FR3016811A1 - Recipient-melangeur - Google Patents
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Abstract
Ce récipient-mélangeur (1) comprend un conteneur (2) destiné à recevoir au moins un fluide, et une pompe (3) dont le corps de pompe (4) définit au moins un orifice d'admission (52) et au moins un orifice de refoulement (58) qui débouchent à l'intérieur du conteneur (2) de telle sorte que le fluide circule directement et sans conduite entre le conteneur et le corps de pompe. Le corps de pompe (4) définit un espace de circulation (40) de fluide selon une direction de circulation (A) depuis un orifice d'entrée (52) de l'espace de circulation vers un orifice de sortie (54) de l'espace de circulation. La pompe (3) comporte une membrane déformable (6) qui est maintenue dans l'espace de circulation (40) sensiblement parallèlement à la direction de circulation (A), le récipient-mélangeur comportant des moyens de couplage (8) entre la membrane (6) et un dispositif d'actionnement apte à faire vibrer la membrane.
Description
RECIPIENT-MELANGEUR La présente invention a trait à un récipient-mélangeur, qui est particulièrement bien adapté pour le mélange de fluides fragiles ou chargés de particules, tels que des fluides biologiques ou pharmaceutiques. Dans de nombreux procédés industriels, il est nécessaire de mélanger des solutions ou des suspensions de manière contrôlée, afin d'assurer une distribution uniforme des composants et d'obtenir des rendements satisfaisants, notamment dans l'industrie pharmaceutique, le domaine médical, l'industrie agroalimentaire, ou encore l'industrie des semi-conducteurs, par exemple dans les procédés de polissage CMP (Chemical-Mechanical Planarization) visant à planariser la surface de composants semi-conducteurs. Pour mélanger une solution ou une suspension fluide, il est connu d'utiliser un récipient à agitateur rotatif, dans lequel une tige munie de pales ou une turbine est placée dans le fluide en passant à travers une ouverture du récipient et est mise en rotation par un moteur externe afin de produire l'action de mélange souhaitée. Un inconvénient des récipients à agitateur rotatif est que l'agitateur tend à générer des effets de pression localisée et de cisaillement dans la solution ou la suspension en cours de mélange, ce qui est particulièrement pénalisant pour des applications mettant en jeu des composants fragiles. Une application est par exemple le mélange de suspensions de cellules, notamment pour la production de protéines pharmaceutiques à partir de cellules bactériennes génétiquement modifiées. Les suspensions de cellules nécessitent un mélange doux afin de faire circuler les nutriments. Or, lorsque le mélange est effectué au moyen d'un agitateur rotatif, il apparaît des contraintes de cisaillement dans la suspension, qui tendent à endommager ou détruire une partie des cellules et des protéines. Il en résulte une diminution du rendement et l'apparition de débris dans la suspension fluide.
Un autre inconvénient des récipients à agitateur rotatif est le risque de contamination ou de fuite lors du mélange. En effet, la tige munie de pales ou la turbine passe vers l'intérieur du récipient à travers un joint d'étanchéité dynamique ou palier. Dès lors, il existe un risque que des bactéries ou d'autres contaminants entrent dans le récipient à travers le joint d'étanchéité dynamique, ce qui peut dégrader le produit à l'intérieur du récipient. Il existe également un risque que des fluides contenus dans le récipient passent vers l'extérieur à travers le joint d'étanchéité dynamique, ce qui n'est pas acceptable dans le cas de fluides dangereux ou toxiques. Par ailleurs, la présence de joints d'étanchéité dynamiques, qui comprennent des replis difficiles à atteindre, complexifie le nettoyage et la stérilisation, ce qui pose problème pour la fabrication de solutions stériles.
Pour mélanger des fluides dans des conditions stériles, une technique connue est l'utilisation d'un agitateur magnétique, où un barreau magnétique est placé dans le récipient au voisinage du fond de celui-ci et est entraîné en rotation à l'aide d'un actionneur magnétique positionné à l'extérieur du récipient. Cette technique a l'avantage de ne pas nécessiter de raccordement physique ou de joints d'étanchéité dynamiques entre la partie mobile de l'agitateur et son moyen d'entraînement, ce qui permet de maintenir un environnement stérile dans le récipient. Toutefois, dans ce dispositif, le barreau magnétique est attiré en contact avec le fond du récipient, ce qui provoque un frottement entre le barreau et le fond du récipient. Ce frottement incontrôlé génère de la chaleur et des contraintes de cisaillement dans le fluide qui sont pénalisantes en présence de composants fragiles, notamment biologiques. De plus, un agitateur à barreau magnétique ne permet pas d'atteindre le niveau de déplacement de fluide fourni par une turbine et n'est pas adapté pour des grands volumes. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un récipient-mélangeur qui permet un mélange de fluide à la fois efficace et minimisant l'endommagement des composants, à la fois pour des petits volumes et pour des grands volumes de fluide, la structure du récipient-mélangeur étant préférentiellement adaptée pour faciliter une utilisation stérile et limiter les risques de contamination, ce récipient-mélangeur présentant en outre un encombrement réduit. A cet effet, l'invention a pour objet un récipient-mélangeur comprenant : - un conteneur destiné à recevoir au moins un fluide, et - une pompe comportant un corps de pompe qui définit au moins un orifice d'admission de fluide et au moins un orifice de refoulement de fluide, caractérisé en ce que les orifices d'admission et de refoulement du corps de pompe débouchent à l'intérieur du conteneur de telle sorte que le fluide circule directement et sans conduite entre le conteneur et le corps de pompe, le corps de pompe définissant un espace de circulation de fluide selon une direction de circulation depuis un orifice d'entrée de l'espace de circulation vers un orifice de sortie de l'espace de circulation, la pompe comportant une membrane déformable qui est maintenue dans l'espace de circulation sensiblement parallèlement à la direction de circulation, le récipient-mélangeur comportant des moyens de couplage entre la membrane et un dispositif d'actionnement apte à faire vibrer la membrane, notamment sensiblement perpendiculairement à la direction de circulation. Au sens de l'invention, un fluide est un milieu déformable, susceptible d'être mélangé, tel qu'un liquide, un gaz, un gel, une pâte, une poudre, une suspension, une dispersion, une émulsion, ou un mélange de ceux-ci. Un récipient-mélangeur conforme à l'invention peut être utilisé, notamment, pour le mélange d'une poudre avec un liquide, le mélange d'un bioréacteur, le mélange d'une suspension, en particulier dans un procédé de polissage CMP.
Selon une caractéristique avantageuse, le corps de pompe comporte des parois, préférentiellement rigides, qui définissent entre elles l'espace de circulation de fluide selon une direction de circulation depuis un orifice d'entrée de l'espace de circulation vers un orifice de sortie de l'espace de circulation, la membrane étant maintenue dans l'espace de circulation sensiblement parallèlement à la direction de circulation, le récipient-mélangeur comportant des moyens de couplage entre la membrane et un dispositif d'actionnement apte à engendrer de manière alternative, à une extrémité de la membrane située au voisinage de l'orifice d'entrée de l'espace de circulation, une force d'excitation sensiblement perpendiculaire à la direction de circulation.
Selon l'invention, le mélange du ou des fluides présents dans le conteneur est effectué à l'aide d'une pompe à membrane vibrante. La membrane du récipient-mélangeur selon l'invention est agencée de manière qu'en réaction à l'application d'une force d'excitation alternative à une extrémité de la membrane, selon une direction d'excitation sensiblement perpendiculaire à cette membrane, la membrane s'étendant parallèlement à la direction de circulation, au moins une ondulation de la membrane apparaisse et se propage le long de cette membrane depuis son extrémité soumise à la force d'excitation vers une autre extrémité de membrane. Ainsi, la membrane constitue un support pour le déplacement d'ondes depuis son extrémité soumise à la force d'excitation vers son autre extrémité. Le déplacement de ces ondes s'accompagne d'un amortissement forcé dans l'espace de circulation de fluide. Il s'établit ainsi un transfert d'énergie mécanique entre la membrane et le fluide, sous la forme d'un gradient de pression et d'un débit de fluide. Grâce à l'invention, le fluide circule directement et sans conduite entre le corps de la pompe à membrane vibrante et le conteneur, ce qui réduit les risques de contamination et les pertes de puissance hydraulique. L'utilisation d'une pompe à membrane vibrante permet d'éviter la présence de joints d'étanchéité dynamiques sollicités par un organe rotatif, ce qui contribue également à réduire les risques de contamination et de fuite. De plus, comme une pompe à membrane vibrante ne génère que peu de contraintes de cisaillement dans le fluide déplacé, un récipient-mélangeur conforme à l'invention permet de préserver l'intégrité des composants du fluide, tout en assurant un niveau important de déplacement de fluide. Dans un mode de réalisation préféré, l'excitation de la membrane est réalisée à l'une des fréquences propres de la membrane, notamment la première fréquence propre de la membrane. Selon une caractéristique avantageuse, en vue d'éviter des effets de pression localisée dans le fluide, la fréquence d'excitation de la membrane a une valeur comprise dans la plage allant de 25 Hz à 250 Hz, de préférence de 50 Hz à 150 Hz.
Au repos, la membrane est simplement tenue sur sa périphérie, ce qui évite toute relaxation de la membrane durant le stockage du récipient-mélangeur. Lors de l'actionnement de la membrane, celle-ci voit sa surface augmenter avec la formation de l'onde, ce qui résulte en une tension de la membrane en fonctionnement, due à la tenue en périphérie de la membrane. Selon une caractéristique, la membrane est maintenue sous tension dans l'espace de circulation sensiblement parallèlement à la direction de circulation, cette tension étant conférée par tout moyen forçant le retour de la membrane dans une configuration plane une fois que la membrane est au repos, c'est-à-dire non soumise à la force d'excitation alternative. Par exemple, la périphérie de la membrane qui est souple et élastique peut être en prise avec un cadre rigide périphérique de la membrane, ce cadre exerçant à la périphérie de la membrane des efforts pour étirer la membrane et ainsi forcer son retour élastique dans un plan d'extension du cadre. Dans le cas d'une membrane à géométrie discoïdale, le cadre peut notamment être un anneau, qui exerce à la périphérie de la membrane des efforts rayonnants pour étirer la membrane. Dans le cadre de l'invention, la membrane peut être constituée en tout matériau adapté à sa fonction, notamment choisi parmi les élastomères de silicone, le polyuréthane, le caoutchouc ou tout polymère analogue. Bien entendu, plusieurs géométries de membranes connues sont compatibles avec l'invention. Dans un mode de réalisation, la membrane peut être en forme de lame sensiblement parallélépipédique et maintenue dans un espace de circulation délimité par deux parois, préférentiellement rigides, disposées en regard des surfaces principales de la membrane. Une force d'excitation sensiblement perpendiculaire au plan moyen de la membrane peut alors être appliquée à un bord de la membrane situé du côté de l'orifice d'entrée de l'espace de circulation, de sorte que les ondes de déformation se propagent vers un bord opposé de la membrane situé du côté de l'orifice de sortie de l'espace de circulation. Dans un autre mode de réalisation, la membrane peut être de forme tubulaire et maintenue dans un espace de circulation tubulaire à parois préférentiellement rigides. Une distribution de forces d'excitation radiale et symétrique peut alors être appliquée à une extrémité de la membrane tubulaire située du côté de l'orifice d'entrée de l'espace de circulation, de sorte que les ondes de déformation se propagent vers l'extrémité opposée de la membrane située du côté de l'orifice de sortie de l'espace de circulation. Dans encore un autre mode de réalisation, la membrane peut être en forme de disque, ou de portion de disque, et maintenue dans un espace de circulation délimité par deux parois, préférentiellement rigides, disposées en regard des surfaces principales de la membrane. Une force d'excitation sensiblement perpendiculaire au plan moyen de la membrane peut alors être appliquée à une première extrémité de la membrane située du côté de l'orifice d'entrée de l'espace de circulation, de sorte que les ondes de déformation se propagent vers une deuxième extrémité de la membrane située du côté de l'orifice de sortie de l'espace de circulation. Un avantage de ce mode de réalisation à géométrie discoïdale est que le maintien de la membrane dans l'espace de circulation est simplifié, car la membrane n'est maintenue qu'au niveau de son bord périphérique externe.
Selon une première variante du mode de réalisation à géométrie discoïdale, la première extrémité de la membrane située du côté de l'orifice d'entrée, à laquelle est appliquée la force d'excitation, est un bord central de la membrane, alors que la deuxième extrémité de la membrane située du côté de l'orifice de sortie est un bord périphérique externe de la membrane. Cet agencement correspond à une configuration centrifuge de la pompe, dans laquelle le fluide circule du centre vers la périphérie de la membrane. Selon une deuxième variante du mode de réalisation à géométrie discoïdale, la première extrémité de la membrane située du côté de l'orifice d'entrée, à laquelle est appliquée la force d'excitation, est un bord périphérique externe de la membrane, alors que la deuxième extrémité de la membrane située du côté de l'orifice de sortie est un bord central de la membrane. Cet agencement correspond à une configuration centripète de la pompe, dans laquelle le fluide circule de la périphérie vers le centre de la membrane. Cette configuration centripète génère un effet de concentration de l'énergie, de la périphérie vers le centre de l'espace de circulation, qui permet d'obtenir des gradients de pression compatibles avec ceux exigés dans les applications industrielles. Cette configuration centripète permet également de travailler avec des amplitudes plus faibles d'excitation au niveau du bord périphérique externe de la membrane, et ainsi de limiter la dégradation de fluides fragiles. Selon une caractéristique avantageuse, les orifices d'admission et de refoulement du corps de pompe débouchent dans le conteneur au voisinage d'une paroi latérale du conteneur. Cela garantit une bonne circulation de fluide dans tout le volume du conteneur, et en particulier le long des parois latérales du conteneur pour empêcher la stagnation de particules sur ces parois, tout en évitant l'apparition de zones mortes dans le conteneur, c'est-à-dire de zones dans lesquelles le fluide n'est pas déplacé.
De préférence, le corps de pompe comporte une pluralité d'orifices d'admission et une pluralité d'orifices de refoulement, les orifices d'admission étant alternés angulairement avec des orifices de refoulement selon une direction circonférentielle du corps de pompe. Un tel agencement alterné des orifices d'admission et de refoulement du corps de pompe permet d'induire un déplacement de fluide plus homogène dans le volume du conteneur et favorise un mélange efficace. Dans un mode de réalisation, chaque orifice de refoulement est un orifice périphérique du corps de pompe alors que chaque orifice de sortie de l'espace de circulation est un orifice central du corps de pompe, le corps de pompe comportant une partie de redirection de fluide issu de chaque orifice de sortie vers au moins un orifice de refoulement. Cette configuration permet de privilégier la circulation de fluide à la périphérie du conteneur, le fluide venant ainsi "lécher" les parois du conteneur et évitant que des particules adhèrent aux parois.
De manière avantageuse, chaque orifice d'admission est un orifice périphérique du corps de pompe et forme un orifice d'entrée de l'espace de circulation. L'entrée directe de fluide dans l'espace de circulation à travers les orifices d'admission du corps de pompe permet de limiter l'encombrement du récipient-mélangeur.
Dans un mode de réalisation, le corps de pompe comporte deux parois, préférentiellement rigides, en regard l'une de l'autre, qui définissent entre elles l'espace de circulation, la membrane étant sensiblement en forme de disque et maintenue dans l'espace de circulation sensiblement parallèlement à ces deux parois. Comme évoqué précédemment, dans ce mode de réalisation à géométrie discoïdale, chaque orifice d'entrée de l'espace de circulation débouche avantageusement dans l'espace de circulation au voisinage de la périphérie de la membrane, alors que chaque orifice de sortie de l'espace de circulation débouche dans l'espace de circulation au voisinage d'une zone centrale de la membrane, de manière à créer un effet de concentration de l'énergie de déplacement de fluide de la périphérie vers le centre de la pompe. Quelle que soit la géométrie de la membrane, celle-ci comporte avantageusement des orifices, de sorte que le fluide peut passer de part et d'autre de la membrane dans l'espace de circulation. Il est ainsi possible d'exploiter tout le volume du corps de pompe pour transférer l'énergie de mélange. En particulier, dans le mode de réalisation à géométrie discoïdale, la membrane comporte au moins un orifice périphérique et au moins un orifice central. Dans un mode de réalisation, le corps de pompe comporte un premier flasque et un deuxième flasque qui forment deux parois, préférentiellement rigides, en regard l'une de l'autre définissant entre elles l'espace de circulation, le premier flasque comportant les orifices d'admission et de refoulement qui débouchent dans le volume intérieur du conteneur. Le conteneur peut alors être solidarisé avec le premier flasque, de sorte que l'espace de circulation est à l'extérieur du conteneur. En variante, le conteneur peut être solidarisé avec le deuxième flasque, de sorte que l'espace de circulation est dans le volume intérieur du conteneur. Selon encore une autre variante, le conteneur peut être solidarisé entre les premier et deuxième flasques, l'espace de circulation correspondant alors au volume du conteneur entre les flasques. De manière avantageuse, le deuxième flasque comporte un orifice de drainage du récipient-mélangeur, qui débouche à l'extérieur du conteneur. Le conteneur peut être solidarisé avec le corps de pompe par toute technique appropriée de solidarisation permanente ou semi-permanente, notamment par collage, surmoulage ou soudage. En variante, le conteneur peut être solidarisé avec le corps de pompe de manière amovible, par exemple par vissage d'une partie filetée du corps de pompe dans une partie taraudée complémentaire traversant une paroi du conteneur. La section transversale de l'espace de circulation de la pompe d'un récipient-mélangeur selon l'invention, prise perpendiculairement à la direction de circulation, peut être globalement constante, croissante ou décroissante depuis l'orifice d'entrée de l'espace de circulation vers l'orifice de sortie de l'espace de circulation. En particulier, dans le cas d'une membrane à géométrie discoïdale, l'épaisseur de l'espace de circulation peut être globalement constante, croissante ou décroissante depuis la périphérie de la membrane vers une zone centrale de la membrane. Une configuration dans laquelle la section transversale de l'espace de circulation est globalement croissante depuis l'orifice d'entrée vers l'orifice de sortie permet d'assurer un débit de fluide important au niveau de l'orifice de sortie. Une configuration dans laquelle la section transversale de l'espace de circulation est globalement décroissante depuis l'orifice d'entrée vers l'orifice de sortie permet de favoriser la propagation d'ondes depuis l'extrémité soumise à la force d'excitation vers l'autre extrémité de la membrane. Selon un aspect de l'invention, la pompe comporte un support rigide, qui est solidaire de l'extrémité de la membrane destinée à être soumise à la force d'excitation et dont au moins une partie en saillie passe de manière étanche vers l'extérieur du corps de pompe, le dispositif d'actionnement étant adapté pour agir sur cette partie en saillie du support de façon à engendrer de manière alternative la force d'excitation à l'extrémité de la membrane. Le support est avantageusement à base de ou constitué en un matériau composite à matrice polymère, notamment choisie parmi le sulfure de polyphénylène (PPS), le polypropylène, le polycarbonate, renforcée par des fibres, notamment des fibres de verre. Dans un mode de réalisation, la membrane est surmoulée sur le support. Cela permet un gain de temps pour l'assemblage de la pompe, tout en améliorant l'adhésion et le couplage entre la membrane et le support. Selon un aspect de l'invention, la pompe du récipient-mélangeur est intégralement constituée en matériau polymère, éventuellement renforcé par des fibres pour les parties de la pompe ayant une fonction mécanique, telles que le support. A titre d'exemple non limitatif, le corps de pompe peut être constitué en polyoléfine ou en polycarbonate ; le support peut être constitué en sulfure de polyphénylène (PPS), en polypropylène ou en polycarbonate renforcé par des fibres de verre ; la membrane peut être constituée en élastomère de silicone, en polyuréthane ou en caoutchouc. Une telle pompe intégralement constituée en matériau polymère permet de limiter le coût de fabrication du récipient-mélangeur, tout en limitant son poids. De plus, lorsqu'une telle pompe en matériau polymère est associée à un conteneur également en matériau polymère, aucune partie métallique n'est en contact avec le ou les fluides à mélanger, ce qui est particulièrement avantageux dans le cas du mélange de fluides agressifs susceptibles d'attaquer les matériaux métalliques ou de fluides sensibles à une pollution métallique. L'invention propose un dispositif mélangeur comportant, d'une part, un récipient-mélangeur comprenant un conteneur et une pompe à membrane et, d'autre part, un dispositif d'actionnement de la membrane. Dans un mode de réalisation avantageux, le récipient-mélangeur comprenant le conteneur et la pompe à membrane est jetable, en particulier à usage unique, tandis que le dispositif d'actionnement est durable et propre à être couplé successivement à plusieurs récipients-mélangeurs. De préférence, les moyens de couplage sont adaptés à sélectivement assembler ou désassembler le dispositif d'actionnement vis-à-vis de la membrane et/ou du support de membrane de la pompe. De cette manière, le dispositif d'actionnement du récipient-mélangeur est utilisable pour actionner/exciter à tour de rôle des membranes de différentes pompes. Ce mode de réalisation est particulièrement utile lorsque chaque pompe est associée avec un conteneur correspondant pour former un ensemble jetable, le dispositif d'actionnement est ainsi utilisable pour actionner, les unes après les autres, des pompes de plusieurs ensembles jetables. De préférence, le récipient-mélangeur comprenant le conteneur et la pompe à membrane est pré-assemblé de telle sorte que le conteneur et le corps de pompe, qui sont en communication directe l'un avec l'autre, ont un volume intérieur stérile.
Dans le cadre de l'invention, le dispositif d'actionnement peut comprendre au moins un actionneur électromagnétique linéaire alimenté par un courant alternatif. En variante, le dispositif d'actionnement peut comprendre au moins un actionneur mécanique, par exemple un actionneur à bielle-manivelle, motorisé par un motoréducteur à vitesse variable. Dans un mode de réalisation, le conteneur est en matériau flexible. Le conteneur peut alors être aplati sur lui-même lorsqu'il est vide de contenu, ce qui limite l'encombrement du récipient-mélangeur. Des exemples de matériaux polymères flexibles appropriés pour le conteneur comprennent notamment, de manière non limitative, le polyéthylène, le polypropylène, le polychlorure de vinylidène (PVDC), le nylon, le copolymère d'éthylène et d'alcool vinylique (EVOH), des polymères fluorés tels que l'éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE), le polyfluorure de vinylidène (PVDF), les copolymères éthylène-propylène fluorés (FEP). On entend ici par "polymère fluoré" tout polymère ayant dans sa chaîne au moins un monomère choisi parmi les composés contenant un groupe vinyle capable de s'ouvrir pour se polymériser et qui contient, directement attaché à ce groupe vinyle, au moins un atome de fluor, un groupe fluoroalkyle ou un groupe fluoroalkoxy. Certains polymères fluorés présentent l'avantage d'être perméables aux gaz, ce qui peut être exploité pour assurer une amenée de gaz d'aération dans le conteneur, notamment dans le cas d'un bioréacteur. Selon un aspect de l'invention, le récipient-mélangeur comprend au moins un orifice, de préférence un orifice stérile, de remplissage du récipient-mélangeur, qui peut être un orifice percé dans une paroi du conteneur ou un orifice du corps de pompe.
Selon un autre aspect de l'invention, le corps de pompe du récipient- mélangeur définit un orifice de drainage du récipient-mélangeur qui débouche à l'extérieur du conteneur. Il est ainsi possible de vider le récipient-mélangeur par l'intermédiaire du corps de pompe. La vidange du récipient-mélangeur peut être passive, sans actionner la pompe ou être active en actionnant la pompe pour favoriser la vidange. Le récipient-mélangeur peut comporter des moyens pour commander sélectivement le passage de fluide via l'orifice de drainage en fonction d'un paramètre mesuré représentatif de la qualité du mélange. En tant que paramètre représentatif de la qualité du mélange, on peut avoir un temps d'actionnement de la pompe et/ou un paramètre représentatif de la fluidité du mélange de fluide. Comme la force d'excitation dépend de la fluidité du mélange, on peut par exemple mesurer l'évolution dans le temps de cette force d'excitation et commander sélectivement la vidange en fonction de cette évolution. On peut par exemple mesurer cette évolution de la force d'excitation en mesurant la consommation d'énergie nécessaire au fonctionnement du dispositif d'actionnement. En variante, la qualité du mélange peut être mesurée directement dans le fluide, en particulier par l'établissement d'un régime stationnaire d'un paramètre représentatif du taux de mélange, tel que le pH, la conductivité, ou toute autre grandeur permettant d'accéder à une concentration. Selon une caractéristique, le récipient-mélangeur comprend une armature rigide de contention du conteneur, qui permet de contenir et supporter les parois du conteneur à l'état plein et lors du mélange.
Dans un mode de réalisation, le récipient-mélangeur comprend au moins un capteur de mesure d'un paramètre représentatif du taux de mélange dans le conteneur, tel que le pH, la conductivité, ou toute autre grandeur permettant d'accéder à une concentration. Ce ou ces capteurs sont avantageusement en liaison de rétrocontrôle avec le dispositif d'actionnement.
Dans le cas d'un bioréacteur, le récipient-mélangeur comprend avantageusement au moins un capteur de mesure du niveau de croissance des organismes en suspension, tel que des capteurs de mesure du taux d'02, du taux de CO2, du taux de substances nutritives (sucre), du pH. Le récipient-mélangeur peut également comprendre au moins un élément d'amenée de gaz d'aération dans le conteneur, notamment de dioxygène. L'élément d'amenée de gaz d'aération peut être formé par un tuyau dont la paroi laisse passer des bulles de gaz d'aération, ce tuyau entrant dans le conteneur à travers un orifice percé dans une paroi du conteneur ou un orifice du corps de pompe. En variante, l'élément d'amenée de gaz d'aération peut être formé directement par une ou des parois du conteneur qui sont en un matériau perméable au gaz d'aération, par exemple en copolymère éthylène-propylène fluoré (FEP).
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre de deux modes de réalisation d'un récipient-mélangeur selon l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective avec arrachement partiel d'un récipient-mélangeur conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une coupe transversale selon les plans II-II de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un ensemble comprenant le récipient-mélangeur de la figure 1 et un dispositif d'actionnement ; - la figure 4 est une vue en perspective avec arrachement partiel du récipient-mélangeur en configuration couplée avec le dispositif d'actionnement ; - la figure 5 est une vue à plus grande échelle du détail V de la figure 4 ; - la figure 6 est une vue en perspective du flasque supérieur du récipient- mélangeur des figures 1 à 5 ; - la figure 7 est une vue en perspective de la membrane du récipient-mélangeur des figures 1 à 5 ; - la figure 8 est une vue analogue à la figure 1 pour un récipient-mélangeur conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 9 est une coupe transversale selon les plans IX-IX de la figure 8. Dans le premier mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 7, le récipient-mélangeur 1 comprend un sac 2 en matériau polymère flexible et une pompe 3 dont le corps de pompe 4 est solidarisé avec le sac 2. Dans ce mode de réalisation, le sac 2 est par exemple constitué à base d'un polymère multicouche comprenant la superposition d'une couche de nylon, qui confère au sac des propriétés de résistance mécanique, d'une couche de polyéthylène, qui forme une barrière à l'humidité, et d'une couche d'alcool polyvinylique PVOH, qui forme une barrière aux gaz tels que le dioxygène et le dioxyde de carbone.
De manière classique, le sac 2 comporte au moins un orifice stérile 23 pour le remplissage du sac. Le sac 2 comporte également une ouverture 27 de réception du corps de pompe 4. Dans ce mode de réalisation, le ou chaque orifice de remplissage 23 est prévu dans une paroi supérieure 22 ou latérale 25 du sac 2, alors que l'ouverture 27 de réception du corps de pompe 4 est prévue au voisinage d'une paroi de fond 21 du sac. La capacité du sac 2 est adaptée à l'application recherchée, en particulier elle peut être choisie dans la plage allant de 0,5 L à 5000 L, de préférence de 10 L à 5000 L. Selon une réalisation, l'ensemble comprenant le sac 2 et la pompe 3 est stérile et à usage unique. Le corps de pompe 4 comprend deux flasques, un flasque supérieur 5 et un flasque inférieur 7, qui définissent entre eux un espace 40 de circulation de fluide en forme de disque. Les flasques 5 et 7 sont assemblés l'un à l'autre à leur périphérie, avec interposition d'une membrane déformable 6 destinée à la propulsion de fluide, qui est également en forme de disque. De préférence, les flasques 5 et 7 sont constitués en matériau polymère, par exemple dans ce mode de réalisation en polypropylène. Les flasques 5 et 7 sont avantageusement obtenus par moulage, en particulier par moulage par injection. Comme bien visible sur les figures 1 et 6, le flasque supérieur 5 du corps de pompe comporte une paroi rigide 51 et une couronne 55 en saillie par rapport à la paroi 51. La paroi 51 comporte un orifice central 54, ainsi qu'une pluralité d'orifices périphériques 52 situés au voisinage de la jonction entre la paroi 51 et la couronne 55. Les orifices périphériques 52 sont prévus pour l'admission de fluide dans le corps de pompe 4. Le flasque supérieur 5 comporte également, au voisinage de la jonction entre la paroi 51 et la couronne 55, une pluralité d'orifices périphériques 58 prévus pour le refoulement de fluide hors du corps de pompe 4. De manière avantageuse, les orifices d'admission 52 sont alternés angulairement avec les orifices de refoulement 58 selon une direction circonférentielle du corps 4. De plus, le flasque supérieur 5 comporte une pluralité de canaux 56 qui relient chacun l'orifice central 54 et l'un des orifices de refoulement 58. Ces canaux 56 sont prévus pour assurer une redirection de fluide depuis l'orifice central 54 vers les orifices de refoulement 58. Dans ce mode de réalisation, le flasque supérieur 5 comporte quatre orifices d'admission 52, quatre orifices de refoulement 58 et quatre canaux de redirection 56.
Le flasque inférieur 7 comporte une paroi rigide 71 munie d'un orifice central 72. L'orifice central 72 est prévu pour le drainage de fluide hors du corps de pompe 4. A cet effet, l'orifice 72 est relié à un raccord 12 ajustable entre une configuration fermée d'obturation de l'orifice 72 et une configuration ouverte de drainage de fluide à travers l'orifice 72. Dans ce mode de réalisation, l'assemblage entre le sac 2 et le corps de pompe 4 est réalisé en faisant passer la couronne 55 du flasque supérieur 5 dans l'ouverture 27 du sac, de sorte qu'elle fait saillie dans le volume intérieur du sac, et en solidarisant de manière étanche la paroi 51 du flasque supérieur avec la paroi de fond 21 du sac autour de l'ouverture 27. La solidarisation entre la paroi 51 du flasque supérieur et la paroi de fond 21 du sac peut être obtenue par tout moyen approprié, notamment par collage, surmoulage ou soudage. En configuration assemblée du sac 2 avec le corps de pompe 4, les orifices d'admission 52 et de refoulement 58 du corps de pompe débouchent à l'intérieur du sac 2 de telle sorte qu'un fluide présent dans le sac 2 peut circuler directement et sans conduite entre le sac et le corps de pompe. De plus, le raccord 12 connecté à l'orifice de drainage 72 débouche à l'extérieur du sac 2 de manière à permettre le drainage du sac 2. Dans le corps de pompe 4, les parois 51 et 71 des flasques 5 et 7 sont en regard l'une de l'autre et définissent entre elles l'espace 40 de circulation de fluide. Les orifices d'admission 52 du flasque supérieur 5 forment des orifices d'entrée de fluide dans l'espace de circulation 40, et l'orifice central 54 du flasque supérieur 5 forme un orifice de sortie de fluide hors de l'espace de circulation 40. Le fluide circule ainsi dans l'espace de circulation 40 selon une direction radiale A, depuis les orifices périphériques d'entrée 52 vers l'orifice central de sortie 54. La membrane 6, qui est une lame souple en matériau élastomère, par exemple dans ce mode de réalisation en silicone, présente un plan moyen P et est maintenue sous tension dans l'espace de circulation 40, parallèlement à la direction A. Comme bien visible sur la figure 7, une extrémité périphérique 61 de la membrane 6 est fixée à un support rigide 8. De préférence, le support 8 est constitué en un matériau composite à matrice polymère, par exemple dans ce mode de réalisation en sulfure de polyphénylène (PPS) renforcé par des fibres de verre. Comme pour les flasques 5 et 7, le support 8 est avantageusement obtenu par moulage, en particulier par moulage par injection. De plus, la membrane 6 est avantageusement assemblée avec le support 8 par surmoulage ou par moulage biphasé ("two-shot molding"). La membrane 6 comporte deux extensions périphériques 65 et 67, qui s'étendent depuis l'extrémité périphérique 61 de la membrane en direction des flasques 5 et 7. L'extension supérieure 65 assure une liaison étanche avec la paroi 51 du flasque supérieur 5, tandis que l'extension inférieure 67 assure une liaison étanche avec la paroi 71 du flasque inférieur 7. De cette manière, les extensions 65 et 67 délimitent circonférentiellement l'espace de circulation 40. La fixation de chaque extension 65 ou 67 de la membrane avec la paroi correspondante 51 ou 71 est réalisée à l'aide de deux bagues de blocage, respectivement une bague supérieure 10 et une bague inférieure 11. Les bagues de blocage sont de préférence constituées en un matériau composite à matrice polymère, par exemple dans ce mode de réalisation en sulfure de polyphénylène (PPS) renforcé par des fibres de verre. Dans ce mode de réalisation, la membrane 6 comporte un orifice central 64 et une pluralité d'orifices périphériques 62 situés radialement vers l'intérieur par rapport aux extensions périphériques 65 et 67. Ainsi, le fluide circule dans l'espace de circulation 40 de part et d'autre de la membrane 6, c'est-à-dire à la fois dans le volume défini entre la membrane 6 et le flasque supérieur 5 et dans le volume défini entre la membrane 6 et le flasque inférieur 7. Comme bien visible sur les figures 3 à 5, le support 8 auquel est fixé la membrane 6 comporte une partie périphérique 81 qui fait saillie vers l'extérieur du corps de pompe 4. Cette partie périphérique 81 est prévue pour être attelée à un dispositif d'actionnement 9 qui, dans ce mode de réalisation, comprend deux actionneurs électromagnétiques linéaires 9A et 9B. De manière connue, chaque actionneur 9A ou 9B, lorsqu'il est alimenté par un courant alternatif, produit un déplacement alternatif en translation d'une partie mobile 91, qui résulte de l'apparition de forces de Laplace au sein de l'actionneur. Les actionneurs 9A et 9B sont disposés de telle sorte que les parties mobiles 91 des deux actionneurs sont solidarisées avec deux côtés opposés 81A et 81B de la partie périphérique 81 du support 8. Comme montré sur le détail de la figure 5, pour chaque actionneur 9A ou 9B, la solidarisation entre la partie mobile 91 de l'actionneur et le côté correspondant 81A ou 81B du support 8 est obtenue en insérant le côté du support 8 dans un rail 18 qui est solidaire de la partie mobile 91. Les parties mobiles 91 des deux actionneurs 9A et 9B sont alors aptes à imprimer au support 8 un mouvement de translation selon une direction B sensiblement perpendiculaire au plan moyen P de la membrane 6. Ainsi, le dispositif d'actionnement 9 permet d'engendrer de manière alternative, à l'extrémité périphérique 61 de la membrane 6, une force d'excitation F sensiblement perpendiculaire au plan moyen P de la membrane 6. Le matériau constitutif et les dimensions du support 8 sont choisies de telles sorte que le support 8 présente une rigidité suffisante pour garantir que la force d'excitation F appliquée à l'extrémité périphérique 61 de la membrane 6 est sensiblement la même sur toute la périphérie de la membrane, même si les actionneurs 9A et 9B n'agissent que sur deux côtés opposés du support 8. De manière avantageuse, afin de garantir une bonne propagation d'ondes depuis l'extrémité périphérique 61 de la membrane 6 qui est soumise à la force F d'excitation vers l'extrémité de la membrane qui délimite l'orifice central 64, la membrane 6 a une épaisseur e décroissante depuis son extrémité périphérique 61 vers son orifice central 64. Il est également possible de favoriser une bonne propagation d'ondes depuis la périphérie vers l'orifice central 64 de la membrane 6, tout en gardant une section sensiblement constante de passage de fluide, en jouant sur la géométrie de l'espace de circulation 40, notamment en prévoyant que l'épaisseur e de l'espace de circulation 40 soit décroissante depuis l'extrémité périphérique 61 de la membrane vers l'orifice central 64 de la membrane. Comme montré sur les figures 4 à 5, afin d'immobiliser les flasques supérieur et inférieur tout en facilitant le positionnement du récipient-mélangeur 1 par rapport au dispositif d'actionnement 9, on prévoit, en plus de la paire de rails mobiles 18 propres à recevoir et entraîner en translation le support 8, deux paires de rails fixes 15 et 17 supplémentaires, situées de part et d'autre du corps de pompe 4 en étant parallèles aux rails 18. Les rails 15 sont destinés à recevoir la périphérie du flasque supérieur 5, tandis que les rails 17 sont destinés à recevoir la périphérie du flasque inférieur 7.
Comme montré sur la figure 3, une armature rigide 13 peut avantageusement être prévue pour, d'une part, supporter le dispositif d'actionnement 9 et les rails de positionnement 15, 17, 18 et, d'autre part, délimiter un logement 14 de réception du sac 2. Le récipient-mélangeur est ainsi facilement positionnable dans l'armature 13, de façon amovible. De plus, le logement 14 permet une contention du sac 2 lorsqu'il est rempli. L'armature 13 peut également supporter des moyens de contrôle électronique du dispositif d'actionnement 9 et des moyens de suivi de la qualité du mélange. Dans le deuxième mode de réalisation représenté sur les figures 8 et 9, les éléments analogues à ceux du premier mode de réalisation portent des références identiques. Le récipient-mélangeur 1 de ce deuxième mode de réalisation diffère de celui du premier mode de réalisation uniquement par les moyens mis en oeuvre pour atteler l'extrémité périphérique 61 de la membrane 6 au dispositif d'actionnement 9. Dans ce deuxième mode de réalisation, le support rigide 8' auquel est fixée l'extrémité 61 de la membrane ne dépasse pas radialement par rapport aux flasques 5 et 7, mais comprend une pluralité de pattes périphériques 81' réparties circonférentiellement, qui font saillie vers l'extérieur du corps de pompe 4 à travers des orifices 78 du flasque inférieur 7. Dans ce mode de réalisation, le support 8' comporte six pattes périphériques 81' qui passent dans six orifices 78 du flasque inférieur 7. Des joints d'étanchéité 19 sont prévus dans chaque orifice 78. A titre d'exemple, dans ce mode de réalisation, le support 8' est en polycarbonate et les joints 19 sont en silicone et surmoulés sur les pattes 81' du support 8'. Les pattes périphériques 81' du support 8' sont prévues pour être attelées à un dispositif d'actionnement 9 qui, comme dans le premier mode de réalisation, peut comprendre un ou plusieurs actionneurs électromagnétiques linéaires dont des parties mobiles 91 sont aptes à être solidarisées avec les pattes périphérique 81', par exemple par encliquetage dans le volume intérieur des pattes périphérique 81'. Ce deuxième mode de réalisation permet d'assembler directement le flasque supérieur 5 et le flasque inférieur 7 à leur périphérie et de limiter l'encombrement radial du récipient-mélangeur. De plus, dans ce deuxième mode de réalisation, il est possible d'employer un support 8' moins rigide que le support 8 du premier mode de réalisation car les actionneurs agissent de manière plus homogène à la périphérie du support. La masse mobile du support 8' est également plus faible que dans le premier mode de réalisation, ce qui permet de prévoir une force plus faible exercée par les actionneurs sur le support.
Comme il ressort de ce qui précède, un récipient-mélangeur conforme à l'invention permet d'obtenir un déplacement efficace de fluides pour leur mélange, à la fois pour des petits et des grands volumes, tout en limitant les contraintes de cisaillement générées dans les fluides, ce qui permet d'éviter des endommagements de leurs composants. De manière particulièrement avantageuse, l'invention propose un dispositif mélangeur comportant d'un côté un récipient-mélangeur stérile et jetable, qui comprend un conteneur et une pompe à membrane, et de l'autre côté un dispositif pour l'actionnement de la vibration de la membrane, qui est durable et propre à être couplé successivement avec plusieurs récipients-mélangeurs. Avec un récipient- mélangeur conforme à l'invention, les risques de fuite et de contamination sont limités, notamment grâce à l'absence de joints d'étanchéité dynamiques sollicités par un organe rotatif. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés. En particulier, comme évoqué précédemment, la membrane de la pompe peut avoir une géométrie autre que discoïdale, notamment une géométrie en lame ou tubulaire. De plus, une seule face de la membrane peut être utilisée pour déplacer le fluide, ce qui serait le cas par exemple dans les modes de réalisation décrits ci-dessus si la membrane ne comportait pas d'orifices périphériques 62 pour le passage du fluide de part et d'autre de la membrane.
Par ailleurs, le conteneur peut être rigide au lieu d'être flexible. Le conteneur peut également comprendre une combinaison d'un conteneur rigide et d'un conteneur flexible, où le conteneur rigide peut supporter le conteneur flexible. La liaison entre la pompe et le conteneur peut également être une liaison réversible, au lieu d'une liaison permanente ou semi-permanente comme décrit précédemment. Il peut s'agir notamment d'une liaison vissée entre un organe taraudé monté dans l'ouverture 27 du conteneur et une partie filetée correspondante prévue dans un orifice du corps de pompe. Selon une variante non représentée, le conteneur peut être solidarisé avec le flasque inférieur 7, au lieu du flasque supérieur 5, l'espace de circulation étant alors situé dans le volume intérieur du conteneur. Selon une autre variante, le conteneur peut être solidarisé entre le flasque supérieur 5 et le flasque inférieur 7, l'espace de circulation correspondant alors au volume du conteneur entre les flasques 5 et 7. De plus, la géométrie du corps de pompe peut être différente de celle décrite et représentée, par exemple en termes de nombres d'orifices ou de structure des flasques. En particulier, le flasque supérieur 5 peut être modifié pour ne présenter aucun plateau ou autre surface susceptible de favoriser l'apparition de zones mortes de fluide. En option, un récipient-mélangeur selon l'invention peut comprendre plusieurs pompes pour un même conteneur, ou inversement plusieurs conteneurs pour une même pompe. Il est aussi possible qu'une même pompe comporte plusieurs membranes parallèles disposées pour onduler ensemble, dans l'espace de circulation, sous l'effet de la force d'excitation F et agencées pour forcer un flux de fluide au travers de l'espace de circulation depuis l'orifice d'entrée de l'espace de circulation vers l'orifice de sortie de l'espace de circulation. D'autres dispositifs d'actionnement que les actionneurs électromagnétiques linéaires décrits précédemment sont également utilisables dans le cadre de l'invention. En particulier, la structure des actionneurs électromagnétiques peut être modifiée de telle sorte qu'un bobinage est présent autour du corps de pompe de manière à induire un déplacement de la partie mobile de chaque actionneur à l'intérieur du corps de pompe. Cette configuration permet d'avoir un corps de pompe complètement clos, sans partie 81 ou 81' qui passe vers l'extérieur du corps de pompe, ce qui est particulièrement avantageux pour l'étanchéité. En variante, comme déjà mentionné, les actionneurs électromagnétiques peuvent également être remplacés par d'autres types d'actionneurs, notamment des actionneurs mécaniques. Enfin, l'invention est applicable pour le mélange de tous types de fluides, y compris des fluides fragiles ou chargés de particules, notamment des fluides biologiques ou pharmaceutiques. L'invention est bien adaptée pour le mélange de fluides non newtoniens, pour lesquels on cherche à contrôler le cisaillement, par exemple pour le mélange de fluides rhéofluidifiants ou rhéoépaississants, ou encore pour le mélange de fluides susceptibles de s'agglomérer irréversiblement sous l'effet du cisaillement.
Claims (23)
- REVENDICATIONS1. Récipient-mélangeur (1) comprenant : - un conteneur (2) destiné à recevoir au moins un fluide, et - une pompe (3) comportant un corps de pompe (4) qui définit au moins un orifice d'admission (52) de fluide et au moins un orifice de refoulement (58) de fluide, caractérisé en ce que les orifices d'admission (52) et de refoulement (58) du corps de pompe (4) débouchent à l'intérieur du conteneur (2) de telle sorte que le fluide circule directement et sans conduite entre le conteneur et le corps de pompe, le corps de pompe (4) définissant un espace de circulation (40) de fluide selon une direction de circulation (A) depuis un orifice d'entrée (52) de l'espace de circulation vers un orifice de sortie (54) de l'espace de circulation, la pompe (3) comportant une membrane déformable (6) qui est maintenue dans l'espace de circulation (40) sensiblement parallèlement à la direction de circulation (A), le récipient-mélangeur comportant des moyens de couplage (8, 18, 91 ; 191) entre la membrane (6) et un dispositif d'actionnement (9) apte à faire vibrer la membrane (6).
- 2. Récipient-mélangeur selon la revendication 1, dans lequel le corps de pompe (4) comporte des parois (51, 71) qui définissent entre elles l'espace de circulation (40) de fluide selon une direction de circulation (A) depuis un orifice d'entrée (52) de l'espace de circulation vers un orifice de sortie (54) de l'espace de circulation, la membrane (6) étant maintenue dans l'espace de circulation (40) sensiblement parallèlement à la direction de circulation (A), le récipient- mélangeur comportant des moyens de couplage (8, 18, 91 ; 191) entre la membrane (6) et un dispositif d'actionnement (9) apte à engendrer de manière alternative, à une extrémité (61) de la membrane située au voisinage de l'orifice d'entrée (52), une force d'excitation (F) sensiblement perpendiculaire à la direction de circulation (A).
- 3. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les orifices d'admission (52) et de refoulement (58) ducorps de pompe (4) débouchent dans le conteneur (2) au voisinage d'une paroi latérale (25) du conteneur.
- 4. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps de pompe (4) comporte une pluralité d'orifices d'admission (52) et une pluralité d'orifices de refoulement (58), les orifices d'admission (52) étant alternés angulairement avec des orifices de refoulement (58) selon une direction circonférentielle du corps de pompe (4).
- 5. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque orifice de refoulement (58) est un orifice périphérique du corps de pompe (4) alors que chaque orifice de sortie (54) de l'espace de circulation (40) est un orifice central du corps de pompe (4), le corps de pompe (4) comportant une partie (56) de redirection de fluide issu de chaque orifice de sortie (54) vers au moins un orifice de refoulement (58).
- 6. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque orifice d'admission (52) est un orifice périphérique du corps de pompe (4) et forme un orifice d'entrée de l'espace de circulation (40).
- 7. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps de pompe (4) comporte deux parois (51, 71) en regard l'une de l'autre, qui définissent entre elles l'espace de circulation (40), la membrane (6) étant sensiblement en forme de disque et maintenue dans l'espace de circulation (40) sensiblement parallèlement aux parois (51, 71).
- 8. Récipient-mélangeur selon la revendication 7, dans lequel chaque orifice d'entrée (52) de l'espace de circulation (40) débouche dans l'espace de circulation au voisinage de la périphérie de la membrane (6) alors que chaque orifice de sortie (54) de l'espace de circulation (40) débouche dans l'espace de circulation au voisinage d'une zone centrale de la membrane (6).
- 9. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, dans lequel la membrane (6) comporte au moins un orifice périphérique (62) et au moins un orifice central (64).
- 10. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps de pompe (4) comporte un premier flasque(5) et un deuxième flasque (7) qui forment deux parois (51, 71) en regard l'une de l'autre définissant entre elles l'espace de circulation (40), le premier flasque (5) comportant lesdits orifices d'admission (52) et de refoulement (58) qui débouchent dans le volume intérieur du conteneur (2).
- 11. Récipient-mélangeur selon la revendication 10, dans lequel le conteneur (2) est solidarisé avec le premier flasque (5), de sorte que l'espace de circulation (40) est à l'extérieur du conteneur (2).
- 12. Récipient-mélangeur selon la revendication 10, dans lequel le conteneur (2) est solidarisé avec le deuxième flasque (7), de sorte que l'espace de circulation (40) est dans le volume intérieur du conteneur (2).
- 13. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le conteneur (2) est solidarisé de manière amovible avec le corps de pompe (4).
- 14. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pompe (3) comporte un support rigide (8, 8'), qui est solidaire d'une extrémité (61) de la membrane (6) et dont au moins une partie (81, 81') passe de manière étanche vers l'extérieur du corps de pompe (4), le dispositif d'actionnement (9) étant adapté pour agir sur ladite partie (81, 81') du support rigide de façon à engendrer de manière alternative, à l'extrémité (61) de la membrane, la force d'excitation (F).
- 15. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif d'actionnement (9) comprend au moins un actionneur électromagnétique linéaire alimenté par un courant alternatif.
- 16. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le conteneur (2) est en matériau flexible.
- 17. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ensemble comprenant le conteneur (2) et la pompe (3) est stérile et/ou jetable.
- 18. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens de couplage (8, 18, 91 ; 191) sont adaptés à sélectivement assembler ou désassembler le dispositif d'actionnement (9) vis-à-vis de la membrane (6) de la pompe.
- 19. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le récipient-mélangeur comprend au moins un orifice (23) de remplissage du récipient-mélangeur.
- 20. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps de pompe (4) définit au moins un orifice de drainage (72) du récipient-mélangeur qui débouche à l'extérieur du conteneur (2).
- 21. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le récipient-mélangeur comprend une armature rigide (13) de contention du conteneur (2).
- 22. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le récipient-mélangeur comprend en outre au moins un capteur de mesure d'un paramètre représentatif du taux de mélange dans le conteneur (2), qui est en liaison de rétrocontrôle avec le dispositif d'actionnement (9).
- 23. Récipient-mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le récipient-mélangeur comprend au moins un élément d'amenée de gaz d'aération dans le conteneur (2).20
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Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
BR112018014583A2 (pt) * | 2016-01-22 | 2018-12-11 | Saint Gobain Performance Plastics Corp | sistema de mistura de fluidos |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0647265A (ja) * | 1992-07-31 | 1994-02-22 | Nok Corp | 混合方法および混合装置 |
FR2861910A1 (fr) * | 2003-10-29 | 2005-05-06 | Jean Baptiste Drevet | Machine electromagnetique a membrane deformable et moteur electromagnetique adapte a une telle machine |
DE102010031860A1 (de) * | 2010-07-21 | 2012-01-26 | Quattroflow Fluid Systems Gmbh & Co. Kg | Mischer |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3740028A (en) * | 1969-09-11 | 1973-06-19 | A Bodine | Inductive cavitator |
US3633877A (en) * | 1969-09-11 | 1972-01-11 | Albert G Bodine | Inductive cavitator |
EP0123452B1 (fr) * | 1983-03-28 | 1987-11-04 | The British Hydromechanics Research Association | Mélange non-intrusif de liquides |
GB9525184D0 (en) * | 1995-12-08 | 1996-02-07 | Bhr Group Ltd | Mixing apparatus |
FR2744769B1 (fr) * | 1996-02-12 | 1999-02-12 | Drevet Jean Baptiste | Circulateur de fluide a membrane vibrante |
US20030175947A1 (en) * | 2001-11-05 | 2003-09-18 | Liu Robin Hui | Enhanced mixing in microfluidic devices |
ATE544509T1 (de) * | 2005-06-23 | 2012-02-15 | Koninkl Philips Electronics Nv | Vorrichtung zur mischung eines flüssigmediums |
US20080232987A1 (en) * | 2006-11-28 | 2008-09-25 | S.A.M. Amstar | Diaphragm circulator |
CN101377192B (zh) * | 2007-08-30 | 2012-06-13 | 研能科技股份有限公司 | 流体输送装置 |
FR2934652B1 (fr) * | 2008-08-01 | 2013-01-11 | Ams R & D Sas | Pompe a membrane ondulante de rendement ameliore. |
US8017409B2 (en) * | 2009-05-29 | 2011-09-13 | Ecolab Usa Inc. | Microflow analytical system |
EP3013465B1 (fr) * | 2013-06-28 | 2022-05-25 | Saint-Gobain Performance Plastics Corporation | Ensembles de mélange comprenant des roues magnétiques |
-
2014
- 2014-01-24 FR FR1450632A patent/FR3016811A1/fr active Pending
-
2015
- 2015-01-23 US US14/603,988 patent/US20150209740A1/en not_active Abandoned
- 2015-01-23 WO PCT/EP2015/051413 patent/WO2015110607A1/fr active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0647265A (ja) * | 1992-07-31 | 1994-02-22 | Nok Corp | 混合方法および混合装置 |
FR2861910A1 (fr) * | 2003-10-29 | 2005-05-06 | Jean Baptiste Drevet | Machine electromagnetique a membrane deformable et moteur electromagnetique adapte a une telle machine |
DE102010031860A1 (de) * | 2010-07-21 | 2012-01-26 | Quattroflow Fluid Systems Gmbh & Co. Kg | Mischer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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