FR3092568A1 - Bouchon hermétique pour embout - Google Patents

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Abstract

Bouchon (1) configuré pour fermer hermétiquement un embout (2) destiné à contenir un fluide biopharmaceutique, ledit embout présentant un alésage cylindrique (21) de diamètre (D1) et une collerette avec une gorge (23), le bouchon comprenant un corps (10) comprenant une partie avant (10A) avec une paroi extérieure cylindrique (11) autour d’un axe A, de diamètre au repos (D1’) supérieur à (D1), destiné à être reçue avec contrainte dans l’alésage cylindrique (21) de l’embout, un disque d’arrêt (12), prolongeant une partie arrière (10B) du corps radialement vers l’extérieur et s’étendant dans un plan transversal à l’axe, le corps (10) et le disque d’arrêt (12) étant symétriques de révolution autour de l’axe A, le disque d’arrêt comprenant un bourrelet annulaire (13), interposé radialement entre une première portée annulaire (15) et une deuxième portée annulaire (16), le bourrelet s’étendant vers l’avant depuis le disque d’arrêt et étant destiné à être reçu dans la gorge (23) de la collerette de l’embout.

Description

Bouchon hermétique pour embout
La présente invention est relative aux bouchons de fermeture hermétique pour embout, en particulier dans le domaine des contenants pour fluides biopharmaceutiques
Contexte
Dans le domaine des fluides biopharmaceutiques comme dans le domaine des matières alimentaires, l’utilisation de raccords de type « triclamp » est très courant. Dans ce type connexion, on met face à face deux embouts similaires avec un joint interposé, puis on utilise une menotte à visser (collier à charnière à vissage tangentiel) avec des portions tronconiques pour serrer l’un vers l’autre les embouts en compressant le joint interposé, ce qui établit une connexion hermétique.
Dans certaines opérations logistiques relatives aux fluides biopharmaceutiques, on livre un sous-ensemble avec un embout obturé hermétiquement en attente d’un raccordement ultérieur. Cet embout obturé est formé par un bouchon prenant la place de l’embout manquant sur lequel on installe la menotte à visser, comme ceci est illustré en coupe à la figure 8. La menotte à visser peut présenter un risque d’endommagement par contact vis-à-vis des poches plastiques de fluide biopharmaceutique, du même sous-ensemble ou des sous-ensembles voisins
Il est donc apparu un besoin pour proposer une solution plus simple et qui permet de réduire les risques d’endommagement par contact des poches plastiques.
À cet effet, il est donc proposé un bouchon configuré pour fermer hermétiquement un embout destiné à contenir un fluide biopharmaceutique, ledit embout présentant un alésage cylindrique de diamètre et une collerette avec une gorge, le bouchon comprenant :
- un corps comprenant une portion avant avec une paroi extérieure cylindrique autour d’un axe A, de diamètre au repos sensiblement supérieur à, destiné à être reçue avec contrainte dans l’alésage cylindrique de l’embout,
- un disque d’arrêt, prolongeant une portion arrière du corps au moins radialement vers l’extérieur et s’étendant généralement dans un plan transversal à l’axe,
le corps et le disque d’arrêt étant symétriques de révolution autour de l’axe A,
le disque d’arrêt comprenant un bourrelet annulaire, interposé radialement entre une première portée annulaire et une deuxième portée annulaire, le bourrelet s’étendant vers l’avant depuis le disque d’arrêt et étant destiné à être reçu dans la gorge de la collerette de l’embout,
de sorte que lorsque le bouchon est inséré dans l’embout, deux barrières hermétiques sont formées entre un espace intérieur de l’embout et l’environnement extérieur, à savoir une première barrière au niveau de la paroi du corps du bouchon reçue dans l’alésage intérieur et une deuxième barrière au niveau de l’accostage du bourrelet dans la gorge.
Avantageusement, on évite l’utilisation d’une menotte de type raccord triclamp. On évite aussi l’utilisation d’un joint, car le bourrelet fait, au moins en partie, office de joint.
Un tel bouchon présente un prix de revient modéré voire très avantageux et peut être par conséquent une pièce à usage unique.
Dans divers modes de réalisation de l’invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l’une et/ou à l’autre des dispositions suivantes, prises isolément ou en combinaison.
Selon un aspect, le corps et le disque d’arrêt peuvent être formés d’une seule pièce venue de matière élastomère. On peut utiliser par exemple de préférence pour cette pièce mono-matière un silicone ou un TPE (thermoplastique élastomère). D’autres bases ne sont toutefois pas exclues comme des copolymères de type polyuréthane, polyester, polyéthylène, polypropylène, polyuréthane, polyamide.
Selon un aspect, on choisit une matière suffisamment élastique qui donne une souplesse telle que la dureté du corps du bouchon est inférieure à Shore 70A.
Selon un aspect, on choisit une matière suffisamment élastique qui donne une souplesse telle que la dureté du corps du bouchon est comprise entre 50A et 80A Shore.
Selon un aspect, le bouchon peut être formé comme une pièce bi-matière en silicone ou TPE, avec une première portion faite dans une première matière et une deuxième portion faite dans une deuxième matière, la première matière étant plus souple que la deuxième matière. La première matière peut être un silicone ou un TPE (thermoplastique élastomère; la deuxième matière peut être un polypropylène, un polyamide ou un polytéréphtalate de butylène.
Selon un aspect, la paroi extérieure cylindrique de la partie avant ainsi que le bourrelet annulaire peuvent être formés dans la première portion. On obtient ainsi un bon contact qui forme une barrière hermétique. Le corps est souple et moyens périphériques de maintien plus rigide.
Selon un aspect, il peut être prévu en outre des moyens périphériques de maintien prolongeant le disque d’arrêt au moins vers l’avant avec un retour vers l’axe pour venir porter sur l’arrière de la collerette.
Ceci renforce l’efficacité de la deuxième barrière. De plus ceci évite un retrait involontaire, renforce le maintien obtenu par l’insertion avec contrainte du corps.
Selon un aspect, les moyens périphériques de maintien sont formés par une bordure annulaire extérieure continue circonférentiellement. Ceci forme une configuration totalement symétrique de révolution autour de l’axeA.
Selon un aspect, les moyens périphériques de maintien sont formés par des griffes de maintien agencées de manière discontinue circonférentiellement. Avantageusement, de telles griffes peuvent se déformer plus facilement, les griffes peuvent revenir vers l’axe beaucoup plus que la bordure annulaire.
Selon un aspect, les griffes de maintien peuvent être issues de matière ou dans une autre matière, avec un nombre prédéfini de griffes par exemple deux, trois ou quatre. Selon la configuration et les exigences du client, on peut ainsi ajuster la force de retenue conférée par l’église de maintien.
Selon un aspect, le bourrelet s’étend annulairement au niveau d’un diamètreD3compris entre 18 mm et 40 mm. Ceci couvre les dimensions standards que sont ¾ inch et 1,5 inch.
Selon un aspect, l’interface de portée entre le corps de bouchon et l’alésage s’étend sur une longueur axiale L1 d’au moins 3 mm, et de préférence au moins 6 mm, et de préférence au plus 10 mm. Il est ainsi formé une surface de portée importante pour l’étanchéité et le maintien mécanique.
Selon un aspect, on prévoit que la largeur et profondeur de la gorge 23 corresponde substantiellement à la largeur et à la saillie du bourrelet, pour obtenir ainsi une correspondance de forme entre bourrelet et gorge. Ceci permet de garantir une bonne efficacité deuxième barrière.
Selon un aspect, concernant des conditions dimensionnelles, il peut être prévu que lequel D1’ soit compris entre 1,05 D1 et 1,25 D1 ou bien D1’ soit compris entre D1 + 1mm et D1 + 5 mm. Suivant le type de matière silicone, le coefficient de compression peut être plus ou moins grand. On peut choisir un ratio D1’ = 1,20 D1. Ceci forme un bon compromis entre l’effort d’insertion modéré et une bonne tenue et une bonne étanchéité.
Selon un aspect, il est prévu une collerette témoin de non utilisation, avec une bague avant et une bague arrière et une ou plusieurs zones fusibles joignant la bague avant avec la bague arrière. Ainsi, après installation du bouchon de fermeture, on y rajoute la collerette témoin de l’utilisation et ceci permet de garantir que le fluide contenu dans l’embout et/ou le conteneur qui est associé n’a pas été ouvert est au contact de l’air libre.
Selon un aspect, il est prévu un élément de préhension, sous forme de languette ou d’anse. Ceci permet de faciliter le retrait du bouchon pour utilisation ultérieure autorisée du fluide biopharmaceutique. Il peut être prévu de pincer l’élément de préhension entre deux doigts pour ensuite effectuer une traction axiale vers l’arrière du bouchon.
Selon un aspect, l’élément de préhension fait saillie vers l’arrière à partir du disque d’arrêt du bouchon. Notamment, l’élément de préhension peut être venu de matière avec le corps du bouchon, il peut être en position centrale axiale.
Enfin, la présente invention vise aussi un ensemble comprenant d’une part un embout (2) destiné à contenir un fluide biopharmaceutique, ledit embout présentant un alésage cylindrique (21) de diamètre D1 et une collerette avec une gorge (23), et d’autre part un bouchon tel que décrit précédemment. Notamment, l’ensemble en question peut contenir une poche de produits biopharmaceutiques à haute valeur ajoutée, un filtre, d’autres tubulures et embouts, etc.
D’autres aspects, buts et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation de l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif. L’invention sera également mieux comprise en regard des dessins joints sur lesquels :
la figure 1A est une vue générale en coupe d’un bouchon selon un premier mode de réalisation de l’invention,
la figure 1B est une vue générale de face du bouchon de la figure 1,
la figure 2 illustre en coupe un autre mode de réalisation,
la figure 3 illustre en coupe encore un autre mode de réalisation,
la figure 4 illustre en coupe encore un autre mode de réalisation,
la figure 5 illustre en coupe encore un autre mode de réalisation,
la figure 6 illustre en coupe encore un autre mode de réalisation,
la figure 7 illustre en coupe encore un autre mode de réalisation,
la figure 8 illustre l’art antérieur.
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Pour des raisons de clarté d’exposé, certains éléments peuvent ne pas être représentés à l’échelle.
Lafigure 8représente une solution conventionnelle pour laquelle il est nécessaire d’obturer de façon hermétique un embout 2. Dans l’exemple illustré, une tubulure souple 3 est raccordée sur ledit embout 2. L’embout, le bouchon et la tubulure font partie d’un ensemble destiné à contenir un fluide biopharmaceutique. Un tel ensemble peut comprendre une ou plusieurs poches, un ou plusieurs filtres, une ou plusieurs tubulures, une ou plusieurs vans d’arrêt, etc.
On place un joint torique 85 ou en alternative un joint plat avec bourrelet 83 sur la face de l’embout puis en place par-dessus un bouchon repéré 81. Ensuite on installe une fermeture à menottes 84 et l’on visse la vis 82 pour serrer la menotte et appliquer grâce aux formes biseautées une pression axiale sur le joint pour garantir un bon niveau d’étanchéité.
Lesfigures 1A et 1Breprésente un premier mode de réalisation de l’invention. On y retrouve un embout2aux dimensions classiques dans le domaine des fluides biopharmaceutiques. Par exemple, le diamètre intérieur de l’embout peut aller de 10 mm à 30 mm millimètres, et la longueur de l’embout peut aller de 10 mm à 50 mm.
Dans l’exemple illustré, une tubulure souple 3 est insérée sur la partie arrière de l’embout comme reconnu en soi. La partie avant de l’embout comprend un corps tubulaire avec un alésage cylindrique21de diamètreD1et une collerette28s’étendant généralement dans un plan transversal à l’axe A radialement vers l’extérieur. La collerette28comprend une gorge23, prévue pour recevoir un élément formant joint.
La gorge23s’étend annulairement au niveau d’un diamètreD3compris entre18mm et 40 mm. On considère particulier deux valeurs particulières pour le diamètreD3à savoir trois quarts de pouce est un pouce et demi (3/4 inch et 1,5 inch).
La présente invention propose un bouchon1qui formera une pièce unique pour obturer de manière hermétique l’embout2et ainsi remplacer la solution présentée dans la figure 8. Le bouchon1peut être envisagé comme une pièce à usage unique, à savoir qu’elle n’est pas recyclée après expédition de l’ensemble biopharmaceutique chez un client.
Dans une autre configuration, le bouchon peut effectivement être recyclé, stérilisé et servir plusieurs fois.
Dans la terminologie utilisée dans l’ensemble du présent document, on note que les termes avant et arrière sont pris par rapport à une direction d’insertion d’un élément, ici l’insertion du bouchon1dans l’embout2. Les directions avant et arrière sont notées sur lesfigures 2, 5 et 6et s’appliquent de manière similaire aux autres modes de réalisation.
Le bouchon comprend un corps10comprenant une partie avant10Ane et partie arrière 10B.
La partie avant10Acomprend une paroi extérieure11, cylindrique autour d’un axeA.
La partie avant10Aprésente un diamètre au reposD1’sensiblement supérieur à D1. Selon un exemple,D1’peut être compris entre 1,05D1et 1,25D1; selon un autre exemple D1’ peut être compris entreD1+ 1mm etD1+ 5 mm.D1’peut être voisin de 1,2 D1.
La partie avant10Aest destinée à être reçue avec contrainte dans l’alésage cylindrique21de l’embout2.
Le bouchon 1 comprend un disque d’arrêt12, prolongeant une partie arrière10Bdu corps au moins radialement vers l’extérieur et s’étendant généralement dans un planPtransversal à l’axeA.
Le diamètre extérieur du bouchon notéD5peut être compris entre 1,6 x D1 et 2 x D1.
Le disque d’arrêt12comprend une première portée annulaire15qui s’étend dans un planPtransversal à l’axeAet une deuxième portée annulaire16située radialement plus à l’extérieur, dans le même plan transversal P.
Le disque d’arrêt12comprend un bourrelet annulaire13, interposé radialement entre la première portée annulaire15et la deuxième portée annulaire16.
Le bourrelet annulaire13est destiné à être reçu dans la gorge23de la collerette28de l’embout2. Le bourrelet annulaire13forme de façon générique un élément formant joint.
Sur la collerette de l’embout il est prévu une première portée25en vis-à-vis de la première portée annulaire15du bouchon et une deuxième portée26en vis-à-vis de la deuxième portée annulaire16du bouchon.
En allant vers l’extérieur, le disque d’arrêt est prolongé par une bordure de retour notée14qui s’étend vers l’avant.
Dans certains modes de réalisation, il est prévu des moyens périphériques de maintien, pour sécuriser la position du bouchon une fois installé sur l’embout2.
Dans l’exemple illustré à lafigure 1, les moyens périphériques de maintien sont ici formés comme des griffes de maintien18.
Dans l’exemple illustré, on a représenté quatre griffes de maintien régulièrement réparties autour de la circonférence de la bordure de retour 14 du bouchon.
Bien entendu, le nombre de griffes de maintien peut être différent, elles peuvent être au nombre de 2,3, ou de tout nombre supérieur ou égal à 5.
Sur lafigure 2, le bouchon est dépourvu de collerette de rétention, ce qui peut s’envisager dès lors que le maintien du bouchon dans l’embout est suffisamment assuré par la friction et la contrainte résiduelle entre les deux pièces une fois l’assemblage réalisé.
La longueur d’engagementL1du corps à l’intérieur de l’alésage21ainsi que la contrainte radiale résiduelle après insertion peuvent être telles que la rétention est suffisante pour certaines applications.
Selon un exemple, la longueur d’engagementL1du corps à l’intérieur de l’alésage21peut être égale au moins à 3 mm, selon un autre exemple la longueur d’engagementL1peut être égale au moins à 5 mm, jusqu’à 10 mm.
L’effort de traction pour retirer le bouchon peut être calibré pour être supérieur à 30 Newton. Cette valeur peut être considérée pour l’ensemble des modes de réalisation santé.
On note que la partie avant 10A du corps du bouchon peut comprendre un chanfrein d’entrée 31 qui facilite le début d’insertion du bouchon 1 dans l’embout 2.
Sur lafigure 2, on a illustré qu’il peut être prévu en outre un élément de préhension50. Cet élément de préhension 50 peut se présenter sous une forme d’anse ou de languette. Un utilisateur peut pincer l’élément de préhension entre deux doigts pour ensuite effectuer une traction axiale vers l’arrière du bouchon ; ce qui rend plus aisé un retrait du bouchon en vue d’une utilisation ultérieure autorisée du fluide biopharmaceutique.
L’élément de préhension 50 fait saillie vers l’arrière à partir du disque d’arrêt 12 du bouchon. L’élément de préhension 50 peut faire saillie par exemple d’une dimension d’au moins 10 mm vers l’arrière.
L’élément de préhension 50 peut être venu de matière avec le corps du bouchon, il peut être en position centrale axiale.
Sur lafigure 3, on a représenté une variante d’embout qui comprend un alésage de petit diamètreD1ayant une longueur plus importante, et un élargissement de diamètreD2juste avant la collerette28. Ici, le contact hermétique entre le bouchon et l’embout se fait au niveau du petit diamètreD1.
Dans cet exemple, on a représenté des moyens périphériques de maintien formés par une bordure annulaire extérieure19continue circonférentiellement. Cette bordure annulaire extérieure présente un chanfrein extérieur qui aide à l’insertion sur l’embout, il est prévu une déformation radiale suffisante pour permettre à la bordure annulaire de passer le diamètre extérieur maximum de l’embout.
Enfigure 4, en a représenté une autre variante d’embout qui présente un alésage de diamètre intérieur D1 sur toute sa longueur axiale. D1 prend une valeur supérieure à celui de la figure 3.
Enfigure 5, en a représenté une autre variante de bouchon réalisé en bi matière. La partie au-dessus du trait axe illustre un exemple de formage en matière, alors que la partie située en dessous du trait axe illustre un autre exemple.
Le bouchon1est formé comme une pièce bi-matière avec une première portionM1faite dans une première matière, par exemple en silicone ou élastomère thermoplastique, et une deuxième portionM2faite dans une deuxième matière, la première matière étant plus souple que la deuxième matière.
Pour la deuxième matièreM2, on peut choisir des bases de copolymères de type polyuréthane, polyester, polyéthylène, polypropylène, polyuréthane, polyamide.
Dans la partie supérieure de lafigure 5, la matière soupleM1forme paroi extérieure cylindrique11du corps du bouchon ainsi que le bourrelet13et les portées15,16qui l’encadrent. On remarque qu’une fois installé le bouchon dans l’embout, la première matièreM1n’est pas accessible à l’extérieur, seuls les éléments formés par la deuxième matière le sont.
Dans la partie inférieure de la figure 5, la matière soupleM1forme le bourrelet13et les portées15,16qui l’encadrent, mais le corps11du bouchon 1 est formée dans la deuxième matièreM2.
Dans l’exemple de réalisation de lafigure 7, il est prévu une collerette 4 témoin de non utilisation, avec une bague avant41et une bague arrière42et une ou plusieurs zones fusibles44joignant la bague avant avec la bague arrière.
On prévoit pour insérer la collerette en question par exemple un procédé thermique avec réchauffement de la collerette qui se présente alors sous une forme plus élastique, alors qu’après refroidissement, son élasticité aura diminué et la seule solution pour l’ôter de la bordure périphérique 14 sera alors de rompre les zones fusibles 44.

Claims (12)

  1. Bouchon (1) configuré pour fermer hermétiquement un embout (2) destiné à contenir un fluide biopharmaceutique, ledit embout présentant un alésage cylindrique (21) de diamètre (D1) et une collerette avec une gorge (23), le bouchon comprenant :
    - un corps (10) comprenant une partie avant (10A) avec une paroi extérieure cylindrique (11) autour d’un axe A, de diamètre au repos (D1’) sensiblement supérieur à (D1), destiné à être reçue avec contrainte dans l’alésage cylindrique (21) de l’embout,
    - un disque d’arrêt (12), prolongeant une partie arrière (10B) du corps au moins radialement vers l’extérieur et s’étendant généralement dans un plan transversal à l’axe,
    le corps (10) et le disque d’arrêt (12) étant symétriques de révolution autour de l’axe A,
    le disque d’arrêt comprenant un bourrelet annulaire (13), interposé radialement entre une première portée annulaire (15) et une deuxième portée annulaire (16), le bourrelet s’étendant vers l’avant depuis le disque d’arrêt et étant destiné à être reçu dans la gorge (23) de la collerette de l’embout,
    de sorte que deux barrières hermétiques sont formées entre un espace intérieur de l’embout et l’environnement extérieur, à savoir une première barrière au niveau de la paroi du corps reçue dans l’alésage intérieur et une deuxième barrière au niveau de l’accostage du bourrelet dans la gorge.
  2. Bouchon selon la revendication 1, dans lequel le corps (10) et le disque d’arrêt (12) sont formés d’une seule pièce venue de matière élastomère.
  3. Bouchon selon la revendication 1, formé comme une pièce bi-matière en silicone ou élastomère thermoplastique, avec une première portion (M1) faite dans une première matière et une deuxième portion (M2) faite dans une deuxième matière, la première matière étant plus souple que la deuxième matière.
  4. Bouchon selon la revendication 3, dans lequel la paroi extérieure cylindrique (11) de la partie avant ainsi que le bourrelet annulaire (13) sont formés dans la première portion (M1).
  5. Bouchon selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel il est prévu en outre des moyens périphériques de maintien prolongeant le disque d’arrêt au moins vers l’avant avec un retour vers l’axe pour venir porter sur l’arrière de la collerette (28).
  6. Bouchon selon la revendication 5, dans lequel les moyens périphériques de maintien sont formés par une bordure annulaire extérieure (19) continue circonférentiellement.
  7. Bouchon selon la revendication 5, dans lequel les moyens périphériques de maintien sont formés par des griffes de maintien (18) agencées de manière discontinue circonférentiellement.
  8. Bouchon selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel l’interface de portée entre le corps de bouchon et l’alésage s’étend sur une longueur axiale L1 d’au moins 3 mm.
  9. Bouchon selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel il est prévu une collerette (4) témoin de non utilisation, avec une bague avant (41) et une bague arrière (42) et une ou plusieurs zones fusibles (44) joignant la bague avant avec la bague arrière.
  10. Bouchon selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel il est prévu un élément de préhension (50), sous forme de languette ou d’anse.
  11. Bouchon selon la revendication 10, dans lequel l’élément de préhension (50) fait saillie vers l’arrière à partir du disque d’arrêt (12) du bouchon.
  12. Ensemble comprenant d’une part un embout (2) destiné à contenir un fluide biopharmaceutique, ledit embout présentant un alésage cylindrique (21) de diamètre D1 et une collerette avec une gorge (23), et d’autre part un bouchon selon l'une des revendications précédentes.
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