Brevet FR2366918A1 — publié le 19780505

La présente invention concerne essentiellement une installation pour le traitement thermique ou cryogénique, sous une pression donnée, en particulier sous vide, de produits quelconques, par exemple pour la lyophilisation de produits alimentaires ou pharmaceutiques, du type comportant une enceinte de traitement susceptible d'être fermée hermétiquement et recevant des récipients, tels que des flacons, renfermant les produits à traiter et groupés dans des bacs ou boites. Le contrôle rigoureux d'un processus de traitement exige qu'il soit possible de prélever, à tout instant, un échantillon, c'est-à-dire l'un quelconque des récipients d'un groupeJdestiné à être soumis à analyse puis à extraire ce récipient de l'enceinte sans perturber le processus de traitement, c'est-à-dire sans modifier ni la température ni la pression de l'enceinte. Les installations actuellement existantes ne sont pas concues pour permettre un tel conte. Les enceintes de la plupart de ces installations sont en effet inaccessibles en cours de traitement et celles qui sont accessibles ne le sont que grâce à des moyens très élémentaires, généralement un sas solidaire de la porte de fermeture, qui ne permet d'atteindre que quelques récipients situés à proximité immédiate de ladite porte, et n'autorise qu'un nombre restreint de retraits sauf à perturber le traitement par suite des variations de température et de pression que provoque fatalement l'utilisation de ces moyens élémentaires. La présente invention a pour but de remédier à cette insuffisance de nstallations existantes et propose à cet effet une installation comportant des moyens pour extraire de l'enceinte, au cours du traitement, l'un quelconque des récipients, tout en maintenant les conditions de température et de pression régnant dans ladite enceinte. L'installation selon l'invention permet ainsi de prélever, aux fins d'analyse, un récipient quelconque à un instant quelconque du processus de traitement, sans perturber le déroulement normal du traitement On peut donc effectuer des prélèvements successifs sans inconvénient et suivre, avec une très grande précision, l'évolution des produits traités. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens d'extraction précités comportent un dispositif de déplacement des bacs ou analogues, un dispositif de prélèvement et de transfert des récipients, les dits dispositifs étant logés,au moins en partie,à l'intérieur de l'enceinte et manoeuvrables de l'extérieur et un organe de sortie formant sas, prévu pour recevoir un récipient au moins amené par le dispositif de prélèvement et de transfert et permettre son passage à l'extérieur de l'enceinte. On conçoit que l'on peut, par une manoeuvre adéquate et combinée du dispositif de déplacement des bacs et du dispositif de prélèvement et de transfert, sélectionner l'un des récipients parmi un groupe de récipients, le sas permettant de sortir ce récipient sans modifier les conditions physiques internes de l'enceinte, en particulier sans casser le vide dans le cas d'un traitement sous vide. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de déplacement des bacs comporte deux rails horizontaux sur lesquels les bacs sont montés de façon coulissante et un mécanisme d'entrainement en translation des dits bacs sur les dits rails. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de prélèvement et de transfert précité comporte un bras horizontal monté rotativement autour d'un axe vertical et pouvant coulisser selon ledit axe, ledit bras étant muni d'un organe préhenseur prévu pour saisir la partie supérieure d'un récipient, par exemple le col d'un flacon. Le dispositif de déplacement des bacs et le dispositif de prélèvement et de transfert constituent donc ensemble un système à trois degrés de liberté : translation dans un plan horizontal, rotation autour d'un axe vertical, translation le long dudit axe vertical. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre. Dans les dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple : - la figure 1 représente, d'une façon schématique et en coupe, une installation selon un mode de réalisation de l'invention - la figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1 - la figure 3 est une coupe selon la ligne III-III de la figure 1. Selon le mode de réalisation représenté, l'installation, destinée plus particulièrement à la lyophilisation sous vide, comporte une enceinte (1), de forme cylindrique, munie d'une paroi de fond (la) et une paroi antérieure amovible ou porte ('lob). L'enceinte 1 est munie intérieurement, de façon classique, d'une étagère inférieure 2 portant un bac B dans lequel sont groupés les récipients R contenant les produits à traiter, étagère à l'intérieur de laquelle circule un fluide, par exemple un fluide cryogénique, et une étagère supérieure 3 identique à l'étagère 2 et parallèle à cette demièret cette étagère 3 pouvant être déplacée verticalement en translation parallèlement à l'étagère 2 par un système vis-écrou désigné par 4 de façon à permettre,par exemple,le bouchage des récipients en fin de traitement. L'enceinte 7 comporte également, selon l'invention, un dispositif de déplacement des bacs, un dispositif de prélèvement et transfert des récipients et un organe de sortie désignés, d'une façon générale, par les références 10, 20 et 30 respectivement. Le dispositif de déplacement des bacs 10 comporte deux rails horizontaux et parallèles 11 supportés par deux longerons 12 qui prolongent, dans la direction de la porte lb, l'étagère inférieure 2, de sorte que le bac B peut passer par coulissement de ladite étagère sur lesdits rails et inversement. Le mécanisme d'entrainement en translation du bac est constitué par deux vis sans fin 13 disposées de part et d'autre de la trajectoire du bac et coopérant avec des écrous 14 solidaires du bac B. Les deux vis sans fin 13 sont munies chacune, à l'une de leurs extrémités, d'une poulie 15, sur lesquelles passe une courroie de transmission 16, l'entrainement en rotation des deux vis, donc le mouvement de translation du bac B, étant assuré par un moteur 17, par exemple un moteur électrique, monté sur la paroi la et disposé à ltexté- rieur de l'enceinte 1.Des rampes de guidage 18 sont prévues sur chaque longeron 12 pour le bac B ainsi que des butées d'arrêt 19 escamotables pour limiter la course dudit bac. Le dispositif de prélèvement et de transfert 20 comporte un cylindre creux 21 d'axe XX' vertical traversant la paroi de l'enceinte 1 à sa partie supérieure. Dans la chambre interne 211 du cylindre creux 21 est montée, de façon rotative, et de façon à pouvoir coulisser verticalement, une tige 22 à , d son extrémité inférieure, donc intérieurement ê l'enceinte, d'un bras horizontal 23 et à son extrémité supérieure, donc extérieurement à l'enceinte, d'un volant de manoeuvre 24. Le bras 23, fixé par l'urede ses extrémités à la tige 22 comporte, à son autre extrémité, un disque obturateur ou bouchon 24 destiné à coopérer avec le sas comme il sera expliqué plus loin et un organe préhenseur 25 constitué par une pince ou griffe de forme générale cylindrique et munie de pattes ou machoires élastiquement déformables 251. L'organe préhenseur 25, dont le diamètre est sensiblement inférieur à celui du disque 24'est situé à la partie inférieure dudit disque, concentriquement à ce dernier. Un poussoir de déverrouillage central 26 soumis à l'action d'un ressort de rappel 261 est prévu pour écarter, par son extrémité inférieure conique 262, lorsqu'il est repoussé vers le bas, les mâchoires 251 de la pince 25. Le poussoir 26 est actionné par un levier 27 monté sur un étrier ou analogue 271 de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe horizontal 272. Le levier 27 est lui-même entrainé en oscillation par un doigt d'actionnement 28 monté sur le bras 23 et mobile verticalement par rapport à ce dernier. La tige 22 est munie d'un piston 221 qui coulisse dans la chambre interne 211 du cylindre 21 et divise cette dernière en deux compartiments l'un supérieur 211 a, l'autre inférieur 21 lob. Le compartiment supérieur 211a est susceptible d'entre mis sous vide et est relié à cet effet, par un conduit 213, à une pompeâvide auxiliaire indiquée schématiquement en 40 tandis que le compartiment 211b communique avec l'atmosphère par un ajutage 214. Une butée d'arrêt 231 et un taquet 281, tous deux fixes, sont montés à l'intérieur de l'enceinte au voisinage de l'organe de sortie 30 et sont prévus pour coopérer respectivement avec le bras 23 et le levier 27. L'organe de sortie 30 comporte essentiellement un élément tubulaire ou puits 31 d'axe vertical traversant l'enceinte 1 à sa partie inférieure. Le puits 31 est fermé hermétiquement à sa partie inférieure par un bouchon amovible 32 tandis que sa partie supérieure débouche librement à l'intérieur de l'enceinte. Le puits 31 communique, par un conduit latéral 33, avec la pompe à vide auxiliaire 40 ou avec l'atmosphère ambiante.42 Une lampe d'éclairage 41 et un hublot/permettent d'observer, de l'extérieur de l'enceinte, les opérations de prélèvement et de transfert des récipients. Pour extraire un récipient de l'enceinte, on procède de la façon suivante : On soulève à la main le volant 24 de façon à amener le bras 23 en position haute comme représenté en pointillés à la figure 1 ; on fait coulisser grâce au moteur 17, le bac sur les rails 11 en direction de la porte 7a, grtce au moteur 17 et on fait tourner le volant 24 de façon que la griffe 25 se trouve au-dessus du récipient choisi ; on abaisse le volant de façon quelea griffe 25 vienne d'abord enfoncer la capsule de bouchage/du récpient puis s'en- gager sur le col dudit récipient et le saisir par déformation élastique ; on sort le récipient du bac en soulevant le volant 24 ; on ramène le bac sur l'étagère 2 de façon à dégager l'espace libre entre les deux longerons 12 ; on laisse à nouveau redescendre le volant en le dirigeant angulairement de façon que le récipient vienne s'engager dans le puits 31 ; le mouvement de descente continue jusqu'-à ce que le bras 23 rencontre la butée d'arrêt 231. Pour cette position basse extrême, le disque obturateur 24 vient s'engager dans la partie supérieure du puits 31 de façon à la fermer hermétiquement tandis que le doigt d'actionnement 28 rencontre le taquet 281 provoquant ainsi, par enfoncement du poussoir 26, l'écartement des mâchoires 251 de la pince 25 et la libération du récipient qui tombe au fond du puits. Il suffit d'établir ensuite la pression atmosphérique à l'intérieur du sas et de sortir le récipient après avoir enlevé le bouchon 32.On remet enfin en place le bouchon 32, puis on fait le vide dans le sas grâce à la pompe auxiliaire 40, de sorte que l'enceinte est prête a nouveau pour un prélèvement ultérieur. Il convient de remarquer que l'enfoncement de la capsule de bouchage du récipient dans l'enceinte au cours du prélèvement assure le maintien, dans ledit récipient, de la même atmosphère en qualité et quantité que celle régnant dans l'enceinte (par exemple le récipient reste sous vide même après être extrait de l'enceinte). Le piston 221 permet de compenser, grace à l'action des forces qui agissent sur lui, le poids de la tige et du bras de sorte que l'opérateur n'a qu'à fournir un faible effort pour les soulever et que leur mouvement de descente est freiné automatiquement par le matelas d'air qui se trouve sous ledit piston. Le hublot 42 et la lampe 41 permettent à I'opérateur de suivre facilement les manipulations. On pourrait apporter de nombreuses modifications à l'installation décrite sans sortir du cadre de l'invention, par exemple prévoir un nombre quelconque d'étagères superposées refroidissantes ou chauffantes supportant chacune plusieurs bacs. REVENDICATIONS 1. - Installation pour le traitement thermique ou ctrogEnique, sous une pression donnée, en particulier sous vide, de produits quelconques, par exemple pour la lyophilisation de protuits alimentaires ou piariaceztiqoees, du type comportant une enceinte de traitement susceptible d'être fermée hermétique- ment et recevant des récipients, tels que des flacons, renfermant les produits à traiter et groupés dans des bacs ou bottes, caractérisée en ce qL'Clle coe- porte des moyens pour extraire de l'enceinte, au cours du traitement, l'un quelconque des récipients tout en maintenant les conditions de température et de pression régnant dans ladite enceinte. 2. - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'extraction précités comportent un dispositif de déplacement des bacs ou analogues, un dispositif de prélèvement et de transfert des récipients, les dits dispositifs étant logés au moins en partie à l'intériear de l'enceinte et manoeuvrables -de l'extérieur et un organe de sortie, formant sas, prévu pour recevoir un récipient au moins amené par le dispositif de prélèvement et de transfert et permettre son passage à l'extérieur de l'enceinte. 3. - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de déplacement des bacs comporte deux rails horizontaux sur lesquels lesdits bacs sont montés de façon coulissante et un uScanisme d'entraînement en translation des dits bacs sur les dits rails. 4. - Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce le mécanisme d'entratnement précité est constitué par un systyle vis-écrou actionné par un moteur extérieur à l'enceinte. 5. - Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de prélèvement et de transfert précité comporte-un bras horizontal monté rotativement autour d'un axe vertical et pouvant coulisser selon ledit axe, ledit bras étant muni d'un organe préhenseur prévu pour saisir la partie supérieure d'un récipient, par exemple le col d'un flacon. 6. - Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le bras précité est fixé à l'extrémité inférieure d'une tige verticale montée rotativement et de façon coulissante dans un cylindre vertical traversant la partie supérieure de l'enceinte, ladite tige étant munie d'un volant de manoeuvre extérieur à l'enceinte. 7. - Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que la tige précitée est munie d'un piston logé dans ledit cylindre et soumis au vide sur sa face supérieure et à la pression atmosphérique sur sa face inferieure de façon à freiner la descente du dispositif de prélèvement et de transfert. 8. - Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'organe préhenseur précité est constitué par une pince ou griffe munie de pattes ou mâchoires élastiquement déformables et d'un poussoir de déverrouillage actionné par un levier monté sur ledit bras pour écarter les dites pattes ou mâchoires les unes des autres et libérer le récipient. 9. - Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'organe de sortie précité est constitué par un puits tubulaire vertical traversant le fond de l'enceinte, ledit puits étant fermé hermétiquement à sa partie inférieure par un bouchon amovible et débouchant librement dans l'enceinte à sa partie supérieure. 10. - Installation selon les revendications 8 et 9, caractérisée en ce que le bras précité est muni d'un disque obturateur ou bouchon disposé concentriquement audit organe préhenseur et prévu pour venir s'appliquer hermétiquement sur le bord supérieur libre du puits après que le récipient ait été introduit à l'intérieur de ce dernier par le mouvement de descente du dispositif de prélèvement. 11. - Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre, au voisinage du puits précité, un taquet -fixe contre lequel vient en butée un doigt d'actionnement du levier précité, lequel écarte les unes des autres les pattes ou machoires précitées et libère ainsi le récipient.