Brevet FR2475423A1 — publié le 19810814

- 1 - Structure de joint rotatif. La présente invention concerne une structure de joint convenant particulièrement pour des dispositifs rotatifs, par exemple, pour des centrifugeuses. Dans les dispositifs rotatifs, par exemple des centrifugeuses ou des appareils similaires, dans les- quels on introduit des fluides à traiter et desquels sortent divers composants séparés du fluide en traite- ment, il est connu d'utiliser des joints raccordant les conduits d'alimentation et/ou de sortie de fluides avec l'intérieur des centrifugeuses, ces joints com- portant une partie fixe et une autre partie qui tourne en agme temps que le dispositif de centrifugation. Ea général, dans ces dispositifs, les conduits d'alimentation et de décharge de fluides sont fixes et sont formés dans la partie fixe desdits Joints et, dans ce cas, le fonctionnement des cellules de centri- fugation correspondantes est ordinairement discontinu pour l'alimentation et l'extraction des produits séparés dans la centrifugeuse en une séquence donnée. Il existe également des dispositifs de centrifu- gation qui comprennent des conduits d'alimentation ou de décharge de constitution particulière, capables de tourner - au moins en partie - en même temps que la cellule de centrifugation proprement dite, Ces types de centrifugeuses peuvent aussi fonctionner de manière continue mais ceci implique un certain dé- placement en translation des conduits de décharge au cours d'un même cycle de centrifugation pour leur positionnement dans les diverses zones à l'intérieur de la centrifugeuse par lesquelles sortent tour à tour les composants séparés des fluides en traitement. Cependant, dans ces types de centrifugeuses, certains des conduits d'alimentation et/ou de décharge sont placés en une position excentrique par rapport à l'axe de rotation de la centrifugeuse, ce qui peut -2 - donner lieu à des problèmes de pollution des liqui- des en traitement lors de leur transfert dans ces conduits excentriques. La présente invention vise principalement à pallier les inconvénients des joints connus Jusqu'ici et utilisés dans des dispositifs du type des centri- fugeuses, grâce à la réalisation d'un joint rotatif capable de permettre un fonctionnement continu de ces dispositifs sans qu'il soit nécessaire d'impartir aux conduits de décharge et/ou d'alimentation des mouvements de translation supplémentaires. La présente invention vise en outre à réaliser un joint du type susmentionné dont tous les conduits d'introduction et de décharge sont placés concentri- quement à l'axe de rotation des dispositifs rotatifs auxquels ils sont appliqués., Un autre objet encore de la présente invention consiste à réaliser un joint qui permet d'alimenter et de décharger simultané- ment les liquides du traitement au lieu d'impliquer une opération ultérieure, ce qui permet de raccourcir les durées du traitement dans ces dispositifs. Un objet non moins important de l'invention consiste à réaliser un type de joint permettant de garantir la séparation parfaite des liquides traités en leurs composants respectifs. Ces objectifs, et d'autres encore qui apparat- tront mieux dans la suite de l'exposé, sont atteints par l'utilisation d'une structure de joint convenant particulièrement pour des dispositifs de centrifu- gation caractérisée, conformément à l'invention, par le fait de comprendre une partie rotative et une partie fixe disposée le long de l'axe de rotation de ladite partie rotative, une pluralité de conduits tubulaires formés dans ladite partie fixe et une pluralité correspondante de passages d'alimentation et/ou de décharge dans ladite partie rotative, chacun d'eux étant en communication permanente à l'une de ses extrémités avec l'un des conduits tubulaires et à l'autre extrémité avec l'intérieur du dispositif de centrifugation, D'autre caractéristiques et d'autres avantages de l'invention seront mieux mis en relief par la description de formes d'exécution préférées mais non exclusives de la structure de joint conforme à l'in- vention illustrée à titre indicatif et non limitatif dans les dessins annexés, dans lesquels: La Figure 1 représente une vue schématique, en coupe longitudinale, d'une première forme de réali- sation du joint conforme à l'invention, La Figure 2 montre une vue en coupe transversale, à une échelle agrandie, des conduits tubulaires du joint de la figure 1, La Figure 3 représente en coupe longitudinale une autre forme de réalisation du joint suivant l'invention et La Figure 4 est une vue schématique, en perspec- tive, de la partie fixe du joint de la figure 3. On voit, en se référant aux dessins susmention- nés, que le joint suivant l'invention comprend une partie fixe indiquée d'une manière générale par le chiffre 1 et une partie rotative indiquée globalment par le chiffre 2.. Dans la forme d'exécution du joint représentée aux figures 1 et 2, la partie fixe 1 de celui-ci comprend une pluralité de tubes coaxiaux désignés respectivement par les chiffres 3, 4, 5 et 6 de longueur telle que pour chaque tube interne les parties terminales respectives dépassent le tube cir- conscrit adjacent.. La partie fixe 1 du joint comprend en outre une pluralité de bottes servant de supports à chacun des- dits tubes concentriques 3 à 6. À cette fin, chacune -4- des parties terminales supérieures des tubes 3 à 6, lesquels - comme on l'a dit plus haut - dépassent le tube circonscrit adjacent, est fixée à une botte respective 7, 8, 9 et 10 par un système adéquat quel- conque, par exemple par collage. Les bottes 7 à 10 sont fixées les unes aux autres par encastrement ou par collage et présentent chacune un appendice laté- ral dans lequel sont formés des passages 7a, 8a, 9a et a qui sont en communication avec les extrémités supérieures ouvertes respectives des tubes 3, 4, 5 et 6. La partie fixe 1 du joint conforme à l'invention est centrée et fixée dans une bolte de centrage et de fixation 11 qui n'est représentée que partiellement dans la figure 1. Les tubes 3 à 6 peuvent consister en un matériau rigide, par exemple en métal, ou peu- vent - en variante - être constitués par des tubes flexibles. La partie rotative 2 du joint conforme à l'inven- tion comprend, elle aussi, une pluralité de manchons 12, 13, 14 et 15 fixés l'un à l'autre par encastrement, par collage eu par un autre système adéquat quelcon- que, et fixables par un manchon 16 au plateau rotatif 17 d'un dispositif tournant, par exemple d'une centri- fugeuse. De cette manière, les manchons 12 à 16 for- ment un corps unique entratnable en rotation par le plateau tournant 17. La partie rotative 2 constituée dans le joint suivant l'invention par les manchons susmentionnés entoure les parties terminales inférieures, ou in- ternes, des tubes 3 à 6 et chacun des manchons 12 à comporte un passage, désigné respectivement par 12a, 13a, 14a et 15a, qui communique avec les extré- mités inférieures ouvertes des tubes 3, 4, 5 et 6 respectifs. - 5 - On forme, de cette manière, dans le joint confor- me à l'invention, une pluralité de voies constituées chacune par l'un des passages 7a, 8a, 9a et 10a dans la partie fixe du joint, l'un des conduits tubulaires matérialisés par les tubes 3, 4, 5 et 6 et l'un des passages correspondants 12a, 13a, 14a et 15a dans la partie rotative du joint. Ces voies peuvent servir alternativement de voies d'alimentation ou de déchar- ge du liquide en traitement et/ou des composants sé- parés lors de la centrifugation de ce liquide. Entre les manchons 12 à 16, on prévoit des garni- tures d'étanchéité en forme d'anneau 18 fixées sur les parties terminales internes respectives qui dépassent chacun des tubes 3 à 6 afin de séparer les unes des au- tres les voies formées comme on l'a indiqué ci-dessus. Les divers passages 7a à 10a de la partie fixe du joint sont opportunément raccordés à une ou plu- sieurs sources d'alimentation et/ou à un ou plusieurs récipients de réception des composants séparés, tandis que les passages 12a à 15a de la partie rotative du joint sont raccordés, par exemple au moyen de tubes flexibles, aux zones internes de la centrifugeuse dans lesquelles on doit introduire les liquides en traitement ou desquelles il faut décharger les compo- sante de ceux-ci qui ont été séparés. Si l'on se réfère à présent à la forme de réali- sation du joint suivant l'invention représentée aux figures 3 et 4, on voit que la partie fixe 1 est constituée par un corps substantiellement cylindrique 20, par exemple, un cylindre métallique, dans lequel sont creusés au centre et autour de celui-ci des conduits tubulaires désignés respectivement par 21 et 22, 23 et 24. Le cylindre 20 peut, par exemple, étre fixé dans une boite de centrage et de fixation 30. - 6 - La partie rotative 2 du joint est formée par un élément à godet 50, pouvant être adapté au plateau tournant d'une centrifugeuse et portant dans ses parois latérales un nombre de passages correspondant au nombre de conduits tubulaires, ce nombre étant égal- à quatre dans la forme de réalisation représentée à la figure 3. Ces passages, indiqués respectivement par 21a, 22a, 23a et 24a, communiquent avec les con- duits respectifs 21, 22, 23 et 24 par l'intermédiaire des chambres collectrices annulaires délimitées au- tour du cylindre 20 par des garnitures d'étanchéité à anneaux à bords relevés. L'étanchéité des gar- nitures est opportunément assurée au moyen d'un cou- vercle serre-joint 26. Dans cette forme de réalisa- tion, également, les conduits tubulaires creusés dans la partie fixe 1 et les passages formés dans la partie rotative 2 du joint, et qui communiquent avec lesdits conduits tubulaires, délimitent des voies qui peuvent suivant les besoins servir de voies d'ali- mentation ou de décharge des liquides en traitement et, respectivement, des composants de ceux-ci séparés dans la centrifugeuse. Dans ce cas aussi, au cours du fonctionnement, les extrémités supérieures des conduits tubulaires 21 à 24 sont raccordées à des sources d'alimentation et/ou à des récipients de réception des composants séparés, tandis que les passages 21a à 24a sont mis en communication - par exemple par l'intermédiaire de tubes flexibles adé- quats - avec les zones internes de la centrifugeuse dans lesquelles on doit introduire le liquide en traitement ou desquelles il faut extraire ou dé- charger les composants séparés respectifs. Ainsi qu'on l'a représenté à la figure 5, le joint suivant l'invention peut aussi comprendre avan- tageusement une chemise de refroidissement et des - 7 - voies d'alimentation et de décharge vers et à partir de celle-ci d'un liquide réfrigérant, comme par exem- ple une solution physiologique saline, afin d'éviter la surchauffe du joint et, par voie de conséquence, la détérioration des liquides en traitement ou des composants séparés de ceux-ci. A cette fin, deux conduits supplémentaires 27 et 28 sont creusés dans le cylindre 20, respectivement pour l'introduction et pour la décharge du liquide réfrigérant vers et à partir d'une chambre délimitée autour de la partie fixe 1 du joint par des canaux annulaires à ménisque 29 formés dans les garnitures 25 et communiquant entre eux par des petits canaux 32 creusés dans les garni- tures proprement dites et par des excavations 31 dé- limitées entre les garnitures respectives et la partie rotative 2 du joint. La description donnée ci-dessus indique claire- ment le fonctionnement du joint suivant l'invention. Il peut, par exemple, étre utilisé avantageusement pour la centrifugation de liquides sensibles tels que des liquides à usage pharmacologique et, en par- ticulier, le sang auquel cas le sang sera introduit dans la partie rotative du joint par l'une des voies délimitées par les conduits tubulaires et les passages respectifs tandis que les autres voies serviront à la décharge des composants du sang, à savoir les globules blancs ou les plaquettes, le plasma et les globules rouges. La présence de la pluralité de voies réalisées dans le joint conforme à l'invention assure l'alimentation et la décharge simultanée de tous les composants séparés et procure donc une augmentation notable de la rapidité du traitement. On assure en outre une séparation parfaite des composants isolés en évitant un mélange de ceux-ci tel qu'on peut au contraire le constater lors de l'emploi de dispositifs - 8 -- répondant à la technique connue dans lesquels un tube de décharge unique est déplacé pour effectuer le pré- lèvement en divers points de la centrifugeuse. Compte tenu de ce qui précède, il va de soi que l'on peut réaliser diverses modifications et apporter des variantes à la structure de joint conforme à l'invention, tout en restant dans la portée de lin- vention telle qu'on l'a décrite ci-dessus et telle qu'on la revendique ci-après. - 9 - R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Structure de joint convenant particulièrement pour des dispositifs de centrifugation caractérisée en ce qu'elle comprend une partie rotative (2) et une partie fixe (1) disposée le long de l'axe de rotation de ladite partie rotative, une pluralité de conduits tubulaires (3, 4, 5, 6) formés dans ladite partie fixe et une pluralité correspondante de passages d'alimen- tation et/ou de décharge (12a, 13a, 14a, 15a) dans la partie rotative (2), chacun d'eux étant en communica- tion permanente à l'une de ses extrémités avec l'un des conduits tubulaires (3, 4, 5, 6) et à l'autre extrémité avec l'intérieur du dispositif de centrifu- gation. 2.- Structure de joint suivant la revendication 1 caractérisée en ce que la partie rotative (2) entoure partiellement la partie fixe (1) et en ce que les conduits tubulaires (3 à 6) présentent des parties terminales internes respectives qui débouchent, en des points décalés de ladite partie fixe (1), dans la zone embrassée par la partie rotative (2) et qui sont en communication avec lesdits passages (12a, 13a, 14a, 15a) qui sont, eux aussi, décalés de manière correspondante le long de la partie rotative. 3.- Structure de joint suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les conduits tubulaires (3 à 6) sont délimités par des tubes coaxiaux ayant chacun leur partie terminale in- terne qui dépasse celle du tube circonscrit adjacent. 4.- Structure de joint suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les parties terminales externes des conduits tubulaires (3 à 6), opposées auxdites parties terminales internes, sont elles aussi disposées - 10 - en décalage réciproque, celle de chacun des tubes dépassant la partie terminale externe du tube circons- crit adjacent. 5.- Structure de joint suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée en ce que la partie fixe (1) comprend un cylindre rigide (20) dans lequel lesdits conduits tubulaires (21, 22, 23, 24) sont creusés axialement. 6.- Structure de joint suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la par- tie rotative (2) comprend une pluralité de manchons (12, 16) fixés l'un à l'autre et pouvant être adaptés au plateau rotatif (17) d'une centrifugeuse, chacun de ces manchons (12, 16) délimitant un passage (12a, 13a, 14a, 15a) qui communique avec une partie terminale in- terne desdits conduits tubulaires (3 à 6), les passages de chacun des manchons étant séparés de ceux des man- chons adjacents au moyen de garnitures d'étanchéité (18). 7.- Structure de joint suivant la revendication 5, caractérisée en ce que la partie rotative (2) comprend un élément à godet (50) présentant dans ses parois la- térales lesdits passages (21a, 22a, 23a, 24a) séparés les uns des autres par des garnitures d'étanchéité (25). 8.- Structure de joint suivant la revendication 7 caractérisée en ce qu'une chambre (29) destinée à la circulation d'un liquide réfrigérant est délimitée entre la partie fixe (1) et la partie rotative (2). 9.- Structure de joint suivant la- revendication 8 caractérisée en ce que la partie fixe comprend en outre des canaux d'adduction et de décharge (27, 28) du liquide réfrigérant se trouvant en communication permanente avec ladite chambre à liquide réfrigérant.