FR2750199A1 - Procede et dispositif de protection rapprochee d'un plan de travail au moyen d'un flux d'air propre - Google Patents
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Abstract
Le plan de travail à protéger (1) est dégagé et accessible à la fois sur le dessus (102) et sur au moins un côté, appelé côté libre (100). Le procédé est remarquable par le fait qu'on insuffle en continu de l'air propre au-dessus du plan de travail (1) à partir du côté (101) opposé au côté libre (100), 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). Protection d'un plan fixe ou mobile supportant des articles variés sensibles à la contamination de l'atmosphère ambiante.
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE PROTECTION RAPPROCHEE D'UN
PLAN DE TRAVAIL AU MOYEN D'UN FLUX D'AIR PROPRE
La présente invention concerne la protection rapprochée d'un plan de travail horizontal au moyen d'un flux d'air propose.
PLAN DE TRAVAIL AU MOYEN D'UN FLUX D'AIR PROPRE
La présente invention concerne la protection rapprochée d'un plan de travail horizontal au moyen d'un flux d'air propose.
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 taches 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.
I1 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 257562 et EP-A-O 375343.
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 surface 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-O 375343 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 apparaît qu'une distribution de ce genre ne permet pas une protection parfaite des articles placés sur le plan de travail. I1 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.
- 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.
- 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.
- 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;
- I'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.
- 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;
- I'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 1800 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 lehaut;
- 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;
- le plan de travail est un plateau fixe;
- le plan de travail est un transporteur.
- 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 lehaut;
- 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;
- 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 apparaîtront 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;
- la figure 7 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 8 et 9 sont des schémas en perspective montrant deux transporteurs susceptibles d'être associés à un dispositif conforme à l'invention;
- les figures 10, 11 et 12 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.
- 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;
- la figure 7 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 8 et 9 sont des schémas en perspective montrant deux transporteurs susceptibles d'être associés à un dispositif conforme à l'invention;
- les figures 10, 11 et 12 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 semicylindrique 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 1800 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 - V1, 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 V0.
Au sein de la veine V0 on observe un gradient des vitesses, celle-ci étant très faible, voire nulle, au voisinage de la face 10, pour croître progressivement vers le haut, jusqu'à la veine V1.
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 V0.
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 V0 et de V1.
La veine haute V1 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 V1 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 V0 et de la veine haute V1 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 audessus 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'entraînement 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 endessous 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 V1 et dans le reste du flux V0.
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 S 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 V1, 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 s
Comme dans les modes de réalisation précédents, le flux d'air est composé d'une veine haute V1, 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 10b) 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.
- largeur du plan de travail (c'est-à-dire distance entre les bords 10a et 10b) 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.
La figure 7 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 7 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 Ja hauteur 0,17 m environ, la vitesse croît progressivement jusqu'à une valeur de l'ordre de 0,6 m/s environ.
Cette plage correspond à la veine de faible vitesse V0.
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 V1.
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 8 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 D1, 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 9 comprend un transporteur à tapis mobile 13, dont l'avance se fait pas à pas, comme symbolisé par la flèche D2.
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 10 à 12 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 10 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 11 et 12 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 11 et 12 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 11, la largeur du plan de travail est de 0,60 m alors que dans celle de la figure 12 elle est de 1,20
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.
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 tansportés 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 acoustoélectroniques, 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.
- 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 acoustoélectroniques, 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 (8)
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 - (V 1) 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 (lOb) 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 audessus 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 (lOb) 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 1800 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).
1 1. 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 le plan de travail (1) est un plateau fixe.
15. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 13, caractérisé par le fait que le plan de travail (1) est un transporteur (12).
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- 2000-07-19 GR GR20000401666T patent/GR3033981T3/el not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
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