Brevet FR2582809A1 — publié le 19861205

La présente invention concerne un dispositif pour contrôler des systèmes de filtre. En particulier, la pré- sente invention concerne un dispositif d'essai de filtre pour exécuter l'opération de contrôle. La filtration des contaminants et autres impure- tés d'un liquide ou d'un gaz est souvent une étape critique dans un processus de fabrication. Par exemple, dans l'indus- trie pharmaceutique, l'inaptitude d'un filtre à éliminer des impuretés peut engendrer des effets potentiellement dévastateurs sur la santé publique. Les fabricants doivent donc constamment contrôler l'intégrité des filtres qu'ils utilisent pour s'assurer que ces filtres fonctionnent de façon satisfaisante. De nombreux dispositifs d'essai de filtres sont disponibles sur le marché. Par exemple, Pall Corporation commercialise sous la marque commerciale"Palltroni'c"un dis- positif d'essai de filtre appelé Integrity Test Kit FFEO2. Ce dispositif d'essai de filtre de Palltronic contrôle auto- matiquement un filtre selon la technique bien connue d'essai de tenue de pression. Les paramètres d'essai sont introduits par un clavier prévu sur l'appareil de Palltronic et l'essai est ensuite exécuté automatiquement. Une imprimante dont est muni cet appareil délivre un enregistrement de tous les paramètres déterminants de l'essai et un état des résultats de l'essai. Un but de la présente invention est de fournir un dispositif perfectionné d'essai de filtre. Un but particu- lier de la présente invention est de fournir un dispositif d'essai de filtre qui non seulement minimise la quantité de données qu'il faut introduire dans le dispositif mais également permet d'introduire ces données d'une manière beaucoup plus simple et fiable. Un dispositif d'essai de filtre conforme à la présente invention peut être incorporé dans un ensemble d'essai de filtre qui contrôle l'intégrité d'un ou plusieurs systèmes de filtre d'après un ou plusieurs groupes de para- mètres, chaque groupe de paramètres correspondant à un sys- tème de filtre particulier. L'ensemble d'essai comprend une source de gaz sous pression et chaque système de filtre comprend un récipient à filtre contenant un ou plusieurs éléments filtrants disposés entre une entrée et une sortie. Le dispositif d'essai de filtre comprend une entrée qui com- munique avec la source de gaz, une sortie qui communique avec l'entrée du récipient à filtre, et un appareil à vannes pneumatiques disposé entre l'entrée et la sortie pour régu- ler l'écoulement du gaz passant de la source de gaz au réci- pient à filtre. Le dispositif d'essai de filtre comprend également un circuit électronique servant à commander l'ap- pareil à vannes pneumatiques en conformité avec l'un des groupes de paramètres. Ce circuit électronique comprend un circuit de mémoire servant à stocker tous les groupes de paramètres. Le dispositif d'essai de filtre comprend de plus un mécanisme destiné à sélectionner un groupe parti- culier de paramètres parmi tous les groupes de paramètres qui sont stockés dans le circuit de mémoire. De cette façon, le circuit électronique peut commander l'appareil à vannes pneumatiques d'après le groupe de paramètres qui correspond au système de filtre soumis à l'essai. Conformément à un autre aspect de l'invention, le mécanisme destiné à sélectionner le groupe de paramètres peut être un dispositif lecteur de carte permettant de lire une "étiquette" magnétique d'une carte qui identifie le groupe de paramètres correspondant au système de filtre. Le dispo- sitif lecteur de carte peut également avoir la faculté d'écrire les résultats d'essai dans une "fiche" magnétique de la carte. De cette manière, on peut introduire des don- nées dans le dispositif d'essai de filtre et en retirer des résultats d'une façon particulièrement fiable et commode. La présente invention sera décrite plus en détail par la description suivante faite en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un schéma synoptique d'un ensem- ble d'essai de filtre incorporant un dispositif d'essai de filtre, choisi en exemple, qui met en oeuvre la présente invention, la figure 2 est un schéma synoptique du disposi- tif d'essai de filtre de la figure 1; et les figures 3A à 3C sont un organigramme du mode de fonctionnement préféré du dispositif d'essai de filtre de la figure 2. Comme le montre la figure 1, un dispositif 10 d'essai de filtre, choisi en exemple, piloté par micropro- cesseur, constitué et actionné conformément à la présente invention, peut être incorporé dans un ensemble d'essai 11 destiné à contrôler l'intégrité d'un système de filtre 12. D'une façon générale, l'ensemble d'essai 11 comprend une source 13 de gaz sous pression qui délivre un gaz à un sys- tème de filtre 12 par l'intermédiaire d'un réducteur de pression 14 et du dispositif 10 d'essai de filtre. Le sys- tème de filtre 12 comprend un récipient à filtre 15 qui sert de logement à un ou plusieurs'éléments filtrants (non re- présentés) à soumettre à l'essaiqui sont disposés entre une entrée 16 et une-sortie 20. Le récipient à filtre 15 peut être constitué par le boîtier dans lequel le ou les éléments filtrants sont finalement utilisés ou par un réci- pient spécialement conçu pour l'essai d'un ou plusieurs éléments filtrants. Bien que le récipient à filtre 15 puisse puisse contenir plus d'un élément filtrant, on se placera dans le cas o il ne contient qu'un élément filtrant pour décrire plus en détail le dispositif 10 d'essai de filtre choisi en exemple. Bien que l'ensemble d'essai 11 puisse mettre en oeuvre l'une quelconque de plusieurs techniques bien con- nues pour le contrôle de l'intégrité du système de filtre 12, le dispositif 10 d'essai de filtre choisi en exemple met en oeuvre une technique d'essai couramment connue en pratique comme l'essai de tenue de pression. Conformé- ment à cet essai, l'élément filtrant est tout d'abord humi- difié par un liquide, tel que l'eau. Un gaz approprié, tel que de l'air ou de l'azote comprimés, est ensuite fourni par la source de gaz 13 au réducteur de pression 14. Le réduc- teur de pression 14 réduit la pression du gaz jusqu'à une valeur se situant de préférence dans un intervalle d'envi- ron 5 kPa à environ 600 kPa et délivre ensuite le gaz au dispositif 10 d'essai de filtre. Sous la commande du dispositif 10 d'essai de fil- tre piloté par microprocesseur, le récipient à filtre 15 est ensuite rempli de gaz jusqu'à ce que la pression du gaz sur la surface amont de l'élément filtrant atteigne une pression d'essai désirée. Cette pression d'essai peut de préférence n'être que légèrement inférieure à la pression critique nécessaire pour expulser le liquide des plus grands pores de l'élément filtrant et permettre un écoulement mas- sif du gaz à travers l'élément filtrant. Par exemple, le dispositif 10 d'essai de filtre peut fournir du gaz au ré- cipient à filtre 15 jusqu'à ce que la pression d'essai exercée sur la surface amont de l'élément filtrant soit d'environ 85 pour cent de la pression critique. Toujours conformément à l'essai de tenue de pres- sion, une fois qu'est atteinte la pression d'essai, le dis- positif 10 d'essai de filtre isole le système de filtre 12 de la source de gaz 13 et suit la pression du système en amont de l'élément filtrant. La vitesse à laquelle décroXt la pression est révélatrice de l'intégrité de la partie du système de filtre 12 qui se trouve en amont de l'élément filtrant et qui comprend l'élément filtrant, tous les joints entourant l'élément filtrant, la partie du récipient à fil- tre située en amont de l'élément filtrant, et la conduite d'entrée 15. Si cette partie amont du système de filtre 12 ne présente aucun défaut qui laisserait le gaz s'écouler massivement, la pression déclinera relativement lentement sous l'effet, par exemple, de la diffusion du gaz qui tra- verse l'élément filtrant par l'intermédiaire du liquide contenu dans les pores de cet élément. Par contre, si cette partie amont du système de filtre 12 est défectueuse, l'écoulement du gaz par le défaut en question fera décliner rapidement la pression. Une fois que la pression a été sui- vie pendant un laps de temps suffisant pour déterminer pré- cisément l'intégrité du système de filtre 12, le gaz contenu dans le récipient à filtre 15 est libéré soit automatique- ment par un orifice d'évent 21 prévu sur le dispositif 10 d'essai de filtre, soit, pour des volumes de gaz plus impor- tants, manuellement par une vanne d'évent 22 prévue sur le récipient à filtre 15. Comme le montre la figure 2, le dispositif 10 d'es- sai de filtre choisi en exemple comprend trois vannes de commande 23 à 25, actionnées électromagnétiquement. Une pre- mière vanne 23 permet l'admission de gaz venant du réducteur de pression 14 par une entrée 30 du dispositif 10 d'essai de filtre, ou l'échappement de gaz par l'orifice d'évent 21. Une deuxième vanne 24 commande l'admission de gaz venant de l'entrée 30 en direction de la sortie 31 du dispositif 10 d'essai de filtre et l'échappement de gaz par l'orifice d'évent 21, à chaque fois par l'intermédiaire de la première vanne 23. Une troisième vanne 25 permet également d'envoyer du gaz au récipient à filtre 15 par la sortie 31. Un étran- gleur 26 agit en association avec la troisième vanne 25 pour régler le courant de gaz entrant dans le récipient à filtre de sorte que la pression d'essai soit atteinte lentement afin d'éviter d'expulser involontairement le liquide des pores de l'élément filtrant. Les vannes 23 à 25 sont chacune commandées par une unité électronique de commande 32 qui peut comporter un microprocesseur 33, un bloc mémoire 34, un système d'ac- tionnement approprié 35 pour les vannes et pour certains indicateurs lumineux 40, tels que des voyants d'état et des afficheurs à diodes électroluminescentes. Etant donné que l'unité de commande 32 suit la pression du récipient par l'entremise d'un transducteur de pression 41, elle peut de 2582'809 plus comporter un convertisseur analogique-numérique 42. Divers interrupteurs 43, par exemple un interrupteur géné- ral, un bouton de réinitialisation et un bouton de rappel, constituent une autre entrée de l'unité de commande 32. Conformément à un aspect de l'invention, l'unité électronique de commande 32 peut stocker dans le bloc mé- moire 34 plusieurs groupes de paramètres intervenant dans l'essai de tenue de pression. Les paramètres de l'essai de tenue de pression diffèrent d'un système de filtre à un autre. Ces paramètres, qui comprennent la valeur de la pression critique, la vitesse à laquelle est atteinte la pression d'essai, la durée pendant laquelle la pression du récipient est suivie, et la limite de chute de pression, dépendent de caractéristiques du système de filtre telles que la taille des pores, la composition chimique et le type de milieu filtrant, par exemple microfibreux ou membraneux, de l'élément filtrant. Un groupe de paramètres convenant à l'essai de tenue de pression doit donc être fourni pour chaque système de filtre différent. Dans le dispositif 10 d'essai de filtre choisi en exemple, l'unité de commande 32 peut stocker un groupe de paramètres pour chacun de, par exemple, seize systèmes de filtre différents. Conformément à un autre aspect de l'invention, le dispositif 10 d'essai de filtre comporte également un mécanisme 44 qui permet à l'opérateur de choisir un groupe particulier de paramètres convenant à un système de filtre particulier. Ce mécanisme 44 peut être aussi simple qu'un jeu de commutateurs, chaque commutateur correspondant à un groupe différent de paramètres. Cependant, dans le dispo- sitif 10 d'essai de filtre choisi en exemple, le mécanisme 44 consiste de préférence en un lecteur/inscripteur de carte magnétique. Une carte magnétique (non représentée) peut alors être prévue pour chaque système de filtre. La carte peut comporter une bande magnétique qui comprend une zone "étiquette" o se trouve, par exemple, un code qui identifie le groupe de paramètres à utiliser dans l'essai d'un système de filtre particulier. Le lecteur/inscripteur 44 de carte magnétique peut lire ce code et transmettre cette information à l'unité de commande 32 qui, à son tour, sélectionne dans le bloc mémoire 34 le groupe de paramètres identifié par le code en tant que groupe de paramètres à utiliser dans l'essai du système de filtre. La bande magné- tique peut également comprendre une zone "fiche" de sorte qu'une fois l'essai terminé, l'unité de commande 32 puisse écrire dans cette zone les résultats de l'essai par l'entre- mise du lecteur/inscripteur de carte 44. De cette façon, un groupe approprié de paramètres peut être affecté à cha- que système de filtre différent qui peut lui-même être facilement associé à une carte contenant les résultats d'essai de ce système de filtre. Le microprocesseur 33 du dispositif 10 d'essai de filtre choisi en exemple peut être programmé selon un mode préféré de fonctionnement, tel que le montrent les figures 3A à 3C. Au début, en Sl, le dispositif 10 d'essai de filtre est mis sous tension par l'actionnement de l'in- terrupteur général, l'alimentation étant de préférence as- surée par des batteries rechargeables (non représentées sur la figure 2) ou toute autre source d'alimentation por- tative. Le dispositif 10 d'essai de filtre peut alors com- mencer à exécuter certaines procédures d'auto-diagnostic en S2. Si le dispositif 10 d'essai de filtre détermine en S3 que le bouton de réinitialisation a été activé pendant ces procédures d'auto-diagnostic, il commence à exécuter en S4 certaines opérations de nettoyage qui peuvent être achevées par une nouvelle activation du bouton de réinitialisation en S5. Une fois que les opérations de nettoyage sont ache- vées, le dispositif 10 d'essai de filtre entre en S6 dans une période de mise en température qui, pour le dispositif d'essai de filtre choisi en exemple, peut durer environ cinq minutes. Si le bouton de réinitialisation n'est pas activé pendant les procédures d'auto-diagnostic, le dispositif 10 d'essai de filtre menera les procédures à terme et ira dé- terminer en S7 si aucun défaut de fonctionnement n'est sur- venu. S'il s'est produit un défaut de fonctionnement, le dispositif 10 d'essai de filtre va donner en S8 une indica- tion de défaut de fonctionnement et attend ensuite en S9 une instruction de l'opérateur. L'opérateur peut alors désactiver en S10 l'interrupteur général et remédier au défaut de fonctionnement. S'il n'est apparu aucun défaut de fonctionnement, le dispositif 10 d'essai de filtre se place en S6 dans la période de mise en température. Cette période de mise en température peut être abandonnée à tout instant par activation en Sll du bouton de réinitialisation. A la suite de la période de mise en température, l'unité de commande 32 attend en S9 une instruction de l'opérateur. Par exemple, l'opérateur peut activer en S12 le bouton de rappel. Les résultats d'essai correspondant au dernier essai effectué par le dispositif 10 d'essai de filtre, qui sont stockés dans le bloc mémoire 34 après cha- que essai, seront alors, en S13, affichés par les indica- teurs lumineux 40. Le dispositif 10 d'essai de filtre at- tend ensuite en S9 une autre instruction de l'opérateur. L'opérateur peut également, en S14, introduire une carte magnétique dans le lecteur/inscripteur de carte 44, sur quoi, en S15, les indicateurs lumineux 40 cessent d'afficher l'information relative aux essais précédents. Bien que l'information présente sur la carte puisse être lue n'importe quand après l'introduction, pour le disposi- tif 10 d'essai de filtre choisi en exemple, la carte magné- tique doit être retirée, en S16, du lecteur/inscripteur de carte 44 avant que l'information présente sur la carte soit acquise en S17. Cette information est ensuite vérifiée en S18 pour rechercher des erreurs éventuelles selon une quel- conque procédure bien connue de détection d'erreur. Si une erreur est décelée, le dispositif 10 d'essai de filtre va en S19 donner une indication d'erreur, puis attend de nou- veau en S9 une autre instruction de l'opérateur. Si aucune erreur n'est décelée, le microprocesseur 33 détermine en S20 si l'information lue par le lecteur/inscripteur de carte 44 comporte ou non des résultats d'essais précédents écrits dans la zone "fiche" de la carte. Si des résultats d'essais précédents sont fournis, le dispositif 10 d'essai de filtre revient en S13 pour les afficher et attend de nouveau en S9 une instruction de l'opérateur. Le dispositif d'essai de filtre choisi en exemple permet ainsi à l'opérateur d'être informé par une procédureextrêmement commode des résultats des essais précédents. S'il n'est pas fourni de résultats d'essais pré- cédents, le dispositif 10 d'essai de filtre va en S21 affi- cher un code tel qu'un numéro de programme qui identifie le groupe de paramètres désignés par la carte. Si ce groupe de paramètres ne correspond pas au système de filtre soumis à l'essai, l'opérateur peut éviter l'exécution de l'essai en activant en S22 le bouton de réinitialisation. Si tout est normal, l'opérateur peut déclencher l'essai en réintro- duisant en S23 la carte. Une fois que l'essai est déclenché, l'unité de commande 32 fait passer la première vanne 23 sur l'orifice d'évent 21 et ouvre les deuxième et troisième vannes 24 et 25, de sorte que le système de filtre 12 peut être détendu par l'orifice d'évent 21. L'unité de commande 32 détermine ensuite le point zéro du système de filtre 12, c'est-à-dire le signal issu du détecteur de pression 41 qui correspond à la pression atmosphérique. L'unité de com- mande 32 fait ensuite passer la première vanne 23 sur l'en- trée 30, ce qui, en S24, envoie du gaz au récipient de filtre 15 par l'intermédiaire des deuxième et troisième vannes 24 et 25 et de la sortie 31. Lorsque la pression du récipient s'approche de la pression d'essai spécifiée par le groupe de paramètres désigné par la carte, l'unité de commande 32 ferme la deuxième vanne 24. Le gaz circule alors vers le récipient de filtre 15 en passant par l'étrangleur 26 qui est réglé de telle façon que la pres- sion du récipient de filtre 15 s'approche lentement de la pression d'essai. Dès que la pression d'essai est atteinte, l'unité de commande 32 ferme la troisième vanne 25, ce qui isole le récipient de filtre 15. L'unité de commande 32 fait éga- lement passer la première vanne 23 sur l'orifice d'évent 21. Par conséquent, pendant l'essai, seule la pression atmos- phérique s'exerce sur les deuxième et troisième vannes 24 et 25. La pression du récipient, communiquée à la sortie 31 du dispositif 10 d'essai de filtre, est ensuite suivie du- rant l'essai, en S25, par l'unité de commande 32 au moyen du détecteur de pression 41, pendant la période de temps spécifiée par le groupe désigné de paramètres. Au bout de cette période, la chute de la pression peut être enregis- trée dans le bloc mémoire 34 et l'unité de commande 32 ouvre la deuxième vanne 24, ce qui permet au gaz contenu dans le récipient à filtre 15 de s'échapper par l'orifice d'évent 21 A n'importe quel moment après le déclenchement de l'essai, on peut interrompre l'essai en retirant, en S26, la carte magnétique. Le dispositif 10 d'essai de filtre ira ensuite attendre en S9 une autre instruction de l'opé- rateur. L'essai peut aussi être interrompu si l'unité de commande 32 détermine en S27 que les conditions d'essai ne peuvent être atteintes, par exemple que la pression d'essai ne peut être atteinte à cause d'un défaut du système de filtre. L'unité de commande 32 ira en S28 afficher les ré- sultats de l'essai sur les indicateurs 40 mais n'écrira pas les résultats dans la zone "fiche" de la carte. Par suite, la carte magnétique peut être retirée en S29 et réutilisée pour déclencher un essai. Dès que la carte ma- gnétique est retirée, le dispositif 10 d'essai de filtre va de nouveau en S9 attendre une instruction de l'opérateur. Si les conditions d'essai sont atteintes, l'in- tégrité du système de filtre sera évaluée en comparant la chute de pression à la limite de chute de pression spéci- fiée dans le groupe désigné de paramètres. Les résultats de cette évaluation ainsi que n'importe quels autres résul- tats d'essai peuvent ensuite être stockés, en S30, dans il le bloc mémoire 34, affichés, en S3l, sur les indicateurs , et écrits, en S32, dans la zone "fiche" de la carte. La carte peut ensuite être retirée, en S33, et le disposi- tif d'essai de filtre 10 reviendra en S9 attendre une instruc- tion de l'opérateur qui peut par exemple désactiver en S10 l'interrupteur général. Dans le dispositif 10 d'essai de filtre choisi en exemple, la carte ne peut jamais plus être utilisée pour déclencher un essai, bien que les résultats d'essai écrits sur la carte puissent être réaffichés à une date ultérieure. Il va de soi que la présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et représentées et qu'on pourra y apporter diverses modifications sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Dans un ensemble (11) qui contrôle l'intégrité de l'un (12) de plusieurs systèmes de filtre d'après l'un de plusieurs groupes de paramètres et qui comprend une source (13) de gaz sous pression, chaque système de filtre compre- nant un récipient (15) à filtre contenant au moins un élé- ment filtrant disposé entre une entrée (16) et une sortie (20) et chaque groupe de paramètres correspondant à un système de filtre respectif, un dispositif (10) d'essai de filtre caractérisé en ce qu'il comprend une entrée (30) communiquant avec la source de gaz, une sortie (31) commu- niquant avec l'entrée du récipient à filtre, un système de vannes (23, 24, 25) disposé entre l'entrée et la sortie du dispositif d'essai de filtre pour régler l'écoulement du gaz passant de la source de gaz au récipient à filtre, un circuit (32) pour commander le système de vannes d'après l'un des groupes de paramètres, ce circuit comprenant une mémoire (34) pour stocker lesdits groupes de paramètres, et un moyen (44) communiquant avec le circuit de commande pour sélectionner ledit groupé de paramètres en sorte que le circuit de commande puisse commander le système de van- nes d'après le groupe de paramètres qui correspond à l'élé- ment filtrant contenu dans le système de filtre. 2. Dispositif d'essai de filtre selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que le moyen de sélection comprend un moyen pour lire une étiquette identifiant le- dit groupe de paramètres. 3. Dispositif d'essai de filtre selon la reven- dication 2, caractérisé en ce que le moyen de lecture con- siste en un moyen de lecture de tarte pour lire une zone "étiquette" magnétique de la carte, et en ce que le moyen de sélection comprend de plus un moyen d'écriture de carte pour écrire dans une zone "fiche" magnétique de la carte. 4. Dans un ensemble (11) qui contrôle l'intégrité de l'un (12) de plusieurs systèmes de filtre d'après l'un de plusieurs groupes de paramètres d'essai destinés à un essai de tenue de pression et qui comprend une source (13) de gaz sous pression, chaque système de filtre comprenant un récipient (15) à filtre contenant au moins un élément filtrant mouillé disposé entre une entrée (16) et une sor- tie (17) et chaque groupe de paramètres d'essai correspondant à un système de filtre respectif et comprenant une première va- leur indiquant une pression d'essai et une seconde valeur indiquant une limite de chute de pression, un dispositif (10) d'essai de filtre caractérisé en ce qu'il comprend une entrée (30) communiquant avec la source de gaz, une sortie (31) communiquant avec l'entrée du récipient à fil- tre, un système de vannes (23, 24, 25) disposé entre l'en- trée et la sortie du dispositif d'essai de filtre pour régler l'écoulement de gaz passant de la source de gaz au récipient à filtre, un moyen (41) pour détecter la pression régnant à la sortie du dispositif d'essai de filtre, un cir- cuit (32) pour commander le système de vannes d'après un groupe de paramètres d'essai, ce circuit de commande commu- niquant avec le moyen de détection de pression et compre- nant une mémoire (34) pour stocker lesdits groupes de para- mètres d'essai, un moyen (33) pour commander le système de vannes de facçon à obtenir à la sortie du dispositif d'essai de filtre une pression égale à la première valeur spécifiée par ledit groupe de paramètres d'essai, et un moyen (33) pour évaluer l'intégrité du système de filtre d'après la seconde valeur spécifiée par ledit groupe de paramètres d'essai, et un moyen (44) de lecture de carte pour sélec- tionner, à titre dudit groupe de paramètres d'essai, le groupe de paramètres d'essai stocké dans la mémoire qui correspond audit système de filtre. 5. Dispositif d'essai de filtre selon la reven- dication 4, caractérisé en ce que le moyen de lecture de carte comprend un moyen pour lire une zone "étiquette" magnétique de la carte et comprend de plus un moyen pour écrire les résultats de l'évaluation dans une zone "fiche" magnétique de la carte. 6. Dispositif d'essai de filtre selon la reven- dication 5, caractérisé en ce que le moyen de lecture com- prend un moyen pour lire la zone "fiche" magnétique de la carte, et en ce que le dispositif d'essai de filtre com- prend de plus un moyen (40) pour afficher lesdits résultats qui sont écrits dans cette zone.