EP0906546B1 - Procede et dispositif de protection d'un plan de travail - Google Patents

Procede et dispositif de protection d'un plan de travail Download PDF

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EP0906546B1
EP0906546B1 EP97930559A EP97930559A EP0906546B1 EP 0906546 B1 EP0906546 B1 EP 0906546B1 EP 97930559 A EP97930559 A EP 97930559A EP 97930559 A EP97930559 A EP 97930559A EP 0906546 B1 EP0906546 B1 EP 0906546B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air
work surface
flow
fact
free side
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP97930559A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0906546A1 (fr
Inventor
Georges Arroyo
Philippe Marchal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UNIR Ultra Propre Nutrition Industrie Recherche
Original Assignee
UNIR Ultra Propre Nutrition Industrie Recherche
Unir
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Filing date
Publication date
Application filed by UNIR Ultra Propre Nutrition Industrie Recherche, Unir filed Critical UNIR Ultra Propre Nutrition Industrie Recherche
Publication of EP0906546A1 publication Critical patent/EP0906546A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0906546B1 publication Critical patent/EP0906546B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/16—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation
    • F24F3/163—Clean air work stations, i.e. selected areas within a space which filtered air is passed

Definitions

  • the present invention relates to close protection of a plane of horizontal work by means of a clean air flow.
  • the invention relates to both a method and a device implementing such a protection.
  • the invention relates more specifically to the protection of a work that is clear, and therefore accessible, both on top and on at least one side, called the free side, of this work plan.
  • a clean room - in which the air is filtered and treated to present a given level of cleanliness.
  • a disadvantage of this solution is the difficulty of maintaining a air quality in a large volume at acceptable economic conditions.
  • a another disadvantage is related to the fact that the personnel must be dressed in a special dress, itself sterile, whose cleanliness is difficult to maintain an and to control, and whose wearing is tedious.
  • the staff and equipment present in the work room can be sources of air pollution.
  • the close protection technique provides a solution to this problem.
  • the work surface is thus protected by a clean air shield which puts the protected from external contamination, although the rest of the room in which finds the work plan contains air likely to be polluted, the personnel assigned to tasks relating to said objects which may therefore be subject to constraints less strict hygienic.
  • This work plan can be a fixed tray, on which are placed items to be processed or subjected to any operation, either manual or automated.
  • It can also consist of a carrier, for example a carpet mobile, which successively brings articles to be treated to the work station, and then evacuated when the operation is complete.
  • a carrier for example a carpet mobile, which successively brings articles to be treated to the work station, and then evacuated when the operation is complete.
  • the articles are for example containers which are transported to the tail leu leu by the moving belt, and which is filled by a dispensing head arranged in the protected area, so that the filling product is free from contamination.
  • the document FR-A-1 257 562 relates to a device for maintaining an atmosphere with specific characteristics in an open room of a side.
  • This room has a floor constituting a work surface horizontal above which flows a clean air flow.
  • the room is open on only one of its sides, accessible to a operator, and this side is traversed by a second stream of clean air, which affects the shape an approximately vertical curtain, directed from top to bottom.
  • Air is drawn in at the front edge (open side of the chamber) of the working surface and is recycled via an atmosphere regeneration device, so that his journey is on a closed circuit.
  • the horizontal air flow which crosses the interior of the chamber, presents almost constant speed distribution over the entire height of the chamber; the value of the speed is independent of the height of the point considered in relation to the work surface.
  • the device which is the subject of document EP-A-0 375 343 comprises a horizontal work surface which is clear both on the top and on one of its sides.
  • This chamber produces a double flow, namely a horizontal flow passing above the worktop, and a multi-directional flow formed of a plurality of small jets produced by holes formed in the various partitions of the chamber.
  • Cylinder arc shaped guides lining the interior of this chamber ensure the deflection of air from the box to produce the flow horizontal above.
  • this known device has the advantage of its accessibility both by one side of the worktop and from the top, it has the disadvantage that the distribution of the horizontal flow velocities, above the work plane, is constant.
  • the present invention aims to overcome these drawbacks by proposing a method and a device of close protection which, while allowing a good accessibility to the work surface, ensures perfect protection of the items placed on this work plan.
  • the invention also relates to a close protection device a horizontal worktop by means of a clean air flow, in which the worktop work is clear and accessible both on top and on at least one side, called side free.
  • carrier is meant both a single carrier than a group of two or more than two carriers arranged side by side, for example several adjoining carpets.
  • the reference 1 has designated a work surface which, in this case, is a fixed horizontal tray, of rectangular shape, supported by a base 11 placed or fixed to the ground S.
  • the upper face 10 of the work surface is intended to receive articles to be subjected to any manipulation and / or treatment which must operate in a clean atmosphere.
  • transverse edges 10c are in abutment against a pair of transverse partitions 12 which extend upwards at a certain height relative to at work plan level 1.
  • the box 2 is fixed to the plate 1 and / or to the base 11 by members appropriate, not shown.
  • a system 4 for generating an air flow consisting of one or more electric fan (s) able to draw air from the inlet 20 of the box, edge side 10b, to inject it on the other side, on the edge side 10a.
  • the air inlet portion 20 of the box has a smaller section than the main portion 22 which receives the generator 4.
  • This portion 20 constitutes a suction mouth located under the plate 1, just near ledge 10b.
  • the transition between the narrowed portion 20 and the portion main 22 is done via a divergent portion 21.
  • the main portion 22 opens into a semi-cylindrical guide 3, whose radius corresponds to the height of the portion 22, and whose axis of revolution is located at the edge 10a location.
  • Guide 3 the inner wall of which is referenced 30, opens out above of the tray 1, directly above the edge 10a.
  • box 2 and the guide 3 are closed on their sides transverse, by appropriate transverse walls.
  • an air purification or filtration device 5 composed for example of one or several filter pads.
  • the filter elements are of known type, adapted to retain the impurities or particles in the air supplied by the generator 4.
  • composition and porosity of these elements are chosen according to the application, and in particular according to the degree of cleanliness required.
  • FIG. 1 The operation of the device is illustrated in FIG. 1, arrows symbolizing the path of the air intended to protect the bottle A located on the work surface.
  • the length of the different arrows was chosen so that it is approximately proportional to the speed of the air flow at the location considered.
  • the device represented in FIGS. 1 and 2 constitutes a work station for a person (not shown) assigned to a certain task on article A , this person standing on the free side of the device, referenced 100, side which corresponds to the edge 10b.
  • This side 100 will conventionally be called "free side”.
  • the other side, referenced 101, where the guide 3 is located will be called “side upstream”, by reference to the direction of movement of the clean air flow above the plane of job.
  • the spaces 100 and 102 being clear and accessible, the operator can move place without difficulty near the work surface, handle the articles to be treated, and can involve different instruments or materials, for example mobile fillers located in the upper space 102.
  • the generator 4 having been started, it will continuously suck a flow of air through the mouth 20, as symbolized by the arrow a .
  • the air flow leaves the box 2, as symbolized by the arrows b , and is deflected 180 ° inside the semi-cylindrical guide 3.
  • the external vein which becomes the upper vein - or high vein - V 1 , has a speed significantly greater than the rest of the flow.
  • This vein has been materialized by cross-hatching in FIG. 1, while the rest of the flow, or lower vein, is referenced V 0 .
  • vein V 0 there is a gradient of velocities, the latter being very low, or even zero, in the vicinity of the face 10, to gradually increase upward, up to the vein V 1 .
  • the radius of the guide 3, which determines the height of the air flow supplied by the guide above the work surface, is preferably chosen according to the height of the articles A considered, so that these articles are immersed in the lower flow V 0 .
  • the axis of revolution of the semi-cylindrical guide 3 coincides substantially with the edge 10a.
  • This provision is not mandatory.
  • the position of the axis could be shifted, up or down, and the radius modified to adjust the intensity of the speeds of V 0 and V 1 .
  • the high vein V 1 plays the role of a vault-shaped shield which protects all the space above the surface 10, which it shelters from pollution of the ambient air, being in the open upper space 102 and on the open side 100.
  • the air flows from the lower vein V 0 and from the upper vein V 1 are respectively symbolized by the arrows d and e .
  • the air is thus recycled, at least for the most part; like him it is practically clean air, or for the most part clean, the clogging of the elements filtering is done slowly.
  • This air circulation is continuous, as long as there are items to protect on the work surface.
  • the flow of the clean air flow above of the work plan is not disturbed, or is practically not disturbed, when neighborhood of the transverse sides 10c of the work plan.
  • the device illustrated in FIG. 3 comprises a work plan 1 which is constituted not by a fixed plate, but by a transporter, and more precisely by the upper strand - or "go" strand 13 - of a moving endless belt.
  • the return strand extends under the outward strand 13.
  • the upper strand 13 transports objects, for example bottles A.
  • the device according to the invention is therefore installed on the trajectory of the carrier, to ensure the protection of a portion of it.
  • suction mouth 20 at the inlet of the box 2, with its opening directed horizontally, opposite the space located just above the worktop 1.
  • This suction mouth 20 is bent downwards, according to a quarter of cylinder, for connection to a vertical tubular portion 200 extending along the side free 100.
  • the tubing 200 is itself connected to box parts 21 and 22 which are similar to those of the first embodiment, and which are installed below the return belt strand 13 'and its support rollers 14' , near the ground S.
  • the generator 4 is mounted, composed of a or multiple fans.
  • the box 22 Via a right angle bend 23, the box 22 itself opens into a vertical pipe, or chimney 6 arranged on the upstream side 101.
  • tubing 6 is connected, in its upper part, to a guide 7 in shape of quarter cylinder which opens near the work surface 1, upstream side.
  • One or more filter (s) 5 is (are) mounted at the outlet of the fans 4, for example at the base of the chimney 6.
  • the guide 7 which channels the clean air flow at its inlet above the deflected worktop air only on a quarter of circumference (90 °).
  • the velocity gradient is such that there is not a significant difference between the velocities measured in the high vein V 1 and in the rest of the flow V 0 .
  • FIGS. 3, 5 and 6 provision is made a series of three deflectors 60.
  • the internal deflector - that is to say facing towards the plane working -, referenced 60a, in Figures 5 and 6 is a vertical flat plate.
  • the external plate referenced 60c in this same figure is composed a vertical lower zone, of limited height, its main part forming an angle acute with respect to the vertical, direction directed upwards and outwards.
  • the intermediate deflector 60b is a plate also inclined by vertical, in the same direction as the deflector 60c, but with a more angle low.
  • the series of deflectors 60 therefore presents, side view (FIG. 6) the appearance general of the members of a fan which diverges upwards, i.e. downstream if the displacement of the air in the chimney 6 is considered.
  • the air flow at the base of the chimney 6 has been designated by the arrows F.
  • the air flow is deflected more and more towards the outside, as symbolized by the arrows G and H.
  • the guide 7 is also internally lined of a set of three deflectors 70.
  • the internal deflector is assigned the index a , the intermediate deflector of the index b and the external deflector of the index c .
  • deflectors are curved plates, in the shape of a cylinder arc coaxial with guide 7.
  • the deflector 70a is positioned so as to channel the innermost vertical flow F , to give it a horizontal orientation (arrow F ' ).
  • deflectors 70a and 70b are channeled most of the air flow from the space between the deflectors 60a and 60b (arrow G ' ), while the deflectors 70b and 70c channel most of the current d between them. 'air from between deflectors 60b and 60c (arrows H' ).
  • the presence of curved deflectors inside the guide 7 is essential when, as is the case in the second embodiment, the device does not has no transverse partitions delimiting the protected space in the direction longitudinal - as was the case with the partitions 12 of the first embodiment -.
  • the operation of the device which is the subject of the second mode of embodiment of FIG. 3 is entirely similar to that of the first embodiment, the air being mainly recycled after sweeping the worktop, by suction to through the mouth 20, passage in the fan 4 and in the filter 5, deflection and pipe in chimney 6 and guide 7.
  • the generator - for example fan - 41 draws ambient air for the propel after filtration or purification, via a box 8, above work surface 1.
  • the suction mouth 20 is connected, via a conduit 2, to a vacuum cleaner 40 separate from the fan 41.
  • the box 8 is arranged on the upstream side of work plan 1 - which can be either a fixed platform or a conveyor -.
  • the fan 41 is located at the base of the box.
  • the box has a flared portion 81 which opens out upwards in a substantially vertical duct 8a extending by a guide approximately quarter-cylinder 8b.
  • An internal deflector composed of a flat part 800a extending obliquely upward and outward and extending in guide 8b with a arc-shaped portion of cylinder 800b, coaxial with the wall of guide 8b, ensures the correct distribution of speeds above the work surface.
  • the air flow is composed of a high vein V 1 , of high speed, which protects a lower vein of reduced speeds V.
  • V 1 of high speed
  • V 2 of reduced speeds
  • the air flow generated by the fan (s) will of course be directly dependent on these dimensions, as well as the speed of circulation of the flow.
  • the fourth embodiment illustrated in Figures 7 and 8 includes a air blowing system 6, 7 similar to that of FIGS. 5 and 6, and the same references have been used to designate identical or similar elements.
  • the guide 7 which channels the air above the plane of work 1 is extended at the outlet by an overhanging part - or visor 71 - which overhangs the upstream border zone of plane 1 and is slightly inclined downwards with respect to the horizontal.
  • this visor 71 The function of this visor 71 is to slightly fold down the high vein V 1 to orient it towards the top of the suction mouth 20 and to reduce air leaks above this mouth.
  • a partition 24 Inside the suction pipe 200 are mounted a partition 24 and a flow retarder element 25.
  • the partition 24 is disposed in the upper part of the tube 200, near of its outer wall.
  • the shape of the partition 24 is similar to that of the portion of the wall external facing which it is located, these two elements forming a channel whose upper part forms a quarter-circle and whose lower part is rectilinear and vertical.
  • the element 25 is fixed against the internal wall of the tube 200. It comprises, from top to bottom, an upper face 250 forming a converging dihedron with the lower portion of the partition 24, a vertical face 251 substantially in the extension of this portion, and a divergent face 252.
  • Elements 24 and 25 divide the suction mouth 20 into two secondary outlets, one upper and outer 20b of constant section and the other lower and inner 20a of decreasing section up to a throttle located at the level from the mouth exit area 20b.
  • This arrangement has the advantage of creating in the suction tube 200 a vertical distribution of speed homologous to that which was created on the blowing side. Mouth suction 20 is done with a higher air speed in its part high.
  • the vein V 1 of high speed is stabilized and its tendency to rise under the effect of external disturbances (drafts), or to fall back towards the work plan, is reduced.
  • the upper secondary mouth 20b in which the air flow is direct (without pressure drop) captures almost all of the upper vein V 1 .
  • the slowing of the flow in the mouth 20a forms an air mattress which prevents the high vein V 1 from falling back down.
  • This embodiment is particularly recommended when there is no transverse partitions (referenced 12 in Figures 1 and 2) bordering the sides (referenced 10c) of the work plan.
  • Figure 9 shows, by way of example, a possible distribution of speeds above the work plane in the central zone of the latter, within a flow clean air having a height of 0.30 m.
  • the outside air is assumed to be stationary.
  • the curve in FIG. 9 represents the distance (height) X , in meters, from the measurement point in relation to the upper face of the work plane.
  • This range corresponds to the low speed vein V 0 .
  • the increase in speed is then smaller; we reach a level and the air speed is almost constant, of a value close to 0.8 m / s, in the area of height between 0.18 and 0.25 m.
  • the speed then drops sharply, becoming close to zero to one 0.30 m high, where the polluted ambient air is found.
  • FIG. 10 shows an installation for depositing topping products on a base which is moved continuously by means of a mat carrier 13.
  • the advance of the conveyor is referenced D 1 , while the covering removal tool is referenced 90.
  • the conveyor 13 has a width of 1.5 m and a speed 5 to 10 m / min in advance.
  • the transporter passes inside a protected area by means of a device according to the invention, the outline of which is shown diagrammatically by a broken line, and which is designated D.
  • the installation illustrated in FIG. 11 comprises a conveyor belt 13, the advance of which is done step by step, as symbolized by the arrow D 2 .
  • the mat 13 transports thermoformed trays B intended to receive a product, for example a food product, which is supplied by dosing or manual filling tools 91.
  • Each tool 91 is assigned to a tray, the latter being transported in adjacent rows by the mat 13.
  • the close protection device D is installed at the level of tools 91.
  • FIGS. 12 to 14 relate to modeled flows, calculated by computer.
  • the air enters the guide according to a uniform distribution of the speeds, the value of the speed being E.
  • white arrows are represented, whose length is proportional to the speed intensity.
  • the speed distribution is represented by a gradation of gray, going from lighter to darker in the direction of increasing speed.
  • the speed value is given by the scale shown in the drawing.
  • FIG. 12 corresponds to a similar configuration to that of the first embodiment, using a semi-cylindrical guide.
  • the height of the flow leaving the guide is 0.30 m; the width of the plane work 1 is 0.60 m; the thickness of the worktop is 6 cm; mouth height suction is 9 cm.
  • the drawing shows the existence of an almost static space (light gray) above the work plan and visualize the high vein, high speed (very dark gray) which forms a shield overhanging the worktop and surrounding the edge free up to the suction mouth.
  • Figures 13 and 14 relate to devices similar to the second embodiment ( Figure 3).
  • the width of the work plan is 0.60 m whereas in that of Figure 14 it is 1.20 m.
  • the device according to the invention is not necessarily associated with a processing operation for articles supported or transported by the work surface.
  • the invention can also be implemented to equip a simple transfer facility, from one place to another, of sensitive products, so that the products transported are protected from the external environment, possibly polluted.

Description

La présente invention concerne la protection rapprochée d'un plan de travail horizontal au moyen d'un flux d'air propre.
L'invention vise à la fois un procédé et un dispositif réalisant une telle protection.
L'invention se rapporte plus précisément à la protection d'un plan de travail qui est dégagé, et par conséquent accessible, à la fois sur le dessus et sur au moins un côté, appelé côté libre, de ce plan de travail.
Le problème de la protection de postes de travail contre la contamination due à l'air ambiant se pose dans différentes branches de l'industrie, notamment dans l'industrie alimentaire, auprès des artisans et industriels des métiers de la bouche (bouchers, charcutiers par exemple), dans les industries pharmaceutique, chimique, microbiologique, aéronautique, dans le domaine hospitalier et chirurgical, dans les laboratoires, dans les applications militaires, voire domestiques.
En fait, sont concernés tous les domaines d'application dans lesquels la qualité du ou des produits traités à un poste de travail doit être préservée ou maintenue quel que soit la pollution de l'atmosphère environnante.
En général, pour protéger le plan de travail, on installe celui-ci à l'intérieur d'une salle stérile - appelée salle blanche - dans laquelle l'air est filtré et traité de manière à présenter un niveau de propreté donné.
L'inconvénient principal de cette solution est la difficulté de maintenir une qualité de l'air dans un volume important à des conditions économiques acceptables. Un autre inconvénient est lié au fait que le personnel doit être revêtu d'une tenue spéciale, elle-même stérile, dont la propreté est difficile à maintenir irréprochable et à contrôler, et dont le port est fastidieux. De plus malgré cette tenue spéciale, les personnels et matériels présents dans la salle de travail peuvent être sources de pollution de l'air.
La technique de la protection rapprochée permet d'apporter une solution à ce problème.
Elle consiste à baigner le plan de travail, ainsi que les objets portés par celui-ci, dans une atmosphère d'air propre en mouvement, qui est constamment renouvelé.
Le plan de travail est ainsi protégé par un bouclier d'air propre qui met les objets à l'abri de la contamination extérieure, bien que le reste de la pièce dans laquelle se trouve le plan de travail contienne un air susceptible d'être pollué, le personnel affecté aux tâches concernant lesdits objets pouvant par conséquent être soumis à des contraintes hygiéniques moins strictes.
Ce plan de travail peut être un plateau fixe, sur lequel sont placés des articles devant subir un traitement ou être soumis à une opération quelconque, soit manuelle, soit automatisée.
Il peut également consister en un transporteur, par exemple un tapis mobile, qui amène successivement des articles à traiter au poste de travail, et les en évacue ensuite, lorsque l'opération est terminée.
A titre d'exemple, les articles sont par exemple des récipients qui sont transportés à la queue leu leu par le tapis mobile, et dont le remplissage s'effectue par une tête distributrice disposée dans la zone protégée, de telle sorte que le produit de remplissage soit exempt de toute contamination.
L'état de la technique en la matière peut être illustré par les documents FR-A-1 257 562 et EP-A-0 375 343.
Le document FR-A-1 257 562 a pour objet un dispositif pour maintenir une atmosphère ayant des caractéristiques déterminées dans une chambre ouverte d'un côté.
Cette chambre possède un plancher constituant une surface de travail horizontale au-dessus de laquelle circule un flux d'air propre.
La chambre est ouverte sur l'un seulement de ses côtés, accessible à un opérateur, et ce côté est parcouru par un second flux d'air propre, qui affecte la forme d'un rideau approximativement vertical, dirigé de haut en bas.
L'air est aspiré au niveau du bord avant (côté ouvert de la chambre) de la surlace de travail et est recyclé via un dispositif de régénération d'atmosphère, de sorte que son trajet se fait en circuit fermé.
Le flux d'air horizontal, qui traverse l'intérieur de la chambre, présente une distribution des vitesses à peu près constante sur toute la hauteur de la chambre ; la valeur de la vitesse est indépendante de la hauteur du point considéré par rapport à la surface de travail.
Un inconvénient majeur du dispositif décrit dans le FR-A-1 257 562 résulte du fait que la chambre est délimitée vers le haut par un plafond, ce qui limite considérablement l'accessibilité au plan de travail.
Ceci pose des difficultés en particulier lorsque l'opération de traitement des articles portés ou transportés par ledit plan de travail nécessite la mise en oeuvre de machines, ou autres matériels, surplombant le plan de travail.
C'est le cas par exemple pour des machines de distribution et/ou de dosage servant à remplir des récipients transportés par un tapis mobile, en vue de leur remplissage dans la zone de protection rapprochée.
Le dispositif qui fait l'objet du document EP-A-0 375 343 comprend un plan de travail horizontal qui est dégagé à la fois sur le dessus et sur l'un de ses côtés.
Un ventilateur disposé sous le plan de travail, à la sortie duquel se trouve un filtre, génère de l'air sous pression dans un caisson débouchant dans une chambre distributrice située sur le côté non ouvert du plan de travail.
Cette chambre produit un double flux, à savoir un flux horizontal passant au-dessus du plan de travail, et un flux multi-directionnel formé d'une pluralité de petits jets produits par des trous formés dans les différentes cloisons de la chambre.
Des guides en forme d'arc de cylindre garnissant l'intérieur de cette chambre assurent la déviation de l'air provenant du caisson pour produire le flux horizontal précité.
Si ce dispositif connu présente l'avantage de son accessibilité à la fois par l'un des côtés du plan de travail et par le haut, il présente néanmoins l'inconvénient que la distribution des vitesses du flux horizontal, au-dessus du plan de travail, est constante.
Or, il apparaít qu'une distribution de ce genre ne permet pas une protection parfaite des articles placés sur le plan de travail. Il résulte d'essais réalisés par les demandeurs qu'il est souhaitable, au contraire, de prévoir un gradient de vitesses, dont la valeur doit être croissante en fonction de l'écartement par rapport au plan de travail. Une protection particulièrement efficace est obtenue lorsque l'air propre se déplace à faible vitesse, voire quasiment immobile, à proximité du plan de travail, tandis qu'au contraire la couche supérieure du flux possède une vitesse relativement élevée.
La présente invention a pour objectif de pallier ces inconvénients en proposant un procédé et un dispositif de protection rapprochée qui, tout en permettant une bonne accessibilité au plan de travail, assure une protection parfaite des articles placées sur ce plan de travail.
Le procédé de protection rapprochée objet de l'invention, qui vise à protéger, au moyen d'un flux d'air propre, un plan de travail horizontal dégagé et accessible à la fois sur le dessus et sur au moins un côté, appelé côté libre, est remarquable par le fait que :
  • on insuffle en continu de l'air propre au-dessus du plan de travail à partir du côté opposé audit côté libre, et appelé côté amont, sous la forme d'un flux sensiblement horizontal qui balaie le plan de travail transversalement, en direction du côté libre, et qui présente un gradient de vitesses tel que la couche supérieure - ou veine haute - ait une vitesse sensiblement plus grande que celle de l'air circulant au voisinage de la face supérieure du plan de travail ;
  • on aspire en continu la totalité ou la majeure partie du flux par le côté libre, au moyen d'une bouche d'aspiration s'étendant le long et à proximité immédiate du bord du plan de travail.
Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques additionnelles possibles :
  • on recycle l'air recueilli par ladite bouche d'aspiration, cet air étant réinsufflé du côté amont après filtration ou autre épuration ;
  • le plan de travail est un plateau fixe ;
  • le plan de travail est un transporteur.
L'invention a également pour objet un dispositif de protection rapprochée d'un plan de travail horizontal au moyen d'un flux d'air propre, dans lequel le plan de travail est dégagé et accessible à la fois sur le dessus et sur au moins un côté, appelé côté libre.
Ce dispositif est remarquable par le fait qu'il comporte :
  • des moyens pour insuffler de l'air propre en continu au-dessus du plan de travail à partir du côté opposé audit côté libre, et appelé côté amont, sous la forme d'un flux sensiblement horizontal qui balaie le plan de travail transversalement, en direction du côté libre, et qui présente un gradient de vitesses tel que la couche supérieure - ou veine haute - ait une vitesse sensiblement plus grande que celle de l'air circulant au voisinage de la face supérieure du plan de travail ;
  • une bouche d'aspiration s'étendant le long et à proximité immédiate du bord du plan de travail ;
  • des moyens d'aspiration branchés à ladite bouche.
Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques additionnelles, non limitatives:
  • un générateur unique de flux tel qu'un ventilateur (ou un groupe de ventilateurs juxtaposés), assure l'insufflation de l'air propre côté amont et son aspiration côté libre, une partie au moins du flux étant recyclée par un trajet en circuit fermé ;
  • l'insufflation d'air est réalisée au moyen d'un générateur de flux, tel qu'un ventilateur en aval duquel est disposé au moins un filtre, ou autre moyen d'épuration.
  • l'insufflation d'air est réalisée au moyen d'un générateur de flux, tel qu'un ventilateur, qui est situé en-dessous du plan de travail, et produit un flux sensiblement horizontal qui est dévié à 180° au niveau du côté amont par un guide tubulaire de forme semi-cylindrique, ou approximativement semi-cylindrique ;
  • lesdits moyens d'insufflation d'air comprennent un conduit vertical, ou approximativement vertical, disposé du côté amont, dont l'extrémité basse est branchée à un générateur de flux d'air tel qu'un ventilateur, tandis que son extrémité haute débouche, sensiblement au niveau du plan de travail, dans un guide tubulaire en forme de quart de cylindre, ou approximativement en forme de quart de cylindre, apte à dévier le flux pour lui donner une direction sensiblement horizontale ;
  • ledit conduit vertical, ou approximativement vertical, est muni intérieurement d'au moins un déflecteur formant un angle aigu par rapport à la verticale, et apte à dévier une partie du flux vers l'extérieur (par rapport audit plan de travail) afin de constituer ladite veine haute ;
  • le conduit est pourvu de plusieurs déflecteurs, qui sont constituées par des plaques planes juxtaposées disposées en éventail, de manière à diverger du bas vers le haut ;
  • la plaque déflectrice la plus intérieure (par rapport audit plan de travail est sensiblement verticale ;
  • ledit guide tubulaire est garni intérieurement d'au moins un déflecteur en forme d'arc de cylindre, coaxial au guide ;
  • lesdits moyens d'insufflation d'air sont munis d'une partie en débord, formant visière, qui surplombe la zone amont du plan de travail et est adaptée pour rabattre légèrement vers le bas la veine haute ;
  • ladite bouche d'aspiration est subdivisée en deux bouches d'aspiration secondaires : l'une supérieure, apte à capter le flux d'air correspondant à la veine haute et à le laisser passer sans - ou pratiquement sans - perte de charge, l'autre inférieure, apte à freiner le flux situé sous la veine haute, par exemple au moyen d'un étranglement ;
  • le plan de travail est un plateau fixe ;
  • le plan de travail est un transporteur.
Par le terme "transporteur" on entendra aussi bien un transporteur unique qu'un groupe de deux ou plus de deux transporteurs disposés côte-à-côte, par exemple plusieurs tapis contigus.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront de la description qui va suivre, ainsi que des dessins annexés, qui en représentent, à simple titre d'exemples non limitatifs, des modes de réalisation préférés.
  • la figure 1 est une vue schématique, coupée par un plan vertical transversal, d'un premier mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention, le plan de coupe étant référencé I-I sur la figure 2.
  • la figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1 ;
  • la figure 3 est une vue schématique, analogue à la figure 1, d'un second mode de réalisation du dispositif ;
  • la figure 4 est un schéma montrant un troisième mode de réalisation, également coupé par un plan vertical transversal ;
  • les figures 5 et 6 sont des schémas, respectivement en perspective et en coupe, par un plan vertical transversal, d'une partie du système d'insufflation et de déviation d'air susceptible d'équiper les dispositifs;
  • les figures 7 et 8 sont des schémas, respectivement en perspective et en coupe transversale, d'un quatrième mode de réalisation possible du dispositif ;
  • la figure 9 est une courbe représentative d'une possibilité de variation de la vitesse au sein du flux d'air propre au-dessus du plan de travail, en fonction de la distance du point de mesure par rapport à ce plan ;
  • les figures 10 et 11 sont des schémas en perspective montrant deux transporteurs susceptibles d'être associés à un dispositif conforme à l'invention ;
  • les figures 12, 13 et 14 sont des illustrations montrant la configuration des flux d'air dans trois dispositifs de géométrie différente, les représentations résultant de simulations faites par ordinateur, l'appréciation des vitesses se faisant en référence à une échelle de gris, qui va du plus clair au plus foncé, dans le sens des vitesses croissantes.
Sur les figures 1 et 2 qui représentent un premier mode de réalisation possible du dispositif, on a désigné par la référence 1 un plan de travail qui, en l'occurrence, est un plateau horizontal fixe, de forme rectangulaire, supporté par un piètement 11 posé ou fixé au sol S.
La face supérieure 10 du plan de travail est destinée à recevoir des articles devant être soumis à une manipulation et/ou à un traitement quelconque qui doivent s'opérer dans une atmosphère propre.
Un article, en l'occurrence un flacon, a été représenté et référencé A sur les figures.
On a désigné par les références 10a et 10b les bords longitudinaux du plateau 10. Ceux-ci ont de préférence un profil arrondi (sans arêtes vives).
Ses bords transversaux 10c se trouvent en appui contre une paire de cloisons transversales 12 qui s'étendent vers le haut sur une certaine hauteur par rapport au niveau du plan de travail 1.
Sous le plateau 1 est installé un caisson 2.
Il s'agit d'un conduit tubulaire s'étendant sous la totalité du plateau 1, et assurant une communication transversale d'un côté à l'autre du dispositif.
Le caisson 2 est fixé au plateau 1 et/ou au piètement 11 par des organes appropriés, non représentés.
Dans ce caisson est installé un système 4 de génération d'un flux d'air, consistant en un ou plusieurs ventilateur(s) électrique(s) aptes à aspirer de l'air à l'entrée 20 du caisson, côté bord 10b, pour l'insuffler de l'autre côté, du côté du bord 10a.
La portion d'entrée d'air 20 du caisson possède une section plus faible que la portion principale 22 qui reçoit le générateur 4.
Cette portion 20 constitue une bouche d'aspiration située sous le plateau 1, juste à proximité du rebord 10b. La transition entre la portion rétrécie 20 et la portion principale 22 se fait par l'intermédiaire d'une portion divergente 21.
Du côté opposé, la portion principale 22 débouche dans un guide semi-cylindrique 3, dont le rayon correspond à la hauteur de la portion 22, et dont l'axe de révolution se situe à l'emplacement du bord 10a.
Le guide 3, dont la paroi intérieure est référencée 30, débouche au-dessus du plateau 1, à l'aplomb du bord 10a.
Bien entendu, le caisson 2 et le guide 3 sont fermés sur leurs côtés transversaux, par des parois transversales appropriées.
A l'intérieur de la portion de caisson 22, en aval du générateur 4, est monté un dispositif d'épuration ou de filtration d'air 5, composé par exemple d'un ou de plusieurs tampons filtrants.
Les éléments filtrants sont de type connu, adaptés pour retenir les impuretés ou particules se trouvant dans l'air fourni par le générateur 4.
La composition et la porosité de ces éléments sont choisis en fonction de l'application, et notamment en fonction du degré de propreté requis.
Le fonctionnement du dispositif est illustré sur la figure 1, des flèches symbolisant le trajet de l'air destiné à protéger le flacon A se trouvant sur le plan de travail.
La longueur des différentes flèches a été choisie de telle manière qu'elle soit approximativement proportionnelle à la vitesse du flux d'air à l'endroit considéré.
Le dispositif représenté sur les figures 1 et 2 constitue un poste de travail pour une personne (non représentée) affectée à une certaine tâche sur l'article A, cette personne se plaçant sur le côté dégagé du dispositif, référencé 100, côté qui correspond au bord 10b.
On appelera conventionnellement ce côté 100 "côté libre".
L'autre côté, référencé 101, où se trouve le guide 3 sera appelé "côté amont", par référence au sens de déplacement du flux d'air propre au-dessus du plan de travail.
Enfin, l'espace au-dessus du plan de travail, qui est également dégagé, est référencé 102.
Les espaces 100 et 102 étant dégagés et accessibles, l'opérateur peut se placer sans difficulté à proximité du plan de travail, y manipuler les articles à traiter, et peut faire intervenir différents instruments ou matériels, par exemple des dispositifs de remplissage mobiles situés dans l'espace supérieur 102.
Le générateur 4 ayant été mis en marche, il va aspirer en continu un flux d'air par la bouche 20, comme symbolisé par la flèche a.
Après filtration, le flux d'air sort du caisson 2, comme symbolisé par les flèches b, et est dévié à 180° à l'intérieur du guide semi-cylindrique 3.
A l'intérieur du guide 3, on observe, par suite de l'effet d'inertie, une variation des vitesses en direction radiale.
A l'issue du retournement du flux, en sortie du guide 3, la veine extérieure, qui devient la veine supérieure - ou veine haute - V 1, possède une vitesse nettement plus grande que le reste du flux.
Cette veine a été matérialisée par des hachures croisées sur la figure 1, tandis que le reste du flux, ou veine inférieure, est référencé V 0.
Au sein de la veine V 0 on observe un gradient des vitesses, celle-ci étant très faible, voire nulle, au voisinage de la face 10, pour croítre progressivement vers le haut, jusqu'à la veine V 1.
Le rayon du guide 3, qui détermine la hauteur du flux d'air fourni par le guide au-dessus du plan de travail, est choisi de préférence en fonction de la hauteur des articles A considérés, de telle manière que ces articles baignent dans le flux inférieur V 0.
Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, l'axe de révolution du guide semi-cylindrique 3 coïncide sensiblement avec le bord 10a. Bien entendu, cette disposition n'est pas obligatoire. La position de l'axe pourrait être décalée, vers le haut ou vers le bas, et le rayon modifié pour ajuster l'intensité des vitesses de V 0 et de V 1.
La veine haute V 1 joue le rôle d'un bouclier en forme de voûte qui protège tout l'espace se trouvant au-dessus de la surface 10, qu'il met à l'abri des pollutions de l'air ambiant, se trouvant dans l'espace supérieur ouvert 102 et sur le côté ouvert 100.
Les particules de contamination éventuellement présentes qui arrivent à proximité de la veine V 1 sont immédiatement emportées par ce flux, et transférées à grande vitesse vers le côté libre 100.
Sur les côtés transversaux, la protection est assurée par les cloisons fixes 12.
Les flux d'air de la veine inférieure V 0 et de la veine haute V 1 sont respectivement symbolisés par les flèches d et e.
Ces deux flux se rejoignent du côté aval, au-delà du bord libre 10b, et une partie au moins du flux global contourne vers le bas le bord 10b - comme symbolisé par les flèches f - pour pénétrer dans la bouche 20. Ce contournement est favorisé par la forme arrondie du bord 10b.
L'air est ainsi recyclé, au moins dans sa plus grande partie ; comme il s'agit d'air pratiquement propre, ou en grande partie propre, l'encrassement des éléments filtrants se fait lentement.
Cette circulation d'air se fait de manière continue, tant qu'il y a des articles à protéger sur le plan de travail.
Grâce aux cloisons transversales 12, l'écoulement du flux d'air propre au-dessus du plan de travail n'est pas perturbé, ou n'est pratiquement pas perturbé, au voisinage des côtés transversaux 10c du plan de travail.
Bien entendu, il est souhaitable que l'opérateur ait les mains protégées par des gants stériles et que tout instrument ou appareillage introduit dans l'espace protégé soit parfaitement propre.
Mais la nature de l'écoulement généré favorise l'évacuation immédiate des polluants qui pourraient être introduits par une telle effraction.
Dans le deuxième mode de réalisation représenté à la figure 3, les éléments identiques ou similaires à ceux du premier mode de réalisation ont été affectés des mêmes signes de référence.
Il s'agit d'une variante démunie de parois latérales et donc adaptée à un plan de travail se prolongeant au-delà des côtés référencés 10c dans le premier mode de réalisation, en particulier sous forme d'un transporteur (plan de travail mobile).
Le dispositif illustré à la figure 3 comprend un plan de travail 1 qui est constitué non pas par un plateau fixe, mais par un transporteur, et plus précisément par le brin supérieur - ou brin "aller" 13 - d'un tapis sans fin mobile.
De manière usuelle, le brin retour, désigné 13', s'étend sous le brin aller 13.
Ces deux brins 13, 13' sont supportés de manière bien connue par des moyens de guidage appropriés tels que de rouleaux d'appui rotatifs 14, 14'.
Des moyens d'entraínement appropriés permettent de déplacer le tapis, soit en continu, soit pas à pas.
Le brin supérieur 13 transporte des objets, par exemple des flacons A.
Ces objets doivent être soumis, à un stade de leur cheminement, à un traitement quelconque - par exemple à un remplissage - dans un espace qui doit être protégé de la contamination de l'air ambiant.
Le dispositif selon l'invention est donc installé sur la trajectoire du transporteur, afin d'assurer la protection d'une portion de celui-ci.
Comme on le comprend aisément à la simple observation de la figure 3, la présence des deux brins 14 et 14' l'un au-dessus de l'autre occupe sous le plan de travail 1 un espace relativement important, qui empêche l'installation du générateur de flux d'air immédiatement en-dessous du plan de travail.
Un agencement identique à celui du premier mode de réalisation (figures 1 et 2) n'est donc pas transposable dans cette configuration.
Dans ce second mode de réalisation, la bouche d'aspiration 20, à l'entrée du caisson 2, a son ouverture dirigée horizontalement, en regard de l'espace situé juste au-dessus du plan de travail 1.
Cette bouche d'aspiration 20 est recourbée vers le bas, suivant un quart de cylindre, pour se raccorder à une portion tubulaire verticale 200 s'étendant le long du côté libre 100.
La tubulure 200 se raccorde elle-même à des parties de caisson 21 et 22 qui sont similaires à celles du premier mode de réalisation, et qui sont installées en-dessous du brin de tapis retour 13' et de ses rouleaux d'appui 14', à proximité du sol S.
C'est dans cette portion 22 qu'est monté le générateur 4, composé d'un ou de plusieurs ventilateurs.
Via un coude à angle droit 23, le caisson 22 débouche lui-même dans une tubulure, ou cheminée, verticale 6 disposée sur le côté amont 101.
Enfin la tubulure 6 se raccorde, dans sa partie supérieure, à un guide 7 en forme de quart de cylindre qui débouche à proximité du plan de travail 1, côté amont.
Un ou plusieurs filtre(s) 5 est (sont) monté(s) à la sortie du ou des ventilateurs 4, par exemple à la base de la cheminée 6.
A la différence du premier mode de réalisation précédemment décrit, le guide 7 qui canalise le flux d'air propre à son entrée au-dessus du plan de travail dévie l'air seulement sur un quart de circonférence (90°).
Les essais réalisés par les demandeurs ont montré que cette valeur d'angle était insuffisante, à elle seule, pour assurer une distribution convenable des vitesses au sein du flux d'air propre généré au-dessus du plan de travail.
En effet, le gradient des vitesses est tel qu'il n'y a pas une différence importante entre les vitesses mesurées dans la veine haute V 1 et dans le reste du flux V 0.
C'est pourquoi, afin d'obtenir une augmentation franche des distributions de vitesses en partie haute du flux, il est prévu dans ce mode de réalisation de.garnir la cheminée verticale 6 d'une série de déflecteurs 60.
Il s'agit de lames planes dont les grandes faces sont parallèles aux bords longitudinaux du plan de travail 1, c'est-à-dire aux rives latérales du tapis 13.
Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 3, 5 et 6, il est prévu une série de trois déflecteurs 60. Le déflecteur intérieur - c'est-à-dire tourné vers le plan de travail -, référencé 60a, sur les figures 5 et 6 est une plaque plane verticale.
La plaque externe référencée 60c sur cette même figure, est composée d'une zone inférieure verticale, de hauteur limitée, sa partie principale faisant un angle aigu par rapport à la verticale, de direction dirigée vers le haut et vers l'extérieur.
Le déflecteur intermédiaire 60b est une plaque également inclinée par rapport à la verticale, dans le même sens que le déflecteur 60c, mais avec un angle plus faible.
La série de déflecteurs 60 présente donc, vue de côté (figure 6) l'allure générale des membrures d'un éventail qui diverge vers le haut, c'est-à-dire vers l'aval si on considère le déplacement de l'air dans la cheminée 6.
L'observation des figures 5 et 6 permet de bien comprendre le rôle de ces déflecteurs.
On a désigné par les flèches F le débit d'air à la base de la cheminée 6.
Après avoir traversé un filtre qui, en l'occurrence, est composé de deux éléments filtrants superposés 5a et 5b, une grande partie de l'air va se trouver interceptée et aiguillée vers l'extérieur par le déflecteur 60c, comme symbolisé par les flèches I.
Au contraire, le courant d'air le plus intérieur, à droite du déflecteur interne 60a sur la figure 6, n'est pas du tout dévié, et son cheminement est purement vertical.
Dans les zones comprises entre les déflecteurs 60a et 60b d'une part, et 60b et 60c d'autre part, le flux d'air est dévié de plus en plus vers l'extérieur, comme symbolisé par les flèches G et H.
A l'entrée du guide 7 en forme de quart de cylindre, à la base de celui-ci, on a donc un débit d'air progressivement croissant de l'intérieur vers l'extérieur du quart de cylindre.
Comme illustré sur les figures, le guide 7 est également garni intérieurement d'un ensemble de trois déflecteurs 70.
Sur les figures 5 et 6 le déflecteur intérieur est affecté de l'indice a, le déflecteur intermédiaire de l'indice b et le déflecteur extérieur de l'indice c.
Ces déflecteurs sont des plaques cintrées, en forme d'arc de cylindre coaxiales au guide 7.
Le déflecteur 70a est positionné de manière à canaliser le flux vertical F le plus intérieur, pour lui donner une orientation horizontale (flèche F').
Entre les déflecteurs 70a et 70b est canalisée la majeure partie du flux d'air provenant de l'espace situé entre les déflecteurs 60a et 60b (flèche G'), tandis que les déflecteurs 70b et 70c canalisent entre eux la majeure partie du courant d'air provenant d'entre les déflecteurs 60b et 60c (flèches H').
Enfin, le courant d'air I, de plus grande vitesse, qui circule à proximité de la paroi interne 60 de la cheminée 6, après avoir été canalisé par le déflecteur 60c est guidé dans le canal formé par la paroi interne du guide 7 et le déflecteur le plus externe 70c.
C'est dans cet espace que le courant d'air a la vitesse la plus grande, symbolisé par la flèche I', c'est ce courant d'air qui va constituer la veine haute V 1, visualisée par des hachures sur la figure 3.
La présence des déflecteurs cintrés à l'intérieur du guide 7 est indispensable lorsque, comme c'est le cas dans le second mode de réalisation, le dispositif ne comporte pas de cloisons transversales délimitant l'espace protégé dans la direction longitudinale - comme c'était le cas avec les cloisons 12 du premier mode de réalisation -.
En effet ces déflecteurs, en donnant au flux d'air une direction sensiblement horizontale, empêchent la formation d'une zone dépressionnaire à l'entrée et à proximité du plan de travail, qui aurait pour effet d'aspirer de l'air ambiant par les côtés transversaux ouverts du plan de travail.
Il est certain que de telles cloisons ne peuvent être prévues lorsque le plan de travail consiste en un transporteur, car les cloisons empêcheraient le passage des articles transportés.
Il va de soi que des déflecteurs arqués similaires peuvent être prévus également à l'intérieur du guide semi-cylindrique 3 du dispositif des figures 1 et 2, que le dispositif possède ou non des cloisons transversales 12.
Le fonctionnement du dispositif faisant l'objet du second mode de réalisation de la figure 3 est tout à fait similaire à celui du premier mode de réalisation, l'air étant en majeure partie recyclée après balayage du plan de travail, par aspiration à travers la bouche 20, passage dans le ventilateur 4 et dans le filtre 5, déviation et canalisation dans la cheminée 6 et le guide 7.
Dans la variante de la figure 4, l'air n'est pas recyclé.
Le générateur - par exemple ventilateur - 41 aspire l'air ambiant pour le propulser après filtration ou épuration, via un caisson 8, au-dessus du plan de travail 1.
De l'autre côté la bouche d'aspiration 20 est connectée, via un conduit 2, à un aspirateur 40 distinct du ventilateur 41.
Dans le mode de réalisation illustré, le caisson 8 est disposé du côté amont du plan de travail 1 - lequel peut être soit un plateau fixe, soit un transporteur -.
Le ventilateur 41 se trouve à la base du caisson.
En partie basse le caisson possède une portion évasée 81 qui débouche vers le haut dans un conduit 8a sensiblement vertical se prolongeant par un guide approximativement en quart de cylindre 8b.
Un déflecteur intérieur, composé d'une partie plane 800a s'étendant obliquement vers le haut et vers l'extérieur et se prolongeant, dans le guide 8b, par une portion en forme d'arc de cylindre 800b, coaxiale à la paroi du guide 8b, assure la distribution correcte des vitesses au-dessus du plan de travail.
Comme dans les modes de réalisation précédents, le flux d'air est composé d'une veine haute V 1, de vitesse élevée, qui protège une veine inférieure de vitesses réduites V. Les dimensions du dispositif selon l'invention seront bien entendu adaptées à l'application concernée, et en particulier à la dimension des articles à traiter.
A titre purement indicatif, on peut donner comme exemples de dimensions les valeurs suivantes :
  • largeur du plan de travail (c'est-à-dire distance entre les bords 10a et lOb) entre 0,3 mètre et 2 mètres ;
  • longueur de la zone protégée (c'est-à-dire distance en direction longitudinale) entre 0,3 mètre et 3 mètres ;
  • hauteur du flux d'air propre en sortie du guide 3, 7 ou 8b : entre 0,25 mètre et 0,7 mètre.
Le débit d'air généré par le (ou les) ventilateur(s) sera bien entendu directement dépendant de ces dimensions, ainsi que la vitesse de circulation du flux.
Le quatrième mode de réalisation illustré sur les figures 7 et 8 comporte un système d'insufflation d'air 6, 7 analogue à celui des figures 5 et 6, et les mêmes références ont été utilisées pour y désigner les éléments identiques ou similaires.
On notera cependant que le guide 7 qui canalise l'air au-dessus du plan de travail 1 se prolonge en sortie par une partie en débord - ou visière 71 - qui surplombe la zone de bordure amont du plan 1 et est légèrement inclinée vers le bas par rapport à l'horizontale.
La fonction de cette visière 71 est de rabattre légèrement vers le bas la veine haute V 1 pour l'orienter vers le haut de la bouche d'aspiration 20 et de réduire les fuites d'air au-dessus de cette bouche.
A l'intérieur de la tubulure d'aspiration 200 sont montées une cloison 24 et un élément ralentisseur de flux 25.
La cloison 24 est disposée en partie haute de la tubulure 200, à proximité de sa paroi externe. La forme de la cloison 24 est similaire à celle de la portion de la paroi externe en regard de laquelle elle est située, ces deux éléments formant un canal dont la partie supérieure forme un quart-de-cercle et dont la partie inférieure est rectiligne et verticale.
L'élément 25 est fixé contre la paroi interne de la tubulure 200. Il comporte, du haut vers le bas, une face supérieure 250 formant un dièdre convergent avec la portion inférieure de la cloison 24, une face verticale 251 sensiblement dans le prolongement de cette portion, et une face divergente 252.
Les éléments 24 et 25 subdivisent la bouche d'aspiration 20 en deux bouches secondaires, l'une supérieure et externe 20b de section constante et l'autre inférieure et interne 20a de section décroissante jusqu'à un étranglement situé au niveau de la zone de sortie de la bouche 20b.
Cet arrangement a pour intérêt de créer dans la tubulure d'aspiration 200 une répartition verticale de vitesse homologue de celle que l'on a créé du côté soufflant. L'aspiration par la bouche 20 se fait avec une vitesse d'air supérieure dans sa partie haute.
La veine V 1 de forte vitesse se trouve stabilisée et sa tendance à se soulever sous l'effet de perturbations extérieures (courants d'air), ou à se rabattre vers le plan de travail, se trouve réduite. En effet, la bouche secondaire supérieure 20b, dans laquelle l'écoulement d'air est direct (sans perte de charge) capte la quasi-totalité de la veine haute V 1. Au contraire, le ralentissement du flux dans la bouche 20a forme un matelas d'air qui empêche la veine haute V 1 de se rabattre vers le bas.
Ce mode de réalisation est particulièrement recommandé lorsqu'il n'y a pas de cloisons transversales (référencées 12 sur les figures 1 et 2) bordant les côtés (référencés 10c) du plan de travail.
Il permet de réduire sensiblement la pénétration d'air extérieur qui peut se produire sur ces côtés. Des essais effectués par comptage de particules ont montré, en effet, que de l'air pollué peut pénétrer par un côté 10c, mais qu'il est rapidement canalisé vers la bouche d'aspiration 20. Il ne peut donc altérer la zone propre que sur une faible profondeur.
La présence de la visière 71 et des éléments 24, 25 a pour effet de limiter et de stabiliser cette profondeur.
Ces dispositions sont bien entendu applicables aussi bien avec un plan de travail 1 sous forme de plateau fixe que sous forme de transporteur, et que le flux d'air soit produit en circuit fermé (figures 1 et 3) ou ouvert (figure 4).
La figure 9 montre, à simple titre d'exemple, une répartition possible des vitesses au-dessus du plan de travail dans la zone centrale de celui-ci, au sein d'un flux d'air propre ayant une hauteur de 0,30 m. L'air extérieur est supposé immobile.
La courbe de la figure 9 représente en abscisse la distance (hauteur) X, en mètre, du point de mesure par rapport à la face supérieure du plan de travail.
En ordonnée est représentée la vitesse v en mètres par seconde.
On constate qu'entre la hauteur 0 et la hauteur 0,17 m environ, la vitesse croít progressivement jusqu'à une valeur de l'ordre de 0,6 m/s environ.
Cette plage correspond à la veine de faible vitesse V 0.
L'augmentation de la vitesse est ensuite plus faible ; on atteint un pallier et la vitesse de l'air est à peu près constante, de valeur voisine de 0,8 m/s, dans la zone de hauteur comprise entre 0,18 et 0,25 m.
C'est cette plage qui correspond approximativement à la veine V 1.
La vitesse chute ensuite brusquement, pour devenir proche de zéro à une hauteur de 0,30 m, là où se retrouve l'air ambiant pollué.
Le schéma de la figure 10 représente une installation pour déposer des produits de nappage sur une base qui est déplacée en continu au moyen d'un tapis transporteur 13.
L'avance du transporteur est référencée D 1, tandis que l'outil de dépose du nappage est référencé 90.
A titre indicatif, le transporteur 13 a une largeur de 1,5 m et une vitesse d'avance de 5 à 10 m/mn.
Le transporteur passe à l'intérieur d'une zone protégée au moyen d'un dispositif conforme à l'invention, dont le contour est schématisé par un trait interrompu, et qui est désigné D.
L'installation illustrée à la figure 11 comprend un transporteur à tapis mobile 13, dont l'avance se fait pas à pas, comme symbolisé par la flèche D 2.
Le tapis 13 transporte des barquettes thermoformées B destinées à recevoir un produit, par exemple un produit alimentaire, qui est fourni par des outils de dosage ou de remplissage manuel 91.
Chaque outil 91 est affecté à une barquette, celle-ci étant transportée suivant des rangées adjacentes par le tapis 13.
Le dispositif de protection rapprochée D est installé au niveau des outils 91.
Les représentations illustrées aux figures 12 à 14 se rapportent à des écoulements modélisés, calculés par ordinateur.
L'entrée d'air dans le guide se fait suivant une répartition uniforme des vitesses, la valeur de la vitesse étant E.
En certains points de l'écoulement sont représentées des flèches blanches, dont la longueur est proportionnelle à l'intensité de vitesse.
De plus, en dehors des flèches, la répartition des vitesses est figurée par une gradation de gris, allant du plus clair au plus foncé dans le sens de l'augmentation de la vitesse. La valeur de la vitesse est donnée par l'échelle figurant sur le dessin.
La schématisation de la figure 12 correspond à une configuration analogue à celle du premier mode de réalisation, utilisant un guide semi-cylindrique.
La hauteur du flux en sortie du guide est de 0,30 m ; la largeur du plan de travail 1 est de 0,60 m ; l'épaisseur du plan de travail est de 6 cm ; la hauteur de la bouche d'aspiration est de 9 cm.
Le dessin permet de constater l'existence d'un espace quasiment statique (gris clair) au-dessus du plan de travail et de visualiser la veine haute, de grande vitesse (gris très fonçé) qui forme un bouclier surplombant le plan de travail et entourant le bord libre jusqu'à la bouche d'aspiration.
Les représentations des figures 13 et 14 se rapportent à des dispositifs similaires au second mode de réalisation (figure 3).
Ces deux vues permettent de distinguer les veines hautes et basses, respectivement de ton foncé (grande vitesse) et de ton clair (vitesse faible).
Les dessins des figures 13 et 14 sont à des échelles différentes, la hauteur du flux produit par le guide, côté amont du plan de travail, étant la même dans les deux cas, à savoir égale à 0,30 m.
Dans la modélisation de la figure 13, la largeur du plan de travail est de 0,60 m alors que dans celle de la figure 14 elle est de 1,20 m.
Le dispositif conforme à l'invention n'est pas obligatoirement associé à une opération de traitement des articles supportés ou transportés par le plan de travail.
Ainsi, l'invention peut également être mise en oeuvre pour équiper une installation de transfert simple, d'un lieu à un autre, de produits sensibles, de sorte que les produits transportés soient à l'abri de l'environnement extérieur, éventuellement pollué.
Lorsqu'on a affaire à un traitement des articles, les applications possibles sont très vastes.
Ainsi, comme exemple d'application, on peut citer le transfert des bouteilles entre un poste de décolletage et un poste de remplissage au moyen d'un liquide sensible à la contamination.
Comme application utilisant un plan de travail fixe, dans lequel une salle blanche serait un équipement surdimensionné, on peut citer :
  • les cabinets dentaires, le dispositif pouvant servir à maintenir stériles des instruments orthodontiques posés sur un support ;
  • les blocs opératoires, pour la protection du champ opératoire du patient ;
  • les métiers de bouche, pour la protection de la table où l'artisan prépare et conditionne ses plats ;
  • les laboratoires des industries agro-alimentaires, de micro-biologie, de micro-électronique, de traitement ou de montage de composants opto- et/ou acousto-électroniques, dans lesquels il faut protéger des produits de la contamination particulaire ;
  • des applications domestiques variées, par exemple pour protéger une personne contre le pollen et les poussières, ou pour protéger des zones de préparation de lentilles de contact.

Claims (17)

  1. Procédé de protection rapprochée d'un plan de travail horizontal (1) au moyen d'un flux d'air propre, ce plan de travail (1) étant dégagé et accessible à la fois sur le dessus (102) et sur au moins un côté, appelé côté libre (100), selon lequel :
    on insuffle en continu de l'air propre au-dessus du plan de travail (1) à partir du côté (101) opposé audit côté libre (100), et appelé côté amont, sous la forme d'un flux sensiblement horizontal qui balaie le plan de travail (1) transversalement, en direction du côté libre (100), et qui présente un gradient de vitesses tel que la couche supérieure - ou veine haute - (V1) ait une vitesse sensiblement plus grande que celle de l'air circulant au voisinage de la face supérieure (10) du plan de travail (1) ;
    on aspire en continu la totalité ou la majeure partie du flux par le côté libre (100), au moyen d'une bouche d'aspiration (20) s'étendant le long et à proximité immédiate du bord (10b) du plan de travail (1).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on recycle l'air recueilli par ladite bouche d'aspiration (20), cet air étant réinsufflé du côté amont (101) après filtration, ou autre épuration.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le plan de travail (1) est un plateau fixe.
  4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le plan de travail (1) est un transporteur (12).
  5. Dispositif de protection rapprochée d'un plan de travail horizontal (1) au moyen d'un flux d'air propre, dans lequel le plan de travail est dégagé et accessible à la fois sur le dessus (102) et sur au moins un côté, appelé côté libre (100), caractérisé par le fait qu'il comporte :
    des moyens (2, 4 ; 41, 3) pour insuffler de l'air propre en continu au-dessus du plan de travail (1) à partir du côté (101) opposé audit côté libre (100), et appelé côté amont, sous la forme d'un flux sensiblement horizontal qui balaie le plan de travail (1) transversalement, en direction du côté libre (100), et qui présente un gradient de vitesses tel que la couche supérieure - ou veine haute - (V1) ait une vitesse sensiblement plus grande que celle de l'air circulant au voisinage de la face supérieure (10) du plan de travail (1) ;
    une bouche d'aspiration (20) s'étendant le long et à proximité immédiate du bord (10b) du plan de travail ;
    des moyens d'aspiration (4 ; 100) branchés à ladite bouche (20).
  6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'un générateur unique de flux (4) tel qu'un ventilateur (ou un groupe de ventilateurs juxtaposés), assure l'insufflation de l'air propre côté amont (101) et son aspiration côté libre (100), une partie au moins du flux étant recyclée par un trajet en circuit fermé.
  7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé par le fait que l'insufflation d'air est réalisée au moyen d'un générateur de flux (4), tel qu'un ventilateur, en aval duquel est disposé au moins un filtre (5), ou autre moyen d'épuration de l'air.
  8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que l'insufflation d'air est réalisée au moyen d'un générateur de flux (4), tel qu'un ventilateur, qui est situé en-dessous du plan de travail (1), et produit un flux sensiblement horizontal qui est dévié à 180° au niveau du côté amont (101) par un guide tubulaire (3) de forme semi-cylindrique, ou approximativement semi-cylindrique.
  9. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'insufflation d'air comprennent un conduit vertical, ou approximativement vertical (6 ; 8a) disposé du côté amont (101), dont l'extrémité basse est branchée à un générateur de flux d'air (4 ; 41) tel qu'un ventilateur, tandis que son extrémité haute débouche, sensiblement au niveau du plan de travail (1), dans un guide tubulaire (70 ; 8b) en forme de quart de cylindre, ou approximativement en forme de quart de cylindre, apte à dévier le flux pour lui donner une direction sensiblement horizontale.
  10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit conduit vertical, ou approximativement vertical (6 ; 8a) est muni intérieurement d'au moins un déflecteur (60 ; 800) formant un angle aigu par rapport à la verticale, et apte à dévier une partie du flux vers l'extérieur (par rapport audit plan de travail (1)) afin de constituer ladite veine haute (V1).
  11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le conduit (6 ; 8a) est pourvu de plusieurs déflecteurs (60), qui sont constituées par des plaques planes juxtaposées disposées en éventail, de manière à diverger du bas vers le haut.
  12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la plaque déflectrice (60) la plus intérieure (par rapport audit plan de travail (1)) est sensiblement verticale.
  13. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé par le fait que ledit guide tubulaire (3 ; 7 ; 8b) est garni intérieurement d'au moins un déflecteur (70 ; 800b).
  14. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 13, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'insufflation d'air sont munis d'une partie (71) en débord, formant visière, qui surplombe la zone amont du plan de travail (1) et est adaptée pour rabattre légèrement vers le bas la veine haute (V1).
  15. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 14, caractérisé par le fait que ladite bouche d'aspiration (20) est subdivisée en deux bouches d'aspiration secondaires : l'une supérieure (20b), apte à capter le flux d'air correspondant à la veine haute (V1) et à le laisser passer sans perte de charge, ou pratiquement sans perte de charge, l'autre inférieure (20a), apte à freiner le flux (V0) situé sous la veine haute
  16. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 15, caractérisé par le fait que le plan de travail ( 1) est un plateau fixe.
  17. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 15, caractérisé par le fait que le plan de travail (1) est un transporteur (12).
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