Brevet FR2824315A1 — publié le 20021108

de conserve. 1 2824315 DISPOSITIF DOSEUR DE POUDRES La présente invention concerne un dispositif doseur de poudres. s Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif doseur comprenant un récipient à poudre et un bouchon doseur permettant de distribuer avec une précision élevoe de petites masses de poudres. Dans l'industrie chimique et pharmaceutique, il est réqulièrement nécessaire de réaliser des pesées précises de réactifs ou de produits en poudre, en particulier à partir d'une chimiothèque. Lors de la conduite de tests sur un nombre important de produits en poudre, les pesées successives deviennent particulièrement fastidieuses. Celles-ci peuvent représenter un risque de contamination pour le personnel manipulateur ou encore occasionner la dégradation du produit. On a donc cherché à automatiser ces pesces pour permettre la distribution de masses définies d'une grande variété de poudres, avec la précision désirée. Un autre objectif a été de préserver le personnel manipulateur des contaminations éventuelles tout en préservant le produit d'une quelconque dégradation. La demande de brevet FR 2 672 035 décrit un dispositif permettant la distribution de masses définies de poudres. Ce dispositif est constitué d'un flacon à poudre et d'un bouchon doseur. Le bouchon doseur comprend un corps conique cylindrique ayant une première face d'extrémité en communication avec le flacon et une seconde face d'extrémité délimitant avec la première face d'extrémité une trémie conique évasée vers la première face d'extrémité. La trémie alimente une vis sans fin. Le 2 2824315 corps du bouchon comprend une ouverture positionnce sur le côté du corps du bouchon, dans l' axe et à l' extrémité de la vis sans fin. Lorsqu'on renverse le flacon, la poudre vient remplir la trémie. Par rotation de la vis sans fin, on distribue par l'ouverture des quantités contrôlées de poudre. Le dispositif est tout à fait adéquat pour délivrer des masses de produits à partir de 5 mg environ à 8 mg environ et au-delà, avec une précision de l'ordre de l mg. Un autre dispositif du même type est décrit dans la demande de brevet FR 2 775 958. Le principe de l'utilisation d'un bouchon muni d'une vis sans fin avec une ouverture de distribution à l'extrémité de la vis sans fin est par ailleurs déjà évoqué dans un doeument aussi ancien que le brevet US 2,593,803. Les exigences de l'industrie chimique et pharmaceutique imposent désormais des pesées pouvant aller jusqu'à l à 2 mg avec des précisions qui peuvent être de l'ordre de O,l à 0,2 mg, soit bien au-delà des performances des distributeurs de poudre de l'art antérieur. La Demanderesse a découvert de façon surprenante et a mis au point un nouveau dispositif doseur de poudre qui permet de satisfaire les nouvelles exigences imposées par l'industrie chimique et pharmaceutique pour la pesée de produit. Un tel dispositif doseur est particulièrement adapté pour l'aliquotage à partir d'une chimiothèque ou pour le fractionnement à partir de flacons de réserve. Il pourra être utilisé avec des poudres ou petits solides de granulométries et apparences très différentes, par exemple du talc, du lactose, de l'amidon de maïs ou du sable. Dans 3 2824315 cette demande de brevet, le terme " poudre " désigne des poudres ou petits solides, tels que ceux exemplifiés ci dessus, d'une granulométrie inférieure au pas de vis et au rayon de la vis sans fin. La présente demande de brevet a donc pour objet un bouchon doseur comprenant un corps ayant une première face d'extrémité adaptée pour être mise en communication avec un récipient à poudre, une seconde face d'extrémité délimitant avec la première face d'extrémité au moins une trémie évasée vers la première face d'extrémité, la trémie alimentant au moins une vis sans fin, et au moins une ouverture. Le bouchon selon l' invention est caractérisé en ce que l'ouverture est positionnée sur la seconde face d'extrémité, en communication avec la vis sans fin. La présente demande de brevet a également pour objet un dispositif doseur comprenant un bouchon selon l' invention et un récipient à poudres. Sans pour autant être liée par une quelcouque théorie, la Demanderesse a constaté qu'en plagant l'ouverture de distribution dans la seconde face d'extrémité du corps du bouchon, plutôt que dans le côté du corps du bouchon, dans l' axe et à l' extrémité de la vis sans fin, on maîtrise mieux la coulée et on a un degré de contrôle de l'asservissement beaucoup plus fin. Cela permet de doser des quantités de poudres bien inférieures, et ce avec une précision plus élevée. Plus précisément, le dispositif comprenant le bouchon selon l' invention permet de doser des masses de poudres notamment inférieures à 5 mg, en particulier inférieures à 3 mg, voire même de 1 à 2 mg environ. La précision de la pesoe peut être inférieure à 1 mg, de préférence inférieure à 0,5 mg, de préférence encore de l'ordre de 4 2824315 0,1 à 0,2 mg, pour la majeure partie des pesces (les pesoes écartées sont les pesées pour lesquelles la précision recherchée n'a pas été atteinte). La majeure partie des pesées est définie comme étant plus de 50 % des s pesées effectuées, de préférence au moins 75 %, de préférence encore au moins 85 % des pesées. Le chiffre maximum de 100 % des pesces pourra même être atteint dans certains cas. Outre la possibilité de peser des masses plus faibles, avec une précision améliorée, le dispositif selon l' invention muni du bouchon doseur selon l' invention permet également des gains de temps importants, et une meilleure préservation des poudres à prélever en limitant leur manipulation. 1S Le dispositif selon l' invention peut être couplé à un système automatique, géré par un logiciel informatique, afin de faciliter sa commande et d'automatiser entièrement les pesces. Lors de la distribution, il est particulièrement indiqué de tapoter ou de faire vibrer le dispositif, ceci afin de décolmater la poudre si cela est nécessaire ou d'éliminer les effets de voûte ou de cheminée se formant dans le bouchon doseur ou le récipient. Ceci permet de faciliter l'alimentation de la vis sans fin par la trémie. 2s La poudre peut aussi être distribuée en faisant vibrer ou en tapotant le dispositif, que la vis soit en rotation ou non. En effet, le fait de faire vibrer ou de tapoter le dispositif permet de faire progresser la poudre le long du pas de vis de la vis sans fin, et ce jusqu'à l'ouverture. Le dispositif selon l' invention comprendra donc avantageusement un dispositif favorisant la distribution de la poudre, notamment par vibration, par exemple un 2824315 doigt mobile et escamotable ou une fourchette de maintien du dispositif qui peut venir frapper le bouchon doseur ou le récipient communiquant avec ce dernier, par exemple 4 fois par seconde. s Lorsque le dispositif doseur de poudres n'est pas utilisé, le bouchon peut être complètement ou partiellement recouvert d'une cape, qui ferme l'ouverture et empêche ainsi la contamination par la poussière ou l'air ambiant. Le récipient à poudre peut avoir n'importe quelle taille ou forme, et peut être construit en tout matériau thermiquement stable dans les conditions de stockage et dutilisation et chimiquement inerte vis à vis des poudres qu'il contient. I1 pourra s'agir en particulier de tout pilulier ou flacon habituellement utilisé dans les chimiothèques. A titre d'exemple, on pourra citer les piluliers en verre, par exemple avec col du type BV18 Pharma. L'homme de l'art pourra aisément adapter les dimensions du bouchon doseur au récipient utilisé, ou prévoir une pièce intermédiaire pour adapter un bouchon donné à un récipient donné. Ainsi, le bouchon doseur selon l'invention pourra être adapté à tout pilulier qui serait en possession de l'utilisateur. Le bouchon selon l' invention peut être équipé d'un 2s moyen assurant l'étanchéité entre le bouchon et le récipient lors de l'utilisation. Un tel moyen peut être une lèvre, par exemple une rondelle. La première face d'extrémité du corps du bouchon est ouverte en tout ou partie pour permettre la communication entre, d'une part, le récipient contenant la poudre à distribuer, et, d'autre part, la trémie. 6 2824315 La fixation de la première face dextrémité avec le récipient contenant la poudre peut être réalisce par tout moyen connu, comme par exemple grâce à un filetage, un clipsage, un collage, un moulage, de préférence grâce à un filetage. Le corps du bouchon peut présenter un détrompage sur sa surface extérieure, afin de permettre le positionnement du bouchon lors de son utilisation dans un système automatique. La vis sans fin traverse de préférence le bouchon doseur selon un axe faisant un angle sensiblement égal à +/- 45 par rapport à l'axe central vertical coupant les première et seconde surface d'extrémité du bouchon. De préférence encore, cet angle est égal à 90 . Le diamètre et le pas de vis de la vis sans fin peuvent être modifiés en fonction du type de poudre à distribuer. La vis sans fin a de préférence un diamètre voisin de son pas. Elle peut transporter de la poudre dans un sens ou dans l'autre, selon le sens de rotation appliqué à la vis. On définit le sens de distribution de la vis comme étant celui permettant le transport du produit désiré vers l'ouverture de distribution. La vis sans fin peut comprendre aussi un organe de transmission adapté pour permettre sa mise en rotation. Cet organe de transmission peut être par exemple un évidemment à une extrémité de la vis sans fin et dans son axe. De préférence, cet évidemment est cruciforme. Si la distribution de produit se fait uniquement par vibration ou tapotage, l'organe de transmission peut être absent. Le dispositif, éventuellement par l'intermédiaire de l'organe de transmission de la vis sans fin, peut être couplé à un dispositif permettant de contrôler et de faire 7 2824315 varier l'angle d'incrément de rotation ou la vitesse de rotation de la vis sans fin par action d'un mouvement rotatif sur l'organe de transmission ou la force ou la fréquence de vibration ou tapotage. Dans ces conditions, le mouvement de la vis sans fin et/ou la vibration ou tapotage du dispositif sont asservis aux indications de pesée de la balance par l'intermédiaire d'un signal externe, et il sont arrêtés lorsque la masse de poudre désirée est atteinte. Le dispositif selon l' invention peut aussi être couplé à un ou plusieurs dispositifs anti électrostatiques, générant un champ électrique favorisant la distribution de la poudre. Sans pour autant être lié par une quelconque théorie, la Demanderesse pense que les poudres à doser sont naturellement chargées ou que la friction des grains du produit à doser sur les éléments du dispositif génère des espèces chargées. Les charges induisent des forces conduisant notamment à l'agglomération des grains entre eux ou à une aimantation des grains au contact des éléments du dispositif. De préférence, le dispositif selon l' invention est ainsi équipé d'au moins un dispositif anti-électrostatique placé sur le bouchon à la sortie de l'ouverture de distribution et génèrent un champ électrique qui permet de canaliser le mouvement des particules. Afin de couvrir toute l'ouverture de distribution, on utilisera de préférence deux dispositifs anti-électrostatiques. Un dispositif anti- électrostatique peut être une sonde ionisante en pointe, générant un champ électrique de 4 kV par exemple. Le bouchon doseur peut avoir n'importe quelle taille ou forme, et peut être en n'importe quel matériau thermiquement stable dans les conditions d'utilisation et de stockage et chimiquement inerte vis à vis des poudres à doser. I1 pourra s'agir en particulier d'un matériau polymère tel que le polyéthylène, le polypropylène, les polymères fluorés, par exemple le polyLétrafluoréthylène (teflon@). Chaque pièce pourra être moulée. Dans un mode de réalisation préféré, le corps du bouchon est dans un matériau différent de celui de la vis pour limiter l'usure par friction de deux matériaux identiques. L'ouverture positionnée sur la seconde face d'extrémité du bouchon doseur peut présenter une forme quelconque, notamment une forme de triangle, de quadrilatère, de cercle, d' ellipse, ou encore toute autre forme. Dans un mode préféré de réalisation du bouchon et du dispositif selon l' invention, l'ouverture est en forme de triangle centré sur l'axe de la vis sans fin et ayant un angle s'ouvrant dans le sens de distribution de la vis. La forme en triangle permet de distribuer une large gamme de poudres ayant des granulométries très variables. A titre indicatif et non limitatif, les poudres généralement dosoes grâce à cet appareil sont constituées de particules dont le diamètre est inférieur ou égal à 100 m. Dans un autre mode de réalisation préféré, l' ouverture est un triangle centré sur l' axe de la vis sans fin et ayant un angle s'ouvrant dans le sens de distribution de la vis, réalisé dans une épaisseur moindre que la pleine épaisseur de la seconde face d'extrémité, vers l'intérieur du bouchon. Selon un mode particulier de réalisation de linvention, l'ouverture peut être modifiée avant, pendant ou après le fonctionnement du bouchon doseur. Ceci peut être par exemple réalisé grâce à un système mécanique 9 2824315 dobLurateur similaire ceux djÀ utiliss das les objectifs des appareils de phoLographie ou encore par mise en euvre d'une fonction tiroir. Le distributeur doseur de poudre selon l 'invention fonctionne de la mani@re suivante: - le rcipient contenant la poudre distribuer et muni du bouchon doseur est plac verticalement, la seconde face d'extrmit et l'ouverture de distribution Atant diriges vers le baG, - la vis sans fin est alimente en poudre par la trdmie et est mise en rotation sur son axe longitudinal par tout systAme appropriA dans un sens de roLaLion permeLLanL la disLribuLion de la poudre par l'ouverLure. AlLernaLivemenL, la disLribuLion se faiL ar vibraLion ou LapoLage du disosiLif. Le rcipienL recevanL la poudre peuL tre plac sur le plateau d'une balance afin de contrler en conLinu la disLribution, - ds que la masse dsire de poudre a {t distribude, la rotation de la vis sans fin ou/eL la vibraLion ou LapoLage sonL arr6L6s, - le disposiLif esL pr@L pour une nouvelle opration: il peut atre rang@, ou Lre utilis pour distribuer une nouvelle dose idenLique ou diffArente. orsque qu'un dosage esL LerminA, la vis sans fin esL de prAf6rence mise en rotaLion dans le sens conLraire celui induisant la disLibuLion, de maniAre ramener la pondre se LouvanL proche de l'exLrdmiLd de la vis sans fin vers la LrAmie. SimulLanment, le disposiLif doseur esL reLournd LouL en mainLenant la roLaLion de la vis sans 2824315 fin. Le bouchon doseur est éventuellement encapuchonné à l'aide de la cape prévue à cet effet. I1 en résulte que la poudre restant dans la vis sans fin est réintroduite dans le récipient contenant la poudre par la trémie et est s isolée de la contamination. Si le distributeur doseur comprend au moins un dispositif anti-électrostatique, ledit dispositif anti- électrostatique peut rester en fonctionnement en permanence pendant toute la durée d'utilisation du distributeur doseur (par exemple 100 dosages successifs). L' invention va maintenant être décrite plus en détail grâce aux figures. La figure 1 est une vue en coupe et de côté d'un mode de réalisation du dispositif doseur selon l'invention. 1S La figure 2 est une vue en coupe et de côté selon un autre angle du mode de réal i sat ion du di sposit i f doseur selon la figure 1. La figure 3 est une vue éclatée de côté du mode de réalisation du dispositif doseur représenté sur la figure 1. La figure 4 est une vue de la seconde face d'extrémité du bouchon du dispositif doseur du mode de réalisation particulier du dispositif doseur de la figure 1. 2s Les figures 5a, 5b, 5c sont des vues en coupe et de côté du bouchon doseur de poudres en fonctionnement. Sur la figure 1, est représenté un mode de réalisation d'un dispositif doseur lorsqu'il n'est pas en fonctionnement. Dans ce mode de réalisation particulier, le bouchon (1) est un cylindre. Le corps (3) présente une première face d'extrémité (4) et une seconde face d'extrémité (5) délimitant avec la première face 1 1 2824315 d'extrémité une trémie conique (6) évasée vers la première face d'extrémité. La trémie (6) alimente la vis sans fin (7) dont l'axe est représenté dans le plan de la feuille. La vis sans fin communique avec une ouverture (12). La S première face d'extrémité (4) est munie d'un filetage (9) et est vissée sur un récipient à poudre (10). Sur la figure 2, est représenté le dispositif doseur de la figure 1, selon un autre angle. Les références numériques ont les mêmes significations. La vis sans fin (7) est représentée dans un axe perpendiculaire à la feuille et est munie d'un organe de transmission cruciforme (8) adapté pour permettre sa mise en rotation. Une rondelle (11) assure l'étanchéité lors de la fixation du bouchon sur le récipient (10). Le bouchon doseur est muni d'une cape (2), qui est un cylindre adapté pour recouvrir le corps (3) et empêcher la contamination de la poudre ou de l'appareillage par la poussière ou l'air ambiant. Sur la figure 3, sont représentés en éclaté la cape (2), le corps (3) du bouchon doseur de la figure 1, la vis sans fin (7), la rondelle d'étanchéité (11) et le récipient (10). Sur la figure 4, la seconde face d'extrémité (5) du bouchon doseur comprend l'ouverture de distribution (12) en triangle, centré sur l'axe de la vis sans fin et présentant un angle s'ouvrant dans le sens de distribution de la vis sans fin (7). Dans ce mode de réalisation, un premier évidemment rectangulaire est réalisé dans une partie de l'épaisseur de la seconde face d'extrémité. L'ouverture en triangle est réalisée dans l'épaisseur restante, vers lintérieur du bouchon. Le détrompage (13) est une encoche réalisée sur la surface extérieure du 12 2824315 corps (3). Le dispositif permettant de contrôler et de faire varier l' angle d'incrément de rotation ou la vitesse de rotation de la vis sans fin est une pointe cruciforme (14) adaptée à l'organe de transmission cruciforme de la vis sans fin. Les figures 5a, 5b, 5c illustrent le fonctionnement d'un bouchon doseur. Comme il a été exposé plus haut, en fonctionnement, la seconde face d' extrémité et l' ouverture du bouchon sont dirigées vers le bas. Sur la figure 5a, la pointe cruciforme (14) entraîne dans un mouvement rotatif la vis sans fin (7) sur son axe qui est alimentée en poudre par la trémie (6). Sur la figure 5b, la poudre est entraînce par la vis sans fin, dans le sens de distribution, vers l'ouverture en triangle (12). Sur la figure 5c, la poudre est distribuée par l'ouverture de distribution (12). Exemple Un bouchon doseur selon l'invention, adapté aux flacons standards ayant un col du type BV18 Pharma, comprenant un corps moulé en polypropylène et une vis sans fin en polyéthylène ayant un diamètre et un pas de vis tous deux voisin de 5 mm est utilisé pour doser indépendamment 2 mg de lactose et 2 mg d'amidon de maïs. Bien que les moyens de mesure des résultats ne soient pas totalement optimisés, les résultats non limitatifs suivants ont été obtenus: - le lactose a été dosé à 2 mg avec une précision de +/- 0,07 mg pour 85 % des mesures, et avec une précision de +/- 0,1 mg pour 100 des mesures; l'amidon de mats a ALA dose 2 ma avec une precision de +/- O,15 ma pour plus de 90 des mesures Par ailleurs, on a 6valuA 30% le gain de Lemps par rapport l'uLilisaLion des disposiLits anLrieurs. 282431 5 REVENDICATIONS 1. Bouchon doseur de poudres (1), comprenant un corps (3) ayant une première face d'extrémité (4) adaptée pour être mise en communication avec un récipient à poudre (10), une seconde face d'extrémité (5) délimitant avec la première face d'extrémité (4) au moins une trémie (6) évasoe vers la première face d'extrémité (4), la trémie (6) alimentant au moins une vis sans fin (7), et au moins une ouverture (12), caractérisé en ce que l'ouverture (12) est positionnce sur la seconde face d'extrémité (5) en communication avec la vis sans fin (7). 2. Bouchon doseur de poudres (1) selon la revendication 1 dans lequel l'ouverture (12) a une forme de triangle, de quadrilatère, de cercle ou d'ellipse. 3. Bouchon doseur de poudres (1) selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 dans lequel l'ouverture (12) est en forme de triangle, centré sur l'axe de la vis sans fin (7), et ayant un angle s'ouvrant dans le sens de distribution de la vis sans fin (7). 4. Bouchon doseur de poudres (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'ouverture (12) est réalisoe dans une épaisseur moindre que la pleine épaisseur de la seconde surface d'extrémité (5), vers l'intérieur du bouchon (1). 5. Bouchon doseur de poudres (1) selon l'une quelcouque des revendications 1 à 4 dans lequel 282431 5 l'ouverture (12) peut être modifiée pendant le fonctionnement du bouchon d,oseur, notamment grâce à un système mécanique d'obLurateur similaire à ceux utilisés dans les objectifs des appareils de photographie ou encore par mise en _uvre d'une fonction tiroir. 6. Bouchon doseur de poudres (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel la vis sans fin (7) peut fonctionner par mise en rotation dans un sens ou dans le sens inverse. 7. Bouchon doseur de poudres (1) selon l'une quelcouque des revendications 1 à 6, dans lequel la vis sans fin (7) comprend un organe de transmission (8) adapté pour permettre la mise en rotation de la vis sans fin (7). 8. Bouchon doseur de poudres (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel la vis sans fin (7) est couplée à un dispositif (14) permettant de faire varier et de contrôler l'angle d'incrément de rotation ou la vitesse de rotation de la vis sans fin (7) par action sur l'organe de transmission (8) d'un mouvement rotatif de la vis et/ou est couplée à un dispositif favorisant la distribution de la poudre. 9. Bouchon doseur de poudres (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 comprenant de plus au moins un dispositif anti-électrostatique, tel qu'une sonde ou pointe ionisante. 10. Bouchon doseur de poudres (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel les , pièces le composant sont en matériau thermiquement stable dans les conditions d'utilisation et de stockage et chimiquement inerte vis à vis des poudres à doser, notamment en matériau polymère tel le polyéthylène, le polypropylène, les polymères fluorés, par exemple le polyLétrafluoréthylène (teflonO). 11. Dispositif doseur de poudres (1) comprenant un récipient à poudre (10) mis en communication avec un bouchon doseur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10. 12. Dispositif doseur de poudres selon la revendication 11, lesdites poudres ayant des masses inférieures à 5 mg, de préférence inférieures à 3 mg, et de préférence encore comprise entre 1 et 2 mg environ, avec une précision de pesée inférieure à 1 mg, de préférence inférieure à 0,5 mg, de préférence encore de l'ordre de 0,1 à 0,2 mg, pour plus de 50 %, de préférence au moins 75 %, de préférence encore au moins % des pesoes effectuées. 13. Utilisation du bouchon doseur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 ou du dispositif selon l'une quelcouque des revendications 11 ou 12 pour