Aparato de filtración de membrana que incluye: un submódulo (2) de filtro del tipo que incluye uno o más haces alargados de fibras poliméricas semipermeables,

un colector (1) conectado de manera separable en un extremo del submódulo (2) de filtro, incluyendo dicho colector (1): una carcasa (3); una abrazadera (7); y al menos un collar (4) de conexión de submódulo conectado en comunicación de fluido con dicha carcasa (3), estando adaptado dicho collar (4) para alojar y ubicar dicho submódulo (2) teniendo un manguito (5) de conexión con una formación (6) de bloqueo, por lo que el submódulo (2) está sujeto en un extremo con el collar (4) mediante la abrazadera (7) adaptada para acoplar tanto dicho collar (4) como dicha formación (6) de bloqueo para evitar una retirada axial de dicho submódulo (2) respecto de dicho collar (4), en el que la abrazadera (7) está desviada elásticamente para permitir una contracción radial de la abrazadera (7), en el que la abrazadera puede acoplarse mediante bloqueo a presión con el submódulo (2) y el collar (4), y en el que la abrazadera es sustancialmente cilíndrica con una pared lateral dividida para definir bordes de pared opuestos una pieza (27) de base conectada de manera separable al otro extremo de dicho submódulo (2) de filtro

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a sistemas de colector de filtración de membrana. Más particularmente, la invención se refiere a sistemas de colector de filtración de membrana para filtros de membrana de fibra hueca que comprenden haces alargados de membranas de fibra hueca, en los que la alimentación que va a filtrarse se alimenta 5 al exterior de los haces de fibras y el filtrado se extrae desde el extremo o los extremos de las luces de las fibras. Los sistemas también incorporan preferiblemente una instalación de limpieza para limpiar periódicamente las superficies de alimentación de las fibras.

La invención se ha desarrollado principalmente para su uso en un sistema de filtración de membrana que está abierto a la presión atmosférica y se describirá a continuación con referencia a esta solicitud. Sin embargo, se 10 apreciará que la invención no se limita a este campo de uso particular.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA

Se usan colectores de filtración típicos de la técnica anterior en sistemas de filtración del tipo descrito anteriormente. Estos sistemas de filtración generalmente incluyen cartuchos tubulares alargados que encierran un haz de membranas de fibra hueca. Se usan disposiciones de colectores o cabezales para conectar los cartuchos, 15 habitualmente en uno o ambos extremos, actuando estos colectores para separar y desviar los respectivos flujos de la alimentación contaminada, el filtrado y el fluido de limpieza a través del sistema. A este respecto, los sistemas de flujo cruzado normalmente tienen dos colectores de alimentación (entrada y salida de recirculación) y uno o dos colectores de filtrado. En los sistemas de filtración de flujo cruzado de la técnica anterior, la corriente de alimentación que va a filtrarse fluye tangencialmente o a través de la superficie de la membrana. Esto genera una acción de 20 barrido en la superficie de la membrana, manteniendo la superficie más limpia. En cambio, los sistemas configurados para operaciones de extremo terminal utilizan sólo un colector de entrada de alimentación y un colector de salida de filtrado durante el modo de filtración. Además, estas disposiciones de colectores o cabezales de la técnica anterior se configuran a menudo para facilitar la construcción de dos o tres hileras de cartuchos dimensionales modulares. 25

Los sistemas de filtración de la técnica anterior, tal como se han descrito anteriormente, lo más frecuente es que estén cerrados a la atmósfera. En tales sistemas, el fluido que va a filtrarse, en lo sucesivo en el presente documento denominado alimentación, se alimenta a presión positiva a los filtros. Para que este tipo de sistema funcione de manera eficaz, los cartuchos de filtración tubulares alargados se encapsulan en carcasas herméticas. Tales carcasas se conectan entonces a un sistema de colector que separa la alimentación del filtrado y soporta la 30 carcasa hermética. El sistema de colector también puede servir para introducir fluido de limpieza al sistema de filtración.

Los sistemas de filtración de la técnica anterior, tal como se han descrito anteriormente, también pueden estar abiertos a la atmósfera. Normalmente, en tales sistemas, la alimentación se aspira a través de las membranas a presión negativa. Esto se consigue aplicando una presión negativa, o succión, al lado del filtrado de la membrana. 35 Tales sistemas tienden a emplear menos trabajos de infraestructura y capital en comparación con sistemas cerrados a la atmósfera ya que no requieren componentes que puedan contener presiones relativamente altas. Por ejemplo, no es necesario encapsular los cartuchos de filtración en carcasas herméticas individuales en sistemas abiertos a la atmósfera. Normalmente en estos sistemas, los cartuchos de filtración sustancialmente se sumergen meramente en un tanque abierto que contiene la alimentación. En tales sistemas es deseable proporcionar un colector apropiado 40 tanto para soportar los cartuchos de filtro como para permitir aspirar el filtrado del filtro al tiempo que se separa la alimentación del filtrado. De manera similar, al igual que en los sistemas cerrados, un colector de este tipo también puede servir para soportar un sistema de fluido de limpieza.

Los sistemas de filtración de la técnica anterior y sus cartuchos de filtración asociados indicados anteriormente son a menudo una compleja configuración de tuberías y piezas cuyo ensamblaje es difícil y lleva mucho tiempo. Además, 45 los propios componentes del sistema de colector de los sistemas de filtración de la técnica anterior son en sí mismos a menudo un conjunto complejo de piezas.

Los sistemas de filtración de la técnica anterior descritos anteriormente también requieren pruebas regulares para evaluar la integridad del sistema. Una falta de integridad puede deberse al fallo de las fibras de membrana hueca de filtración individuales, las juntas tóricas u otros componentes del sistema. Las pruebas de integridad requieren a 50 menudo la retirada de o bien componentes individuales del sistema o bien de los cartuchos de filtración. Esta retirada a menudo es difícil en los colectores de filtración típicos de la técnica anterior. Además, tal como se comentó anteriormente, los colectores de filtración típicos de la técnica anterior pueden contener muchas piezas complejas. De ello se desprende que las pruebas de integridad de estas piezas también pueden llevar mucho tiempo.

Ejemplos de disposiciones de filtros de la técnica anterior se dan a conocer en los documentos WO 91/16124, WO 91/16124 y EP 1052012.

El documento WO 91/16124 da a conocer una estructura de filtros microporosos modulares ensamblada a partir de cartuchos de filtro sustituibles alojados dentro de un conjunto de cartuchos de filtro conectados en los extremos opuestos por medio de cabezales simétricos. Los cabezales incluyen un tubo dentro de una estructura de tubos, por 5 lo que están adaptados para conducir un primer y un segundo fluido de manera independiente a ambos cabezales adyacentes, interconectados de manera similar, y al interior y fuera de los cartuchos de filtro a los que está conectado cada cabezal en ambos extremos de cada cartucho. Los colectores incluyen un tubo similar dentro de una estructura de tubos que les permite conectarse a los extremos de filas de cabezales interconectados, por lo que puede construirse un banco de filtros modular de dimensión y capacidad indefinidas. Puede instalarse un conjunto 10 de válvulas en cada cabezal, por lo que el paso de uno de los dos fluidos que pueden conducirse desde el conjunto de cartuchos de filtro al cabezal puede aislarse respecto de los otros conductos de cabezal de modo que puede evitarse de manera selectiva una contaminación de la salida desde los cabezales adyacentes.

El documento WO 96/41676 da a conocer un filtro que comprende una hilera de haces de tubos de filtro de extremo abierto, cada uno alojado dentro y extendiéndose a lo largo de la longitud de un tubo de soporte. Se disponen juntas 15 de estanqueidad de tubo de filtro en cada extremo de cada tubo de soporte de manera que los tubos de filtro se extienden a través de las mismas, evitando las juntas de estanqueidad un flujo axial a través de los extremos de los tubos de soporte salvo a través de los tubos de filtro. Una carcasa tubular aloja cada uno de los tubos de soporte, comunicándose al menos dos conductos con aberturas en cada carcasa. Juntas de estanqueidad anulares separadas axialmente, ubicadas entre cada tubo de soporte y la carcasa asociada, dividen el espacio definido entre 20 el tubo de soporte y la carcasa en regiones separadas axialmente que se comunican con respectivos conductos. Unas aberturas en los tubos de soporte se comunican con respectivos conductos a través de los espacios entre la carcasa y los tubos de soporte. Una de las aberturas en cada tubo de soporte se comunica con los extremos abiertos de los tubos de filtro, y la otra se comunica con el espacio dentro del tubo de soporte alrededor de los tubos de filtro y entre las juntas de estanqueidad de los tubos de filtro. Las carcasas tienen tapas separables que cuando 25 se separan dejan aberturas alineadas axialmente con los tubos de soporte para permitir la inserción y la retirada de los tubos de soporte en la dirección axial. Las tapas pueden ser transparentes para permitir una inspección visual del flujo dentro de los tubos de soporte, y las carcasas pueden incorporar tapones deslizantes para permitir el aislamiento selectivo de haces de tubos individuales.

El documento EP 1052012 da a conocer un cartucho de membrana de filamento hueco que comprende...

1. Aparato de filtración de membrana que incluye:

un submódulo (2) de filtro del tipo que incluye uno o más haces alargados de fibras poliméricas semipermeables,

un colector (1) conectado de manera separable en un extremo del submódulo (2) de filtro, incluyendo dicho 5 colector (1):

una carcasa (3);

una abrazadera (7); y

al menos un collar (4) de conexión de submódulo conectado en comunicación de fluido con dicha carcasa (3), estando adaptado dicho collar (4) para alojar y ubicar dicho submódulo (2) teniendo un 10 manguito (5) de conexión con una formación (6) de bloqueo, por lo que el submódulo (2) está sujeto en un extremo con el collar (4) mediante la abrazadera (7) adaptada para acoplar tanto dicho collar (4) como dicha formación (6) de bloqueo para evitar una retirada axial de dicho submódulo (2) respecto de dicho collar (4), en el que la abrazadera (7) está desviada elásticamente para permitir una contracción radial de la abrazadera (7), en el que la abrazadera puede acoplarse mediante 15 bloqueo a presión con el submódulo (2) y el collar (4), y en el que la abrazadera es sustancialmente cilíndrica con una pared lateral dividida para definir bordes de pared opuestos

una pieza (27) de base conectada de manera separable al otro extremo de dicho submódulo (2) de filtro.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicho collar (4) tiene un asiento (15) escalonado 20 interno para acoplarse mediante apoyo con dicho extremo de dicho submódulo (2).

3. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha pared (12) lateral tiene una parte superior y una parte inferior.

4. Aparato según la reivindicación 3, en el que dicha abrazadera (7) incluye un reborde (14) circunferencial inferior dirigido radialmente hacia dentro adyacente a la parte inferior de dicha pared (12) 25 lateral para acoplarse mediante apoyo con dicho reborde (6) dirigido radialmente hacia fuera formado en dicho manguito (5).

5. Aparato según la reivindicación 3 o la reivindicación 4, en el que dicha pared lateral incluye un reborde (13) circunferencial superior dirigido radialmente hacia dentro en o adyacente a la parte superior de dicha pared (12) lateral para acoplarse mediante apoyo con un escalón (8) complementario en dicho collar 30 (4).

6. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que dicha abrazadera (7) incluye proyecciones (40; 41) en dicha pared (12) lateral adyacentes a dichos respectivos bordes opuestos.

7. Aparato según la reivindicación 6, en el que dichas proyecciones (40) se extienden longitudinalmente desde dicho reborde (13) superior. 35

8. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en el que dicho reborde (13) superior es parcialmente circunferencial.

9. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha abrazadera (7) puede conectarse de manera articulada a dicho collar (4).

10. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha abrazadera (7) es 40 mutuamente intercambiable con dicho collar (4).

11. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha abrazadera (7) está adaptada para acoplarse mediante bloqueo circunferencial perfectamente centrado con dicho collar (4).

12. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende cuatro collares 45 (4) de conexión de submódulo.

13. Aparato según la reivindicación 12, en el que dichos collares (4) están dispuestos en un plano común y tienen ejes paralelos.

14. Aparato según la reivindicación 12 o la reivindicación 13, en el que un extremo de dicha carcasa (3) es adyacente a cada collar (4) y un eje de dicha carcasa (3) es paralelo a los ejes de dichos collares (4).

15. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que el colector está adaptado para su conexión a un conducto (28) de filtrado permitiendo la comunicación de fluido entre dicho colector (26) y dicho conducto (28) de filtrado y dicha pieza (27) de base está adaptada para su conexión a un 5 conducto (11) de fluido de limpieza permitiendo la comunicación de fluido entre dicha pieza (27) de base y dicho conducto (11) de fluido de limpieza, en el que dichos collares (4) están configurados para permitir la colocación de dicho conducto (11) de fluido de limpieza al menos parcialmente entre dos pares de dichos collares (4).

16. Aparato (25) de filtración de membrana según la reivindicación 15, en el que dicha pieza (27) de 10 base es dicho colector (1) de filtración de membrana.

17. Aparato (25) de filtración de membrana según la reivindicación 15 o la reivindicación 16, en el que dicha pieza (27) de base incluye una tapa (20) separable para su acoplamiento mediante sellado hermético a los fluidos con un extremo de dicha carcasa (3).

18. Banco (29) de aparatos de filtración de membrana que incluye: 15

una pluralidad de aparatos (25) de filtración de membrana según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17;

un conducto (28) de filtrado conectado a al menos un aparato (25) de filtración de membrana; y

un conducto (11) de fluido de limpieza conectado a al menos un aparato (25) de filtración de membrana.

19. Banco (29) de aparatos de filtración de membrana según la reivindicación 18, en el que dichos 20 aparatos (25) de filtración de membrana están dispuestos en una posición vertical, estando dicho conducto (28) de filtrado proximalmente por encima de dichas piezas (26) de cabezal y estando dicho conducto (11) de fluido de limpieza proximalmente por encima de dichas piezas (27) de base.

20. Banco (29) de aparatos de filtración de membrana según la reivindicación 19, en el que dicho conducto (11) de fluido de limpieza está dispuesto al menos parcialmente entre dos pares de collares (4) de 25 submódulo y está en comunicación de fluido con dicha carcasa (3).

21. Banco (29) de aparatos de filtración de membrana según una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20, en el que dicho conducto (11) de fluido de limpieza está en comunicación de fluido con dicha pieza (27) de base a través de una abertura en dicho conducto (11) de fluido de limpieza para permitir que un fluido de limpieza pase desde dicho conducto (11) de fluido de limpieza a dichos submódulos (2) a través 30 de dicha pieza (27) de base.

22. Banco (29) de aparatos de filtración de membrana según una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21, en el que dicha carcasa (3) está en comunicación de fluido con dicho conducto (28) de filtrado.

23. Hilera de aparatos de filtración de membrana que incluye una pluralidad de bancos (29) de aparatos de filtración de membrana según la reivindicación 22 conectados en paralelo mediante un 35 conducto (32) de filtrado para la hilera.

24. Hilera de aparatos de filtración de membrana según la reivindicación 23, en el que dicha hilera está adaptada para su inserción en un tanque (31) de alimentación abierto.

25. Tren de hileras de aparatos de filtración de membrana que comprende:

un conducto (33) para el tren; y 40

una pluralidad de hileras de aparatos de filtración de membrana según la reivindicación 23 o la reivindicación 24 conectadas en comunicación de fluido con dicho conducto (33) para el tren.