Brevet FR2027609A1 — publié le 19701002

-i- 2027609 La présente invention concerne un dispositif de purge des gaz destiné à être incorporé au système d'écoulement d'un liquide. l'invention vise notamment un dispositif de filtrage pour liquides qui comporte des organes d'élimination des gaz qui risquent 5 d'entraver l'écoulement du fluide. De nom'bretix traitements médicaux nécessitent l'introduction de grandes quantités de liquides dans le corps d'un patient. L'administration de ces liquides pose le problème de l'élimination des bulles d'air qui risquent d'entraîner la mort par embolie. 10 Suivant une technique connue, on chasse l'air du conduit d'ad ministration avant d'injecter le liquide en le laissant s'échapper par l'extrémité aval du dispositif d'administration. Lorsque le volume de liquide à injecter nécessite l'emploi de plusieurs réservoirs d'alimentation successifs, il faut retirer l'aiguille 15 du corps du patient à chaque mise en service d'un nouveau réservoir pour évacuer l'air qui pénètre dans le conduit à la fin du vidage de chaque réservoir. Pour ne pas avoir à retirer l'aiguille, on a utilisé divers procédés longs et laborieux, utilisant notamment une valve de purge. 20 Les progrès effectués dans le domaine de l'administration des fluides font que les conduits d'administration sont généralement pourvus d'un filtre microporeux qui empêche les particules étrangères et même les bactéries de pénétrer dans le corps Humain.Pour faciliter l'écoulement, ces filtres sont de type humidifiable ou 25 hydrophile et dans les dispositifs classiques d'administration des fluides ils empêchent l'écoulement des gaz. Il en résulte que les risques d'embolie sont réduits car l'air ùe traverse le filtre que sous des pressions qui dépassent le point de formation de bulles du filtre, ce qui se produit rarement. De ce fait,une 30 pluralité de réservoirs d'alimentation peuvent être mis en service successivement sans qu'on ait à retirer l'aiguille du corps du patiento Un inconvénient des filtres est que 1'écoulement du liquide dans le filtre est ralenti, ou même bloqué lorsque le volume d'air 35 est suffisant pour recouvrir la surface du filtre, si l'air n'est pas chassé du filtre. Pour éviter cet inconvénient, on peut utiliser une enveloppe flexible de filtre qui permet de bloquer l'air à exprimer en amont dans le but de l'échanger contre le fluide bloqué afin de rétablir l'écoulement dans le conduit. Ce procédé 69 44056 -2- 2027609 prend beaucoup de temps et une pression suffisante pour dépasser le point de formation de bulles du filtre risque de s'établir pendant le blocage de l'air» Aussi, au lieu'de déplacer l'air en amont du fluide bloqué, on peut le déplacer à travers le filtre en 5 aval, avec les risques d'embolie que cela implique» On a également essayé d'utiliser des évents pour éliminer l'air de la chambre située juste au-dessus du filtre. Cependant, on risque ainsi de perdre du liquide à administrer. Pour éviter cet inconvénient, on peut disposer un évent hydrophobe près de la cham-10 bre de filtration, de manière que l'air puisse s'échapper mais non le liquide. Toutefois, l'emploi d'*un évent hydrophobe ne constitue pas une solution complètement satisfaisante en raison du pro blême du positionnement de 1'évent. En d'autres termes, dans un appareil à injection, l'air tend 15 normalement à s'élever dans la chambre de filtration et si l'enveloppe du filtre occupe une position qui place 1'évent dans le trajet de l'air qui s'élève ce dernier s'échappe par 1'évent.Cepen dant, au cours de l'administration d'un fluide, l'enveloppe du filtre peut occuper une position dans laquelle l'évent ne se trou-20 ve pas dans le trajet du gaz qui s'élève dans le conduit. Cette éventualité peut se produire même dans une enveloppe de filtre pré vue pour que l1évent soit placé en haut, l'air qui s'élève reste alors emprisonné dans l'enveloppe du filtre et bloque l'écoulement du fluide. 25 la présente invention a pour but un filtre pour liquide qui peut également évacuer les gaz mélangés au liquide, le fonctionnement du filtre suivant l'invention ne dépend pas de sa position, c'est-à-dire que le gaz qui se trouve en amont du fil tre dans un dispositif d'administration d'un fluide peut être éva-30 cué du système indépendamment de la position du filtre ou de son enveloppe» le filtre suivant l'invention comprend une enveloppe pourvue d'un orifice d'admission pour un mélange de gaz et de liquide«Deux orifices d'évacuation permettent d'évacuer séparément le liquide 35 et le gaz de l'enveloppe. Un filtre à liquide humidifiable est dis posé dans le trajet du fluide de l'orifice d'admission vers le pre mier orifice d'évacuation et une membrane poreuse qui repousse les liquides est disposée à une distance du filtre telle qu'un volume de gaz suffisant pour recouvrir le filtre qui traverse simultané-40 ment la membrane poreuse qui repousse les liquides pour sortir de 69 44056 2027609 l'enveloppe par le deuxième orifice d'évacuation. L * invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés, qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réali-5 sation de l'invention. la fig. 1 est une vue en coupe verticale d'un filtre suivant l'invention; la fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la fig.4-, d'une variante du filtre suivant l'invention} 10 la fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 2; la fig. 4 est une vue du dessus du mode de réalisation des figures 2 et 3. le filtre représenté sur la figure 1 comprend une enveloppe 10 qui est constituée par deux éléments 11 et 12, de préférence sou-15 pies et de mêmes dimensions qui sont disposés face à face. Ces éléments sont avantageusement transparents et peuvent être faits dans une matière plastique telle que du vinyle de qualité appropriée. Ils peuvent être de section rectangulaire avant montage et ils ■ont fixés ensemble le long de leurs périmètres par tout moyen ap-20 proprié, par exemple avec un adliésif du type solvant. Un thermo- soudage est cependant plus avantageux car il simplifie la fabrication du filtre. Le joint de l'enveloppe est continu excepté à l'emplacement d'un tube d'admission 14 et d'un tube de sortie lé, auxquels les parties 25 adjacentes de l'enveloppe sont fixées par exemple par thermosoudage de façon étanc^e aux liquides. Les tubes d'admission et de sortie peuvent être deux tubes flexibles plastiques de fabrication appropriée, par exemple en vinyle, maisavec des parois d'une épaisseur suffisante pour conférer aux tubes la rigidité voulue. 30 Dans le mode de réalisation de la figure 1, les tubes 14 et 16 sont espacés coaxialement et dépassent des extrémités opposées de l'enveloppe 10 de manière à communiquer avec une chambre à liquide ..17 définie à l'intérieur de l'enveloppe. Une cloison 18, qui peut être faite dans une feuille de vinyle 35 ayant sensiblement les mêmes dimensions que les éléments 11 et 12, est fixée de façon étanche à l'air le long de son périmètre aux éléments 11 et 12, d'un même côté des tubes 14 et 16, vus en coupe (fig. 1). La cloison 18 divise l'intérieur de l'enveloppe de manière à séparer la chambre à liquide 17 d'une chambre à air ad-40 jacente 20. La cloison 18 comporte des orifices 30 qui permettent 69 44056 4- 2027609 au gaz de passer d'une chambre à l'autre.Il est à noter que la cloison 18 n'est pas un élément critique de la présente invention. Dans le mode de réalisation représenté, elle constitue un joint marginal approprié pour une soupape à gaz 22 lorsque les différen-5 tes pièces du filtre sont thermosoudées ensemble. La soupape 22 est une membrane poreuse, ou constituée par un tamis traité de façon appropriée, ou faite dans un matériau analogue et elle est dispesée près de la cloison 18 dans la chambre 20 de manière à recouvrir toute la surface de la cloison. La membrane 22 10 est serrée le long de son périmètre de façon étanche aux gaz entre la cloison 18 et l'élément 12. Comme représenté sur la figure 1, les parties centrales des extrémités opposées de la cloison 18 et de la membrane 22 sont fixées d'à même côté du tube d'admission 14 et du tube de sortie 16 lorsqu'on regarde le filtre en coupe ver-15 iieale. La membrane 22 est caractérisée en ce qu'elle repousse fortement les liquides introduits dans le filtre. A cet effet, le tissu ou le matériau qui constitue la membrane peut lui-même repousser les liquides ou il peut être traité de manière à présenter cette car 20 ractériatique. Dans le mode de réalisation représenté, la membrane 22 est en mailles de "Hylon" recouvertes d'une mince couche d'un polymère acrylique de chlorure de polyvinyle, qui la rend hydrophobe. Dh filtre ou élément poreux 24 humidifiable par le liquide à 25 traiter se présente également sous la forme d'une membrane. Le filtre 24 est fixé par les parties centrales des faces opposées de ses extrémités opposées aux côtés opposés du tube d'admission 14 et du tube de sortie 16, vues en coupe verticale. Le reste du périmètre du filtre 24 est serré entre les éléments 11 et 12 de maniè-30 re que le filtre traverse la chambre 17 en diagonale pour la diviser en un compartiment amont 26 et un compartiment aval 28. Le compartiment 26 est en communication fluide directe avec le tube d'admission 14 et le compartiment aval 28 est en communication fluide directe avec le tube de sortie 16 pour évacuer les liquides ayant 35 traversé le filtre. Le filtre 24 est hydrophile. Il est fait en mailles de "Nylon" recouvertes d'un polymère acrylique de chlorure de polyvinyle sur la surface duquel on applique un agent mouillant tel que du sulfate laurylé de sodium, de l'alcool polyvinylique ou une substance 69 44056 -5- 2027609 analogue, les orifices du filtre 24 doivent être assez petits pour filtrer les particules qui se trouvent ou qu'on peut s'attendre à trouver dans le liquide à filtrer. Lorsque le filtre est incorporé à un dispositif d'administration médicale de fluide et 5 qu'il est destiné à filtrer des micro-organismes ,ses orifices doivent être inférieurs à 3/10 de micron. Le filtre de la présente invention fonctionne de la façon suivante : - un mélange de gaz et de fluide pénètre dans l'enveloppe du filtre par le tube d'admission 14 et s'écoule dans le comparti-10 ment 26.Une fois le filtre 24 humidifié, la fraction liquide du fluide traverse le filtre et sort de l'enveloppe 10 par le tube de sortie 16. La caractéristique d'une membrane humidifiable est qu'une fois humidifiée, elle repousse les gaz. Il en résulte que le filtre 24 15 ne laisse pas passer les gaz à moins que la pression du gaz dans la chambre 26 ne soit égale ou supérieure à son point de formation de bulles. Normalement, le gaz qui pénètre dans la chambre 26 mélangé au liquide tend à s'élever et s'il peut s'échapper par la membrane 22, il n'y a pas de problème. 20 Dans les filtres classiques de ce type, si l'enveloppe est déplacée de façon telle que la membrane ne soit plus orientée vers le haut, le gaz qui pénètre dans l'enveloppe peut rester emprisonné à l'intérieur. Dans ce cas, le volume du gaz emprisonné peut -être suffisant pour recouvrir partiellement ou en totalité le fil-25 tre humidifiable, ce qui ralentit ou arrête complètement l'écoulement du liquide à travers le filtre. Suivant la présente invention la membrane 22 est disposée à une distance du filtre 24 telle qu'une bulle de gaz suffisante pour recouvrir la surface amont du filtre puisse traverser en même temps 30 la membrane. Il en résulte qu'au moins une partie du gaz s'échappe de la chambre 20 vers l'extérieur par des ouvertures 32 formées dans l'élément 12. De cette façon, quelle que soit la position de l'enveloppe 10 ou du filtre 24, une quantité suffisante de gaz s'échappe du compartiment 26 pour dégager le filtre au moins en par-35 tie,ce qui évite les engorgements. Le mode de réalisation du filtre de l'invention représenté sur les figures 2 à 4 fonctionne également quelle que soit sa position. Ce filtre comprend une enveloppe 110 constituée par deux éléments rigides 111 et 112 qui peuvent être faits en matière plastique 69 44056 -6- 2027609 transparente rigide ou dans un autre matériau approprié. L'enveloppe comprend une portion médiane 113 sur les faces opposées de laquelle sont fixés rigidement les éléments 111 et 112» Des languettes plastiques rigides 109 servent de moyens de liaison et sont 5 enfoncées dans des trous alignés formés dans les éléments 111,112 et 113. La portion médiane 113 sert à espacer l'un de 1*autre les éléments 111 et 112 et définit avec eux une chambre 117. Dans la chambre 117 débouche un tube d'admission 114 qui peut être fait d'une seule pièce avec la portion médiane 113. 10 L'élément 112 comporte une partie centrale surélevée constituée par une pluralité de nervures ou arêtes courbes 115» qui dépassent de façon concentrique dudit élément» Les nervures 115 font corps avec l'élément 112 et sont de hauteur différente, de manière à former un support incurvé pour un corps cylindrique convexe. 15 Une pluralité de passages courbes 119 sont formés entre les nervures 115,et entre les nervures 115 externes et la paroi interne de l'élément 112. Les passages courbes 119 sont reliés ensemble et avec un passage de sortie 116 par un passage droit 121 qui est formé par les extrémités alignées de certaines des nervures 115- Le 20 passage de sortie 116 est formé dans l'élément 112 et communique avec 11 extérieur par un prolongement tubulaire 129» Les passages 119 débouchent en direction de la chambre 117 dont ils sont physiquement séparés par une membrane poreuse humidifiaUe ou filtre 124 qui présente les mêmes caractéristiques que le fil-25 tre 24 du mode de réalisation précédent. Le filtre 124 est supporté par les nervures 115 de manière à former une portion semi-cylindrique dont le bord 123 est serré de façon étanche entre la portion médiane 113 et l'élément 112 de manière que la chambre 117 ne communique avec le passage de sortie 116 que par le filtre 124. 30 Une pluralité de nervures ou d'arêtes concentriques 125 qui font corps avec l'élément 111 dépassent de cet élément. Les nervures 125 ont des hauteurs différentes de manière à former un support incurvé pour un corps cylindrique convexe. Les nervures 125 définissent dans l'élément 111 une pluralité 35 de passages communicants 127- Ces passages communiquent également avec l'extérieur par une pluralité d'évents 132 formés dans la paroi de l'élément 111. 69 44056 -7- 2027609 Une membrane poreuse 122 non humidifiable, qui repousse les liquides et présente les mêmes caractéristiques que la membrane 22 du mode de réalisation précédent est supportée par les nervures 125. La partie périphérique de cette membrane est serrée de façon 5 étanche aux gaz entre l'élément 111 et la portion médiane 113.11 en résulte que seul le gaz peut passer de la chambre 117 dans les passages 127 et ceci uniquement à travers la membrane 122, le liquide étant empêché de passer par les caractéristiques hydropho-bes de la membrane. 10 les nervures 115 et 125 servent respectivement à supporter la membrane 122 et le filtre 124 dans des plans qui s'incurvent de façon convexe en direction l'un de l'autre. Ces plans se rapprochent beaucoup l'un de l'autre c'est-à-dire que la chambre 117 s'évase vers l'extérieur à partir de sa plus petite dimension qui 15 est située au milieu de l'enveloppe 110. En outre, la hauteur des nervures est telle qu'un volume de gaz suffisant pour recouvrir le filtre humidifiable 124 peut traverser simultanément la membrane 122. De cette façon une partie au moins du gaz s'échappe immédiatement par les évent s 132, ce qui empêche l'engorgement du 20 filtre à l'intérieur de l'enveloppe 110. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans qu'on s'écarte pour cela du cadre-25 de l'invention. 69 44056 -8- 2027609 -BBVEKDICATIOffS- lo— Filtre pourvu d'une enveloppe et d'un orifice d'admission d'un mélange de gaz et de liquide à l'intérieur de l'enveloppe, ledit filtre étant caractérisé par: deux orifices d'évacuation permettant d'évacuer séparément le liquide et le gaz de ladite 5 enveloppe; un filtre humidifiable disposé dans le trajet du fluide en direction du premier orifice d'évacuation; une membrane poreuse ,qui repousse les liquides, espacée du filtre d'une distance telle qu'un volume de gaz capable de recouvï-ir le filtre humidifiable puisse traverser simultanément la membrane poreuse qui 10 repousse les liquides pour évacuer au moins une partie du gaz par le deuxième orifice d'évacuation. 2.- Filtre suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe comprend deux éléments entre lesquels le filtre est disposé de manière à définir un compartiment amont et un comparti- 15 ment aval, ledit compartiment aval communiquant avec le premier orifice d'évacuation et ledit compartiment amont communiquant avec l'orifice d'admission et avec le deuxième orifice d'évacuation, la membrane poreuse qui repousse les liquides étant disposée dans le compartiment amont peur séparer le premier et le 20 deuxième orifioe d'évacuation. 3.- filtre suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments qui constituent l'enveloppe, le filtre humidifiable et la membrane poreuse gui repousse les liquides sont des éléments flexibles et plats, réunis de façon étanche par leur péri- 25 phérie. 4.- Filtre suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'une cloison perforée est disposée dans l'enveloppe parallèlement à la membrane poreuse qui repousse les liquides, ladite cloison comprenant une portion externe qui est thermosoudée aux élé- 30 ments qui constituent l'enveloppe autour de l'orifice d'admission et du premier orifice d'évacuation. 5.- Filtre suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le deuxième orifice d'évacuation est constitué par une pluralité d'ouvertures formées dans l'élément de l'enveloppe qui est adja- 35 cent au compartiment amont. 6#- Filtre suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments qui constituent l'enveloppe sont en matière plastique et ont leurs .portions périphériques thermosoudées autour de 69 44056 -9- 2027609 l'orifice d'admission et du premier orifice d'évacuation, l'un desdits éléments étant soudé à l'un des côtés de l'orifice d'admission et du premier orifice d'évacuation tandis que l'autre élément est soudé à l'autre côté desdits orifices. 5 7.- Filtre suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le filtre a ses faces' opposées fixées respectivement entre l'un des éléments de l'enveloppe et l'un des côtés du premier orifice d'é-. vacuation et l'autre élément de l'enveloppe et l'autre côté de l'orifice d'admission. 10 8„- Filtre suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe comprend un premier et un deuxième élément ayant des extrémités opposées, le premier élément comportant des ouvertures qui constituent le deuxième orifice d1 évacuation, le filtre et la membrane poreuse ayant des extrémités opposées, les premières ex-15 trémités du premier élément, du filtre et de la membrane poreuse étant fixées ensemble d'un côté de l'orifice d'admission et du premier orifice d'évacuation, les extrémités opposées du filtre et du deuxième élément étant fixées de l'autre côté dudit orifice d'admission. 20 9o- Filtre suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les autres extrémités du premier élément de l'enveloppe et la membrane poreuse sont fixées du même côté de l'orifice d'admission et du premier orifice d'évacuation . 10.- Filtre suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 25 l'enveloppe comprend deux éléments dont l'un présente des ouvertures constituant le deuxième orifice d'évacuation, lesdits éléments comportant des organes pour supporter le filtre et la membrane qui repousse les liquides suivant des plans courbes pour rapprocher l'une de l'autre certaines portions du filtre et de la membrane* 30 11.- Filtre suivant la revendication 10 caractérisé en ce que les organes supports précités ont une structure courbe convexe dans chacun des éléments de l'enveloppe pour supporter respectivement le filtre et la membrane poreuse» 12.- Filtre suivant la revendication 11, caractérisé en ce que 35 les éléments de l'enveloppe sont en matière plastique rigide,le premier orifice d'évacuation étant formé dans un desdits éléments et le deuxième orifice d'évacuation dans l'autre élément» 13o- Filtre suivant la revendication 11, caractérisé en ce que les organes supports précités forment des nervures courbes» 69 44056 -10- 2027609 14®- Filtre suivant la revendication 13, caractérisé en ce que l'enveloppe du filtre comporte une chambre pour recevoir le mélange de liquide et de gaz, ladite chambre présentant une partie centrale dans laquelle la membrane qui repousse les liquides 5 et le filtre sont très proches l'un de l'autre, et me partie qui s'évase radialement de chaque côté de la partie médiane.