Brevet FR2354133A1 — publié le 19780106

La présente invention a pour objet des dispositifs permettant d'introduire des objets, par exemple des échantillons, dans une enceinte de confinement dans laquelle on procède à des expériences qui présentent des risques de pollution ou de contamination radioactive.- Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des enceintes closes telles que les boîtes à gants qui équipent certains laboratoires de recherche chimique, atomique ou microbiologique. Dans la suite de ltexposE, on décrira plus particulièrement l'application à des boîtes à gants dans lesquelles on manipule des substances radioactives, étant précisé que la portée de l'invention n, est nulle ment limitée à cette application particulière mais englobe toutes les applications analogues à toutes les enceintes de confinement qui contiennent une atmosphère dangereuse. L'introduction d'un objet ou d'un échantillon dans une boîte à gants, par les moyens utilisés à ce jour, est une opération délicate qui demande à l'opérateur beaucoup de précautions et un temps non négligeable. Dans certains cas, on utilise des sas comportant deux portes asservies entre elles de telle sorte qu'il soit impossible de les ouvrir simultanément ce qui conduit à des dispositifs complexes, peu compatibles avec des boîtes à gants de petites dimensions. Selon une autre technique très répandue, la boîte a gants est munie d'une ouverture circulaire autour de laquelle on place un sac en matière plastique dont le fond est retourné vers l'intérieur pour former une poche dans laquelle on place l'objet à introduire. En variante, on peut également utiliser deux sacs et placer l'objet entre ceux-ci pour retourner vers l'intérieur de l'enceinte, au moyen des gants, le sac intérieur et le déchirer. Cette dernière méthode présente des risques de déchirement des sacs ou de défaut d'étanchéité entre le sac et les bords de l'ouverture qui peuvent entraîner une contamination du milieu. D'autre part, les sacs qui sont introduits dans l'enceinte sont contaminés et il faut s'en débarrasser. L'objectif de la présente invention est de procurer un moyen simple pour introduire des objets dans une enceinte de confinement, sans avoir à utiliser les sacs habituels et en réduisant; au minimum les risques de contamination ou de pollution de l'environnement de lteneeinte. Un dispositif selon l'invention sert à introduire des objets dans une enceinte de confinement dont une paroi comporte une ouverture de passage desdits objets. L'objectif de l'invention est atteint au moyen d'un dispositif selon lequel l'ouverture de passage sert en même temps à introduire en permanence dans l'enceinte de l'air extérieur et l'enceinte est équipée d'un appareil d'aspiration ayant un débit tel que la vitesse de passage de l'air à travers ladite ouverture soit supérieure à 0,5 m/sec. De façon connue, l'ouverture d'introduction est équipée d'un sas d'introduction formé par un conduit tubulaire ayant deux extrémités opposées dont l'une est située à l'intérieur de l'enceinte et l'autre à 1 'extérieur Dans un dispositif de ce type selon l'ivention, l'une au moins des deux extrémités, de préférence l'extrémité située à l'intérieur de l'enceinte, est équipée d'une porte munie d'un filtre d'aspiration. Dans un mode de réalisation préférentiel, le conduit est incliné vers le bas en allant de l'extérieur vers l'intérieur et les deux extrémités du conduit sont équipées d'une porte munie d'un filtre d'aspiration et d'un moyen assurant la fermeture automatique de chaque porte apres qu'elle a été ouverte. L'invention a pour résultat de nouveaux dispositifs pour introduire des objets dans une enceinte de confinement ainsi que les enceintes équipées de ces dispositifs. Les dispositifs selon l'invention, constitués par un conduit tubulaire équipé d'une porte à chacune de ses extrémités, se présentent sous la forme générale d'un sas mais une originalité de ces dispositifs réside justement dans le fait qu'ils ne constituent pas un sas car les portes qui les équipent ne sont pas étanches et elles laissent passer en permanence un courant d'air qui pénètre dans l'enceinte et qui est aspiré par le dispositif de ventilation qui équipe celle-ci. Le débit de cette installation de ventilation est calculé de sorte que la vitesse de l'air dans le conduit, même lorsque les deux portes sont ouvertes simultanément et que toute la section du conduit est utilisée, soit supérieur à 0,5 m/sec. Avec une telle vitesse minimale, la contamination ne peut progresser en sens inverse du flux gazeux.Ainsi,même en cas d'ouverture accidentelle simultanée des deux portes, aucune contamination n' est à craindre et il n'est donc pas nécessaire d'asservir les deux portes entre elles ce qui simplifie la construction du dispositif On peut même construire des dispositifs comportant une seule porte qui est ouverte pour introduire les échantillons dans l'enceinte. Dans ce cas, on place la porte unique, de préférence à l'extrémité du canal inté rieure à l'enceinte de sorte que si le filtre est contaminé, on peut le remplacer de l'intérieur de l'enceinte au moyen des gants sans contaminer 1' environnement. Les portes munies d'un filtre permettent d'éviter la contamination de l'extérieur en cas de chûte de la dépression dans l'enceinte due à une avarie accidentelle du dispositif de ventilation. Les dispositifs selon l'invention sont très simples et ils présentent l'avantage de pouvoir être montés même sur une enceinte de confine- ment qui a servi et qui est déjà contaminée en découpant dans celle-ci une ouverture dont la section permet le passage du conduit tubulaire et de la porte interne. Pendant le découpage de l'ouverture et la mise en place du conduit sur l'ouverture, le dispositif de ventilation assure un courant d'air à travers l'ouverture dont la vitesse est telle que la contamination ne peut progresser vers l'extérieur. Les dispositifs selon l'invention présentent de nombreux avantages. La manoeuvre du dispositif est très simple. I1 suffit d'ouvrir la porte extérieure, d'introduire l'objet dans le conduit et de le laisser glisser vers la deuxième porte, de laisser se refermer la porte extérieure et de la verrouiller, d'ouvrir la porte intérieure au moyen des gants, de prélever l'objet et de laisser se refermer la porte intérieure, puis de la verrouiller. Le temps nécessaire pour chaque introduction est environ cinq fois moindre que pour des introductions au moyen de sacs déformables. Grâce à l'aspiration permanente à travers le conduit d > introduc- tion et à la fermeture automatique des portes, les dispositifs selon l'invention présentent toute garantie du point de vue de la sécurité d'emploi. Comparés aux dispositifs utilisant des sacs ou des manches en un film plastique, par exemple en chlorure de polyvinyle, les dispositifs selon l'invention permettent d'économiser le coût de ces sacs et de leur destruction après contamination ce qui constitue une économie appréciable qui permet d'amortir rapidement leur coût. La description suivante se réfère au dessin annexé qui représente un mode de réalisation de l'invention sans aucun caractère limitatif. La figure unique représente en I une paroi verticale d'une enceinte de confinement qui contient une atmosphère dangereuse, par exemple d'une bote à gants dans laquelle on effectue des expériences sur des matières radioactives ou toxiques. Cette enceinte est normalement équipée d'un dispositif de ventilation, non représenté, qui la maintient en légère dépression de sorte que les fuites éventuelles aient lieu dans le sens allant de ltextérieur vers l'intérieur. La paroi I comporte une ouverture 2 qui est équipée d'un dispositif 3 permettant d'introduire des objets ou des échantillons dans l'en- ceinte sans risquer de contaminer l'extérieur. La partie située à droite de la paroi 1 correspond à l'intérieur de l'enceinte. Le dispositif 3 est composé d'un conduit tubulaire 4, par exemple d'un tube en chlorure de polyvinyle ou en acier inoxydable ayant un diamètre intérieur compris entre 150 mm et 250 mm. Autour de ce tube, dans la partie médiane, une bride épaisse 5 est soudée obliquement sous un angle de 45" avec l'axe x xl du tube. La bride 5 est fixée de façon étanche contre la face externe de la paroi verticale 1, de sorte que l'axe x xl est incliné à 450 en descendant de l'extérieur vers l'intérieur et qu'une extrémité du tube 4 est à l'intérieur de l'enceinte tandis que l'autre est à l'intérieur. Quel que soit le diamètre du tube 4, le débit de l'appareil de ventilation de l'enceinte est choisi tel que l'air aspiré, passant à travers le conduit 4 ou à travers l'ouverture 2, dont la section est voisine de celle du conduit -4, circule avec une vitesse minima comprise entre 0,5 et 1 m/s et ne soit jamais inférieure à 0,5 m/s. Cette condition 3 conduit à des débits compris entre 35 m /h pour un diamètre de tube de 158 mm et une vitesse de 0,5 m/s à 308 m3/h pour un diamètre de tube de 354 mm et une vitesse de Im/sec, Les deux extrémités du tube 4 sont équipées d'une bride, respectivement 6 et 7 contre laquelle est appliquée, de façon étanche, une porte respectivement 8 et 9. Chaque porte comporte une ouverture centrale 8a et 9a sur laquelle un filtre 10, 11 est monté à l'extrémité du conduit.Ces filtres sont, par exemple, des filtres à carter ouvert, à grand débit. Le filtre inférieur est protégé par un grillage 12 pour éviter qu'il ne soit détérioré par les objets introduits dans le conduit 4, qui glissent par gravité vers le bas, La porte externe 8 est articulée autour d'un axe 13 placé à la partie supérieure de sorte qu'elle retombe automatiquement par gravité et sous l'effet de l'aspiration.. Une butée 14 s'appuie contre la bride 8 lorsque la porte est ouverte et limite l'ouverture de celle-ci à une position instable où elle retombe forcément. La porte interne 9 est articulée autour d'un axe 15, placé à la partie inférieure. Elle est équipée d'un contrepoids 16 qui occupe la position 16 représentée en pointillés lorsque la porte est ouverte. Ce contrepoids 16 ramène automatiquement la porte en position de fermeture et il est calculé pour vaincre à la fois le poids de la porte et la poussée due à la dépression. Les portes 8 et 9 comportent sur leur face interne, une gorge contenant un joint torique 17, 18 qui est appuyé contre la bride 6 et 7. Chaqteporte est verrouillée en position fermée par une vis à oeil, respectivement 19 et 20 qui est manoeuvrée au moyen d'une poignée et qui permet d'écraser le joint d'étanchéité 17, 18. La bride 5 comporte également, sur sa face interne, une gorge contenant un joint torique 21 et elle est fixée à la paroi 1 par des vis 22 qui traversent cette paroi et qui sont vissées dans l'épaisseur de la bride 5. La figure unique montre qu'il n'est pas nécessaire de découper une ouverture 2 beaucoup plus grande que la section du tube 4 pour mettre le dispositif en place. Ainsi un dispositif comportant un tube 4 ayant un diamètre de 200 mm, passe à travers une ouverture de 330 mm. On peut installer un dispositif selon l'invention sur une enceinte qui a déjà été utilisée et qui est contaminée en mettant en route le système de ventilation pendant que l'on découpe l'ouverture 2 et que l'on fixe le dispositif. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, les divers éléments constitutifs du dispositif qui .vient d'être décrit pourront être remplacés par des éléments équivalents, remplissant les mêmes fonctions. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour introduire des objets dans une enceinte de confinement dont une paroi comporte une ouverture d'introduction desdits objets, caractérisé en ce que ladite ouverture sert en même temps à introduire en permanence dans l'enceinte de l'air extérieur et ladite enceinte est équipée d'un appareil d'aspiration ayant un débit tel que la vitesse de passage de l'air à travers ladite ouverture soit supérieure à 0,5 m/sec. 2 - Dispositif selon la revendication 1 dans lequel ladite ouverture d'in troduction est équipée d'un sas d'introduction formé par un conduit tubulaire ayant deux extrémités opposées dont l'une est située à l r in- térieur de l'enceinte et l'autre à l'extérieur, caractérisé en ce que l'une au moins de ces deux extrémités, de préférence l'extrémité située à l'intérieur de l'enceinte, est équipée d'une porte munie d'un filtre d'aspiration. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit conduit est incliné vers le bas,de l'extérieur vers l'intérieur de l'enceinte. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les deux extrémités dudit conduit sont équipées d'une porte munie d'un filtre d'aspiration placé du coté extérieur au conduit et d'un moyen assurant la fermeture automatique de chaque porte après qu'elle a été ouverte. 5 - Dispositif selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la porte placée à l'extrémité extérieure à l'enceinte est articulée autour d'une charnière située à la partie supérieure de sorte qu'elle retombe automatiquement par gravité, 6 - Dispositif selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la porte placée à l'extrémité intérieure à l'enceinte est articulée autour d'une charnière placée à la partie inférieure et est équipée d'un contrepoids antagoniste du poids de la porte et de la poussée due à la dépression. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ceque chacune desdites portes comporte, sur sa face interne, une gorge contenant un joint torique d'etancheité qui sa' appuie contre la face externe d'une bride soudée à une extrémité dudit conduit et chaque porte comporte, en outre, une vis à oeil de verrouillage. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'une bride épaisse est soudée obliquement autour dudit conduit tubulaire, laquelle bride comporte, sur une de ses faces, une gorge contenant un joint torique et ladite bride est maintenue appliquée contre la paroi externe de l'enceinte, autour de ladite ouverture, par des vis qui sont vissées de l'intérieur de l'enceinte à travers ladite paroi dans l'épaisseur de ladite bride.