ES2574081T3

ES2574081T3 - Sistemas de filtración con junta anular dividida radialmente

Info

Publication number: ES2574081T3
Application number: ES10823952.6T
Authority: ES
Inventors: Curtis J. Elwell; Frederick K. Lesan; Victor Verbeek; Peter F. Metcalfe
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2009-10-12
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2016-06-14
Anticipated expiration: 2030-10-12
Also published as: WO2011046944A1; EP2488284A4; CN102781556A; JP5733334B2; JP2013507243A; AU2010306996A1; JP2013150986A; EP2488284B1; KR20120096486A; CN102781556B; JP5310955B2; IL218278A0; IL218278A; EP2488284A1; AU2010306996B2

Abstract

Un método de sellado de un elemento de membrana en espiral (11) configurado para ser insertado en una carcasa cilíndrica (10) de un sistema de filtración, caracterizado por proporcionar al menos un anillo de estanqueidad dividido (30, 60) en una muesca (16) localizadas sobre una superficie exterior de una placa de sellado (12) del elemento de membrana en espiral (11), en el que el anillo de estanqueidad dividido (30, 60) tiene un diámetro exterior (34) que excede del diámetro de una superficie interior de la carcasa cilíndrica (10), en el que el anillo de estanqueidad dividido (30, 60) está construido a partir de un material no-elastomérico seleccionado de un grupo que consta de polímeros duros y/o endurecidos, metal y cerámica; e insertar el anillo de estanqueidad dividido (30, 60) en la carcasa cilíndrica (10), en el que la inserción del anillo de estanqueidad dividido (30, 60) incluye una etapa de comprimir el al menos un anillo de estanqueidad dividido (30, 60), en el que un intersticio (32) en el anillo de estanqueidad dividido (30, 60) tiene una anchura seleccionada para permitir que un elemento anular en el anillo de estanqueidad dividido (30, 60) se deforme en respuesta a la etapa de compresión suficiente para permitir que el al menos un anillo de estanqueidad dividido (30, 60) ajuste dentro de la carcasa cilíndrica (10), y en el que una porción del intersticio (32) en el anillo de estanqueidad dividido (30, 60) permanece abierto cuando la placa de sellado (12) está localizada dentro de la carcasa cilíndrica (10).

Description

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DESCRIPCION

Sistemas de filtracion con junta anular dividida radialmente Antecedentes de la invencion Campo de la invencion

La presente invencion se refiere, en general, a un metodo de sellado de un elemento de membrana en espiral de acuerdo con la reivindicacion 1 y a un sistema de filtracion que comprende elementos de membrana en espiral de acuerdo con la reivindicacion 7.

Descripcion de la tecnica relacionada

Ciertos tipos de sistemas de filtracion utilizados parta eliminar contaminantes qmmicos y organismos del agua comprenden uno o mas sistemas de filtracion que estan sellados dentro de un cerramiento. El cerramiento puede comprender una lata, un tambor y/o un tubo. En particular, los sistemas de filtracion utilizados para tratamiento de agua a gran escala pueden incluir una serie de elementos que se conectan entre sf dentro de una estructura similar a un tubo y que dirigen un flujo de entrada de agua contaminada o impura a traves de un material de filtro o sobre un tubo o canal de flujo de salida. En el ejemplo mostrado en la figura 1, el elemento de filtracion 11en un sistema de filtracion de membrana en espiral comprende una estructura de membrana que esta arrollada en una espiral. En la figura 1, una lamina de soporte de permeado 18 esta laminada dentro de una envolvente de una lamina de filtracion de membrana 19 y capas adyacentes estan separadas por espaciadores de alimentacion 101 y encerrados tipicamente dentro de una carcasa o arrollamiento duro para prevenir la fuga del flujo de entrada y para proporcionar un grado de estabilidad y resistencia mecanicas al elemento de filtracion 11. Unos elementos de filtracion, tales como elemento de filtracion de membrana en espiral 11, estan proporcionados tipicamente en una forma sustancialmente cilmdrica y uno o mas elementos de filtracion 11 pueden estar instalados extremo-a-extremo dentro de una carcasa 10 (como se muestra en la figura 1C). Un fluido de flujo de entrada 140 esta introducido a traves una entrada bajo presion en un extremo del sistema, y entra en el sistema de filtracion 11 por un extremo 140 y, despues de pasar a traves de la membrana 19, sale o bien como una corriente de permeado 143, tfpicamente a traves de un tubo o canal central 13, o como una corriente de concentrado 144, que sale desde el dispositivo de filtracion de membrana. El tubo central 13 esta tfpicamente coaxial con el cerramiento 10 y esta acoplado o conectado de otra manera con la membrana 19 de una manera que permite la recogida del permeado 143. El permeado 143 puede circular desde el sistema en una direccion.

Estos elementos de filtracion funcionan como filtros de membrana. A diferencia de los sistemas de filtracion de modo de carga, el sistema de filtracion descrito opera como un proceso continuo de estado estable. Como tal, el total de todo el material que entra en la corriente de alimentacion 16 es sustancialmente igual a la suma de todo el material que abandona el dispositivo de filtracion en las dos corrientes de salida 143 y 144. Tales sistemas se pueden utilizar en aplicaciones que suministran agua potable, agua residual limpia o tratada y/o agua de tormentas, agua extrafda de lodo, y/o agua desalada tal como agua del mal; en estas aplicaciones, la corriente de permeado diluida 143 es el producto principal del sistema. A la inversa, la corriente de concentrado 144 puede proporcionar el producto principal donde el objetivo es recuperar o concentrar un soluto valioso.

Los elementos de membrana en espiral 11 se utilizan como un medio de empaquetadura de lamina plana, membrana de osmosis inversa 19 en aplicaciones de separacion utiles. Estos elementos son cargados tfpicamente extremo a extremo en una carcasa cilmdrica como se muestra en la figura 1C. El flujo de alimentacion de proceso 140 es introducido en un extremo de la carcasa y fluye axialmente 141 a traves del elemento 11, con cierta porcion 142 pasando a traves el medio de filtro 19 hasta un canal central de recogida o sistema de tubena 13 desde el que es proporcionado como un flujo de salida 143. El remanente concentrado 144 es conducido desde el primer elemento 11 hasta un segundo elemento 11 y asf sucesivamente. El concentrado 144 extrafdo desde el sistema puede ser procesado externamente y/o reciclado a traves del sistema sobre la base de la configuracion y la funcion del sistema, Es necesario proporcionar un mecanismo de sellado entre elementos espirales 11 sucesivos que asegura que la corriente de concentrado 144 desde el primer elemento 11 pase como una corriente de alimentacion 140 hasta el elemento de filtracion de membrana en espiral 11 siguiente.

El mecanismo de sellado puede ser realizado utilizando placas de sellado 12 (mostradas con mas detalle en la figura 18) que estan fijados a cada extremo de cada elemento en espiral 11. En sistemas convencionales, se colocan juntas de estanqueidad elastomericas en una muesca 16 localizada sobre un borde externo de la placa de junta de estanqueidad 12, para prevenir el escape de fluido dentro de un espacio entre el elemento 11 y la carcasa o contenedor 10. Unos acoplamientos 130 conectan canales centrales 13 sucesivos, que estan sellaos tambien tfpicamente utilizando juntas de estanqueidad elastomericas.

Una junta de estanqueidad 120 adicional puede requerirse entre el elemento en espiral 11 y la pared interior de la carcasa cilmdrica 10 para dirigir el flujo 140 dentro del propio elemento 11 en lugar el espacio anular entre el elemento 11 y la carcasa 10. Si el flujo 140 no fuera dirigido principalmente dentro de la estructura del elemento, se

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reducina la velocidad del flujo de alimentacion sobre la lamina de membrana, lo que impactana sobre el rendimiento de separacion de la lamina de membrana. Los sistemas convencionales proporcionan una junta de estanqueidad elastomerica en una depresion ranurada convencional 16 localizada sobre la superficie exterior de una placa de junta de estanqueidad 12, como se muestra en seccion en la figura 2A. Una junta de estanqueidad elastomerica 25 utiliza comunmente esta configurada en forma de copa como se muestra en la figura 2B que crea una junta de estanqueidad efectiva, pro requiere que se inerte en el elemento en la carcasa en una direccion, ya que la junta de estanqueidad no puede ser empujada en direccion inversa. Una junta de estanqueidad elastomerica simetrica tal como una junta torica 26 podna utilizarse dentro de la muesca de placa de junta de estanqueidad de elementos, como se muestra en la figura 2C. Esto permite el movimiento en cualquier direccion, pero se basa en una cantidad mayor de deformacion de la junta de estanqueidad elastomerica con el fin de funcionar como una junta de estanqueidad efectiva. Esto da lugar a una fuerza mayor necesaria para insertar el elemento en la carcasa cilmdrica y es la principal razon para la preferencia de la junta de estanqueidad elastomerica configurada en forma de copa.

El documento US 4.189.161 A describe un anillo de sellado dividido que tiene un intersticio que incluye caras interior y exterior, lados superior e inferior y una junta anular bi-direccional definida por un cuerpo anular dividido en el intersticio. La junta incluye una pareja de elementos que se proyectan circunferencialmente. Los elementos en proyeccion definen superficies de sellado dirigidas opuestas, desviadas circunferencialmente. Las superficies de sellado estan inclinada y convergen hacia la cara circunferencial exterior del anillo. Las superficies de sellado estan espaciada tambien en la cara circunferencial exterior del anillo. Las superficies de sellado de un extremo del cuerpo anular sellan contra y forman una junta de estanqueidad con las superficies de sellado dirigidas opuestas sobre el otro extremo del cuerpo de anillo cuando el intersticio en el anillo esta cerrado.

El documento US 6.656.362 B1 describe un elemento de membrana en espiral de osmosis inversa que incluye una pluralidad de membranas de osmosis inversa que estan configuradas en forma de bolsa, miembros de paso de ifquido permeado dispuestos dentro de las membranas de osmosis inversa, y una pluralidad de miembros de paso de lfquido de alimentacion interpuestos entre las membranas de osmosis inversa, estando arrolladas estas membranas y miembros de paso alrededor de una superficie exterior de un tubo hueco de tal manera que solo los interiores de las membranas de osmosis inversa se comunican con taladros pasantes formaos en la superficie del tubo hueco. Cada uno de los miembros de paso de lfquido de alimentacion es un miembro de malla que tiene series de mallas cuadrilaterales formadas por una pluralidad de miembros lineales que se cruzan entre sf. Dos puntos de cruce opuestos fuera de los cuatro puntos de cruce de cada una de las mallas cuadrilaterales estan en lmea en paralelo con una direccion axial del tubo hueco.

El documento US 6.224.767 B1 describe un conjunto de elementos de separacion de fluido que comprende un elemento de separacion de fluido que tiene una unidad de membrana y un material de arrollamiento formado alrededor de la unidad de membrana, una placa anti-telescopica fijada al menos a un extremo del elemento de separacion de fluido en una condicion libre para ser separada, y un miembro de junta de estanqueidad de agua de alimentacion para prevenir que el agua de alimentacion se fugue a traves de un intersticio entre el elemento de separacion de fluido y a placa anti-telescopica. La unidad de membrana esta formada por una membrana de separacion, un material de soporte de permeado y un material de soporte de alimentacion que estan arrollados en espiral alrededor de un tubo de recogida de permeado. Proporcionando la placa anti-telescopica de forma separable, cuando la membrana de separacion ha alcanzado su vida util, es posible reutilizar otros miembros. Proporcionando el miembro de junta de estanqueidad de agua de alimentacion, es posible asegurar un diametro grande del elemento de separacion de fluido asf como prevenir adecuadamente la fuga de agua de alimentacion dentro de un intersticio entre un recipiente de presion y el elemento de separacion de fluido, incrementando de esta manera la cantidad de agua tratada y mejorando la calidad del agua tratada.

El documento US 2003/192821 A1 se refiere a una construccion de cartucho de filtracion arrollada en espiral que incluye un cartucho posicionado dentro de un cilindro exterior solido que, a su vez, esta posicionado dentro de un cilindro exterior solido que, a su vez, esta posicionado dentro de una carcasa solida. El flujo que fluye dentro del espacio entre el cilindro exterior y la carcasa es controlado por una construccion de anillo o cinta flexible. La construccion de cinta incluye taladros perifericos exteriores, cuyos tamanos y numero se ajustan para determinar el flujo de desviacion.

El documento WO 89/04890 A1 describe una lamina ngida, no porosa para uso con un elemento de filtracion de membrana arrollada en espiral que permite un flujo de desviacion controlado entre el lado exterior del elemento y el interior de una carcasa de presion de cierre, manteniendo al mismo tiempo la propiedades mecanicas estructurales y las tolerancia de apriete sobre el diametro exterior del elemento permitiendo la instalacion y la retirada faciles del cartucho.

Breve sumario de la invencion

Una junta de estanqueidad radial para un sistema de filtracion comprende uno o mas elementos anulares (anillos) que tienen una circunferencia exterior y una circunferencia interior y un espesor. Cada elemento anular puede tener un diametro de la circunferencia interior que ajusta en una muesca en una superficie exterior de una placa de sellado

y cada elemento anular tiene un diametro de la circunferencia exterior seleccionado para que sea mayor que el diametro de una superficie interior de una carcasa cilmdrica que recibe la placa de junta de estanqueidad. Un intersticio en el elemento anular del anillo centrado a lo largo de un radio del al menos un elemento anular tiene una anchura seleccionada para permitir que el elemento anular se deforme suficientemente para permitir la insercion de 5 al menos un elemento anular en la carcasa cilmdrica.

Los diametros interior y exterior de los elementos anulares (anillos) y la anchura del intersticio se pueden seleccionar para obtener un ajuste estrecho entre la circunferencia exterior del al menos un elemento anular y la superficie interior de la carcasa cilmdrica. El ajuste estrecho se mantiene por una fuerza de recuperacion reactiva a la compresion del elemento anular, estando relacionada la magnitud de la fuerza de recuperacion con la anchura del 10 intersticio y los materiales utilizados para fabricar el al menos un elemento anular. La anchura del intersticio se puede seleccionar para permitir un grado controlado de fuga cuando se instala un elemento anular en la muesca y se inserta la placa de junta de estanqueidad en la carcasa cilmdrica.

En algunas formas de realizacion, la junta de estanqueidad utilizada de acuerdo con la presente invencion comprende dos o mas elementos anulares configuraos de tal manera que los intersticios de los elementos anulares 15 estan desalineados cuando los elementos anulares estan instalados en la muesca, reduciendo al mmimo la fuga en funcionamiento. Un sistema de registro incluye un elemento de registro que coopera con un elemento de registro del otro elemento anular para asegurar la desalineacion de los intersticios de la pareja de elementos anulares. El sistema de registro puede comprender un elemento elevado proporcionado sobre una superficie de uno de la pareja de elementos anulares que ajusta en el intersticio de un elemento anular adyacente y/o un elemento elevado 20 previsto sobre una superficie de uno de una pareja de elementos anulares que ajusta en una muesca prevista sobre una superficie de un elemento anular adyacente.

Se proporcionan metodos para sellar un elemento de membrana en espiral insertado en una carcasa cilmdrica de un sistema de filtracion. Un metodo de acuerdo con ciertos aspectos de la invencion incluye las etapas de proporcionar al menos una anillo de estanqueidad dividido en una muesca localizada sobre una superficie exterior de una placa 25 de junta de estanqueidad del elemento de membrana en espiral, insertar el anillo de estanqueidad dividido en la carcasa cilmdrica, donde la insercion el anillo de estanqueidad incluye una etapa de compresion del al menos un anillo de estanqueidad dividido.

Descripcion de los dibujos

Las figuras 1A-1C ilustra un sistema de filtracion que incluye una pluralidad de elementos de filtracion sellados.

30 La figura 2A muestra una muesca proporcionada en una placa de junta de estanqueidad y las figuras 2B-2C muestran juntas de estanqueidad elastomericas de la tecnica anterior proporcionada en la muesca de la figura 2A.

La figura 3A muestra un elemento de junta de estanqueidad utilizado de acuerdo con ciertos aspectos de la invencion.

La figura 3B muestra un perfil del elemento de sellado de la figura 3A,

35 Las figuras 4A y 4B muestran, en seccion transversal, uno o mas elementos de sellado utilizados de acuerdo con ciertos aspectos de la invencion previstos en la muesca de una placa de junta de estanqueidad.

Las figuras 5A-5D muestran ejemplos de anillos de estanqueidad divididos con una variedad de perfiles del intersticio utilizados de acuerdo con ciertos aspectos de la invencion.

La figura 6 muestra una vista de la seccion transversal del anillo de estanqueidad dividido adecuado para instalacion 40 en una muesca de una placa de junta de estanqueidad utilizada de acuerdo con la presente invencion.

Las figuras 7A-7C muestran ejemplos de juntas de estanqueidad que tienen perfiles de intersticios compuestos utilizados de acuerdo con ciertos aspectos de la invencion.

Descripcion detallada de la invencion

A continuacion se escribiran formas de realizacion de la presente invencion en detalle con referencia a los dibujos, 45 que se proporcionan como ejemplos ilustrativos para permitir a los tecnicos en la materia practicar la invencion. Notablemente, las figuras y ejemplos siguientes no deben entenderse para limitar el alcanza de la presente invencion a una sola forma de realizacion, sino que son posibles otras forma de realizacion por medio de intercambio de algunos o todos los elementos escritos o ilustrados. Done sea conveniente, se utilizaran los mismos signos de referencia a traves de todos los dibujos para referirse a las mismas partes o partes similares. Donde ciertos 50 elementos de estas formas de realizacion pueden ser parcial o totalmente implementados utilizando componentes conocidos, solamente se describiran aquellas porciones de tales componentes conocidos que son necesarias para una comprension de la presente invencion, y se omitiran las descripciones detalladas de otras porciones de tales componentes conocidos para no oscurecer la invencion. En la presente memoria descriptiva, una forma de

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realizacion que muestra un componente individual no debena considerarse como limitacion, mas bien la invencion esta destinada para comprender otras formas de realizacion que incluyen una pluralidad del mismo componente y viceversa, si no se indica otra cosa expresamente aqm. Ademas, los solicitantes no pretenden que a ningun termino de la memoria descriptiva o de las reivindicaciones sea asignado un significado poco comun o especial, a no ser que se indica explfcitamente como tal.

Ciertas formas de realizacion de la invencion utilizan un elemento de junta de estanqueidad para sistemas de filtracion. La junta de estanqueidad descrita actualmente puede ser construida con dimensiones que le permitan servir como un sustituto de juntas de estanqueidad elastomericas convencionales, incluyendo juntas toricas, cintas y juntas de estanqueidad de copa en U y similares. Con referencia de nuevo a las figuras 1A-1C, ciertas forma de realizacion utilizadas en la invencion comprenden un anillo de estanqueidad dividido que puede ser montado en una placa de sellado convencional 12, en una muesca radial 16 que recibina en otro caso una junta de estanqueidad elastomerica convencional. Como se describira con mas detalle a continuacion, el anillo de estanqueidad dividido descrito actualmente esta constituido tfpicamente utilizando materiales seleccionados para rigidez, elasticidad, inercia, capacidad para resistir rangos de temperaturas operativas, capacidad para resistir presiones operativa y coeficiente de friccion con materiales utilizados en la construccion de un sistema de filtracion (por ejemplo, la superficie interior de la carcasa 10). Los materiales se pueden seleccionar de acuerdo con la aplicacion y, por ejemplo, las juntas de estanqueidad construida de acuerdo con ciertos aspectos utilizados en la invencion se pueden utilizar en sistemas de filtracion de 8 pulgadas o de 16 pulgadas, en los que las juntas de estanqueidad convencionales son incapaces de resistir las presiones del agua implicadas.

Como se describe aqm, el anillo de estanqueidad dividido 30 (ver las figuras 3A y 3B) esta formado de un polfmero sustancialmente no compresible y se puede colocar en una muesca 16 de una superficie exterior de una placa de sellado 12. El anillo de estanqueidad dividido 30 tiene un intersticio 32 en su elemento anular y la forma anular se puede deformar bajo presion aplicando una fuerza que cierra el intersticio 32. Tal fuerza se aplica cuando la placa de sellado 12, con junta de estanqueidad 20 instalada, es insertada en una carcasa 10. La junta de estanqueidad 30 actua como un muelle, provocan que una superficie exterior del anillo 30 cree una superficie hermetica con una superficie interior de la carcasa 10. Alguna porcion del intersticio 32 en el anillo de estanqueidad dividido 30 permanece abierta cuando la placa de sellado 12 esta localizada dentro de la carcasa 10. De acuerdo con la presente invencion, tal intersticio es ventajoso porque, si esta dimensionado de forma adecuada, el intersticio 32 puede limitar y/o igualar las diferencias de la presion en cada lado del anillo de estanqueidad dividido 30. No obstante, en ciertas formas de realizacion, se desea una junta de estanqueidad mas estanca al agua y se puede colocar un segundo anillo de estanqueidad dividido 30 en la muesca 16, de tal manera que los intersticios 32 en las juntas de estanqueidad 30 estan desviados. Otras variaciones sobre el ultimo tema se describiran con mas detalle aquf

Las figuras 3A-3B y 4A-4B se refiere a un ejemplo sencillo de una junta de estanqueidad utilizada en ciertos aspectos de la invencion. El anillo de estanqueidad dividido de las figuras 3A-3B y 4A-4b se puede montar en una porcion exterior 40 de una placa de sellado 12 y/o se puede utilizar para crear una junta de estanqueidad entre elementos concentricos, tfpicamente entre superficies sustancialmente cilmdricas de los elementos. La junta de estanqueidad 30 se puede utilizar como una sustitucion para juntas de estanqueidad elastomericas convencionales. Por ejemplo, las dimensiones del anillo ngido 30 pueden estar configuradas para permitir que el anillo 30 sustituya a una junta torica convencional o juntas de copa en U comunmente instaladas en muescas radiales 16 en placas de sellado 12 de elementos de filtracion de membrana en espiral. La anchura 38 del anillo de estanqueidad dividido 30 puede estar seleccionada para permitir colocar un numero deseado de juntas de estanqueidad 30 en la muesca 16 de placas de sellado 12 existentes. La figura 4A muestra una forma de realizacion utilizada en la presente invencion, en la que una junta de estanqueidad 420 individual esta depositada en la muesca 42, mientras que la figura 4B se refiere a una forma de realizacion utilizada en la presenta invencion, en la que dos anillos 421 y 422 estan previstos dentro de la muesca 42. El anillo de estanqueidad dividido 30 puede utilizarse tambien en aplicaciones mas exigentes, en las que, por ejemplo, la junta de estanqueidad 30 puede estar sometida a altas temperaturas y/o altas presiones, o en las que la presencia de agentes causticos requiere el uso de un material de sellado no reactivo. En un ejemplo, las presiones dentro de un sistema de filtracion de membrana en espiral pueden excluir el uso de ciertas juntas de estanqueidad elastomericas convencionales. Las juntas de estanqueidad elastomericas utilizadas comunmente en sistemas de membrana en espiral de cuatro pulgadas de diametro no se pueden escalar para operar en sistemas de 8 pulgadas o 16 pulgadas, debido al incremento de las presiones operativas y debido a la dificultad creciente para la instalacion y retirada de elementos sellados causada por las fuerza de friccion incrementadas exponencialmente atribuibles al incremento en la zona de contacto de la junta de estanqueidad elastomerica convencional con una carcasa 10.

Ciertas formas de realizacion de la invencion utilizan un anillo de estanqueidad dividido ngido 30 adecuado para uso en sistemas de filtracion. Las placas de sellado son generalmente de forma circular, algo parecidas a una rueda, y estan configuradas para insercion en una carcasa cilmdrica 10. Una porcion 40 de la placa de sellado 12 tiene una superficie46, dirigida radialmente hacia el exterior, proxima y en contacto con una superficie interior el cerramiento 44. Las placas de sellado 40 producidas actualmente incluyen tfpicamente una muesca 42 en la superficie dirigida externamente de la placa de sellado 40. Un anillo de estanqueidad 420-422 construido puede ser instalado en dicha

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muesca 62 de la placa de sellado 42. Antes de la insercion, el anillo ngido puede ser girado tipicamente en cualquier direccion alrededor del eje 14 de la placa de sellado 12 (ver las figuras 1A-1C) y el intersticio 32 puede estar orientado y/o alineado con una caractenstica de la placa de sellado 12 o carcasalO, como se desee. La placa de sellado 12 con junta de estanqueidad 30 puede ser insertada en cualquier extremo de una carcasa cilmdrica 10 y se puede mover a lo largo del eje de la carcasa cilmdrica 10 en cualquier direccion. Se apreciara que la junta de estanqueidad 30 puede tener un revestimiento u otro tratamiento de la superficie que proporciona un coeficiente deseado de friccion. La junta de estanqueidad 30 puede estar configurada para ajustar en una placa de sellado 12 que tiene una forma no-circular y algunas juntas de estanqueidad 30 pueden utilizarse con placas de sellado de diferentes formas, por ejemplo placas de sellado circulares y ovaladas, o una placa de sellado algo asimetrica. En un ejemplo, la junta de estanqueidad 30 puede estar instalada en una muesca 16 sobre una superficie de radio decreciente (no mostrada) y el anillo de estanqueidad 30 puede tener una seccion transversal que sigue la forma de una superficie de la placa de sellado 12 y/o la carcasa 10.

El anillo de estanqueidad esta construido a partir de un material no elastomerico que mantiene sustancialmente su forma de la seccion transversal (por ejemplo, la figura 3B) bajo presion y cuando se aplica radialmente una fuerza de compresion al elemento anular. Bajo compresion, el intersticio 32 en el anillo de estanqueidad se reduce cuando se aplica una fuerza de compresion radial al anillo de estanqueidad y el anillo de estanqueidad esta configurado y construido tfpicamente con elasticidad suficiente para resistir el cierre del intersticio 32 y para recuperar su forma anular original en reposo cuando se retiran las fuerzas de compresion. Se utilizan polfmeros duros y/o endurecidos para construir el anillo de estanqueidad. Se apreciara que las juntas de estanquidad elastomericas convencionales incrementan al maximo las capacidades de sellado mediante deformacion bajo compresion, de tal manera que cambia el area de la seccion transversal de la junta de estanqueidad elastomerica. Sin embargo, la deformacion de las juntas de estanqueidad elastomericas convencionales bajo presion pueden limitar el movimiento de la placa de sellado 12 y el conjunto de sellado dentro de la carcasa 10 en una sola direccion. La deformacion de una junta de estanqueidad de copa elastomerica 24 convencional (ver la figura 2B) durante la insercion crea tfpicamente una resistencia muy grane al movimiento en una direccion inversa debido a la orientacion de las patas de la copa en U. La fuerza requerida para superar la resistencia de las juntas de estanqueidad elastomericas convencionales es a menudo insuperable si provocar la destruccion de estas juntas de estanqueidad. Por lo tanto, un elemento de filtracion 11 en un sistema de filtracion de varios elementos montado (ver las figuras 1A-1C), cuando se monta con junta de estanqueidad de copa 23 convencionales y se inserta en una carcasa 10 en una direccion, solamente se puede retirar practicamente forzando los elementos completamente a traves de la carcasa en la misma direccion que se utilizo para la insercion. La deformacion de una junta torica 26 incrementa tfpicamente el area de la superficie de la junta de estanqueidad 26 en contacto con el cerramiento 10. Por lo tanto, una estructura de elementos multiples montados (ver las figuras 1A-1C), cuando se monta con juntas toricas 26 y se inserta en una carcasa, requiere una fuerza significativa para insertar y retirar los elementos de la carcasa.

En contraste, los anillos de estanqueidad divididos 30 utilizados en ciertos aspectos de la invencion no restringen tfpicamente el movimiento en ninguna direccion paralela al eje 14 de la placa de sellado 12. Ademas, el anillo de estanqueidad 30 puede estar construido de un material de baja friccion y/o las superficies del anillo de estanqueidad 30 pueden estar revestidas o tratadas con el fin de reducir las fuerzas de friccion experimentadas durante la insercion y retirada del elemento. Por consiguiente, un componente de varios elementos se puede insertar y extraer con mayor facilidad a traves del mismo extremo de una carcasa cuando se usan anillos de estanqueidad 30 ngidos. Ademas, los anillos de estanqueidad ngidos utilizaos en ciertos aspectos de la invencion resisten la deformacion bajo presion axial desde cualquier direccion. De acuerdo con ello, los elementos de filtracion que emplean anillos de estanqueidad divididos 30 descritos aqrn pueden recibir y resistir flujos bidireccionales, incluyendo flujos inversos, proporcionados para inundar, limpiar y por otras razones. Las juntas de estanqueidad convencionales, incluyendo las junta de estanqueidad de copa en U y de cinta (ver la figura 2B) no pueden resistir a menudo flujos inversos y deben sustituirse o reorientarse para inundacion.

Las placas de sellado 10 que utilizan juntas de estanqueidad elastomericas convencionales requieren una fuerza significativamente mayor para insercion de la placa de sellado debido a la deformacion del material de la junta de estanqueidad requerido para formar una junta de estanquidad, el angulo de acoplamiento de la junta de estanqueidad elastomerica, la presion de contacto significativa requerida para mantener una junta de estanqueidad utilizando juntas de estanqueidad elastomericas y/o la zona de contacto incrementada de las juntas de estanqueidad elastomericas. En un ejemplo, un componente de siete elementos equipado con juntas de estanqueidad de salmuera de copa en U 24 convencionales (con lubricacion) puede requerir el equivalente de 45 libras de fuerza o mas para insertar los elementos en una carcasa. Se puede mostrar que un componente de siete elementos equivalente equipado con los anillos de estanqueidad divididos ngidos 30 descritos aqrn se puede insertar en una carcasa utilizando 20 libras o menos de fuerza.

En ciertas formas de realizacion, las dimensiones del anillo ngido se seleccionan para obtener un sellado eficiente. El diametro exterior 34 del anillo ngido se selecciona tfpicamente para que sea ligeramente mayor que el diametro interior de la carcasa cilmdrica 10, mientras que el diametro interior 36 del elemento anular se selecciona para proporcionar un bien ajuste dentro de la muesca 42 de la placa de sellado 40. El espesor 38 del elemento anular puede seleccionarse de acuerdo con la aplicacion y para ajustar un numero deseado de anillos de estanqueidad

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divididos 30 en la muesca 42 para obtener un nivel deseado de estanqueidad de la junta. En ciertas formas de realizacion, se pueden proporcionar mas de un anillo de estanqueidad 421 y 422 en la muesca 42 para sellar la placa de sellado 40. Se pueden utilizar configuraciones de anillos multiples (figura 4B) con intersticios en los anillos 421 y 422 desviados unos de los otros para reducir al mmimo la fuga a traves de la estructura de sellado. Se pueden utilizar configuraciones de anillos multiples (figura 4B) de tal manera que los anillos 421 y 422 tienen diferentes espesores. En algunas formas de realizacion, las configuraciones de anillos multiples comprenden anillos diferentes 421 y 422 fabricados de materiales diferentes.

Como se ve en la figura 3, se retira una porcion pequena desde el anillo para dejar un intersticio 32 en el elemento anular. El intersticio 32 en el anillo de estanqueidad dividido ngido 30 tiende a cerrarse cuando el anillo esta comprimido para permitir la insercion en la carcasa cilmdrica 10. El tamano y la forma del intersticio 32 se puede seleccionar para permitir al anillo reducir al mmimo el intersticio 32 cuando el anillo esta comprimido para ajustar en la carcasa cilmdrica 10. Factores que afectan a la seleccion del tamano del intersticio 32 incluyen oscilaciones espedficas o esperadas de la temperatura de funcionamiento y coeficientes de expansion de los materiales utilizados para construir el anillo. Tfpicamente, la seccion transversal 300 del anillo no se deforma significativamente bajo compresion y la fuerza de compresion es absorbida por un cambio en el diametro del anillo. Se contempla que, en ciertas formas de realizacion, puede ser deseable tener al menos un anillo 420, 421 o 422 construido de materiales que incluyen una porcion de un material deformable, por ejemplo, donde es deseable absorber la retraccion y la expansion bajo temperatura o presion y un anillo 421 o 422 mas blando, mas deformable puede acoplarse con un anillo 422 o 421 mas robusto, mas ngido para proporcionar una combinacion de resistencia a la presion y maleabilidad en condiciones operativas.

La compresion del anillo ngido crea una fuera radial reactiva que provoca que el anillo mantenga el contacto del anillo con la pared exterior de la carcasa cilmdrica 10. La cantidad de fuerza reactiva puede ser controlada por medio de la seleccion de los materiales utilizados para construir el anillo ngido y por medio del dimensionado del anillo ngido. Por ejemplo, el espesor del anillo y el diametro exterior 34 y el diametro interior 36 del elemento anular se puede seleccionar para obtener una fuerza reactiva desea. La fuerza reactiva y la resistividad del material del anillo se pueden seleccionar para permitir una cierta cantidad de movimiento de la junta de estanqueidad y de la placa de sellado con el fin de ajustar la expansion y/o la compresion de la carcasa cilmdrica 10 o del elemento en espiral sellado.

El perfil del intersticio 32 se puede seleccionar para controlar el flujo de fluido mas alla el anillo de estanqueidad dividido 30. La fuga a traves del anillo de estanqueidad dividido 30 da como resultado tfpicamente que una porcion del fluido de entrada no filtrado o contaminado (alimentacion del proceso) pase a traves el espacio entre elementos de filtracion sucesivos 11 y la carcasa del sistema 10. Algunos sistemas comprenden una junta de estanqueidad radial instalada solo sobre la placa de sellado 12 del primer elemento de filtracion 11 en una serie de elementos de filtracion con el fin de dirigir el flujo de entrada a traves de los elementos de filtracion 11. Las placas de sellado 12 de los elementos de filtracion adyacentes dispuestas curso abajo previenen la fuga desde los elementos de filtracion 11 dentro del espacio entre elementos de filtracion 11 y la carcasa el sistema 10. El fluido no filtrado en el espacio puede ser retirado y reciclado a traves del sistema, como se desee. Puede ser deseable permitir un grado de fuga a traves de la junta de estanqueidad radial 30 dentro del espacio para reducir la tension sobre el arrollamiento o cubierta de los elementos de filtracion causada por una diferencia de la presion entre el espacio y el interior de los elementos de filtracion 11. Por lo tanto, el perfil del intersticio 32 puede ser seleccionado para obtener y controlar un nivel de fuga que opera para igualar la presion dentro del sistema.

Como se muestra en la figura 5A, algunas formas de realizacion utilizan un intersticio cuadrado 50 en elemento anular. La forma del intersticio cuadrado 50 se obtiene proporcionando extremos cuadrados 500 y 501 del elemento anular. El intersticio cuadrado 50 esta alineado con una direccion de flujo (ilustrada como lmea de flecha 58) de fluidos a traves de un sistema de filtracion. Se apreciara que el intersticio cuadrado esta tambien perpendicular al radio de la placa de sellado y paralela a un eje 14 (figuras 1A-1C) de la placa de sellado 12. La figura 5B ilustra un intersticio angular 52 en el que los extremos 520 y 521 del elemento anular estan cortados en un angulo seleccionado para proporcionar un solape de los extremos. El angulo de corte utilizado para los extremos 520 y 521 puede ser seleccionado para absorber el nivel esperado de expansion / compresion del anillo de estanqueidad bajo rangos operativos de temperatura. La figura 5C muestra un intersticio compuesto 54 simplificado. El elemento anular tiene extremos de solape 540 y 541 configurados de forma escalonada que estan configurados tfpicamente para proporcionar un solape, independientemente de si el elemento anular esta bajo compresion o en reposo. De acuerdo con ello, el intersticio compuesto 54 proporciona al menos dos intersticios 542 y 544 que estan desviaos a lo largo de la circunferencia del elemento anular. Los intersticios 542 y 544 pueden estar conectaos por un canal 543. Bajo presiones operativas tfpica, el intersticio proporcionado por el canal 543 es tfpicamente insignificante, debido a que los extremos 540 y 541 son forzaos tfpicamente en contacto y, por consiguiente, la anchura el canal 543 puede estar definida por la textura y la planeidad de las superficies de los extremos 540 y 541 y la presencia de intersticios (discontinuidades), grasa, suciedad u otras partmulas sobre esas superficies. De acuerdo con ello, una configuracion como las que se muestran en las figuras 5B-5D puede ser referida como intersticios en el elemento anular debido a que un intersticio puede cerrarse efectivamente en estas configuraciones en condiciones operativas. La figura 6, que se describira con mas detalle a continuacion, ilustra una forma de realizacion utilizada en la

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invencion que comprende un anillo de estanqueidad dividido 60 con un intersticio compuesto / continuidad 62 en forma de un escalon. Como se describe a continuacion, se ha mostrado que la actuacion del anillo de estanqueidad dividido 60 cumple o excede la actuacion de una junta de estanqueidad elastomerica equivalente en las mismas condiciones. La figura 5D muestra una configuracion de un anillo de estanqueidad dual 56 que se puede utilizar tipicamente para reducir al mmimo las fugas. Como se muestra, los anillos de estanqueidad divididos de la configuracion de anillo de estanqueidad dual 56 tienen intersticios angulares 52, pero se pueden utilizar tambien intersticios cuadrados 50 e intersticios escalonados 54, si se desea o se requiere por la aplicacion.

Desde la perspectiva del flujo de alimentacion del proceso, el intersticio 50, 52 o 54 presenta un intersticio en un anillo de estanqueidad que puede dar lugar a fuga, permitiendo que la alimentacion del proceso fluya “a traves” del anillo de estanqueidad. De acuerdo con ello, ciertas formas de realizacion utilizadas en la invencion emplean una pluralidad de anillos de estanqueidad 46, como se muestra en la figura 4B (ver tambien la figura 5D), que estan montados para obtener una junta de estanqueidad mas completa. Varios esquemas para solapar el anillo de estanqueidad pueden emplearse para asegurar que el tamano del intersticio se reduce al mmimo y/o incrementa al maximo la resistencia al flujo de la alimentacion del proceso. Por ejemplo, los anillos de estanqueidad 421 y 422 pueden desviarse en angulo para eliminar o reducir al mmimo los intersticios 32 respectivos en los anillos de estanqueidad 421 y 422. La desviacion en una configuracion de anillos de estanqueidad multiples puede mantenerse utilizando elementos de registro, tales como un saliente en un primer anillo de estanqueidad 421 que coincide con indentaciones correspondientes en un anillo de estanqueidad 422 adyacente. Otros elementos de registro pueden acoplarse con intersticios 32 en los anillos de estanqueidad 421 y 422. En ciertas formas de realizacion, una desviacion en localizaciones relativas de intersticios 32 en los anillos de estanqueidad 421 y 422 puede mantenerse mediante adhesion permanente o temporal de anillos de estanqueidad 421 y 422.

La figura 6 ilustra una forma de realizacion utilizada en la presente invencion que se puede configurar para uso en sistemas de filtracion de membrana en espiral. Un anillo de estanqueidad dividido ngido 60 esta fabricado de un polfmero duro seleccionado para resistir temperaturas y presiones asociadas con sistemas de filtracion que tienen elementos de filtracion de 4, 8 o 16 pulgadas. El elemento anular 600 de la junta de estanqueidad 60 tiene un intersticio 62 formado en la interseccion de dos extremos 64 y 65 de forma escalonada que se solapan del elemento anular 600, como se ilustra en detalle 63. Antes de la compresion del anillo de estanqueidad dividido 60, los escalones de los extremos 64 y 65 se solapan parcialmente, dejando intersticios 66 y 67 en las superficies (solo se muestra la superficie 630) sobre lados opuestos del elemento anular 61. La distancia de solape 68 se selecciona para reducir al mmimo la fuga manteniendo al mismo tiempo la resistencia del elemento anular 61. Despues de la compresion, los intersticios 66 y 67 tienden a cerrarse, permitiendo que se reduzca el diametro del anillo de estanquita dividido 60. Para los fines de esta descripcion, se muestra que cada extremo 64 y 65 tiene un solo escalon. Sin embargo, ciertas formas de realizacion utilizadas en la invencion comprenden un elemento anular que tiene extremos 64 y 65 de escalones multiples. El anillo de estanqueidad dividido 60 puede estar colocado en una muesca 16 en una placa de sellado 12 antes de la insercion de la placa de sellado 12 en una carcasa 10. El intersticio 62 configurado en forma de escalon en el anillo de estanqueidad dividido 60 permite la reconfiguracion de la geometna anular medible como cambios en radio y circunferencia del anillo de estanqueidad dividido 60 cuando el anillo de estanqueidad dividido 60 esta comprimido despues de que la placa de sellado 12 ha sido insertada en la carcasa. En ciertas formas de realizacion, el intersticio de perfil de escalon 62 puede tener un canal entre los intersticios 66 y 67 antes de la operacion. Cuando el anillo de estanqueidad dividido 60 esta montado en una muesca 16 de una placa de sellado 10 y esta insertado dentro de una carcasa 10, uno o ambos intersticios 66 y 67 se reducen en tamano y cuando el fluido presurizado fluye a traves del elemento de filtracion, los escalones de los extremos 64 y 65 son presionados juntos cerrando cualquier canal, con un impacto neto de sellado mejorado cuando esta bajo presion.

Con referencia tambien a las figuras 7A y 7B, otras formas utilizadas en la invencion comprenden una configuracion del intersticio escalonado desviado, en la que cada lado del intersticio tiene una configuracion compuesta y/o una configuracion escalonada compleja, como se muestra, en general, en 70. La configuracion escalonada 70 puede construirse utilizando dos anillos de estanqueidad divididos 72 y 73 identicos que tienen un intersticio escalonado 54 (ver la figura 5C). Uno de los dos anillos de estanqueidad divididos 72 esta invertido con relacion al otro anillo de estanqueidad dividido 73 y los intersticios escalonados 54 estan alineados. La figura 7B ilustra en detalle un lado 72 y 73 de cada intersticio escalonado 54 del anillo de estanqueidad dividido. Si no estan constituidos de una sola pieza moldeada, los dos anillos de estanqueidad divididos pueden ser unidos o encolados para obtener la configuracion escalonada compleja 70. Como se ilustra, dos salientes verticales 74 y 75 diferentes se utilizan en el escalon. De acuerdo con ello, cuando se invierten y se adhieren, se proporcionan solapes dentro del intersticio y se presenta una trayectoria tortuosa al fluido que intenta fluir a traves del intersticio. Esta trayectoria tortuosa puede reducir significativamente la fuga a traves del intersticio. En algunas formas de realizacion, se puede proporcionar una junta de estanqueidad anular que tiene el intersticio escalonado complejo de la figura 7A en un anillo moldeado mediante mecanizado y/o corte de un anillo 71 individual formado por extrusion, estampado y por otros medios adecuados conocidos por los tecnicos en la materia.

La figura 7C ilustra, generalmente en 76, una variacion de la configuracion escalonada proporcionando un escalon en ambas direcciones radial y axial. En el ejemplo ilustrado, un extremo 761 tiene un pilar 78 que esta configurado

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para ajustar en una indentacion o tunel coincidente 77 en un segundo extremo 760. Tfpicamente, el pilar 73 descansa dentro del tunel 77 y la figura 7C muestra extremos 760 y 761 en una configuracion desmontada. Se apreciara que tal configuracion de “pilar-y-taladro” y/o “pasador-y-taladro” puede proporcionar resistencia axial y radial mejorada al anillo de estanqueidad dividido, pero puede ser susceptible de mayor fuga o flujo de desviacion.

En ciertas formas de realizacion, un grado de flujo de desviacion puede ser deseable para aliviar y/o igualar la presion, particularmente durante la puesta en marcha del sistema. Se apreciara que ciertos elementos en espiral son suministrados con talaros o muescas de purgado / sangrado localizados entro de la placa de sellado para crear una cantidad controlada de flujo mas alla de las juntas de estanqueidad elastomericas convencionales. Se apreciara que ciertos aspectos de la invencion eliminan la necesidad de tales talaros y muescas debido a que las nuevas juntas de estanqueidad descritas pueden estructurarse para obtener un grado deseado de fuga dentro de la propia junta de estanqueidad. Para esta finalidad, la actuacion de separacion del elemento de membrana se utiliza como el criterio principal. Por lo tanto, si dos juntas de estanqueidad radiales proporcionan sustancialmente la misma actuacion de separacion, que puede suponer que la cantidad de flujo de desviacion es insignificante.

Una pluralidad de anillos de estanqueidad se puede montar en la misma muesca 42 para reducir al mmimo o eliminar la fuga. Se pueden incluir multiples anillos de estanqueidad divididos dentro de la depresion de la muesca 42 de la placa de sellado 40 como se muestra en detalle en la figura 4B, en la que os anillos 46 adyacentes residen dentro de la muesca 42 de la placa de sellado 40. Como se muestra en la figura 5D, los intersticios 54 y 56 de anillos adyacentes pueden estar orientados en direcciones opuestas. La combinacion de anillos multiples y el diseno del solape de los intersticios pueden proporcionar una medida efectiva de control sobre la cantidad de flujo que puede pasar a traves de combinaciones de intersticios de anillos 32. El solape se puede mantener utilizando metodos de registro que sirven para bloquear dos o mas anillos unos con respecto a los otros y/o con respecto a la muesca 42 de la placa de sellado 40. El registro puede utilizarse para asegurar que los intersticios 52 no estan alineados a traves de la profundidad de toda la junta de estanqueidad. El registro puede mantenerse utilizando superficies hidrodinamicas, pasadores y taladros, protuberancias y dientes, friccion, ranuras, muescas y otros metodos de este tipo. En un ejemplo, se puede proporcionar una superficie elevada, pasador o lengueta sobre una superficie de un anillo que se puede acoplar con el intersticio de un anillo vecino, de tal manera que los intersticios de los dos anillos estan desalineados y no tienen solape.

Descripciones adicionales de ciertos aspectos de la invencion

Las descripciones anteriores de la invencion estan destinadas a ser ilustrativas y no limitativas. Por ejemplo, los tecnicos en la materia apreciaran que la invencion se puede practicar con varias combinaciones de las funcionalidades y capacidades descritas anteriormente, y pueden incluir otros componentes o componentes adicionales a los descritos anteriormente. Ciertos aspectos y caractensticas adicionales de la invencion se escriben a continuacion y se pueden obtener utilizando las funcionalidades y componentes escritos con mas detalle anteriormente, como se apreciara por lo tecnicos en la materia despues de haber aprendido esta descripcion.

Las formas de realizacion utilizadas en la invencion proporcionan una junta de estanqueidad radial para un sistema de filtracion. Algunas de estas formas de realizacion comprenden uno o mas elementos anular que tienen una circunferencia exterior y una circunferencia interior y un espesor. En algunas de estas formas de realizacion, cada elemento anular tiene un diametro de la circunferencia interior seleccionado para ajustar en una muesca en una superficie exterior de una placa de sellado. En algunas de estas formas de realizacion, cada elemento anular tiene un diametro de la circunferencia exterior seleccionado para que sea mayor que el diametro de una superficie interior e una carcasa cilmdrica que recibe la placa de sellado. En algunas de estas formas de realizacion, cada elemento anular tiene un intersticio en el elemento anular el anillo centrado a lo largo de un radio del al menos un elemento anular. En algunas de estas formas de realizacion, este intersticio tiene una anchura seleccionada para permitir que el elemento anular se deforme suficientemente para permitir la insercion del al menos un elemento anular dentro de la carcasa cilmdrica.

Los diametros interiores y exteriores de los elementos anulares y la anchura del intersticio estan seleccionados para obtener un ajuste hermetico entre la circunferencia exterior del al menos un elemento anular y la superficie interior de la carcasa cilmdrica. En algunas de estas formas de realizacion, se mantiene un ajuste hermetico por una fuerza de recuperacion reactiva a compresion del elemento anular. En alguna de estas formas de realizacion, la magnitud de la fuerza de recuperacion esta relacionada con la anchura del intersticio y los materiales utilizaos para fabricar el al menos un elemento anular. En alguna de estas formas de realizacion, la anchura del intersticio se selecciona para permitir un grado maximo de fuga cuando se instala un elemento anular en la muesca y se inserta la placa de sellado en la carcasa cilmdrica.

En alguna de estas formas de realizacion, la junta de estanqueidad comprende dos o mas elementos anulares. En algunas de estas formas de realizacion, los elementos anulares estan configurados de tal forma que los intersticios de los elementos anulares estan desalineaos cuando los elementos anulares estan instalaos en la muesca, reduciendo al mmimo de esta manera la fuga en el funcionamiento. Algunas de estas formas de realizacion comprenden un sistema de registro. En alguna de estas formas de realizacion, cada elemento anular en una pareja

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de elementos anulares adyacentes incluye un elemento de registro que coopera con un elemento de registro del otro elemento anular para asegurar la desalineacion de los intersticios de la pareja de elementos anulares. En alguna de estas formas de realizacion, el sistema de registro comprende un elemento elevado previsto sobre una superficie de uno de una pareja de elementos anulares que ajusta en el intersticio de un elemento anular adyacente. En alguna de estas formas de realizacion, el sistema de registro comprende un elemento elevado previsto sobre una superficie de uno de la pareja de elementos anulares que ajusta en una muesca prevista sobre una superficie de un elemento anular adyacente. En alguna de estas formas de realizacion, un elemento anular esta fabricado de un metal. En alguna de estas formas de realizacion, al meno un elemento anular esta fabricado de un polfmero.

La invencion proporciona sistemas y metodos para sellado de un elemento de membrana en espiral insertado en una carcasa cilmdrica de un sistema de filtracion. El metodo inventivo comprende una etapa e proporcionar al menos un anillo de estanqueidad dividido en una muesca localizada sobre una superficie exterior de una placa de sellado del elemento de membrana en espiral. El anillo de estanqueidad dividido tiene un diametro exterior que excede el diametro de una superficie interior de la carcasa cilmdrica y esta insertado en la carcasa cilmdrica. La insercion del anillo de estanquidad incluye una etapa de compresion del al menos un anillo de estanqueidad dividido.

Un intersticio en el anillo de estanqueidad dividido tiene una anchura seleccionada para permitir que el elemento anular se deforme en respuesta a la etapa de compresion suficiente para permitir que el al menos un anillo de estanqueidad dividido ajuste dentro de la carcasa cilmdrica. En alguna de estas formas de realizacion, la anchura el intersticio se selecciona para permitir un grado maximo e fuga cuando el al menos un elemento anular esta instalado en la muesca y la placa de sellado esta insertada en la carcasa cilmdrica. En alguna de estas formas de realizacion, el al menos un anillo de estanqueidad dividido comprende una pluralidad de anillos de estanqueidad divididos. Algunas de estas formas de realizacion comprenden la etapa e alinear cada uno de la pluralidad de anillos de estanqueidad divididos para evitar un solape de anillos de estanqueidad divididos adyacentes, reduciendo al mmimo de esta manera la fuga en el funcionamiento. En alguna de estas formas de realizacion, la etapa de alinear incluye utilizar elementos de registro proporcionaos sobre cada anillo de estanqueidad dividido para configurar la alineacion de parejas adyacentes de anillos de estanqueidad divididos. En alguna de estas formas de realizacion, los elementos de registro incluyen uno o mas de una muesca, un pasador, un taladro y una ranura.

La invencion proporciona un anillo de estanqueidad dividido para mantener una estanqueidad entre un elemento de filtracion y una carcasa de un sistema de filtracion. Algunas de estas formas de realizacion comprenden un elemento anular ngido que tiene un intersticio allf El elemento anular tiene un diametro interior seleccionado para permitir que el elemento anular ajuste en una muesca prevista en una superficie exterior del elemento de filtracion. El elemento anular tiene un diametro exterior que esta seleccionado para que sea mayor que el diametro de una superficie interior de la carcasa. El intersticio permite una reduccion de los diametros interior y exterior del elemento anular en respuesta a una fuerza de compresion recibida durante la insercion del elemento de filtracion en la carcasa. El elemento anular esta configurado para resistir cargas en su perfil de la seccion transversal en respuesta a la fuerza de compresion. En ciertas formas de realizacion, el intersticio comprende un canal configurado como escalon en el elemento anular, en el que el canal configurado como escalon esta sustancialmente cerrado bajo presion de un flujo axial de fluido a traves el sistema de filtracion. En ciertas formas de realizacion, el intersticio esta formado por el solape de dos extremos configuraos como escalon formados en el elemento anular.

Ciertas formas de realizacion utilizadas en la invencion comprenden un anillo de estanqueidad que tiene alguna combinacion de los elementos descritos anteriormente. El anillo de estanqueidad se puede desplegar dentro de un elemento de filtracion en un sistema de filtracion utilizado para filtrar y/o tratar agua, agua residual, agua e tormenta, agua potable y agua no-potable, y zumos. En algunas formas de realizacion, el sistema de filtracion puede ser utilizado para filtrar y tratar otros fluidos en aplicaciones qmmicas e industriales.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. - Un metodo de sellado de un elemento de membrana en espiral (11) configurado para ser insertado en una carcasa cilmdrica (10) de un sistema de filtracion, caracterizado por

proporcionar al menos un anillo de estanqueidad dividido (30, 60) en una muesca (16) localizadas sobre una superficie exterior de una placa de sellado (12) del elemento de membrana en espiral (11), en el que el anillo de estanqueidad dividido (30, 60) tiene un diametro exterior (34) que excede del diametro de una superficie interior de la carcasa cilmdrica (10), en el que el anillo de estanqueidad dividido (30, 60) esta construido a partir de un material no-elastomerico seleccionado de un grupo que consta de polfmeros duros y/o endurecidos, metal y ceramica; e

insertar el anillo de estanqueidad dividido (30, 60) en la carcasa cilmdrica (10), en el que la insercion del anillo de estanqueidad dividido (30, 60) incluye una etapa de comprimir el al menos un anillo de estanqueidad dividido (30, 60), en el que

un intersticio (32) en el anillo de estanqueidad dividido (30, 60) tiene una anchura seleccionada para permitir que un elemento anular en el anillo de estanqueidad dividido (30, 60) se deforme en respuesta a la etapa de compresion suficiente para permitir que el al menos un anillo de estanqueidad dividido (30, 60) ajuste dentro de la carcasa cilmdrica (10), y en el que una porcion del intersticio (32) en el anillo de estanqueidad dividido (30, 60) permanece abierto cuando la placa de sellado (12) esta localizada dentro de la carcasa cilmdrica (10).
2. - El metodo de la reivindicacion 1, en el que la anchura del intersticio (32) esta seleccionada para permitir un grado controlado de fuga cuando el al menos un elemento anular esta instalado en la muesca (16) y la placa de sellado (12) esta insertada en la carcasa cilmdrica (10).
3. - El metodo de la reivindicacion 1, en el que el al menos un anillo de estanqueidad dividido (30, 60) comprende una pluralidad de anillos de estanqueidad divididos (46).
4. - El metodo de la reivindicacion 3, que comprende, ademas, la etapa de alinear cada uno de los anillos de estanqueidad divididos (46) para evitar un solape de intersticios (32) de los anillos de estanqueidad divididos (30, 60), reduciendo al mmimo de esta manera la fuga en el funcionamiento.
5. - El metodo de la reivindicacion 4, en el que la etapa de alineacion incluye utilizar elementos de proporcionados sobre cada anillo de estanqueidad dividido (30, 60) para configurar la alineacion de adyacentes de anillos de estanqueidad divididos (30, 60); especialmente en el que los elementos de incluyen uno o mas de una muesca (16), un pasador, un taladro y una ranura.
6. - El metodo de la reivindicacion 1, en el que el elemento de membrana en espiral (11) esta configurado para ser insertado en cualquier extremo de la carcasa cilmdrica (10) del sistema de filtracion y para ser movido a lo largo de un eje de la carcasa cilmdrica (10) en cualquier direccion.
7. - Un sistema de filtracion que comprende elementos de membrana en espiral (11) insertados en una carcasa cilmdrica (10), caracterizado porque el al menos un elemento de membrana en espiral (11) tiene un anillo de estanqueidad dividido (30, 60) en una muesca (16) localizada sobre una superficie exterior de una placa de sellado (12) del elemento de membrana en espiral (11), y el elemento de membrana en espiral (11) dado puede ser movido a lo largo de un eje de la carcasa cilmdrica (10) en cualquier direccion sin destruccion del anillo de estanqueidad dividido (30, 60), en el que:

el anillo de estanqueidad dividido (30, 60) comprende al menos un elemento anular radial definido por una circunferencia exterior y una circunferencia interior y un espesor y que tiene:

un diametro de la circunferencia interior que esta seleccionado para ajustar en la muesca (16) en una superficie exterior de la placa de sellado (12);

un diametro (34) de la circunferencia exterior que esta seleccionado para que sea mayor que el diametro (16) de una superficie interior de la carcasa cilmdrica (10) que recibe la placa de sellado (12);

un intersticio (32) en el al menos un elemento anular y centrado a lo largo de un radio del al menos un elemento anular, en el que el intersticio (32) tiene una anchura seleccionada para permitir que el elemento anular se deforme suficientemente para permitir la insercion del al menos un elemento anular en la carcasa cilmdrica (10), en el que una porcion del intersticio (32) en el anillo de estanqueidad dividido (30, 60) permanece abierta cuando la placa de sellado (12) esta localizada dentro de la carcasa cilmdrica (10), en el que

los diametros interior y exterior (34, 36) del al menos un elemento anular y la anchura del intersticio (32) estan seleccionaos para obtener un ajuste hermetico entre la circunferencia exterior del al menos un elemento anular y la superficie interior de la carcasa cilmdrica (10); y el anillo de estanqueidad dividido (30, 60) esta construido de un material no-elastomerico seleccionado de un grupo que consta de polfmeros duros y/o endurecidos, metal y

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registro

parejas

registro

ceramica, y en el que

el intersticio (32) admite una reduccion de los diametros interior y exterior (34) del anillo de estanqueidad dividido (30) en respuesta a una fuerza de compresion recibida durante la insercion del elemento de membrana en espiral (11) en la carcasa cilmdrica (10); y

5 el anillo de estanqueidad dividido (30, 60) esta configurado para resistir cambios en su perfil de la seccion

transversal en respuesta a la fuerza de compresion.