특정 실시예에서, 제거가능한 단부 캡은 포트 및 차단 밸브를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 차단 밸브는 포트와 제1 여과액 통로 사이에 유체 연통을 선택적으로 허용하도록 구성된 밀봉재를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 여과 시스템은 복수의 여과 모듈을 더 포함할 수 있다. 복수의 여과 모듈은 각 여과액 통로를 가지는 각 상부 헤더를 포함할 수 있다. 여과 시스템은 여과액 통로와 유체 연통하는 여과액 전달 매니폴드를 더 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 제1 여과액 통로를 가지는 제1 여과 모듈의 차단 밸브는 제1 여과액 통로가 복수의 여과 모듈의 상부 헤더에 있는 여과액 통로들 사이에 유체 연통을 제공하는 동안 제1 여과액 통로로부터 제1 여과 모듈에 있는 복수의 중공 섬유막을 차단(isolate)하도록 구성된다. 적어도 하나의 실시예에서, 차단 밸브는 차단 밸브에 연결된 밀봉재를 수동으로 위치시키도록 구성된다.
특정 실시예에 따르면, 여과 시스템은 차단 통로를 더 포함할 수 있다. 차단 통로는 관찰 창을 포함할 수 있다. 관찰 창은 압력 감쇠 테스트의 코스 동안 버블의 존재를 유저가 시각적으로 검사할 수 있게 한다.
여러 실시예에서, 차단 밸브는 제거가능한 단부 캡을 통해 돌출하는 샤프트를 더 포함할 수 있다. 차단 밸브는 차단 통로 내에 배치될 수 있다. 특정 실시예에서, 제거가능한 단부 캡에서 포트는 제1 여과액 통로와 유체 연통될 수 있다. 차단 통로의 내부벽과 밸브의 샤프트는 상보적인 결합 구조물을 포함할 수 있다. 상보적인 결합 구조물은 차단 통로에서 밸브를 변위시키고 포트와 여과액 통로 사이에 유체 연통을 선택적으로 허용하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "상보적인 결합 구조물"이라는 용어는 제2 표면의 구조물을 수용하도록 구성된 구조물을 갖는 제1 표면을 말한다. 상보적인 결합 구조물은 선택적으로 유체 연통을 허용하는 기능을 수행하는 목적에 적절한 임의의 구조물일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 상보적인 결합 구조물은 나사 및 나사산 배열을 포함할 수 있다. 결합 구조물의 다른 비 제한적인 예로는 플러그와 홀, 걸림 홈 형성(keyed), 또는 베이오닛(bayonet) 배열을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 여과 시스템은 여과액 수용 챔버를 더 포함할 수 있다. 여과액 수용 챔버는 여과액 통로 및 포트와 유체 연통될 수 있다. 여과액 수용 챔버는 포트와 복수의 중공 섬유막 사이에 유체 연통될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 여과 시스템은 여과액 전달 매니폴드 및 여과액 전달 포트를 더 포함할 수 있다. 여과액 전달 포트는 여과액 전달 매니폴드와 여과액 수용 챔버 사이에 유체 연통되게 위치될 수 있다.
하나 이상의 측면에 따르면, 막 여과 시스템은 적어도 하나의 여과 모듈을 포함할 수 있다. 여과 모듈은 복수의 중공 섬유막을 포함할 수 있다. 중공 섬유막은 상부 헤더와 하부 헤더 사이에 팟팅되거나 이들 사이에 연장될 수 있다. 특정 측면에서, 상부 헤더는 제1 밀봉 표면 및 여과액 통로를 포함할 수 있다. 여과액 통로는 복수의 중공 섬유막과 유체 연통될 수 있다. 적어도 하나의 측면에서, 막 여과 시스템은 제거가능한 단부 캡을 더 포함할 수 있다. 제거가능한 단부 캡은 제1 밀봉 표면과 선택적으로 맞물려 복수의 중공 섬유막과 여과액 통로 사이에 유체 연통을 선택적으로 허용하도록 구성된 제2 밀봉 표면을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 밀봉 표면은 선택적으로 유체 연통을 수행하는 목적에 적절한 임의의 표면일 수 있다. 예를 들어, 제1 밀봉 표면은 제거가능한 단부 캡의 베이스 부분의 바텀(bottom) 표면일 수 있고 제2 밀봉 표면은 팟팅 헤드의 상부 표면일 수 있다. 특정 측면에서, 제1 및 제2 밀봉 표면이 서로 맞물릴 때, 여과액 통로와 중공 섬유막의 루멘 사이에 유체 연통은 중단될 수 있다. 일부 실시예에서, 여과 시스템은 공통 여과액 매니폴드를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 여과 시스템은 여과액 전달 포트를 더 포함할 수 있다. 특정 경우에, 여과액 전달 포트는 여과액 통로와 공통 여과액 매니폴드 사이에 유체 연통될 수 있다.
본 명세서에 설명된 시스템과 방법은 막 여과 시스템에서 여과 카트리지를 교체하는 방법을 제공할 수 있다. 본 방법은 복수의 여과 모듈을 포함하는 막 여과 시스템에 액세스하는 단계를 포함할 수 있다. 각 여과 모듈은 여과 카트리지, 여과액 통로를 한정하는 상부 헤더, 및 제거가능한 단부 캡을 포함할 수 있다. 제거가능한 단부 캡은 상부 헤더와 유체 연통될 수 있다. 제거가능한 단부 캡은 여과액 통로와 유체 연통하는 포트를 포함할 수 있다. 제거가능한 단부 캡은 포트와 여과액 통로 사이에 유체 연통을 선택적으로 허용하도록 구성된 차단 밸브를 더 포함할 수 있다.
본 방법은 적어도 하나의 여과 모듈의 적어도 하나의 특성을 평가하여 결과를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다. 평가하는 것은 앞서 설명되고 특징으로 하는 바와 같이 수행될 수 있다. 예를 들어, 평가하는 것은 여과 모듈에 압력 감쇠 테스트를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 평가의 결과에 응답하여, 본 방법은 적어도 하나의 모듈에 액세스하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 여과 모듈이 압력 감쇠 테스트에 실패하면, 이 모듈은 액세스될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "액세스하는" 이라는 용어는 여과 모듈의 하나 이상의 특징을 제어하는 것을 말한다. 예를 들어, 액세스하는 것은 제어 시스템에 의해 수행될 수 있다. 제어 시스템은 차단 밸브와 같은 하나 이상의 특징을 제어하는 여과 모듈에 하나 이상의 신호를 송신하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예에서, 액세스하는 것은 오퍼레이터와 같은 유저에 의해 수행될 수 있다. 오퍼레이터는 차단 밸브와 같은 여과 모듈의 하나 이상의 특징을 수동으로 제어할 수 있다. 본 방법은 적어도 하나의 여과 모듈에서 적어도 하나의 차단 밸브를 맞물리게 하여 적어도 하나의 여과 모듈의 여과액 통로와 포트 사이에 유체 연통을 중단시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 차단 밸브가 이런 방식으로 맞물릴 때, 복수의 여과 모듈의 상부 헤더에서 여과액 통로들 사이에 유체 연통이 유지될 수 있다. 예를 들어, 여과 모듈의 뱅크에서 하나 이상의 여과 모듈이 압력 감쇠 테스트에 실패하면, 고장난 여과 모듈의 차단 밸브가 맞물릴 수 있다. 이것은 고장나지 않은 모듈과 연관된 여과액 통로로부터 고장난 여과 모듈의 막을 차단하여 오염된 공급물의 손상된 소스가 여과액 통로에 유입되는 것을 방지한다. 고장나지 않은 여과 모듈의 여과액 통로들 사이에 유체의 연통은 고장난 여과 모듈의 차단 밸브가 맞물릴 때에도 고장난 여과 모듈의 여과액 통로(들)를 통해 유지될 수 있다.
적어도 하나의 측면에서, 평가하는 단계는 적어도 하나의 특성을 측정하는 단계, 측정된 값을 타깃 값과 비교하는 단계, 및 측정된 값과 타깃 값 사이의 비교에 기초하여 적어도 하나의 여과 모듈에서 결함의 존재 또는 부재에 대한 결정을 하는 단계를 포함한다. 특정 측면에서, 평가하는 단계는 압력 테스트 또는 압력 감쇠 테스트를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 측정된 적어도 하나의 특성은 중공 섬유막과 연관된 막간 압력일 수 있다. 하나 이상의 막이 파괴되면, 막간 압력과 연관된 측정은 하나 이상의 타깃 값에 순응하지 않는 값을 생성할 수 있다. 여과 모듈은 예를 들어, 차단 밸브를 맞물리게 하는 것에 의해 결함의 존재의 결정에 응답하여 오프라인으로 될 수 있다. 일부 측면에서, 압력 감쇠 테스트는 제어 시스템에 의해 자동적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 여과 모듈에서 위치된 센서는 막간 압력 측정을 제공할 수 있다. 센서는 제어 시스템과 연통될 수 있다. 특정 모듈과 연관된 막간 측정이 실패를 나타내는 경우, 제어 시스템은 이 모듈과 연관된 차단 밸브에 신호를 송신하여 폐쇄할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 차단 밸브를 맞물리게 하는 단계는 여과 모듈의 제거가능한 단부 캡의 상부 표면으로부터 차단 밸브의 샤프트를 연장되는 단계를 포함한다. 돌출하는 샤프트는 여과 모듈의 시각적 표시를 오프라인으로 제공할 수 있다. 일부 측면에서, 본 방법은 차단 밸브를 맞물림 해제하게 하여 여과 모듈의 제거가능한 단부 캡의 포트와 이 모듈의 여과액 통로 사이에 유체 연통을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 측면에서, 차단 밸브를 맞물리게 하고 맞물림 해제하게 하는 단계는 차단 밸브의 샤프트를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서에 설명된 실시예는 중공 섬유막을 참조하여 설명되었으나, 본 방법 및 시스템은 이들 실시예로 제한되는 것은 아니며, 나권형(spiral wound), 매트(mat), 또는 시트 형상에서 다공성 또는 투과성 막과 같은 다른 종류의 필터 막을 포함하는 시스템에 적용될 수 있는 것으로 이해된다.
본 명세서에 설명된 특정 측면 및 실시예는 하나 이상의 필터 막 카트리지 또는 서브-모듈 조립체를 포함하는 필터 모듈 조립체에 관한 것이다. 필터 막 카트리지는 단부에 부착된 대칭적인 팟팅 헤드를 구비할 수 있다. 다른 팟팅 헤드를 가지는 필터 막 카트리지 또는 서브-모듈들도 고려될 수 있는 것으로 이해된다.
본 명세서에 설명된 여러 측면과 실시예는 예를 들어, 공급액, 여과액, 및 가스 형태의 유체를 다른 헤더, 예를 들어, 인접한 동일한 헤더에 전달하고, 연결된 필터 모듈, 카트리지, 또는 서브-모듈 조립체로 전달하고 또 이로부터 전달하도록 구성된 헤더를 사용하는 필터 모듈 조립체에 관한 것이다.
본 발명의 측면은 막 여과 모듈의 헤더를 밀봉하도록 구성된 제거가능한 단부 캡을 제공한다. 제거가능한 단부 캡은 단순히 단부 캡이라고 지칭될 수 있다. 단부 캡은 단부 캡의 대향하는 측면들 중 하나와 및 필터 막 카트리지와 유체 연통하는 단부 캡의 일 면과 유체 연통하는 유체 전달 통로를 포함할 수 있다. 유체 전달 통로는 밸브에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다. 일부 측면에서, 막 여과 모듈로부터 유체 전달 통로로의 입구는 밸브에 의해 밀봉되게 개방되거나 차단될 수 있다. 다른 측면에서, 유체 전달 통로로부터 유체 전달 통로와 유체 연통하는 여과액 매니폴드로의 출구는 밸브에 의해 밀봉되게 개방되거나 차단될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 제거가능한 단부 캡은 유체 흐름을 유리하게 제어하는 특징을 구비할 수 있다. 일부 실시예에서, 밸브는 시스템에서 다른 모듈과 간섭함이 없이 여과 시스템으로부터 여과 모듈을 분리하도록 동작할 수 있다. 특정 측면에서, 밸브는 단부 캡 내에 위치될 수 있고 단부 캡의 외부로부터 동작가능할 수 있다. 여러 측면에서, 단부 캡의 일 면은 단부 캡의 베이스 부분일 수 있다. 일부 측면에서, 유체 통로의 출구는 단부 캡의 베이스 부분에 제공될 수 있다. 여러 측면에서, 밸브의 상태는 헤더의 외부를 시각적으로 검사하는 것에 의해 확인될 수 있다.
적어도 하나의 측면에서, 단부 캡은 제1 위치와 제2 위치 사이의 헤더 내에서 이동가능할 수 있다. 제1 위치에서, 단부 캡은 막 여과 모듈과 유체 연통하는 헤더 내 유체 전달 통로 및 여과액 출구를 한정할 수 있다. 유체 전달 통로는 단부 캡이 제2 위치로 이동될 때 폐쇄(closed off)될 수 있다.
여러 측면에서, 유체 전달 통로는 막 여과 모듈의 팟팅 헤드의 여과액 방출 면과 유체 연통될 수 있다. 단부 캡이 제2 위치에 있을 때, 단부 캡은 여과액 방출 면을 밀봉하여 유체 전달 통로를 폐쇄할 수 있다. 특정 측면에서, 단부 캡은 여과액 방출 면에 인접하게 위치되어 밀봉을 형성할 수 있다.
본 발명의 측면과 실시예는 여과 모듈의 뱅크로 서로 연결된 다수의 여과 모듈을 가지는 막 여과 시스템에 관한 것이다. 대안적으로 본 명세서에서 매니폴드로 지칭되는 유체 제어 모듈은, 공급 소스 및 통기(aeration) 가스 소스를 뱅크에서 하나 이상의 여과 모듈의 헤더로 유체적으로 연통할 수 있다. 유체 제어 모듈 및 여과 모듈 헤더의 적어도 하나는 통합된 공급, 여과액, 및 가스 도관을 포함할 수 있다. 유체 제어 모듈은 가스를 유체 제어 모듈의 바디 내에 포함된 공급 도관에 도입할 때 가스를 여과 모듈 헤더에 자동적으로 전달하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에 설명된 방법 및 시스템에 사용될 수 있는 유체 제어 매니폴드의 유형의 예로는 전체 내용이 본 명세서에 참조 문헌으로 병합된, 공동 소유된 오스트레일리아 특허 출원 제2010902334호에 설명되어 있다.
본 명세서에 개시된 여러 측면과 실시예에 따른 필터 모듈 조립체는 도 1에서 일반적으로 (10)으로 도시된다. 이 도면에서, 조립체(10)는 공통 상부 및 하부 매니폴드(13 및 14)에 각각 장착된 필터 모듈(11 및 12)을 구비한다. 각 필터 모듈(11 및 12)은 각 서브-모듈 또는 카트리지(16)를 둘러싸는 관형 외부 케이싱(15)을 포함할 수 있다. 케이싱(15)은 하부 소켓(31)과 상부 헤더 하우징(30) 사이에서 연장될 수 있다. 하부 소켓(31)은 하부 헤더(32)에 장착될 수 있다. 하부 헤더(32)는 헤드 부재(49)를 포함할 수 있다. 헤드 부재(49)는 공급 액체 및 공기를 하부 헤더(32)에 선택적으로 제공하는 유체 제어 매니폴드(54)에 연결될 수 있다.
카트리지(16)는 대향하는 하부 및 상부 팟팅 헤드(17 및 18) 사이에 팟팅되고 이들 사이에 수직으로 연장되는 복수의 중공 섬유막(미도시)을 포함할 수 있다. 팟팅 헤드(17 및 18)는 수지 팟팅 물질로 형성될 수 있고 일반적으로 원통형 구성일 수 있다. 팟팅 헤드의 형상과 사이즈는 좁게 중요하지 않고, 정사각형, 직사각형, 삼각형 또는 타원형 형상을 포함하는 여러 구성이 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 팟팅 헤드에는 가스 및 액체를 카트리지(16)로 흐르게 하는 개구 또는 홀(26)이 제공될 수 있다.
중공 섬유막은 필터 카트리지의 동작 부분을 형성할 수 있다. 각 섬유막은 약 0.2 마이크론의 평균 기공 사이즈, 약 600 마이크론의 벽 두께 및 약 200 마이크론의 루멘 직경을 구비할 수 있다. 섬유막은 번들로 배열될 수 있다. 이 번들에는 약 14,000개의 중공 섬유가 있을 수 있으나, 이 개수 및 개별 섬유의 치수와 특성은 좁게 중요하지 않고 동작 요구조건에 따라 변할 수 있다.
각 팟팅 헤드(17, 18)는 각 대향하는 팟팅 헤드(17, 18) 쪽 섬유의 방향으로 길이방향으로 연장되는 각 팟팅 슬리브(19, 20) 내로 주조되고 이 슬리브에 의해 외부측이 주변에 둘러싸여 있을 수 있다. 각 팟팅 슬리브(19, 20)는 팟팅 헤드(17, 18)와, 이 팟팅 헤드(17, 18)로부터 각 대향하는 팟팅 헤드(17, 18) 쪽으로 길이방향으로 연장되는 섬유 사이의 인터페이스를 넘어 연장되어 유체 연통 영역(21)을 형성할 수 있다.
각 팟팅 슬리브(19, 20)는 유체 연통 영역(21)에 위치되고 내부에 형성된 복수의 개구(22)를 구비할 수 있다. 이 실시예에서, 개구(22)의 어레이는 서로 길이방향으로 및 외주방향으로 이격된 것으로 제공될 수 있다. 각 개구(23)는 외주방향으로 연장되는 슬롯의 형태일 수 있다. 개구(23)의 개수, 사이즈, 및 형상은 좁게 중요하지 않는 것으로 이해된다. 개구(22)는 바람직하게는 각 팟팅 헤드(17, 18)의 말단 단부(24, 25) 부근에 위치된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 섬유막(미도시)의 상부 단부는 상부 팟팅 헤드(17)에 매립될 수 있다. 팟팅 헤드(17)는, 예를 들어, 상부 팟팅 슬리브(20)에 주조된 폴리우레탄과 같은 수지 물질의 플러그를 포함할 수 있다. 팟팅 슬리브(20)의 상부 단부 주변에는 O-링(77 및 78)을 각각 수용하는 그루브(75 및 76)의 쌍이 있을 수 있다. 상부 팟팅 슬리브(20)의 하부 단부(79)는 섬유막(미도시)을 둘러싸는 원통형 스크린(80)을 수용하도록 구성될 수 있다.
원통형 스크린(80)은 상부 팟팅 슬리브(20)의 하부 단부(79) 및 하부 팟팅 슬리브(19)의 상부 단부 사이에 연장될 수 있다. 스크린(80)은 팟팅 슬리브의 외부벽을 따라 길이방향으로 유체 연통 영역(21)으로부터 외주방향 외주 리브(80')만큼 이격된 위치까지 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 스크린(80)은 박벽의 솔리드 튜브(thin-walled solid tube)일 수 있으나, 다른 형태의 스크린이 사용될 수도 있는 것으로 이해된다. 스크린은 서브-모듈의 처리 동안 막을 보호하고 막 번들 내에 유체 흐름을 유지하는 것을 지원하는 기능을 할 수 있다. 솔리드 튜브 스크린의 평활한 표면은 사용 동안 막이 마모될 가능성을 감소시킬 수 있다.
상부 팟팅 슬리브(20)는 환형 어댑터(81) 내 상부 단부에 끼워질 수 있다. 팟팅 슬리브(20)는 상부 팟팅 슬리브(20) 및 환형 어댑터(81)의 각 외부 벽과 내부 벽에 제공될 수 있는 결합 그루브(83, 84)에 위치된 서클립(circlip)(82)에 의하여 환형 어댑터(81) 내에 맞물려 유지될 수 있다. 상부 팟팅 슬리브(20)는 상부 팟팅 슬리브(20)에 있는 외부쪽으로 연장되는 리브(86)에 의하여 상부 하우징(30)에 있는 방사방향으로 연장되는 숄더(85)에서 지지될 수 있다. 잠금 돌출부(85')는 서클립(82)을 수용할 수 있는 그루브(83, 84) 아래에 이격된 상부 팟팅 슬리브(20)의 외부벽에 형성될 수 있다. 잠금 돌출부(85')는 숄더(85)에 형성된 슬롯(미도시)과 맞물려 상부 팟팅 슬리브(20)와 상부 하우징(30) 사이에 상대적인 회전을 방지할 수 있다.
상부 팟팅 슬리브(20) 및 환형 어댑터(81)는 상부 헤더 하우징(30)에 의해 둘러싸이고 이 내에 장착될 수 있다. 상부 헤더 하우징(30)은 상부 하우징 또는 단순히 하우징으로 지칭될 수 있다. 상부 헤더 하우징(30)은 상부 팟팅 슬리브(20) 및 환형 어댑터(81)를 맞게 수용하도록 단부 개방되고 치수 정해질 수 있다.
상부 헤더 하우징(30)은 상부 및 하부 컴포넌트(87, 88)로 형성될 수 있다. 상부 컴포넌트(87)의 하부 단부(89)에는 주변 플랜지(90)가 제공될 수 있다. 주변 플랜지(90)의 하부 면(91)에는 환형 그루브(92)가 제공될 수 있다. 하부 컴포넌트(88)의 상부 단부(93)에는 상부 컴포넌트(87)의 주변 플랜지(90)에 인접하여 위치될 수 있는 주변 플랜지(94)가 제공될 수 있다. 하부 컴포넌트(88)의 주변 플랜지(94)의 상부 면(95)에는 환형 리브(96)가 제공될 수 있다. 환형 리브(96)는 상부 및 하부 컴포넌트(87, 88)의 플랜지(90, 94)가 서로 인접하게 위치될 때 환형 그루브(92)와 결합하여 이 내에 끼워지는 사이즈로 형성될 수 있다. 도브테일(dovetail) 밀봉이 플랜지(90 및 94)들 사이에 제공될 수 있다. 플랜지(90, 94)는 상부 및 하부 컴포넌트(87, 88)의 플랜지(90, 94)의 주변에 끼워져서 이와 맞물릴 수 있는 외부 C-부분 클립(97)에 의해 서로 인접하게 유지될 수 있다. 클립(97)은 인접한 위치에 플랜지(90, 94)를 유지하도록 바이어스된 탄성 자체 작동 디바이스일 수 있다. 플랜지(90, 94)는 수동으로 또는 툴을 가지고 클립(97)을 확산시키고 제거하는 것에 의해 맞물림 해제될 수 있다.
사용시, 환형 어댑터(81)는 헤더 하우징(30)의 상부 컴포넌트(87)로 밀봉될 수 있다. 환형 어댑터(81)의 주변에는 O-링(102 및 103)을 지지하는 환형 그루브(100 및 101)의 쌍이 있을 수 있다. O-링(102, 103)은 상부 컴포넌트(87)의 내부벽을 지지하여 밀봉 맞물림을 제공할 수 있다.
하부 단부(89)에 있는 주변 플랜지(90)와 환형 그루브(100, 101) 사이, 상부 헤더 하우징(30)의 상부 컴포넌트(87)에는 확대된 직경 부분이 제공되어 환형 유체 전달 통로(104)를 형성할 수 있다. 유체 전달 통로(104)는 상부 팟팅 슬리브(20)의 외부벽과 상부 헤더 하우징(30)의 상부 컴포넌트(87)의 내부벽 사이에 위치될 수 있다. 유체 전달 포트(105)는 환형 유체 전달 통로(104)에 인접하고 이 통로로부터 연장되는 상부 컴포넌트(87)의 측벽에 위치될 수 있다. 유체 전달 포트(105)에는 자유 단부(107)에 관형 연결 플랜지(106)가 제공될 수 있다. 관형 연결 플랜지(106)의 주변에는 O-링(110 및 111)을 지지하는 환형 그루브(108 및 109)의 쌍이 있을 수 있다.
사용시, 상부 팟팅 슬리브(20)가 상부 헤더 하우징(30) 내에 장착될 때, 팟팅 슬리브(20)는 유체 연통 영역(21)의 개구(22)가 환형 유체 전달 통로(104)와 유체 연통하도록 위치될 수 있다.
잠금 돌출부(85')는 상부 팟팅 슬리브(20)와 상부 헤더 하우징(30) 사이에 상대적인 회전을 방지할 수 있다. 이 상대적인 회전을 방지하면 개구(22)의 위치가 유체 전달 포트(105)로부터 이격되어서 유체 유출(outflow) 영역에 있는 막에 손상을 주는 것을 방지하는데 바람직할 수 있다.
상부 팟팅 슬리브(20) 및 그 부착된 환형 어댑터(81)는 제거가능한 단부 캡(120)에 의해 상부 헤더 하우징(30) 내 장착 위치에 유지될 수 있다. 단부 캡(120)은 베이스 부분(121), 감소된 직경의 중간 부분(122), 및 상부 부분(123)을 포함할 수 있다. 단부 캡(120)은 상부 부분(123)으로부터 베이스 부분(121)의 하부 측(125)으로 연장되는, 중심에 위치된 차단 통로(124)를 더 포함할 수 있다. 감소된 직경의 중간 부분(122)은 내부 오목 벽(127)을 포함하는 여과액 방출 통로(126) 및 이 여과액 방출 통로(126)의 상부 벽과 하부 벽(129, 130) 사이에 다수의 방사방향으로 연장되는 보강 리브(128)를 형성할 수 있다. 여과액 방출 통로(126)는 여과액 통로(126)로 지칭될 수도 있다.
단부 캡(120)의 베이스 부분(121)은 중심 보스 부분(131)을 포함할 수 있고 이 중심 보스 부분을 통해 차단 통로(124)가 하부 단부(132)에서 개방된다. 베이스 부분(121)은, 사용시 상부 팟팅 헤드의 상부 표면(136)으로부터 이격된 환형 어댑터(81)의 상부 주변 에지(134)를 지지하여 상부 팟팅 헤드(17)의 상부 표면(136)과 단부 캡(120) 사이에 여과액 수용 챔버(135)를 한정하는, 외주방향 아래쪽으로 연장되는 리브(133)를 포함할 수 있다. 환형 어댑터(81)의 상부 주변 에지(134)에는 내부쪽으로 연장되는 외주방향 리프팅 숄더(139)가 제공될 수 있다. 상부 팟팅 헤드(17)에 팟팅된 섬유막의 개방된 단부는 여과액 수용 챔버(135)로 개방되어 섬유막의 루멘과 여과액 수용 챔버(135) 사이에 유체 연통을 제공할 수 있다.
아래쪽으로 연장되는 리브(133)에 인접한 베이스 부분(121)의 외부 벽에는, O-링(138)을 지지하는 주변 그루브(137)가 제공될 수 있다. 이 배열은 단부 캡(120)과 상부 헤더 하우징(30) 사이에 밀봉을 제공할 수 있다.
단부 캡(120)의 상부 부분(123)은 중심에 위치된 보스 부분(141)를 갖는 플로어(floor)(140)를 포함할 수 있고, 이 보스 부분을 통해 차단 통로(124)가 상부 단부(142)에서 개방된다. 주변 단차진 벽(143)은 상부 부분(123)의 플로어(140)로부터 위쪽으로 연장되어 위쪽으로 개방된 리세스(144)를 한정할 수 있다. 단차진 벽(143)의 상부 부분(145)의 외부 주변 표면에는, 사용시, 헤더 하우징(30)의 내부벽 표면의 상부 부분에 제공된 결합 나사의 나사산(147)과 나사산이 맞물리는 나사의 나사산(146)이 제공될 수 있다.
단차에 인접하고 나사의 나사산(146) 아래에 위치된 단부 캡(120)의 상부 부분(123)의 외부벽에는, O-링(149)을 지지하는 주변 그루브(148)가 제공될 수 있다. 이 배열은, O-링(138)과 함께, 여과액 방출 통로(126)에 유체 타이트한 밀봉을 형성하는 역할을 한다.
차단 통로(124)는 헤더 하우징(30)의 외부로부터 여과액 방출 통로(126)의 내부로 액세스를 제공하고 차단 밸브(150)를 수용할 수 있다. 차단 밸브(150)는 단순히 밸브(150)라고도 지칭될 수 있다. 차단 밸브(150)의 탑(top) 부분(151)은 조절 툴, 예를 들어, 스크루드라이버 또는 렌치를 수용하고 밸브를 수동으로 작동시키기 위한 애퍼처(aperture)(미도시)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 차단 밸브(150)는 수동으로 작동될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 차단 밸브(150)는 제어 시스템에 의해 원격으로 작동될 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 차단 밸브(150)를 동작시킬 수 있는 서보 모터를 원격으로 제어할 수 있다. 차단 밸브(150)의 중심 부분에 인접하여 밀봉재(152)가 있을 수 있고 이 밀봉재는 차단 밸브(150)와 차단 통로(124)의 내부 벽 사이에 유체 타이트한 밀봉을 제공한다.
단부 캡(120)에 있는 포트(154)는 여과액 수집 챔버(135)와 여과액 통로(126)를 유체적으로 연결할 수 있다. 차단 밸브(150)의 하부 단부에는 밀봉재(153)가 있을 수 있다. 차단 밸브(150)가 위쪽으로 이동되면, 밀봉재(153)는 여과액 방출 통로(126)에 포트(154)를 폐쇄하여 서브-모듈(16)로부터 헤더(155)로 여과액이 흐르는 것을 방지할 수 있다. 포트(154)를 폐쇄하는 것은 여과액 통로(126)를 통해 인접한 헤더로 및 이 인접한 헤더로부터 여과액이 흐르는 것과 간섭하지 않는다. 차단 밸브(150)는 필터의 임의의 컴포넌트 부분을 분해함이 없이 용이하게 동작될 수 있도록 구성될 수 있다. 차단 밸브(150)는 유리하게는 다른 주변 모듈이 오프라인으로 동시에 취해질 것을 요구함이 없이 복수의 모듈을 포함하는 여과 시스템의 단일 막 모듈이 오프라인으로 취해질 수 있게 한다.
차단 밸브(150)는 작동될 때 단부 캡(120)의 상부 부분으로부터 돌출하는 샤프트(156)를 포함할 수 있다. 샤프트의 돌출부는 일정 거리에서 용이하게 확인될 수 있다. 특정 실시예에서, 돌출하는 샤프트는 차단 밸브(150)가 폐쇄된 위치에 있는 것을 나타내어 각 서브-모듈이 분리되었는지 또는 오프라인인지를 나타낼 수 있다.
특정 실시예에서, 차단 통로(124)의 내부벽과 샤프트(156)는 포트(154)와 여과액 통로(124) 사이에 유체 연통을 선택적으로 허용하도록 구성된 상보적인 결합 구조물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에 따르면, 차단 밸브(150)는 차단 통로(124)의 내부벽과 나사의 나사산이 맞물려 밸브(150)의 샤프트(156)를 회전시키는 것에 의해 개방된 위치로부터 폐쇄된 위치로 이동될 수 있다. 통로(124)에서 제1 방향으로 샤프트(156)가 회전하면 밀봉재(153)를 위쪽으로 축방향으로 움직이게 하여 포트(154)를 폐쇄할 수 있다. 마찬가지로, 제2 방향으로 샤프트(156)가 회전하면 밀봉재(153)를 아래쪽으로 축방향으로 움직이게 하여 포트(154)를 개방시킬 수 있다.
특정 실시예에서, 차단 통로(124)는 관찰 창을 구비하거나 투명한 물질로 형성되어 공기 버블이 압력 테스트 또는 압력 감쇠 테스트 동안 오퍼레이터에 의해 관찰될 수 있다. 공기 압력 감쇠 테스트는 중공 섬유막 모듈의 일측을 가압한 후, 수 분일 수 있는 시간 기간에 걸쳐 공기 압력 감쇠를 관찰하는 것을 포함할 수 있다. 모듈에서 막 섬유가 그대로 있다면, 압력 감쇠에 대응하는 시간에 따른 압력 변화는 낮거나 변치않을 수 있다. 모듈에서 하나 이상의 막 섬유가 파괴된 경우, 압력은 높거나 매우 불안정한 속도로 감쇠할 수 있다. 특정 경우에, 여과 시스템에서 중공 섬유막은 자동 공기 압력 테스트를 받는다. 절차는 한번에 및 특정 경우에 모듈의 전체 랙(rack)에서 수행될 수 있고, 모듈의 전체 어레이에서 파괴된 섬유를 찾을 수 있다. 공기 압력 감쇠 테스트는 수동으로 수행될 수도 있다. 이 테스트는 정기적으로 또는 산발적으로 수행될 수 있다.
헤더 하우징(30)의 상부 컴포넌트(87)에는 여과액 방출 통로에 인접하여 이 통로로 연장되는 상부 컴포넌트(87)의 측벽에 위치된 여과액 전달 포트(160)가 제공될 수 있다. 여과액 전달 포트(160)에는 자유 단부(162)에 방사방향으로 돌출하는 관형 연결 플랜지(161)가 제공될 수 있다. 관형 연결 플랜지(161)의 주변에는 O-링(165 및 166)을 지지하는 환형 그루브(163 및 164)의 쌍이 있을 수 있다.
여과액 전달 포트(160)의 연결 플랜지(161)는 공통 여과액 전달 매니폴드(168)에 제공된 연결 플랜지(167) 내에 끼워져 밀봉을 제공할 수 있다. 공통 여과액 전달 매니폴드(168)는 각 모듈(11, 12)의 상부 헤더(155)들 사이에 위치될 수 있다.
유사하게, 유체 전달 포트(105)의 방사방향으로 돌출하는 연결 플랜지(106)는 각 모듈(11, 12)의 상부 헤더(155) 사이에 위치된 공통 유체 전달 매니폴드(170)에 제공된 연결 플랜지(169) 내에 끼워져 밀봉을 제공할 수 있다. O-링(110, 111)은 유체 전달 매니폴드(170)의 결합 연결 플랜지(169)와 맞물림 밀봉을 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2에 최상으로 도시된 바와 같이, 유체 전달 매니폴드(170) 및 여과액 전달 매니폴드(168)에는 모듈(11, 12)의 길이방향 축에 수직으로 연장되는 각 일반적으로 원형 단면 통로(171, 172)가 각각 제공될 수 있다. 여과액 전달 매니폴드(168)는 유체 전달 매니폴드(170)에 장착되고 이 위에 위치될 수 있다. 매니폴드(168, 170)는 각 모듈 쌍(11, 12)의 상부 헤더 하우징(30)들 사이에 장착되어 각 헤더 하우징(30)의 각 단부 캡(120)의 제거를 방해하지 않는다.
도 5 및 도 6은 본 명세서에 설명된 여러 측면과 실시예에 따라 단부 캡 및 헤더 하우징 배열의 추가적인 실시예를 도시한다. 본 도면에서, 단부 캡 및 헤더 하우징은 여과액 수집 챔버를 차단하는 대안적인 방법 및 구조물을 제공하도록 구성된다. 특정 실시예에서, 여과액 수집 챔버를 차단하는 것은 결함이 관련 여과 모듈에서 검출될 때 발생할 수 있다.
이 실시예에서, 차단 밸브(150) 및 단부 캡의 내부 여과액 통로는 더 이상 요구되지 않을 수 있다.
단부 캡(120)은 상부 부분(123) 및 단차진 벽(143)으로 형성된 감소된 직경 베이스 부분(121)을 포함할 수 있다. 단차진 벽(143)은 단부 캡(120)에서 위쪽으로 개방된 아래쪽으로 연장되는 리세스(144)를 한정할 수 있다. 단차진 벽(143)의 상부 부분(145)에는 상부 헤더 하우징(30)의 내부 벽에 있는 결합 나사의 나사산(147)과 맞물리는 주변 외주방향으로 연장되는 나사의 나사산(146)이 제공될 수 있다. 베이스 부분(121)은, 사용시 환형 어댑터(81)의 상부 주변 에지(134)를 지지할 수 있는 외주방향 아래쪽으로 연장되는 리브(133)를 포함할 수 있다.
사용시, 단부 캡(120)은 헤더 하우징(30) 내에서 아래쪽으로, 베이스 부분(121)이 상부 팟팅 헤드(17)의 상부 표면(136)으로부터 수직으로 이격된 위치까지 나사 결합되어 여과액 수용 챔버(135)를 형성할 수 있다. 여과액 수용 챔버(135)는 여과액 전달 포트(160)와 직접 유체 연통할 수 있다.
여과 모듈에서 결함이 검출되면, 모듈을 차단하는 것이 바람직할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 단부 캡(120)은 리브(133)가 상부 팟팅 슬리브(20)의 상부 주변 에지(180)를 지지할 때까지 헤더 하우징(30) 내에서 아래쪽으로 더 나사 결합될 수 있다. 이것은 여과액 전달 포트(160)로부터 상부 팟팅 헤드(17)의 상부 표면(136)를 밀봉하여 여과액이 여과액 전달 포트(160)로 흐르는 것을 방지하는 기능을 할 수 있다. 리브(133)는 유체 타이트한 밀봉을 생성하는 밀봉 물질로 형성되거나, 또는 밀봉 O-링(미도시)을 수용하는 그루브가 리브에 형성될 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 명세서에 설명된 여러 측면과 실시예에 따라 단부 캡(120) 및 헤더 하우징 배열의 추가적인 실시예를 도시한다. 본 도면에서, 단부 캡 및 헤더 하우징은 예를 들어, 결함이 관련 여과 모듈에서 검출될 때 여과액 수용 챔버(135)를 차단하는 대안적인 방법 및 구조물을 제공하도록 구성될 수 있다.
이 실시예에서, 단부 캡(120)은 전술된 실시예와 상이하게 구성될 수 있다. 단차진 벽(143)의 방사방향 내부쪽으로 이격된 추가적인 단차진 벽(173)은 단부 캡(120)의 상부 부분(123)의 플로어(140)로부터 위쪽으로 연장되어 위쪽으로 개방된 리세스(174)를 한정할 수 있다. 단부 캡(120)의 상부 부분에는 단차진 벽(173)의 단차 부분(175)에 인접하여 위치된 방사방향으로 연장되는 차단 통로(124)가 제공될 수 있다. 차단 통로(124)는 리세스(174)로부터 여과액 통로(126)로 연장될 수 있다.
차단 통로(124)는 헤더 하우징(30)의 외부로부터 여과액 방출 통로(126)의 내부로 액세스를 제공하여 차단 밸브(150)를 수용할 수 있다. 차단 밸브(150)의 내부 부분(151)은 조절 툴, 예를 들어, 스크루드라이버 또는 렌치를 수용하고 밸브(150)를 수동으로 작동시키기 위한 애퍼처(미도시)를 포함할 수 있다. 차단 밸브(150)의 중심 부분에 인접하여 차단 밸브(150)와 차단 통로(124) 사이에 유체-타이트한 밀봉을 제공하는 밀봉재(152)가 있을 수 있다.
차단 밸브(150)의 외부 단부에는 밀봉재(153)가 있을 수 있다. 차단 밸브(150)가 외부쪽으로 이동될 때, 밀봉재(153)는 여과액 방출 통로(126) 및 여과액 전달 포트(160)로부터 포트(176)를 폐쇄하여 카트리지(16)로부터 헤더(155)로 여과액이 흐르는 것을 방지하는 기능을 할 수 있다. 그러나, 포트(176)의 폐쇄는 여과액 통로(126)를 통해 인접한 헤더로 및 이 인접한 헤더로부터 여과액이 흐르는 것과 간섭하지 않을 수 있는 것이 주목된다. 차단 밸브(150)는 필터의 컴포넌트 부분을 분해함이 없이 용이하게 동작될 수 있도록 설계될 수 있다.
차단 밸브(150)는 차단 통로(124)의 내부벽과 나사의 나사산이 맞물려 밸브(150)의 샤프트(156)를 회전시키는 것에 의해 개방된 위치로부터 폐쇄된 위치로 이동되어, 차단 통로(124)에 대해 외부쪽으로 축방향으로 움직이게 할 수 있다. 이후, 포트(176)는 샤프트(156)의 단부에 위치된 밀봉재(153)를 사용하여 폐쇄될 수 있다. 차단 밸브(150)는 반대 방향으로 샤프트(156)를 회전시키는 것에 의해 개방될 수 있다.
여과 모듈의 동작은 이제 일반적으로 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된다.
정상 공급 모드 동안 및 여과 동안 모든 목적을 위해 전체 내용이 본 명세서에 참조 문헌으로 병합된, 공동 소유된 오스트레일리아 특허 출원 제2010902334호에 설명된 바와 같이, 하부 헤더(32)의 공급 통로(60)는 공급 액체로 충전될 수 있다. 공급액은 공급 통로(60)를 통해 유체 연결 통로(50)로 흐르거나 하부 헤더(32)의 유체 전달 포트(45)로부터 흐를 수 있다. 공급 액체는 하부 소켓(31)으로 들어가 환형 유체 전달 통로(9)를 따라 유체 연통 영역(21), 하부 팟팅 슬리브(19)의 개구(22)를 통해, 각 모듈(11 및 12)의 막 주위로 흐를 수 있다.
이 실시예의 여과 시스템은 막다른 여과 모드 또는 공급 및 유출(bleed) 여과 모드에서 동작될 수 있다.
막다른 여과 모드에서, 공급 액체는 외부 케이싱(15)에서 가압되어 막의 벽 양단의 막간 압력 차를 생성할 수 있다. 이것으로 여과액이 막의 루멘 내에 생성될 수 있다. 이 실시예에서, 막은 하부 팟팅 헤드(18)로 개방되지 않을 수 있다. 그리하여, 여과액은 막의 루멘 내에서 위쪽으로 흘러 여과액 수용 챔버(135)로 방출될 수 있다. 여과액은 포트(154), 여과액 방출 통로(126), 여과액 전달 포트(160)를 통해 여과액 전달 매니폴드(168)로 흐를 수 있다.
공급 및 유출 여과 모드에서, 각 모듈의 베이스에 들어가는 공급 액체의 일부분(예를 들어, 공급 액체의 10% 내지 75%)은 솔리드 스크린 및 외부 케이싱(15) 내에서 막을 따라 위쪽으로 흐를 수 있고, 상부 팟팅 슬리브(20)의 개구(22)를 통해 외부쪽으로 환형 유체 전달 통로(104)로 전달될 수 있다. 공급 액체는 유체 전달 포트(105)를 통해 외부쪽으로 유체 전달 매니폴드(170)의 통로(172)로 흐를 수 있다.
이 실시예에서 막은 하부 팟팅 헤드(18)로 개방되지 않아서, 여과액은 막의 루멘 내에서 위쪽으로 흘러 여과액 수용 챔버(135)로 방출될 수 있다. 여과액은 포트(154), 여과액 방출 통로(126), 여과액 전달 포트(160)를 통해 여과액 전달 매니폴드(168)로 흐를 수 있다.
공동 소유된 오스트레일리아 특허 출원 제2010902334호에 설명된 바와 같이, 공기 또는 가스 정련(scouring)이 요구될 때, 공급 통로(60) 내 액체는 가스를 공급 통로(60)로 도입하는 것에 의해 아래쪽으로 변위될 수 있다. 가스는 하부 팟팅 헤드(18) 내 통로(26)를 통해 위쪽으로 공급된 후 막 주위로 흐를 수 있다.
가스는 각 모듈(11, 12)의 베이스에 들어가 솔리드 스크린(80) 내에서 막을 따라 버블로서 위쪽으로 흘러 막의 표면을 클리닝할 수 있다. 가스는 상부 팟팅 슬리브(20) 내 개구(22)를 통해 환형 유체 전달 통로(104)로 전달될 수 있다. 가스는 유체 전달 포트(105)를 통해 유체 전달 매니폴드(170)의 통로(171)로 배출될 수 있다.
가스 통기 또는 정련 후 역류(backwash) 또는 드레인다운(draindown) 동안, 액체는 공급 모드와 역방향으로 모듈로부터 액체를 흐르게 하는 것에 의해 모듈로부터 제거될 수 있다.
본 명세서에 설명된 방법 및 시스템은 그 응용이 본 도면의 도시 또는 이전의 설명에 제시된 컴포넌트의 배열과 구성의 상세로 제한되지 않는다. 본 명세서에 설명된 방법 및 시스템은 다른 실시예로 실시될 수 있고 여러 방식으로 실시되거나 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 어구와 용어는 설명을 위한 것일 뿐이므로 발명을 제한하는 것으로 고려되어서는 안 된다. "구비하는", "포함하는", "가지는", "함유하는", "수반하는", "특징으로 하는", "~ 것을 특징으로 하는"라는 용어와 그 변형어의 사용은 이후 나열되는 항목, 그 균등 항목, 및 이후 배타적으로 나열되는 항목으로 구성된 대안적인 실시예를 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서 및 청구범위에서 하나의 요소를 수식하는 "제1", "제2", "제3" 등과 같은 서수 용어의 사용은 하나의 요소에 비해 다른 요소가 우선하거나 선행하거나 그 순서를 나타내는 것이거나 방법 동작이 수행되는 시간적 순서를 나타내는 것이 아니라, 서수 용어를 사용하여 특정 이름을 가지는 하나의 요소를 동일한 이름을 가지는 다른 요소와 구별하여 여러 요소들을 구별하는 표현으로 단지 사용된 것이다.
이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 명세서에 설명된 여러 파라미터 및 구성은 예시적인 것을 의미하며 실제 파라미터 및 구성은 본 발명의 장치와 방법이 사용되는 특정 응용에 따라 좌우된다는 것을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 과도한 실험 없이 본 명세서에 설명된 특정 실시예와 균등한 많은 사항을 인식하거나 실시할 수 있을 것이다. 예를 들어, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명에 따른 시스템과 그 컴포넌트들이 시스템의 네트워크를 더 포함하거나 열 교환기 시스템 또는 수처리 시스템의 컴포넌트일 수 있는 것을 인식할 수 있을 것이다. 그러므로, 전술된 실시예는 단지 예로서 제시된 것이고 첨부된 청구범위 및 그 균등 범위에서, 개시된 시스템 및 방법은 구체적으로 설명된 것과는 달리 실시될 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 평면 시트 막이 본 발명의 시스템에서 제조되고 사용될 수 있다. 본 시스템 및 방법은 본 명세서에 설명된 각 개별 특징, 시스템, 또는 방법에 관한 것이다. 게다가, 이 특징, 시스템 또는 방법이 서로 일관되지 않는 경우에도, 2개 이상의 특징, 시스템, 또는 방법의 임의의 조합은 본 발명의 범위 내에 포함된다.
나아가 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 여러 변경, 변형, 및 개선이 용이하게 일어날 수 있는 것으로 이해된다. 이러한 변경, 변형, 및 개선은 본 발명의 일부인 것으로 의도되고, 본 발명의 사상과 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 예를 들어, 매니폴드는 사출 성형이나 용접 기술을 포함하는 임의의 제조 기술에 의하여 제조될 수 있고 임의의 원하는 물질로 제조될 수 있다. 다른 경우에, 본 명세서에 설명된 방법 및 시스템의 임의의 하나 이상의 측면을 사용하거나 포함하도록 기존의 시설이 변경될 수 있다. 따라서, 일부 경우에, 시스템은 여과 시스템 또는 여과 시스템의 컴포넌트, 예를 들어, 본 명세서에 개시된 매니폴드를 포함하도록 기존의 시설을 연결하거나 구성하는 것을 수반할 수 있다. 따라서, 전술된 설명과 도면은 단지 예시적인 것이다. 나아가, 본 도면의 설명은 본 발명을 구체적으로 도시된 표현으로 제한하지 않는다.
본 발명의 예시적인 실시예가 개시되었으나, 이하 청구범위에 제시된 본 발명의 사상과 범위 및 균등 범위를 벗어남이 없이 많은 변형, 추가 및 삭제가 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 막 여과 시스템으로서,
    상부 헤더와 하부 헤더 사이에 팟팅(potted)되고 이들 사이에 연장되는 복수의 중공 섬유막을 포함하는 제1 여과 모듈;
    상기 상부 헤더에 한정되고 상기 복수의 중공 섬유막과 유체 연통하는 제1 여과액 통로; 및
    제거가능한 단부 캡(end cap)을 포함하되,
    상기 제거가능한 단부 캡은,
    상부 부분;
    감소된 직경의 중간 부분;
    포트(port); 및
    상기 포트와 상기 제1 여과액 통로 사이에 유체 연통을 선택적으로 허용하도록 구성된 밀봉재를 포함하는 차단 밸브(shut-off valve)를 포함하고,
    상기 상부 부분은 외부 주변 표면에 나사산이 형성되어 상부 헤더 하우징의 내부 벽에 있는 나사산과 맞물리고,
    상기 차단 밸브는 다른 주변 모듈이 오프라인으로 동시에 취해질 것을 요구함이 없이 복수의 여과 모듈을 포함하는 여과 시스템의 단일 막 모듈이 오프라인으로 취해질 수 있게 하며,
    상기 복수의 여과 모듈은 각 여과액 통로를 가지는 각 상부 헤더를 구비하고, 상기 상부 헤더에는 상기 여과액 통로와 유체 연통하는 여과액 전달 매니폴드를 더 포함하며,
    상기 여과액 전달 매니폴드는 각 모듈 쌍의 상부 헤더 하우징들 사이에 장착되어 각 단부 캡의 제거를 방해하지 않고,
    상기 단부 캡은 제1 위치와 제2 위치 사이의 헤더 내에서 이동가능하되, 단부 캡이 제1 위치인 경우, 막 여과 모듈과 유체 연통하는 헤더 내 유체 전달 통로 및 여과액 출구를 한정하고, 단부 캡이 제2 위치로 이동하면 유체 전달 통로는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 것인 막 여과 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 차단 밸브는 상기 제1 여과액 통로가 상기 복수의 여과 모듈의 상기 상부 헤더에 있는 상기 여과액 통로들 사이에 유체 연통을 제공하는 동안 상기 제1 여과액 통로로부터 상기 복수의 중공 섬유막을 차단하도록 구성된 것인 막 여과 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 차단 밸브는 상기 제거가능한 단부 캡을 통해 돌출하는 샤프트를 더 포함하는 것인 막 여과 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 차단 밸브는 상기 제1 여과액 통로와 유체 연통하는 차단 통로 내에 배치되는 것인 막 여과 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 차단 통로의 내부벽과 상기 차단 밸브의 상기 샤프트는 상기 차단 통로에서 상기 차단 밸브를 변위시키고 상기 포트와 상기 제1 여과액 통로 사이에 유체 연통을 선택적으로 허용하도록 구성된 상보적인 결합 구조물을 포함하는 것인 막 여과 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 차단 통로는 관찰 창(viewing window)을 포함하는 것인 막 여과 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 차단 밸브는 상기 밀봉재를 수동으로 위치시키도록 구성된 것인 막 여과 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 여과액 통로 및 상기 포트와 유체 연통하는 여과액 수용 챔버를 더 포함하되, 상기 여과액 수용 챔버는 상기 포트와 상기 복수의 중공 섬유막 사이에 유체 연통하는 것인 막 여과 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 여과액 전달 매니폴드와 여과액 전달 포트를 더 포함하되, 상기 여과액 전달 포트는 상기 여과액 전달 매니폴드와 상기 여과액 수용 챔버 사이에 유체 연통하게 위치된 것인 막 여과 시스템.
  12. 막 여과 시스템으로서,
    상부 헤더와 하부 헤더에 팟팅되고 이들 사이에 연장되는 복수의 중공 섬유막을 포함하는 적어도 하나의 여과 모듈로서, 상기 상부 헤더가 제1 밀봉 표면 및 여과액 통로를 구비하는 것인, 상기 적어도 하나의 여과 모듈; 및
    상기 제1 밀봉 표면과 선택적으로 맞물려 상기 복수의 중공 섬유막과 상기 여과액 통로 사이에 유체 연통을 선택적으로 허용하도록 구성된 제2 밀봉 표면을 구비하는 제거가능한 단부 캡을 포함하고,
    상기 제거가능한 단부 캡은 상부 부분, 감소된 직경의 중간 부분, 포트 및 상기 포트와 상기 여과액 통로 사이에 유체 연통을 선택적으로 허용하도록 구성된 차단 밸브를 포함하며,
    상기 상부 부분은 외부 주변 표면에 나사산이 형성되어 상부 헤더 하우징의 내부 벽에 있는 나사산과 맞물리고,
    상기 차단 밸브는 다른 주변 모듈이 오프라인으로 동시에 취해질 것을 요구함이 없이 복수의 여과 모듈을 포함하는 여과 시스템의 단일 막 모듈이 오프라인으로 취해질 수 있게 하며,
    상기 복수의 여과 모듈은 각 여과액 통로를 가지는 각 상부 헤더를 구비하고, 상기 상부 헤더에는 상기 여과액 통로와 유체 연통하는 여과액 전달 매니폴드를 더 포함하며,
    상기 여과액 전달 매니폴드는 각 모듈 쌍의 상부 헤더 하우징들 사이에 장착되어 각 단부 캡의 제거를 방해하지 않고,
    상기 단부 캡은 제1 위치와 제2 위치 사이의 헤더 내에서 이동가능하되, 단부 캡이 제1 위치인 경우, 막 여과 모듈과 유체 연통하는 헤더 내 유체 전달 통로 및 여과액 출구를 한정하고, 단부 캡이 제2 위치로 이동하면 유체 전달 통로는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 것인 막 여과 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 공통 여과액 매니폴드와 여과액 전달 포트를 더 포함하되, 상기 여과액 전달 포트는 상기 여과액 통로와 상기 공통 여과액 매니폴드 사이에 유체 연통하는 것인 막 여과 시스템.
  14. 막 여과 시스템 내에서 여과 카트리지를 교체하는 방법으로서,
    복수의 여과 모듈을 포함하는 막 여과 시스템에 액세스하는 단계로서, 각 여과 모듈은 여과 카트리지, 여과액 통로를 한정하는 상부 헤더, 및 상기 상부 헤더와 유체 연통하는 제거가능한 단부 캡을 포함하며, 상기 제거가능한 단부 캡은, 상부 부분, 감소된 직경의 중간 부분, 상기 여과액 통로와 유체 연통하는 포트 및 상기 포트와 상기 여과액 통로 사이에 유체 연통을 선택적으로 허용하도록 구성된 차단 밸브를 포함하는 것인, 상기 액세스하는 단계;
    적어도 하나의 여과 모듈의 적어도 하나의 특성을 평가하여 결과를 획득하는 단계;
    상기 평가 결과에 응답하여, 상기 적어도 하나의 여과 모듈에 액세스하는 단계; 및
    적어도 하나의 여과 모듈의 적어도 하나의 차단 밸브를 맞물리게 하여 상기 복수의 여과 모듈의 상기 상부 헤더에 있는 여과액 통로들 사이에 유체 연통을 유지하면서 상기 적어도 하나의 여과 모듈의 상기 여과액 통로와 상기 포트 사이에 유체 연통을 중단(interrupt)시키는 단계를 포함하고,
    상기 상부 부분은 외부 주변 표면에 나사산이 형성되어 상부 헤더 하우징의 내부 벽에 있는 나사산과 맞물리고,
    상기 차단 밸브는 다른 주변 모듈이 오프라인으로 동시에 취해질 것을 요구함이 없이 복수의 여과 모듈을 포함하는 여과 시스템의 단일 막 모듈이 오프라인으로 취해질 수 있게 하며,
    상기 복수의 여과 모듈은 각 여과액 통로를 가지는 각 상부 헤더를 구비하고, 상기 상부 헤더에는 상기 여과액 통로와 유체 연통하는 여과액 전달 매니폴드를 더 포함하며,
    상기 여과액 전달 매니폴드는 각 모듈 쌍의 상부 헤더 하우징들 사이에 장착되어 각 단부 캡의 제거를 방해하지 않고,
    상기 단부 캡은 제1 위치와 제2 위치 사이의 헤더 내에서 이동가능하되, 단부 캡이 제1 위치인 경우, 막 여과 모듈과 유체 연통하는 헤더 내 유체 전달 통로 및 여과액 출구를 한정하고, 단부 캡이 제2 위치로 이동하면 유체 전달 통로는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 것인 막 여과 시스템 내 여과 카트리지의 교체 방법.
  15. 제14항에 있어서, 평가하는 것은 상기 적어도 하나의 특성을 측정하는 단계, 상기 측정된 값을 타깃 값과 비교하는 단계, 및 상기 측정된 값과 상기 타깃 값 사이의 비교에 기초하여 상기 적어도 하나의 여과 모듈에서 결함을 식별하는 단계를 포함하는 것인, 막 여과 시스템 내 여과 카트리지의 교체 방법.
  16. 제14항에 있어서, 평가하는 것은 압력 감쇠 테스트를 수행하는 것을 포함하는 것인, 막 여과 시스템 내 여과 카트리지의 교체 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 압력 감쇠 테스트는 제어 시스템에 의해 자동적으로 수행되는 것인, 막 여과 시스템 내 여과 카트리지의 교체 방법.
  18. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 차단 밸브를 맞물리게 하는 것은 상기 제거가능한 단부 캡의 상부 표면으로부터 상기 적어도 하나의 차단 밸브의 샤프트를 연장되어 상기 적어도 하나의 여과 모듈의 시각적 표시를 오프라인으로 제공하는 단계를 포함하는 것인, 막 여과 시스템 내 여과 카트리지의 교체 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 적어도 하나의 차단 밸브를 맞물림 해제하게 하여 상기 포트와 상기 여과액 통로 사이에 유체 연통을 제공하는 단계를 더 포함하는 것인, 막 여과 시스템 내 여과 카트리지의 교체 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 차단 밸브를 맞물리게 하고 맞물림 해제하게 하는 것은 상기 적어도 하나의 차단 밸브의 상기 샤프트를 회전시키는 것을 포함하는 것인, 막 여과 시스템 내 여과 카트리지의 교체 방법.
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