Procédé pour l'obturation, après évacuation complète de Pair,
de récipients remplis de substances, moyen pour la mise en oeuvre de ce procédé et récipient obturé obtenu par ce procédé
La présente invention comprend un procédé pour l'obturation, après évacuation complète de l'air, de récipients remplis de substances, caractérisé en ce qu'on place dans une enceinte close un ensemble de récipients dont chacun présente, à sa partie supérieure, un orifice assurant la communication avec l'intérieur du récipient et dont le pourtour constitue, en combinaison avec un corps obturateur, un dispositif de soupape commandé, en ce qu'on crée un vide dans ladite enceinte pendant un temps suffisant à l'évacuation complète de l'air contenu dans chaque récipient et dans les substances qu'il contient,
ledit corps obturateur étant maintenu u écarté dudit orifice par une substance fusible, solide à la température ambiante, de façon à laisser, pendant l'application du vide, un passage libre entre l'intérieur et l'extérieur du récipient, en ce qu'on fait suivre cette évacuation de l'air par l'obturation hermétique et automatique du récipient en appliquant de la chaleur pour fondre cette substance fusible et en poussant le corps obturateur ainsi libéré jusqu'à ce qu'il s'applique sur le pourtour dudit orifice qui constitue le siège de la soupape et ferme ainsi le récipient, tandis qu'un joint souple interposé et comprimé entre le siège et le corps obturateur assure l'étanchéité de la fermeture de l'orifice.
La grande importance du vide pour la conservation de différentes substances est généralement reconnue et son application s'étend de plus en plus, vu, d'une part, que la présenoe d'oxygène provoque des oxydations et altérations indésirables de beaucoup de substances et particulièrement de substances alimentaires et que, d'autre part, la présence même d'un mince matelas d'air dans un récipient peut constituer un obstacle sérieux pour une bonne stérilisation, par exemple de conserves, de matériel médical et chirurgical, etc.
L'évacuation de l'air se fait actuellement au moyen de machines compliquées par sertissage sous vide, ou par obturation sous vide d'un petit trou du couvercle du récipient effectuée par une goutte de soudure, ou, plus récemment, par sertissage sous un jet de vapeur.
Mais, comme dans tous ces procédés, l'évacuation de l'air, suivie du sertissage ou de l'obturation, se fait séparément pour chaque récipient et ne peut forcément durer qu'un temps minime et absolument insuffisant, il est évident que l'air contenu dans le récipient ne peut être évacué qu'en partie. A plus forte raison, ces procédés sont sans aucune action sur l'air contenu, en quantité importante le plus souvent, dans les différentes substances mêmes, et dont l'extraction nécessite l'emploi d'un vide très poussé, presque absolu, souvent pendant plusieurs minutes.
Pourtant l'évacuation de l'air doit être vraiment complète pour qu'on puisse tirer du vide tous les avantages qu'il comporte : c'est-à-dire : exclusion de toute oxydation nuisible des substances par la présence même d'une petite quantité d'oxygène, aussi bien que de l'oxydation de la surface interne des récipients en fer blanc; absence de matelas d'air couvrant la surface interne des couvercles des récipients et constituant un obstacle à leur stérilisation efficace par la vapeur saturée. I1 faut ajouter encore l'exclusion du bombage exagéré des fonds des boîtes pendant leur stérilisation, par la dilatation de l'air qu'elles contiennent, bombage qui est dangereux pour l'étanchéité de leurs fonds sertis.
I1 est évident qu'une pareille évacuation complète de l'air, nécessitant forcément q.uel- ques minutes, ne peut être avantageusement applicable dans l'industrie que seulement si un grand nombre de récipients peuvent être soumis simultanément à l'action du vide. La présente invention, à part ses autres avantages, répond d'une façon parfaite à cette exigence, comme il sera exposé plus loin.
L'invention comprend également un moyen pour la mise en oeuvre du procédé mentionné ci-dessus. Ce moyen est caractérisé en ce qu'il comporte au moins un récipient muni à sa partie supérieure d'un dispositif de soupape constitué par un orifice dont le pourtour forme siège de soupape et présente une dépression dans laquelle est logée une substance fusible, solide à la a température ambiante, un corps obturateur de la soupape étant placé sur ledit siège et un joint souple étant interposé entre les deux, le corps obturateur étant retenu soulevé et écarté du siège par la matière fusible de telle façon qu'il reste, entre le siège et le corps obturateur de la soupape, un espace libre par lequel l'intérieur du récipient communique avec son extérieur, permettant ainsi un passage libre des gaz.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une mise en oeuvre particulière du procédé selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en perspective, en coupe, d'un récipient utilisé pour cette mise en oeuvre.
La fig. 2 représente en perspective un corps obturateur susceptible d'obturer le récipient de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en perspective, en coupe, de ce corps obturateur.
Les fig. 4 et 5 sont des coupes montrant la position du corps obturateur avant et après la fusion de la substance fusible.
La fig. 6 représente un ressort applicable sur des boîtes métalliques serties; et
la fig. 7 représente un panier contenant plusieurs récipients à traiter.
Le récipient représenté à la fig. 1 est une boîte en fer blanc destinée à contenir du matériel médical ou chirurgical à traiter par le vide et ensuite par la stérilisation par la vapeur. Le couvercle 2 de la boîte présente une dépression en forme de sillon 4 entourant une proéminence 5 présentant un orifice 3 à sa partie supérieure. Le sillon 4 contient un peu de substance fusible, par exemple un alliage fusible à la température désirée (9, 9a de la fig. 4). La proéminence 5 est recouverte par un corps obturateur constitué par un capuchon 6, dont les lèvres (fig. 2 et 3) s'appuient sur l'alliage contenu dans le sillon 4 mais de façon à laisser libre passage à l'air et à la vapeur ainsi que l'indique la flèche 10 à la fig.
4, la surface de l'alliage et les lèvres du capuchon présentant dans ce but des inégalités qui mamtiennent également le capuchon écarté du siège de soupape constitué par la proéminence 5. Une pression élastique provisoire est appliquée sur le capuchon par un ressort 11 (fig.
4 et 6). Un nombre quelconque de tels récipients est placé dans un autoclave. Après un préchauffage à sec destiné à prévenir l'humec- tation du matériel, on y produit un vide aussi poussé que possible, par une pompe à vide actionnée le temps nécessaire à évacuer tout l'air contenu aussi bien dans les récipients que dans la matière même à traiter. Ensuite, on fait entrer de la vapeur dans l'autoclave, à moins de la produire dans l'autoclave même, et cette vapeur, en entrant directement dans les récipients mêmes, cuit et/ou stérilise leur contenu. L'alliage étant fondu par la chaleur même de la vapeur de stérilisation ou dans une autre mise en oeuvre du procédé par cette chaleur accrue momentanément jusqu'à la température de fusion de l'alliage, le capuchon est libéré et descend dans le sillon.
Un joint en caoutchouc, dont le capuchon est muni, est pressé contre la proéminence et l'orifice est fermé hermétiquement, comme il est montré à la fig. 5. La cuisson et/ou la stérilisation achevée, on arrête l'arrivée de la vapeur et on ouvre l'autoclave, sans aucune crainte de voir l'alliage, encore fluide, glisser à travers la soupape vers l'intérieur ou vers l'extérieur du récipient. L'alliage, en se refroidissant et en se solidifiant, soude le capuchon sur les parois du sillon. De cette façon, on obtient une obturation hermétique, par soudure automatique, d'un ensemble de récipients simultanément.
On est également sûr qu'une stérilisation vraiment idéale a eu lieu et que la température voulue a été atteinte et même dépassée (témoin la fusion de l'alliage). On a ainsi une garantie de l'asepsie du matériel pour un temps illimité, même si le récipient se trouve plongé dans un milieu contaminé, étant donné que l'obturation par soudure a eu lieu automatiquement dans l'autoclave même. Une garantie pareille est toujours nécessaire. Elle est indispensable pour le matériel d'opérations et pansements, utilisé dans les moyens de transport (bateaux, trains, aéroplanes, etc.), aux expéditions aux colonies et surtout pour l'emmagasinage aussi bien que pour Usage de l'armée, la marine de guerre et l'aviation, etc.
Les récipients, munis de leurs ressorts, sont rangés sur des étagères qu'on introduit dans les autoclaves. Ils peuvent aussi être placés dans de grands paniers (fig. 7) dont le couvercle porte des ressorts 12, comprimant chacun la soupape correspondante, quand ce couvercle est fermé. Les boîtes peuvent aussi être placées dans ces paniers en piles de boîtes superposées, la soupape de la boîte en dessous étant comprimée par la boite en dessus, et la soupape de la boîte en tête étant comprimée par le ressort correspondant du couvercle.
La confection en série de la soupape est facile, surtout si on emploie de petites machines-outils, faciles à concevoir et à réaliser, la proéminence avec son orifice et le sillon étant confectionnée à la presse en même temps que l'emboutissage des couvercles et des fonds des récipients.
Quand il s'agit de produits ne devant pas être stérilisés par la vapeur, mais traités seule ment par le vide, suivi ou non par i'introdc- tion d'un gaz, la fusion de la substance est provoquée par son chauffage localement limité, obtenu, par exemple, au moyen de corps agencés pour être chauffés, par exemple par l'électricité, par circulation de vapeur ou d'un liquide chaud, etc., les paniers déjà décrits (fig. 7) peuvent aussi être employés dans ce cas.
On pourrait aussi procéder à la stérilisation par la chaleur sèche dans un gaz inerte.
D'ailleurs, en général, comme les récipients restent ouverts pendant le traitement, il est facile d'appliquer toute combinaison de vacuum, différents gaz, vapeur, chaleur sèche dans n'importe quel ordre.
On peut placer dans l'enceinte close, dans laquelle se fait le traitement des récipients, des matières volatiles et vaporisables qui, après l'évacuation de l'air, sont vaporisées par application de chaleur, leurs vapeurs entrant ensuite dans les récipients mêmes.
Les bords du corps obturateur descendus dans la substance fusible fondue sont, après refroidissement de celleci, collés ou soudés au récipient, réalisant ainsi une obturation sup plémentaire. En employant, par exemple, comme substance fusible un alliage fusible à la température désirée et une soupape en mé- tal on obtient une obturation par soudure métallique automatique inaltérable.
Le dispositif de soupape décrit présente l'avantage d'être débarrassé de toute pièce additionnelle fixée sous l'orifice et destinée à empêcher la chute de substance fusible dans le récipient, cette substance étant retenue dans la dépression. En plus, sont également suppri més des points de soudure retenant cette pièce, le contact de soudure étant nuisible à beaucoup de substances contenues dans les récipients.
Un autre avantage caractéristique du dispositif décrit est l'interposition du joint d'étanchéité entre le siège et le corps obturateur de la soupape, étant donné que sans ce joint on est obligé d'attendre le refroidissement et la resolidification de la substance fusible pour pouvoir ouvrir l'enceinte close (I'autoclave par exemple), dans laquelle les récipients sont traités ; sans cela la substance fusible, liquéfiée par la chaleur et poussée par la différence des pressions vers l'intérieur ou vers l'extérieur du récipient, glisse à travers les soupapes et un très grand pourcentage de récipients ne s'obture pas hermétiquement. Ce refroidissement peut demander un temps très long, surtout lorsque l'on traite une quantité importante de récipients.
Au contraire, avec le procédé qui vient d'être décrit, on peut ouvrir l'enceinte close aussitôt le traitement terminé, les soupapes étant alors effectivement fermées de façon hermétique après la fusion de la substance fusible, grâce à l'interposition du joint de caoutchouc et parce que tout glissement de la substance fusible liquéfiée à travers les soupapes est dès lors impossible.
Les récipients pour l'application du procédé décrit peuvent être en métal ou en toute autre matière convenable, par exemple en verre, grès, porcelaine, matières plastiques, etc., ayant dans ce cas un couvercle en métal.
Le couvercle aussi peut être fait de la même matière que le récipient ayant le dispositif de soupape décrit, la substance fusible employée étant dans ce cas une substance fusible adhérente, par exemple une cire ou une substance thermoplastique usuelle, laquelle d'ailleurs peut être employée même avec des couvercles en métal.
On pourrait aussi employer certains récipients, par exemple des vases, flacons, bouteilles et même des boîtes à large ouverture, à condition que ces récipients présentent une dépression extérieure et à côté de leur bord, sur laquelle la substance fusible pourrait être logée. Dans ce cas, c'est la surface supérieure du bord du récipient qui constitue le siège de la soupape, lequel entoure l'orifice, constitué ici par l'ouverture tout entière du récipient, le couvercle formant alors le corps obturateur qui est pressé élastiquement contre le siège et un joint souple étant interposé entre les deux.
Process for obturation, after complete evacuation of air,
of containers filled with substances, means for carrying out this process and sealed container obtained by this process
The present invention comprises a process for sealing, after complete evacuation of the air, containers filled with substances, characterized in that a set of containers is placed in a closed chamber, each of which has, at its upper part, a orifice ensuring communication with the interior of the container and the periphery of which constitutes, in combination with a shutter body, a controlled valve device, in that a vacuum is created in said chamber for a time sufficient for the complete evacuation of the air contained in each container and in the substances it contains,
said closure body being kept away from said orifice by a fusible substance, solid at ambient temperature, so as to leave, during the application of a vacuum, a free passage between the interior and the exterior of the container, in that this evacuation of the air is followed by the hermetic and automatic sealing of the container by applying heat to melt this fusible substance and by pushing the obturator body thus released until it is applied to the periphery of said orifice which constitutes the seat of the valve and thus closes the receptacle, while a flexible gasket interposed and compressed between the seat and the obturator body seals the closure of the orifice.
The great importance of vacuum for the conservation of different substances is generally recognized and its application is spreading more and more, seen, on the one hand, that the presence of oxygen causes undesirable oxidations and deteriorations of many substances and particularly food substances and that, on the other hand, the very presence of a thin air mattress in a container can constitute a serious obstacle for good sterilization, for example of canned food, medical and surgical equipment, etc.
The air is evacuated at present by means of complicated machines by vacuum crimping, or by vacuum sealing of a small hole in the lid of the container carried out by a drop of solder, or, more recently, by crimping under a steam jet.
But, as in all these processes, the evacuation of the air, followed by the crimping or the sealing, is done separately for each container and can necessarily last only a minimal and absolutely insufficient time, it is obvious that the The air in the container can only be partially evacuated. A fortiori, these processes have no action on the air contained, in large quantities most often, in the different substances themselves, and whose extraction requires the use of a very high vacuum, almost absolute, often for several minutes.
However, the evacuation of the air must be really complete so that we can derive from the vacuum all the advantages it has: that is to say: exclusion of any harmful oxidation of substances by the very presence of a small amount of oxygen, as well as oxidation of the inner surface of tinplate containers; absence of an air mattress covering the internal surface of the lids of the receptacles and constituting an obstacle to their effective sterilization by saturated steam. I1 must also add the exclusion of exaggerated bending of the bottoms of the boxes during their sterilization, by the expansion of the air they contain, bending which is dangerous for the tightness of their crimped bottoms.
It is obvious that such a complete evacuation of the air, necessarily requiring a few minutes, can be advantageously applicable in industry only if a large number of receptacles can be simultaneously subjected to the action of vacuum. . The present invention, apart from its other advantages, satisfies this requirement perfectly, as will be explained later.
The invention also comprises a means for implementing the method mentioned above. This means is characterized in that it comprises at least one receptacle provided at its upper part with a valve device consisting of an orifice the periphery of which forms a valve seat and has a depression in which is housed a fusible substance, solid at at room temperature, a shutter body of the valve being placed on said seat and a flexible seal being interposed between the two, the shutter body being retained lifted and separated from the seat by the fusible material so that it remains between the seat and the shutter body of the valve, a free space through which the interior of the container communicates with its exterior, thus allowing free passage of gases.
The appended drawing illustrates, by way of example, a particular implementation of the method according to the invention.
Fig. 1 is a perspective view, in section, of a container used for this implementation.
Fig. 2 shows in perspective a shutter body capable of closing the container of FIG. 1.
Fig. 3 is a perspective view, in section, of this shutter body.
Figs. 4 and 5 are sections showing the position of the obturator body before and after the melting of the fusible substance.
Fig. 6 shows a spring applicable on crimped metal cans; and
fig. 7 shows a basket containing several containers to be treated.
The container shown in FIG. 1 is a tin box intended to contain medical or surgical equipment to be treated by vacuum and then by steam sterilization. The cover 2 of the box has a depression in the form of a groove 4 surrounding a protrusion 5 having an orifice 3 at its upper part. The groove 4 contains a little meltable substance, for example an alloy meltable at the desired temperature (9, 9a of FIG. 4). The protrusion 5 is covered by a shutter body constituted by a cap 6, the lips of which (fig. 2 and 3) are supported on the alloy contained in the groove 4 but so as to allow free passage to air and to steam as indicated by arrow 10 in fig.
4, the surface of the alloy and the lips of the cap having for this purpose unevenness which also keeps the cap away from the valve seat formed by the protrusion 5. A provisional elastic pressure is applied to the cap by a spring 11 (fig. .
4 and 6). Any number of such containers are placed in an autoclave. After a dry preheating intended to prevent the material from humidifying, a vacuum as high as possible is produced there by a vacuum pump operated the time necessary to evacuate all the air contained in both the receptacles and the container. material to be treated. Then steam is introduced into the autoclave, unless it is produced in the autoclave itself, and this steam, entering directly into the containers themselves, cooks and / or sterilizes their contents. Since the alloy is melted by the heat itself of the sterilization steam or in another implementation of the process by this heat increased momentarily to the melting temperature of the alloy, the cap is released and descends into the groove.
A rubber gasket, with which the cap is provided, is pressed against the protuberance and the orifice is sealed, as shown in fig. 5. When the cooking and / or sterilization is complete, the steam supply is stopped and the autoclave is opened, without any fear of seeing the alloy, still fluid, sliding through the valve inward or outward. outside of the container. The alloy, cooling and solidifying, welds the cap to the walls of the groove. In this way, a hermetic sealing, by automatic welding, of a set of containers simultaneously is obtained.
It is also certain that a truly ideal sterilization has taken place and that the desired temperature has been reached and even exceeded (witness the melting of the alloy). This guarantees the asepsis of the material for an unlimited time, even if the container is immersed in a contaminated medium, since the sealing by welding has taken place automatically in the autoclave itself. Such a guarantee is always necessary. It is essential for the equipment of operations and dressings, used in the means of transport (boats, trains, airplanes, etc.), for the expeditions to the colonies and especially for the storage as well as for Use of the army, the navy and aviation, etc.
The containers, fitted with their springs, are stored on shelves which are introduced into the autoclaves. They can also be placed in large baskets (fig. 7), the cover of which carries springs 12, each compressing the corresponding valve, when this cover is closed. The boxes can also be placed in these baskets in stacked boxes of boxes, the valve of the box below being compressed by the box above, and the valve of the box at the top being compressed by the corresponding spring of the cover.
The mass production of the valve is easy, especially if one uses small machine tools, easy to design and to realize, the prominence with its orifice and the groove being made with the press at the same time as the stamping of the covers and the bottoms of the receptacles.
When it comes to products which must not be sterilized by steam, but treated only by vacuum, followed or not by the introduction of a gas, the melting of the substance is caused by its locally limited heating. , obtained, for example, by means of bodies arranged to be heated, for example by electricity, by circulation of steam or of a hot liquid, etc., the baskets already described (fig. 7) can also be used in that case.
One could also carry out sterilization by dry heat in an inert gas.
Moreover, in general, since the containers remain open during the treatment, it is easy to apply any combination of vacuum, different gases, steam, dry heat in any order.
It is possible to place in the closed enclosure, in which the treatment of the containers takes place, volatile and vaporizable materials which, after the air has been evacuated, are vaporized by application of heat, their vapors then entering the containers themselves.
The edges of the shutter body lowered into the molten fusible substance are, after cooling of the latter, glued or welded to the container, thus providing an additional seal. By employing, for example, as a meltable substance an alloy which can be melted at the desired temperature and a metal valve, an unalterable automatic metal welding seal is obtained.
The valve device described has the advantage of being free of any additional part fixed under the orifice and intended to prevent the fall of fusible substance into the container, this substance being retained in the vacuum. In addition, solder points retaining this part are also removed, the solder contact being harmful to many substances contained in the containers.
Another characteristic advantage of the device described is the interposition of the seal between the seat and the shutter body of the valve, given that without this seal one has to wait for the cooling and resolidification of the fusible substance in order to be able to open the closed enclosure (the autoclave for example), in which the containers are treated; otherwise the meltable substance, liquefied by heat and pushed by the difference in pressures towards the inside or the outside of the container, slides through the valves and a very large percentage of the containers do not become hermetically sealed. This cooling can take a very long time, especially when treating a large quantity of containers.
On the contrary, with the process which has just been described, the closed enclosure can be opened as soon as the treatment is finished, the valves then being effectively closed in a hermetic manner after the melting of the fusible substance, thanks to the interposition of the gasket. rubber and because any sliding of the liquefied fusible substance through the valves is therefore impossible.
The containers for the application of the process described can be made of metal or any other suitable material, for example glass, stoneware, porcelain, plastics, etc., in this case having a metal cover.
The cover also can be made of the same material as the container having the valve device described, the fusible substance employed being in this case an adherent fusible substance, for example a wax or a usual thermoplastic substance, which moreover can be employed. even with metal lids.
Some receptacles could also be employed, for example vases, flasks, bottles and even wide-mouthed boxes, provided that these receptacles have an external depression and beside their edge, on which the fusible substance could be accommodated. In this case, it is the upper surface of the edge of the container which constitutes the seat of the valve, which surrounds the orifice, here constituted by the entire opening of the container, the cover then forming the shutter body which is elastically pressed. against the seat and a flexible seal being interposed between the two.