Brevet FR2192469A1 — publié le 19740208

La présente invention se rapport''-1 à un dispositif pour déposer sous pression des revêtements uniformes et adhérent de fluides sur les surfaces internes d'objets particuliers. Il existe de nombreux dispositifs de remplissage utilisant la pression, le vide, la gravité, isolément ou en combinaison. On utilise ces dispositifs pour remplir des récipients creux avec divers produits tels que des boissons non alcoolisées, de la pâte dentifrice, des pilules et des cosmétiques. Cependant, ces dispositifs ne conviennent généralement pas pour revêtir l'intérieur d'objets creux avec des couches de fluides. On recouvre la surface intérieure de nombreuses structures allongées, creuses, ouvertes aux extrémités, le plus souvent tubulaires, mais pouvant aussi être rectangulaires, etc. avec des fluides tels que l'agar fondu ou autres fluides adhérents, afin d'obtenir des éléments pour essais bactériologiques ou sérologiques. Un élément de ce type particulièrement pratique est la pipette pour culture qui, dans une forme commerciale, se compose d'un tube relativement fin, habituellement en matière thermoplastique, de 25 cm à 30 cm de long et de 3 mm de diamètre extérieur environ. La surface intérieure du tube est revêtue d'une couche d'agar nutritif solidifié. On utilise cette pipette de la façon suivante : on plonge son extrémité inférieure dans un fluide, par exemple de l'urine qu'on soupçonne contenir des bactéries, et on aspire le liquide pour l'amener au contact de la couche d'agar nutritif. On évacue ensuite le liquide, et le tube traité est prêt pour l'incubation. Toutes bactéries révéleront leur présence après plusieurs heures d'incubation sous la forme de colonies distinctes dans le revêtement d'agar de la surface intérieure . Les besoins importants en tubes de ce genre nécessitent un dispositif à haut rendement pour réaliser le revêtement interne. En conséquence, l'invention a pour but de fournir un dispositif permettant de revêtir simultanément les surfaces internes d'un grand nombre de structures ou articles creux et allongés. L'invention a aussi pour but de revêtir les surfaces internes de ces structures à l'aide d'un dispositif dans ? 1 9 ? 4 ^ 9 lequel les extrémités ouvertes des structures plongent dans un rôservoir de fluide de revêtement, le dispositif permettant 1'jpnlication d'une pression à ce réservoir de sorte qu'une colonne de fluide monte sous l'effet de cette .oression dans les structures creuses^ et comportant des moyens pour évacuer les colonnes de fluide des structures creuses afin de laisser une couche résiduelle uniforme sur 1a surface interne de ces structures. L'invention a encore pour but de fournir un dispositif dans lequel l'enclenchement de cette suite d'opérations se fait de façon semi-automatique, par exemple à l'aide d'un bouton-poussoir. L'invention a en outre pour but de fournir un dispositif quijune fois la séquence de remplissage commencée, termine automatiquement le remplissage et amorce automatiquement l'évacuation lorsque les colonnes de fluide atteignent une hauteur prédéterminée dans les structures creuses. L'invention a de plus pour but de fournir un moyen pour régler la température du réservoir de fluide afin qu'on puisse utiliser des fluides fondus, tels que de l'agar fluide chaud, comme substances de revêtement. L'invention a encore pour but de fournir un dispositif capable d'effectuer le remplissage, la vidange et le revêtement simultanés d'un grand nombre de corps creux à extrémités ouvertes. L'invention a enfin pour but de fournir un dispositif qu'on peut rapidement charger avec un grand nombre de structures creuses à extrémités ouvertes afin de commencer la phase de remplissage^et qu'on peut décharger aussi rapidement à la fin de cette phase. Suivant l'invention, on atteint les buts précités à l'aide d'un dispositif sous pression comprenant un réservoir de fluide pouvant être mis sous pression et comportant à son sommet une ouverture destinée à recevoir les structures creuses, allongées à extrémités ouvertes, des moyens démontables pour maintenir verticalement lesdites structures dans le réservoir et pour former un joint d'étanchéité à la pression au niveau de l'ouverture ménagée au sommet du réservoir, des moyens pour 3 2192469 exercer une pression sur la surface dudit fluide et pour interrompre et relâcher cette pression lorsque le fluide s'élève juson1 à une hauteur prédéterminée dans une structure creuse, allongée à extrémités ouvertes, plongeant verticalement dans 5 ledit fluide ou dans un second fluide de -nasse spécifique et de viscosité analogues. Des réalisations préférées comprennent des moyens pour chauffer et régler la température du fluide, des appareils pouvant recevoir des éléments d'essais bactériologiques ou séro-10 logiques tels que des pipettes de cultures et des moyens pour maintenir ces pipettes dans le réservoir de revêtement sous press ion. La suite de la description se référé aux dessins annexés st:i représentent : 15 Fig. 1) un schéma d'un ensemble de production pour revêtir les surfaces internes de pipettes pour cultures bactériologiques avec de l'agar et utilisant un dispositif à pression suivant l'invention, Fig. 2, une vue en perspective d'une réalisation d'un 20 dispositif de revêtement sous pression suivant l'invention, montrant aussi une chambre sous pression maintenant verticalement un grand nombre de pipettes dans le dispositif de revêtement, Fig. 3, une vue en perspective de la chambre de la Fig. 2 dans laquelle sont maintenues sous pression un grand 25 nombre de pipettes, et Fig. k, un schéma des éléments de commande du remplissage dans un dispositif de revêtement sous pression suivant 1'invention. Sur la Fig. 1 on a représenté un ensemble de produc-30 tion comprenant : un réservoir 2 de fluide (par exemple de 1'agar-agar), un support k maintenant un faisceau de tubes (par exemple des pipettes) un système facultatif de réglage de la température comprenant une enceinte chanffante 14, un détecteur de température ou thermomètre 12, un dispositif de commande ©lec— 35 tronique et une source d'alimentation en courant (non représentés), un système de détection du niveau du liquide comprenant une pipette de commande 16, un détecteur de niveau de liquide, un dispositif électronique de commande et une source d'alimenta 2192469 tion en courant, et un système de mise sous pression comprenant une source de pression, une soupape électromagnétique 'tO et un organe d'enclanchement à bouton-poussoir 38. Le réservoir de fluide 2 est un récipient pouvant 5 être placé sous pression, fabriqué en matière plastique, verre, métal ou tout autre matériau approprié, et contenant le fluide de revêtement 6. On applique au réservoir 2 la pression fournie par la source, par exemple une bouteille de gaz, par l'intermédiaire d'une conduite 8. Le dessus du réservoir 2 comporte une 10 grande ouverture 10 permettant le passage du support k. Le support k est un dispositif destiné à maintenir des tubes et qui s'adapte étroitement dans l'ouverture 10 afin que les tubes ou pipettes soient maintenus en position de façon que leurs extrémités plongent dans le fluide 6. Le support k se 15 monte et se démonte facilement par rapport au réservoir et l'ensemble forme un système clos pouvant être mis sous pression. Le système facultatif de réglage de la température peut comprendre un thermomètre, un détecteur lié au thermomètre, un dispositif électronique de commande et un élément chauffant 20 On mesure la température du fluide 6 dans le réservoir 2 au moyen du thermomètre/détecteur 12, et l'élément chauffant par exemple une enveloppe alimentée en courant alternatif, maintient le fluide à une température prédéterminée par réaction du détecteur sur le dispositif électronique de commande . 25 Le système de détection du niveau de liquide dans cette réalisation comprend un tube de commande l6 (par exemple une pipette), un détecteur de niveau de liquide et un dispositif électronique de commande. Le tube de commande l6 plonge dans le liquide 6 du réservoir 2 ou un réservoir de fluide de réglage 30 ayant une masse spécifique et une viscosité analogues à celles du fluide de revêtement. Le détecteur de niveeu de liquide est de préférence du type pouvant s'attacher au tube de commande l6 et détecte la hauteur du niveau du liquide dans le tube. Le détecteur agit par réaction sur le dispositif électronique de 35 commande qui est à son tour relié à un dispositif d'actionne-ment facultatif, par exemple un boîtier d'enclenchement à bouton-poussoir. 5 2192469 de pression, por exemple une bouteille de gaz, une vanne électro magnétique à trois voies ^0, et le cas échéant une valve de sûreté à genouil1ère s ' ouvrant ver s l'atmosphère. la sourc e de pression est reliée au réservoir 2 par 1 1 int er*nédia i re de la vanne él ecrtromagné t i qu e dont 1'ac t ion règle la mise se"s p res sion et le retour à la pression no rmale de ce réservoir 2. Le disposit if d'activa tion peut être un simple circuit à bouton-po'isso ir alimenté on courant alternatif d ont 1'entrée est reliée au disposi t if électronique de commande du s ys t ème de détection de niveau de liquide et dont la sorti e est reliée à la bobine de 1 a vanne éle ctromagnétique k0. Comme on le décri ra plus en déta ils ci-dess ous, on démarre une phas e de dépôt de revêtement en poussant le bouton monté sur le dispositif d'activation 38. Le système de détection de niveau de liquide arrête automatiquement cette phase de dépôt. Sur les Fig. 2 et 3 on a représenté un dispositif capable de fournir plus de ^5.000 pipettes revêtues d'agar-agar en une journée de travail de huit heures. Sur la Fig. 2 on a représenté un dispositif de dépôt de revêtement comprenant un support qui maintient un grand nombre de pipettes prêtes à être remplies. Le réservoir de fluide 2 est un cylindre de résine acrylique transparent (ou de polycarbonate ou similaire) de 16,25 cm de haut et de 21,25 cm de diamètre intérieur. Une pièce de résine acrylique de 12,5 mm d'épaisseur forme un couvercle amovible 17 qui s'adapte étroitement au cylindre au moyen d'une rainure circulaire comportant un joint de caoutchouc. Pour des raisons de commodité, on fixe le réservoir dé fluide 2 sur une embase fixe à quatre pieds 18 . Le couvercle 17 du réservoir s'enlève facilement en dévissant les écrons à oreilles 20 qui fixent l'ensemble sur l'embase 18 . Le couvercle 17 comporte une ouverture rectangulaire 10 de l8,4 cm x 8,2 cm entourée par un joint de caoutchouc et destinée à recevoir le support k des tubes . Sur la Fig. 3 on a représenté en détails une réalisation préférée d'un support de tubes. C'est une unique chambre k pouvant être mise sous pression et qui sjerre et maintient 6 2192469 pneumatiquement les faisceaux de pipettes 22. Ce support de résine acrylique mesure lfi,^i cm x 8,2 cm x 3,3 cm et s 'emboîte clans l'ouverture 10 du réservoir de fluide 2. L'intérieur de la chambre k est creux. Les faces supérieure et inférieure de la chambre comportent des ouvertures de 3»2 cm de diamètre qui sont alignées deux à deux. La chambre peut comporter un nombre quelconque de paires d'ouvertures. Sur la Fig. 3 on a représenté une chambre comportant 3 paires d'ouvertures. La chambre comprend des moyens pour assurer l'étanchéité entre les ouvertures et des diaphragmes tubulaires de liaison. Dans la réalisation représentée on adapte au-dessus et au-dessous de chaque ouverture un élément tubulaire en résine acrylique de 3,2 cm de diamètre extérieur et de 2,8 cm de diamètre intérieur solidaire d'une bride 2k et on le relie au diaphragme tubulaire 26, mince, souple et imperméable au fluide. Un joint placé au-dessus et au-dessous de chaque ouverture (par exemple un joint torique) maintient en place les éléments tubulaires et les diaphragmes de caoutchouc et assure aussi l'étanchéité de l'intérieur creux de la chambre h, formant ainsi un système clos. Uri orifice d'entrée de gaz tel qu'une valve de pneu sans chambre 28 fournit la seule ouverture vers l'intérieur de la chambre. En fonctionnement, on fait passer les pipettes 22 par les ouvertures et on met la chambre sous pression à l'aide d'une arrivée de gaz telle qu'une tubulure d'insuflation d'air. Une pression de 0,^5 à 1,36 kg est plus que suffisante pour assurer l'application des diaphragmes de caoutchouc autour des faisceaux de pipettes 22 de sorte qu'elles soient maintenues fermement. La chambre à trois paires d'ouvertures représentée sur la Fig. 3 peut maintenir 25 pipettes de k,76 mm de diamètre extérieur par paire d'ouvertures, soit au total 75 pipettes. Evidemment, on peut réaliser des chambres comportant une, deux ou quatre paires d'ouvertures. Il est évident que le revêtement des faisceaux de tubes suivant le procédé décrit ici, nécessite que ces tubes aient des bouts coniques, comme c'est le cas des pipettes. Si les bouts ne sont pas coniques, les espaces interstitiels longitudinaux entre les tubes des faisceaux se rempliraient aussi d'agar lorsqu'on mettrait le réservoir de fluide sous pression. 7 2192469 Cependant, on peut réaliser le revêtement simultané d'un grand nombre de tubes à bouts non coniques en utilisant un support de tubes qui maintienne ces tubes de façon qu'ils soient en contact les uns avec les autres sans former d'espaces interstitiels. En se reportant à nouveau d la Fig. 2, on peut voir que le système facultatif de réglage de la température comprend un élément chauffant 14 (dans le cas présent un ruban chauffant) entourant le réservoir de fluide 2, un thermomètre 30 faisant saillie du côté gauche sur le couvercle 17 et un détecteur 32 fixé au thermomètre par des bornes métalliques. Le détecteur est relié à un dispositif électronique de commande (non représenté). Le dispositif électronique de commande règle le passage du courant fourni par une source (non représentée) à l'élément chauffant 14. Le thermomètre 30 plonge dans le fluide 6 du réservoir 2, et le dispositif électronique de commande est excité et désexcité à des températures prédéterminées par suite de variations de la capacité entre les bornes du détecteur 32 provoquées par des variations de la hauteur de la colonne de mercure dans le thermomètre 30- On assure le réglage de la température du fluide de revêtement 6 en plaçant de façon appropriée les bornes du détecteur et par la mise en marche et l'arrêt alternatif du ruban chauffant 14 suivant le niveau du mercure dans le thermomètre 30- On obtient plus facilement une température uniforme au sein du fluide du réservoir en agitant le fluide. On réalise cette agitation au moyen d'un barreau magnétique et d'un agitateur magnétique 34 situé sous l'embase fixe 18 Le système de détection de niveau de liquide comprend une structure allongée, creuse à extrémités ouvertes et verticales, par exemple une pipette de commande l6 qui fait saillie sur la partie arrière de droite du couvercle 17 et plonge dans le fluide 6 (par exemple de l'agar fondu) du réservoir 2. Un détecteur de niveau de liquide 36 est relié à la pipette de commande 16 par des bornes métalliques. Ce détecteur 36 est un détecteur à variation de capacité analogue au détecteur de température 32 et est relié à son propre dispositif électronique de commande (non représenté). 8 2192469 Du fait que des fluides fondus tels que J'agar laissent un dépôt résiduel sur le tube de commande ou pipette 16, la capacité du tube peut varier de façon erratique d'une phase oie remplissage à la suivante. Par conséquent, il est souvent souhaitable d'utiliser un vase contenant un fluide autre que le fluide de revêtement pour faire fonctionner le système de détection de niveau de liquide. Une solution de glycérine et d'eau ayant approximativement la viscosité et la masse spécifique (densité) du fluide de revêtement convient parfaitement. Le boîtier d'enclenchement 38 comportant un bouton poussoir 39 et un fusible 4l est monté sur la partie avant droite de l'embase fixe 18. Une vanne électromagnétique à trois voies 40 est montée sur la partie arrière droite de l'embase 18. Une soupape à genouillère 42 montée entre le boîtier d'enclenchement 38 et la vanne électromagnétique 40 sert uniquement de soupape de sûreté qui débouche dans l'atmosphère pour éliminer un excès de pression de la tuyauterie. Le processus de revêtement est le suivant : Le système de détection de niveau de liquide, le boîtier de déclenchement à bouton poussoir, et la vanne électromagnétique à 3 voies coopèrent pour alternativement mettre sous pression et ramener à la pression normale le réservoir de fluide. La source de pression (non représentée) peut être une bouteille d'azote anhydre dont le débit est réglé par un double détendeur. On va décrire le processus de revêtement en référence à la Fig. 4 nui montre les rela tion s entre les syst èmes lors que le di spo s i tif est en a t tente . La position d'attente est celle pour laquelle il n'y a aucune colonne de liquide dons la pipette de commande 16, le contact normalement ouvert 44 est ouvert, le premier relais 46 et le second relais 48 normalement ouverts sont désexcités, et le réservoir 2 est en communication avec l'atmosphère par 1'intermédiaire des deux orifices 30 et 52 de la vanne électromagnétique à 3 voies 40. Dans cette position d'attente le dispositif électronique de commande fournit du courant au boîtier d'enclenchement à bouton poussoir 38. Cependant, puisque les contacts du contacteur 44 du bouton poussoir et les contacts du premier relais 46 sont normalement ouverts, aucun courant n'arrive aux bobines des premier et second relais 46 et 48. 9 2192469 Une fois les pipettes mises on place dans 1 ' ensemble de support de sorte que leurs bouts plongent dans ]'ajsr, on démarre la phase de revêtement en enfonçant le contacteur 44. Aussitôt le second relais 48 est excité de sorte que le réservoir de fluide 2 est mis sous pression au moyen des orifices 50 et 54 de la vanne 40. Dans le même temps, le premier relais est excité de sorte que ces contacts normalement ouverts se ferment, maintenant ainsi le circuit de mise sous pression dans une position de "blocage" mais après avoir relâché le contacteur 44. Le fluide monte dans la pipette de commande 16 en même temps que l'agar dans les pipettes à revêtir. Lorsque l'agar s'est élevé à la hauteur voulue, c'est-à-dire, lorsque la colonne de fluide dans la pipette de commande l6 atteint une hauteur prédéterminée, la capacité varie entre les bornes métalliques du détecteur 36 ce qui oblige le dispositif électronique de commande à interrompre momentanément sa fourniture de courant au boîtier d'enclenchement 38. Ceci provoque une désexcitation des relais 46 et 48 et le réservoir est de nouveau en communication avec l'atmosphère. Les contacts du relais 46 reviennent dans leur position normale d'ouverture» Les pipettes se vident alors en conservant un revêtement uniforme d'agar, La durée totale du remplissage et de l'évacuation est inférieure à 5 secondes . On notera que la fourniture de courant au boîtier d'enclenchement réapparaît dès que le fluide dans la pipette de commande l6 commence à s'écouler car la colonne de fluide tombe en-dessous de la hauteur de commande. Cependant, le circuit de mise sous pression a été "bloqué" par l'ouverture des contacts du premier relais 46. Par conséquent, le processus ne peut recommencer que lorsqu'on place une nouvelle série de pipettes dans le réservoir 2 et qu'on ferme à nouveau le contacteur 44. Il est bien évident que le dispositif décrit ci-dessus peut permettre de revêtir d'autres types de structures que les pipettes, en particulier des structures tubulaires avec d'autres types de fluides que l'agar. 10 2192469 Revendications 1.- Disoositif pour revêtir les surfaces internes d'articles allongés, creux et ouverts à leurs extrémités, de couches de fluide adhérentes et uniformes, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir pouvant être mis sous pression, contenant ledit fluide et comportant à son sommet une ouverture destinée à recevoir lesdits articles, un moyen amovible pour maintenir lesdits articles verticalement dans le réservoir et pour former un joint étanche à la pression au niveau de ladite ouverture du réservoir, et des moyens pour mettre sous pression la surface dudit fluide, pour arrêter cette mise sous pression et ramener la pression au-dessus du liquide à la pression atmosphérique lorsque ledit fluide s'élève à une hauteur prédéterminée dans un article allongé, creux et ouvert à ses extrémités plongeant verticalement dans ledit fluide ou dans un second fluide ayant approximativement la même masse spécifique et la même viscosité. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour chauffer et pour règle la température dudit fluide. 3.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits articles sont des éléments d'essais bactériologiques et sérologiques et que ledit fluide est de l'agar servant d'agent de nutrition. h.- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits éléments d'essais bactériologiques sont des pipettes de culture. 5.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen amovible pour maintenir lesdits articles dans le réservoir est une chambre pouvant être mise sous pression agencée pour maintenir un grand nombre d'articles constitués par des pipettes de culture, ladite chambre comprenant au moins un diaphragme tubulaire mince, souple et imperméable au fluide scellé aux parois d'au moins une paire d'ouvertures situées en haut et en bas de ladite chambre, et verticalement alignées, ledit diaphragme et lesdites ouvertures ayant des dimensions adaptées pour permettre de placer un faisceau desdites pipettes . 11 2192469 6.- Dispositif suivant In revendication 1, carocté-risé en ce ciue les moyens pour mettre sous pression h> surface dudit fluide, pour arrêter la mise sous pression et pour ramener la pression au-dessus dudit fluide à la pression atmosphérique comprennent une source extérieure de gaz sous pression pouvant être mise en communication avec le réservoir au-dessus de la surface dudit fluide, un article de commande allongé, creux, ouvert à ses extrémités, disposé verticalement dans le réservoir et dont l'extrémité inférieure ouverte plonge dans ledit fluide ou un second fluide ayant approximativement la même masse spécifique et la même viscosité, un détecteur de niveau de liquide sensible à une hauteur prédéterminée de fluide au-dessus de l'extrémité inférieure ouverte, et des moryens réagissant à des impulsions provenant dudit détecteur pour ramener la pression dudit réservoir à la pression atmosphérique lorsque le niveau du fluide dans ledit article de commande s'élève jusqu'à la hauteur prédéterminée. 7«- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu? les moyens de chauffage et de réglage de la température dudit fluide compren nt une source de courant, un élément électrique à l'intérieur ou à l'extérieur du réservoir pour chauffer le fluide par rayonnement ou convection ou par une combinaison de rayonnement et de convection, et un détecteur de température immergé dans ledit fluide afin de fermer le circuit électrique lorsque la température dépasse un niveau prédéterminé .