IT201800009945A1

IT201800009945A1 - Diaframma attivo/passivo perfezionato per valvola di trasferimento materiale

Info

Publication number: IT201800009945A1
Application number: IT102018000009945A
Authority: IT
Inventors: Paolo Fedegari; Silvano Liberali
Original assignee: Fedegari Autoclavi
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-05-01
Also published as: EP3657052B1; EP3657052A1; ES2953033T3

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“Diaframma attivo/passivo perfezionato per valvola di trasferimento materiale”

La presente invenzione ha per oggetto un diaframma attivo migliorato per una valvola, in particolare per una valvola con apertura a libro o a farfalla o a lente.

In alcuni settori tecnologici, quale ad esempio quello farmaceutico, è necessario svolgere alcune lavorazioni all’interno di aree classificate in totale asetticità. In questo ambito sorge spesso la necessità di movimentare pezzi da una prima stazione di lavoro ad una seconda stazione di lavoro, senza compromettere l’asetticità dei pezzi stessi.

A titolo di esempio e senza alcun intento limitativo, si considererà di seguito la necessità di trasferire dei tappi da un’autoclave (prima stazione di lavoro) ad una macchina di riempimento (seconda stazione di lavoro).

Più in dettaglio, all’interno della macchina di riempimento, i tappi sono utilizzati per la chiusura di flaconi, una volta che questi siano stati riempiti con il relativo prodotto. Poiché deve essere garantita l’assoluta asetticità del prodotto, i tappi stessi devono essere sterilizzati dell’impiego. La sterilizzazione avviene in un’autoclave che è generalmente una macchina separata dalla macchina di riempimento.

Le soluzioni note verranno ora descritte con riferimento alle figure da 1 a 18, nelle quali con 50 è indicata un’autoclave, con 60 è indicato un serbatoio di trasferimento e con 70 è indicata una macchina di riempimento.

In modo in sé noto, i tappi 80 vengono caricati in un cestello all’interno dell’autoclave 50.

Quest’ultima, oltre agli sportelli attraverso i quali vengono caricati i materiali dall’esterno, comprende una porta di scarico 51 chiusa da una valvola a farfalla detta anche “a diaframma” o “a lente”. Tale porta, solitamente di forma circolare, comprende un diaframma motorizzato (detto diaframma attivo 52) che è adatto a ruotare di circa 90° per passare da una posizione in cui chiude la porta 51 a una posizione in cui libera il passaggio della porta stessa.

Per la movimentazione dei tappi 80, ancora in modo in sé noto, sono impiegati opportuni serbatoi di trasferimento 60. Questi serbatoi hanno una porta 61 adatta ad essere collegata alla porta di scarico 51 dell’autoclave 50 e molto simile ad essa. Una differenza tra la porta di scarico 51 dell’autoclave e quella del serbatoio è che in quest’ultima il diaframma non è motorizzato (detto quindi diaframma passivo 62). Anche il diaframma passivo 62 come quello attivo 52 è in grado di ruotare tra una posizione di chiusura e una posizione di apertura del serbatoio 60.

Quando i tappi 80 sono stati caricati nel cestello dell’autoclave 50, la porta 61 del serbatoio viene accostata alla porta di scarico 51 dell’autoclave (si vedano le figure 4 e 7) e successivamente le due porte 51 e 61 vengono collegate tra loro (figure 5 e 8). Tale collegamento deve garantire la tenuta stagna, che implica il totale isolamento tra l’interno dell’autoclave e l’ambiente esterno. Una volta effettuato il collegamento, il diaframma attivo 52 viene fatto ruotare, trascinando con sé il diaframma passivo 62 nella posizione di apertura (figure 6 e 9). In questo modo l’interno del serbatoio 60 e l’interno dell’autoclave 50 vengono a creare un unico spazio di lavoro.

Il ciclo di sterilizzazione compiuto dall’autoclave 50 è quindi in grado di rendere asettico non solo quanto è all’interno dell'autoclave 50 (tipicamente i tappi 80), ma anche l’interno del serbatoio 60 e le superfici esposte dei due diaframmi attivo 52 e passivo 62.

Al termine del ciclo di sterilizzazione i tappi 80 vengono quindi scaricati dal cestello e, passando attraverso le due porte accoppiate, vengono raccolti nel serbatoio 60 (figura 10).

A questo punto il diaframma attivo 52 viene riportato in posizione di chiusura, in modo da ripristinare la separazione ermetica tra l’autoclave 50 e il serbatoio 60 nonché tra entrambi questi dispositivi e l’ambiente esterno (figura 11).

La chiusura ermetica fornita dalla porta 61 del serbatoio 60 consente a quest’ultimo di essere scollegato dall’autoclave 50 (figura 12) e spostato ad altre stazioni del ciclo produttivo, ad esempio ad una stazione di stoccaggio o alla macchina di riempimento 70 che verrà descritta di seguito.

La macchina 70 comprende una porta di carico 71, analoga alla porta di scarico 51 descritta sopra per l’autoclave 50.

Quando i tappi 80 devono essere caricati nella macchina di riempimento 70, la porta 61 del serbatoio viene accostata alla porta di carico 71 (figura 13) e successivamente le due porte 61 e 71 vengono collegate tra loro (figura 14). Tale collegamento deve garantire la tenuta stagna, che implica il totale isolamento tra l’interno della macchina di riempimento 70 e l’ambiente esterno. Una volta effettuato il collegamento, il diaframma attivo 72 viene fatto ruotare, trascinando con sé il diaframma passivo 62 nella posizione di apertura (figura 15), in modo che l’interno del serbatoio 60 e l’interno della macchina di riempimento 70 vengano a creare un unico spazio di lavoro.

I tappi 80 vengono quindi gradualmente scaricati dal serbatoio 60 e, passando attraverso le due porte accoppiate, vengono caricati nella macchina di riempimento 70 (figura 16).

A questo punto il diaframma attivo 72 viene riportato in posizione di chiusura, in modo da ripristinare la separazione ermetica tra la macchina di riempimento 70 e il serbatoio 60, nonché tra entrambi questi dispositivi e l’ambiente esterno (figura 17). La chiusura ermetica fornita dalle porte 61 con 62 e 71 con 72 consente che il serbatoio 60 sia infine scollegato dalla macchina di riempimento 70 (figura 18).

Pur essendo ampiamente apprezzato, il sistema appena descritto non è esente da inconvenienti. In particolare, come la persona esperta può ben comprendere, un punto estremamente delicato è l’accoppiamento tra i diaframmi attivi 52 e 72 e il diaframma passivo 62. Tale accoppiamento è infatti estremamente delicato dal punto di vista del mantenimento della totale asetticità all’interno degli spazi di lavoro. In modo in sé noto, i diaframmi vengono accoppiati sfruttando dei magneti alloggiati al loro interno e opportune guarnizioni disposte sul bordo. I magneti hanno la doppia funzione di ottenere il centraggio e l’adesione tra i due diaframmi. Le guarnizioni hanno la funzione di garantire la tenuta stagna e di isolare così lo spazio di lavoro dalla zona contaminata tra i due diaframmi.

Tuttavia in tale sistema la funzionalità delle guarnizioni può essere compromessa, ad esempio nel caso in cui un corpo estraneo, anche piccolo, rimanesse intrappolato tra le guarnizioni, o in cui una guarnizione fosse rovinata. In tal caso si aprirebbe un varco che metterebbe in comunicazione lo spazio di lavoro con la zona contaminata compresa tra i due diaframmi. Tale zona non è destinata ad essere sterilizzata, ma deve semplicemente essere sigillata al fine di confinare al suo interno i contaminanti che accoglie.

Come la persona esperta può ben comprendere, una funzionalità delle guarnizioni compromessa o limitata determina un problema minore nel caso in cui il serbatoio di trasferimento 60 è accoppiato all’autoclave 50. In tal caso infatti, una volta aperte le porte 51 e 61, viene effettuato il ciclo di sterilizzazione e tutte le superfici esposte vengono rese asettiche. La presenza di un varco tra le guarnizioni quindi esporrebbe alla sterilizzazione, anche se in non voluto e non efficiente, anche la zona contaminata compresa tra i due diaframmi.

Ben diverso è il caso in cui la funzionalità delle guarnizioni sia compromessa o limitata quando il serbatoio di trasferimento 60 è accoppiato alla macchina di riempimento 70. In tal caso infatti il varco consentirebbe il passaggio di contaminanti tra la zona contaminata e lo spazio di lavoro.

Il problema maggiore della soluzione nota descritta sopra è che non è possibile alcun tipo di controllo sull’effettiva funzionalità delle guarnizioni. Infatti la funzionalità dei magneti prescinde da quello delle guarnizioni e ciò consente di portare a termine il ciclo di lavoro anche se si verifica un problema di tenuta delle guarnizioni.

Naturalmente un problema che implicasse la contaminazione dello spazio di lavoro verrebbe rilevato solo a posteriori e comporterebbe la distruzione dell’intero lotto di prodotto.

Scopo della presente invenzione nella prima e nella seconda forma di realizzazione è pertanto quello di superare almeno parzialmente gli inconvenienti, riportati sopra con riferimento alla tecnica nota.

Più nello specifico, un compito dell’invenzione è quello di rendere disponibile un diaframma attivo migliorato che consenta un controllo sull’effettiva funzionalità delle relative guarnizioni.

Un altro compito dell’invenzione è quello di rendere disponibile un diaframma attivo migliorato che mantenga le funzionalità dei diaframmi attivi di tipo noto.

Lo scopo e i compiti sopra indicati sono raggiunti da un diaframma attivo secondo la rivendicazione 1, da una porta attiva secondo la rivendicazione 6 e da un sistema di trasferimento asettico secondo la rivendicazione 10. Ulteriori caratteristiche vantaggiose sono riportate nelle rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche e gli ulteriori vantaggi dell’invenzione risulteranno dalla descrizione, fatta qui di seguito, di alcuni esempi di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo con riferimento ai disegni allegati.

- la figura 1 rappresenta schematicamente una vista frontale di un’autoclave e di un serbatoio di trasferimento collegati tra loro;

- la figura 2 rappresenta schematicamente una vista frontale di un serbatoio di trasferimento;

- la figura 3 rappresenta schematicamente una vista frontale di una macchina di riempimento e di un serbatoio di trasferimento collegati tra loro;

- la figura 4 rappresenta schematicamente una sezione trasversale delle porte di un’autoclave e di un serbatoio accostate tra loro;

- la figura 5 rappresenta schematicamente una sezione trasversale delle porte di un’autoclave e di un serbatoio collegate tra loro in configurazione chiusa;

- la figura 6 rappresenta le porte di figura 5 in configurazione aperta;

- le figure da 7 a 12 rappresentano schematicamente le successive fasi dello scarico di tappi sterili da un’autoclave ad un serbatoio di trasferimento;

- le figure da 13 a 18 rappresentano schematicamente le successive fasi del carico di tappi sterili da un serbatoio di trasferimento ad una macchina di riempimento;

- la figura 19 rappresenta una prima forma di realizzazione dell’invenzione in una vista simile a quella di figura 5;

- la figura 20 rappresenta una sezione lungo la traccia XX-XX di figura 19; - la figura 21 rappresenta un particolare della figura 19;

- la figura 22 rappresenta una vista ingrandita del dettaglio indicato con XXII in figura 21;

- la figura 23 rappresenta una vista assiale di un diaframma attivo secondo l’invenzione; e

- la figura 24 rappresenta una vista prospettica di un diaframma attivo secondo l’invenzione.

- la figura 25 rappresenta una sezione trasversale di una seconda forma di realizzazione di un diaframma attivo secondo l’invenzione;

- la figura 26a rappresenta una vista ingrandita del dettaglio indicato con XXVI in figura 25, relativamente alla fase di trasferimento di materiale sterile tra serbatoio e macchina di riempimento;

- la figura 26b rappresenta la guarnizione di figura 19, relativamente alla fase di trasferimento di materiale sterile da serbatoio ad autoclave di sterilizzazione;

- le figure da 27 a 32 rappresentano schematicamente le successive fasi del carico di tappi sterili da un serbatoio di trasferimento ad una macchina di riempimento nella seconda forma di realizzazione del diaframma attivo secondo l’invenzione;

- la figura 33 rappresenta una vista esterna del diaframma attivo di figura 32 in configurazione chiusa comprendente mezzi di apertura manuale; - la figura 34 rappresenta una vista assiale del diaframma attivo di figura 25 comprendente mezzi di apertura automatici.

Con riferimento alle figure allegate, con 50 è indicata un’autoclave, con 60 è indicato un serbatoio di trasferimento e con 70 è indicata una macchina di riempimento. Sia l’autoclave 50 sia la macchina di riempimento 70 secondo l’invenzione comprendono una porta, indicata con 51 e 71 rispettivamente. Ciascuna di tali porte, adatta a chiudere ermeticamente il condotto all’estremità del quale è montata, comprende una lente o diaframma 52; 72. Qui e di seguito verrà descritto in dettaglio per maggiore comodità il solo diaframma 52, poiché nella prima forma di realizzazione il diaframma 72 è del tutto analogo ad esso.

Il diaframma attivo 52 secondo una prima forma di realizzazione secondo l’invenzione definisce:

- una superficie di appoggio 520 disposta su π1;

- un asse geometrico a sostanzialmente perpendicolare al piano π1; e - un asse di rotazione r sostanzialmente parallelo al piano π1;

e comprende:

- un incavo 521 compreso all’interno della superficie di appoggio 520;

- mezzi 522 per la trasmissione di una coppia attorno all’asse di rotazione r; e

- un condotto di aspirazione 523 adatto a mettere in comunicazione l’incavo 521 con un aspiratore 53 esterno al diaframma 52.

Nelle forme di realizzazione preferite, ed in particolare in quelle rappresentate nelle figure allegate, il diaframma ha forma circolare, si veda ad esempio figura 23. In tal caso l’asse geometrico a è definito in modo univoco. In modo analogo è tuttavia possibile definire un asse geometrico a anche in qualsiasi altro caso.

L’asse di rotazione r è parallelo alla superficie di appoggio 520 e al piano π1 da essa definito.

Tale asse è inoltre preferibilmente discosto dal piano π1, in particolare è traslato verso l’interno della porta 51. Inoltre, in accordo con alcune forme di realizzazione, l’asse di rotazione r è anche traslato rispetto all’asse geometrico a. Da ciò risulta che i due assi a e r sono sghembi l’uno rispetto all’altro. Come verrà descritto dopo con maggior grado di dettaglio, queste soluzioni geometriche consentono alcuni vantaggi funzionali nella porta 51.

Inoltre, in questa prima forma di realizzazione dell’invenzione, l’asse di rotazione r passa all’interno dell’area A definita dalla superficie di appoggio 520 del diaframma attivo 52.

Come descritto sopra, il diaframma attivo 52 secondo la prima forma di realizzazione dell’invenzione comprende un incavo 521 completamente compreso all’interno della superficie di appoggio 520. In altre parole, l’incavo 521 può essere definito come una superficie concava scavata all’interno del corpo del diaframma 52, in cui il perimetro della superficie concava giace sul piano π1 ed è completamente compreso all’interno della superficie di appoggio 520.

Nelle forme di realizzazione mostrate nelle figure allegate, in cui il diaframma attivo 52 ha forma circolare, la superficie di appoggio 520 assume la forma di una corona circolare la cui circonferenza interna funge da perimetro dell’incavo 521.

I mezzi 522 per la trasmissione della coppia consentono di mettere in rotazione il diaframma 52 rispetto alla porta 51. Nelle forme di realizzazione mostrate nelle figure allegate, tali mezzi 522 assumono la forma di un foro con profilo scanalato (si vedano in particolare le figure 20, 23 e 24). Naturalmente, la persona esperta può facilmente scegliere altri mezzi per ottenere lo stesso effetto.

In accordo con alcune forme di realizzazione preferite, il condotto di aspirazione 523 è disposto almeno parzialmente lungo l’asse r. Come sarà descritto successivamente con maggior dettaglio, tale soluzione consente di ottenere un collegamento semplice tra il condotto di aspirazione 523 ricavato nel diaframma 52 e l’aspiratore 53. Il collegamento deve infatti consentire la rotazione del diaframma 52 tra la posizione di chiusura e la posizione di apertura.

Il diaframma 52 comprende preferibilmente una guarnizione periferica 524 adatta a definire, allo stato indeformato, una superficie di appoggio assiale 5240, disposta su un piano π2 parallelo al piano π1 e discosto da esso. In particolare il piano π2 della superficie di appoggio assiale 5240 è traslato rispetto al piano π1 verso l’esterno della porta 51. In altre parole, il piano π2 e l’asse di rotazione r si trovano su lati opposti del piano π1.

Il fatto che la superficie di appoggio assiale della guarnizione periferica 524 sporga rispetto alla superficie appoggio 520 del diaframma 52 consente alla guarnizione stessa di subire una compressione in direzione assiale quando il diaframma attivo 52 viene accoppiato al diaframma passivo 62 del serbatoio. La compressione della guarnizione periferica 524 è necessario per garantire la corretta funzionalità e quindi la tenuta stagna. In particolare, la tenuta stagna tra le due porte 51 e 61 è garantita anche da una guarnizione 529 inserita in una speciale cava della porta 51. Tale guarnizione 529 viene attivata insufflando aria compressa sul retro della cava, una volta ottenuto il contatto tra le porte 51 e 61. L’attivazione della guarnizione 529 garantisce con la sua compressione sulla porta 61 oltre alla tenuta, anche il collegamento meccanico grazie alla forza di attrito tra le parti. A fine ciclo, rimuovendo l’aria compressa la guarnizione 529 ritorna autonomamente in situazione di riposo permettendo la separazione tra le porte 51 e 61.

Il diaframma comprende preferibilmente anche una guarnizione periferica 524 adatta a definire una superficie di appoggio almeno parzialmente radiale 5241. Nelle forme di realizzazione illustrate nelle figure allegate, la medesima guarnizione periferica 524 definisce sia la superficie di appoggio assiale 5240 sia la superficie di appoggio almeno parzialmente radiale 5241. Tale soluzione consente una maggior semplicità costruttiva. Tuttavia, come la persona esperta può ben comprendere, è possibile predisporre due differenti guarnizioni periferiche, ciascuna dedicata ad uno dei due compiti.

La guarnizione periferica 524 è preferibilmente realizzata in materiale elastomerico e, ancor più preferibilmente, in materiale elastomerico a base siliconica. Tale materiale, che consente di ottenere ottime prestazioni di tenuta, è anche adatto a subire i cicli di sterilizzazione dell’autoclave senza degradarsi.

Come descritto sopra, in riferimento alla prima forma di realizzazione dell’invenzione, il diaframma attivo 72 della macchina di riempimento è del tutto analogo a quello descritto sopra. Gli elementi compresi nel diaframma attivo 72 sono indicati nelle figure con riferimenti simili a quelli utilizzati per gli elementi del diaframma attivo 52, con l’unica differenza che la prima cifra è 7 anziché 5.

In accordo con un altro aspetto, l’invenzione riguarda una porta attiva 51 o 71 per la chiusura ermetica di un condotto, tipicamente il condotto di scarico dell’autoclave 50 o il condotto di carico della macchina di riempimento 70. Qui e di seguito verrà descritta in dettaglio per maggiore comodità la sola porta 51, poiché la porta 72 è del tutto analoga ad essa, con la sola eccezione dell’orientamento rispetto alla forza di gravità (si confrontino le figure 1 e 3), l’orientamento però non ha alcun effetto sulle altre caratteristiche tecniche qui descritte.

La porta attiva 51 comprende un diaframma 52 in una delle forme di realizzazione descritte sopra. Inoltre la porta 51 comprende mezzi 510 per reggere il diaframma 52 in modo girevole attorno all’asse di rotazione r. Come si può vedere nelle figure 19 e 20, tali mezzi possono vantaggiosamente comprendere dei perni rimovibili 510 adatti a reggere girevolmente il diaframma 52.

La porta attiva 51 comprende anche mezzi 512 per trasmettere una coppia attorno all’asse di rotazione r; tali mezzi 512 devono essere adatti a cooperare con i mezzi 522 presenti sul diaframma 52. Ad esempio, uno dei due perni che reggono il diaframma 52, può essere almeno parzialmente scanalato, in modo adatto ad innestarsi nel foro con profilo scanalato ricavato sul diaframma 52.

In questa prima forma di realizzazione dell’invenzione, l’asse di rotazione r passa all’interno dell’area A definita dalla superficie di appoggio 520 del diaframma attivo 52, in modo tale da formare, quando il diaframma attivo è accoppiato al diaframma passivo 62 del serbatoio di trasferimento 60, un unico diaframma di un’unica valvola a farfalla.

Inoltre la porta attiva 51 comprende un condotto di aspirazione 513 adatto a costituire un prolungamento del condotto di aspirazione 523 del diaframma 52. Il condotto di aspirazione 513 è preferibilmente disposto lungo l’asse di rotazione r, vale a dire all’interno di uno dei perni 510 che reggono il diaframma 52. Tale soluzione consente di prolungare facilmente il condotto di aspirazione 523 del diaframma 52 quando quest’ultimo sia almeno parzialmente disposto lungo l’asse di rotazione r.

La porta può inoltre comprendere un aspiratore 53 collegato al condotto di aspirazione 513 della porta 51 e, tramite esso, al condotto di aspirazione 523 del diaframma 52.

Preferibilmente l’aspiratore 53 comprende anche un circuito di controllo 530 adatto a misurare il volume e/o la portata e/o il livello del vuoto del fluido aspirato dall’aspiratore 53.

Come accennato sopra, il diaframma 52 comprende preferibilmente una guarnizione periferica 524 adatta a definire una superficie di appoggio almeno parzialmente radiale 5241. In tal caso, la porta 51 comprende una superficie di riscontro adatta a definire un appoggio almeno parzialmente radiale per la superficie di appoggio almeno parzialmente radiale 5241 del diaframma 52.

La compressione almeno parzialmente radiale della guarnizione 524 consente la chiusura ermetica della porta 51.

Come accennato sopra, la porta attiva 71 della macchina di riempimento è del tutto analoga a quella descritta sopra. L’unica differenza tra le due porte risiede nel fatto che la porta 51 di scarico dell’autoclave è rivolta verso il basso, in modo da poter vantaggiosamente sfruttare la forza di gravità per lo scarico dei tappi 80. Diversamente, la porta 71 di carico della macchina di riempimento è rivolta verso l’alto, in modo da poter vantaggiosamente sfruttare la forza di gravità per lo scarico dei tappi 80. Gli elementi compresi nella porta attiva 71 sono indicati nelle figure con riferimenti simili a quelli utilizzati per gli elementi della porta 51, con l’unica differenza che la prima cifra e 7 anziché 5.

Infine l’invenzione riguarda un sistema di trasferimento asettico che comprende una prima porta attiva 51 o 71 e una seconda porta passiva 61 di un serbatoio 60. Di seguito si continuerà a considerare nel dettaglio la sola porta 51, essendo la porta 71 del tutto analoga a quella descritta in riferimento alla prima forma di realizzazione dell’invenzione.

La porta attiva 51 può essere predisposta secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione descritte sopra. La porta passiva 61 è adatta ad essere collegata meccanicamente alla porta attiva 51 e comprende un diaframma passivo 62 adatto a chiudere ermeticamente la porta passiva 61. Il diaframma passivo 62 comprende inoltre una superficie di riscontro 620 adatta a definire un appoggio assiale per la superficie di appoggio 5240 della guarnizione 524 del diaframma 52 della porta attiva 51.

Il collegamento meccanico tra la porta attiva 51 e la porta passiva 61 consente di definire un unico condotto che funge da condotto di scarico per l’autoclave 50 e da condotto di carico per il serbatoio 60.

Tale collegamento può avvenire con sistemi in sé noti che consentono di ottenere una separazione a tenuta ermetica tra l’interno del condotto e l’ambiente esterno.

All’interno del condotto così ottenuto avviene l’accoppiamento tra il diaframma attivo 52 e il diaframma passivo 62, così da formare un unico diaframma di un’unica valvola a farfalla (o “a lente”). Nelle sue successive rotazioni, il diaframma attivo 52 infatti trascina con sé anche il diaframma passivo 62 determinando l’apertura o la chiusura del condotto.

Come è stato descritto sopra, in accordo con alcune forme di realizzazione del diaframma attivo 52, l’asse di rotazione r è arretrato rispetto al piano π1 e/o l’asse di rotazione r è decentrato rispetto all’asse geometrico a del diaframma. Tali particolari caratteristiche geometriche del diaframma attivo 52 consentono, una volta che esso è ruotato nella posizione aperta, di minimizzare l’ingombro all’interno del condotto.

Nel sistema secondo l’invenzione, quando la guarnizione 524 del diaframma attivo 52 appoggia sulla superficie di riscontro 620, lo spazio definito all’interno della guarnizione 524 dall’incavo 521 e dai condotti di aspirazione 523 e 513 viene separato dall’ambiente del condotto. L’attivazione dell’aspiratore 53 implica che all’interno di tale spazio si venga a creare un certo grado di vuoto, facendo sì che la pressione esterna prema i due diaframmi 52 e 62 l’uno contro l’altro. La distanza, pur minima, tra il piano π2 e il piano π2 consente alla guarnizione di comprimersi in direzione assiale in modo tale da lavorare al meglio.

L’accoppiamento tra i due diaframmi 52 e 62 è dunque ottenuto tramite l’aspirazione del fluido (tipicamente aria) contenuto tra essi.

Ma l’applicazione dell’aspirazione non ha solo lo scopo di ottenere un collegamento meccanico tra i due diaframmi. La presenza del circuito di controllo 530 consente infatti di verificare in ogni istante la piena funzionalità della guarnizione 524.

Infatti, nel momento in cui viene attivato l’aspiratore, il circuito di controllo 530 misura il volume e/o la portata del fluido aspirato e/o il valore di vuoto e confronta tale misura con una serie di valori precaricati. Nel caso in cui un corpo estraneo fosse intrappolato tra la guarnizione 524 e la superficie di riscontro 620, o ancora nel caso in cui la guarnizione 524 fosse rovinata, il circuito di controllo 530 rileverebbe un’anomalia. In tal caso infatti l’aria presente nel condotto avrebbe libero accesso attraverso la guarnizione 524. Pertanto, a titolo di esempio, il circuito di controllo 530 rileverebbe che il volume di fluido aspirato eccede il valore precaricato e/o rileverebbe che la portata di fluido aspirato continua nel tempo a mantenere un valore maggiore di quello precaricato ed il livello di vuoto non raggiunge il valore impostato.

Come accennato sopra, il sistema di trasferimento asettico tra la porta attiva 51 dell’autoclave e la porta passiva 61 del serbatoio 60 è del tutto analogo al sistema di trasferimento asettico tra la porta attiva 71 della macchina di riempimento 70 e la porta passiva 61 del serbatoio 60 descritta nella prima forma di realizzazione dell’invenzione.

L’unica differenza è ancora legata all’orientamento delle porte attive.

Il sistema secondo l’invenzione consente dunque di rilevare un malfunzionamento della tenuta delle guarnizioni 524 e 724, prima che questo problema possa ripercuotersi sulla sterilità del lotto di prodotti in lavorazione. Nel caso in cui venga rilevata un’anomalia infatti, è possibile interrompere la procedura di trasferimento dei tappi 80 così da verificare il problema ed eventualmente risolverlo. Come già detto in accordo con la tecnica nota, il problema legato ad un malfunzionamento delle guarnizioni è particolarmente rilevante nel caso del trasferimento dal serbatoio 60 alla macchina di riempimento 70. In tal caso infatti, non essendo previsti cicli di sterilizzazione come invece avviene nell’autoclave 50, il problema alla guarnizione 724 implicherebbe una contaminazione del lotto in lavorazione.

Nelle figure da 25 a 34 è rappresentata una seconda forma di realizzazione del diaframma attivo 82 presente nella porta attiva 81 di una macchina di riempimento 70 (analoga a quanto descritto in precedenza). Nel seguito vengono descritte solo le differenze con quanto descritto in riferimento alla prima forma di realizzazione, mentre per le caratteristiche tecniche analoghe si rimanda alla descrizione della prima forma di realizzazione. Quindi, nella descrizione che segue, il diaframma passivo 62 adatto a chiudere ermeticamente la porta passiva 61 del serbatoio di trasferimento 60 rimane analogo a quello descritto in precedenza, in riferimento alla prima forma di realizzazione.

Inoltre, quanto descritto in riferimento alla porta attiva 81 della macchina di riempimento 70, è applicabile anche alla porta attiva dell’autoclave 50 descritta in precedenza.

In figura 25 è rappresentata una sezione trasversale delle porte di un serbatoio di trasferimento 60 e di una macchina di riempimento 70 collegate tra loro in una configurazione chiusa e a tenuta stagna.

In questa seconda forma di realizzazione, l’asse di rotazione r è parallelo alla superfice di appoggio 820 e al piano π1 da essa definito.

Tale asse r è inoltre preferibilmente discosto dal piano π1, in particolare è traslato verso l’interno della porta 81.

Il diaframma attivo 82 secondo la seconda forma di realizzazione dell’invenzione definisce:

- una superficie di appoggio 820 disposta su un piano π1;

il diaframma 82 comprende:

- un incavo 821, compreso all’interno della superficie di appoggio 820; e - un condotto di aspirazione 823 adatto a mettere in comunicazione l’incavo 821 con un aspiratore 83 esterno al diaframma 82.

Nella seconda forma di realizzazione dell’invenzione, l’asse di rotazione r è presente sul bordo (i.e. tangente al perimetro del diaframma 82) oppure al di fuori della superficie dell’area A definita dalla superficie di appoggio 820 del diaframma attivo 82. Tale soluzione consente di formare, quando il diaframma attivo 82 è accoppiato al diaframma passivo 62 del serbatoio di trasferimento 60, un unico diaframma di un’unica valvola con apertura a “libro”, come rappresentato nelle figure 28, 29, 30 e 31 invece che a farfalla come descritto in riferimento alla prima forma di realizzazione.

Tale forma di apertura a “libro” consente di evitare e/o minimizzare il contatto dei materiali in scarico (tappi in elastomero, ghiere in alluminio, ecc.) dal serbatoio di trasferimento 60 all’interno della macchina di riempimento 70 con la superficie perimetrale dei rispettivi diaframmi 62, 82 accoppiati (della porta 81), situazione da evitare nei trasferimenti asettici. Tale soluzione consente inoltre di creare una maggiore sezione di scarico consentendo un migliore afflusso del materiale sterilizzato dal serbatoio di trasferimento 60 alla macchina di riempimento 70.

Preferibilmente, il condotto di aspirazione 823 è sostanzialmente perpendicolare al piano π1.

La porta attiva 82 comprende un condotto di aspirazione 813 adatto a costituire un prolungamento del condotto di aspirazione 823 del diaframma 82. Il condotto di aspirazione 813 è preferibilmente costituito da un tubo flessibile. Tale soluzione consente di evitare qualsiasi tipo di tenute rotanti e tenute di altro tipo garantendo all’incavo 821 una aspirazione efficace con il grado di vuoto richiesto.

La porta 81 può inoltre comprendere un aspiratore 53 collegato al condotto di aspirazione 813 della porta 81 e, tramite esso, a un condotto di aspirazione come il condotto 823 del diaframma 82 descritto in precedenza. Preferibilmente l’aspiratore 53 comprende anche un circuito di controllo 530 adatto a misurare il volume e/o la portata e/o il grado di vuoto del fluido aspirato dall’aspiratore 53.

Nella seconda forma di realizzazione dell’invenzione, resta invariata la funzionalità del vuoto per l’accoppiamento della lente attiva 82 con la lente passiva 62. In tal caso, il vuoto tra i diaframmi 62, 82, rispettivamente del serbatoio 60 e della macchina di riempimento 70, non viene più realizzato attraverso un condotto 513 presente nell’albero di rotazione r della lente attiva 52 ma mediante un tubo flessibile 813 connesso direttamente alla lente attiva 82 con i vantaggi di cui sopra.

Nella prima e seconda forma di realizzazione dell’invenzione, come illustrato nelle figure 26a e 26b, è presente, oltre alla guarnizione 529 precedentemente descritta (avente movimento assiale), una guarnizione 629 (simile alla guarnizione 529) che viene attivata insufflando aria compressa sul retro della cava che contiene la medesima. Tale attivazione della guarnizione 829 consente un movimento radiale che blocca meccanicamente la lente 62 alla flangia 61 garantendo la tenuta del serbatoio 60 durante le fasi di trasferimento di materiale sterile. La guarnizione 829 viene disattivata rimuovendo l’aria compressa, in modo tale da consentire alla guarnizione 829 di rientrare nella cava permettendo l’apertura e chiusura dell’assieme parte attiva 52,72,82 e passiva 62.

Nella seconda forma di realizzazione con apertura a “libro” è preferibilmente presente un sistema di sicurezza 827 configurato per evitare l’apertura della valvola 62, 82 in assenza del serbatoio 60 che provocherebbe la messa in contatto dell’interno asettico della macchina di riempimento con il livello meno controllato dell’ambiente esterno. Il sistema di sicurezza 827 è costituito da un piccolo perno 828 azionato da un pistone pneumatico. Il perno 828 è mobile lungo una direzione sostanzialmente parallela al piano π1 (quando il diaframma attivo 82 è in posizione di chiusura della porta 81 della macchina di riempimento 70).

Quando il perno 828 si ritrae, permette l’apertura della porta attiva 81, dando inizio alle attività di scarico del materiale contenuto all’interno del serbatoio 60, solamente quando è garantita la presenza del serbatoio 60 ed il raggiungimento del vuoto opportuno tra la lente attiva 82 e passiva 62.

Una volta che il diaframma attivo 82 è ermeticamente accoppiato a quello passivo 62 e che il dispositivo di sicurezza 827 sia sbloccato (perno 828 ritratto), nella modalità di apertura manuale, un operatore potrà inserire la mano all’interno della macchina di riempimento 70, opportunamente protetta dall’ambiente esterno mediante mezzi noti al tecnico del settore, e far ruotare la maniglia di apertura 825 del diaframma attivo 82.

Tale rotazione consente al pattino di scorrimento 826 presente nel diaframma 82 di disaccoppiarsi dalla corrispondente sede 830 presente in prossimità della porta 81 della macchina di riempimento 70, determinando l’apertura a “libro” del diaframma attivo 82 accoppiato al diaframma passivo 62 (rotazione attorno al perno 810).

La sequenza delle attività discarico dal serbatoio 60 alla macchina di riempimento 70, nella soluzione di apertura manuale della valvola 62, 82, è riportata di seguito:

- accoppiamento del serbatoio 60 contenente particolari sterili con un sistema di movimentazione;

- sollevamento del serbatoio 60 e docking alla macchina di riempimento 70;

- blocco automatico della flangia del serbatoio 60 con la flangia della macchina di riempimento 70 ed attivazione micro-elettrico, i.e. quando premuto dalla flangia del serbatoio chiude il circuito elettrico che permette l’attivazione del sistema di vuoto;

- attivazione del vuoto che vincola il diaframma parte attiva 82 al diaframma parte passiva 62;

- raggiunto il vuoto previsto, sblocco con attivazione pistone pneumatico 828 dell’apertura porta (vedasi figure 28, 29 e 30);

- apertura della porta (assieme parte attiva 82 e parte passiva 62) mediante rotazione manuale della maniglia di apertura 825;

- collegamento manuale del unloading chute alla porta 81;

- attivazione valvola di scarico con conseguente scarico materiale all’interno della macchina di riempimento 70;

- al termine dello scarico si effettua la sequenza inversa effettuando il distacco del serbatoio vuoto dalla macchina di riempimento 70.

Quale opzione aggiuntiva alle suddette attività manuali, compresa l’apertura manuale del diaframma attivo 82 come sopra descritta, è prevista una soluzione che prevede solamente attività automatizzate senza l’intervento dell’operatore, comprendente l’apertura automatica del diaframma attivo 82 mediante mezzi di apertura 832 (figura 34).

La sequenza delle attività di scarico dal serbatoio 60 alla macchina di riempimento 70, nella soluzione automatica compresa l’apertura della valvola 62, 82, è riportata di seguito:

- sollevamento del serbatoio 60 e docking alla macchina di riempimento 70;

- blocco automatico della flangia del serbatoio 60 con la flangia della macchina di riempimento 70 ed attivazione circuito micro-elettrico che premuto dalla flangia del serbatoio chiude il circuito elettrico permettendo l’attivazione del vuoto;

- raggiunto il vuoto previsto, sblocco con attivazione pistone pneumatico 828 dell’apertura porta (vedasi figure da 27 a 32);

- apertura automatica della porta (assieme parte attiva 82 e parte passiva 62) mediante opportuno attuatore 832 (figura 34);

- collegamento automatico mediante opportuno attuatore del unloading chute alla porta 81;

Come la persona esperta può apprezzare, la presente invenzione supera gran parte degli inconvenienti evidenziati sopra con riferimento alla tecnica nota.

Più in particolare, l’invenzione rende disponibile un diaframma attivo che consente un controllo sull’effettiva funzionalità della guarnizione e che, al tempo stesso, mantiene le funzionalità dei diaframmi attivi di tipo noto. Alle forme di realizzazione descritte sopra dell’invenzione la persona esperta potrà, al fine di soddisfare specifiche esigenze, apportare modifiche e/o sostituzioni di elementi descritti con elementi equivalenti, senza per questo uscire dall’ambito delle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Diaframma attivo (52; 72; 82) per una porta attiva (51; 71; 81) adatta alla chiusura ermetica di un condotto, il diaframma (52; 72; 82) definendo: - una superficie di appoggio (520; 720; 820) disposta su un piano π1; - un asse geometrico a sostanzialmente perpendicolare al piano π1; e - un asse di rotazione r sostanzialmente parallelo al piano π1; il diaframma (52; 72; 82) comprendendo: - un incavo (521; 721; 821), compreso all’interno della superficie di appoggio (520; 720; 820); e - un condotto di aspirazione (523; 723; 823) adatto a mettere in comunicazione l’incavo (521; 721; 821) con un aspiratore (53; 73; 83) esterno al diaframma (52; 72; 82).
2. Diaframma (52; 72) in accordo con la rivendicazione 1, in cui gli assi a e r sono sghembi l’uno rispetto all’altro.
3. Diaframma (52; 72; 82) in accordo con una qualsiasi rivendicazione precedente, comprendente inoltre una guarnizione periferica (524, 724; 824) adatta a definire, allo stato indeformato, una superficie di appoggio assiale (5240; 7240; 8240) disposta su un piano π2 parallelo al piano π1 e discosto da esso.
4. Diaframma (52; 72; 82) in accordo con una qualsiasi rivendicazione precedente, comprendente una guarnizione periferica (524; 724; 824) adatta a definire una superficie di appoggio almeno radiale (5241; 7241; 8241).
5. Diaframma (52; 72; 82) in accordo con una qualsiasi rivendicazione precedente, in cui l’asse di rotazione r passa al di fuori o sul bordo dell’area A definita dalla superficie di appoggio (520; 720; 820) del diaframma attivo (52; 72; 82).
6. Diaframma (52; 72; 82) in accordo con una qualsiasi rivendicazione precedente, in cui il condotto di aspirazione (813) è perpendicolare al piano π1.
7. Diaframma (52; 72; 82) in accordo con una qualsiasi rivendicazione da 1 a 5, in cui il condotto di aspirazione (523; 723) è disposto almeno parzialmente lungo l’asse di rotazione r.
8. Diaframma (52; 72; 82) in accordo con una qualsiasi rivendicazione precedente, comprendente mezzi (522; 722; 822) per la trasmissione di una coppia attorno all’asse di rotazione r.
9. Porta attiva (51; 71; 81) per la chiusura ermetica di un condotto, comprendente un diaframma (52; 72; 82) in accordo con una qualsiasi rivendicazione da 1 a 8, la porta (51; 71; 81) comprendendo inoltre: - mezzi (510, 710; 810) per reggere il diaframma (52; 72; 82) in modo girevole attorno all’asse di rotazione r; e - un condotto di aspirazione (513; 713; 813) adatto a costituire un prolungamento del condotto di aspirazione (523; 723; 823) del diaframma (52; 72; 82).
10. Porta (51; 71; 81) in accordo con la rivendicazione 9, comprendente un diaframma (52; 72; 82) in accordo con la rivendicazione 4, in cui la porta (51; 71; 81) comprende una superficie di riscontro adatta a definire un appoggio almeno parzialmente radiale per la superficie di appoggio almeno parzialmente radiale (5241; 7241) del diaframma (52; 72; 82).
11. Porta (51; 71; 81) in accordo con la rivendicazione 9 o 10, comprendente mezzi (512; 712; 812) per trasmettere al diaframma (52; 72; 82) una coppia attorno all’asse di rotazione r, i mezzi (512; 712; 812) della porta (51; 71; 81) essendo adatti a cooperare con i mezzi (522, 722; 822) del diaframma (52; 72; 82).
12. Porta (51; 71; 81) in accordo con la rivendicazione 9, 10 o 11, comprendente inoltre un aspiratore (53; 73) collegato al condotto di aspirazione (513; 713; 813).
13. Porta (51; 71; 81) in accordo con la rivendicazione 12, in cui l’aspiratore (53; 73) comprende un circuito di controllo (530; 730) adatto a misurare il volume e/o la portata del fluido aspirato dall’aspiratore (53; 73) e confrontare tali misure con una serie di valori precaricati.
14. Sistema di trasferimento asettico comprendente: - una porta attiva (51; 71; 81) in accordo con una qualsiasi rivendicazione da 9 a 13, e - una porta passiva (61) adatta ad essere collegata meccanicamente alla porta attiva (51; 71; 81), in cui la porta passiva (61) comprende un diaframma passivo (62) adatto a chiudere ermeticamente la porta passiva (61), il diaframma passivo (62) comprendendo inoltre una superficie di riscontro (620) adatta a definire un appoggio assiale per la superficie di appoggio (5240; 7240; 8240), della guarnizione (524; 724; 824) del diaframma (52; 72; 82) della porta attiva (51; 71; 81).
15. Sistema di trasferimento asettico in accordo con la rivendicazione 14, in cui il diaframma passivo (62) chiude ermeticamente la porta passiva (61) mediante una guarnizione periferica (626).