Brevet FR2126992A1 — publié le 19721013

La présente invention concerne un ensemble' dé filtration constitué d'un support et d'éléments filtrants. Les filtres stérilisés et étanches dont on dispose actuellement sont constitués d'un support de filtre, d'un élément fil-5 trant et d'un couvercle destiné à séparer d'une part de façon étanche ^e filtre de l'atmosphère et d'autre part le fluide d'amont/fluide d'aval. Ces filtres ne présentent d'intérêt qu'en un nombre limité de circonstances, car leur structure limite leurs possibilités du fait qu'une seule surface filtrante peut être 10 utilisée. Lorsqu'on les utilise par exemple pour filtrer des solutions destinées à des injections intraveineuses, il est nécessaire d'agrandir leur diamètre à tel point que les avantages résultant de leur faible encombrement disparaissent. Un ensemble de filtration stérile, ramassé et à grand débit serait donc très 15 utile. La présente invention concerne un nouveau support de filtre, une structure de filtre adaptée à ce support et un procédé de fabrication de l'ensemble. Le support de filtre a la forme d'une plaque, dont les deux parois opposées comportent une partie 20 centrale dans laquelle des perforations permettent à un fluide de passer d^L'une à l'autre. Chaque partie centrale perforée est entourée par une surface plate sur laquelle, pour réaliser le filtre, on soude un élément filtrant et un couvercle, ce dernier étant espace du support pour permettre au fluide de traverser le filtre. 25 Un conduit traversera paroi périphérique du support et permet d'en évacuer le liquide. Un raccord d'entrée fixé de façon étanche à la paroi périphérique du support du filtre permet au liquide de passer dans chaque surface filtrante. Lorsque le filtre fonctionne, le liquide traverse les deux éléments filtrants et les J>0 deux parois du support et sort par le conduit d'évacuation. Dans la forme de réalisation préférée du support du filtre, chacune des deux parois opposées est constituée d'une série de stries ou nervures parallèles séparant des conduits de fluide. Bien entendu, toute autre forme de perforations des parois oppo-35 sées du support permettant au fluide de passer d'une paroi à l'autre peut être utilisée. Par exemple, une des parois peut être constituée de nervures concentriques et l'autre d'une série de nervures orientées radialement, ces éléments étant reliés de façon 71 46751 2 2126992 à permettre au fluide de se diriger vers la sortie. Les parois opposées peuvent aussi comporter des rangées circulaires de trous dans une surface plate, chaque rangée étant décalée de la suivante de façon à faire progresser le fluide vers la sortie au 5 lieu de le laisser stagner simplement dans les trous. La largeur de chaque perforation est calculée de manière à ne pas provoquer de rupture de la membrane filtrante en cours d'utilisation. L'invention sera décrite plus en détail en regard des des-10 sins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs . Sur ces dessins : la figure 1 est une vue en plan de l'ensemble de filtra- ' tion selon l'invention; la figure 2 est une vue latérale de l'ensemble de la fi-15 gure 1 dont le raccord d'entrée a été enlevé; la figure 3 est une vue en perspective du raccord d'entrée; la figure 4 est une vue en plan du. support de filtre; la figure 5 est une vue par-dessous du support de filtre, la figure 6 est une coupe selon la ligne 6-6 de la figure 20 4; la figure 7 est une vue en plan de la surface intérieure du couvercle; et la figure 8 est une vue en perspective d'un support de. filtre. 25 Le filtre 1 représenté sur les figures 1 et 2 est constitué de deux couvercles 2a et 2b et d'un support de filtre 3 sur les deux parois opposées duquel sont placées deux feuilles de matière filtrante 4 et 5. Les couvercles 2a et 2b sont soudés au support 3 à travers les éléments filtrants 4 et 5 pour isoler 30 de l'atmosphère l'intérieur du filtre et séparer le fluide d'amont du fluide d'aval. Le joint 6 reliant chaque couvercle au support longe toute la périphérie du filtre 1. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3 471 019 décrit un procédé de soudage approprié permettant de voir en transparence le filtre 1 et 35 les éléments filtrants 4 et 5« Le filtre 1 comporte des embouts d'entrée et de sortie 7 et 8, le premier étant fixé ayéupport 3 par un raccord 10 s'ajustant dans l'ouverture 11 de l'embout 7 et formé de manière que le liquide pénétrant par l'^nb'ou'f^ se/ 71 46751 3 2126992 en 2 moités passant respectivement par un orifice 12 du couvercle 2b et un orifice 13 du couvercle 2a_. Le raccord 10 n'est pas absolument nécessaire pour permettre d'obtenir la séparation recherchée du courant de fluide, celui-ci s'écoulant vers les deux 5 éléments filtrants 4 et 5 simplement par suite de la.chute de pression d'un cSté à l'autre de ces éléments, et le fluide se dirigeant soit vers l'élément filtrant dans lequel la chute de pression est la plus faible soit vers les deux lorsque la chute de pression est la même. Le liquide est maintenu sous pression dans 10 les parties 15 et 16 du filtre et est obligé de traverser les éléments filtrants 4 et 5, puis de passer par les conduits du support 3 et enfin de sortir par le conduit 17 de l'embout 8. Le support de filtre 3 représenté sur les figures 4, 5, 6 et 8 comporte deux séries de nervures parallèles 20 et 21 re-15 liées à leurs intersections de manière à former des intervalles permettant le passage du fluide. Les surfaces extérieures 22 et 23 entourant les deux séries de nervures sont plates de manière à assurer l'étanchéité satisfaisante des couvercles 2a et 2b et des "éléments filtrants 4 et 5. Le conduit 17 de l'embout 8 20 part de l'intérieur du support 3 et communique avec les intervalles formés entre les nervures 20 et 21. Le trou central 25 du support 3 permet de fixer le couvercle, les éléments filtrants et le support au centre de ce dernier et d'accroître la solidité du filtre. Une partie lisse 26 entoure 3.e trou 25 de façon à permet-25 tre de souder les couvercles au support à travers les éléments filtrants comme décrit précédemment. Le trou central peut également être supprimé. Sur la figure 7 on voit que le couvercle est constitué d'un rebord 30 et d'un épaulement intérieur circulaire 31 entou-30 rant des nervures 32. Ce couvercle comporte également un trou central 33 dans lequel passe un rivet et des ouvertures 35 et 36 dans lesquelles s'ajustent les embouts d'entrée et de sortie du support 3. L'ouverture 35 comporte une saillie relativement petite de matière plastique 37 qui fond pendant l'opération de soudage 55 de manière à assurer une étanchéité parfaite; le bourrelet qu'elle forme le long des lignes 10a_ et 10b sur la surface périphérique du filtre facilite la fixation de l'embout 7 à ce dernier, et le volume de la matière plastique est suffisant pour qu'il n'existe 71 46751 2126992 après le soudage aucune fêlure superficielle entre le raccord 10 et les couvercles 2a_ et 2b. Le bourrelet de matière plastique excédentaire est refondu au moment de la fixation de l'embout 7, ce qui empêche toute fuite entre le raccord et les couvercles et 5 sépare le fluide.d'amont du fluide d'aval. On soude, par exemple par ultra-sons, les couvercles au support du filtre, puis on ajuste l'embout J sur le raccord 10 et on le soude par ultra-sons à la surface périphérique du filtre. Le raccord comporte un rebord de matière plastique moulé 4-0 qui fond au cours du soudage et as-10 sure une étanchéité parfaite avec la surface périphérique du filtre. Lçéupport du filtre est moulé d'une seule pièce, par exemple sous la forme représentée sur les figures 4, 5, 6 ou 8. En tout cas, les nervures parallèles 20 et 21 sont reliées an-15 gulairement mais pas obligatoirement à angle droit, et la partie nervurée du support est entourée à sa périphérie des deux côtés de ce dernier par une partie relativement plate. Le trou central du support et les surfaces relativement plates qui l'entourent sont facultatifs, et on ne les utilise que lorsqu'il est néces-20 saire de renforcer le filtre. Il n'est pas non plus nécessaire que l'embout de sortie ait la forme représentée sur les figures, mais son conduit intérieur doit pénétrer à l'intérieur du support et communiquer avec les perforations des deux parois. Il n'est pas nécessaire non plus que le raccord principal de l'embout d'en-25 trée ait la forme représentée sur les figures. Les surfaces plates 22 et 23 entourant la partie nervurée du support permettent de réaliser une étanchéité parfaite entre le couvercle, le support du filtre et les éléments filtrants. Les éléments filtrants sont constitués de membranes po-30 reuses transparentes lorsqu'elles ne sont pas perforées, et montées sur les deux parois du support 3. Ce genre d'éléments filtrants est fabriqué par la "Millipore Corporation of Bedford", Massachusetts, vendus sous la marque de fabrique "Millipore", et peuvent être constitués d'un mélange de nitrate et d'acétate de 35 cellulose ayant une épaisseur d'environ 150 microns. Ils peuvent comporter des pores de tout diamètre approprié, généralement compris entre 0,2 et 15 microns. On assemble les éléments du filtre 1 de la manière sui 46751 5 2126992 vante: après avoir placé une membrane filtrante 4 sur un couvercle 2a à l'intérieur du rebord 30, on la recouvre du support 3 et l'on soude l'ensemble. On assemble ensuite de la même façon la membrane filtrante 5 et le couvercle 2b et on les soude de l'autre côté du support. Plais on assemble l'embout 7 dans le raccord 10 et on les met en place par soudage. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au filtre décrit sans sortir du cadre de l'invention. 71 46751 6 2126992 REVENDICATIONS 1 - Support de filtre, caractérisé en ce qu'il a la forme d'une plaque dont les deux parois opposées, reliées à leur périphérie par une paroi extérieure percée d'un orifice de sortie, 5 comportent chacune une série de perforations permettant à un fluide de passer entre elles, la zone perforée de chacune d'elles étant entourée d'une surface plane, et en ce qu'un embout d'entrée est fixé à la paroi extérieure par un dispositif dirigeant le fluide vers lesdites parois opposées et s'opposant à son 10 écoulement direct vers l'orifice de sortie. 2 - Support de filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque série de perforations est constituée par unç série de nervures, les nervures d'une série croisant celles de l'autre série et étant reliées à elles aux points d'intersection. 15 3 - Support de filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que les nervures de chaque série sont parallèles. 4 - Support de filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que les nervures d'une série sont perpendiculaires à celles de l'autre série. 20 5 - Filtre, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un support selon la revendication 1, d'une membrane poreuse filtrante montée sur chaque paroi du support, d'un embout d'entrée fixé à ladite paroi périphérique et de couvercles soudés chacun à l'une desdites surfaces plates pour obliger le fluide à traver- 25 ser les éléments filtrants. 6 - Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque série de perforations est constituée par une série de nervures, les nervures d'une série croisant celles d'une autre série et étant reliées à elles aux points d'intersection. 30 7 - Filtre selon la revendication 6, caractérisé en ce que les nervures de chaque série sont parallèles. 8 - Filtre selon la revendication 7, caractérisé en ce que les nervures d'une série sont perpendiculaires à celles de l'autre série. 35 9 - Procédé de soudage par ultra-sons d'un support de filtre, de deux couvercles et d'un embout d'entrée, destiné à réaliser le filtre selon la revendication 5 et caractérisé en ce qu'il consiste d'abord à souder les couvercles à un support 71 46751 7 2126992 comportant un élément qui pénètre dans les parois périphériques des couvercles et partage en deux le courant de fluide, cette opération formant un bourrelet de matière plastique le long des surfaces horizontales opposées des couvercles et dudit élément, 5 puis à souder un embout d'entrée aux parois périphériques des couvercles pour enfermer entre ces derniers ledit élément et les orifices d'entrée.