Brevet FR2346616A1 — publié le 19771028

La présente invention a laquelle a partit pué Monsieur André SAUSSE concerne le domaine des appareils à membrane perméable. Elle concerne plus particulierementun procédé pour réaliser l'étanchéité entre les compar- timents d'un appareil à membrane semi perméable en particulier ceux munis d'une membrane perméable pane pliée en zig-zag, tout en ménageant des moyens d'accès des fluides aux-dits compartiments. L'invention concerne également l'appareil réalisé selon ce procédé. Par la suite l'invention sera décrite en se référant plus particu lièrement à un heriodialyseur muni d'une membrane semi perméable plane pliée en zig-zag tel que definici-après et représenté sur les figures 1 à 5 jointes. La figure 1 est une vue générale externe d'un tel hémodialyseur. La figure 2 est une vue en coupe par un plan Il Il perpendiculaire au plan des membranes et parallèle à l'une des faces du boitier de lthémo- dialyseur selon la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe par un plan III III parallèle au plan Il Il. La figure 4 est une vue partielle en coupe par un plan IV IV perpendiculaire au plan des membranes et parallèle à l'autre face du boitier de l'hemodialyseur selon la figure 1. La figure 5 est une vue partielle en coupe par le plan Il II de l'hémodialyseur selon la figure 1, en cours de réalisation par le procédé selon l'invention. En se référant aux figures 1 à 4, l'hémodialyseur (1) comporte une membrane (2) pliée en zig-zag. Cette membrane (2) peut enserrer eventuelle- ment entre ses plis des intercalaires (3). Par intercalaire on désignera par la suite, les moyens de soutien de la membrane. Ces moyens de soutien peuvent par exemple etre sensiblement plans et présenter l'aspect d'une grille. L'hémodialyseur décrit ici àtitre d'exemple comporte des intercalaires entre tous les plis seulement sur une seule face de la membrane ce qui entraîne que deux intercalaires consécutifs par exemple (3) et (4) sont séparés par deux couches de membrane (5) et (6). Il peut aussi comporter des intercalaires dans tous les plis sur chaque face de la membrane. L'ensemble formé par la membrane pliée en zig-zag et éventuellement les intercalaires enserrés entre ses plis est déposé dans un boitier (7) sensiblement parallélipipédique, formé d'au moins deux parties (8) et (9), assemblées de faucon etanche à leur plan de joint (10), elles peuvent par exemple etre assemblées par collage après mise en place de l'ensemble formé par la membrane et les intercalaires éventuels. Dans l'hémodialyseur décrit à titre d'exemple les aretes des plis de la membrane (2) comme par exemple l'arete (11) sont disposées parallèlement aux faces (12) et (13) du boitier (7). La membrane (2) sépare l'espace interne du boitier (7) en deux compartiments (14,15). Le compartiment (14) est limité par la membrane (2) et le boitier (7), en particulier par la face (12) de celui-ci. Ce compartiment (14) comporte entre-les plis de la membrane (2) les intercalaires (3) il est avantageusement utilisé dans un hémodialyseur comme compartiment dans lequel circule le liquide ou bain de dialyse, il sera appelé ci-après "compartiment bain". le compartiment (15) est limité par la membrane (2) et le boitier (7), en particulier par la face (13) de celui-ci, ce compartiment (14) est avantageusement utilisé dans un hémodialyseur comme compartiment dans lequel circule le sang, il sera appelé ci-après t, compartiment sang". les compartiments bain et sang sont constitués chacun d'un ensemble de compartiments élémentaires situés entre chaque plis, c'est à dire qui sont situés entre deux couches consécutives de la membrane. L'étancheité entre les compartiments bain et sang est réalisée d'une part en solidarisant par tout moyen connu,par exemple par collage, les deux extrémités libres (24) et (25) de la membrane pliée en zigzag avec les faces internes des deux parties (8,9) et d'autre part en réalisant llétancheite entre les bords libres de la membrane, sensiblement perpendiculaires aux aretes des plis. Avantageusement cette étanchéité est réalisée par injection d'un matériau approprie (26) qui vient ainsi sceller les bords libres de la membrane et forme un petit bourrelet (27) à chaque compartiment élémentaire. le boitier comporte des moyens d'entrée et de sortie de chaque fluide qui circulent avantageusement de part et d'autre de la membrane à contre courant (figures 1 et 2). Ces moyens sont constitués par des chambres de répartition et de collecte, sensiblement perpendiculaire au plan de la membrane, et qui s'étendent au dos des plis, du premier au dernier. Ainsi l'appareil (1) décrit à titre d'exemple comporte d'une part pour le liquide de dialyse comme moyen d'entrée la tubulure (16) associée à la chambre de répartition (17) et comme moyen de sortie la tubulure (18) associée a# la chambre de collecte (19). il csmps-te d'autre part pour le sang comme moyen d'entre la tubulure (2 associée à la chambre de rréparti- tion (21) et comme moyen de sortie la tubulure (22) associée è la chambre de collecte (23) Avantageusement entre les chambres de répartition et de collette d'un meme fluide on réalise une séparation étanche pour éviter le passage direct du fluide de l'entrée à la sortie du compartiment sans que ledit fluide ait été en contact avec la membrane. Avantageusement cette séparation est réalisée par injection d'un matériau approprié (26) (figure 3) entre les aretes des plis et les faces internes du boitier. la réalisation de cette séparation étanche entre les chambres de ré- partition et de collecte d'un même fluide est délicate. En effet dans la zone des chambres de répartition et de collecte le dos des plis doit être exempt de matériau d'etancheite injecté pour que la communication entre lesdites chambres et les compartiments élémentaires qu'elles desservent puisse etre assurée. Un but de l'invention est un procédé qui permet de réaliser aisément cette étanchéité, Il a maintenant été trouvé un procédé pour réaliser l'étanchéité entre les compartiments d'un appareil à membrane perméable, ledit appareil comportant au moins une membrane et un boitier, ladite membrane séparant l'espace interne du boitier en au moins deux compartiments, des moyens d'entrez et/ou de sortie de fluide dans ou hors chaque compartiment , des chambres de répartition et/ou de collecte communiquant d'une part avec les moyens d'entrée etjou de fluide et d'autre part avec lesdits compartiments, caractérisé en ce qu'on réalise ltétanchéité entre lesdits compartiments en injectant dans ledit boitier un matériau d'étanchéité approprie après avoir disposé dans ledit boitier des ballonnets gonflables et les avoir gonflés pour ménager lesdites chambres de répartition et/ou de collecte. Par "ménager" on entend que le matériau d'étanchéité injecte ne vient pas dans l'espace occupé par les ballonnets gonflables, ce qui permet d'avoir après le retrait de ceux#i, des cavités qui sont les chambres de répartition et/ou de collecte. Ce procédé a en particulier été trouve pour réaliser l'étanchéité entre les compartiments d'un appareil à membrane perméable, ledit appareil étant constitué d'une membrane -perméable pliée en zig-zag et comportant éventuellenent des intercalaires dans tous les plis au moins sur un côté de la membrane, la membrane et les intercalaires éventuels formant un ensemble.L'ensemble ainsi constitué est disposé dans un boîtier en au moins deux parties, ledit boitier comportant des chambres de répartition et/ ou de collecte de fluide, sensiblement perpendiculaires au plan de la membrane et s'étendant du premier pli au dernier pli de ladite membrane,ledit boitier étant de dimensions intérieures subérieures aux dimensions de ltensemble de membrane et d'intercalaires éventuels pour laisser un espace étroit entre ledit ensemble et le boitier .Ce procédé est c ractérisé en ce que on positionne des ballonnets dans les chambres de répartition et/ou de collecte, lesdits ballonnets s'étendant du premier pli au dcrnier pli de ladite membrane, on gonfle lesdits ballonnets qui s'adaptent .étroitement à la surface interne desdites chanbresscontre l'ensemble de membrane et d'interca- laires éventuels, on injecte dans ledit boitier un matériau d'étanchéité approprié, fluide pour qu'il s'écoule et remplisse espace étroit entre ledit ensemble et ledit boitier, on fait durcir ledit matériau par tout moyen approprié, on dégonfle lesdits ballonnets, et on les retire en les tirant hors desdites chambres. la figure 5 représente donc en coupe une chambre de répartition ou de collecte pourvue d'un ballonnet (28) gonflé, ce ballonnet comporte un conduit (29) qui dEpasse hors de l'appareil et qui permet -le passage du fluide de gonflage. De préférence comme matériau d'étanchéité on utilise un matériau ther niodurcissable. De préférence également les ballonnets sont en un matériau qui nladhère pas au matériau d'étanchéité. Ainsi on choisit par exemple de réaliser des ballonnets en élastomère organosilicique quand on réalise l'etan- chéité à l'aide de polyurethanne.0u bien on choisit par exemple de réaliser des ballonnets en caoutchouc quand on réalise l'étanchéité à l'aide d'élastomère organisilicique. les dimensions intérieures du boitier sont supérieures aux dmmen- sions de l'ensemble de membrane et d'intercalaires éventuels de 0,3 à 5 mm et de préférence de 0,5 à 3 mm pour permettre au matériau d'étarehéité de s'écouler et de se répartir sur toutes les faces de l'ensemble. De préférence la surface interne du boitier comporte des moyens d'espacement, comme par exemple des picots, qui permettent de conserver l'espace étroit entre l'ensemble de membrane et d'intercalaires éventuels et le ècitier, dans lequel se repartira le matés au d'étanchéité, les picots seront alors noyés dans celui-ci. Ainsi les bords libres de la membrane, les extrémités libres (24) et (25) de celle-ci et les arêtes des plis sont noyés dans le matériau d'étanchéité. Le matériau d'étanehéité se repartit sur toutes les faces de l'ensem- ble sauf aux endroits occupes par les ballonnets gonflés, c'est à dire dans les chambres de répartiticn ou de collecte. Ainsi après retrait des ballonnets par dégonflage de celui-ci, les communications entre les compartiments le- mentaires du compartiment bain et du compartiment sang sont établies avec leurs chambres de répartition et de collecte respectives. les ballonnets sont bien sûr retirés après durcissement du matériau d'étanchéité. En choisissant convenablement la température du fluide de gonflage du ballonnet on peut par exemple accélérer ou retarder la pulvérisation d'un matériau d'étanchéité susceptIble de se polymériser. Il est bien entendu que le procédé pour réaliser l'étanchéité entre les compartiments d'un appareil à membrane semi-perméable, décrit ci-avant, n'est nullement limitatif et que des variantes de réalisation qui sont à la portée du technicien font partie de la présente invention. On peut également utiliser le procédé selon l'invention pour réaliser ltétanehéité entre les compartiments d'un appareil comportant au moins une fibre creuse et en particulier pour réaliser ltétanchéité entre les compartiments d'un appareil comportant une pluralité de fibres creuses. En effet dans ces appareils il est nécessaire de réaliser ltétanchéité entre le comparti- ment constitué par l'espace compris entre les fibres creuses et le boitier les contenant et le compartiment constitue par le volume intérieur aux fibres creuses. les fibres creuses traversent donc à leur extrémité une cloison étanche et débouchent ainsi dans une chambre de répartition et/ou de collecte. Pour réaliser cette étanchéité, après avoir disposé l'ensemble de fibres-creuses dans le boîtier, on introduit des ballonnets dans les chambres de répartition et/ou de collecte (notamment dans les chambres de répartition et/ou de collecte communiquant avec le compartiment constitué par le volume intérieur aux fibres creuses) et après avoir gonflé ces ballonnets, on injecte dans le boitier le ma matériau d'étanchéité,à travers des orifices prévus à cet effet. Le matériau d'é t#n#heite penetre ainsi autour des fibres creuses sauf dans les chambres de répartition et/ou de collecte. En particulier le matériau injecté ne pénètre pas dans les fibres creuses elles-n8mes car leur extrémité ouverte est obturée par le ballonnet gonflé. Le procédé selon l'invention présente l'avantage d'etre aisé a mettre en oeuvre et ainsi d'etre automatisable. Le procédé selon l'invention a été décrit ci-avant en se référant plus particulièrement a un hémodialyseur, il est bien entendu que le procédé n'est pas limité à un hemodialyseur. En effet il peut être utilisé pour réaliser ltétanchéité entre les compartiments d'appareils à membrane perméable pour traitement de fluides, lesdits traitements sont essentiellement les séparations, les échanges et les mélanges. Comme opérations de séparation on peut citer par exemple l'ultrafiltration, l'osmose inverse, la permeation gazeuse, la diffusion gazeuse, la pervaporation, notamment lorsque sont mises en jeu des pressions modérées par exemple inférieures à une dizaine de bars. Comme opérations de mélange on peut citer notamment la dissolution de gaz dans des liquides la vaporisation des liquides dans des gaz et plus particulièrement le conditionnement d'air, lthumidification des gaz, de l'air. Comme opérations d'échange on peut citer notamment la dialyse, ltos- mose directe, les échanges gaz/gaz, liquide/liquide ou gaz/liquide, les échanges thermiques. L'hémodialyseur entre dans cette catégorie ainsi que I oxygénateur. Le procédé selon l'invention est particulièrement intéressant à mettre en oeuvre pour réaliser l'étanchéité entre les compartiments d'appareils à membrane utilisés dans le domaine médical. REVENDICATIONS 1) Procédé pour réaliser ltétanchéite entre les compartiments d'un appareil à membrane perméable, ledit appareil comportant au moins une membrane et un boitier, ladite membrane séparant l'espace interne du boîtier en au moins deux compartiments, des moyens d'entrée et/ou de sortie de fluide dans ou hors chaque compartiment, des chambres de répartition et/ou de collecte cor##uniqusnt d'urne part avec les moyens d'entrée et/ou de sortie de fluide et d'autre part avec lesdits con.partiments, caractérisé en ce qu'on réalise l'étanchéité entre lesdits com.part-ments en injectant dans ledit boitier un matériau d'étancreite appropri# après avoir disposé dans ledit boîtier des ballonnets gonflables et les avoir gonflés pour ménager lesdites chambres de répartition etzou de collecte. 2l Procédé selon la revendication l pour réaliser l'étanchéité entre les compartiments d'un appareil à membrane perméable, ledit appareil étant constitué d'une membrane . -perméable pliée en zig-zag et comportant éventuellement des intercalaires dans tous les plis au moins sur un côté de la membrane, la membrane et les intercalaires éventuels formant un ensemble, ledit ensemble ainsi constitué est disposé dans un boîtier en au moins deux parties, ledit boitier comportant des chambres de répartition et/ou de collecte de fluide, sensiblement perpendiculaires au plan de la membrane et s'étendant du premier pli au dernier pli de ladite membrane, ledit boitier étant de dimensions intérieures supérieures aux dimensions de l'ensemble de membrane et d'intercalaires éventuels pour laisser un espace étroit entre ledit ensemble et le boîtier ; ledit procédé est caractérisé en ce que on positionne des ballonnets dans les chambres de répartititon et/ou de collecte, lesdits ballonnets stétendcn. du premier pli au dernier pli de ladite membrane, on gonfle lesdits ballonnets qui s'adaptent étroitement à la surface interne desdites chambres et contre l'ensemble de membrane et d'intercalaires éventuels, on injecte dans ledit boitier un matériau d'étanchéité approprié fluide pour qu'il s'écoule et remplisse l'espace étroit entre ledit ensemble et ledit boîtier, on fait durcir ledit matériau par tout moyen approprié, on dégonfle lesdits ballonnets et on les retire en les tirant hors desdites chambres. 3) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on utilise un ballonnet en matériau qui n'adhère pas au matériau d'étanchéité. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le matériau d'étanchéité est thermodurcîssable. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce que on utilise un ballonnet en élastomère organo silicique et du polyuréthanne comme matériau d'étanchéité. 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce que on utilise un ballonnet en caoutchouc et un élastomère organosilicique comr matériau d'étanchéité. 7) Procédé selon 7'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que on gonfle le ballonnet à l'aide d'un fluide gazeux. 8) Procédé selon l'une quelconque des revendications l à 7 caractérisé en ce que on gonfle le ballonnet à l'aide d'un fluide liquide. 9) Appareil à membrane perméable caractérisé en ce que l'étanchéité entre les compartiments de fluides est réalisée selon le procédé défini dans l'une quelconque des revendications l à S. 10) Appareil à membrane perméable sous forme de fibre creuse caractérisé en ce que l'étanchéité entre les compartiments est réalisée selon le procédé défini dans l'une quelconque des revendications l à 8.