Dispositivo de filtración con ranura de alivio de tensión
Descripción general
 Un aparato de filtración que puede soportar alta presión para reducir el riesgo de falla durante la operación de filtración para clarificar o esterilizar un líquido. La energía ultrasónica se concentra en la punta 24 del director de energía radial 18 y la punta 22 del director de energía circunferencial 20 para fundir el material polimérico que forma la sección superior 12 y la sección de base. Se forma un sello hermético en el mismo a lo largo de todo el perímetro del dispositivo de filtración 10 con suficiente material polimérico fundido.
Campo técnico
Se relaciona aparato de filtración presente invención que incluye membrana de filtración y el soporte de la membrana de filtración, la membrana detalles filtración, para un dispositivo de filtración en el que se sitúa entre la sección de base y la sección superior están sellados juntos.
En el aparato de filtración anterior a la presente invención, la membrana de filtración está posicionada entre la sección de base y la sección superior del aparato. Se proporciona un medio de entrada para introducir una muestra de líquido en el espacio entre la sección de base y la sección superior. También se proporciona un medio de salida en la sección de base que pasa la muestra de líquido a través de una membrana de filtración y luego se retira del espacio y la salida. La membrana de filtración está sellada de manera tal que la muestra líquida no pasa por alto el mercado entre la sección de base y la sección superior. Es decir, este sello hace que toda la muestra de líquido introducida a través de los medios de entrada pase a través de la membrana de filtración antes de ser retirada del medio de salida. Tal aparato de filtración se usa para eliminar material particulado contenido en un disolvente y que puede causar obstrucción o contaminación en un aparato aguas abajo tal como un analizador. Dichos dispositivos de filtración convencionales también se pueden usar para la desinfección de acondicionadores de medios, factores de crecimiento, virus, eluidos de la columna de proteínas antes del análisis biológico. La membrana de filtración puede sellarse contra la superficie periférica interna de la sección de base o puede sellarse tanto en la sección superior como en la sección de base entre ellos. La membrana de filtración puede termosellarse o adherirse mediante disolvente a la sección de base como se describe en la Patente de Estados Unidos Nº 4.501.663. Alternativamente, la membrana de filtración puede soldarse por ultrasonidos entre la sección de base y la sección superior, como se describe, por ejemplo, en la Patente de Estados Unidos Nº 4.640.777. El En una técnica anterior Esta soldadura es eficaz, por tanto, la tensión de ruptura moderada de la membrana de filtración soldada, por ejemplo, en dispositivos que utilizan polietileno 50 y 75 psi (aproximadamente 3,51 y aproximadamente 5.27kgw / cm2 ) Y 75 y 100 psi (aproximadamente 5,27 y aproximadamente 7,03 kgw / cm2) para dispositivos hechos de aleación fundida de poliéster de policarbonato.
También se ha propuesto soldar ultrasónicamente la sección superior y la sección de base con la membrana de filtración colocada en su posición intermedia. O bien la sección superior o la sección de base está provista de medios de orientación de energía ultrasónica que tienen una sección transversal triangular que se extiende a lo largo del perímetro de la sección superior o sección de base. La alineación energía ultrasónica significa alrededor de la sección superior o de la base de la energía ultrasónica, el sello a lo largo de la periferia del filtro de ese modo concentrar la posición de contacto de la alineación energía ultrasónica significa hecho que sea apropiado Trae un sello. Sin embargo, la presión de ruptura de este sello es limitada. Esto se debe a que el sello es relativamente rígido en el estado unido final, por lo que existe un límite en la capacidad para absorber la fuerza de liberación antes de la ruptura.
Tarea de solución
Por lo tanto, el problema a resolver es el dispositivo de filtración de clarificación o la esterilización de líquidos, es proporcionar dicho dispositivo de filtración capaz de resistir alta presión a fin de reducir un riesgo de fallo durante las operaciones de filtración.
Solución
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un medio de alivio de esfuerzos en la sección superior y la sección de base que están mutuamente conectadas a lo largo de la línea de conexión y en la que una membrana de filtración está interpuesta entre ellas. Los medios de alivio de tensión incluyen una ranura de redistribución de carga colocada adyacente a la línea de conexión. Tanto la ranura de redistribución de la carga como la línea de conexión se extienden a lo largo de toda la periferia del dispositivo de filtración. En uso, a medida que aumenta la presión en el dispositivo de filtración, la sección superior y la sección de base se expanden en las posiciones de ranura de redistribución de carga y se separan entre sí. Debido a esta expansión, parte de la presión causada por la fuerza de desprendimiento cambia a una fuerza de tracción en la posición de la línea de conexión. La adhesión entre la sección superior y la sección de base se forma por soldadura ultrasónica usando dos conjuntos de medios de orientación de energía. El primer medio de orientación de energía está posicionado en una de la sección superior y la sección de base y el segundo medio de orientación de energía incluye una pluralidad de directores de energía que se extienden radialmente en la sección superior opuesta y la otra de la sección de base. Uno de la pluralidad de contactos de directores de energía que se extienden radialmente y es sustancialmente ortogonal al primer medio de dirección de energía durante las operaciones de soldadura ultrasónica.
El dispositivo de filtración de la presente invención se forma soldando ultrasónicamente la sección superior y la sección de base. En cada una de estas secciones superior y de base, un primer y segundo conjunto de directores de energía están posicionados para cruzarse entre sí y contactarse entre sí durante la soldadura ultrasónica. Además, las ranuras están dispuestas adyacentes a cada director de energía y radialmente hacia adentro. La soldadura ultrasónica de la sección superior y la sección de base hace que la porción mínima del director de energía se funda, creando así un sello deseado a lo largo de la periferia del dispositivo de filtración. La parte sustancial de la ranura permanece en estado abierto y no hay material como el plástico fundido que se produce durante la soldadura ultrasónica. Las funciones de ranura como un medio para mitigar o reducir la tensión generada en la parte de sello formado por la soldadura ultrasónica en el uso de la redistribución a la presión aparato de filtración. El dispositivo de filtración de la presente invención puede soportar presiones internas más altas en comparación con dispositivos de filtración similares del mismo tamaño y del mismo material, sin utilizar cuerpos de dirección cruzada de energía y medios de ranurado para la redistribución de la carga. . Por ejemplo, la resistencia media ráfaga de dispositivos elaborados a partir de estructuras de polietileno de la presente invención es de aproximadamente 150 psi (aproximadamente 10.54kgw / cm2), y en los dispositivos fabricados a partir de la aleación fundida de poliéster de policarbonato de aproximadamente 250 psi (aproximadamente 17.57kgw / cm2) .
Con referencia a la figura 1, se muestra antes de que los rugosos se suelden entre sí para formar el dispositivo de filtración 10 de la presente invención. El dispositivo de filtración incluye una sección superior 12, una sección de base 14 y una membrana de filtración 16 tal como una membrana microporosa o una membrana de ultrafiltración. La sección superior 12 incluye un director de energía radial 18 que se extiende a lo largo de toda la circunferencia de la sección superior 12 y se extiende radialmente. La disposición que se extiende radialmente de este director de energía radial 18 se muestra mejor en las figuras 4 y 5. Como también se muestra en las figuras 3 y 4, la sección superior 12 y la sección de base 14 pueden definir los pasos 19 o 21 mediante secciones adyacentes en forma de cuña 23 o 25. La sección de base 14 incluye un director de energía circunferencial 20 con una sección transversal triangular que dirige energía ultrasónica a la región de su punta 22 y sirve para fundir el material polimérico que forma la sección de base. El director de energía radial 18 también tiene una forma triangular en sección transversal y concentra energía ultrasónica en la punta 24 para fundir el material polimérico que forma la sección superior 12. Las puntas 22 y 24 están en contacto entre sí durante la soldadura ultrasónica, de modo que el espacio entre las puntas y el director de energía radial 18 y el director de energía circunferencial 20 están suficientemente fundidos del material polimérico Se llena y se solidifica y se forma un sello estanco a los líquidos a lo largo de toda la circunferencia del dispositivo de filtración 10. La posición mutua del director de energía radial 18 y el director de energía circunferencial 20 puede invertirse. Es decir, el director de energía radial 18 puede estar posicionado en la sección de base 14 y el director de energía circunferencial 20 puede estar posicionado en la sección superior 12. En cualquier caso, las ranuras adyacentes 30 están formadas en el director de energía circunferencial 20 posicionado en la sección superior 12 o la sección de base 14. Como se muestra en la figura 1, la membrana de filtración 16 puede extenderse dentro de la ranura 30 y sellarse con material polimérico fundido en la misma. Además, el sello deseado puede formarse sellando térmicamente la membrana de filtración 16 contra la porción periférica 32 de la sección de base 14. El escudo 36 (véase la figura 2) proporciona un medio para controlar el flujo de material polimérico fundido de modo que no entre en contacto con la membrana de filtración 16.
El espacio 26 mediante el uso de la energía radial orientada cuerpo 18 y circunferencialmente cuerpo 20 orientada energía para sellar según se desee llenado, nivel de energía radial es normalmente de aproximadamente 0,4 mm y el 0 del miembro de orientación 18 .6 mm mientras que la altura del director de energía circunferencial 20 es mayor que la del director de energía radial 18, típicamente entre 0,6 mm y 0,9 mm. Con referencia a la figura 2, el dispositivo de filtración 10 de la presente invención se muestra después de la soldadura ultrasónica. El plástico fundido formado durante la soldadura ultrasónica se extiende en una parte del conducto 37 formado entre la protección 36 y la sección de base 14. La ranura 30 se deja en un estado abierto donde no existe plástico. Esta ranura permite el alargamiento y la contracción de la longitud entre las superficies 38 y 40 al cambiar la presión en el área abierta 42 cuando el líquido entra en el dispositivo de filtración 10 a través de la entrada 11 y sale por la salida 13. Esta extensión y contracción redistribuye la presión y reduce la tensión generada en la porción soldada 44 entre la sección superior 12 y la sección de base 14. Por lo tanto, la integridad en la soldadura 44 puede mantenerse para una presión interna mucho mayor en comparación con los dispositivos de filtración disponibles actualmente que no tienen dicho diseño de medios de absorción de presión.
Otro aspecto del dispositivo de filtración de la presente invención se muestra en referencia a la figura 6, el escudo se distrae a lo largo de toda la circunferencia de la posicionado en la misma sección y circunferencialmente cuerpo 20 dispositivo de filtración orientada energía. La protección 46 situada en la sección de base 14 se extiende hacia la primera ranura 48 de la sección superior 12. Una segunda ranura 50 está formada en la sección de base 14. La membrana de filtración 16 está sellada en la sección de base y la sección superior. Las ranuras primera y segunda 48 y 50 sirven para aliviar la tensión durante el uso del dispositivo de filtración de la manera descrita anteriormente. El director de energía radial 18 y el director de energía circunferencial 20 se muestran en líneas de puntos a sus alturas relativas iniciales típicas. Este estado también se muestra en las Figuras 7 y 8.
Con referencia a la figura 7, se muestra una realización alternativa del dispositivo de filtración de la invención que usa dos pantallas 52 y 54. Estas dos pantallas se extienden respectivamente a la primera ranura 56 de la sección superior 12 y a la segunda ranura 60 de la sección de base 14. La primera y la segunda ranuras 56 y 60 y las pantallas 52 y 54 sirven para aliviar la tensión durante el uso del dispositivo de filtración de la manera descrita anteriormente. Con referencia a la figura 8, se muestra una realización alternativa del aparato de filtración de la invención que usa dos ranuras 62 y 64 y sin pantalla. Los surcos 62 y 64 sirven para aliviar el estrés durante el uso del dispositivo de filtración de la manera descrita anteriormente.
Efecto de la invención
Se proporciona el dispositivo de filtración mencionado anteriormente capaz de absorber la presión generada durante la operación de filtración y resistir una presión más alta.
Breve descripción de los dibujos
La sección superior para formar un dispositivo de filtración de la Figura 1 la presente invención, la sección de base y la membrana de filtración es una vista parcial en perspectiva que muestra en una sección transversal parcial que ilustra un estado antes de la soldadura ultrasónica.
La figura 2 es una vista en sección transversal parcial de la sección superior, la sección de base y la membrana de filtración que forman el dispositivo de filtración de la presente invención en un estado conectado.
La figura 3 es una vista en planta parcial de la sección de base de la presente invención.
La figura 4 es una vista en planta parcial de la sección superior de la presente invención.
La figura 5 es una vista en sección transversal parcial tomada a lo largo de la línea 5 5 en la figura.
La figura 6 es una vista en sección transversal parcial de un medio de alivio de esfuerzos como un cuerpo separado de la estructura de la presente invención.
La Figura 72 es una vista en sección transversal parcial de otra realización del medio de alivio de tensión de la presente invención que usa 72 pantallas.
La figura 8 es una vista en sección transversal parcial de un medio de liberación de tensiones según otra realización de la presente invención sin pantalla.
10: dispositivo de filtrado
11: Entrada
12: sección superior
13: Salir
14: sección de base
16: membrana de filtración
18: director de energía radial
20: director de energía circunferencial
23: parte en forma de cuña
25: parte en forma de cuña
30: surco
36: Escudo
38: superficie
40: Superficie
42: área abierta
Reclamo
Reivindicaciones: 1. Un filtro que comprende una sección superior que comprende una primera porción periférica y una sección de base que comprende una segunda porción periférica, una membrana de filtro poroso que comprende una tercera porción periférica, comprendiendo dicha segunda porción periférica dicha primera 1, en el que dicha tercera porción periférica está sellada a dicha sección de base, estando colocada dicha membrana de filtración porosa entre dicha sección superior y dicha sección de base, dicho dispositivo de filtración Proporcionar una entrada de fluido en la sección superior, que proporciona una salida de fluido en la sección de base y medios de sellado para sellar la segunda parte periférica a la primera parte periférica, una de la sección superior y la sección de base Un primer director de energía que se extiende a lo largo de toda la circunferencia y un segundo director de energía que se extiende en la dirección radial y en contacto con el primer director de energía, Incluyendo dichos medios una pluralidad posicionado en la otra sección y la sección de base del segundo cuerpo orientado energía proporcionada, adyacente a uno de dichos sellado primero y segundo cuerpo orientado energía de la sección de la sección o base superior Dicho dispositivo de filtrado está provisto de ranuras que están posicionadas.
2. El dispositivo de filtración de la reivindicación 1, en el que el primer director de energía está posicionado en la sección de base.
3. El dispositivo de filtración de la reivindicación 1, en el que el primer director de energía está posicionado en la sección superior.
4. Una extensión de blindaje entre una ranura y un primer director de energía provisto en una sección superior o una sección de base, dicha extensión de blindaje comprende una sección superior o una base 4. Un dispositivo de filtración según la reivindicación 1, 2 o 3 que se extiende desde una sección.
5. Dispositivo de filtración según la reivindicación 1, en el que tanto la sección superior como la sección de base contienen una ranura.
6. sección de sección o base superior ambos incluyen un escudo, dicho aparato de filtrado de escudo según la reivindicación 5 en alineación con la ranura en una sección adyacente a dicha sección proporciona con el escudo.
Dibujo :
Application number :1994-007648
Inventors :ミリポア?コーポレイション
Original Assignee :ラルフ?ジェイ?スタンコウスキ