MX2014006965A

MX2014006965A - Cartuchos de fibra hueca y componentes y metodos para su construccion.

Info

Publication number: MX2014006965A
Application number: MX2014006965A
Authority: MX
Inventors: Jerry Shevitz
Original assignee: Refine Technology Llc
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-10-17
Also published as: IL232887A0; JP2015506269A; CA2857635A1; US20140319045A1; US10213745B2; AU2012355957B2; US20190160434A1; RU2014127880A; EP2794075A4; BR112014015189A8; US10926225B2; IL232887B; AU2012355957A1; CN104159654B; BR112014015189A2; MX371176B; RU2641127C2; KR20140121410A; EP2794075A1; CN107081070A

Abstract

Cartuchos de fibra hueca y componentes y métodos para su construcción.

Description

CARTUCHOS DE FIBRA HUECA Y COMPONENTES Y MÉTODOS PARA SU CONSTRUCCIÓN DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere un método de producción y ensamblaje de módulos de fibra hueca.

Los filtros de fibra hueca cuyas paredes pueden ser porosas y semipermeables poseen excelente rendimiento de filtración y propiedades que son aplicables en muchos campos y aplicaciones. Las fibras huecas (HF) se utilizan extensamente en la purificación de agua, separación de constituyentes de fluidos biológicos, diálisis, osmosis inversa, separación de gas, dispositivos de cultivo celular, asi como muchos otros. A pesar de la variedad de usos, los dispositivos de filtración basados en fibra hueca tienen una estructura común y un modo de operación. La unidad de filtración es el módulo de fibra hueca (HFM) , y aunque la estructura HFM puede variar un poco de una aplicación a otra, no obstante posee una estructura y método de ensamble generalmente común.

Típicamente, las fibras huecas individuales se combinan en un "paquete" (también denominado como "grupo") en el cual las fibras pueden retenerse opcionalmente por un manguito de algún tipo, típicamente un manguito de malla. El paquete entonces se coloca en un alojamiento o cubierta protectora, que es, típicamente, tubular en naturaleza. Las fibras huecas dentro de la cubierta, típicamente, se extienden alrededor de la longitud de la cubierta en una manera que dispone las fibras para encapsularse con un material polimérico u otro material en cada extremo de la cubierta. Las fibras huecas pueden de este modo incrustarse en el material polimérico tras su polimerización y solidificación. En el mismo proceso, el material de encapsulamiento solidificado, que puede ser de cualquier espesor, pero típicamente de 5 - 10% de longitud en la cubierta, forma una tapa extrema sólida, tapa encapsulada o "pared" en cada extremo de la cubierta. La construcción resulta en la formación de una cámara entre las paredes interiores de la cubierta y las paredes exteriores de las fibras huecas, y entre las tapas extremas encapsuladas .

Ya que los extremos de fibra hueca pueden obstruirse durante el proceso de encapsulación, métodos conocidos se aplican ya sea para proteger los extremos de las fibras huecas de la obstrucción durante el encapsulamiento o para abrir tales extremos después del encapsulamiento. Una trayectoria de flujo continuo se retiene por lo tanto a través de la longitud total de las fibras huecas, incluyendo a través del material de encapsulamiento polimérico. El objetivo no es solamente mantener una trayectoria de flujo continuo a través de la longitud total de las fibras huecas, sino también formar una cámara, una cámara de material permeado, dentro de la cubierta para almacenar o recolectar fluidos que se emanan de las paredes de fibra, tal ensamble se conoce como un Cartucho de Fibra Hueca (HFC) .

Típicamente, se agregan adaptadores en los extremos de la cubierta o HFC los cuales direccionan el fluido para filtrarse o retenerse en las fibras huecas en un extremo y para dirigir tal fluido para que salga de las fibras huecas en el otro extremo del HFC. Pueden agregarse adaptadores adicionales a la cubierta para proporcionar un conducto desde la cámara de material permeado para recolectar tal material permeado .

Evidente a partir de la estructura generalizada, que tiene una entrada y salida para fluir el material retenido y un medio para recolectar material filtrado es que el HF proporciona una unidad eficiente de filtración. En el HFM, el material retenido se dirige hacia las HF semipermeables, generando un flujo lineal a través de las fibras. Una mayor presión dentro de las fibras en relación un la cámara de material filtrado genera un segundo flujo, a través de las paredes porosas de HF, perpendicular al primer fluido o la dirección de flujo de material retenido. La fracción de fluido que atraviesa la membrana puede fraccionarse o filtrarse basado en las propiedades de la membrana, tales como, tamaño del poro de membrana; partículas más grandes que los poros se retienen por la membrana y partículas más pequeñas que los poros pasan a través de la membrana hacia la cámara de material permeado. Tal proceso de filtración se conoce como una filtración de flujo cruzada, o filtración de flujo tangencial, la cual se utiliza extensivamente y es generalmente bien entendida. El líquido filtrado a través de la membrana de HF puede por lo tanto recolectarse en la cámara de material permeado en donde puede extraerse .

El HFC carece de adaptadores para dirigir la entrada y salida del material retenido a y desde las fibras huecas. Sin embargo, la pared de cubierta de cartucho puede volverse permeable al flujo no restringido de material permeado. Además, el cartucho puede convertirse en un HF mediante su inserción en un alojamiento de módulo separado que contenga tales adaptadores para dirigir la entrada y salida de material retenido. Es obvio, sin embargo, que cuando se crea tal HFM, se requiere una partición entre la cámara de material retenido (los lúmenes interiores colectivos de las fibras) y la cámara de material permeado (o filtrado), cuya separación se realiza fácilmente con juntas, anillos "TÓRICOS", u otro medio bien conocido, que circunscribe los extremos del cartucho y que sella la tapa entre esos extremos y el alojamiento del módulo. De manera adicional, el alojamiento del módulo también contiene una lumbrera de extracción para recolectar el material filtrado que emerge desde las fibras huecas; poros en la cubierta del HFC proporcionan los medios para tal material filtrado para que fluya a través de la pared de cubierta del cartucho un las lumbreras de extracción para extraer. Debido un sus similitudes, el término HFCM se utiliza cuando se mencionan características contenidas en tanto HFC como HFM.

La diversidad de los HFM puede incrementarse en gran medida por la selección de material de fibra hueca, la configuración física de los HFM, el ajuste de las propiedades químicas y físicas de las fibras, la regulación de los procesos de filtración al controlar el flujo que pasa a través y cruza las fibras y mediante otras manipulaciones.

El HFM puede proporcionar también una excelente plataforma para aumentar. Al incrementar el número de fibras en el HFC, se puede lograr un aumento volumétrico. Los filtros más grandes con fibras densamente pobladas pueden proporcionar beneficios significativos, incluyendo un obvio incremento en el área de superficie de la membrana, en donde el incremento es a la tercera potencia del radio del HFC. En comparación, solo se logra un incremento lineal en el área de superficie al añadir simplemente más HFM a un colector de tales módulos. Adicionalmente, un filtro grande puede reducir en gran medida el espacio ocupado del sistema de filtración, eliminando parte de la complejidad de un colector de filtro. La complejidad del colector con sus tubos, tubería, válvulas, e instrumentos de monitoreo de interconexión, complica en gran medida la limpieza, esterilización, y validación un proceso que utiliza un sistema tan complejo. Estas son cuestiones criticas en ciertas industrias, incluyendo la farmacéutica, alimentaria, química, del agua, del tratamiento de aguas residuales, etc. Además, cuando se amplía un proceso, la transición desde un proceso de escala menor que contenga un solo HFM a un sistema de escala mayor que contenga múltiples módulos puede complicar un proceso crítico.

Los filtros de gran escala son deseables en muchos campos principalmente para el procesamiento de grandes volúmenes de fluidos, para filtrar mezclas complejas y para incrementar el índice de filtración. Sin embargo, a pesar de la necesidad y beneficios para los HFM grandes, tales módulos no se encuentran fácilmente disponibles. Los límites de construcción técnica de tales filtros grandes pueden involucrarse. Aunque los métodos de construcción típicos resultan en HFM de escala "pequeña a moderada" confiable, < 10 m2 (para una fibra larga de 60 cm, y un ID de lmm) , se vuelven no confiables y costosos cuando se aplican un la producción de filtros grandes, en donde la gran escala puede ser > 10 m2 (para una fibra larga de 60 cm, e ID de 1 mm) . Más específicamente, las complicaciones incrementan para un HFM (con los mismos parámetros) con el área de superficie de membrana > 20 m2, e incrementa incluso más con filtros incluso más grandes. Por lo tanto seria deseable desarrollar un proceso para construir un HFM grande que pueda eliminar o minimizar los problemas observados mediante los métodos de construcción de HFM actuales. Aunque es posible incrementar el área de superficie con fibras más estrechas y/o más largas, esas opciones pueden no ser deseables en muchas aplicaciones. Algunos factores asociados con los limites para formar grandes filtros, incluyen: Material de encapsulamiento : El material de encapsulamiento utilizado para incrustar las HF en cada extremo del HFC es una fuente común de problemas potenciales los cuales pueden volverse más severos a medida que el diámetro de HFC incrementa. Por ejemplo, los materiales de encapsulamiento, incluyendo epoxis y poliuretano encogen un tanto después del curado. El grado de encogimiento dependerá en gran medida del material, incluyendo su exposición y reacción al calor, humedad, químicos, radiación, etc.; en donde tal encogimiento o cambio de forma puede ser muy pequeño e insignificante cuando se construye un pequeño diámetro de HFM; pero, se vuelve muy significativo con el diámetro incrementado del área encapsulada; observando que el encogimiento total es una función del coeficiente de encogimiento del material que registra el tiempo de longitud o diámetro del encapsulado. Uno puede apreciar que tal encogimiento puede afectar el diámetro global del encapsulado. Puede provocar fallas estructurales tales como agrietamiento en el encapsulado y/o forzar el encapsulado a encogerse hacia adentro, hacia el centro de un área encapsulada redonda o a lo largo de los limites de tensión. Esto se observa particularmente cuando un agente de encapsulamiento y la tapa extrema de la cubierta del HFC son materiales diferentes, cada uno teniendo diferentes propiedades de expansión y encogimiento (es decir, coeficientes de expansión térmica) (de preferencia la tapa extrema de la cubierta y la cubierta tienen coeficientes idénticos de expansión térmica) . Por ejemplo, en el caso donde la tapa extrema de la cubierta es polisulfona y el material de encapsulamiento es epoxi, la unión entre la polisulfona y el epoxi puede afectarse de manera diferente mediante el tratamiento por calor, como es el caso cuando se esteriliza mediante calor el HFC en un autoclave. Lo que se observa frecuentemente es que el epoxi, con mayor encogimiento que la polisulfona, se separará de la polisulfona para formar un paso entre la cámara de material filtrado y la cámara de material retenido, comprometiendo la integridad del HFCM y volviendo el HFCM inservible. Esto se observa de vez en cuando en un HFCM de alrededor de 10.16 cm (4") en diámetro y es más frecuentemente observado en un diámetro de 15.24 cm(6") de HFCM.

De manera similar, cuando se trata con dos materiales diferentes con diferentes coeficientes de expansión, se vuelve problemático formar una unión segura entre los dos materiales, particularmente seguido de la exposición al calor. Ambos materiales se expandirán y contraerán de manera diferente, tensando la unión entre ellos. La selección de materiales con coeficientes similares de expansión y utilizando las técnicas para mejorar la unión entre los dos materiales puede utilizarse para apoyar la estabilidad de la unión; sin embargo, esto se vuelve más difícil de controlar con el diámetro incrementado de HFC. De este modo, sería deseable formar un HFC o HFM en donde tal incompatibilidad entre materiales de construcción diferentes se minimice o elimine.

Densidad de empaque - Los métodos de empaque de fibras individuales o paquetes de fibra dentro del HFC pueden tener un mayor efecto en el número de fibras que pueden empacarse en un volumen dado. El método de empaque puede tener también un efecto profundo en la eficiencia de filtración y en la uniformidad de la formación del material filtrado. Un paquete rígido empacado aleatoriamente puede resultar en un índice de filtración mayor mediante fibra en la periferia del paquete, que de las fibras en los confines internos del paquete, de manera particular en un empaque ajustado, en donde puede encontrarse resistencia significativa al flujo de material filtrado mediante las fibras de intervención. En un HFM o HFV grande, tales restricciones pueden resultar en un índice de filtración efectiva y capacidad de filtración reducida, por lo tanto reduciendo la capacidad de aumento efectivo. Por lo tanto, sería deseable empacar fibras individuales o paquetes de fibras en disposiciones que maximicen la densidad de empaque de fibras y minimicen las obstrucciones potenciales al flujo de material filtrado. Otros beneficios de las disposiciones de empaque de fibra controladas se describirán.

Estructural - A medida que la dimensión del HFM se incrementa, se espera un incremento proporcional en las fuerzas de tensión que actúan en el módulo. Las tensiones incrementadas basadas en lo siguiente pueden esperarse. Peso - El peso del módulo puede complicar su manipulación. El peso incrementado del módulo puede causar su propia distorsión, particularmente cuando se calienta durante la esterilización en un autoclave. Ensamble - Ensamble de partes, ajuste, y delimitación de grandes superficies pueden incrementar el potencial de fallo; de nuevo, esto puede amplificarse por calentamiento .

Proceso - Los índices de flujo a través de un HFM grande pueden ser muy altos y ocurrir a altas presiones. Considerando el área de superficie grande de los extremos encapsulados, puede someterse a presiones significativas, ocasionando potencialmente que los extremos encapsulados colapsen. Reforzar los extremos encapsulados, como se describirá, para minimizar el efecto distorsivo de la presión cuando se construyen filtros grandes, seria muy benéfico.

Integridad- Entre más grande sea el HFM y las fibras huecas empacadas en él, mayor será la probabilidad de que una fibra se pueda dañar o se dañe durante la manipulación. La pérdida de integridad incluso en una sola fibra puede volver todo el HFM inservible. Una rotura en una fibra hueca causará que el flujo contaminante de la corriente de material retenido entre a la corriente de material filtrado. La pérdida potencial de integridad debida a tales defectos menores es también una razón importante para evitar la construcción de tales filtros grandes. Utilizando los métodos actuales de construcción, un HFM puede ensamblarse totalmente antes de que se determine que el HFM carece de integridad, en cuyo caso el HFM debe descartarse. Esto, en adición a los otros peligros potenciales durante la construcción de HFM grandes mediante métodos actuales, se evita la construcción de tales filtros y resulta en un gran aumento del costo de fabricación. El método propuesto de la invención puede minimizar o eliminar muchos de los riesgos potenciales en la construcción de HFCM grandes. Como parte de la invención, se describen métodos de ensamble de filtro de fibra hueca; el ensamble del cual no se limita a la HFCM particular ejemplificada.

Construcción Sanitaria - Ya que muchos HFCM grandes pueden utilizarse en las industrias alimentaria y médica, el HFCM necesita cumplir con los requerimientos de esas industrias. El diseño sanitario puede ser uno de esos requerimientos. No deben existir hendiduras, zonas muertas, u otros factores en el diseño que atrapen contaminantes, afecten la capacidad de limpieza del módulo o afecten la esterilización del módulo. Por ejemplo, el uso de enhebrado no seria deseable. Se ha mostrado que el enhebrado es muy antihigiénico en aplicaciones criticas que requieren diseño sanitario. Otra característica de diseño antihigiénico es la presencia de zonas muertas que son inaccesibles por medios normales; tales como zonas estancadas dentro del HFCM, o que se asocian con el HFCM, atrapan los contaminantes e inhiben su remoción. Los resultados son capacidad de limpieza reducida, capacidad de mantener esterilidad reducida, y contaminación del proceso incrementada. Esta invención minimiza los factores antihigiénicos y maximiza la total y homogénea penetración en todas las partes de HFCM.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1A es una vista en perspectiva parcial de un grupo hexagonal de siete fibras huecas.

La Figura IB es una vista extrema de un grupo hexagonal de la Figura 1A y una vista extrema del grupo con extremos fijos.

La Figura 1C son vistas laterales y en perspectiva de un grupo hexagonal.

La Figura 2A es una vista lateral de paquetes redondos de fibras con y sin un manguito de may .

La Figura 2B son varias vistas del ensamble de alojamiento de HFC que utiliza tapas extremas de cubierta con receptáculos redondos (aberturas) .

La Figura 2C es una vista superior de la tapa extrema de la cubierta con receptáculos redondos (aberturas) .

La Figura 2D es una vista en perspectiva de la tapa extrema de la cubierta con receptáculos redondos (aberturas) .

La Figura 2E es una vista lateral del HFC con parte del exterior removida para propósitos del dibujo.

La Figura 2F es una vista ampliada en sección transversal de una porción del dibujo en la Figura 2E.

La Figura 2G es una vista lateral del HFC que utiliza tapas extremas de cubierta con receptáculos redondos (aberturas) y paquetes redondos .

La Figura 3A es una vista esquemática de un sistema mecanizado para la formación de grupos unitarios.

La Figura 3B es una vista lateral esquemática de rodillos utilizados mediante el sistema mecanizado para la formación de grupos unitarios .

La Figura 4A es una vista lateral de un centro fijo.

La Figura 4B es una vista en perspectiva del centro fijo .

La Figura 4C es una vista detallada de una porción de la Figura 4B La Figura 4D es una vista superior de una plantilla La Figura 5A es una vista en perspectiva del grupo hexagonal .

La Figura 5B es una vista en perspectiva en despiece del alojamiento de HFC que utiliza tapas extremas de cubierta con receptáculos hexagonales (aberturas) .

La Figura 5C es una vista en perspectiva de un HFC ensamblado parcialmente que utiliza tapas extremas de cubierta con receptáculos hexagonales (aberturas) y grupos hexagonales, con una porción de la pared cortada para propósitos del dibujo.

La Figura 5D es una vista en perspectiva del HFC que utiliza receptáculos hexagonales (aberturas) y grupos hexagonales.

La Figura 5E es una vista superior de la tapa extrema de la cubierta con receptáculos hexagonales (aberturas) .

La Figura 5F son vistas en perspectiva del grupo hexagonal y el grupo hexagonal encerrado en una columna de apoyo, y una vista en perspectiva de un cartucho con una porción removida para propósitos ilustrativos de manera que la estructura interior se pueda ver.

La Figura 6 son vistas extremas de ensambles de grupo hexagonal aumentados sucesivamente.

La Figura 7 son vistas extremas de una tapa extrema de grupo prefabricada en varias etapas del ensamble.

La Figura 8 son vistas en perspectiva de un módulo rectangular, sus partes componentes, y un ensamble, parcialmente en corte para propósitos ilustrativos, de un ensamble apilado de tres módulos.

La invención se refiere a cartuchos de fibra hueca cuya estructura permite que las tensiones inducidas mediante calor que ocurren durante los usos de los cartuchos se minimicen. La reducción de las tensiones inducidas por calor se logra mediante el uso de materiales de coeficientes similares e idénticos de la expansión especialmente con respecto a la cubierta exterior del cartucho y las tapas extremas de la cubierta. Los cartuchos además se optimizan debido a que sus fibras se organizan en grupos, de manera que la detección y corrección de los defectos en una sola fibra hueca puede ser más fácilmente detectada y removida. Los grupos pueden combinarse fácilmente para formar entidades grandes. Los cartuchos además se optimizan en virtud de que tienen una densidad de empaque de fibra muy alta. Tal densidad alta se logra mediante la forma en sección transversal de los grupos, cuya forma (por ejemplo hexagonal) permite cerrar el empaque de los grupos, entre si.

A menos que se establezca explícitamente de otro modo, con referencia a "fibras huecas" en esta solicitud de patente se pretende referirse a filtros de fibra hueca: es decir, fibras huecas con poros en su pared exterior. La dimensión de los poros dependerá del uso previsto de los filtros de fibra.

En un primer aspecto general la invención es un cartucho de filtro de fibra hueca que comprende: 1) Una pluralidad de grupos de fibra hueca, cada pluralidad comprende una pluralidad de fibras huecas paralelas entre sí, cada grupo comprende un primer extremo de grupo y un segundo extremo de grupo, 2) una cubierta de alojamiento, dicha cubierta comprende un primer extremo y un segundo extremo, cada extremo comprende una abertura, 3) una primer tapa extrema de cubierta, dicha tapa cubriendo la abertura en el primer extremo de la cubierta de alojamiento, dicha tapa comprende una pluralidad de aberturas, y 4) una segunda tapa de cubierta, dicha tapa cubriendo la abertura en el segundo extremo de la cubierta de alojamiento, dicha tapa comprende una pluralidad de aberturas, en donde los grupos se alinean en paralelo dentro de la cubierta del alojamiento, en donde un segmento de cada grupo se ajusta en una abertura en la primer tapa extrema de la cubierta y se sella contra dicha abertura por medio de un agente encapsulador (o fijador) , en donde un segundo segmento de cada grupo se ajusta en una abertura en la segunda para extrema de la cubierta y se sella contra dicha abertura por medio de un agente de encapsulamiento (o fijador) ; Y en donde cada extremo de cubierta se compone de un material cuyo coeficiente térmico de expansión se encuentra suficientemente cerca al coeficiente de expansión del agente de encapsulamiento de manera que, cuando el cartucho se expone a esterilización mediante vapor o autoclave, no ocurrirán agrietamientos o aberturas ya sea (a) en la tapa extrema de la cubierta o el área ocupada mediante el agente de encapsulamiento o (b) entre una tapa y el área ocupada mediante el agente de encapsulamiento .

En modalidades particulares del primer aspecto general, las invenciones son: un cartucho en donde la cubierta y las tapas extremas de la cubierta se componen del mismo material; un cartucho en donde la cubierta de alojamiento es preferiblemente cilindrica; un cartucho en donde la cubierta de alojamiento es cuadrada o de cualquier otra forma; un cartucho en donde la cubierta de alojamiento es permeable o semipermeable; un cartucho en donde la forma de cada abertura de tapa extrema de la cubierta se selecciona del grupo que consiste de hexagonal, cuadrado, rectangular, triangular, poligonal, circular y oval; un cartucho en donde la forma de la abertura de una tapa extrema de la cubierta es hexagonal; un cartucho en donde la primer y segunda tapas extremas se unen mecánicamente a la cubierta de alojamiento; un cartucho en donde la primer y segunda tapas se unen a la cubierta de alojamiento mediante un solvente o un adhesivo; un cartucho en donde dicho cartucho comprende un elemento de soporte, dicho elemento de soporte seleccionado del grupo que consiste de un poste y una columna de soporte, dicha columna de soporte conformada para encerrar un grupo dentro de dicho cartucho, dicha columna de soporte permeable para el fluido que emana de dicho cartucho; un cartucho en donde la forma en sección transversal (por ejemplo hexagonal) de un grupo de fibra hueca es la misma que la forma en sección transversal (por ejemplo hexagonal) de la abertura de tapa extrema en la cual se insertó; un cartucho en donde la distancia entre el perímetro de un grupo y el perímetro de un grupo cercano es de entre 1 milímetro y 5 milímetros, en donde dicha distancia es la distancia más corta entre los perímetros de dos grupos; y/o un cartucho en donde el autoclave se realiza bajo las siguientes condiciones: una temperatura de 123 grados Centígrados, una presión de 16 psi durante 45 minutos o la esterilización mediante vapor se realiza a 123 C, 20 psi, durante 20 minutos .

En un segundo aspecto general la invención es un método para ensamblar un cartucho de filtro de fibra hueca, dicho método comprende las etapas de: 1) pre-maquinar (o moldear) una primer tapa extrema de la cubierta y una segunda tapa extrema de la cubierta del cartucho. 2) unir un alojamiento de cubierta del cartucho a la primer tapa extrema de la cubierta; 3) unir el alojamiento de cubierta del cartucho a una segunda tapa extrema de la cubierta; 4) insertar cada uno de una pluralidad de grupos de fibras huecas, a través de una de una pluralidad de aberturas en la primer tapa extrema de la cubierta, a través del alojamiento de cubierta y fuera de la abertura correspondiente en la segunda tapa extrema de la cubierta, la longitud de cada grupo siendo la misma que o mayor que la longitud del alojamiento, y encapsular o unir un segmento de cada grupo a la pared de la abertura la cual se insertó en la primer tapa extrema de la cubierta y a la pared de la abertura la cual se insertó en la segunda tapa extrema; donde cada extremo de la cubierta se compone de un material cuyo coeficiente térmico de expansión se encuentra suficientemente cerca de la expansión del agente de encapsulamiento de manera que, cuando el cartucho se expone a la esterilización mediante vapor o autoclave, no ocurrirán grietas o aberturas ya sea (a) en la tapa extrema de la cubierta o el área ocupada mediante el agente de encapsulamiento o (b) entre una tapa y un área ocupada mediante el agente de encapsulamiento. modalidades particulares del segundo aspecto general, las invenciones son: un método en donde una vez que los grupos se han encapsulado dentro de las aberturas, la longitud excesiva de las fibras huecas que se extiende debajo de las tapas extremas de la cubierta, si existe, se corta; un método en donde los postes o columnas de soporte se insertan entre las tapas extremas dentro del módulo de fibra hueca; un método en donde las columnas de soporte se disponen entre grupos; un método en donde los grupos se encierran dentro de las columnas de soporte, en donde los elementos de soporte son permeables al flujo de material filtrado que emana desde los grupos dentro; y/o un método en donde el autoclave se realiza bajo las siguientes condiciones: una temperatura de 123 grados Centígrados, a una presión de 16 psi mediante 45 minutos o la esterilización mediante vapor se realiza a 123 C, 20 psi, durante 20 minutos.

En un tercer aspecto la invención es un sistema para ensamblar una pluralidad de fibras huecas en un grupo fijo, dicho sistema comprende: una fuente de fibra, dicha fuente es la fuente de una pluralidad de fibras huecas; una plantilla perforada para dirigir y organizar la pluralidad de fibras huecas; una cámara fija que comprende una tobera o múltiples toberas para pulverizar o agregar el agente de encapsulamiento o fijador en un grupo de fibras que han pasado a través de una plantilla; una plantilla de conformación o método para conformar el agente de encapsulamiento alrededor de las fibras huecas en una forma deseada, tal como un hexágono; un dispositivo de corte para cortar el paquete de fibra en una posición alrededor del punto medio a lo largo de la región encapsulada o fija; un dispositivo o mecanismo para capturar o remover el grupo delantero de la cámara de fijación; un dispositivo de collarín para unirse al grupo de corte trasero y haciéndolo avanzar lejos de la cámara de fijación a una distancia especifica; un dispositivo de impulso/retracción que se mueve a lo largo de un sistema de correa y polea automatizado para hacer avanzar o retraer dicha horquilla; 8) repetir las etapas 2-7; en donde los elementos del sistema se disponen de forma que las fibras pueden sacarse de la fuente de fibra, a través de las perforaciones de la plantilla, después a través de la cámara de fijación, en donde se pulverizan (recubren o incrustan) con un agente de encapsulamiento, y se cortan a una longitud deseada.

En modalidades particulares del tercer aspecto general, las invenciones son: un sistema en donde la fuente de fibra comprende carretes alrededor de los cuales se pueden enrollar fibras huecas (tubos) ; y/o un sistema en donde la fuente de fibra comprende un dispositivo de extrusión el cual extruye una pluralidad de fibras huecas.

En un cuarto aspecto general la invención es un método para ensamblar una pluralidad de filtros de fibra hueca en un grupo, dicho método utiliza el sistema del tercer aspecto general, dicho método comprende las etapas de: sacar las HF a partir de la fuente de fibra, a través de las perforaciones de la plantilla (aberturas), luego a través de la cámara de fijación en donde se pulverizan (recubren o incrustan) con un agente de encapsulamiento, y se cortan a una longitud deseada.

En modalidades particulares del cuarto aspecto general, las invenciones son: un método en donde dichas perforaciones de plantilla se disponen en un patrón hexagonal; un método en donde la pluralidad de hebras de fibra hueca se dirigen hacia la plantilla utilizando juegos de rodillos; un método en donde hay ranuras semicirculares en las caras externas de los rodillos, y en donde los rodillos se emparejan entre si en una forma adyacente y paralela, de manera que las fibras huecas se dirigen entre los pares de rodillos y se reciben de forma deslizante sobre las ranuras; un método en donde los grupos se fijan en una disposición utilizando segmentos prefabricados; un método en donde los grupos de fibras se hacen girar después de pulverizarse con un elemento fijador en una primera etapa de pulverización, la rotación menor que una rotación de 360 grados completa, y después de tal rotación el grupo se pulveriza de nuevo en una segunda etapa de pulverización; y/o un método en donde una o más toberas de pulverización se hacen girar después de utilizarse para pulverizar un grupo con elemento fijador en una primera etapa de pulverización, la rotación alrededor del eje principal del grupo, es menor que una rotación de 360 grados, y después de tal rotación el grupo se pulveriza de nuevo en una segunda etapa de pulverización.

En un quinto aspecto general la invención es un método para construir un grupo con tapas extremas prefabricadas el cual comprende plegar un segmento lineal del grupo para formar un segmento hexagonal del grupo.

En un sexto aspecto general la invención es un grupo de fibras huecas, tal grupo comprende una pluralidad de fibras huecas, en donde un segmento de cada fibra hueca se fija a fibras paralelas adyacentes dentro de la misma región cerca de los extremos de cada grupo.

En una modalidad particular del sexto aspecto general, las invenciones son: un grupo en donde cada fibra hueca del grupo se fija a fibras paralelas adyacentes utilizando un elemento de fijación liquido un grupo en donde cada fibra hueca del grupo se asegura a fibras paralelas adyacentes utilizando una tapa extrema o segmento prefabricado; un grupo en donde hay 7 fibras en un grupo; y/o un grupo en donde dicho grupo se encuentra parcial o completamente encerrado en un manguito que es permeable al flujo de fluido (tal como filtrado) En un séptimo aspecto general la invención es un agregado de grupo, dicho agregado de grupo siendo un agregado de una pluralidad de grupos, de manera que cada grupo en el agregado es paralelo a todos los otros grupos en el agregado.

En un octavo aspecto general la invención es un método para crear un agregado de grupo en donde una pluralidad (más de uno) de los grupos se combina para formar un agregado de grupo, de manera que cada grupo en el agregado es paralelo a todos los otros grupos en el agregado.

En modalidades particulares del octavo aspecto general, las invenciones son; un método que comprende la etapa de combinar una pluralidad de grupos individuales (grupos-u) en un agregado de grupo; y/o un método que comprende la etapa de combinar una pluralidad de agregados de grupos en un único agregado de grupo .

En un noveno aspecto general la invención es un método para probar la integridad de un grupo o agregado de grupo, tal método comprende la etapa de someter el grupo o agregado de grupo a una prueba de integridad.

En modalidades particulares del noveno aspecto general, las invenciones son; un método en donde la prueba se hace antes de que se inserte el grupo o el agregado de grupo en la tapa extrema de un cartucho; un método en donde un agregado de grupo se somete a la prueba de integridad, y/o un método en donde la prueba de integridad se selecciona a partir del grupo que consiste de una prueba de punto burbuja, una prueba de caída de presión, exposición a vapor que comprende partículas y una prueba de difusión. En un décimo aspecto general la invención es un método para pretratar un grupo, tal método comprende la etapa de someter al grupo a condiciones que encogerán al grupo y/o alivie las presiones en el área encapsulada del grupo, en donde el grupo se somete a tales condiciones antes de que el grupo se inserte en una tapa extrema de la cubiertas.

En un undécimo aspecto general, la invención es un módulo rectangular, tal módulo comprende: un grupo, tal grupo comprende un primer extremo de grupo y un segundo extremo de grupo (co ubicado con los extremos de las cubiertas) , tal grupo comprende fibras huecas, las fibras huecas siendo filtros de fibra hueca con poros en sus paredes, de manera que el fluido (material retenido) puede pasar a través del interior de las fibras mientras que una porción de ese material retenido se escapa a través de los poros para volverse material filtrado, una cubierta de cartucho, la cubierta encerrando el grupo pero no sellando los extremos de las fibras huecas, la cubierta comprende aberturas para permitir el escape de material filtrado a través de la cubierta de cartucho, la cubierta haciendo contacto (directamente o mediante una junta o sellador intermedios) el grupo en un modo de prueba de fugas a fin de evitar que el material filtrado se mezcle con el material retenido, un alojamiento encerrando el cartucho pero no sellando los extremos de las fibras huecas, un primer canal dentro de tal alojamiento, el canal comprende un abertura para recibir fluido (material retenido) desde el exterior del alojamiento, tal canal se interconecta en un primer extremo del grupo de manera que el fluido de material retenido recibido puede moverse desde el canal hacia y entonces a través de las fibras huecas del grupo, siempre que algo del fluido de material retenido se escape a través los poros del filtro como material filtrado, un segundo canal dentro de tal alojamiento, el segundo canal se interconecta con el segundo extremo del grupo de manera que fluido de material retenido recibido que ha pasado a través de las fibras huecas entrará en el segundo canal, tal canal comprende un abertura para permitir el escape de fluido de material retenido desde el segundo canal y el alojamiento, donde el primer y segundo canales abren en lados opuestos del alojamiento, tal alojamiento además comprende una o más lumbreras, a fin de permitir que el material filtrado escape del alojamiento o para recibir material filtrado, desde la lumbrera o lumbreras de un alojamiento adyacente si existe un alojamiento adyacente.

Aquí, módulos, grupos, alojamiento, y cubiertas de cartucho son rectangulares si tienen una forma rectangular y como se muestra desde una vista superior y tienen una forma rectangular como se muestra desde una vista extrema. Se entiende que un cuadrado es también un rectángulo.

Se prefiere que el grupo y cartucho sean también rectangulares .

Se entiende que en lugar de un grupo el antes mencionado undécimo aspecto general aplica bien de igual manera a un agregado de grupos.

Se entiende que la distinción entre el fluido de material retenido y material filtrado, y el papel de los poros del filtro aplica bien de igual manera a todas las invenciones descritas en esta solicitud.

Una invención relacionada es un ensamble de dos o más módulos rectangulares, donde los módulos se alinean de manera que los canales de los módulos adyacentes se encuentran en contacto abierto entre sí y las lumbreras de los módulos adyacentes se encuentran en contacto abierto entre si.

Un grupo hexagonal es uno en el cual, como se muestra en sección transversal, el centro de las fibras en el perímetro exterior del grupo puede conectarse por líneas rectas que forman un hexágono.

En otro aspecto, la invención es un método para el ensamble de tapas extremas de la cubierta y alojamiento (por ejemplo lengüeta y ranura) para formar un marco para recibir grupos .

En otro aspecto, la invención es un método para introducir un elemento de torsión en los grupos de fibras huecas para interrumpir el flujo lineal a través de las fibras .

En otro aspecto, la invención es un método para construir un cartucho de fibra hueca en donde grupos de fibras con una forma en sección transversal conveniente (por ejemplo hexagonal) se ajustan a través de aberturas formadas idénticamente del cartucho y porciones de los grupos que se extienden fuera del cartucho se cortan.

En aún otro aspecto, la invención es un método para construir un grupo de fibras huecas en donde cada fibra se origina en un carrete y las fibras pasan a través de una plantilla cuyas aberturas se disponen en la manera deseada para la organización en sección transversal del grupo. De manera alternativa, las fibras pueden originarse a partir de una cabeza de extrusión equipada con toberas de extrusión dispuestas en la configuración deseada para la organización en sección transversal.

En aún otro aspecto, la invención es un método para construir un grupo de fibras huecas en donde un segmento lineal plegable se dobla en una forma deseada (por ejemplo en una configuración hexagonal) .

I. Método para minimizar el uso de material de encapsulamiento: Un método por el cual los efectos indeseables del encapsulamiento descritos pueden eliminarse es minimizar o eliminar el uso de material de encapsulamiento. Al eliminar o minimizar el uso de un material de encapsulamiento que es diferente del material del cual se fabrica la cubierta, uno puede disminuir en gran medida los efectos indeseables de utilizar materiales incompatibles. En la presente invención, el proceso de encapsulamiento se elimina en gran medida al pre-maquinar o moldear las "tapas extremas de la cubierta" 11 y 12, Las Figuras 2B, 2C, 2D, y Las Figuras 5B, 5C, 5D, 5E del HFC, de manera que el material y o propiedades de la tapa extrema de la cubierta y 12 maquinada o moldeada son idénticas o muy similares al material del cual el alojamiento 10 de la cubierta se fabrica. Tales tapas extremas de la cubierta proporcionan un mecanismo para unir o enlazar a los extremos respectivos de la cubierta del HFC. Un mecanismo de unión tal implica formar una ranura 16 circular en la cara de la tapa extrema de la cubierta 11 ó 12 de manera que las dimensiones y el tamaño de la ranura puede aceptar la inserción del extremo de la cubierta, en una "lengüeta y ranura" como disposición. (Véase Las Figuras 2E y 2F) . Después de la inserción del extremo de la cubierta 14 en la ranura 16 de tapa extrema de la cubierta, las dos pueden enlazarse con adhesivo, calor, o bloquearse mecánicamente. Las tapas 11 y 12 extremas de la cubierta pueden unirse de manera similar a los extremos respectivos de las cubiertas 15 y 14. Adicionalmente, cada tapa extrema de la cubierta se proporciona con aberturas o receptáculos 17, de manera que las aberturas correspondientes, en cada tapa extrema de la cubierta, se alinean de manera lineal y yuxtapuestas a lo largo de un eje entre ellos y donde el eje entre cualquiera de dos juegos de aberturas 17 es paralelo a todos los demás ejes entre un juego de aberturas 17.

Un paquete "fijo" o grupo "fijo" de HF 8 (véase por ejemplo, las Figuras 1C, 2A, y 5A) , cuya longitud es típicamente mayor que la longitud del alojamiento (el alojamiento consiste de la cubierta con tapas extremas de la cubierta unidas, (HFC-H) ) , pueden insertarse a través de la abertura 17 en el extremo 15 y guiarse a través de las tapas 11 extremas de la cubierta, a través de la cubierta 10 y fuera de la abertura 17 correspondiente en la tapa 12 extrema de la cubierta en el otro extremo 14 del Ensamble de HFC-H. La inserción es en su mayoría manual pero puede ayudarse por un dispositivo de extracción, una barra similar a un brazo que se extiende a través del alojamiento y ambas tapas 11 y 12 extremas de la cubierta. En la inserción extrema del brazo, puede existir un mecanismo de "agarre" que puede agarrar la inserción extrema del grupo. El brazo puede retraerse sacando el primer extremo 27 del grupo a través de la primer abertura 17 de tapa extrema de la cubierta a través de la longitud de la cubierta del alojamiento y a través de la segunda abertura 17 de tapa extrema de la cubierta. El grupo se saca a través del alojamiento y las tapas extremas en la medida en que los extremos 19 del grupo sobresalen de cualquiera de los extremos. El proceso de insertar grupos puede repetirse hasta que todos los grupos se hayan insertado en el alojamiento y las tapas 11 y 12 extremas de la cubierta. Los paquetes que son más largos que la cubierta con tapas extremas de la cubierta, porciones 19 de los paquetes se extenderán un poco más allá de las tapas 11 y 12 extremas de la cubierta (Figura 2G) . El paquete de HF encapsulado o extremos sin encapsular colocados dentro de la abertura 17 de tapa extrema de la cubierta entonces pueden encapsularse completamente en una manera que el material de encapsulamiento fluya en el espacio entre las fibras de modo que se encapsulan juntos y al mismo tiempo se enlazan a las paredes 18 de la abertura 17; con HF ligeramente extendidos desde la cara de la tapa extrema de la cubierta, el agente de encapsulamiento puede agregarse a la abertura 17 (Figura 2B, Figura 5C) . Los extremos de fibra hueca pueden conectarse o desconectarse, asegurando que ningún agente de encapsulamiento llegue a las fibras durante su adición a la abertura 17.

Uno puede utilizar técnicas comunes para lograr el proceso indicado de encapsulamiento . Los siguientes son algunos ejemplos: Uno, el paquete de HF puede encerrarse en un manguito 22, de manera que como un manguito de malla, que es permeable al flujo de material filtrado es aún capaz de proporcionar soporte estructural al paquete de manera que su forma se mantiene (Figura 2A) . El manguito también puede facilitar la inserción del paquete a través del HFC-H, desde la abertura 17 en un extremo del HF -C a través de la otra abertura 17 de tapa extrema de la cubierta; un dispositivo puede insertarse a través de la abertura 17 en una tapa 11 extrema de la cubierta ya sea parcialmente en el alojamiento 10 o totalmente a través del otro extremo del HFC-H, a través de las aberturas 17 (alineadas linealmente) correspondientes en la tapa 12 extrema de la cubierta; el dispositivo puede entonces agarrar el extremo proximal del manguito 22, con HF encerrados; el manguito y el paquete dentro de él puede entonces sacarse por el dispositivo a través de las aberturas 17 correspondientes. El HF dentro del paquete 8 puede tener ya sea extremos conectados o extremos abiertos. Dos, el paquete puede pre-encapsularse (o "fijarse") o no, el significado de "fijo" es que las fibras se enlazan entre si en una disposición deseada con una pequeña cantidad de fijador o agente de encapsulamiento, y donde solo un pequeño "segmento" 13 definido por la fibra a la región enlazada de fibra (también denominada como paquete "extremos fijos", "extremos encapsulados", "área encapsulada", o "región encapsulada") en cada extremo del paquete se encapsula.

El segmento 13 fijo y las aberturas en la tapa 11 extrema de la cubierta puede ser de cualquier forma o configuración y puede separarse en relación entre sí como se necesite (1) para generar formas deseadas y disposición de paquetes o (2) para asegurar los paquetes en cada extremo dentro de las aberturas correspondientes o (3) para asegurar mecánicamente los paquetes dentro de los orificios y para asegurar que el ensamble sea a prueba de fugas. La adición de una pequeña cantidad de agente de encapsulamiento en la abertura 17 en las tapas extremas de la cubierta pueden utilizarse para dirigir el flujo de agente de encapsulamiento entre las fibras y entre la pared exterior del paquete y la pared 18 interior de la abertura 17; el fijador sirve como un relleno y adhesivo para encapsular las fibras dentro de las aberturas y para asegurar la abertura contra filtrado. Un elemento de fijación puede agregarse al extremo de la tapa extrema de la cubierta para facilitar la adición del fijador, para limitarlo, dirigirlo y para evitar su fuga. El fijador o agente de encapsulamiento puede agregarse a las aberturas que contengan el paquete de HF dentro, ya sea desde la cara 20 externa de la tapa extrema de la cubierta o a través de la cara 21 interna en el interior del alojamiento de HFM. Una vez que los HF o paquetes se han encapsulado dentro de las aberturas, la longitud 19 excesiva del HF puede cortarse exponiendo los extremos abiertos del HF en cada extremo del HFC, de este modo formando ^ un conducto ininterrumpido continuo (Véase Figura 5D, por ejemplo) .

El método de construcción descrito elimina la necesidad de uso de grandes volúmenes de agente de encapsulamiento como un medio para formar tapas extremas y para incrustar los HF. Una cantidad significativamente más pequeña de material de encapsulamiento se necesita; y el material de encapsulamiento se localiza en las aberturas dentro de las tapas extremas de la cubierta, excluido de los HF. Cada juego de abertura y paquete puede verse como un cartucho de HF independiente; donde su diámetro más pequeño niega los problemas de un encapsulado simple de un HFC grande. Uno puede imaginar extender el uso del método descrito para la formación de HFCM de cualquier tamaño o diámetro. Véase Figura 5F; la inserción de postes de soporte o columnas 51 entre las tapas 11 y 12 extremas de la cubierta, dentro del HFM-H puede utilizarse para adicionar resistencia estructural al ensamble. En el ejemplo mostrado en la Figura 5F, esas columnas 51 de soporte pueden consistir de un tubo hexagonal el cual puede encerrar un paquete 8. La columna de soporte puede extenderse cerca de la longitud de la longitud del paquete; de preferencia, la longitud del tubo es la longitud entre las tapas 11 y 12 extremas de la cubierta dentro del alojamiento; de manera opcional la longitud del tubo es un poco más larga, que se extiende en el área 13 fija, en cada lado del paquete. De manera que una longitud adicional en cada extremo del paquete puede ser, por ejemplo, de 1.59 mm (1/16 de pulgada) a 6.36 mm (1/4 de pulgada) en longitud. Una longitud correspondiente se eliminarla de las paredes 29 de la abertura 17 de tapas extremas que reciben la columna 51 hexagonal; por lo tanto, la región 13 fija del paquete 8 puede insertarse en la abertura 17, al menos, en la cara externa de la tapa extrema. El extremo de columna hexagonal puede insertarse en la tapa extrema, a la profundidad 52 eliminada desde la pared 29 de abertura 17 de recepción, de este modo, anclando la columna 51 hexagonal en la tapa 52 extrema correspondiente. La columna 51 hexagonal se ancla de manera similar en la tapa extrema en el otro lado del HFM-H. El número y separación de tales columnas hexagonales dentro del HFM-H entre las tapas extremas puede determinarse fácilmente, por alguien con experiencia, para lograr el soporte estructural necesario. Las columnas 51 hexagonales pueden contener cualquier número de aberturas 53 en el cuerpo de la columna para el flujo de material filtrado del paquete dentro de la columna al exterior de la columna y en el depósito de material filtrado dentro del HFM-H.

II. Método para, automatizar la construcción de unidades de subensamble de fibra hueca: Un proceso de construcción de la presente invención se describe por lo cual el ensamble de un HFCM grande con los beneficios del antes mencionado se facilita en gran medida. Adicionalmente, el proceso puede proporcionar otros beneficios aparentes y eliminar muchos problemas asociados con métodos de construcción actuales o previos de HFCM. Además, un beneficio y objetivo principal del proceso propuesto de construcción es automatizar el proceso. La automatización proporciona los medios para incrementar la fiabilidad de construcción, velocidad de fabricación, costos de fabricación reducidos, y la capacidad para formar filtros únicos no posibles fácilmente para métodos actuales. Estos, y otros beneficios, se describen en la presente.

Construcción de Unidad de Grupo - La base de la construcción para los HFCM es un proceso de ensamble modular. Un grupo de siete fibras dispuestas en un hexágono se utiliza para ilustrar la base de este proceso de construcción novedoso. El grupo hexagonal de siete fibras se denominará como grupo hexagonal, unidad de grupo o simplemente grupo. Las Figuras 1A, IB, y 1C muestran la disposición de un Grupo unitario de HF ("grupo u") (La Figura 1A es principalmente un esquemático y no muestra ninguna de las regiones "fijas") . De manera que una disposición es aplicable para redondear fibras huecas de cualquier diámetro. Uno de los HF 7 se localiza de manera central, y los seis HF 1 - 6 restantes forman un hexágono 8 concéntrico alrededor del HF 7 central. El grupo hexagonal de fibras puede encapsularse con un fijador 24 en ambos extremos o cerca de los extremos para conservar la forma hexagonal del grupo asi como la forma hexagonal (sección transversal) del segmento 13 encapsulado; de manera que un grupo hexagonal proporciona muchas ventajas como se describirá; por lo tanto, la construcción del grupo se vuelve una etapa critica.

La Figura 3A muestra una forma básica de un sistema automatizado para producir el grupo - u. El material de alimentación de fibra hueca la producción del Grupo de HF se suministra en carretes 31 , como es común en la industria. Siete carretes proporcionan la materia prima de HF inicial. Una Hebra 32 de HF de cada carrete puede dirigirse por juegos de rodillos 33 que se hacen avanzar, dirigen y disponen las fibras huecas de modo que se colocan en una proximidad cercana entre si y se enfocan en un segundo juego de rodillos 34 que además disponen la fibra en sus salidas 41 a 47 en relación a cada una para formar un "hexágono" (Figura 3B) . Las fibras que emergen desde el juego de rodillos 34 puede dirigirse a un tercer juego de rodillos 54 , similar a la disposición del juego 34 de rodillos pero más pequeño y diseñado para concentrar las fibras además en un hexágono ajustado. Emergiendo desde el juego 54 de rodillos, el juego de fibra en forma de un hexágono se dirige en una plantilla 35 (Figura 4A, 4D) . Otros medios son posibles para hacer avanzar y colocar el HF en relación a la plantilla 35.

La plantilla 35 contiene siete aberturas, las cuales también se disponen hexagonalmente, con una abertura en el centro y seis aberturas colocadas concéntricamente alrededor de la abertura central. El diámetro de cada abertura es de preferencia ligeramente más largo que el diámetro exterior de HF, permitiendo a la fibra pasar libremente a través de la abertura sin daño, pero controlando el "flote" excesivo de la fibra dentro de la abertura. La distancia entre las aberturas 23 adyacentes (Figura IB) controla la separación 23 entre las fibras adyacentes. El HF que emerge desde la plantilla 35 hexagonal (Figura 4A) son, por lo tanto, también hexagonales y separadas entre si as juego por la plantilla. El HF para formar el grupo puede suministrarse directamente a partir de un ensamble de giro de HF (no mostrado) . El ensamble de giro de HF puede contener una cabeza de extrusión de HF que contiene una o múltiples toberas de extrusión, dispuestas en la forma deseada (de manera que una disposición también se denomina como un "dispositivo de extrusión") . Uno puede, por lo tanto, proporcionar siete Hebras de HF para formar la disposición de hexágono directamente desde la cabeza de extrusión. Las fibras que emergen desde la cabeza de extrusión además se procesarán y acondicionarán por métodos similares to aquellos utilizados comúnmente para generar fibras de las consistencias deseadas, incluyendo la condición física deseada, propiedades tales como porosidad, tamaño de poro y requerimientos estructurales, etc.

Ya que los HF son frágiles, las medidas deben tomarse para minimizar o eliminar cualquier potencial para daño de fibra. Posibles puntos de tensión en las fibras incluyen: 1) El desenrollado de las fibras lo cual puede requerir que el carrete 31 se haga girar por sí mismo a una velocidad específica para desenrollar la fibra, y para eliminar la necesidad de sacar la fibra del carrete; de manera alternativa, cojinetes de baja fricción en el eje del carrete pueden utilizarse para minimizar la fuerza de extracción. 2) De manera similar, los rodillos 33 que dirigen las roscas de HF de los carretes puede ser otro punto de tensión. Los rodillos impulsados por motor pueden sincronizarse al desenrollado de la fibra y puede proporcionar una solución; o, el uso de cojinetes de muy baja fricción en ejes del rodillo puede también ser aceptable. Para mantener la posición de las fibras entre los rodillos 34 y 54, ranuras 55 semi circulares se forman en la cara externa de los pares 120, 121 de rodillos adyacentes (Figura 3B) , los cuales cuando se combinan forman una rotación circular "transferencia" 56 para las fibras. El diámetro de las ranuras 55 semi circulares en cada rodillo 120, 121 son iguales o ligeramente más largas que las fibras huecas, pero, no demasiado largas para permitir flotación excesiva o vibración de la fibra que se mueve entre los rodillos. Los rodillos proporcionan no solo una transferencia de baja fricción sino también colocan el HF en el espacio. Consideraciones similares o equivalentes deben darse a todos los componentes que dirigen el HF para eliminar su daño. Por lo tanto, uno debe considerar todos los aspectos del proceso, incluyendo, la colocación de los carretes y rodillos de HF, el tamaño de los rodillos, el número de juegos de rodillos, tamaños de orificios, composición de rodillos, su terminado y formas para las transferencias de fibras, etc. De manera similar las plantillas hexagonales pueden variarse para proporcionar flujo óptimo de HF, para minimizar su daño. Pueden incorporarse sensores en varios puntos para monitorear el índice de movimiento de HF, tensiones de los HF, vibraciones o cualquier otro parámetro que pueda afectar la integridad del HF o el proceso en su conjunto.

Colocación para el Fijado o Fijación de HF - una disposición de HF hexagonal se ha formado por la primer plantilla 35 hexagonal, es preferible conservar esa forma a medida que las fibras se dirigen hacia el "centro de fijación" 39 y la Figura 4A. El centro de fijación que contiene una o más cámaras donde los HF se unen o fijan entre sí con un fijador 24 en la forma de una disposición deseada, de preferencia en una forma hexagonal, y donde el grupo completo de longitud deseada se forme. Lo siguiente es una descripción general de un mecanismo para automatizar el proceso de fijado de los HF entre sí, además para disponer el HF en forma hexagonal, para controlar la separación entre las fibras 23, para producir los grupo 8 de HF de longitud definida, para fijar ambos extremos 13, 24 del grupo 8 de HF y para hacerlo en intervalos específicos, a medida que las fibras atraviesan o se mueven a través del centro 39 de fijación.

Las fibras huecas que entran al compartimiento de fijación (también denominada como "cámara de fijación") 49 a través de la plantilla 35 y 36 hexagonal, conservan su disposición hexagonal, incluyendo la separación entre las fibras por las dos plantillas 35 y 36. Dentro del compartimiento 49 de fijación, en la proximidad de la plantilla 36, se proporciona un mecanismo 37 dispensador para agregar un fijador a las fibras. Se coloca en una manera que le permite agregar un fijador a la superficie externa del Grupo de fibra de HF sin distorsionar su disposición hexagonal, mientras se endurece sistemáticamente alrededor del grupo y fibras huecas para formar la disposición hexagonal uniforme deseada. Las cabezas de adición de fijador pueden hacerse girar para facilitar la adición uniforme del fijador; y o el grupo de fibras huecas hexagonal debe hacerse girar en relación a la cabeza de adición de fijador para facilitar la distribución uniforme del fijador alrededor de las fibras huecas al superar la extracción unidireccional de la gravedad en el fijador. El fijador puede ser un cianoacrilato de curado rápido que se solidifica tras la exposición a rayos UV, cuya fuente se dirige en la cámara de fijación para efectuar el curado más efectivo. La adición de cianoacrilato liquido puede ser en un bolo o con inyecciones consecutivas más pequeñas. Cada adición puede solidificarse por exposición a un pulso de rayos UV. El cianoacrilato liquido puede fluir entre las fibras donde puede unirse a las fibras a medida que se solidifica. Para este proceso es fundamental fijar las fibras en la disposición en que emanan de la plantilla. La fijación de los HF entre si no se limita a cianoacrilatos u otros fijadores químicos o agentes de encapsulamiento; por ejemplo, una sustancia que se someta a un cambio de fase con temperatura puede utilizarse. Adicionando el fijador a una temperatura, en forma líquida, seguido por rápida disminución de temperatura, provoca solidificación. Aunque existen muchos candidatos potenciales que pueden utilizarse para esta función, las temperaturas utilizadas en fijación térmica no deben dañar las fibras. Los principios utilizados en impresión en 3D o modelado pueden ser aplicables al proceso de fijación. La modificación a las cabezas de impresión puede requerirse para permitir la deposición del fijador en la forma deseada.

Otros métodos se encuentran disponibles los cuales logran la fijación deseada que son evidentes para aquellos con experiencia en la técnica.

Ejemplo 1 -Fijar el HF entre si en un grupo hexagonal- Una tobera o múltiples toberas 37, de un inyector o múltiples inyectores pueden colocarse en una manera que pueden entregar un fijador 24 al grupo de HF en la manera más eficiente. Pueden existir varios métodos para entregar tal fijador; en un ejemplo, un dispositivo 37 multitobera (Las Figuras 4A, 4B: se muestran cables y tubería para el fijador 63) se coloca adyacente a las fibras y dispuestos radialmente alrededor las fibras en intervalos específicos. Las toberas, de preferencia, se mecanizaran de manera que se puedan mover hacia el grupo de HF antes o durante la adición del fijador y se muevan después de la adición. Durante la fase de adición de fijador, ya sea que el grupo de HF puede hacerse avanzar más allá de las toberas para afectar la adición del fijador 24 sobre una longitud 13 de segmento de HF predeterminada; o de manera alternativa, el grupo de HF puede permanecer estacionario mientras el ensamble 37 de tobera se hace avanzar a lo largo de las fibras para esparcir el fijador 24 sobre una longitud 13 de segmento predeterminado. El compartimiento 49 de fijación (Véase Figura 4A, observe la linea discontinua que representa esquemáticamente el compartimiento de fijación se ha omitido en la Figura 4b) tendrá que acomodar evidentemente tal movimiento. Además, un mecanismo puede proporcionarse para hacer girar el grupo 61 de HF (Véase Figura 4A) en relación a las toberas (o al hacer girar las toberas en relación al juego del grupo de HF (no mostrado) ) . El fijador puede dispersarse en o adicionarse a las fibras de preferencia como, pero no limitado a, un liquido. Una cantidad predeterminada del fijador se inyecta ya sea como una sola inyección, múltiples inyecciones o continuamente sobre el segmento de fibra seleccionado. La adición del fijador puede lograrse por un paso simple o pasos múltiples de las fibras en relación a las toberas, utilizando una sola deposición de fijador o deposición multicapa, respectivamente. La cantidad de agente fijador inyectado debe ser suficiente para cubrir y unir uniformemente un segmento 13, 24 (Figura IB, 1C) de los HF adyacentes, de preferencia, en una forma hexagonal. Además, es preferible que la adición de fijador ocurra sin gotear y sin esparcir a los componentes adyacentes y permanecer ubicado en el segmento deseado del grupo de HF. De preferencia, solo un pequeño segmento 13 de las fibras en un grupo se fijan entre si; ese segmento puede ser de cualquier longitud, pero típicamente en el índice entre 064 centímetros (0.25 pulgadas) y 5.08 centímetros (2 pulgadas) . Después de la adición del fijador, las toberas se retraen y el fijador descarga las lumbreras en las toberas protegidas. Además considerado es un mecanismo para reponer la fibra individual temporalmente durante la adición del fijador para optimizar la adición y permitir el exceso completo de fijador a los espacios entre las fibras; esto es para minimizar los espacios de aire o canales entre las fibras .

El agente fijador preferido tendrá un índice de curado rápido para maximizar el índice de unión de las fibras aunque minimizando el goteo o migración del fijador de su colocación prevista. El fijador puede inducirse a endurecerse rápidamente por un agente de curado tales como radiación electromagnética, calor, químicos, u otros. Uno también puede visualizar que antes de completar el curado o endurecimiento del fijador, una matriz (o un molde) se utiliza para además formar el área fija, particularmente, solo antes que el fijador endurezca. Esto puede hacerse mientras el fijador es aún flexible y su adhesivo de capacidad disminuida minimizando la adhesión a la matriz. El curado rápido es además deseable para un número de otras razones, incluyendo: Entre más rápido el curado, más rápido el proceso de producción. Un agente de curado rápido puede además permitir control del proceso de encapsulamiento, para controlar el arnés del fijador; es decir, inyectando el encapsulado a una temperatura y controlar la temperatura de las paredes de la matriz para control óptimo del fijador y proceso de endurecimiento. Uno puede además visualizar más que un ciclo de fijación, donde las capas adicionales de fijador se adicionan a depósitos previos; en combinación con la matriz es posible formar el extremo fijo del grupo 13 de HF en una forma definida, incluyendo forma hexagonal con longitudes laterales especificas. Adicionalmente, la plantilla 35 y 36 la cual coloca el HF para la fase de fijación puede adaptarse con un mecanismo 61 automatizado que puede recolocar o hacer girar la plantilla 36 y los HF; por ejemplo, si un fijador liquido fluye en una dirección debido a la fuerza de la gravedad, el liquido puede redistribuirse más uniformemente alrededor de las fibras al hacer girar las fibras, por igual o menos que 180 grados, una vez o las rotaciones pueden ser en una dirección que regrese a la posición original o uno puede realizar tales rotaciones hacia adelante y hace atrás cronometradas de forma múltiple.

Considerando los requisitos indicados para la etapa de fijación, la selección del fijador apropiado o material de encapsulamiento es una etapa critica. Debe ser capaz de incrustar rápidamente las fibras en una manera uniforme. Debe ser de viscosidad y propiedades suficientes para permitir fijación repetida y rápida del HF entre si y sin embargo permitir la conformación de la sección 13 fija en una forma definida. Cianoacrilatos, epoxis, elastómeros, termoplásticos, u otros agentes de unión o encapsulamiento químicos, puede cumplir esos requisitos.

Formar grupos u de longitud definida - Una vez que un segmento 13 fijo se ha formado en la entrada de la cámara 49 de fijación (Figura 4A) , ese segmento se corta alrededor de su punto medio por un mecanismo 38 de corte (el cable 62 conectado al mecanismo se muestra) , el cual puede ser un láser, un cuchillo, un chorro de agua, etc. El grupo-u 8 resultante puede entonces removerse. La mitad del segmento 13 restante permanece conectada a la plantilla 36 y dentro la cámara 49 de fijación. Un mecanismo 70 de retracción se hace avanzar desde su posición de descanso a modo de un sistema 76 automatizado de correa y polea (u otro sistema mecanizado) , una distancia alrededor de la longitud de un grupo 8, hacia el segmento 13 expuesto. Un dispositivo 71, 77 similar a una horquilla (Figuras 4A, 4B y 4C) , en una abertura hexagonal, avanza además hacia adelante, en una manera que el segmento 13 entra en la abertura hexagonal en la horquilla 71, 77. La horquilla se retrae, en un cilindro 69, 73 neumático o algún otro medio. Se retrae en un mecanismo 78 de cierre de horquilla (también denominada como una "cerradura de horquilla") . Las paredes de horquilla, cortadas en seis segmentos iguales, se fuerzan por dentro hacia el eje central de la horquilla, provocando que las paredes de horquilla y la cabeza se cierren en el segmento 13 de grupo en seis lados. La cantidad de retracción de la horquilla en la cerradura 78 de horquilla determinó el grado de cierre de horquilla y la fuerza de agarre en el segmento de grupo; este es un mecanismo común utilizado en instalaciones de mecanizado. De manera alternativa, la cerradura de horquilla puede hacerse avanzar hacia adelante, en relación a la horquilla, provocando el mismo cierre de horquilla. Una vez que el segmento de grupo se asegura en la cabeza 71 de horquilla, el mecanismo 70 de retracción entero se retrae a su posición original de descanso por el sistema 76 de correa y polea. Un nuevo segmento del grupo de HF se coloca en la cámara de fijación de modo que un nuevo segmento 13 de grupo puede formarse, como se describió previamente. Después que el segmento de grupo se forma, se corta como en lo anterior. El mecanismo 70 de retracción se recoloca para separar los segmentos 13 de grupo de corte resultantes. De manera simultánea, la horquilla se abre al retraer la horquilla 77 desde la cerradura 78 de horquilla. Un segundo cilindro 75 empuja un pistón 74, ubicado centralmente dentro de la horquilla, hacia la abertura hexagonal en la horquilla para forzar el segmento 13 del grupo-u a salir de la cabeza de horquilla. El grupo-u 8 completo con extremos 13 fijos entonces se libera para recogerse o puede dirigirse por un sistema mecanizado a un compartimiento de almacenaje (por ejemplo, a modo de una correa transportadora que se mueve en un ángulo recto hacia el grupo completado) . Los mostrados son dispositivos 57 para mover el grupo y dispositivos 58 de corte para mover la plataforma bajo el grupo de corte. Alguien experimentado puede hacer mejoras evidentes en los mecanismos descritos.

Ejemplo 2- Tapas prefabricadas Extremas de grupo Para formar un grupo unitario ("grupo-u"), es concebible que la etapa de "fijación" para formar una tapa extrema hexagonal puede completarse sin aplicar un fijador liquido, como se describió previamente. Los mismos resultados generales pueden lograse utilizando una tapa pre-formada, donde tal tapa puede agregarse mecánicamente o encajarse en los extremos del HF. La tapa prefabricada se coloca a lo largo el grupo de HF de manera que puede re disponerse mecánicamente para encapsular las fibras y al mismo tiempo, adoptar la forma deseada, de preferencia la forma hexagonal. Un ejemplo de tal tapa se muestra en la Figura 7; sus dos posibles configuraciones, tapa lineal o segmento 79 (tapa L) y doblez 80 (tapa F) se muestran. Las dos configuraciones son inter-convertibles como se mostrará. La tapa L 79 contiene seis sub segmentos, numerados secuencialmente 81 a 86.

Los segmentos 81 a 86 adyacentes (Figura 7) forman ranuras conformadas en "U", canales o huecos 87. Los canales se diseñan para colocarse paralelos a las hebras de HF y en una manera que facilita recibir y montar las hebras 95 de HF. El HF, sucesivamente, se guian en un cámara 49 de fijación en el centro 39 de fijación (Figura 4A) en una plantilla que alinea las fibras paralelas con canales 87 (Figura 7) . Además a los canales 87, la tapa L además contiene 5 (o 6) puntajes 88 horizontales, los cuales de preferencia se ubican alrededor del punto medio en la base de los canales 87, y paralelos a ellos. De manera que los puntajes facilitan el doblez de los segmentos de la tapa L a lo largo de la línea punteada en una manera que resulta en una forma 80 de hexágono. Los postes 89 forman las paredes de los canales 87 conformados en "U"; de manera que, cuando los segmentos 81 a 86 adyacentes se doblan o pliega a lo largo de las líneas 88 punteadas, los postes convergen para atrapar el HF dentro del canal 87. El séptimo HF colocado sobre la fibra entre los segmentos 83 y 84, a una altura precisa sobre él, se atrapa en el centro como se muestra en la Figura 7. Aunque solo se describe la disposición hexagonal, el mismo proceso es evidentemente aplicable para formar otras formas de grupo. El proceso puede incluir la adición o pulverización de un adhesivo, fijador o algún otro agente apropiado en la tapa L 79 de modo que cuando la tapa se dobla en una forma 80 hexagonal (mediante la forma 90 intermedia) , el fijador interior, post curado, sella las fibras dentro, y al mismo tiempo, facilita la retención de la forma hexagonal resultante. Si los HF se sostienen juntos en un grupo por la adición de un fijador 13, 24 liquido o una tapa 80 extrema de grupo prefabricada, o algún otro modo, el segmento tendrá que cortarse, de preferencia en el punto medio.

Una vez que una tapa se ha adicionado a un segmento de fibras, creando una forma hexagonal, un mecanismo de corte (cuchillo, sierra, láser o cualquier otro medio) puede aplicarse para cortar la tapa formada a lo largo de su sección transversal de punto medio. El grupo delantero resultante con ambos extremos tapados pueden entonces liberarse y removerse. El grupo posterior se hace avanzar para una distancia especificada, y el proceso de agregar otra tapa L se repite. Todo el proceso puede mecanizarse en gran medida para generar segmentos de grupo tapados en un índice muy alto, Figuras 4A y 4B.

Diversas mejoras y optimizaciones son posibles para el proceso descrito en lo anterior. En un ejemplo, una línea de ensamble se utiliza en la cual las últimas etapas, involucrando fijar ambos extremos de la unidad de grupo se realizan verticalmente. En la posición vertical, el flujo de fijador se distribuirá más uniformemente alrededor del eje central de los moldes del grupo; a menos que los procesos horizontales donde la fuerza de la gravedad pueda distribuir el fijador un poco más a la pared inferior de la cámara de grupo.

Durante o después de la producción de grupos u, los extremos de las unidades de grupos pueden requerir enchufarse para proteger el interior del HF durante el procesamiento subsecuente; un método preferible para enchufar las fibras es formar un forro delgado protector en los extremos de las fibras; esto debe completarse sin distorsionar la forma hexagonal o dimensiones de la unidad de grupo. Protegiendo los extremos de las fibras puede fácil y rápidamente lograrse por un número de métodos o combinación de métodos, incluyendo calor, ultrasonido, químicamente, cambio de fase, etc. La formación de un tapón debe ser reversible o amena para la remoción en cualquier punto del proceso de ensamblaje. Simplemente cortando el segmento desde el extremo del grupo o HFC que contiene el forro o tapón es una opción común. Al utilizar un tapón con temperatura de fundición menor que los otros componentes del grupo o HFC, el tapón puede removerse fácilmente con calor, y posiblemente en combinación con un agente adsortivo para absorber la fundición lejos del constructo de HF. El vacío puede además utilizase para remover la fundición. Tales métodos así como otros se encuentran fácilmente disponibles para conectar y desconectar los HF extremos. La conexión de los Hf puede realizarse en cualquier punto desde una formación de grupo u hasta el Ensamble de HFC. De preferencia, sin embargo, pero no exclusivamente, la conexión se realiza durante o después del ensamblaje del grupo u o después se ha probado para integridad y calidad. Conectar los HF en una etapa temprana de la producción puede facilitar la construcción d grupos más grandes.

Grupos - La automatización y formación controlada de grupos unitarios (grupos u) ofrece beneficios no posibles para las técnicas de producción de HFM actuales ñas cuales normalmente implican el agrupamiento aleatorio de las fibras. La Figura 6 muestra un método para combinar ensambles 101 de grupo-u para formar grupos más grandes "agregados". Por ejemplo, seis grupos u pueden combinarse para formar grupos de bloque (grupos b) 102 en los cuales además pueden disponerse en grupos 103 (grupos g), los cuales sucesivamente pueden además disponerse en incluso grupos 104, 105 súper grandes (grupos s) y asi sucesivamente. La simetría ofrecida por el grupo u conformado hexagonal permite de manera ordenada la disposición del HF a cualquier escala y cualquier forma de agregado deseada. Lo siguiente describe algunas de las ventajas ofrecidas por los bloques de construcción de grupo-u propuestos : Prueba de integridad - Prueba de integridad automatizada- A medida que los grupos u se forman, pueden probarse por un sistema automatizado utilizando cualquier número de técnicas de prueba de integridad de filtro disponibles. Por ejemplo, la capacidad de los grupos u (o cualquier capacidad de grupos agregados) para sobrevivir a las condiciones del autoclave descritas en otra parte de la presente pueden utilizarse como las condiciones de prueba. Pruebas para la integridad son conocidas en la técnica e incluyen, pero no se limitan a, una prueba de punto de burbuja, una prueba de caída de presión, exposición a vapor que comprende partículas, y pruebas de difusión. En un ejemplo, los HF dentro del grupo u se mojan, seguido por una prueba de punto de burbuja o caída de presión en cada uno a medida que salen de la línea de ensamble. Esto proporciona una forma inmediata y poco costosa para probar cada grupo u. Las mismas pruebas de integridad pueden además realizarse en grupos más grandes, es decir, grupo b, grupo g, etc., antes del ensamblaje completo del HFCM.

Pre-encogiendo los grupos - Preformar grupos cuya disposición se ajuste en los receptáculos 17 de la tapa extrema de la cubierta, permite el pre acondicionamiento el área fija en los grupos o paquetes para producir grupos o paquetes más estables. Por ejemplo, precalentar la región 13 fija en los grupos o paquetes para recocer esa región 13 para remover cualesquier tensiones en la región 13 fija incrementará la estabilidad de los grupos o paquetes . Calentamiento de la región 13 fija para provocar encogimiento del fijador antes de su inserción en el receptáculo correspondiente eliminará de nuevo cualquier problema potencial debido al encogimiento.

Colocación de fibras - Como se indica, la posición de fibra en relación a otra, con separación 23, Figura IB, en el grupo u hexagonal proporciona el medio para disponer el grupo u en modos que logren los resultados de filtración mejorados durante el aumento. Por ejemplo, esto puede incluir flujo de filtrado optimizado desde el centro el HFM grande o HFC a la periferia al separar los grupos s en una manera que crea canalización óptima entre el interior y exterior de los grupos y HFCM, para flujo óptimo. La separación óptima de las fibras y grupos en relación entre si puede utilizarse para optimizar el flujo entre fibras y grupos a través de toda la sección transversal del módulo.

Empaque óptimo - Los Hexágonos ofrecen una disposición ideal de empaque de alta densidad de las fibras huecas .

Otros - Otras opciones se vuelven disponibles para lograr procesos de filtración únicos y mejorados. Las unidades de grupo pueden empacarse con un grado de elemento de torsión dentro de cada grupo u. Esto se logra simplemente durante la formación de los grupos. Por ejemplo, en la formación de un grupo b, grupos u pueden fijarse a un extremo del grupo; en el otro extremo sin embargo, el grupo u puede hacerse girar a lo largo de su eje en incrementos. El elemento de torsión seleccionado puede encontrarse en incrementos de 60 grados para la forma hexagonal. El elemento de torsión puede introducir un vórtice al flujo a medida que el liquido atraviesa la longitud de las fibras huecas. Imperfecciones naturales en las paredes de HF o introducción de ranurado en la pared interior durante el giro de la fibra puede además utilizarse para optimizar el efecto de vórtice para el proceso de filtración mejorado. Un elemento similar de torsión puede introducirse a las fibras en paquetes o grupos de cualquier tamaño o forma. El elemento de torsión puede introducirse en paquetes redondos o hexagonal a medida que se insertan en las tapas extremas de la cubierta del HFCM.

La aproximación del grupo simplifica el proceso de ensamblaje, y proporciona un proceso de fabricación altamente reproducible.

Aumento : El ensamble de HFM grandes facilitado en gran medida por la unidad hexagonal, grupo u 101 como se muestra en el siguiente ejemplo: Un grupo b 102 de la forma mostrada en la Figura 6 puede ensamblarse fácilmente a partir de grupos u 101, asi como otras formas 110 de grupo pueden. El proceso puede ser fácilmente automatizado o construido manualmente. Como se muestra en la Figura 6, un grupo b 102 triangular puede ensamblarse a partir de seis unidades del grupo u 101; esto se traduce, para una fibra de 62 cm de largo con 0.16cm (0.062") OD, a alrededor de 0.125 2 de área de superficie de fibra. Utilizando 7 grupos b 102 de longitud similar con las mismas fibras permite el agrupamiento de grupos b 102 en grupo g 103 que consiste de 385 fibras, que proporciona alrededor de 0.78 M2 de área de superficie la cual puede encapsularse en un alojamiento menor de 3.81cm (1.5") en diámetro.

La capacidad de filtro puede entonces expandirse además al combinar 7 grupos g 103 en una disposición 104 Núcleo mostrada en la Figura 6. El patrón Núcleo de filtro mostrado, Cl-núcleo 104, contiene 2695 fibras para producir 5.4 M2 de área de superficie en un cartucho de alrededor de 8.89cm (3.5") en diámetro. Además el incremento en la dimensión del filtro puede lograrse por la adición de otra capa de grupos g 103 en el Cl- núcleo 104, para formar un patrón de C2- núcleo 105; el área de superficie de la cual se incrementa a 14.7 M2 en un diámetro de cartucho de alrededor de 15.24cm (6"). Con otra capa de grupos g 103 adicionados al C2-núcleo 104 para formar el C3 núcleo, el área de superficie se incrementa a alrededor de 29 M2 en diámetro de cartucho de alrededor de 20.32cm (8"). Uno puede continuar para construir cartuchos incluso más grandes en una manera organizada similar, observando la retención de la forma hexagonal de la base de los núcleos más grandes consecutivamente; esto, sin embargo, no excluye la posibilidad de agregar o sustraer grupos para y a partir de grupos más grandes o núcleo para lograr patrones de disposición de HF distintos que hexagonales; por ejemplo, polígonos circulares, rectangulares u otros polígonos o formas, en lugar de hexagonales. La Tabla 1 proporciona una descripción más detallada de algunas de las diversas configuraciones de grupos de HF ilustrados esquemáticamente en la Figura 6: Tabla 1 Las tapas 11 y 12 extremas de la cubierta HAFC , Figuras 2B - 2G y 5B - 5E, facilitan el ensamble anterior al organizar los grupos o paquetes durante la construcción del HFCM, al proporcionar soporte estructural al ensamble al mantener la separación apropiada entre paquetes.

A medida que la dimensión del filtro se incrementa, el patrón de flujo y resistencia al flujo desde el centro del grupo o núcleo a su periferia puede cambiar. Los métodos propuestos para construir grandes filtros proporcionan los medios para abordar este problema. Como se indica, la separación 23, Figura IB, de los HF adyacentes en un grupo-u se logra durante su producción. La separación entre grupos u en un grupo b además también puede establecerse en una plantilla apropiada; esa separación se determina por los requisitos del proceso de filtración, pequeños espacios entre grupos u para índices de extracción lenta, espacios más grandes para índices de extracción de material filtrado más rápido. De manera similar, durante el aumento de grupo b al grupo g y para núcleos más grandes, las separaciones entre grupos se seleccionan para lograr flujo óptimo de todas las fibras a la periferia del grupo o núcleo; la separación 29 entre aberturas 17 y paquetes correspondientes ilustran tales canales de flujo. La agrupación de los HF en paquetes ajustados, como es común actualmente, limita tal control de flujo desde el centro del paquete a su periferia. En paquetes ajustados, los HF más periféricos pueden ofrecer resistencia al flujo de material filtrado desde las fibras más interiores. El índice de material filtrado de todos los HF se vuelve no homogéneo. Una fracción de los HF llevará la carga de filtración a un grado mayor que otras fibras, lo cual puede llevar a su falla temprana. En otras palabras, capacidad total del filtro no se realiza. En la organización de los filtros como se describe, tal no uniformidad en la filtración de HF se minimiza y la capacidad total del HFM se realiza más cercanamente. Aunque las unidades de grupo hexagonales son una modalidad preferida de la unidad de grupo, otras formas también son posibles. Una unidad del grupo rectangular pude preferirse en algunos casos. Un grupo triangular puede ser útil en otros casos. Es obvio que los grupos en formas de varios polígonos son posibles utilizando el proceso descrito.

Ensamblaje de grupos en HFC: El ensamblaje de grupos en HFC más funcional o HFM requiere el encapsulado del grupo en una tapa 11 y 12 extrema de cubierta de HFCM. A diferencia de los procedimientos previos, en donde la opción para organizar las fibras y el paquete se encuentra más limitada, los patrones geométricos propuestos ofrecen la posibilidad para disposición precisa de las fibras dentro del HFCM. Por ejemplo, al utilizar una tapa 11 extrema de cubierta la cual también sirve como una plantilla, como se muestra en las Figuras 5B - 5E, los paquetes de HF pueden disponerse en os patrones deseados; las tapas 11 y 12 extremas de la cubierta que contienen receptáculos hexagonales o aberturas 17 dispuestas en el patrón deseado y separadas apropiadamente 29 entre si; los paquetes 8 hexagonales (tales como paquetes g 103, véase Figura 6, por ejemplo) cuyos extremos 13 se insertan en los receptáculos 17 hexagonales, definen el patrón de paquetes en la tapa 11 y 12 extrema de la cubierta. Encapsular los entremos del paquete dentro de los receptáculos fija ese patrón. El alojamiento 10 entre las dos tapas extremas encapsula la fibra hueca para forma un HFC. El proceso descrito en lo anterior ofrece un número de mejoras las cuales pueden incrementar en gran medida la calidad y conflabilidad del HFC o HFM final. Los métodos facilitarán la producción de HFM grande y disminuirán su costo. Algunos de esos beneficios siguen: 1. Minimiza, el uso de materiales incompatibles: Muchos de los HFM o HFC suministrados comercialmente en la actualidad utiliza polisulfona para la cubierta u otras partes del alojamiento; simplemente, el material proporciona un soporte estructural excelente, inertidad química muy buena, temperatura de operación alta, así como otros beneficios. Algunas de las mismas propiedades físicas y químicas las cuales hacen a la polisulfona un excelente material estructural también lo hacen un agente de encapsulamiento deficiente; por lo tanto, otros materiales se han utilizado para ese propósito. Epoxis y poliuretano son tal vez los más comunes; pueden verterse como un líquido de de viscosidad baja que fácilmente fluye entre las fibras huecas, para sumergir las fibras en una manera uniforme; el material se induce para solidificarse por pre adición de un agente de curado, por calor, luz o algún otro medio. El índice de curación o solidificación puede de esta forma manipularse como se necesite. Tales materiales de encapsulamiento son altamente personalizables por las necesidades del usuario; sin embargo, a pesar de esos beneficios, no son ideales para la construcción de un HFM grande .

Epoxi, por ejemplo, como material de encapsulamiento requiere que no solo se incrusten los HF, si no también requiere que se una a la pared de la cubierta de polisulfona. Aunque uno puede seleccionar un epoxi con un coeficiente muy similar de expansión como polisulfona, típicamente ni es exacto, ni es el diferencial de expansión mantenido durante el índice de temperatura total al cual ambos materiales pueden exponerse comúnmente. Por consiguiente, la transición o curado del epoxi desde un estado líquido a uno sólido puede resultar en cambios dimensionales significativos al material, que cambia o se encoge tras la polimerización, el grado del cual pude incrementar por calentamiento. Aunque tal encogimiento puede ser pequeño e insignificante cuando se utiliza para construir pequeños HFM con pequeños diámetros internos de encapsulamiento, puede ser en gran medida amplificado y volverse muy significativo a medida que los diámetros de encapsulamiento incrementan. El resultado tal puede ser agrietamiento en el epoxi o la separación del epoxi de la polisulfona a la cual se encuentra unido.

La integridad de unión entre el agente de encapsulamiento y la tapa extrema de la cubierta de polisulfona estructural (y la cubierta) debe conservarse para mantener separación entre el material filtrado y las cámaras de material retenido. Sin embargo, se observa que cuando se utilizan dos materiales diferentes, la fuerza de unión entre ellos puede afectarse en gran medida con la dimensión de filtro incrementada y entre más grande sea el cambio dimensional en un material sobre otro, mayor es la posibilidad de falla en la unión. Para maximizar esta unión, el cartucho que recibe los extremos de la tapa extrema de la cubierta de polisulfona son corrugados o conformados para permitir un máximo agarre con el encapsulado; sin embargo, en gran escala, los efectos combinados del incremento de encogimiento incrementado y el efecto de la temperatura en ablandar la unión entre el epoxi y la polisulfona puede provocar que la unión falle. También es posible que después del ciclo de calentamiento y enfriado, la polisulfona no se encoja, pero el epoxi si. Esto puede ocurrir sin separar entre el epoxi y la polisulfona; sin embargo, este caso, la tensión puede almacenarse en el epoxi solidificado, llevando a potenciales fracturas de tensión dentro del epoxi únicamente, llevando potencialmente a la falla del HFM.

Uno puede concluir que el epoxi y la polisulfona no son idealmente compatibles para la construcción de filtros grandes. Los problemas asociados con el uso de dos materiales incompatibles puede reducirse o eliminarse en gran medida al usar materiales compatibles preferiblemente idénticos en la construcción del HFM; es decir, uso de polisulfona para la cubierta del HFM y para construir las tapas extremas de la cubierta del HFCM. 2. Método de construcción de HIM grande: El uso de materiales "compatibles" para la construcción de HFM grandes se vuelve una parte esencial de la construcción, por ejemplo, utilizando una cubierta de polisulfona y sustituyendo polisulfona por epoxi para formar las tapas extremas de HFC y para incrustar as HF en la misma tapa extrema. Utilizando una polisulfona para formar la cubierta 10 asi como la rapa 11 y 12 extrema de la cubierta resulta en una estructura en la cual ambas de esas partes criticas se expanden y contraen al mismo índice; debido a que la tapa extrema y la cubierta se forman desde casi el "mismo" material, se comportarán de manera similar en todas las temperaturas útiles, (no las que funden un componente) , presiones, y tiempos; incluyendo aquellos alcanzados durante ambos procesos de producción en linea y fuera de linea de esterilización por vapor (típicamente en el índice de 121 C a 125 C a 15 psi a 25 psi durante 3 minutos a 45 minutos; los ajustes son independientes), autoclave de calor seco (típicamente en el margen de 121 C a 190 C en tiempos de 6 minutos a 12 horas dependiendo en el ajuste de temperatura), o autoclave de vapor químico (típicamente en el margen de 132 C a 20-40 psi durante 20 minutos) . Esto generalmente puede minimizar fracturas o falla entre las superficies unidas.

Para propósitos de esta solicitud y sus reivindicaciones, la prueba para determinar si un cartucho resiste el agrietamiento y si lo hace cuando se expone a una temperatura de 121-125 grados Centígrados, a una presión de 15-17 psi durante 30 a 60 minutos.

A diferencia del epoxi, sin embargo, la polisulfona no puede verterse fácilmente para encapsular HF de polisulfona; por lo tanto, un método poco modificado se utiliza para lograr la construcción del HFC. Incluye utilizar un disco de polisulfona, alrededor del diámetro de la cubierta 10 de HFM, para formar tapas 11 y 12 extremas de la cubierta, en donde la tapa extrema de la cubierta contiene receptáculos 17 o aberturas que corren a través de la longitud de la tapa extrema de la cubierta. Véase Figuras 2B - 2F y 5B-E. Las formas y separación de los receptáculos puede controlarse con gran precisión al moldear o maquinar las tapas extremas. Tales aberturas 17 pueden, por lo tanto, servir como receptáculos para aceptar los grupos o paquetes 8 de HF. Típicamente, pero no exclusivamente, las unidades de grupos de HF o los extremos 13 fijos de paquete pueden consistir de formas y dimensiones similares a los receptáculos indicados. Además de los receptáculos indicados, es posible formar o maquinar una ranura 16 en la tapa extrema de la cubierta en la cual los extremos de la cubierta 10 pueden insertase. La cubierta puede, por lo tanto, ser firmemente anclada en la tapa extrema de la cubierta por medios mecánicos o con un adhesivo y sellados con una junta, anillo "O", o adhesivo. El otro extremo de la cubierta puede anclarse de manera similar a la segunda tapa extrema de la cubierta. La estructura resultante, además de simplificar la construcción, forma una estructura muy estable que no es fácilmente susceptible a distorsión. Los receptáculos en las dos tapas extremas de la cubierta pueden alienarse en el ensamble de HFC. Los grupos pueden insertase en un extremo a través de la abertura 17 de la tapa 11 extrema de la cubierta, a través del alojamiento 10 de la cubierta, después en los receptáculos 17 yuxtapuestos dentro de la tapa 12 extrema de la cubierta en el otro extremo de la cubierta. La longitud del grupo o paquete puede ser la misma longitud que la distancia entre las tapas extremas d la cubierta o un poco más larga; por lo tanto, dependiendo de las longitudes de las unidades de grupo, puede estar al ras con la superficie externa de las tapas extremas de la cubierta o extenderse ligeramente más allá de las superficies exteriores de las tapas extremas de la cubierta. De manera similar, otros grupos pueden adicionarse, llenando todas las cavidades en la tapa extrema de la cubierta. El espacio entre las paredes 18 de receptáculo y los lados encapsulados del grupo o paquete 13 pueden llenarse con un adhesivo capaz de fluir dentro de ese espacio y después solidificando, sellando el espacio, y anclando el grupo. Pequeñas cantidades de sellador, tal como epoxi, pueden utilizarse en este caso; sus efectos indeseados, como encogimiento, se disminuyen en gran medida por el pequeño volumen requerido y el estrecho espacio entre los extremos 13 encapsulados de grupos y paredes 18 de receptáculos. Los defectos previamente descritos en el uso de epoxi se disminuyen en una gran medida. Además, debido al pequeño volumen de material de encapsulamiento requerido y la naturaleza del constructo, cada par de grupos y receptáculos pueden verse como un GFC pequeño. Cada grupo con extremos confinados a sus receptáculos respectivos es similar a un filtro pequeño, el cual exhibe mínimas distorsiones, normalmente observadas en HFM grandes. La inserción de paquetes en los receptáculos 17 de tapa extrema de la cubierta de HFC en un extremo (es decir, 11) , permite anclar el extremo 13 de paquete fijo posterior en el receptáculo de inserción. El extremo 13 de paquete fijo delantero puede por lo tanto hacerse girar antes de la inserción en el receptáculo 17 en la tapa 12 extrema de la cubierta en el otro extremo del HFC.

La adición uniforme de un sellador adhesivo en el espacio entre la pared 13 de paquete y las paredes 18 de cavidad pueden lograrse por diversas formas. En un método, los extremos de los HF se conectan con una capa delgada de sellador, conector o "membrana" que es impenetrable para el agente de encapsulamiento seleccionado. Tal conexión de HF puede tomar lugar durante la producción de los paquetes o en algún otro punto. Los espacios entre los lados 13 de paquete y las paredes 18 de cavidad de tapa extrema pueden llenarse simplemente al inmergir en ensamble en un volumen especificado de agente de encapsulamiento. El encapsulado, siendo un liquido, fluye en los espacios, por acción capilar, pero no en los HF conectados. El exceso de sellador puede drenarse antes de su solidificación, dejando sólo el sellador dentro de dichos espacios. Después de la solidificación, grupos o paquetes que se extienden más allá de las capas extremas, pueden cortarse al ras con la superficie externa de tapa extrema. La longitud del corte de segmento debe ser suficiente para exponer las aberturas extremas de HF. Si los paquetes son de la misma longitud que el HFCM, entonces es posible cortar una sección del extremo de paquete fijo de manera suficiente para remover la sección de encapsulado de HF y exponer los extremos de HF abiertos.

Existen otros métodos potenciales para insertar y conectar los extremos del paquete en sus receptáculos 17 respectivos. Estos incluyen el uso de anillo "0". Puede incluir adicionar el agente de encapsulamiento desde el interior del alojamiento 10 o la superficie 21 de tapa extrema de la cubierta en el extremo 13 de paquete o en el receptáculo 17 antes o después de que los paquetes se inserten en sus respectivos receptáculos. El encapsulamiento puede ser de la superficie 20, 21 o ambos, Figuras 2B y 2E. 3. Aumento; El método anterior de construcción de HFCM grande no se limita a cualquier tamaño particular. Simplemente proporciona un método para construir HFCM grande que es más eficiente y confiable que las técnicas previas. También proporciona los medios para incrementar el tamaño de HFM más allá de lo que es posible con técnicas actuales. Uno puede, por ejemplo, utilizar acero inoxidable (SS) para la cubierta, la tapa extrema de la cubierta u otros componentes estructurales. El SS puede proporcionar soporte estructural para un filtro mucho más largo que lo posible utilizando técnicas actuales. Los receptáculos en la tapa extrema de la cubierta pueden permanecer como se describió previamente. Las unidades de grupos o paquetes pueden insertarse en sus respectivas cavidades en las tapas extremas de la cubierta; como antes, debido al pequeño volumen de adhesivo utilizado entre el grupo y la pared de cavidad, expansión y contracción del adhesivo o sellador puede ser mínima. Es obvio que el agente de encapsulamiento puede tener propiedades compatibles los requerimientos de la construcción es decir, debe ser compatible con unir a SS si se utilizan componentes de SS; debe ser compatible con los requerimientos de temperatura del HF ; debe existir compatibilidad en las propiedades de contracción y expansión de los materiales; los materiales deben tener las propiedades físicas, por ejemplo, que pueda poseer la fuerza para resistir a los requerimientos de tensión del proceso. Es también claro que otras mediciones son posibles: utilizando un material de encapsulamiento elastomérico o adhesivo, dimensionando la unidad de grupo y los espacios entre las cavidades, la inserción de columnas de soporte dentro del HFC, entre las unidades de paquete para prevenir la deformación de la estructura bajo condiciones de operación extremas. 4. Configuraciones diferentes: Aunque el enfoque de la invención se ha encontrado en la disposición hexagonal de los grupos, es obvio que el proceso descrito no se limite exclusivamente a hexágonos. Procedimientos similares pueden aplicarse para la formación de triángulos, cuadrados, pentágonos, o cualquier otra forma. El número de fibras en cada grupo puede también ser variada de una a cualquier número deseado o limitado por el proceso utilizado para formar tales grupos. El proceso descrito no aplica únicamente para rodear los HFM o HFC, también puede aplicarse para formar módulos de filtración cuadrados y otras formas, incluyendo, adicionalmente, tipo placa y margen de módulos en donde la hoja de filtro plana se remplaza por grupo de fibras huecas dispuestas linealmente para formar la forma equivalente de una placa, un ejemplo del cual se muestra en la Figura 8. A su vez, tales placas de HF (también denominadas como "cubierta de cartucho") 100 pueden apilarse como la disposición 106 de "placa y margen". (Los números 100 a 112 referidos en el siguiente párrafo son específicos para la Figura 8) .

Los extremos de grupos o paquete de HF se encapsularán a ambos extremos de la cubierta 101 de cartucho rectangular ("extremos de la cubierta") , en donde los extremos de la cubierta 101 contienen tapas extremas con aberturas o receptáculos para recibir y encapsular los extremos de paquete grupo, como se describe en lo anterior. Las pacas HF rectangulares tendrán lumbreras 102 laterales para permitir al material filtrado fluir desde el interior de las placas de HF rectangulares (cubierta) 100. Tales placas de HF (cubierta) pueden insertarse en el alojamiento 105, en el cual el alojamiento se forma por dos componentes 110 de alojamiento (placas de alojamiento) . Con el fin de mantener el filtrado separado del fluido retenido, los componentes del alojamiento que reciben la placa 100 de HF rectangular contactan esas placas en una forma a prueba de fugas en las ubicaciones (tañes como el perímetro el área fija de un segmento de paquete; juntas u otros medios de sellado pueden utilizarse). Los dos componentes 110 de alojamiento (placas) se construyen para formar una cerradura a prueba de fugas para la placa de HF (por ejemplo, pueden utilizarse juntas) . El alojamiento (también denominado como el "módulo rectangular" 105 contiene canales o lumbreras 112 que dirige el fluido en o desde los lúmenes de fibras huecas. Los canales 112 pueden conectarse en una forma que permita al fluido emanar desde las fibras huecas en un módulo 105 rectangular en un módulo 105 rectangular adyacente; tal apilado puede repetirse formando una placa y una disposición 106 de marco de módulos 105 rectangulares múltiples. La lumbrera o canal 112 forma una conexión fluida ente tales módulos rectangulares, que conectan las fibras huecas dentro de las placas HF rectangulares en serie. El apilado 106 de placa y marco obviamente contendrán un módulo de salida (el último modulo en la serie) el cual también dirigirá el fluido desde el apilado 106 de placa y marco. Los lados de los módulos 105 rectangulares que contienen puertos 111 que registra con puertos similares en módulos 105 rectangulares adyacentes que forman un pasaje para extraer el filtrado generado dentro del apilado de la placa y el marco. Las placas de HF y los módulos rectangulares pueden apilarse en serie, paralelos, o una combinación de los dos. La disposición de placa descrita puede reconfigurarse por aquellos con experiencia en la operación de tales filtros para optimizar los resultados del sistema descrito.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un cartucho de filtro de fibra hueca caracterizado porque comprende: i) una pluralidad de grupos de fibra hueca, cada pluralidad comprende una pluralidad de fibras huecas paralelas entre si, cada grupo comprende un primer extremo de grupo y un segundo extremo de grupo, ii) una cubierta de alojamiento, la cubierta comprende un primer extremo y un segundo extremo, cada extremo comprende una abertura, iii) una primer tapa extrema de cubierta, la tapa cubre la abertura en el primer extremo de la cubierta de alojamiento, la tapa comprende una pluralidad de aberturas, y iv) una segunda tapa de cubierta, la tapa cubriendo la abertura en el segundo extremo de la cubierta de alojamiento, la tapa comprende una pluralidad de aberturas, en donde los grupos se alinean en paralelo dentro de la cubierta de alojamiento, en donde un segmento de cada grupo se ajusta en una abertura en la primer tapa extrema de la cubierta y se sella contra la abertura pueden conectarse grandes volúmenes de un agente encapsulador (o fijador), en donde un segundo segmento de cada grupo se ajusta en una abertura en la segunda capa extrema de la cubierta y se sella contra la abertura por medio de un agente de encapsulamiento (o fijador) ; y en donde cada extremo de cubierta se compone de un material cuyo coeficiente térmico de expansión se encuentra suficientemente cerca al coeficiente de expansión del agente de encapsulamiento de manera que, cuando el cartucho se expone un esterilización pueden conectarse vapor o autoclave, no ocurrirán agrietamientos o aberturas ya sea (un) en la tapa extrema de la cubierta o el área ocupada pueden conectarse el agente de encapsulamiento o (b) entre una tapa y el área ocupada pueden conectarse el agente de encapsulamiento.

2. El cartucho de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la cubierta y las tapas extremas de la cubierta se componen del mismo material.

3. El cartucho de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la cubierta del alojamiento es preferiblemente cilindrica.

4. El cartucho de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la cubierta de alojamiento es cuadrada o de cualquier otra forma.

5. El cartucho de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la cubierta de alojamiento es permeable o semipermeable.

6. El cartucho de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la forma de cada abertura de tapa extrema de la cubierta se selecciona del grupo que consiste de hexagonal, cuadrado, rectangular, triangular, poligonal, circular y oval.

7. El cartucho de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la forma de a abertura de tapa extrema de la cubierta es hexagonal.

8. El cartucho de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primer y segunda tapas extremas se unen mecánicamente a la cubierta del alojamiento.

9. El cartucho de fibra hueca de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primer y segunda tapas se unen a la cubierta de alojamiento por un solvente o un adhesivo.

10. Un método para ensamblar un cartucho de filtro de fibra hueca, el método caracterizado porque comprende las etapas de: i) pre-maquinar (o moldear) una primer tapa extrema de la cubierta y una segunda tapa extrema de la cubierta del cartucho. ii) unir un alojamiento de cubierta del cartucho un la primer tapa extrema de la cubierta; iii) unir el alojamiento de cubierta del cartucho un una segunda tapa extrema de la cubierta; iv) insertar cada uno de una pluralidad de grupos de las fibras huecas, a través de una de una pluralidad de aberturas en la primer tapa extrema de la cubierta, a través del alojamiento de cubierta y fuera de la abertura correspondiente en la segunda tapa extrema de la cubierta, la longitud de cada grupo siendo la misma que o mayor que la longitud del alojamiento, y v) encapsular o unir un segmento de cada grupo a la pared de la abertura la cual se insertó en la primer tapa extrema de la cubierta y a la pared de la abertura la cual se insertó en la segunda tapa extrema; en donde cada extremo de la cubierta se compone de un material cuyo coeficiente térmico de expansión se encuentra suficientemente cerca de la expansión del agente de encapsulamiento de manera que, cuando el cartucho se expone a la esterilización pueden conectarse vapor o autoclave, no ocurrirán grietas o aberturas ya sea (a) en la tapa extrema de la cubierta o el área ocupada pueden conectarse el agente de encapsulamiento o (b) entre una tapa y un área ocupada pueden conectarse el agente de encapsulamiento .

11. El método de conformidad con la Reivindicación 10, caracterizado porque una vez que los grupos se han encapsulado dentro de las aberturas, la longitud excesiva de las fibras huecas que se extiende debajo de las tapas extremas de la cubierta, si existe, se corta.

12. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque los postes o columnas de soporte se insertan entre las tapas extremas dentro del módulo de fibra hueca .

13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque las columnas de soporte se disponen entre los grupos.

14. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque cuando los grupos se encierran dentro de las columnas de soporte, en donde los elementos de soporte son permeables al flujo de material filtrado que emana desde los grupos dentro.

15. Un sistema para ensamblar una pluralidad de fibras huecas en un grupo fijo, el sistema caracterizado porque comprende: i) una fuente de fibra, dicha fuente es la fuente de una pluralidad de fibras huecas; ii) una plantilla perforada para dirigir y organizar la pluralidad de fibras huecas. iii) una cámara fija que comprende una tobera o múltiples toberas para pulverizar o agregar del agente de encapsulamiento o fijador en un grupo de fibras que han pasado a través de una plantilla iv) una plantilla de conformación o método para conformar el agente de encapsulamiento alrededor de las fibras ahuecadas en una forma deseada, tal como un hexágono v) un dispositivo de corte para cortar el paquete de fibra en una posición alrededor del punto a lo largo de la región encapsulada o fija; vi) un dispositivo o mecanismo para capturar o remover el grupo delantero de la cámara de fijación; vii) un dispositivo de collarín para unirse al grupo de corte trasero y haciéndolo avanzar lejos de la cámara de fijación a una distancia específica; un dispositivo de impulso/reacción que se mueve a lo largo de un sistema de correa y polea automatizado para hacer avanzar o retraer dicha horquilla; viii) repetir las etapas 2-7; en donde los elementos del sistema se disponen de forma que las fibras puedan retirarse de la fuente de fibra, a través de las perforaciones de la plantilla, entonces a través de la cámara de fijación, en donde se pulverizan (recubren o incrustan) en un agente de encapsulamiento, y se corta a una longitud deseada.

16. El sistema de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la fuente de fibra comprende carretes alrededor de los cuales la fibra puede enrollarse.

17. El sistema de conformidad con la reivindicación 15 caracterizado porque la fuente de fibra comprende un dispositivo de extrusión el cual extruye una pluralidad de fibras huecas.

18. Un método para ensamblar una pluralidad de filtros de fibra hueca en un grupo, el método utilizando el sistema de conformidad con la reivindicación 15, el método comprende las etapas de: extraer los HF desde una fuente de fibra, a través de las perforaciones de plantilla, entonces a través de la cámara de fijado en donde se pulverizan con un agente de encapsulamiento, y se cortan a una longitud deseada.

19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque las perforaciones de plantilla se disponen en un patrón hexagonal.

20. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la pluralidad de hebras de fibra hueca se dirigen hacia la plantilla utilizando juegos de rodillos .

21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque existen ranuras semicirculares en las caras exteriores de los rodillos, y en donde los rodillos se emparejan entre si en una forma adyacente y paralela, de manera que las fibras huecas se dirigen entre los pares de rodillos y se reciben de forma deslizante sobre las ranuras.

22. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque los grupos se fijan en una disposición utilizando segmentos prefabricados.

23. Un método para construir un grupo con tapas extremas prefabricadas el cual comprende doblar un segmento lineal de grupo para formar un segmento hexagonal de grupo.

24. Un grupo de fibras huecas, el grupo comprende una pluralidad de fibras huecas, en donde un segmento de cada fibra hueca se fija a las fibras paralelas adyacentes dentro de la misma región en o cerca de los extremos de cada grupo.

25. El grupo de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque cada fibra hueca del grupo se fija a fibras paralelas adyacentes utilizando un fijador liquido.

26. El grupo de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque cada fibra hueca del grupo se asegura a las fibras paralelas adyacentes utilizando una tapa extrema o un segmento prefabricado.

27. El grupo de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque existen 7 fibras en un grupo.

28. El grupo de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el grupo se encuentra parcial o totalmente encerrado en un manguito que es permeable al flujo de fluido.

29. Un método para crear un agregado de grupo en donde una pluralidad de grupos se combinan para formar un agregado de grupo, de manera que cada grupo en el agregado es paralelo a todos los demás grupos en el agregado.

30. El método de conformidad con la reivindicación 29, el método caracterizado porque comprende la etapa de combinar una pluralidad de grupos individuales en un agregado de grupo.

31. El método de conformidad con la Reivindicación 29, caracterizado porque el método comprende la etapa de combinar una pluralidad de agregados de grupo en un solo agregado de grupo.

32. Un método para probar la integridad de un grupo o agregados de grupo, el método caracterizado porque comprende la etapa de someter el grupo o agregado de grupo a una prueba de integridad.

33. El método de conformidad con la Reivindicación 32 caracterizado porque la prueba se hace antes de que el grupo o agregado de grupo se inserte en la tapa extrema de un cartucho .

34. El método de conformidad con la Reivindicación 32 caracterizado porque un agregado de grupo se somete a la prueba de integridad.

35. El método de conformidad con la Reivindicación 32, caracterizado porque la prueba de integridad se selecciona a partir del grupo que consiste de una prueba de punto burbuja, una prueba de caída de presión, exposición un vapor que comprende partículas y una prueba de difusión.

36. Un método para pretratar un grupo, el método caracterizado porque comprende la etapa de someter el grupo a condiciones que encogerán al grupo y/o alivie las presiones en el área encapsulada del grupo, en donde el grupo se somete a tales condiciones antes de que el grupo se inserte en una tapa extrema de la cubierta.

37. El cartucho. de conformidad con la Reivindicación 1, caracterizado porque el cartucho comprende un elemento de soporte, tal elemento de soporte seleccionado del grupo que consiste de un poste y una columna de soporte, la columna de soporte conformada para encerrar un grupo dentro de tal cartucho, la columna de soporte permeable para el fluido que emana de tal cartucho.

38. Un agregado de grupo, el agregado de grupo siendo un agregado de una pluralidad de grupos, de manera que cada grupo en el agregado es paralelo a todos los otros grupos en el agregado.

39. El cartucho de conformidad con la Reivindicación 1, caracterizado porque la forma en sección transversal de un grupo de fibra hueca es la misma que la forma en sección transversal de la abertura de tapa extrema en la cual se insertó.

40. El cartucho de conformidad con la Reivindicación 1, caracterizado porque la distancia entre el perímetro de un grupo y el perímetro de un grupo cercano es de entre 1 milímetro y 5 milímetros, en donde dicha distancia es la distancia más corta entre los perímetros de dos grupos.

41. El método de conformidad con la Reivindicación 18, caracterizado porque el grupo de fibras se hace girar después de pulverizarse con un elemento fijador en una primera etapa de pulverización, tal rotación es menor que una rotación de 360 grados completa, y subsecuente a tal rotación el grupo se pulveriza de nuevo en una segunda etapa de pulverización.

42. El método de conformidad con la Reivindicación 18, caracterizado porque una o más toberas de pulverización se hacen girar después de utilizarse para pulverizar un grupo con elemento fijador en una primera etapa de pulverización, tal rotación alrededor del eje principal del grupo, el grado es menor que una rotación de 360 grados, y después de tal rotación el grupo se pulveriza de nuevo en una segunda etapa de pulverización.

43. El cartucho de conformidad con la Reivindicación 1 caracterizado porque el autoclave se realiza bajo las siguientes condiciones: una temperatura de 123 grados Centígrados, una presión de 16 psi durante 45 minutos o la esterilización por vapor pueden realizarse a 123 C, 20 psi, durante 20 minutos.

44. El método de conformidad con la Reivindicación 10, caracterizado porque el autoclave se realiza bajo las siguientes condiciones: una temperatura de 123 grados Centígrados, a una presión de 16 psi durante 45 minutos o la esterilización por vapor pueden realizarse a 123 C, 20 psi, durante 20 minutos.

45. Un módulo rectangular, el módulo caracterizado porque comprende: i) un grupo, tal grupo comprende un primer extremo de grupo y un segundo extremo de grupo, el grupo comprende fibras huecas, las fibras huecas siendo filtros de fibra hueca con poros en sus paredes, de manera que el fluido puede pasar a través del interior de las fibras mientras que una porción de ese material retenido escapa a través de los poros para volverse material filtrado, ii) una cubierta de cartucho, tal cubierta encerrando el grupo pero no sellando los extremos de las fibras huecas, la cubierta comprende aberturas para permitir el escape de material filtrado a través de la cubierta de cartucho, la cubierta contactando el grupo en un modo de prueba de fugas a fin de evitar que el material filtrado se mezcle con el material retenido, iii) un alojamiento encerrando el cartucho pero no sellando los extremos de las fibras huecas, iv) un primer canal dentro de tal alojamiento, el canal comprende un abertura para recibir fluido desde el exterior del alojamiento, el canal se interconecta con un primer extremo del grupo de manera que el fluido de material retenido recibido puede moverse desde el canal hacia y después a través de las fibras huecas del grupo, siempre que parte del fluido de material retenido escape a través los poros del filtro como material filtrado, v) un segundo canal dentro de tal alojamiento, el segundo canal se interconecta con el segundo extremo del grupo de manera que el fluido de material retenido recibido que ha pasado a través de las fibras huecas entrará en el segundo canal, tal canal comprende un abertura para permitir el escape de fluido del material retenido desde el segundo canal y el alojamiento, donde el primer y segundo canales abren en lados opuestos del alojamiento, el alojamiento además comprende una o más lumbreras, a fin de permitir que el material filtrado escape del alojamiento o para recibir material filtrado, desde la lumbrera o lumbreras adyacentes de un alojamiento adyacente si existe un alojamiento adyacente.

46. Un ensamble de dos o más módulos rectangulares, donde los módulos se alinean de manera que los canales de los módulos adyacentes se encuentran en contacto abierto entre si y las lumbreras de los módulos adyacentes se encuentran en contacto abierto entre si.