DISPOSITIVO DE FILTRACION QUE INTEGRA UN BUCLE Y UNA BOMBA DE CIRCULACION.

Dispositivo para la filtración tangencial de un fluido a tratar,

que se distribuirá en un filtrado y en un retentado, comprendiendo el dispositivo, en un cárter (2):

al menos una entrada (E) para el fluido a tratar,

al menos una salida (S) de evacuación del retentado,

una serie de elementos de filtración (3) de forma tubular que se extienden paralelamente entre sí atravesando de manera estanca, en cada uno de sus extremos, una placa de posicionamiento (4), comprendiendo los elementos de filtración (3) cada uno al menos un canal de circulación para el fluido a tratar y asegurando la filtración de dicho fluido, para obtener, en la superficie periférica de los elementos de filtración, la salida del filtrado que se recuperará en un volumen de recogida (6) situado entre las placas de posicionamiento (4) y el cárter (2),

al menos una salida (7) para el filtrado que comunica con el volumen de recogida (6) del filtrado,

una primera cámara de comunicación (11) en la que desemboca uno de los extremos de los elementos de filtración y en la que están montados medios de separación (15), en contacto estanco con la placa de posicionamiento (4) adyacente, para dividir dicha cámara en los primer (V 1) y segundo (V 2) volúmenes delimitados respectivamente en el interior y en el exterior de los medios de separación y que comunican con, respectivamente, una primera serie (s1) y una segunda serie (s2) de elementos de filtración (3) que forman los circuitos de ida y de retorno de un bucle de circulación para el fluido a tratar, comprendiendo los medios de separación un pasaje de comunicación (24), entre el segundo volumen (V 2) y el primer volumen (V 1), en cuyo interior está montada una turbina (23) de una bomba de circulación, provista de un eje motor (25) que se extiende en el exterior de la primera cámara (11) para unirse a un motor de accionamiento (26),

y una segunda cámara de comunicación (12) en la que desemboca el otro de los extremos de los elementos de filtración y que asegura una comunicación para el fluido a tratar, entre los elementos de filtración de la primera serie (s1) y los de la segunda serie (s2),

caracterizado por que la entrada (E) para el fluido a tratar desemboca en la primera cámara de comunicación (11) del cárter entre la turbina (23) de la bomba de circulación y los elementos de filtración (3) de la serie, que forman el circuito de retorno del bucle de circulación

Dispositivo de filtración que integra un bucle y una bomba de circulación.

La presente invención se refiere al campo técnico de la separación de moléculas o de partículas que emplea elementos de separación llamados generalmente membranas, adecuadas para asegurar la separación de las moléculas o de las partículas contenidas en un medio fluido a tratar.

El objeto de la invención encuentra una aplicación particularmente ventajosa en el campo de la filtración, en sentido general, de un medio fluido a tratar, y en particular de la nanofiltración, de la ultrafiltración, de la microfiltración, etc.

En el estado de la técnica, se conocen muchas variantes de realización de una instalación de filtración para un fluido a tratar. Por ejemplo, una instalación de filtración comprende al menos un, y generalmente dos, dispositivos de filtración que comprenden cada uno, en una envuelta, una serie de elementos de filtración de forma tubular que se extienden paralelamente entre sí, y montados de manera estanca en cada uno de sus extremos sobre una placa de posicionamiento. Cada elemento de filtración comprende al menos un canal de circulación para el fluido a tratar. Los elementos de filtración aseguran la filtración tangencial del fluido, para obtener, en la superficie periférica de los elementos de filtración, la salida del filtrado que se recuperará en un volumen de recogida situado entre las placas de posicionamiento y la envuelta.

Los dos dispositivos de filtración están montados en serie en el interior de un bucle de circulación en el que una bomba de circulación está unida a los dispositivos de filtración por medio de una canalización de conducción del fluido a tratar y de una canalización de retorno que recupera el fluido que ha circulado en el interior de los elementos de filtración y llamado retentado. La bomba de circulación permite asegurar la circulación del fluido a tratar a gran velocidad en el interior de los elementos de filtración que tiende a generar una tensión de cizallamiento que redispersa las materias depositadas sobre la superficie de los canales de la membrana.

Debe considerarse que este principio de descolmatado se realiza en el interior de un bucle de circulación que comprende dos dispositivos de filtración montados en serie y las canalizaciones de conducción y de retorno del fluido a tratar. Esta instalación satisface el nivel de tratamiento del fluido. Sin embargo, dicha instalación presenta un coste de fabricación relativamente grande, teniendo en cuenta la realización de un bucle de circulación que necesita el empleo de diversas canalizaciones y racores. Además, dicha instalación presenta un volumen relativamente grande.

Para intentar remediar estos inconvenientes, la solicitud de patente EP 0 217 568 propone un dispositivo de filtración que comprende, en un cárter, una serie de elementos de filtración de forma tubular que se extienden paralelamente entre sí atravesando, de manera estanca, en cada uno de sus extremos una placa de posicionamiento. Los elementos de filtración comprenden cada uno al menos un canal de circulación para el fluido a tratar y aseguran la filtración de dicho fluido para obtener, en la superficie periférica de los elementos de filtración, la salida del filtrado que se recuperará en un volumen de recogida situado entre las placas de posicionamiento y el cárter. Uno de los extremos de los elementos de filtración desemboca en una cámara de comunicación que asegura la comunicación entre un circuito de ida y un circuito de retorno para el fluido a tratar que circula en dos series distintas de elementos de filtración. Este bucle de circulación integrado está unido externamente a una bomba de circulación para el fluido a tratar. Dicho dispositivo necesita, de este modo, un empalme con una bomba de circulación externa, lo que aumenta su coste de fabricación y su volumen.

La solicitud de patente WO 01/96 003 pretende proponer un dispositivo de filtración que integra en el bucle de circulación, una bomba de circulación. Dicho dispositivo de filtración comprende una pieza de separación montada en una primera cámara de comunicación en la que desemboca uno de los extremos de los elementos de filtración mientras el otro de los extremos de los elementos de filtración desemboca en una segunda cámara de comunicación. La turbina de una bomba de circulación está montada en el interior de la pieza de separación que divide las membranas en una primera y una segunda series que forman los circuitos de ida y de retorno de un bucle de circulación.

La segunda cámara de comunicación comprende la entrada y la salida para el fluido a tratar que atraviesa, bajo el efecto de la aspiración de la bomba, las membranas de una serie que forman el circuito de ida. La bomba impele al fluido que ha atravesado la primera serie hacia las membranas de la serie que forman el circuito de retorno.

Dicho dispositivo puede presentar un inconveniente en ciertas condiciones de funcionamiento. Partiendo del principio de que el valor de la pérdida de carga en cada circuito de ida o de retorno, debida a la velocidad de circulación del fluido, es igual a ?P, la bomba de circulación añade dos veces la pérdida de carga (circuito de ida y de retorno) al valor de la presión de alimentación Pa para asegurar la circulación del fluido en el bucle de circulación. La presión a la salida del circuito de ida, que corresponde también a la aspiración de la bomba de circulación, es igual a Pa - ?P. En el bombeo de retorno de la bomba de circulación, la presión es igual a Pa + ?P. Debe observarse que la presión en la aspiración es igual a Pa - ?P. También, en función de los valores de Pa y de ?P, dicha presión en la aspiración puede tomar un valor negativo, lo que significa que los elementos de filtración pueden aspirar el filtrado. De esto se deriva una pérdida inevitable de rendimiento en la cantidad de líquido filtrado.

Del mismo modo, la patente US 4 702 842 describe un aparato de filtración equipado con una entrada para el fluido a tratar, que está situada entre la salida de la bomba de circulación y la entrada del circuito de ida del bucle de circulación. Dicho aparato posee, de este modo, los mismos inconvenientes que el dispositivo de filtración descrito anteriormente. En efecto, teniendo en cuenta este principio, la presión del fluido en la entrada debe ser superior a la presión de salida de la bomba de circulación, lo que limita el funcionamiento de dicho aparato.

El objeto de la invención pretende, por lo tanto, remediar los inconvenientes de la técnica anterior proponiendo un dispositivo para la filtración tangencial de un fluido a tratar, diseñado para presentar un coste de fabricación reducido y un volumen limitado, al tiempo que conserva un caudal de filtración importante.

Para alcanzar dicho objetivo, el objeto de la invención se refiere a un dispositivo para la filtración tangencial de un fluido a tratar, que se distribuirá en un filtrado y en un retentado, comprendiendo el dispositivo, en un cárter:

1. Dispositivo para la filtración tangencial de un fluido a tratar, que se distribuirá en un filtrado y en un retentado, comprendiendo el dispositivo, en un cárter (2):