CA1098837A - Appareil a fibres creuses, utilisables notamment comme rein artificiel - Google Patents
Appareil a fibres creuses, utilisables notamment comme rein artificielInfo
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
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Abstract
PRECIS DE LA DIVULGATION:
Appareil à fibres creuses comprenant un mandrin vers les extrémités duquel se trouvent deux parois dites d'extrémité entourant le mandrin et par lesquelles sont maintenues les fibres creuses s'étendant d'une paroi d'extrémité à l'autre, au moins une des deux parois d'extrémité étant étanche et traversée par les extrémités ouvertes des fibres creuses. Une particularité de cet appareil réside dans le fait qu'il comprend, pour l'introduction et l'éva-cuation du fluide circulant à l'extérieure des fibres creuses, des moyens débouchant à la périphérie du mandrin et à proximité de chaque paroi d'extrémité. L'appareil est utilisable notamment en osmose, osmose inverse, ultrafiltration, perméation gazeuse, et pour le traitement du sang.
Appareil à fibres creuses comprenant un mandrin vers les extrémités duquel se trouvent deux parois dites d'extrémité entourant le mandrin et par lesquelles sont maintenues les fibres creuses s'étendant d'une paroi d'extrémité à l'autre, au moins une des deux parois d'extrémité étant étanche et traversée par les extrémités ouvertes des fibres creuses. Une particularité de cet appareil réside dans le fait qu'il comprend, pour l'introduction et l'éva-cuation du fluide circulant à l'extérieure des fibres creuses, des moyens débouchant à la périphérie du mandrin et à proximité de chaque paroi d'extrémité. L'appareil est utilisable notamment en osmose, osmose inverse, ultrafiltration, perméation gazeuse, et pour le traitement du sang.
Description
` ~913837 La présente invention, concerne un appareil à fibres creuses, utilisable pour le fractionnement de fluides, notamment pour le traitement du sang, dans lequel le fluide qui circule à
l'extérieure des fibres est introduit à l'intérieure de l'appareil à proximité d'une paroi d'extrémité dans laquelle sont noyées les zônes d'extrémité des fibres creuses tandis qu'il est évacué vers l'autre paroi d'extrémité, lesdites fibres creuses ayant au moins une de leurs extrémités ouverte sur une des parois d'extrémité
étanche. De ~a~on générale l~appareil selon la présente invention concerne tout appareil, comme celui défini ci-avant, dans lequel u~ fluide peut circuler sur la sur~ace-externe de fibres creuses sans risque de zônes mortes mal irriguées par ledit fluide à l'in-térieur dudit appareil. Plus précisément l'appareil selon la pré-sente invention concerne un appareil utilisable pour le traitement du sang dans lequel ce dernier circule à l'extérieur des fibres creuses. Cet appareil peut être utilisé notamment comme rein artificiel à hémodialyse, comme rein artificiel à hémodialyse et ultrafiltration, comme rein artificiel à ultrafiltration seule, ou comme poumon artificiel~
Les appareils à fibres.creuses de l'art antérieur utilisables comme rein artificiel ou po~mon artificiel et dans lesquels le fluide à l'extérieur des fibres circule d'une paroi d'étanchéité à l'autre sont essentiellement des appareils dans les-quels le sang circule à l'intérieur de fibres sensiblement recti-lignes réunies en faisceau à l'intérieur d'un carter généralement cylindrique. Ceci exige que les parois d'étanchéité dans les-quelles sont noyées leQ fibres et/ou que les fibres soient sec-tionnées avec la plus grande minutie pour que le passage du sang soit assuré à l'intérieur des fi.bres, en effet les moindres aspé-rités de surface (résultant de ce sectionnement~ au niveau de l'extrémité des fibres ou un aplatissement de ces extrémités en-trainent une amorce de coagulation locale du sang qui va en 1~9~837 s'amplifiant au cours de séance d'hémodialyse par exemple. Ainsi, en plus de bonnes propriétés d'humocompatibilité, la matière cons-tituant les fibres et celle des parois d'étanchéité doivent pré-senter de bonnes propriétés mécaniques pour subir un sectionnement ne laissant pas de traces, c'est-à-dire un très bon état de sur-face. En outre, dans les appareils de l'art antérieur, la paroi interne des fibres do?it elle-même présenter un état de surface tel que le sang ne risque pas de s'hémolyser ou de coaguler au cours de son cheminement ~ l'intérieur des dites fibres.
Les appareils de l'art antérieur sont donc essentielle-ment conçus pour une circulation du sang à l'intérieur des fibres et les moyens d'introduction et/ou d'~vacuation du fluide devant circuler à l'extérieur des fibres se trouvent ordinairement sur le carter entourant les fibres creuses. Si de tels appareils sont utilisés avec le sang circulant à l'extérieur des fibres, il est indéniable que; par exemple à la partie diamétralement opposée à
l'arrivée du sang dans l'enceinte, des zônes seront mal irriguées et que les risques de coagulation seront important~ en ces endroits.
Un but de la présente invention est donc un appareil ne présentant pas les inconvénients des appareils de l'art antérieur et dans lequel un fluide, notamment du sang, peut circuler à l'ex-térieur de fibres creuses sans risque de mauvaise irrigation locale des fibres à l'intérieur de l'enceinte. L'appareil selon la pré-sente invention a pour avantage le fait que l'on peut se contenter de sectionner les fibres sans chercher un état de surface parfait de leurs extrémités ou de la paroi d'extrémité étanche, étant donné
que ce n'est pas le ~ang (dans le cas précis de cette application) qui entre en contact avec ces surfaces tranchées. Un autre avanta-ge de l'appareil selon la présente invention est de permettre l'uti-lisation de fibres creuses pouvant présenter une certaine rugositéou inégalité de surface sur leur paroi interne.
Un avantage supplémentaire de l'appareil selon la pré-.,: . , ~ , sente invention réside également dans la grande facilité de netto-yage pour le circuit du fluide circulant à l'extérieur des fibres.
Il a maintenant été trouvé et c'est ce qui fait l'objet de laprésente invention, un appareil à fibres creuses utilisable pour le fractionnement de fluide notamment pour le traitement du sang avec circulation de ce dernier à l'extérieur des fibres creuses, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un mandrin vers les - extrémités duquel se trouvent deux parois dites d'extrémité entou-rant le mandrin et par lesquelles sont maintenues les fibres creu-ses s'étendant d'une paroi d'extrémité à l'autre, au moins une desdeux parois d'extrémité étant étanche et traversée par les extrémi-tés ouvertes des fibres creuses, un cvarter disposé au moins autour des fibres creuses et des parois d'extrémité, et déterminant entre sa paroi interne, les faces en regard des parois d'extrémité et le mandrin une chambre dans laquelle sont disposées les flbres creuses. Des moyens sont prévus pour l'introduction et/ou l'éva-cuation du fluide c~irculant ~ l'intérieur des fibres creuses et des moyens sont prévus pour l'introduction et l'évacua,tion du fluide circulant ~ l'extérieur des fibres, ces moyens débouchant dans la chambre à la périphérie du mandrin et à proximité de chaque paroi d'extrémité.
en qJo1~
Le terme "fractionnement" utilisé ci-avant tout échange ou transfert de matière tou m8me de calories) par le-quel, après intervention dudit fractionnement, on obtient un ou plusieurs fluideQ n'ayant pas la même composition ou les mêmes propriétés que le (ou les) fluide (s) introduit (s) dans l'appareil à fibres creuses. Les opérations de fractionnement envisagées sont donc essentiellement:
- des opérations d'échange ~dia~yse, par exemple rein artificiel - osmose directe - échange gaz gaz - échange gaz liqui-de, par exemple poumon artificiel).
- des op~rations de séparation (ultrafiltration, osmose - , :: - . -- ~(198837 inverse, perméation gazeuse), - et même des opérations de mélange.
Mais l'appareil à fibres creuses selon la présente in-vention peut également être utilisé dans des opérations telles que l'échange thermique entre deux fluides, l'humidification et/ou le conditionnement d'air, la dissolution de certains gaz dans des li-quides...
Dans l'appareil selon la présente invention, par l'ex-pression "fibres creuses" on désigne des fibres de forme tubulaire, c'est-à-dire comportant en leur sein un canal continu disposé sen-~iblement selon l'axe de la fibre. Les fibres creuses utilisables peuvent être de tout type connu et en tout matériau macromoléculai-re naturel, artificiel ou synthétique. En particulier il peut s'agir des fibres mentionnées dans les brevets fran~ais 1.307.979, 1.586.563,
l'extérieure des fibres est introduit à l'intérieure de l'appareil à proximité d'une paroi d'extrémité dans laquelle sont noyées les zônes d'extrémité des fibres creuses tandis qu'il est évacué vers l'autre paroi d'extrémité, lesdites fibres creuses ayant au moins une de leurs extrémités ouverte sur une des parois d'extrémité
étanche. De ~a~on générale l~appareil selon la présente invention concerne tout appareil, comme celui défini ci-avant, dans lequel u~ fluide peut circuler sur la sur~ace-externe de fibres creuses sans risque de zônes mortes mal irriguées par ledit fluide à l'in-térieur dudit appareil. Plus précisément l'appareil selon la pré-sente invention concerne un appareil utilisable pour le traitement du sang dans lequel ce dernier circule à l'extérieur des fibres creuses. Cet appareil peut être utilisé notamment comme rein artificiel à hémodialyse, comme rein artificiel à hémodialyse et ultrafiltration, comme rein artificiel à ultrafiltration seule, ou comme poumon artificiel~
Les appareils à fibres.creuses de l'art antérieur utilisables comme rein artificiel ou po~mon artificiel et dans lesquels le fluide à l'extérieur des fibres circule d'une paroi d'étanchéité à l'autre sont essentiellement des appareils dans les-quels le sang circule à l'intérieur de fibres sensiblement recti-lignes réunies en faisceau à l'intérieur d'un carter généralement cylindrique. Ceci exige que les parois d'étanchéité dans les-quelles sont noyées leQ fibres et/ou que les fibres soient sec-tionnées avec la plus grande minutie pour que le passage du sang soit assuré à l'intérieur des fi.bres, en effet les moindres aspé-rités de surface (résultant de ce sectionnement~ au niveau de l'extrémité des fibres ou un aplatissement de ces extrémités en-trainent une amorce de coagulation locale du sang qui va en 1~9~837 s'amplifiant au cours de séance d'hémodialyse par exemple. Ainsi, en plus de bonnes propriétés d'humocompatibilité, la matière cons-tituant les fibres et celle des parois d'étanchéité doivent pré-senter de bonnes propriétés mécaniques pour subir un sectionnement ne laissant pas de traces, c'est-à-dire un très bon état de sur-face. En outre, dans les appareils de l'art antérieur, la paroi interne des fibres do?it elle-même présenter un état de surface tel que le sang ne risque pas de s'hémolyser ou de coaguler au cours de son cheminement ~ l'intérieur des dites fibres.
Les appareils de l'art antérieur sont donc essentielle-ment conçus pour une circulation du sang à l'intérieur des fibres et les moyens d'introduction et/ou d'~vacuation du fluide devant circuler à l'extérieur des fibres se trouvent ordinairement sur le carter entourant les fibres creuses. Si de tels appareils sont utilisés avec le sang circulant à l'extérieur des fibres, il est indéniable que; par exemple à la partie diamétralement opposée à
l'arrivée du sang dans l'enceinte, des zônes seront mal irriguées et que les risques de coagulation seront important~ en ces endroits.
Un but de la présente invention est donc un appareil ne présentant pas les inconvénients des appareils de l'art antérieur et dans lequel un fluide, notamment du sang, peut circuler à l'ex-térieur de fibres creuses sans risque de mauvaise irrigation locale des fibres à l'intérieur de l'enceinte. L'appareil selon la pré-sente invention a pour avantage le fait que l'on peut se contenter de sectionner les fibres sans chercher un état de surface parfait de leurs extrémités ou de la paroi d'extrémité étanche, étant donné
que ce n'est pas le ~ang (dans le cas précis de cette application) qui entre en contact avec ces surfaces tranchées. Un autre avanta-ge de l'appareil selon la présente invention est de permettre l'uti-lisation de fibres creuses pouvant présenter une certaine rugositéou inégalité de surface sur leur paroi interne.
Un avantage supplémentaire de l'appareil selon la pré-.,: . , ~ , sente invention réside également dans la grande facilité de netto-yage pour le circuit du fluide circulant à l'extérieur des fibres.
Il a maintenant été trouvé et c'est ce qui fait l'objet de laprésente invention, un appareil à fibres creuses utilisable pour le fractionnement de fluide notamment pour le traitement du sang avec circulation de ce dernier à l'extérieur des fibres creuses, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un mandrin vers les - extrémités duquel se trouvent deux parois dites d'extrémité entou-rant le mandrin et par lesquelles sont maintenues les fibres creu-ses s'étendant d'une paroi d'extrémité à l'autre, au moins une desdeux parois d'extrémité étant étanche et traversée par les extrémi-tés ouvertes des fibres creuses, un cvarter disposé au moins autour des fibres creuses et des parois d'extrémité, et déterminant entre sa paroi interne, les faces en regard des parois d'extrémité et le mandrin une chambre dans laquelle sont disposées les flbres creuses. Des moyens sont prévus pour l'introduction et/ou l'éva-cuation du fluide c~irculant ~ l'intérieur des fibres creuses et des moyens sont prévus pour l'introduction et l'évacua,tion du fluide circulant ~ l'extérieur des fibres, ces moyens débouchant dans la chambre à la périphérie du mandrin et à proximité de chaque paroi d'extrémité.
en qJo1~
Le terme "fractionnement" utilisé ci-avant tout échange ou transfert de matière tou m8me de calories) par le-quel, après intervention dudit fractionnement, on obtient un ou plusieurs fluideQ n'ayant pas la même composition ou les mêmes propriétés que le (ou les) fluide (s) introduit (s) dans l'appareil à fibres creuses. Les opérations de fractionnement envisagées sont donc essentiellement:
- des opérations d'échange ~dia~yse, par exemple rein artificiel - osmose directe - échange gaz gaz - échange gaz liqui-de, par exemple poumon artificiel).
- des op~rations de séparation (ultrafiltration, osmose - , :: - . -- ~(198837 inverse, perméation gazeuse), - et même des opérations de mélange.
Mais l'appareil à fibres creuses selon la présente in-vention peut également être utilisé dans des opérations telles que l'échange thermique entre deux fluides, l'humidification et/ou le conditionnement d'air, la dissolution de certains gaz dans des li-quides...
Dans l'appareil selon la présente invention, par l'ex-pression "fibres creuses" on désigne des fibres de forme tubulaire, c'est-à-dire comportant en leur sein un canal continu disposé sen-~iblement selon l'axe de la fibre. Les fibres creuses utilisables peuvent être de tout type connu et en tout matériau macromoléculai-re naturel, artificiel ou synthétique. En particulier il peut s'agir des fibres mentionnées dans les brevets fran~ais 1.307.979, 1.586.563,
2.017.387 et américain 3.674.628. Ces fibres peuvent être obtenues par voie fondue, par voie sèche (évaporation de solvant) ou par voie humide (coagulation). La nature précise des fibres creuses est choisie en fonction de l'application envisagée et naturellement, pour des-opérations de simple échange thermique les fibres creuses utili- :
sées seront imperméables aux fluides circulant sur leurs parois ex-terne ou interne et en matériaux tels que ceux décrits notamment dans le brevet américain 3.315.740.
Les fibres creuses utilisables dans l'appareil selon la présente invention ont un diamètre extérieur généralement inférieur à 1,5 mm, de préférence inférieur à 0.75 mm et géneralement supérieur ;
~ 5 microns. Pour une utilisation de l'appareil comme hémodialyseur ou comme poumon artificiel le diamètre externe des fibres est de préférence supérieur ~ 300 microns. L'épaisseur de la paroi des fibres est généralement comprise entre 1 et 100 microns.
La description de l'appareil selon la présente invention sera mieux comprise ~ l'aide des figures ci-jointes qui illustrent de façon schématique, ~ titre d'exemples non limitatifs et sans :, ~- .
~ ~ - . -, -` ``~`" 1~98837 échelle déterminée, des modes de réalisation particulierdudit appareil.
La figure 1 représente un appareil selon la présente invention en coupe selon son axe longitudinal.
La figure 2 est une coupe partielle selon II-II de la figure 1.
Les figures 3, 4 et 5 représentent des variantes de réalisation de l'appareil selon l'invention.
La figure 6 est une coupe partielle selon VI-VI de la figure 5 ou selon VI-VI de la figure 7.
La figure 7 représente un mode de réalisation préféren-tiel de l'appareil selon la présente invention en coupe selon son axe longitudinal.
La figure 8 est un agrandissement de la partie cerclée de la figure 1.
La figure 9 représente une variante de réalisation d'un appareil selon la présente invention.
La figure 10 représente un appareillage pour préparer des appareils selon la présente invention.
L'appareil selon la figure 1 comprend un mandrin (1) cylindrique avantageusement à section circulaire et deux parois d'extrémité étanches 2 dans lesquelles sont noyées les zônes ter-minales des fibres 3 qui s'étendent d'une paroi d'extrémité à
l'autre, ces dernières (2) se trouvant à proximité des extrémités (19) ou (20) du mandrin ~1). Ces parois d'extrémité (2) étanches comprennent généralement de la colle solidifiée à base par exem-ple de résine silicone ou polyuréthane et peuvent en outre comp-prendre des fils ou rubans enroulés autour du mandrin (1), entre les spires desquels les fibres sont disposées et maintenues de manière étanche par la colle solidifiée. Entre les deux parois d'extrémité (2), les fibres (3) sont généralement en contact entre elles. Chaque extrémité de fibres (3) est ouverte lère planche des dessins .. . . -- - ,.
1098t~37 et débouche dans un compartiment (4) ou (5) comprenant des moyens (9,10) pour l'introduction ou l'évacuation d'un fluide à l'inté-rieur des fibres creuses (3). Autour et au contact des fibres creuses (3) se trouve un carter (6) comprenant à une de ses extré-mités des moyens formant le compartiment (5) dont il a été question ci-avant et à l'autre extrémité un flasque (16) délimitant le com- .-~partiment (4). La paroi interne (11) du carter (6), le mandrin (1) et les faces (22,23) des parois d'extrémité (2) qui sont en regard l'une de l'autre déterminent une chambre (24) à section annulaire à l'intérieur de laquelle se trouvent les fibres creuses (3). La caractéristique de llappareil selon cette variante réside dans le fait qu'il compr~nd des moyens débouchant la chambre (24) ~ proxi-mité de la partie de plus faible diamètre de chaque paroi (2) d'ex-trémité et répartis autour du mandrin (1). Ces moyens servent à
l'introduction et à l'évacuation du fluide circulant à l'extérieur des fibres creuses (3) à l'intérieur de la chambre (24) et compren-nent notamment des passages ou canaux (21) reliés à une canalisa-tion ou tubulure (7) QU ( 8) à l'intérieur du mandr~n (1) vers ses extrémités (19) et (20). La figure 2 montre plus précisément un .20 mode de répartition des canaux (21) autour du mandrin (1). La fi-gure 8, agrandissement de la partie cerclée du mandrin (1) de la ~:
figure 1, montre en variante, comment les canaux (21) peuvent avantageusement déboucher sur le mandrin (1) dans une gorge (25) prévue autour de ce dernier et comment la canalisation (7) comporte avantageusement des moyens (26) pour éviter que le fluide introduit entre perpendiculairement au contact du mandrin au fond de ladite canalisation (7).
Pour l'utilisation de l'appareil selon la figure 1 parexemple comme hémodialyseur, on fait arriver le sang dans l'appareil par la canalisation ou tubulure (7), celui-ci passe par les canaux (21) et circule à l'extérieur des fibres creuses (3) de la face (22) de la paroi d'extrémité (2) située à gauche de l'appareil jusqu'à
~ - . . . . . .
1~98~37 la face (23) de la paroi d'extrémité (2) à droite de l'appareil pour passer par les canaux (21) et dans la canalisation (8~; puis il sort de l'appareil. Le liquide de dialyse circulant à l'intérieur des fibres creuses (3) entre dans l'appareil par la tubulure (9), passe dans le compartiment (4 ? et à liintérieur des fibres creuses (3), ressort à l~autre extrémité de ces dernières (3) dans le comparti-ment (5), puis sort de l'appareil par la tubulure (10~. Il doit ~tre signalé toutefois que le fluide circulant à l'extérieur des t fibres peut 8tre introduit dans l'appareil par la tubulure (8) et 10ressortir par la tubulure (7). De même le fluide circulant à l'in-térieur des fibres peut être introduit dans l'appareil par la tubu-lure tlO) pour en ressortir par la tub~lure (9). Par convention q~
est conservée tout le long de la description et pour chaque figure de la présente demande, les flèches à proximité de chaque canalisa-tion ou tubulure des appareils représentés ont deux chevrons lors-qu'elles indiquent le sens de circulation du fluide à l'extérieur des fibres creuses, tandis que ces flèches ont un chevron lorsqu'el-les indiquent le sens de circulation d'un fluide à l'intérieur des fibres.
. La figure 3 représente en coupe partielle selon son axe longitudinal un appareil dans lequel le mandrin (1) cylindrique est de section transversale supérieure, dans la plus grande partie de sa longueur comprise entre les parois d'extrémité étanches (2) à la section de ses extrémités (19) et (20 non représentée) entourées par les dites parois d'extrémité (2) à section annulaire. Ainsi, dans l'appareil selon la figure 3, dont seule une partie est représentée et dont l'autre partie est semblable à celle représentée (avec toute-fois un flasque 16 comme l'appareil selon la figure 1), le mandrin (1) cylindrique est de diamètre supérieur entre le point repéré en (12) et son homologue sur la partie non représentée aux diamètres des extremités (19) et (20) de sections équivalentes, entourées par les parois d'extrémité (2). Les canaux (21) débouchent sur le man-.
- . , 10~8837 drin (1) à proximité ou au commencement de la zône repérée en (14) (et dans la zBne équivalente de la partie de l'appareil non repré-sentée) où la section du mandrin (1) est croissante entre l'extrémi-té (19) entourée par la paroi d'étanchéité (2) et le point repéré
en (12~ sur le mandrin correspondant à la partie de plus forte sec-tion. Les canaux (21) débouchent sur le mandrin (1) juste avant qu'il change de section pour se raccorder à sa partie de plus grand diamètre (ou de plus grande section).
Dans le mode de réalisation de l'appareil selon la figure-
sées seront imperméables aux fluides circulant sur leurs parois ex-terne ou interne et en matériaux tels que ceux décrits notamment dans le brevet américain 3.315.740.
Les fibres creuses utilisables dans l'appareil selon la présente invention ont un diamètre extérieur généralement inférieur à 1,5 mm, de préférence inférieur à 0.75 mm et géneralement supérieur ;
~ 5 microns. Pour une utilisation de l'appareil comme hémodialyseur ou comme poumon artificiel le diamètre externe des fibres est de préférence supérieur ~ 300 microns. L'épaisseur de la paroi des fibres est généralement comprise entre 1 et 100 microns.
La description de l'appareil selon la présente invention sera mieux comprise ~ l'aide des figures ci-jointes qui illustrent de façon schématique, ~ titre d'exemples non limitatifs et sans :, ~- .
~ ~ - . -, -` ``~`" 1~98837 échelle déterminée, des modes de réalisation particulierdudit appareil.
La figure 1 représente un appareil selon la présente invention en coupe selon son axe longitudinal.
La figure 2 est une coupe partielle selon II-II de la figure 1.
Les figures 3, 4 et 5 représentent des variantes de réalisation de l'appareil selon l'invention.
La figure 6 est une coupe partielle selon VI-VI de la figure 5 ou selon VI-VI de la figure 7.
La figure 7 représente un mode de réalisation préféren-tiel de l'appareil selon la présente invention en coupe selon son axe longitudinal.
La figure 8 est un agrandissement de la partie cerclée de la figure 1.
La figure 9 représente une variante de réalisation d'un appareil selon la présente invention.
La figure 10 représente un appareillage pour préparer des appareils selon la présente invention.
L'appareil selon la figure 1 comprend un mandrin (1) cylindrique avantageusement à section circulaire et deux parois d'extrémité étanches 2 dans lesquelles sont noyées les zônes ter-minales des fibres 3 qui s'étendent d'une paroi d'extrémité à
l'autre, ces dernières (2) se trouvant à proximité des extrémités (19) ou (20) du mandrin ~1). Ces parois d'extrémité (2) étanches comprennent généralement de la colle solidifiée à base par exem-ple de résine silicone ou polyuréthane et peuvent en outre comp-prendre des fils ou rubans enroulés autour du mandrin (1), entre les spires desquels les fibres sont disposées et maintenues de manière étanche par la colle solidifiée. Entre les deux parois d'extrémité (2), les fibres (3) sont généralement en contact entre elles. Chaque extrémité de fibres (3) est ouverte lère planche des dessins .. . . -- - ,.
1098t~37 et débouche dans un compartiment (4) ou (5) comprenant des moyens (9,10) pour l'introduction ou l'évacuation d'un fluide à l'inté-rieur des fibres creuses (3). Autour et au contact des fibres creuses (3) se trouve un carter (6) comprenant à une de ses extré-mités des moyens formant le compartiment (5) dont il a été question ci-avant et à l'autre extrémité un flasque (16) délimitant le com- .-~partiment (4). La paroi interne (11) du carter (6), le mandrin (1) et les faces (22,23) des parois d'extrémité (2) qui sont en regard l'une de l'autre déterminent une chambre (24) à section annulaire à l'intérieur de laquelle se trouvent les fibres creuses (3). La caractéristique de llappareil selon cette variante réside dans le fait qu'il compr~nd des moyens débouchant la chambre (24) ~ proxi-mité de la partie de plus faible diamètre de chaque paroi (2) d'ex-trémité et répartis autour du mandrin (1). Ces moyens servent à
l'introduction et à l'évacuation du fluide circulant à l'extérieur des fibres creuses (3) à l'intérieur de la chambre (24) et compren-nent notamment des passages ou canaux (21) reliés à une canalisa-tion ou tubulure (7) QU ( 8) à l'intérieur du mandr~n (1) vers ses extrémités (19) et (20). La figure 2 montre plus précisément un .20 mode de répartition des canaux (21) autour du mandrin (1). La fi-gure 8, agrandissement de la partie cerclée du mandrin (1) de la ~:
figure 1, montre en variante, comment les canaux (21) peuvent avantageusement déboucher sur le mandrin (1) dans une gorge (25) prévue autour de ce dernier et comment la canalisation (7) comporte avantageusement des moyens (26) pour éviter que le fluide introduit entre perpendiculairement au contact du mandrin au fond de ladite canalisation (7).
Pour l'utilisation de l'appareil selon la figure 1 parexemple comme hémodialyseur, on fait arriver le sang dans l'appareil par la canalisation ou tubulure (7), celui-ci passe par les canaux (21) et circule à l'extérieur des fibres creuses (3) de la face (22) de la paroi d'extrémité (2) située à gauche de l'appareil jusqu'à
~ - . . . . . .
1~98~37 la face (23) de la paroi d'extrémité (2) à droite de l'appareil pour passer par les canaux (21) et dans la canalisation (8~; puis il sort de l'appareil. Le liquide de dialyse circulant à l'intérieur des fibres creuses (3) entre dans l'appareil par la tubulure (9), passe dans le compartiment (4 ? et à liintérieur des fibres creuses (3), ressort à l~autre extrémité de ces dernières (3) dans le comparti-ment (5), puis sort de l'appareil par la tubulure (10~. Il doit ~tre signalé toutefois que le fluide circulant à l'extérieur des t fibres peut 8tre introduit dans l'appareil par la tubulure (8) et 10ressortir par la tubulure (7). De même le fluide circulant à l'in-térieur des fibres peut être introduit dans l'appareil par la tubu-lure tlO) pour en ressortir par la tub~lure (9). Par convention q~
est conservée tout le long de la description et pour chaque figure de la présente demande, les flèches à proximité de chaque canalisa-tion ou tubulure des appareils représentés ont deux chevrons lors-qu'elles indiquent le sens de circulation du fluide à l'extérieur des fibres creuses, tandis que ces flèches ont un chevron lorsqu'el-les indiquent le sens de circulation d'un fluide à l'intérieur des fibres.
. La figure 3 représente en coupe partielle selon son axe longitudinal un appareil dans lequel le mandrin (1) cylindrique est de section transversale supérieure, dans la plus grande partie de sa longueur comprise entre les parois d'extrémité étanches (2) à la section de ses extrémités (19) et (20 non représentée) entourées par les dites parois d'extrémité (2) à section annulaire. Ainsi, dans l'appareil selon la figure 3, dont seule une partie est représentée et dont l'autre partie est semblable à celle représentée (avec toute-fois un flasque 16 comme l'appareil selon la figure 1), le mandrin (1) cylindrique est de diamètre supérieur entre le point repéré en (12) et son homologue sur la partie non représentée aux diamètres des extremités (19) et (20) de sections équivalentes, entourées par les parois d'extrémité (2). Les canaux (21) débouchent sur le man-.
- . , 10~8837 drin (1) à proximité ou au commencement de la zône repérée en (14) (et dans la zBne équivalente de la partie de l'appareil non repré-sentée) où la section du mandrin (1) est croissante entre l'extrémi-té (19) entourée par la paroi d'étanchéité (2) et le point repéré
en (12~ sur le mandrin correspondant à la partie de plus forte sec-tion. Les canaux (21) débouchent sur le mandrin (1) juste avant qu'il change de section pour se raccorder à sa partie de plus grand diamètre (ou de plus grande section).
Dans le mode de réalisation de l'appareil selon la figure-
3 les fibres (3) sont disposées sous forme de torsades les unes côt,é des autres et en contact entre elles, tandis que les parois d'extrémité étanches t2) comprennent c~acune une bande enroulée en , -spirale autour des extrémités (19 et 20) du mandrin (1), les fibres ëtant disposées entre les spires de la bande. L'étanchéité des parois (2) d'extrémité est obtenue par de la colle. , L'avantage de l'appareil selon la figure 3,par rapport à l'appareil selon la figure 1 réside essentiellement dans la meilleure répartition du fluide à l'extérieur des f~ibres (3) vers les canaux (21), ceci résultant:
- d'une part du fait que la présence du ruban de la paroi d'étanchéité qui maintient les fibres à une certaine distance les unes des autres de part et d'autre de lui-même (grâce à son épaisseur), tandis que dans la partie de la chambre (24) comprise le long de la partie du mandrin de plus forte section, les fibres sont`
toutes en contact entre elles, - d'autre part du fait que les fibres (3) s'éloignent progressivment les unes des autres depuis la paroi d'extrémité (2) jusqu'à la zône repérée en (12) sur le mandrin (1), grâce aux dif-férences de section entre les moyens supportant les parois d'extré-30 mité (2) et la zône du mandrin (1) repérée en (12). ,, L'appareil selon la figure 4 ressemble à celui selon la figure 3, avec toutefois, pour différence le fait que les faces (22) r ,:
~L~38~37 et (23 non représentée) en regard des parois d'extrémité (2) étanches ne sont pas perpendiculaires à l'axe longitudinal du mandrin (1), mais sont inclinées (obliques) vis-à-vis de l'axe longitudinal de ce dernier. L'intersection d'un plan passant par c'est à dire com-prenant l'axe longitudinal du mandrin avec la face interne (22 ou 23) à la chambre (24) de chaque paroi d'extrémité (2) étanche est repré-sentée par deux segments de droites disposées symétriquement par rap-port à l'axe du mandrin (1). Ces segments de droites peuvent être considérés comme faisant avec l'axe longitudinal du mandrin un angle aigu, en mesurant cet angle du côté de la chambre ~24)., Généralement cet angle est compris entre 20 et 88 degrés et avantageusement entre 30 et 70 degrés. Ainsi dans l'apparei~ selon la figure 4 les faces (22j et (23) de chaque paroi d'extrémité (2) internes à la chambre (24) sont inclinées par rapport à l'axe longitudinal du mandrin et leur inclinaison est à peu près la même dans tout plan passant par l'axe longitudinal du mandrin pour tout point de chaque face situé
égale distance de cet axe longitudinal dans le cas où la section transversale des moyens supportant les parois est c~rculaire, ou à
égale distance des moyens supportant lesdites parois dans un cas plus général. Pour une simplification du dessin, seule la partie de gauche de l'appareil a été représentée sur la figure 4, mais la par-tie de droite est sensiblement identique à celle représentée (avec cependant un flasque 16) et à peu près symétrique à cette demière par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du man-drin. Il doit être signalé cependant que les faces de chaque paroi d'extrémité étanches en regard peuvent avoir un profil différent d'une paroi à l'autre. Dans l'appareLl selon la figure 4 l'axe des canaux (21) est également oblique par rapport à l'axe longitudinal du man-drin. Ce mode de réalisation favorise l'écoulement du fluide circu-lant à l'extérieur des fibres creuses lors de son introduction àl'intérieur de la chambre (24) ou de sa sortie de ladite chambre;
ainsi ce fluide n'entre pratiquement pas perpendiculairement au con-_g_ ... . .......... . . .
.~ ; : .. .. ..
`- ~G98837 tact d'éléments structurels de l'appareil. Comme celà est repré-senté sur l'appareil selon la figure 4, le prodil de la face (22) de la paroi d'extrémité étanche (2) est adapté au profil de la zône (14) du mandrin et il en est de même pour l'autre paroi d'extrémité
non représent~e sur la figure 4. Le fait que l'appareil possède des faces inclinées (22,23) pour ses parois d'extrémité (2) présente, en outre comme avantage le fait de le réduire au maximum le volume -de liquide, par exemple du sang, circulant à l'extérieur des fibres -(3) dans la chambre (24).
Il est à noter-que la face interne à la chambre (24) d'une paroi d'extrémité (2) étanche, lors d'une coupe de l'appareil selon un plan passant par l'axe longit~dinal du mandrin, n'est pas forcément représentée par deux segments de droite et que dans certains ;
cas cette intersection peut être représentée par deus portions de courbe~ comme c'est le cas pour l'appareil selon la figure 5. On peut considérer que la face interne (22) de la paroi d'étanchéité re-présentée figure 5, au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la piè-ce (27) supportant ladite paroi, fait d~abord un angle constant avec l'axe du mandrin, puis diminue progressivement d'indlinaison à proxi-20 mité de la paroi interne (11) du carter (6). Cependant, à titre de variante, cette face (22) peut diminuer constamment d'inclinaison, cette diminution étant par exemple plus accentuée vers la paroi in-terne du carter. L'appareil selon la figure 5 est représenté muni d'un mandrin (1) creux, à titre de variante des mandrins représentés lors des figures précédentes. Ce mandrin (1) selon la figure 5 pos-sède, comme celui de la figure 4, des extrémités (19 et 20) de plus ;;
faible section que la section de la majeure partie du mandrin compri-se entre le parois d'extrémité étanche (2), et chaque canalisation r 7 (ou 8 non représentée à l'autre extrémité du mandrin) est obtenue 30 grace à une pièce rapportée (27) disposée autour de chaque extrémité
19 et 20 du mandrin et autour de laquelle est fixée de manière étan-che chaque paroi d'extrémité (2). Une pièce rapportee (27) est re-, . ~...... . . ..
`` ~098~3~
présentée en coupe transversale figure 6 et comprent avantageusement des nervures longitudinales (28) internes reposant sur l'extrémité
(19) du mandrin entre lesquelles passe le fuide circulant à l'exté-rieur des fibres creuses (3), ce fluide entrant ou sortant de la chambre (24) grâce aux passages (21).
La figure 7 représente un mode de réalisation préféren-tiel d'un appareil selon la présente invention, comprenant comme les appareils précédents un mandrin et dans lequel le fluide circulant à l'extérieur des fibres creuses (3) est introduit dans (ou évacué
de) la chambre (24) à proximité de chaque paroi d'extrémité étanche (2) vers sa partle de plus faible section. Cet appareil selon la figure 7 comprend des parois d'extrémité (2) dont les faces (22) et (23) en regard sont inclinées par rapport .~ l'axe du mandrin comme c'est le cas dans les appareils selon les figures-4 et 5 précédem-ment décrites. Il possède cependant, comme différence structurelle, le fait d'avoir un mandrin (1) tronconique dans la plus grande par-tie de sa longueur comprise entre les deux parois (2) et d'avoir un carter (6) dont la paroi interne (11) est également tronconique au moins dans sa partie faisant face à la partie tronconique du`mandrin Ainsi le mandrin (1) est tronconique ~ur sa partie L comprise entre les points repérés en (12) et (13), et dans le cas de l'appareil re-présenté figure 7 la paroi interne (11) du carter (6) est tronconi-que sur toute sa longueur. Les conicités du mandrin (1) et de la paroi interne (11) du carter sont différentes (celle de la paroi in-terne (11) du carter (6) étant inférieure ~ celle du mandrin (1)) et telles que la section transversale de la chambre (24) soit sensi-blement la même tout le long de la partie L du mandrin. La conicité
du mandrin (angle au sommet) est avantageus,ement comprise entre 2 et 15 degrés et de préférence entre 4 et 10 degrés. A titre d'exemple un appareil à fibres creuses selon la figure 7 a été réalisé avec une conicité de mandrin de 6 degrés 40 minutes pour une longueur L
tronconique de 144 mm, la conicité de la,paroi du carter étant de 5 :- - ~ ,............. : ,:.. - . ,.. : ~ .. . ... -; 1r398~37 degrés 9 minutes.
Dans un appareil selon la figure 7 les moyens de support des parois d'extrémité, comprenant des pièces rapportées (27), sont`
de sections différentes l'une de l'autre. Ainsi dans l'appareil selon la figure 7 la section de la pièce rapportée (27) supportant la paroi d'extrémité (2) proche de l'extrémité (12) de la partie L
tronconique du mandrin de plus grande section est de section supé-rieure à celle de la pièce correspondante (27) proche de l'extrémi-té (13) de la partie L tronconique du mandrin de plus faible sec-tion. D'autre part, notamment dans le cas d'appareil de faiblelongueur ou/et dans le cas o~ les parois (2) d'extrémité étanches ont une section relativment important~e , les moyens supportant la paroi d'extrémité proche de la partie L du mandrin tronconique de plus forte section (partie repérée en 12) peuvent être de section inférieure à la partie tronconique du mandrin de plus faible sec-tion (partie repérée en 13), comme c'est le cas pour l'appareil représenté figure 7. Pour parfaire l'étanchéité entre la paroi interne (11) du carter (6) et la partie périphérique de chaque pa- ~ :
roi d'extrémité (2), des surinjections (17) de colle ont été réali-sées grâce à des ouvertures (18) avantageusement prévues dans lecarter (6) autour de ce dernier.
L'appareil selon la figure 7 présente comme avantage, (vis-à-vis des appareils précédemment décrits) outre le fait d'avoir une chambre (2A) dans laquelle les fibres creuses (3) sont réguliè-rement espacées, pouvant atre serrées entre elles de facon contrô-lée par la paroi interne (11) du carter (6) (ce qui élimine au maxi-mum le~ cheminq préf~rentiels du fluide circulant à l'extérieur des fibres), d'être ~e montage facile en ce qui concerne la mi3e ~
place du carter (6) autour des fibres (3). En effet ce carter (6), 30 .~^ réalisé en une seule pièce par exemple par moulage (ce qui évite d'avoir à réaliser des étanchéités sur ses génératrices comme c'est de,lx le cas lorsqu'on dispose dc~ demi-coquilles autour d'un faisceau :~Q98~37 de fibres creuses), est placé autour de l'ensemble /mandrin + fibre crueses + parois d~extrémite7 en introduisant la partie du carter (6) dont la paroi interne (11) est de plus grande section autour de l'extrémité du mandrin dont la paroi d'étanchéité (2) est de plus faible section (ou vice versa). Du fait des conicités relatives du mandrin (1) dans sa partie L et de la paroi interne (11) du car-ter (6), au moment de la mise en place du carter autour de l'ensemble andrin + fibres creuses + parois d'extrémit ~ , tout point de la paroi interne (11) du carter (6) ne glisse au contact des fibres (3) 1 ~ que sur une très faible ~ de leur longueur. Ainsi l~appareil selon la figure 7 permet de serrer les fibres régulièrement et de façon contr~lée sans risque de les détériorer. Ceci permet de ren-dre l'appareil plus performant du fait d'échanges améliorés grâce à
la faible épaisseur de la couche du fluide circulant à l'extérieur des fibres.
La figure 9 représente une variante de réalisation d'un appareil selon la présente invention, avec comme particularité le fait d'avoir un mandrin (1) bitronconique sur la plus grande partie L de sa longueur comprise entre les deux parois d'extrémité (2) étanches et d'avoir un carter en deux éléments (6a) et (6b) dont la paroi interne (lla) et (llb) de chacun d'eux est tronconique au moins sur sa longueur faisant face à la partie tronconique du man-; drin.
Les deux éléments (6a) et (6b) du carter sont réunisentre eux de manière étanche dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du mandrin. Par rapport à l'appareil selon la figure ; 7 précédemment décrit, cet appareil présente en plus l'avantage de pouvoir être sym~trique par rapport à un plan perpendiculaire à
l'axe longitudinal du mandrin ce qui peut par exemple permettre de réduire le nombre des moules des pièces injectées.
De nombreuses variantes des appareils décrits et repré-sentés figure 1 à 8 sont à la portée du technicien. Outre le fait , que les extrémités (19 et 20) autour desquelles se trouvent les parois d~extrémité (2) puissent être des pièces rapportées fixées au mandrin, il est possible par exemple que le mandrin en soit pas de section transversale circulaire. Toutefois lorsque le mandrin n'est pas de section circulaire, il est avantageux que les extrémi-tés du mandrin supportant les parois d'extrémité aient une section de même forme (homothétique) à celle du mandrin, de mame que la paroi interne (11) du carter (6).
Il est à noter également que lorsqu'un appareil selon la présente invention est utilisé seulement pour des opérations de séparations (par exemple osmose inverse, ultrafiltration, notamment rein à ultrafiltration seule) et que le fluide à traiter circule sur la paroi externe des fibres, cet appareil ne nécessite pas la présence d'un compartiment pour l'évacuation du fluide ayant traver-sé des fibres creuses à chaque extrémité des parois dlextrémité.
Les fibres creuses peuvent en effet être disposées sous forme de U
entre les deux parois d'extrémité (2) et seule la paroi d'extrémité
comportant les extrémités ouvertes des fibres nécessite un comparti-ment pour récupération et l'évacuation du fluide ayant traversé les fibres creuses (3). Dans l'appareil ci-avant il n'est pas nécessai-re non plus que les deux parois d'extrémité (2) soient étanches.Seule la paroi ayant les extrémit~ ouvertes des fibres doit atre étanche, l'autre paroi pouvant l'être par exemple si on ne souhaite pas que le fluide à trater la traverse.
Les appareils à fibres creuses selon la présente inven-tion peuvent atre préparés grâce à l'appareillage représenté figure 10. Ce dernier comprend un dispositif pour enrouler au moins une fibre creuse (3b) autour de moyens permettant d'obtenir avec cette fibre une enveloppe (3e) à section polygonale. Ce dispositif com-prend un cadre (28), en rotation autour de son axe, avec des bobines(29) de fibres creuses (3b). Les guide-fils des bobines et les moyens d'entrainement de ce cadre (28) n'ont pas été représentés pour .
1~9~37 la simplification du dessin. Chaque bobine (29) a au moins une fibre creuse (3b) et peut éventuellement en avoir plusieurs; dans ce dernier cas les fibres sont alors torsadées. Le cadre (28) a été représenté avec quatre bobines (29) mais il peut à la limite n'en avoir qu'une ou deux. Les moyens permettant d'obtenir avec les fibres (3b) une enveloppe (3e) à section polygonale comprennent des tiges (30) au moins partiellement filetées, disposées à chaque extrémité des mandrins (1) et sur la partie filetée desquelles les fibres creuses (3b) sont déposées. Ces tiges (30) peuvent être en rotation sur elles-mêmes autour de leur axe longitudinal grâce à
des moyens d'entrainement n~n représentés. Les tiges (30) ont un profil tel qu'il permette aux fibres de l'enveloppe à section poly-gonale de se détendre au cours de leur avancement sur lesdites tiges (30), ce qui évite un retrait ultérieur des fibres creuses. Les tiges (30) peuvent, en outre, avoir un profil tel que l'enyeloppe (3e) de fibres creuses, lorsque'elle arrive au contact,de chaque mandrin 1 (dans le cas où les mandrins ont une forme correspondant à celle des appareils des figures 3, 4, 5, 7, 9), puisse se confor-mer au profil longitudinal de chaque mandrin. L~appareillage selon la figure 10 comprend huit tiges filetées (30) et quatre mandrins (1) représentés lorsque le nombre voulu de fibres creuses autour de chacun d'eux est presque atteint, Les axes longitudinaux des man-drins (1) sont dans un même plan perpendiculaire à l'axe de rotation du cadre (28). L'appareil selon la figure 10 comprend des moyens pour maintenir l'enveloppe (3e) de fibres creuses avant de la sec-tionner. Ces moyens sont des rubans (31) disposés vers chaque ex-trémit~ du mandrin, couverts de matière adhésive au moins sur une partie de leur largeur pas passage dans des bacs encolleurs (32), et s'enroulant autour des mandrins (1). Pour maintenir sensiblement toujours au même endroit le point de tangence entre les rubans (31) et les mandrins (1) qui tournent autour de leur axe longitudinal en se recouvrant de tronc,ons de fibres creuses (3) (comme celà sera ~V913~337 précisé ci-après) l'appareil peut comprendre des moyens, non re-pr~sentés, soit pour éloigner de facon contr81ée chaque mandrin (1) des tiges (30) qui sont alors fixes, soit au contraire pour éloi-gner de façon contrôlée les tiges (30) des mandrins (1) qui sont alors fixes.
L'appareillage selon la figure 10 comprend des moyens (33) de sectionnement de l'enveloppe (3e) de fibres creuses alors que cette dernière est maintenue sur le mandrin (1) par les rubans (31). Des moyens (33) de sectionnement sont avantageusement situés ~ proximité du point de tangence-des rubans (31) avec le mandrin, vers chaque extr~mité des mandrins (1). Ces moyens de sectionne-ment (33) de l'enveloppe peuvent par,exemple être constitués par des lames circulaires tournantes.
Lorsque les appareils à fibres creuses que l'on prépare correspondent à ceux des figures 4, 5, 7 ou 9 l'appareillage selon la figure 10 comprend des moyens non représentés pour déplacer de façon contrôlée les bobines (34) de rubans (31), les rubans (31) . .
et les bacs encolleurs (32) vers la partie centrale (par rapport à
sa longueur) de chaque mandrin (1). Dans ce cas les moyens (33) de sectionnement de l'enveloppe peuvent se déplacer dans le même sens et du même mouvement que celui des rubans (31).
Pour lamise en oeuvre de l'appareillage représenté fi-gure 10, on opère de la manière suivante:
- on fixe chaque ruban (31), après passage dans un bac encolleur (32) à une extrémité d'un mandrin (1) - on fixe l'extrémité de chaque fibre 3b dévidée depuis une bobine (29) sur un point fixe de l'appareil après l'avoir fait passer dans un guide~fil, (ce dernier ainsi que le point fixe dont il est question ci-avant n'étant pas représentés) - on met en rotation autour de leurs axes les mandrins (1), le cadre (28), les tiges (30) et on met en action les moyens (33) de sectionnement de l'enveloppe. Si les appareils en prépara-- :
.
~98~?37 tion ont des parois d'extrémit~ inclinées comme celles des appareils des figures 4, 5, 7, 9 ont met en mouvement les moyens permettant de déplacer les bandes t31) vers la partie centrale de chaque man-drin (par rapport à sa longueur) et éventuellement on met en mouve-ment les moyens permettant de déplacer les moyens de sectionnement (33) - lorsque l'enveloppe (3e) de fibres creuses arrive au contact des moyens (33) de sectionnement on obtient q~atre groupes de tronçons de fibres creuses (3) dont chacun est enroulé autour du mandrin correspondant.
- on sectionne les rubans (31) lorsque l'épaisseur (ou le nombre) de *ibres creuses est jugée~suffisante autour des man-drins (1). Après avoir retiré les mandrins (1) entourés de fibres creuses (3), on peut recommencer l'opération avec d'autres mandrins.
L'appareillage selon la figure 10 permet de faire varier à volonté et indépendamment les unes des autres les vitesses de ro-tation du cadre (28), des tiges (30) et des mandrins (1). Ceci est particulièrement important et avantageux, notamment~en fin d'enrou-lement des tronçons de fibres creuses (3) autour d'un mandrin (1).
On peut ainsi réduire au maximum les vitesses de rotation du cadre (28) et des tiges (30) et augmenter la vitesse de rotation des man-drins (1) pour terminer l'enroulement par quelques tours de rubans (31) sans tronçons de fibres (3). Cet appareil se prête également facilement à une automatisation poussée avec possibilité de program-mation des vitesses de rotation du cadre (28), des tiges (30) et des mandrins (1), le changement de mandrin pouvant même être effec-tué automatiquement.
De nombreuses variantes de l'appareillage décrit ci-avant et représenté figure 10 apparaitront au technicien. Au lieu de comprendre une tige filetée (30) à chaque extrémité de chaque mandrin (1), l'appareillage peut ne comprendre qu'une seule tige (30) entre deux mandrins (1) consécutifs.
~1~98837 On peut prévoir également d'enrouler autour de chaque ~.
mandrin (1), entre les rubans (31) des parois d~extrémité, des fils ou rubans intermédiaires espacés les uns des autres dans le but d'assurer une meilleure circulation et répartition du fluide devant circuler à l'extérieur~des tronçons de fibres creuses (3), notam- , ment lorsque les fibres (3) ne sont pas torsadées.
A titre de variante il est pos.sible d'utiliser des tiges filetées (30), positionnées comme celles de l'appareillage selon la figure 10, mais cylindriques sur toute leur longueur, et de prévoir un dispositif ou "rampe de surlongueur" positionnée entre chaque groupe de deux tiges (30) consécutives adjacentes. Cette rampe de surlongueur a un profil choisi de faç~n telle qu'il puisse permettre aux fibres de l'enveloppe polygonale (3e) de se détendre au cours .
de leur avancement sur les tiges.filetées et sur lesdites rampes de surlongueur, et qu'il puisse permettre aux fibres de l'enveloppe polygonale (3e) de se conformer au profil des mandrins (1) lorsqu'el-les arrivent à leur contact.
Lorsqu'on veut obtenir un appareil à fibres creuses se-lon la présente invention avec des fibres disposées en U le long du mandrin (1), on peut se servir d'un appareillage non représenté, mais ayant tous les éléments essentiels de l'appareillage de la figure 10. Cet appareillage comprend alors seulement deux tiges filetées (30) autour desquelles sont déposées les fibres (3b) en provenance des bobines (29), puis l'enveloppe de fibres ainsi obte-nue est enroulée autour d'un mandrin (1), les rubans (31) étant si-tués par exemple à l'intérieur de l'enveloppe de fibres. On ne coupe alors les fibres que vers une seule paroi d'extrémit~ et ce sectionnement peut être effectué au moment de l'enroulement des fibres autour du mandrin (ou après).
Dans la variante de la figure 1 les fibres 3 peuvent avantageusement être disposées sous forme de torsades les unes à
côté des autres, telles que celles décrites dans les brevets fran-, 9~ 37 çais 73.20040 et 74.11674. Préférentiellement chaque torsade de fibres creuses comprend deu~ fibres ou comprend elle-meme deux tor-sades des deux fibres enroulées entre elles. Cependant les fibres creuses (3) peuvent être disposées autour du mandrin de façon sen-siblement rectilignes et parallèles entre elles. Dans ce cas il peut être avantageux de disposer des fils en rubans entre les fi-bres comme celà est décrit par exemple dans le brevet américain 3.277.959 (voir figure 11 notamment).
accessibles au public respectivement les 27 décembre 1974 et 24 octobre 1975 ~.~
- d'une part du fait que la présence du ruban de la paroi d'étanchéité qui maintient les fibres à une certaine distance les unes des autres de part et d'autre de lui-même (grâce à son épaisseur), tandis que dans la partie de la chambre (24) comprise le long de la partie du mandrin de plus forte section, les fibres sont`
toutes en contact entre elles, - d'autre part du fait que les fibres (3) s'éloignent progressivment les unes des autres depuis la paroi d'extrémité (2) jusqu'à la zône repérée en (12) sur le mandrin (1), grâce aux dif-férences de section entre les moyens supportant les parois d'extré-30 mité (2) et la zône du mandrin (1) repérée en (12). ,, L'appareil selon la figure 4 ressemble à celui selon la figure 3, avec toutefois, pour différence le fait que les faces (22) r ,:
~L~38~37 et (23 non représentée) en regard des parois d'extrémité (2) étanches ne sont pas perpendiculaires à l'axe longitudinal du mandrin (1), mais sont inclinées (obliques) vis-à-vis de l'axe longitudinal de ce dernier. L'intersection d'un plan passant par c'est à dire com-prenant l'axe longitudinal du mandrin avec la face interne (22 ou 23) à la chambre (24) de chaque paroi d'extrémité (2) étanche est repré-sentée par deux segments de droites disposées symétriquement par rap-port à l'axe du mandrin (1). Ces segments de droites peuvent être considérés comme faisant avec l'axe longitudinal du mandrin un angle aigu, en mesurant cet angle du côté de la chambre ~24)., Généralement cet angle est compris entre 20 et 88 degrés et avantageusement entre 30 et 70 degrés. Ainsi dans l'apparei~ selon la figure 4 les faces (22j et (23) de chaque paroi d'extrémité (2) internes à la chambre (24) sont inclinées par rapport à l'axe longitudinal du mandrin et leur inclinaison est à peu près la même dans tout plan passant par l'axe longitudinal du mandrin pour tout point de chaque face situé
égale distance de cet axe longitudinal dans le cas où la section transversale des moyens supportant les parois est c~rculaire, ou à
égale distance des moyens supportant lesdites parois dans un cas plus général. Pour une simplification du dessin, seule la partie de gauche de l'appareil a été représentée sur la figure 4, mais la par-tie de droite est sensiblement identique à celle représentée (avec cependant un flasque 16) et à peu près symétrique à cette demière par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du man-drin. Il doit être signalé cependant que les faces de chaque paroi d'extrémité étanches en regard peuvent avoir un profil différent d'une paroi à l'autre. Dans l'appareLl selon la figure 4 l'axe des canaux (21) est également oblique par rapport à l'axe longitudinal du man-drin. Ce mode de réalisation favorise l'écoulement du fluide circu-lant à l'extérieur des fibres creuses lors de son introduction àl'intérieur de la chambre (24) ou de sa sortie de ladite chambre;
ainsi ce fluide n'entre pratiquement pas perpendiculairement au con-_g_ ... . .......... . . .
.~ ; : .. .. ..
`- ~G98837 tact d'éléments structurels de l'appareil. Comme celà est repré-senté sur l'appareil selon la figure 4, le prodil de la face (22) de la paroi d'extrémité étanche (2) est adapté au profil de la zône (14) du mandrin et il en est de même pour l'autre paroi d'extrémité
non représent~e sur la figure 4. Le fait que l'appareil possède des faces inclinées (22,23) pour ses parois d'extrémité (2) présente, en outre comme avantage le fait de le réduire au maximum le volume -de liquide, par exemple du sang, circulant à l'extérieur des fibres -(3) dans la chambre (24).
Il est à noter-que la face interne à la chambre (24) d'une paroi d'extrémité (2) étanche, lors d'une coupe de l'appareil selon un plan passant par l'axe longit~dinal du mandrin, n'est pas forcément représentée par deux segments de droite et que dans certains ;
cas cette intersection peut être représentée par deus portions de courbe~ comme c'est le cas pour l'appareil selon la figure 5. On peut considérer que la face interne (22) de la paroi d'étanchéité re-présentée figure 5, au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la piè-ce (27) supportant ladite paroi, fait d~abord un angle constant avec l'axe du mandrin, puis diminue progressivement d'indlinaison à proxi-20 mité de la paroi interne (11) du carter (6). Cependant, à titre de variante, cette face (22) peut diminuer constamment d'inclinaison, cette diminution étant par exemple plus accentuée vers la paroi in-terne du carter. L'appareil selon la figure 5 est représenté muni d'un mandrin (1) creux, à titre de variante des mandrins représentés lors des figures précédentes. Ce mandrin (1) selon la figure 5 pos-sède, comme celui de la figure 4, des extrémités (19 et 20) de plus ;;
faible section que la section de la majeure partie du mandrin compri-se entre le parois d'extrémité étanche (2), et chaque canalisation r 7 (ou 8 non représentée à l'autre extrémité du mandrin) est obtenue 30 grace à une pièce rapportée (27) disposée autour de chaque extrémité
19 et 20 du mandrin et autour de laquelle est fixée de manière étan-che chaque paroi d'extrémité (2). Une pièce rapportee (27) est re-, . ~...... . . ..
`` ~098~3~
présentée en coupe transversale figure 6 et comprent avantageusement des nervures longitudinales (28) internes reposant sur l'extrémité
(19) du mandrin entre lesquelles passe le fuide circulant à l'exté-rieur des fibres creuses (3), ce fluide entrant ou sortant de la chambre (24) grâce aux passages (21).
La figure 7 représente un mode de réalisation préféren-tiel d'un appareil selon la présente invention, comprenant comme les appareils précédents un mandrin et dans lequel le fluide circulant à l'extérieur des fibres creuses (3) est introduit dans (ou évacué
de) la chambre (24) à proximité de chaque paroi d'extrémité étanche (2) vers sa partle de plus faible section. Cet appareil selon la figure 7 comprend des parois d'extrémité (2) dont les faces (22) et (23) en regard sont inclinées par rapport .~ l'axe du mandrin comme c'est le cas dans les appareils selon les figures-4 et 5 précédem-ment décrites. Il possède cependant, comme différence structurelle, le fait d'avoir un mandrin (1) tronconique dans la plus grande par-tie de sa longueur comprise entre les deux parois (2) et d'avoir un carter (6) dont la paroi interne (11) est également tronconique au moins dans sa partie faisant face à la partie tronconique du`mandrin Ainsi le mandrin (1) est tronconique ~ur sa partie L comprise entre les points repérés en (12) et (13), et dans le cas de l'appareil re-présenté figure 7 la paroi interne (11) du carter (6) est tronconi-que sur toute sa longueur. Les conicités du mandrin (1) et de la paroi interne (11) du carter sont différentes (celle de la paroi in-terne (11) du carter (6) étant inférieure ~ celle du mandrin (1)) et telles que la section transversale de la chambre (24) soit sensi-blement la même tout le long de la partie L du mandrin. La conicité
du mandrin (angle au sommet) est avantageus,ement comprise entre 2 et 15 degrés et de préférence entre 4 et 10 degrés. A titre d'exemple un appareil à fibres creuses selon la figure 7 a été réalisé avec une conicité de mandrin de 6 degrés 40 minutes pour une longueur L
tronconique de 144 mm, la conicité de la,paroi du carter étant de 5 :- - ~ ,............. : ,:.. - . ,.. : ~ .. . ... -; 1r398~37 degrés 9 minutes.
Dans un appareil selon la figure 7 les moyens de support des parois d'extrémité, comprenant des pièces rapportées (27), sont`
de sections différentes l'une de l'autre. Ainsi dans l'appareil selon la figure 7 la section de la pièce rapportée (27) supportant la paroi d'extrémité (2) proche de l'extrémité (12) de la partie L
tronconique du mandrin de plus grande section est de section supé-rieure à celle de la pièce correspondante (27) proche de l'extrémi-té (13) de la partie L tronconique du mandrin de plus faible sec-tion. D'autre part, notamment dans le cas d'appareil de faiblelongueur ou/et dans le cas o~ les parois (2) d'extrémité étanches ont une section relativment important~e , les moyens supportant la paroi d'extrémité proche de la partie L du mandrin tronconique de plus forte section (partie repérée en 12) peuvent être de section inférieure à la partie tronconique du mandrin de plus faible sec-tion (partie repérée en 13), comme c'est le cas pour l'appareil représenté figure 7. Pour parfaire l'étanchéité entre la paroi interne (11) du carter (6) et la partie périphérique de chaque pa- ~ :
roi d'extrémité (2), des surinjections (17) de colle ont été réali-sées grâce à des ouvertures (18) avantageusement prévues dans lecarter (6) autour de ce dernier.
L'appareil selon la figure 7 présente comme avantage, (vis-à-vis des appareils précédemment décrits) outre le fait d'avoir une chambre (2A) dans laquelle les fibres creuses (3) sont réguliè-rement espacées, pouvant atre serrées entre elles de facon contrô-lée par la paroi interne (11) du carter (6) (ce qui élimine au maxi-mum le~ cheminq préf~rentiels du fluide circulant à l'extérieur des fibres), d'être ~e montage facile en ce qui concerne la mi3e ~
place du carter (6) autour des fibres (3). En effet ce carter (6), 30 .~^ réalisé en une seule pièce par exemple par moulage (ce qui évite d'avoir à réaliser des étanchéités sur ses génératrices comme c'est de,lx le cas lorsqu'on dispose dc~ demi-coquilles autour d'un faisceau :~Q98~37 de fibres creuses), est placé autour de l'ensemble /mandrin + fibre crueses + parois d~extrémite7 en introduisant la partie du carter (6) dont la paroi interne (11) est de plus grande section autour de l'extrémité du mandrin dont la paroi d'étanchéité (2) est de plus faible section (ou vice versa). Du fait des conicités relatives du mandrin (1) dans sa partie L et de la paroi interne (11) du car-ter (6), au moment de la mise en place du carter autour de l'ensemble andrin + fibres creuses + parois d'extrémit ~ , tout point de la paroi interne (11) du carter (6) ne glisse au contact des fibres (3) 1 ~ que sur une très faible ~ de leur longueur. Ainsi l~appareil selon la figure 7 permet de serrer les fibres régulièrement et de façon contr~lée sans risque de les détériorer. Ceci permet de ren-dre l'appareil plus performant du fait d'échanges améliorés grâce à
la faible épaisseur de la couche du fluide circulant à l'extérieur des fibres.
La figure 9 représente une variante de réalisation d'un appareil selon la présente invention, avec comme particularité le fait d'avoir un mandrin (1) bitronconique sur la plus grande partie L de sa longueur comprise entre les deux parois d'extrémité (2) étanches et d'avoir un carter en deux éléments (6a) et (6b) dont la paroi interne (lla) et (llb) de chacun d'eux est tronconique au moins sur sa longueur faisant face à la partie tronconique du man-; drin.
Les deux éléments (6a) et (6b) du carter sont réunisentre eux de manière étanche dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du mandrin. Par rapport à l'appareil selon la figure ; 7 précédemment décrit, cet appareil présente en plus l'avantage de pouvoir être sym~trique par rapport à un plan perpendiculaire à
l'axe longitudinal du mandrin ce qui peut par exemple permettre de réduire le nombre des moules des pièces injectées.
De nombreuses variantes des appareils décrits et repré-sentés figure 1 à 8 sont à la portée du technicien. Outre le fait , que les extrémités (19 et 20) autour desquelles se trouvent les parois d~extrémité (2) puissent être des pièces rapportées fixées au mandrin, il est possible par exemple que le mandrin en soit pas de section transversale circulaire. Toutefois lorsque le mandrin n'est pas de section circulaire, il est avantageux que les extrémi-tés du mandrin supportant les parois d'extrémité aient une section de même forme (homothétique) à celle du mandrin, de mame que la paroi interne (11) du carter (6).
Il est à noter également que lorsqu'un appareil selon la présente invention est utilisé seulement pour des opérations de séparations (par exemple osmose inverse, ultrafiltration, notamment rein à ultrafiltration seule) et que le fluide à traiter circule sur la paroi externe des fibres, cet appareil ne nécessite pas la présence d'un compartiment pour l'évacuation du fluide ayant traver-sé des fibres creuses à chaque extrémité des parois dlextrémité.
Les fibres creuses peuvent en effet être disposées sous forme de U
entre les deux parois d'extrémité (2) et seule la paroi d'extrémité
comportant les extrémités ouvertes des fibres nécessite un comparti-ment pour récupération et l'évacuation du fluide ayant traversé les fibres creuses (3). Dans l'appareil ci-avant il n'est pas nécessai-re non plus que les deux parois d'extrémité (2) soient étanches.Seule la paroi ayant les extrémit~ ouvertes des fibres doit atre étanche, l'autre paroi pouvant l'être par exemple si on ne souhaite pas que le fluide à trater la traverse.
Les appareils à fibres creuses selon la présente inven-tion peuvent atre préparés grâce à l'appareillage représenté figure 10. Ce dernier comprend un dispositif pour enrouler au moins une fibre creuse (3b) autour de moyens permettant d'obtenir avec cette fibre une enveloppe (3e) à section polygonale. Ce dispositif com-prend un cadre (28), en rotation autour de son axe, avec des bobines(29) de fibres creuses (3b). Les guide-fils des bobines et les moyens d'entrainement de ce cadre (28) n'ont pas été représentés pour .
1~9~37 la simplification du dessin. Chaque bobine (29) a au moins une fibre creuse (3b) et peut éventuellement en avoir plusieurs; dans ce dernier cas les fibres sont alors torsadées. Le cadre (28) a été représenté avec quatre bobines (29) mais il peut à la limite n'en avoir qu'une ou deux. Les moyens permettant d'obtenir avec les fibres (3b) une enveloppe (3e) à section polygonale comprennent des tiges (30) au moins partiellement filetées, disposées à chaque extrémité des mandrins (1) et sur la partie filetée desquelles les fibres creuses (3b) sont déposées. Ces tiges (30) peuvent être en rotation sur elles-mêmes autour de leur axe longitudinal grâce à
des moyens d'entrainement n~n représentés. Les tiges (30) ont un profil tel qu'il permette aux fibres de l'enveloppe à section poly-gonale de se détendre au cours de leur avancement sur lesdites tiges (30), ce qui évite un retrait ultérieur des fibres creuses. Les tiges (30) peuvent, en outre, avoir un profil tel que l'enyeloppe (3e) de fibres creuses, lorsque'elle arrive au contact,de chaque mandrin 1 (dans le cas où les mandrins ont une forme correspondant à celle des appareils des figures 3, 4, 5, 7, 9), puisse se confor-mer au profil longitudinal de chaque mandrin. L~appareillage selon la figure 10 comprend huit tiges filetées (30) et quatre mandrins (1) représentés lorsque le nombre voulu de fibres creuses autour de chacun d'eux est presque atteint, Les axes longitudinaux des man-drins (1) sont dans un même plan perpendiculaire à l'axe de rotation du cadre (28). L'appareil selon la figure 10 comprend des moyens pour maintenir l'enveloppe (3e) de fibres creuses avant de la sec-tionner. Ces moyens sont des rubans (31) disposés vers chaque ex-trémit~ du mandrin, couverts de matière adhésive au moins sur une partie de leur largeur pas passage dans des bacs encolleurs (32), et s'enroulant autour des mandrins (1). Pour maintenir sensiblement toujours au même endroit le point de tangence entre les rubans (31) et les mandrins (1) qui tournent autour de leur axe longitudinal en se recouvrant de tronc,ons de fibres creuses (3) (comme celà sera ~V913~337 précisé ci-après) l'appareil peut comprendre des moyens, non re-pr~sentés, soit pour éloigner de facon contr81ée chaque mandrin (1) des tiges (30) qui sont alors fixes, soit au contraire pour éloi-gner de façon contrôlée les tiges (30) des mandrins (1) qui sont alors fixes.
L'appareillage selon la figure 10 comprend des moyens (33) de sectionnement de l'enveloppe (3e) de fibres creuses alors que cette dernière est maintenue sur le mandrin (1) par les rubans (31). Des moyens (33) de sectionnement sont avantageusement situés ~ proximité du point de tangence-des rubans (31) avec le mandrin, vers chaque extr~mité des mandrins (1). Ces moyens de sectionne-ment (33) de l'enveloppe peuvent par,exemple être constitués par des lames circulaires tournantes.
Lorsque les appareils à fibres creuses que l'on prépare correspondent à ceux des figures 4, 5, 7 ou 9 l'appareillage selon la figure 10 comprend des moyens non représentés pour déplacer de façon contrôlée les bobines (34) de rubans (31), les rubans (31) . .
et les bacs encolleurs (32) vers la partie centrale (par rapport à
sa longueur) de chaque mandrin (1). Dans ce cas les moyens (33) de sectionnement de l'enveloppe peuvent se déplacer dans le même sens et du même mouvement que celui des rubans (31).
Pour lamise en oeuvre de l'appareillage représenté fi-gure 10, on opère de la manière suivante:
- on fixe chaque ruban (31), après passage dans un bac encolleur (32) à une extrémité d'un mandrin (1) - on fixe l'extrémité de chaque fibre 3b dévidée depuis une bobine (29) sur un point fixe de l'appareil après l'avoir fait passer dans un guide~fil, (ce dernier ainsi que le point fixe dont il est question ci-avant n'étant pas représentés) - on met en rotation autour de leurs axes les mandrins (1), le cadre (28), les tiges (30) et on met en action les moyens (33) de sectionnement de l'enveloppe. Si les appareils en prépara-- :
.
~98~?37 tion ont des parois d'extrémit~ inclinées comme celles des appareils des figures 4, 5, 7, 9 ont met en mouvement les moyens permettant de déplacer les bandes t31) vers la partie centrale de chaque man-drin (par rapport à sa longueur) et éventuellement on met en mouve-ment les moyens permettant de déplacer les moyens de sectionnement (33) - lorsque l'enveloppe (3e) de fibres creuses arrive au contact des moyens (33) de sectionnement on obtient q~atre groupes de tronçons de fibres creuses (3) dont chacun est enroulé autour du mandrin correspondant.
- on sectionne les rubans (31) lorsque l'épaisseur (ou le nombre) de *ibres creuses est jugée~suffisante autour des man-drins (1). Après avoir retiré les mandrins (1) entourés de fibres creuses (3), on peut recommencer l'opération avec d'autres mandrins.
L'appareillage selon la figure 10 permet de faire varier à volonté et indépendamment les unes des autres les vitesses de ro-tation du cadre (28), des tiges (30) et des mandrins (1). Ceci est particulièrement important et avantageux, notamment~en fin d'enrou-lement des tronçons de fibres creuses (3) autour d'un mandrin (1).
On peut ainsi réduire au maximum les vitesses de rotation du cadre (28) et des tiges (30) et augmenter la vitesse de rotation des man-drins (1) pour terminer l'enroulement par quelques tours de rubans (31) sans tronçons de fibres (3). Cet appareil se prête également facilement à une automatisation poussée avec possibilité de program-mation des vitesses de rotation du cadre (28), des tiges (30) et des mandrins (1), le changement de mandrin pouvant même être effec-tué automatiquement.
De nombreuses variantes de l'appareillage décrit ci-avant et représenté figure 10 apparaitront au technicien. Au lieu de comprendre une tige filetée (30) à chaque extrémité de chaque mandrin (1), l'appareillage peut ne comprendre qu'une seule tige (30) entre deux mandrins (1) consécutifs.
~1~98837 On peut prévoir également d'enrouler autour de chaque ~.
mandrin (1), entre les rubans (31) des parois d~extrémité, des fils ou rubans intermédiaires espacés les uns des autres dans le but d'assurer une meilleure circulation et répartition du fluide devant circuler à l'extérieur~des tronçons de fibres creuses (3), notam- , ment lorsque les fibres (3) ne sont pas torsadées.
A titre de variante il est pos.sible d'utiliser des tiges filetées (30), positionnées comme celles de l'appareillage selon la figure 10, mais cylindriques sur toute leur longueur, et de prévoir un dispositif ou "rampe de surlongueur" positionnée entre chaque groupe de deux tiges (30) consécutives adjacentes. Cette rampe de surlongueur a un profil choisi de faç~n telle qu'il puisse permettre aux fibres de l'enveloppe polygonale (3e) de se détendre au cours .
de leur avancement sur les tiges.filetées et sur lesdites rampes de surlongueur, et qu'il puisse permettre aux fibres de l'enveloppe polygonale (3e) de se conformer au profil des mandrins (1) lorsqu'el-les arrivent à leur contact.
Lorsqu'on veut obtenir un appareil à fibres creuses se-lon la présente invention avec des fibres disposées en U le long du mandrin (1), on peut se servir d'un appareillage non représenté, mais ayant tous les éléments essentiels de l'appareillage de la figure 10. Cet appareillage comprend alors seulement deux tiges filetées (30) autour desquelles sont déposées les fibres (3b) en provenance des bobines (29), puis l'enveloppe de fibres ainsi obte-nue est enroulée autour d'un mandrin (1), les rubans (31) étant si-tués par exemple à l'intérieur de l'enveloppe de fibres. On ne coupe alors les fibres que vers une seule paroi d'extrémit~ et ce sectionnement peut être effectué au moment de l'enroulement des fibres autour du mandrin (ou après).
Dans la variante de la figure 1 les fibres 3 peuvent avantageusement être disposées sous forme de torsades les unes à
côté des autres, telles que celles décrites dans les brevets fran-, 9~ 37 çais 73.20040 et 74.11674. Préférentiellement chaque torsade de fibres creuses comprend deu~ fibres ou comprend elle-meme deux tor-sades des deux fibres enroulées entre elles. Cependant les fibres creuses (3) peuvent être disposées autour du mandrin de façon sen-siblement rectilignes et parallèles entre elles. Dans ce cas il peut être avantageux de disposer des fils en rubans entre les fi-bres comme celà est décrit par exemple dans le brevet américain 3.277.959 (voir figure 11 notamment).
accessibles au public respectivement les 27 décembre 1974 et 24 octobre 1975 ~.~
Claims (12)
1. Appareil à fibres creuses utilisable pour le frac-tionnement de fluide, notamment pour le traitement du sang avec circulation de ce dernier à l'extérieur des fibres creuses, carac-térisé en ce qu'il comprend en combinaison:
- un mandrin vers les extrémités duquel se trouvent deux parois dites d'extrémité entourant ledit mandrin et par lesquelles sont maintenues les fibres creuses s'étendant d'une paroi d'extré-mité à l'autre, au moins une des deux parois d'extrémité étant étan-ache et traversée par les extrémités ouvertes des fibres creuses, - un carter disposée au moins autour des fibres creuses et des parois d'extrémité, et déterminant entre sa paroi interne, les faces en regard des parois d'extrémité et le mandrin une chambre dans laquelle sont disposées les fibres creuses, - des moyens pour l'introduction et/ou l'évacuation du fluide circulant à l'intérieur des fibres creuses, - des moyens pour l'introduction et l'évacuation du fluide circulant à l'extérieur des fibres, lesdits moyens débouchant dans la chambre à la périphérie du mandrin et à proximité de chaque paroi d'extrémité.
- un mandrin vers les extrémités duquel se trouvent deux parois dites d'extrémité entourant ledit mandrin et par lesquelles sont maintenues les fibres creuses s'étendant d'une paroi d'extré-mité à l'autre, au moins une des deux parois d'extrémité étant étan-ache et traversée par les extrémités ouvertes des fibres creuses, - un carter disposée au moins autour des fibres creuses et des parois d'extrémité, et déterminant entre sa paroi interne, les faces en regard des parois d'extrémité et le mandrin une chambre dans laquelle sont disposées les fibres creuses, - des moyens pour l'introduction et/ou l'évacuation du fluide circulant à l'intérieur des fibres creuses, - des moyens pour l'introduction et l'évacuation du fluide circulant à l'extérieur des fibres, lesdits moyens débouchant dans la chambre à la périphérie du mandrin et à proximité de chaque paroi d'extrémité.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'introduction et de récupération du fluide cir-culant à l'extérieur des fibres comprennent à chaque extrémité du mandrin une canalisation sensiblement dans l'axe longitudinal du mandrin, ladite canalisation se raccordant à des canaux répartis au-tour du mandrin et débouchant dans la chambre à proximité de chaque paroi d'extrémité.
3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'introduction et d'évacuation du fluide circulant à l'extérieur des fibres creuses comprennent à chaque extrémité du mandrin une pièce rapportée autour de laquelle est fixée la paroi d'extrémité.
4. Appareil selon la revendication 3 caractérisé en ce chaque pièce rapportée détermine avec le mandrin de passages débouchant dans la chambre.
5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens supportant les parois d'extrémité sont de section in-férieure à la section du mandrin dans la plus grande partie de sa longueur comprise entre les faces en regard de chaque paroi d'extré-mité.
6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le mandrin change progressivement de section dans chaque zône comprise entre sa partie de plus forte section et les moyens suppor-tant les parois d'extrémité.
7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les faces en regard des parois d'extrémité étanches sont in-clinées par rapport à l'axe longitudinal du mandrin et en ce que leur inclinaison est sensiblement la même dans tout plan passant par l'axe longitudinal du mandrin pour tout point de chaque face situé à égale distance des moyens supportant lesdites parois d'ex-trémité.
8. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mandrin est tronconique dans la plus grande partie de sa longueur comprise entre les deux parois d'extrémité et en ce que la paroi interne du carter est tronconique au moins dans sa partie fai-sant face à la partie L tronconique du mandrin.
9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les conicités du mandrin et de la paroi interne du carter sont différentes et telles que la section transversale de la cham-bre soit sensiblement constante sur la partie L tronconique du mandrin.
10. Appareil selon l'une des revendications 8 ou 9, ca-ractérisé en ce que les moyens de support supportant les parois d'ex-trémité sont de sections transversales différentes l'une de l'autre.
11. Appareil à fibres creuses utilisable pour le frac-tionnement de fluide, notamment pour le traitement du sang avec cir-culation de ce dernier à l'extérieur des fibres creuses, caractérisé
en ce qu'il comprend en combinaison:
- un mandrin vers les extrémités duquel se trouvent deux parois d'extrémité étanches supportées chacune par une pièce rappor-tée, ledit mandrin étant tronconique dans la plus grande partie L
de sa longueur comprise entre les deux parois d'extrémité et étant de section supérieur vers chaque extrémité de sa partie L tronconi-que à la section de la pièce rapportée la plus proche, les pièces rapportées de chaque extrémité étant de section différente entre elles, - des fibres creuses disposées sous forme de torsades les unes à côté des autres et en contact entre elles, lesdites fibres s'étendent entre les deux parois d'extrémité étanches dont les faces en regard sont inclinées par rapport à l'axe longitudinal du mandrin, - un carter disposé au moins autour des fibres creuses et à la périphérie des parois d'extrémité étanches, ledit carter ayant sa paroi interne tronconique au moins dans sa partie faisant face à la partie L tronconique du mandrin, la paroi interne du car-ter, les faces en regard des parois d'extrémité et le mandrin déter-minant une chambre dans laquelle sont disposées les fibres creuses, - des moyens pour l'introduction et l'évacuation du flui-de circulant à l'intérieur des fibres creuses, - des moyens pour l'introduction et l'évacuation du flui-de circulant à l'extérieur des fibres, lesdits moyens débouchant dans la chambre à la périphérie du mandrin et à proximité des faces en regard des parois d'extrémité.
en ce qu'il comprend en combinaison:
- un mandrin vers les extrémités duquel se trouvent deux parois d'extrémité étanches supportées chacune par une pièce rappor-tée, ledit mandrin étant tronconique dans la plus grande partie L
de sa longueur comprise entre les deux parois d'extrémité et étant de section supérieur vers chaque extrémité de sa partie L tronconi-que à la section de la pièce rapportée la plus proche, les pièces rapportées de chaque extrémité étant de section différente entre elles, - des fibres creuses disposées sous forme de torsades les unes à côté des autres et en contact entre elles, lesdites fibres s'étendent entre les deux parois d'extrémité étanches dont les faces en regard sont inclinées par rapport à l'axe longitudinal du mandrin, - un carter disposé au moins autour des fibres creuses et à la périphérie des parois d'extrémité étanches, ledit carter ayant sa paroi interne tronconique au moins dans sa partie faisant face à la partie L tronconique du mandrin, la paroi interne du car-ter, les faces en regard des parois d'extrémité et le mandrin déter-minant une chambre dans laquelle sont disposées les fibres creuses, - des moyens pour l'introduction et l'évacuation du flui-de circulant à l'intérieur des fibres creuses, - des moyens pour l'introduction et l'évacuation du flui-de circulant à l'extérieur des fibres, lesdits moyens débouchant dans la chambre à la périphérie du mandrin et à proximité des faces en regard des parois d'extrémité.
12. Appareil selon la revendication 1, 8 ou 9, carac-térisé en ce que le mandrin est bitronconique au moins sur la plus grande partie L de sa longueur comprise entre les deux parois d'ex-trémité et en ce que le carter comprend deux éléments dont la paroi interne de chacun d'eux est tronconique au moins dans la plus grande partie de sa longueur faisant face à la partie tronconique corres-pondante du mandrin.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR76/39695 | 1976-12-24 | ||
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