Brevet FR3160898A1 — publié le 20251010

La présente divulgation a pour objet un port de connexion pour cellule de transfert étanche, comportant une bride (2) ayant une face externe (8) et une face interne (7) qui porte une charnière (4) à laquelle est solidarisée une porte (3) pour obturer une ouverture centrale de la bride (2). La charnière (4) comporte deux paliers fixes (12, 13) rigidement solidarisés à la bride (2) qui portent un élément rotatif (10) auquel la porte (3) est fixée. La bride (2) est équipée d’un système de manœuvre pour ouvrir et fermer la porte (3) depuis la face externe (8), qui comporte une transmission rotative (18) ayant une extrémité rigidement solidarisée à l’élément rotatif (10) de la charnière (4) et une autre extrémité liée par une liaison pignon-crémaillère à un coulisseau traversant la face externe (8) de la bride (2). Figure pour l’abrégé : Figure 1 Port de connexion de cellule de transfert comportant une bride et une porte avec un système externe de manœuvre de sa porte La présente divulgation concerne le domaine du transfert étanche de composants depuis un conteneur étanche vers une cellule étanche, avec un système de connexion à double porte. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Dans différents secteurs industriels, il est nécessaire d'effectuer des tâches dans une atmosphère confinée, pour protéger l’environnement par exemple de la radioactivité ou de la toxicité, ou pour effectuer ces tâches dans une atmosphère aseptique, ou encore les deux simultanément. Le transfert d'appareils ou de produits depuis un conteneur vers une cellule sans rompre l'étanchéité, est assuré avec un dispositif de connexion à double porte, un tel dispositif étant connu par exemple du document FR2695343. Dans un tel dispositif, la cellule de transfert étanche est équipée d’un port de transfert comportant une bride équipée d’une porte permettant de fermer ou ouvrir l’ouverture centrale de cette bride. En pratique, la porte est située du côté interne de la bride, c’est-à-dire dans la cellule, en étant liée à cette bride par une charnière. Le conteneur est fermé par une porte montée dans une bride de ce conteneur à laquelle elle est solidarisée par une liaison à baïonnette. Deux autres liaisons à baïonnette permettent la solidarisation des brides l’une à l’autre, et la solidarisation des portes l’une à l’autre. Il est courant de désigner la bride et la porte de la cellule par bride alpha et porte alpha, et de désigner la bride et la porte du conteneur par bride bêta et porte bêta. La connexion du conteneur à la cellule est assurée en appliquant la bride du conteneur contre celle de la cellule, et en la faisant pivoter sur elle-même, ce qui a pour effet de : – solidariser les deux brides l’une à l’autre par leur liaison à baïonnette ; – solidariser les deux portes l’une à l’autre par une autre liaison à baïonnette ; – désolidariser la liaison à baïonnette liant la porte du conteneur à sa bride. Une fois cette connexion réalisée, la porte de la cellule peut être pivotée vers l’intérieur autour de sa charnière, de façon à ouvrir la communication : la porte du conteneur étant alors rigidement solidarisée à celle de la cellule par la liaison baïonnette correspondante, elle s’ouvre conjointement avec la porte de cellule. Une fois que le transfert de composants ou de matériels a été effectué depuis le conteneur vers la cellule ou inversement, la porte de cellule avec la porte de conteneur fixée à celle-ci sont rabattues par pivotement autour de la charnière. Le conteneur est alors pivoté sur lui-même en sens inverse, ce qui a pour effet de : – solidariser la porte de conteneur à la bride de conteneur ; – désolidariser la porte de conteneur de la porte de cellule ; – désolidariser la bride de conteneur de la bride de cellule. Le but de la présente divulgation est d’apporter une solution permettant à un opérateur situé hors de la cellule, de fermer et ouvrir la porte qui est située à l’intérieur de la cellule. RÉSUMÉ A cet effet, La présente divulgation a pour objet un port de connexion pour cellule de transfert étanche, ce port comportant une bride ayant une face externe et une face interne qui porte une charnière à laquelle est solidarisée une porte mobile entre une position ouverte et une position fermée dans laquelle cette porte obture une ouverture centrale de la bride, la charnière comportant au moins un palier fixe rigidement solidarisé à la bride qui ce palier portant un élément rotatif auquel la porte est rigidement solidarisée, la bride étant équipée d’un système de manœuvre pour ouvrir et fermer la porte depuis la face externe, caractérisé en ce que le système de manœuvre comporte une transmission rotative comportant deux extrémités rotatives inclinées l’une par rapport à l’autre, une extrémité étant liée en rotation à l’élément rotatif de la charnière et l’autre extrémité étant liée par une liaison de type pignon-crémaillère à un coulisseau qui traverse la face externe de la bride, pour qu’une translation du coulisseau engendre une rotation de la porte. Avec cet agencement, l’ouverture et la fermeture de la porte assurées depuis l’extérieur de la bride par simple déplacement du coulisseau qui peut être assuré directement ou via un levier ou via un actionneur motorisé. La présente divulgation concerne également un port ainsi défini, dans lequel la transmission rotative comporte au moins un cardan ou un arbre flexible. La présente divulgation concerne également un port ainsi défini, comportant à la face externe de la bride, un levier rotatif qui est lié en mouvement au coulisseau par une autre liaison de type pignon-crémaillère , ce levier rotatif étant situé du côté de la face externe de la bride. La présente divulgation concerne également un port ainsi défini, dans lequel le levier est mobile en rotation autour d’un axe qui est parallèle à la face externe. La présente divulgation concerne également un port ainsi défini, comportant un boîtier fixé à la face externe de la bride, ce boîtier portant le levier et recevant le coulisseau pour le guider en translation, ce boîtier contenant la liaison de type pignon-crémaillère liant le coulisseau au levier. La présente divulgation concerne également un port ainsi défini, dans lequel le coulisseau est équipé de rouleaux réduisant ses frottements avec le boîtier dans lequel il coulisse. La présente divulgation concerne également un port ainsi défini, dans lequel la transmission rotative s’étend dans une échancrure formée dans la bride, pour être intégrée dans l’épaisseur de la bride. La présente divulgation concerne également un port ainsi défini, dans lequel la liaison de type pignon-crémaillère reliant le coulisseau à une extrémité de la transmission rotative comporte une roue dentée portée par un support s’étendant dans l’échancrure. La présente divulgation concerne également un procédé d’utilisation d’un port ainsi défini, comportant l’opération de déplacer le coulisseau pour manœuvrer la porte. La présente divulgation concerne également un procédé ainsi défini, dans lequel le port comporte à la face externe de la bride un levier rotatif qui est lié en mouvement au coulisseau par une autre liaison de type pignon-crémaillère, ce procédé comportant l’opération de faire pivoter le levier rotatif pour déplacer le coulisseau. La présente divulgation concerne également un procédé d’utilisation d’un port de connexion de cellule de transfert étanche dans lequel ce port comporte une bride ayant une face externe et une face interne qui porte une charnière à laquelle est solidarisée une porte mobile entre une position ouverte et une position fermée dans laquelle cette porte obture une ouverture centrale de la bride, la charnière comportant au moins un palier fixe rigidement solidarisé à la bride ce palier portant un élément rotatif auquel la porte est rigidement solidarisée, la bride étant équipée d’un système de manœuvre pour ouvrir et fermer la porte depuis la face externe, caractérisé en ce que le système de manœuvre comporte une transmission rotative comportant deux extrémités rotatives inclinées l’une par rapport à l’autre, une extrémité étant liée en rotation à l’élément rotatif de la charnière et l’autre extrémité étant liée par une liaison de type pignon-crémaillère à un coulisseau qui traverse la face externe de la bride, pour qu’une translation du coulisseau engendre une rotation de la porte, ce procédé comportant l’opération de déplacer le coulisseau pour manœuvrer la porte. La présente divulgation concerne également un procédé ainsi défini, dans lequel le port comporte à la face externe de la bride un levier rotatif qui est lié en mouvement au coulisseau par une autre liaison de type pignon-crémaillère, ce procédé comportant l’opération de faire pivoter le levier rotatif pour déplacer le coulisseau. La FIG. 1 est une vue du port de connexion selon la présente divulgation représenté du côté de la face interne de la bride lorsque la porte est fermée ; La FIG. 2 est une vue du port de connexion selon la présente divulgation représenté du côté de la face interne de la bride lorsque la porte est ouverte ; La FIG. 3 est une vue du port de connexion selon la présente divulgation représenté du côté de la face externe lorsque la porte est fermée ; La FIG. 4 est une vue du mécanisme de transmission du port de connexion selon la présente divulgation qui est représenté seul lorsque la porte est fermée ; La FIG. 5 est une vue du mécanisme de transmission du port de connexion selon la présente divulgation qui est représenté seul lorsque la porte est ouverte ; La FIG. 6 est une vue du boîtier du port de connexion selon la présente divulgation représenté seul ; La FIG. 7 est une vue du coulisseau du port de connexion logé dans le boîtier assurant son maintien ; La FIG. 8 est une vue du mécanisme de transmission selon la présente divulgation avec son boîtier et avec la bride. DESCRIPTION DÉTAILLÉE Sur les figures 1 à 3, un port de connexion 1 pour cellule de transfert étanche comporte une bride de cellule 2 supportant une porte 3 solidarisée à cette bride 2 par une charnière 4. Cette bride 2 est fixée à une ouverture non représentée d’une paroi de cellule, et a une forme de révolution autour d’un axe AX, pour délimiter une ouverture centrale 6 circulaire. Elle comporte une face interne 7 apparaissant sur les figures 1 et 2 et s’étendant à l’intérieur de la cellule qu’elle équipe, et une face externe 8, repérée sur les figures 1 et 2, mais apparaissant plus clairement sur la FIG. 3 et s’étendant à l’extérieur de la cellule qu’elle équipe. L’ouverture 6 qui est libre dans la situation de la FIG. 2 , peut être fermée comme sur la FIG. 1 , en rabattant la porte 3 contre la bride 2 par pivotement de cette porte 3 autour de la charnière 4. La charnière 4 s’étend selon un axe AY normal à l’axe AX et espacé de celui-ci d’une distance supérieure au rayon de l’ouverture 6. La porte 3 est liée à la charnière 4 par un bras 9 ayant une première extrémité rigidement solidarisée à un élément rotatif 10 de la charnière 4, et une seconde extrémité rigidement fixée à la porte 3. L’élément rotatif 10 de la charnière fait partie du bras 9, avec lequel il constitue une unique pièce monobloc. Comme indiqué plus haut, la charnière 4 comporte un élément rotatif 10, pivotant autour de l’axe AY, cet élément rotatif 10 étant porté par des paliers 12 et 13 faisant partie de la bride 2 et/ou rigidement fixés à sa face interne 7. En pratique, l’élément rotatif 10 est traversé par un axe portant deux bagues 11 dépassant de part et d’autre de cet élément et formant avec celui-ci un tout rigide. Ces deux bagues 11 sont portées par les paliers 12 et 13 par rapport auxquels elles tournent avec l’élément 10 et le bras 9, lorsque la porte est manœuvrée. La porte 3 qui est située du côté de la face interne du port 1 est manœuvrée au moyen d’un levier 14 qui est situé du côté externe du port 1, ce levier 14 étant accouplé à l’élément rotatif 10 de la charnière par l’intermédiaire d’un système de manœuvre 16 dont une partie est intégrée dans l’épaisseur de la bride 2. Comme visible sur les figures 1 à 3, le levier 14 est déplaçable en rotation autour d’un axe AR1 parallèle à la face externe 8 et perpendiculaire à l’axe AX, de sorte que ce levier 14 est mobile dans un plan perpendiculaire à la face externe 8 qui est situé radialement à l’extérieur de l’ouverture 6. En partant de la situation de la FIG. 1 , pour un opérateur situé du côté externe du port 1, l’ouverture de la porte consiste à faire pivoter le levier 14 d’environ un demi-tour autour de l’axe AR1, en le tirant dans un premier temps vers soi, puis en le rabattant vers la face externe 8 pour le placer à une position opposée à sa position initiale comme représenté sur la FIG. 2 . De manière analogue, la fermeture de la porte consiste à manœuvrer le levier en sens inverse. Le système de manœuvre 16, visible sur les figures 4 et 5, comporte un coulisseau 17 mobile à travers la bride 2 qui est lié en mouvement d’une part au levier rotatif 14, et d’autre part à une extrémité d’une transmission rotative 18 dont l’extrémité opposée est couplée en rotation à l’élément rotatif 10 de la charnière 4. La transmission 18 s’étend dans une échancrure 19 qui est un renfoncement formé à la face interne 7 de la bride 2. Le levier 14 comporte un moyeu 21 prolongé par un bras radial 22 terminé par une manette 23 qui s’étend parallèlement à son axe de rotation, de sorte qu’il s’agit ici d’un levier de type manivelle. Ce levier 14 est porté au niveau de son moyeu 21 par un arbre 24 dont il est rigidement solidaire, et cet arbre 24 est porté par un boîtier 25 fixé à la face externe 8 de la bride 2. Ce boîtier 25 qui est généralement parallélépipédique est fixé à la face externe 8, par exemple par deux vis repérées par 26 sur la FIG. 3 , qui le traversent en étant vissées dans la bride 2, ces vis s’étendant parallèlement à l’axe AX. Il comporte une face de fixation et une face frontale qui sont normales à l’axe AX, une face radialement inférieure et une face radialement supérieure par rapport à l’axe AX qui sont parallèles entre elles en ayant des orientations orthoradiales par rapport à cet axe AX, et deux faces latérales parallèles entre elles. Le coulisseau 17 est mobile en translation selon un axe AT parallèle à l’axe AX, à travers la face externe 8 de la bride 2, tout en étant porté par le boîtier 25 qui assure son maintien et son guidage en translation. Une première roue dentée 27 située à l’intérieur du boîtier 25, portée par l’arbre 24 dont elle est rigidement solidaire, est engrenée dans une première crémaillère 28 formée à une face du coulisseau 17, pour constituer une première liaison pignon-crémaillère 29. Une seconde roue dentée 31, est rigidement solidaire d’une première extrémité de la transmission 18, en étant engrenée dans une seconde crémaillère 32 formée à une autre face du coulisseau 17, pour constituer une seconde liaison pignon-crémaillère 33. Cette seconde roue dentée 31 est portée par un support 34 qui est fixé à la bride 2, du côté de sa face interne 7 tout en étant situé dans l’échancrure 19 en vis-à-vis du boîtier 25. La première extrémité de la transmission 18 est mobile en rotation autour d’un axe AR2 qui est orthoradial par rapport à l’axe AX, c’est-à-dire parallèle à la face externe 8 mais perpendiculaire à l’axe AR1 du levier 14 qui est orienté radialement par rapport à l’axe AX. De manière analogue, la seconde crémaillère 32 est formée dans une face du coulisseau 17 qui est perpendiculaire à la face de ce coulisseau 17 portant la première crémaillère 28. Le coulisseau 17 avec ses crémaillères 28 et 32 engrenées dans les roues dentées 27 et 31 transforme ainsi le mouvement de rotation du levier 14 autour de son axe AR1 en un mouvement de rotation autour d’un axe AR2 perpendiculaire à cet axe AR1, afin de le transmettre à la charnière 4 via la transmission 18. Une rotation du levier 14 qui est situé du côté externe de la bride 2, permet ainsi de manœuvrer la porte 3 qui est quant à elle située du côté interne de la bride, pour ouvrir ou fermer cette porte 3 en actionnant le levier 14 depuis l’extérieur de la cellule. Comme visible sur les figures 4 et 5, le coulisseau 17 comporte un corps parallélépipédique 36 dont une face latérale comporte la première crémaillère 28, ce corps 36 étant prolongé par une patte 37 dont une face comporte la seconde crémaillère 32, cette patte 37 s’étendant selon l’axe AT de translation du coulisseau. Le coulisseau 17 est logé dans le boîtier 25 en étant mobile en translation dans celui-ci, en étant engagé dans une première cavité interne parallélépipédique traversante formée dans ce boîtier 25, cette première cavité étant repérée par 38 sur la FIG. 6 . Pour limiter les frottements des faces externes du corps 36 avec les faces internes de la cavité 38, ce corps 36 est équipé de trois rouleaux 39 qui affleurent de sa face opposée à celle portant la première crémaillère 28. Il comporte aussi deux autres rouleaux 41 qui affleurent de sa face radialement supérieure, et deux autres rouleaux non visibles sur les figures qui affleurent de sa face radialement inférieure. Comme visible sur les figures 4 et 5, les faces supérieure et inférieure du corps 36 sont orthoradiales par rapport à l’axe AX, c’est-à-dire parallèles à l’axe AX et perpendiculaires à la face latérale portant la première crémaillère 28. La face radialement supérieure est celle qui est la plus éloignée de l’axe AX alors que la face radialement inférieure est celle qui est la plus proche de cet axe. Le boîtier 25 comporte une seconde cavité 42 qui est elle aussi traversante et parallélépipédique, dans laquelle est logée la première roue dentée 27, et cette seconde cavité comporte une partie commune avec la première cavité 38 pour permettre l’engrènement de la roue dentée 27 avec la crémaillère 28. Comme visible sur la FIG. 6 , les cavités 38 et 42 sont traversantes, c’est-à-dire qu’elles s’ouvrent chacune dans la face de fixation et dans la face frontale du boîtier 25 qui sont parallèles à la face 8 de la bride 2. La première roue dentée 27 qui s’étend dans la seconde cavité 42 est portée par l’arbre 24 du levier 14 qui traverse radialement le boîtier 25 en étant engagé dans deux trous 43 et 44 formés dans ce boîtier 25. Ces deux trous 43 et 44 débouchent l’un et l’autre dans la seconde cavité 42 en s’étendant dans le prolongement l’un de l’autre, le trou 43 débouchant en outre dans la face radialement externe du boîtier 25 pour permettre l’engagement de l’arbre 24 portant aussi le moyeu 21 du levier 14. La seconde roue dentée 31 est portée par le support 34 qui est situé dans l’échancrure 19 en vis-à-vis du boîtier 25 selon la direction axiale, la fixation de ce support 34 à la bride 2 étant assurée par trois vis repérées par 46 sur la FIG. 8 , ces trois vis s’étendant parallèlement à l’axe AX. La transmission 18 comporte, dans l’exemple des figures, un premier joint de cardan 47 lié en rotation à un second joint de cardan 48. Le premier joint de cardan 47 a une extrémité solidaire en rotation de la roue dentée 31 et son autre extrémité solidaire en rotation d’une extrémité du second joint de cardan 48. L’autre extrémité du second joint de cardan 48 est solidaire en rotation d’une extrémité de l’axe porté par l’élément rotatif 10 portant les bagues 11. La transmission 18 permet ainsi de transférer le mouvement de rotation de la roue dentée 31 à la charnière 4 qui sont espacées l’une de l’autre le long de la périphérie de la bride 2 d’une distance correspondant approximativement à 60° autour de l’axe AX comme visible sur les figures 1 et 2. L’axe AY de la charnière 4 et l’axe AR2 de la roue dentée 31 forment ainsi entre eux un angle de l’ordre de 60° que la transmission rotative 18 permet de transformer le mouvement de rotation autour de l’axe AR2 en un mouvement de rotation autour de l’axe AY. Dans l’exemple des figures, la transmission rotative 18 est une transmission à deux joints de cardan, mais elle pourrait en comporter un nombre différent, comme par exemple un seul cardan, trois cardans ou bien un plus grand nombre. En pratique, le nombre de cardans est essentiellement conditionné par la distance séparant le boîtier 25 de la charnière 4. D’une manière plus générale, la transmission rotative 18 est une transmission comportant une extrémité d’entrée et une extrémité de sortie inclinées l’une par rapport à l’autre, c’est-à-dire que les axes de rotation de ces extrémités sont inclinés l’un par rapport à l’autre au lieu d’être alignés. Cette transmission ne comporte pas de réducteur : la vitesse de son extrémité de sortie est la même que celle de son extrémité d’entrée. Ainsi, cette transmission rotative 18 pourrait comporter à la place de cardan, un arbre flexible c’est-à-dire un arbre capable d’être significativement fléchi ou courbé tout en tournant, voire un ou des trains d’engrenage agencés pour présenter un arbre de sortie ayant une orientation oblique par rapport à son arbre d’entrée. L’échancrure 19 formée à la face interne 7 est un évidement formé à cette face 7, qui contient le support 34 ainsi que la transmission 18. Cette échancrure 19 a une forme s’apparentant à une forme en haricot s’étendant sur une étendue légèrement inférieure à 60°. Cette échancrure 19 contient le support 34 et la transmission 18 et elle est fermée par un capot non représenté sur les figures, pour assurer que l’espace situé du côté interne de la bride ne puisse pas être pollué par exemple par des poussières ou analogues générées par le système de manoeuvre. Ce capot assure également l’étanchéité de l’espace situé du côté interne de la bride vis-à-vis du système de manœuvre et de l’espace situé du côté externe de la bride. Port de connexion (1) pour cellule de transfert étanche, ce port (1) comportant une bride (2) ayant une face externe (8) et une face interne (7) qui porte une charnière (4) à laquelle est solidarisée une porte (3) mobile entre une position ouverte et une position fermée dans laquelle cette porte (3) obture une ouverture centrale (6) de la bride, la charnière (4) comportant au moins un palier fixe (12, 13) rigidement solidarisé à la bride (2), ce palier portant un élément rotatif (10) auquel la porte (3) est rigidement solidarisée, la bride (2) étant équipée d’un système de manœuvre (16) pour ouvrir et fermer la porte (3) depuis la face externe (8), caractérisé en ce que le système de manœuvre (16) comporte une transmission rotative (18) comportant deux extrémités rotatives inclinées l’une par rapport à l’autre, une extrémité étant liée en rotation à l’élément rotatif (10) de la charnière (4) et l’autre extrémité étant liée par une liaison de type pignon-crémaillère (29) à un coulisseau (17) qui traverse la face externe (8) de la bride (2), pour qu’une translation du coulisseau (17) engendre une rotation de la porte (3). Port selon la revendication 1, dans lequel la transmission rotative (18) comporte au moins un cardan (47, 48) ou un arbre flexible. Port selon la revendication 1 ou 2 comportant, un levier rotatif (14) qui est lié en mouvement au coulisseau (17) par une autre liaison de type pignon-crémaillère (33), ce levier rotatif (14) étant situé du côté de la face externe (8) de la bride (2). Port selon la revendication 3, dans lequel le levier (14) est mobile en rotation autour d’un axe (AR1) qui est parallèle à la face externe (8). Port selon la revendication 3, comportant un boîtier (25) fixé à la face externe (8) de la bride (2), ce boîtier (25) portant le levier (14) et recevant le coulisseau (17) pour le guider en translation, ce boîtier (25) contenant la liaison de type pignon-crémaillère (29) liant le coulisseau (17) au levier (14). Port selon la revendication 5, dans lequel le coulisseau (17) est équipé de rouleaux (39, 41) réduisant ses frottements avec le boîtier (25) dans lequel il coulisse. Port selon la revendication 1, dans lequel la transmission rotative (18) s’étend dans une échancrure (19) formée dans la bride (2), pour être intégrée dans l’épaisseur de la bride (2). Port selon la revendication 7, dans lequel la liaison de type pignon-crémaillère (29) reliant le coulisseau (17) à une extrémité de la transmission rotative (18) comporte une roue dentée (31) portée par un support (34) s’étendant dans l’échancrure (19). Procédé d’utilisation d’un port selon la revendication 1, comportant l’opération de déplacer le coulisseau (17) pour manœuvrer la porte (3). Procédé selon la revendication 9, dans lequel le port comporte à la face externe (8) de la bride (2) un levier rotatif (14) qui est lié en mouvement au coulisseau (17) par une autre liaison de type pignon-crémaillère, ce procédé comportant l’opération de faire pivoter le levier rotatif (14) pour déplacer le coulisseau (17).