Brevet FR2787190A1 — publié le 20000616

Dispositif de détection de l'étanchéité de la liaison entre les éléments d'un dispositif de jonction étanche entre deux enceintes isolées du milieu extérieur, par exemple en vue du transfert du contenu de l'une des enceintes à l'autre enceinte. Aux fins de la présente description, et de l'interprétation des revendications en annexe, par "étanchéité", ou "étanche", on entend la caractéristique selon laquelle une paroi quelconque séparant deux milieux empêche ou limite tout transfert au travers de ladite paroi, d'une ou plusieurs substances de référence, par exemple dites contaminantes. Par "contaminante" ou "contamination", on entend la caractéristique selon laquelle une substance doit demeurer exclue, ou dans une quantité ou concentration limitée, dans un milieu donné. Il s'agit par exemple d'agents pathogènes, ou polluants, biologiques ou autres, mais aussi de simples particules solides, liquides, ou gazeuses, pouvant être mises en suspension dans tout milieu fluide. Plus particulièrement, mais de manière non exclusive, la présente invention sera décrite ci-après par référence à une application de type médical ou biologique, requérant d'éviter ou limiter toute contamination, y compris par des particules, en provenance du milieu extérieur. A titre d'exemple, l'une des enceintes, dénommée ci-après "A", est constituée par une salle blanche ou stérile, donc fixe mais pouvant aussi être une enceinte déplaçable, et l'autre enceinte dénommée ci- après "B", est amovible et transportable, par exemple à usage unique, et contient un ou des objets, ou une charge à transférer, dans la position accouplée du dispositif de jonction étanche décrit ci-après, par le passage ainsi établi entre les deux enceintes, à savoir de l'enceinte transportable à l'enceinte fixe, par exemple pour approvisionner cette dernière en composants ou produits requis par une fabrication ou production en cours dans la salle blanche, ou à l'inverse pour évacuer des déchets ou des produits de ladite salle. De telles situations se présentent aussi dans les domaines nucléaires, électroniques, pharmaceutiques, et médicaux. Avant toute explication sur le dispositif de détection de la présente invention, il est nécessaire de décrire, en référence aux figures 1 à 7 annexées, un dispositif de jonction étanche entre deux enceintes, conforme à l'état de la technique et dans lequel l'accouplement temporaire des portes 2 et 3 portées chacune par un cadre dormant en forme de bride, respectivement 4 I1'[! i1 i et 5, forme une chambre "C". L'une de ces portes, à savoir celle 2, est disposée sur l'ouverture 6 d'une enceinte fixe "A", isolée du milieu extérieur, tandis que l'autre porte, à savoir celle 3, est disposée dans l'ouverture d'une autre enceinte "B", également isolée du milieu extérieur. L'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, I'application de ce dispositif à la liaison entre une enceinte stérile"A", et une enceinte transportable ou mobile "B", par exemple, constituée par un conteneur transportable formé par une enveloppe en matière synthétique 8, fixée sur la bride 5 de la porte 3. Avec ce dispositif de jonction étanche, I'enceinte fixe "A" est io fermée par une porte 2, en général circulaire, portée par un bras 9 articulé autour d'un axe 10, par exemple vertical, par rapport à la bride 4. Cette porte est munie de moyens d'étanchéité, tels qu'un joint annulaire compressible 12 coopérant avec une portée 11 de la bride 4 ou inversement. De même, l'enceinte transportable "B" est fermée par une porte 3, en général circulaire mais de plus petite dimension diamétrale que l'ouverture 4a ménagée dans la bride 4 pour la porte 2 de l'enceinte fixe, pour pouvoir passer à travers cette ouverture. La porte 3 est munie de moyens d'étanchéité avec sa bride 5, à savoir un joint annulaire compressible 14 porté par la bride coopérant avec une portée 15, de la porte 3 (cf. fig.2), ou 2 o inversement. Chacune des portes 2 et 3 est également associée à des moyens de verrouillage en position fermée sur sa bride. Dans la forme d'exécution représentée aux figures 5 et 6, définies ci-après, ces moyens de verrouillage comprennent un arbre 50 monté libre en rotation dans un palier de la bride 4, un verrou rotatif 51, calé sur l'extrémité de l'arbre disposée dans l'enceinte A, et un levier 52 calé sur l'extrémité de l'arbre 50 qui dépasse à l'extérieur de l'enceinte A. Le verrou rotatif 51 est en forme de palette et peut occuper soit une position dans laquelle, comme montré figures 5 et 6, il plaque la porte 2 dans un embrèvement de la bride 4, soit une position dans laquelle il est radialement à l'extérieur de cette porte pour autoriser les mouvements de celle-ci. L'arbre 50 porte également, calé sur lui et en allant de l'extérieur de la bride 4 vers le levier 52, d'une part, un autre verrou rotatif 53 apte à caler la bride 5 contre la bride 4, et d'autre part, deux doigts radiaux 54 et 55 aptes à coopérer avec les moyens de calage de la porte 3 sur sa bride 5. La figure 6 I - In- montre que ces différents éléments 51, 53, 54 et 55 sont décalés angulairement les uns par rapport aux autres et par rapport au levier 52. Les moyens de verrouillage de la porte 3 sur sa bride 5 comprennent deux goupilles cylindriques 56, 57 engagées, à frottement serré et l'une à la suite de l'autre, respectivement, dans un alésage borgne 58 de la porte 3, et dans un alésage 59, coaxial au premier et ménagé radialement dans la bride 5. Les goupilles ne sont engagées que partiellement de manière que celle 57 fasse saillie à l'extérieur de la bride 5 et que celle 56 sécante et l'alésage interne 5a de la bride 5 recevant la porte 3 pour assurer le 1o verrouillage de la porte sur sa bride. Si le conteneur est à usage unique, une autre goupille 60, visible figure 6, est disposée dans un alésage 61 de la bride aligné avec un alésage borgne 62 de la porte 3. Au départ, la goupille 60 est dans la position représentée figure 6, c'est-à-dire dépasse radialement de la bride 5 par une extrémité, tandis que son autre extrémité affleure l'alésage 5a sans pénétrer dans l'alésage borgne 62. Cette goupille 60 et celles coaxiales 56, 57 sont décalées angulairement de part et d'autre du plan diamétral contenant l'axe de rotation de l'arbre 50 et disposées dans les trajectoires circulaires des doigts 54 et 55 portés par cet arbre. Un tel dispositif est en général associé à d'autres dispositifs similaires espacés angulairement sur la périphérie de la bride 4. Enfin, pour faciliter le positionnement de la bride 5 de l'enceinte amovible ou conteneur B par rapport à celle 4 de l'enceinte fixe A, et comme montré à la figure 7, la bride 4 est solidaire de plusieurs doigts longitudinaux 63 saillant vers l'extérieur et aptes à coopérer avec des échancrures circulaires 64 ménagées dans la périphérie de la bride 5. Cependant le positionnement définitif est assuré par engagement d'un bossage central 71 de la porte 2 dans un embrèvement 75 de la porte 3. Chaque doigt peut aussi se prolonger en 63a à l'intérieur de l'enceinte fixe pour coopérer avec des échancrures 65 ménagées à la périphérie de la porte 2 pour faciliter le 3 o positionnement radial de celle-ci, par rapport à l'ouverture de la bride 4, en fin de son mouvement de fermeture. En l'absence de tout transfert, chacune des portes 2 et 3 est verrouillée, sur sa bride 4 et 5 respectivement par les verrous 51 et par les goupilles 56. Lorsqu'il s'agit de transférer le contenu d'une enceinte dans lI'autre, et par exemple celui de l'enceinte transportable "B" dans l'enceinte fixe "A", la bride 5 de la porte 3 de l'enceinte transportable "B" est amenée, comme [ ^T^ - 1- - montré figure 1, contre celle 4 de la porte 2 de l'enceinte fixe "A", o elle est pré-positionnée par les doigts 63, puis définitivement par la coopération bossage 72 - embrèvement 75. Le pivotement des leviers 52 dans le sens de la flèche 70 de figure 6 provoque simultanément le verrouillage de la bride 5 sur la bride 4, le déverrouillage de la porte 2 par rapport à sa bride 4 et le déverrouillage de la porte 3 par rapport à sa bride 5, par enfoncement des goupilles 56 et 57 au moyen des doigts 55. Cet enfoncement amène la zone de contact entre les goupilles 56, 57 au niveau de l'alésage 5a de la bride et libère ainsi la porte 3. Dans cette position représentée à la figure 3, le joint annulaire 14 porté par la bride 5 est en contact d'étanchéité contre une portée circulaire 13 de la bride 4 (figure 2), en isolant ainsi du milieu extérieur, I'intérieur de la zone de jonction entre les deux enceintes "A" et "B". De même, I'autre joint annulaire 12 est en contact d'étanchéité avec la porte 3, et plus précisément avec une zone circulaire 16 de celle-ci, en isolant ainsi l'intervalle entre les deux portes 2 et 3, c'est-à-dire l'espace "C". Grâce à cela, les faces 17 et 18 des portes, jusqu'alors étaient en contact avec le milieu extérieur, sont désormais confinées dans cet espace C, en évitant ainsi que ces faces puissent contaminer ultérieurement le volume intérieur formé par la réunion étanche des deux enceintes "A" et "B". Dans le cas de transfert de produits contaminants, cet espace évite également que les deux faces 17 et 18 qui, après le transfert, seront à nouveau en contact avec l'extérieur, puissent contaminer le milieu extérieur. Il ressort de ce qui précède que les moyens d'étanchéité, respectivement entre les deux brides 4 et 5 et entre les deux portes 2 et 3, définissent deux lignes dites critiques, circulaires et continues, d'étanchéité, lignes dont l'intégrité doit absolument être conservée pour éviter toute contamination par ou vers le milieu extérieur, de même que par ou vers l'espace "C". En pratique ces lignes respectivement intérieure Cl et extérieure C2, sont presque confondues. Par "ligne critique", et comme l'homme du métier le sait bien, on entend une ligne à contamination résiduelle par le milieu extérieur aux deux enceintes mises en communication. Après l'accouplement et mise en communication des deux enceintes, cette ligne est susceptible de venir au contact de l'atmosphère ou fluide présent dans le passage établi entre les deux enceintes, ou au contact du ou des produits traversant ledit passage, et de les contaminer. Pendant ces manoeuvres, des moyens de liaison complémentaire, décrits plus loin et équipant les faces extérieures des deux portes 2 et 3, s'accouplent et assurent une solidarisation de ces dernières, telle que les mouvements d'ouverture et de fermeture de la porte 2 de l'enceinte fixe "A" se transmettent à la porte 3 de l'enceinte transportable "B". Après déverrouillage des deux portes 2 et 3, par rapport à leurs brides respectives 4, 5, il peut être procédé à la mise en communication des o10 deux enceintes"A" et "B" par pivotement de la porte 2 vers l'intérieur de l'enceinte fixe "A", comme montré à la figure 4. Ce mouvement dégage l'ouverture 4a de la bride 4 et, par la liaison entre les deux portes 2 et 3, entraîne celle 3, qui traverse cette ouverture 4a et pénètre dans l'enceinte fixe "A". Après transfert du contenu de l'enceinte transportable "B" dans l'enceinte fixe "A", les portes sont ramenées en position d'obturation. Le verrouillage de la fermeture est ensuite assuré en faisant pivoter les leviers 52 dans le sens inverse de la flèche 70 jusqu'à enfoncement des goupilles 60 par les doigts 54, si cette enceinte B est à usage unique, puis en ramenant les leviers dans leur position médiane, représentée figure 6, pour permettre le verrouillage de la porte 2 sur sa bride 4 par les verrous rotatifs 51. A ce stade, les deux enceintes A et B sont à nouveau fermées hermétiquement et l'enceinte B peut être retirée en entraînant la rupture des lignes critiques et la mise en contact avec l'extérieur des faces qui jusqu'alors étaient isolées. Pour une description plus complète du dispositif de jonction étanche, on se référera en tant que de besoin, au document FR-A-2 721 289 par exemple. Ce mode de jonction étanche entre deux enceintes isolées du milieu extérieur donne satisfaction, mais présente des inconvénients en ce qui concerne, la garantie de l'intégrité des lignes critiques, donc de l'absence de contamination de l'enceinte fixe A lors des manceuvres de transfert. En effet, qu'il s'agisse de la ligne critique intérieure Cl, figure 4, entre les deux portes 2 et 3, ou de la ligne critique extérieure C2, figure 4, entre les deux brides 4 et 5, il peut arriver qu'elle soit rompue, par exemple par des particules extérieures ou provenant de l'usure des joints, par une [ Ti '7 A compression insuffisante des joints ou par un mauvais fonctionnement des moyens assurant la liaison verrouillée des brides l'une sur l'autre ou des moyens assurant la liaison des deux portes. Cette rupture est d'autant plus grave que rien n'indique qu'elle s'est produite et qu'ainsi une seule opération de transfert peut contaminer soit les deux enceintes, et surtout l'enceinte fixe A, soit le milieu extérieur. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et risques en fournissant un dispositif de détection de l'étanchéité de la liaison entre les brides d'un dispositif de jonction étanche lo entre deux enceintes isolées du milieu extérieur. Le dispositif de détection selon l'invention, comprend deux gorges circulaires, respectivement intérieure et extérieure, ménagées dans la face extérieure de la bride de l'enceinte fixe A et débouchant dans la zone d'appui de la face en bout de la bride de l'enceinte transportable B, un réseau de canaux ménagés dans la bride de l'enceinte fixe et reliant la gorge intérieure précitée à un raccord, une pompe à vide, de préférence extérieure aux deux enceintes et dont le conduit d'aspiration est connecté audit raccord, et tandis que son circuit d'alimentation électrique comporte un organe de fermeture de ce circuit, un capteur mesurant la valeur de la dépression dans le circuit pneumatique allant à la gorge et réagissant sur des moyens d'alarme, dès que la dépression n'atteint pas une valeur appropriée, et un joint disposé dans la gorge extérieure. Dès que la bride de l'enceinte transportable B est positionnée et appliquée contre la bride de l'enceinte fixe A, la mise en fonctionnement de la pompe à vide génère très rapidement, dans la gorge de la bride, une dépression qui s'étend entre les deux brides et entre la ligne critique extérieure et la zone d'appui du joint de la gore extérieure. Cette dépression tend à plaquer davantage la bride en vis à vis et assure le maintien de cette bride, au moins pendant les manoeuvres préparatoires au transfert entre les deux enceintes, à savoir, verrouillage des deux brides l'une sur l'autre, liaison des portes entre elles, déverrouillage de chacune des portes en vis à vis de sa bride, et mise en communication des deux enceintes. Si, pour l'une quelconque des raisons exposées précédemment, l'étanchéité de la zone soumise à dépression entre les deux brides n'est pas satisfaisante, le capteur détecte la faible de dépression incorrecte et réagit sur les moyens d'alarme qui, soit informent l'opérateur qu'il faut interrompre la f J 0F1I manoeuvre préalable à l'ouverture des portes, soit interrompent d'eux-mêmes cette manoeuvre. Ainsi, à chaque manoeuvre d'accouplement, il est procédé à la vérification de l'intégrité de la ligne critique extérieure, mais aussi de I'étanchéité de la zone de protection la précédant entre les deux brides, ce qui évite tous risques de contamination des enceintes A et B par le milieu extérieur. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé, représentant aux figures 1 à 7 un dispositif de jonction selon l'état de la technique et aux figures 8 à 11 une forme d'exécution du dispositif selon l'invention, Figures 1, 3 et 4 sont des vues en coupe diamétrale d'un dispositif de jonction étanche entre deux enceintes isolées du milieu extérieur, respectivement, lors du positionnement en vis-à-vis des portes des deux enceintes, après jonction verrouillée de ces portes, et après ouverture de ces deux portes. Figure 2 est une vue partielle en coupe, montrant à échelle agrandie, une forme d'exécution des moyens d'étanchéité entre les deux portes. Figure 5 est une vue partielle en coupe suivant V-V de figure 6 montrant, à échelle agrandie, une forme d'exécution des moyens de verrouillage des brides entre elles et des moyens de verrouillage de chaque porte sur sa bride. Figure 6 est une vue en coupe partielle suivant VI-VI de figure 5. Figure 7 est une vue partielle en coupe montrant à échelle agrandie une forme d'exécution des moyens de positionnement de l'enceinte amovible sur l'enceinte fixe. Figure 8 est une vue en coupe diamétrale d'un dispositif de jonction étanche, équipée d'une forme d'exécution du dispositif de détection selon l'invention, lorsque les deux portes sont en fin de phase de positionnement. Figure 9 est une vue en coupe similaire à la figure 8 mais, à échelle agrandie montrant les éléments du dispositif de détection de l'étanchéité. I!1- il Dans la description qui suit, les éléments communs à l'invention et à l'état de la technique explicité précédemment, porteront les mêmes numéros de référence, les éléments nouveaux étant référencés entre 30 et 59. Comme montré aux figures 8 et 9, la bride 4 de l'enceinte fixe A comporte une gorge circulaire intérieure 30 qui débouche de sa face recevant l'appui de la face en bout 5b de la bride 5 de l'enceinte transportable B. Cette gorge 30 communique avec un canal 31 ménagé dans la bride 4 et dans lequel débouche un autre canal 32 prolongeant un alésage fileté 33 pour un raccord 34. Une gorge extérieure 35, ménagée dans la bride 4 et autour de la gorge 30, sert de logement à un joint 36, par exemple torique, apte à venir en contact avec la bride 5 pour limiter les fuites d'air. L'appui de ce joint 36 sur la face en bout 5b de la bride 5 délimite la limite extérieure de la zone E dont l'étanchéité est contrôlée entre les deux brides 4 et 5, zone dont la limite intérieure est délimitée par la ligne critique extérieure C2. La figure 9 montre que le raccord 34 est relié par un conduit 37 à une pompe à vide par exemple électrique 38 disposée de préférence hors des deux enceintes A et B. Le circuit d'alimentation électrique 40 de cette pompe comporte un organe de fermeture, tel qu'un contacteur ou interrupteur 42, à actionnement manuel ou automatique. Ce contacteur est disposé de préférence hors des deux enceintes "A" et "B", et, par exemple, sur la face extérieure de l'enceinte fixe "A", à proximité des moyens de commande de verrouillage des brides. La canalisation 37 est également reliée, par une dérivation 43, à un capteur 44, de type pressostat ou autre, mesurant la valeur de la dépression dans le circuit pneumatique, et réagissant, par des moyens pneumatiques ou électriques, sur un boîtier de commande 45. Le capteur 44 peut également être relié, à un appareil 46 de mesure de la dépression, de type mécanique ou électrique. Le boîtier de commande 45 est relié, par des circuits électriques soit à une alarme 47, soit à un moyen 48, par exemple électromécanique ou électronique, interrompant la manoeuvre d'ouverture des enceintes. Lorsque l'enceinte transportable B est positionnée contre la bride 4 de l'enceinte fixe A, l'actionnement manuel du contacteur 42, ou automatique, par exemple par le pivotement de l'un des leviers 52 de commande du verrouillage des brides et de déverrouillage des portes, met en fonctionnement t I fl ô - la pompe à vide 38. Celle-ci génère une dépression qui, par la gorge 30 s'étend dans zone E et plaque la bride 5 contre la bride 4, avec un effort dépendant de la valeur de la dépression. Il faut préciser que, avec une forte valeur de dépression, le plaquage pneumatique peut aussi assurer le verrouillage des deux brides en remplacement des verrous rotatifs 53, visibles figures 5 et 6. Si la valeur de la dépression mesurée par le capteur 44, dans le circuit pneumatique allant de la pompe 38 à l'espace E, n'atteint pas une valeur de référence correspondant à l'étanchéité désirée dans cette zone E lo protégeant la ligne critique extérieure C2, mais aussi de cette ligne critique C2, ce qui résulte soit d'un mauvais positionnement, soit d'une fuite en raison de l'usure ou d'une présence indésirable, le capteur 44 réagit sur le boîtier 45 et déclenche l'alarme 47, pour informer l'opérateur qu'il ne faut pas poursuivre la manoeuvre de mise en communication entre les deux enceintes "A" et "B". Le capteur 44 peut aussi réagir sur des moyens électriques ou électromécaniques interdisant cette mise en communication, par exemple en verrouillant la porte 2 de l'enceinte fixe A. Ce capteur 44 garantit donc la préservation de l'état initial de ces enceintes ou du milieu extérieur, si ce sont ces enceintes qui sont contaminantes. Ce contrôle de Tintégrité de la ligne critique C2 et de l'étanchéité de sa zone de protection E, est particulièrement intéressant, puisqu'il améliore considérablement la sécurité de la manoeuvre de jonction étanche entre les enceintes "A" et "B". Un autre avantage de l'utilisation du vide dans l'espace interne "C" est qu'il réduit les risques de contamination de la zone stérile en cas de rupture accidentelle de l'étanchéité dans cet espace "E", par le fait que les surfaces contaminées, à savoir les faces extérieures sont en dépression par rapport à la zone stérile, et que, dans ces conditions, les éléments contaminants sont attirés par le débit d'air, non pas en direction de la zone stérile, mais vers la pompe à vide et, donc vers l'extérieur de ladite zone stérile, au besoin à travers un filtre ou autre organe de décontamination. Le capteur 44 peut aussi être utilisé lors de la jonction des deux enceintes A et B, en particulier dans le cadre d'une procédure d'autotest consistant à mettre le circuit pneumatique allant à la gorge 30 en dépression, pour vérifier soit qu'il n'est pas bouché, soit que ledit capteur fonctionne correctement. lin Aux figures 8 et 9, la liaison des deux portes 2 et 3 est assurée par exemple par des moyens magnétiques comprenant un aimant 72, disposé à l'intérieur d'un bossage central 71 de la porte 2 de l'enceinte fixe "A". Cet aimant est destiné à coopérer avec une plaquette métallique en matériau5 ferreux 73, maintenue dans une gorge 74 d'un embrèvement 75 ménagé dans la porte 3, en vis-à-vis du bossage central précité. Cette liaison peut aussi être assurée par des moyens pneumatiques similaires à ceux décrits précédemment mais agissant entre les portes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de l'étanchéité de la liaison temporaire entre les éléments d'un dispositif de jonction étanche entre deux enceintes A et B isolées du milieu extérieur, dans lequel, de première part, chaque enceinte, respectivement, A fixe ou déplaçable, et B, mobile ou transportable, est munie d'au moins une ouverture d'accès équipée d'une porte (2,3) coopérant, avec interposition de moyens d'étanchéité (12,14), avec une bride (4,5) formant cadre dormant, I'une des deux portes (2,3) étant articulée par rapport à sa bride (4,5), de deuxième part, les deux portes (2,3) io sont munies de moyens de verrouillage sur leurs brides respectives (4,5) et de moyens de liaison complémentaires permettant, avant transfert du contenu d'une enceinte dans l'autre enceinte, et alors que les brides (4,5) sont verrouillées de manière étanche l'un à l'autre, de lier les deux portes (2,3) en formant, par contact de moyens d'étanchéité (12,16 et 13,14), un espace interne "C" isolant leurs faces (17,18) jusqu'alors au contact du milieu extérieur, et de troisième part, sont prévus des moyens extérieurs de commande du verrouillage des brides (4,5) l'une sur l'autre, et des moyens extérieurs de commande du déverrouillage des portes (2,3) sur leur bride, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend deux gorges circulaires, respectivement intérieure (30) et extérieure (35) ménagées dans la face extérieure de la bride (4) de l'enceinte fixe (A) et débouchant dans la zone d'appui de la face en bout (5b) de la bride (5) de l'enceinte transportable (B), un réseau de canaux (31,32,33) ménagé dans la bride (4) de l'enceinte fixe (A) et reliant la gorge intérieure (30) à un raccord (34), une pompe à vide (38) extérieure aux enceintes (A,B) et dont le conduit d'aspiration (37) est connecté audit raccord, alors que son circuit d'alimentation électrique (40) comporte un organe (42) de fermeture de ce circuit, un capteur (44) mesurant la valeur de la dépression dans le circuit pneumatique allant à la gorge (30) et réagissant sur des moyens d'alarme (47,48), dès que la dépression n'atteint 3 o pas une valeur appropriée, et un joint (36) disposé dans la gorge 35. 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