Brevet FR2164502A1 — publié le 19730803

La présente invention à la réalisation de laquelle ont participé Messieurs ETCHEPARE et André SAUSSE concerne un dispositif de distribution de fluide reliant en série plusieurs compartiments d'un appareil échangeur ou séparateur à membranes. Ces appareils peuvent rentre utilisés pour des opérations de dialyse, d'hémodialyse, d'osmose inverse, d'ultrafiltration, de permeation gazeuse, d'échanges thermiques, etc... Ils comportent généralement plus de 3 compartiments superposés reliés entre eux soit en série, soit en parallèle. Il est souvent avantageux de relier ces compartiments par dés canalisations extérieures à l'empilement, car on peut ainsi s'assurer de l'absence de fuite au niveau de ces canalisations. Dans ce but, il est connu de relier les différents compartiments, soit par des tuyaux independants, dont le raccordement étanche peut entre long et déli cat, soit par un-bloc distributeur dont la construction est complexe et onéreuse! La prXésente invention vise un dispositif de distribution de fluide en série de fabrication et de mise en oeuvre simples et sures. L'objet de la présente inventiqn est un dispositif de distribution de fluide pour relier en# série au moins t'rois compartiments d'un appareil échangeur ou séparatewur comportant un empilement de membranes et de plaques intercalaires munies latéralement d'embouts tubulaires, lesdits embouts étant disposés selon deux rangées parallèles, l'une pour l'introduction et l'autre pour l'évacuation de fluide. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte une nappe de tubes souples liés ensemble. La présente invention sera mieux comprise à l'aide des figures cijointes qui représentent, à titre d'exemples et sans échelle déterminée, des modes de réalisation du dispositif selon l'invention. La figure 1 est la vue en perspective d'un élément d'une nappe de tubes souples. Les figures 2 et 3 sont les vues en perspective de variantes d'un tel élément. La figure 4 est la vue en perspective d'un dispositif selon 1 'inven- tion relié aux embouts des intercalaires empilés alternativement avec des membranes pour constituer un appareil échangeur ou séparateur. La figure 5 est la vue en perspective d'une variante de réalisation de ce dispositif dans lequel les deux extrémités de ltélément coupé dans une nappe de tubes sont réunies cote a côte. Les figures 1, 2 et 3 montrent des éléments de tubes souples, paral le'les (1), reliés entre eux latéralement et formant une nappe. Une telle nappe de tubes peut être aisément obtenue par extrusion. On peut obtenir ainsi des éléments constitués par un grand nombre de tubes parallèles. Ces tubes sont généralement reliés entre eux sur toute leur longueur, notamment par une base commune (2) (fig. 1) ou par une nervure centrale (3) (fig. 2). L'épaisseur de l'élément de liaison entre deux tubes adjacents peut être détermitée pour permettre de détacher aisément l'un de ces tubes des autres sur une longueur détermnnée. Par ailleurs, on peut très facilement couper la nappe des tubes à toute longueur désirée.Une telle nappe de tubes peut être obtenue en tubes de divers diamètres et de divers écartements. Elle peut etre fabriquée en de nombreuses matieres plastiques telles que, à titre non limitatif, le chlorure de polyvinyle plastifié, le polyéthylène, le caoutchouc synthétique ou naturel, les élastomères silicones, etc.... Pour constituer- le dispositif selon l'invention, on détache généra- lement, en partie au moins, un des tubes extérieurs (4) et (5) d'un élément de nappe, coupé à la longueur voulue, on plie la nappe de tubes et on présente leurs orifices face aux embouts correspondants (#) des plaques intercalaires (7) de l'appareil (voir figure 4). Naturellement le diamètre intérieur des tubes souples est choisi par le technicien en fonction du diamètre extérieur des embouts pour assurer une mise en place, une tenue sous pression et une étanchéité satisfaisantes. Les appareils échangeurs ou séparateurs de fluide - liquide et/ou gazeux - à membranes sont habituellement constitués par un empilement alterné de membranes et de plaques intercalaires définissant une série de compartiments. Ces compartiments sont parcourus chacun par un fluide entre l'orifice d'introduction et l'orifice d'évacuation. Ces orifices peuvent être avantageusement groupés cte à cote et, par empilement des intercalaires, former deux rangées parallèles (voir figure 4). Ils sont généralement constitués par un embout tubulaire latéral rigide ou semi-rigide, les embouts étant par exemple constitués du meme matériau que ;'intercalaire. Généralement les intercalaires sont, pour des raisons d'économie et/ou d'écoulement de fluide, relativement très minces et les embouts sont, pour réduire les pertes de charge locales, de diamètre le plus élevé possible. Aussi est-il fréquent que le diamètre extérieur des embouts soit sensiblement égal à ltépaisseur des intercalaires. On conçoit que, dans le cas d'empilement d'une ou de plusieurs dizaines de tels intercalaires, il soit long et délicat de raccorder par des tuyaux souples indépendants les uns des autres ces divers embouts. Au contraire, le dispositif selon l'invention se met en place sans difficulté, instantanément et sans risque d'erreur. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est très simple (voir figure 4). Les tubes extérieurs (4) et (5) sont par exemple raccordés en deux points d'un circuit de fluide. Celui-ci traverse l'appareil à membrane-en pénétrant dans un premier compartiment, d'abord par la tubulure (4) et l'embout d'entrée (6), puis il sort de ce compartiment par l'embout de sortie (6a), il suit le tube (i) selon la flèche pour pénétrer dans un deuxième compartiment. Il traverse ainsi en série tous les compartiments de l'appareil à membrane et il sort du dernier compartiment par la tubulure (5). La figure 5 représente une variante de réalisation du dispositif selon l'onvention. Selon cette variante, la nappe de tubes est repliée sur elle-même de sorte que les orifices des tubes sont disposés cote à cote, selon deux rangées parallèles et sont décalés en quiconce. Les deux extrémi- tés de la nappe sont alors rendues solidaires l'une de l'autre par tout moyen connu, par exemple par thermocollage, par liaison à l'aide d'une résine qui polymérise, par introduction à l'intérieur d'un collier, etc... Ainsi la position relative des orifices de tous les tubes de la nappe est bien déterminée et peut coïncider avec la position des embouts tubulaires correspondants de l'appareil à membrane. On conçoit que la mise en place du dispositif selon l'invention est instantanée;Il y a lieu de remarquer que la souplesse du matériau constituant ce dispositif permet aisément de compenser les petites irrégularités éventuelles de positionnement des embouts tubulaires lors du montage de l'appareil à membranes. Les caractéristiques du dispositif selon la présente invention peuvent être illustrées par l'exemple suivant. Exemple Un concentreur de liquide d'ascite est constitué essentiellement par un ultrafiltre composé d'un empilement de membranes ultrafiltrantes alternant avec des intercalaires, formant 11 compartiments parcourus en série par le liquide d'ascite, l'ensemble étant serré entre deux plateaux rigides. Chaque intercalaire est en polyéthylène semi-rigide, a une épaisseur de 2,5 mm et est muni dans la masse de deux embouts latéraux diagonalement opposés, de longueur 7 mm et de diamètre 11,5/2 mm, pour la circulation du liquide d'Ascite. Sur chaque côté de l'appareil ces embouts sont disposés en quinconce selon deux rangées parallèles, soit une rangée de 5 et une rangée de 6 embouts, distantes de 4 mm. On relie ces embouts, sur chaque côté de l'appareil, par une nappe de 6 tubes de diamètres 2/4 mm en élastomère silicone. La largeur de la nappe est de 29 mm et sa longueur de 80 mm. L'un des tubes est détaché des autres à partir d'une extrémité sur une distance de 50 mm/, pour permettre son raccordement à l'installation de à l'installationbrevet de traitement décrite par exemple dans la demande/français n 70 36 774. On replie la nappe de tubes sur elle-même pour disposer les orifices des tubes cote à cote et en quinconce. On présente ces orifices face aux embouts correspondants et on enfonce la nappe de tubes sur les onze embouts. On répète la même opération du côté opposé de l'appareil. On constate ainsi que lton peut relier en série les onze compartiments de l'ultrafiltre avec simplicité, rapidité et sécurité. Naturellement, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, mais comprend toutes les variantes d'exécution à la portée du technicien. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de distribution de fluide pour relier en série au moins trois compartiments d'un appareil échangeur ou séparateur comportant un empilement de membranes et de plaques intercalaires munies latéralement d'embouts tubulaires, lesdits embouts étant disposés selon deux rangées --ral- lèles, l'une pour l'introduction et l'autre pour l'évacuation du fluide, caractérisé en ce qu'il comporte une nappe de tubes souples liés enseb#e. 2.- Dispositif selon la#-revendication 1, car ctérisé en ce que la nappe est repliée sur elle-même, les orifices des tubes disposés cote à 3te en quinconce, selon deux rangées parallèles. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux extrémités de la nappe sont reliées entre elles par tous moyens cc--s. 4.- Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé e. ce que la nappe de tubes souples est en élastomère silicone. 5.- Appareil échangeur ou séparateur à membranes caractérisé e ce qu'il est équipé d'au moins un dispositif selon l'une quelconque des rev~rdi- cations précédentes.