Brevet FR2655020A1 — publié le 19910531

L'invention qui se rapporte aux appareils de lyophilisation concerne plus précisement un dispositif particulier de bouchage des flacons à l'intérieur des cuves de lyophilisation. On sait qu'à l'issue des étapes de congélation et de sublimation auxquelles sont soumises les produits à lyophiliser, il est nécessaire d'assurer une dessication secondaire destinée à éliminer les traces d'eau retenues par absorption. A la fin de cette opération le produit lyophilisé a cependant une humidité résiduelle faible qu'il s'agit de garder dans cet état pour sa bonne conservation. I1 est en effet connu qu'un tel produit, mis en contact de l'air ambiant, fixe en quelques minutes un certain pourcentage d'humidité atmosphérique qu'il sera ensuite pratiquement impossible de lui extraire. I1 faut donc isoler le produit avant sa sortie de l'enceinte de lyophilisation. C'est pourquoi on procède au bouchage des flacons à l'intérieur même de la cuve. Ces flacons sont généralement répartis sur des étagères superposées et jusqu a présent ces étagères étaient maintenues par divers dispositifs, leur permettant de se rassembler en bas de la cuve en une superposition compacte. Ces étagères étaient soulevées ou abaissées par un vérin placé au dessus de la cuve dont la tige traverse le plafond de cette dernière et est reliée à une plaque tampon qui coiffe les étagères. Une étanchéité à joints toriques est évidemment prévue au niveau de la traversée de la cuve par la tige du vérin. Mais quand les produits répartis sur les étagères ont été lyophilisés, et que la tige de vérin descend pour assurer l'empilement des étagères et par là le bouchage des flacons, il y a pénétration dans l'enceinte stérile de la cuve, d'une partie de la tige préalablement déployée à l'extérieur dans la zone environnante non stérile, et par conséquent un risque de contamination de a cuve, ai-=icilement admissible. On a certes déjà pensé co~ er 'tense^.ble d par un puits étanche placé au dessus de la cuve, ou encore faire passer le portion de tige se déplaçant à l'extérieur, dans un manchon également étanche où elle est soumise à une action de stérilisation à la vapeur, avant de pénétrer dans la cuve. Tout cela conduit à des mécanismes et installations complémentaires couteux et de mise en oeuvre délicate. En vue d'éviter ces inconvénients en même temps qu'apporter une amélioration aux mécanismes connus de bouchage des flacons, la demanderesse a mis au point un nouveau dispositif assurant le déplacement des étagères dans la cuve qui en améliore le fonctionnement sans risque de contamination. L'invention a invention a donc pour objet un mécanisme de bouchage de flacons dans une cuve de lyophilisation, comportant une pluralité d'étagères superposées reliées entre elles, et porteuses desdits flacons et qui sont susceptibles de se déplacer à l'intérieur de ladite cuve, les étagères étant suspendues les unes aux autres par des biellettes coulissantes, mécanisme selon lequel au moins une des étagères est elle-même suspendue à une poutre de bouchage disposée horizontalement à l'intérieur et dans la partie supérieure de la cuve et déplacée de bas en haut ou de haut en bas par au moins deux vis à billes s'étendant verticalement dans la cuve, et entrainées en rotation par des moyens d'entrainement extérieurs à la cuve, une étanchéité étant assurée au niveau des axes d'entrainement traversant la cuve. Pour cette étanchéité, un boitier renfermant un manchon porte joints est fixé à l'extrémité d'un puits formant une cheminée au dessus de la cuve, pour assurer l'étanchéité le long de l'axe. L'entrainement simultané des vis à billes est assuré par un unique moteur monté sur un arbre extérieur à la cuve, par l'intermédiaire de convertisseurs d'angle. Avantageusement, les biellettes u-41'sées sont interchangeables et de longueurs différentes pour obtenir des espacements différents entre les étagères. En variante, une deuxième poutre est fixée à la partie inférieure des vis à billes et coopère avec elles, en sens inverse de la poutre de bouchage supérieure. D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'invention, ressortiront de la description qui va suivre l'exemple de réalisation dans lesquels il est fait référence aux dessins annexés qui représentent Figure 1 Une vue schématique en coupe d'une cuve de lyophilisation Figure 2 une vue partielle en coupe à plus grande échelle de la partie supérieure d'une cuve selon la revendication 1 Figure 3 et 4 des vues schématiques en coupe d'une cuve montrant les espacements des étagères Figure 5 une variante de réalisation de la figure 1 On a représenté à la figure 1 une vue schématique d'une cuve de lyophilisation 1 équipée du dispositif assurant le déplacement des étagères 4 portant des flacons lyophilisés 5, en vue de leur bouchage à l'intérieur de la cuve. Ce dispositif comporte essentiellement deux vis à billes 2 placés verticalement de chaque côté et à l'intérieur de la cuve et d'une poutre horizontale de bouchage 3 en appui sur les vis par l'intermédiaire d'écrous 6. La partie inférieure de chaque vis est en appui sur une platine de guidage 7 tandis que sa partie supérieure engrène avec un axe d'entrainement 8 au niveau d'un puits d'étanchéité 9 traversant la cuve. La poutre de bouchage peut ainsi être déplacée de bas en haut ou de haut en bas par ces vis à billes. On a représenté plus en détail à la figure 2 la partie haute d'un côté de la cuve 1 1 ; l'extrémité supérieure de la vis à bille 2 pénétre dans le puits 9 formant une petite cheminée étanche au dessous de la cuve et se racorde à l'axe 8. Ladite cheminée se termine par une bride 10 sur laquelle vient se fixer un boitier d'étanchéité 11 renfermant un manchon porte-joints 12 équipé d'une pluralité de joints toriques 13. L'axe vertical d'entrainement 8 est lui-même en prise avec un arbre horizontal 14 par l'intermédiaire d'un convertisseur d'angle 15. Un unique moteur 16, sur l'arbre 14 entraine simultanément les deux vis à billes. L'étanchéité reste ainsi parfaitement assurée, au niveau du puits 9, entre l'atmosphère extérieure et l'intérieur stérile de la cuve 1. Les étagères 4 sont suspendues les unes aux autres, l'une l'étant à la poutre 3 par des biellettes 17. Une lumière longitudinale centrale 18 prévue sur les biellettes leur permet de coulisser sur des ergots 19 portés par chaque étagère ou la poutre. On a représenté à la figure 2 les biellettes disposées de face pour la clarté du dessin. En réalité elles se trouvent de façon plus avantageuse sur les côtés orientés vers les vis à billes pour ne pas géner l'accès aux étagères par les portillons de chargement. On prévoit des jeux de biellettes interchangeables de deux longueurs différentes. L'utilisation des biellettes de plus grande longueur fait que les étagères sont superposées deux à deux comme on le voit à la figure 3. Dans ce cas on dispose donc de quatre étagères 4 dont l'espacement E permet de recevoir des flacons de plus grandes dimensions. Dans la variante représentée à la figure 4, les huit étagères sont séparées par un espacement e et peuvent donc recevoir le double de flacons, mais évidemment de plus petites hauteurs. Cela est rendu possible par l'emploi des biellettes de plus petite longueur, toutes les étagères étant ainsi suspendues, selon des espacements réguliers, sous la poutre de bouchage 3. Selon une variante de réalisation, on prévoit seulement une biellette de plus petite dimension que les autres, entre la poutre de bouchage et la première étagère. Cette disposit on particulière permet aussi de modifier l'espacement des étagères. Lesdites étagères sont donc garnies de flacons 5, lesquels flacons portant des bouchons qui ne sont pas enfoncés et qui laissent - de par leur configuration - un passage entre l'intérieur du flacon et l'atmosphère interne de la cuve. La poutre de bouchage 3 est en position haute et les étagères sont ainsi suspendues à la poutre et régulièrement distribuées dans l'enceinte interne de la cuve 1. La lyophilisation s'effectue alors et à la fin de cette opération, le moteur 16 se met en marche et assure la rotation des deux vis à billes 2 par l'intermédiaire de l'arbre 14 et du convertisseur d'angle 15. La rotation des vis à billes entraîne la descente de la poutre 3 et du train d'étagères qu'elle soutient. L'étagère inférieure vient d'abord en appui sur le fond de la cuve où elle s'immobilise, mais l'étagère immédiatement supérieure continue sa descente puisque la lumière 18 de chaque biellette 17 séparant les deux étagères en question, coulisse sur l'ergot 19 correspondant. La face inférieure de cette étagère vient alors reposer sur l'ensemble des flacons immobilisés au niveau inférieur, et enfonce leurs bouchons sous l'effet de son propre poids. L'étagère suivante, vient alors, - et selon le même processus - enfoncer les bouchons des flacons portés par l'étagère précédente et ainsi de suite jusqu a ce que toutes les étagères se trouvent empilées sur le fond de la cuve, et que le bouchage des flacons soit ainsi assuré. La dernière couche de flacons disposée sur l'étagère supérieure est-elle même bouchée par la poutre de bouchage 3. Puis le moteur 16, en un mouvement opposé, ou par le biais d'un inverseur, entraine en rotation inverse les vis à billes 2 qui font remonter la poutre 3 en position haute. Les étagères sont donc dégagées et les flacons bouchés prêts à être déchargés. Bien entendu le moteur 16 et les moyens d'eitranement utilisés pour cire tourner en 5-ca sme les vis à billes peuvent être remplacés par des générateurs électriques et moteurs pas à pas montés en haut des axes 8. De toute façon les organes moteurs pris dans leur ensemble, sont extérieurs à la cuve puisqutils peuvent créer des nuisances (fuites d'huile, vapeurs...etc). Avec cette disposition, aucune pièce extérieure ne pénétre dans l'enceinte stérile de la cuve. L'étanchéité est parfaitement assurée au niveau du manchon porte-joints 12 par les joints 13, qui interdisent tout passage entre l'extérieur de la cuve et le puits 9 traversé par l'axe d'entraînement 8. On notera aussi qu'avec cette disposition, le chargement déchargement des étagères est facilité, car à partir d'un certain niveau bas, les étagères peuvent occuper successivement toutes positions en hauteur dont une position est propice à leur chargement ou leur déchargement, par exemple quand elles se trouvent en face du portillon d'accès à l'intérieur de la cuve. Selon une variante représentée à la figure 5, les vis à billes 2 supportent, non plus une seule poutre du bouchage 3 mais deux, une poutre supérieure 3a et à la partie inférieure une poutre 2b. Cette dernière engrène avec les vis à billes 2 en sens inverse de la poutre supérieure de telle sorte que la rotation des vis entraine le rapprochement des deux poutres ou leur éloignement. L'existence de la poutre inférieure 3b permet de s'affranchir des contraintes supplémentaires imposées au plancher de la cuve, puisqu'elle joue elle-même le rôle de plancher. I1 n'y a donc plus besoin de platine de guidage pour les vis à billes. Le fonctionnement du bouchage selon cette variante est identique à celui décrit précédemment. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits, mais englobe au contraire les variantes constructives, notamment en ce qui concerne la forme, la structure et le nombre des vis à billes. REVENDICATIONS 1.- Mécanisme de bouchage de flacons dans une cuve de lyophilisation, comportant une pluralité d'étagères superposées reliées entre elles et porteuses desdits flacons et qui sont susceptibles de se déplacer à l'intérieur de ladite cuve, les étagères étant suspendues les unes aux autres par des biellettes coulissantes caractérisé en ce que au moins une des étagères (4) est elle-même suspendue à une poutre de bouchage (3) disposée horizontalement à l'intérieur et dans la partie supérieure de la cuve et déplacée de bas en haut ou de haut en bas par au moins deux vis à billes (2) s'étendant verticalement dans la cuve, et entrainées en rotation par des moyens d'entraînement (14,16) extérieurs à la cuve, une étanchéité étant assurée au niveau des axes d'entrainement (8) traversant la cuve. 2.- Mécanisme de bouchage selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un boitier d'étanchéité (11) renfermant un manchon porte-joints (12) est fixé à l'extrémité d'un puits (9) formant une cheminée au dessus de la cuve, pour assurer l'étanchéité le long de l'axe (8). 3.- Mécanisme de bouchage selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un unique moteur (16) monté sur un arbre (14) extérieur à la cuve entraîne simultanément les vis à billes (2) par l'intermédiaire de convertisseurs d'angle (15). 4.- Mécanisme de bouchage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les biellettes utilisées (17) sont interchangeables et de longueurs différentes pour obtenir des espacements différents entre les étagères (4). 5.- Mécanisme de bouchage selon la revendication 1, caractérisé en ce que une seule biellette de plus petite dimension que les autres, est prévue entre la poutre de bouchage (3) et la première étagère (4). 6.- Mécanisme de bouchage selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'une deuxième poutre (3b) est fixée à la partie inférieure des vis à billes (2) et coopére avec elles, en sens inverse de la poutre de bouchage supérieure (3a).