Buse d'injection à usage unique pour machine de remplissage de paillettes, notamment pour l'insémination artificielle d'animaux et conservation de produits biologiques

Description

[0001] L'invention se rapporte à une buse d'injection à usage unique pour machine de remplissage, en produit biologique, de tubes dits communément paillettes, formés de tronçons tubulaires de matériau polymère de diamètre millimétrique garni intérieurement, à proximité d'une extrémité, d'un bouchon composite comprenant, entre deux tampons poreux, un volume de poudre gélifiant au contact d'un liquide aqueux, le remplissage s'effectuant en saisissant la paillette entre deux buses munies de joints portant sur les tranches d'extrémité, une buse d'aspiration reliée à une source de dépression et portant sur la tranche de paillette voisine du bouchon composite, ladite buse d'injection étant munie d'un conduit souple destiné à être plongé dans un ballon contenant le produit biologique, cette buse d'injection comprenant un tube rigide, dit ci-après aiguille, apte à s'engager à l'intérieur de la paillette et sertie axialement dans un corps qui présente extérieurement deux surfaces de référence définissant respectivement le centrage et la position longitudinale de la buse d'injection par rapport à un support de buse.

[0002] Une telle buse est exposée dans le document FR-A-2 651 793.

[0003] Les tubes dits paillettes dont il est question ici ont été abondamment décrits dans la technique, depuis le document de brevet FR-A-995 878 du 20 septembre 1949. Leur usage a connu depuis lors un développement considérable, parallèlement à celui de l'insémination artificielle des animaux, notamment bovins.

[0004] La présente description portera particulièrement sur l'insémination des bovins, dont la pratique s'est répandue depuis l'origine et qui peut être considérée comme typique, encore que l'insémination artificielle se pratique sur les équidés, les ovins, les porcs, les lapins, les gallinacés, et en aquaculture, cette liste n'étant pas exhaustive.

[0005] Le remplissage des paillettes est soumis à deux exigences fondamentales : d'une part, ce remplissage doit être exécuté dans des conditions d'asepsie usuelle en pratique vétérinaire, et qui permettent une identification sûre du mâle donneur de semence, et d'autre part les manipulations doivent être déterminées pour des opérations de grandes séries. Sur ce dernier point, pour fixer des ordres de grandeur, un éjaculat de taureau permet de remplir jusqu'à 800 paillettes environ, et un centre d'insémination artificielle peut opérer sur une soixantaine de taureaux par jour.

[0006] On passera rapidement sur le processus de récolte, de contrôle de qualité du sperme récolté, et de dilution ; on précisera toutefois que le réceptacle ou ballon où sera puisé le sperme contiendra le volume nécessaire pour remplir le lot de paillettes (jusqu'à 800), ces dernières ayant une contenance individuelle d'environ 1/2 cm3.

[0007] On a évoqué ci-dessus le processus de remplissage des paillettes par aspiration du sperme dilué à travers le conduit souple, la buse d'injection et le corps de paillette, grâce à la mise en dépression de l'ensemble à travers la buse d'aspiration et le bouchon composite, qui reste perméable à l'air tant que la poudre, incluse entre les deux tampons poreux n'a pas gélifié par contact avec un liquide aqueux, dans le présent cas, le liquide de dilution du sperme. Lorsque la paillette est remplie, le bouchon composite obture l'extrémité de la paillette.

[0008] Sur la machine, les paillettes sont placées dans une trémie, d'où un distributeur les introduits dans des encoches calibrées équidistantes d'un tapis transporteur, les paillettes étant perpendiculaires au sens d'avance du tapis. Le tapis avance par pas, comportant, suivant la cadence recherchée, une ou trois encoches. A un premier poste de travail, des buses sont disposées sur des supports mobiles en va-et-vient, transversalement au tapis, en nombre égal, tant en aspiration qu'en injection, au nombre d'encoches par pas. L'écartement des supports libère les paillettes, et leur rapprochement assure le contact étanche des buses sur les tranches d'extrémité des paillettes. Le document de brevet FR-A-2 651 793 donne des informations pertinentes sur ce processus de remplissage.

[0009] On notera qu'actuellement les machines les plus performantes peuvent opérer à un rythme atteignant 72 cycles par minute, trois paillettes étant remplies simultanément à chaque cycle, soit 216 paillettes/minutes.

[0010] A un second poste de travail, en aval du premier, on ferme l'extrémité de paillette, du côté opposé au bouchon composite, par écrasement et soudure, notamment à l'aide d'ultra-sons, entre enclume et sonotrode.

[0011] On remarquera que l'exécution fiable de la soudure exige que, sur la longueur correspondante au moins, la paillette ne contienne pas de liquide. Il faut pour cela que l'aiguille d'injection soit suffisamment longue pour que le liquide aspiré sorte de l'aiguille pour venir au contact de la paroi de paillette au-delà de la zone réservée à la soudure. On comprendra qu'il faut, le diamètre extérieur des aiguilles étant de peu inférieur au diamètre intérieur des paillettes, que les aiguilles se présentent bien coaxiales aux paillettes, et en outre que la course de rapprochement des supports de buses soit réglée avec précision, pour que les joints entre buses et tranches de paillette soient bien étanches, sans que la paillette soit sollicitée en flambage de façon dangereuse pour son intégrité, et ce, aux cadences pratiquées.

[0012] Les précisions nécessaires conduisaient l'homme du métier à concevoir les buses comme des pièces mécaniques de précision, avec une aiguille sertie rigidement dans un corps métallique qui présentait deux surfaces de référence pour le montage ajusté dans le support de buse, une surface définissant le centrage axial, généralement une portée cylindrique, et l'autre définissant la position longitudinale, généralement une tranche plane dressée formant raccord entre la portée cylindrique et une partie de préhension avant. Le joint étant constitué par un tampon cylindrique en élastomère avec un passage central où passait à frottement l'aiguille, le tampon étant en butée sur la tranche avant du corps.

[0013] Les buses d'aspiration ne font pas problème ; l'aiguille peut être courte ; de plus, les buses d'aspiration ne viennent pas en contact avec des parties aseptiques de la paillette, en raison de l'isolement procuré par le bouchon composite, et de plus, mises en dépression par rapport à la paillette, elles ne risquent pas d'injecter dans la paillette des polluants. Un entretien simple journalier et un nettoyage sérieux hebdomadaire sont suffisants.

[0014] Mais la situation est toute différente pour les buses d'injection. Ces dernières, avec leur conduit souple, doivent être montées rigoureusement propres et sèches à l'origine du remplissage avec du sperme d'un mâle donneur déterminé, et doivent être donc démontées après épuisement de la semence, pour être remplacées par des buses stériles pour le remplissage d'un nouveau lot de paillettes avec du sperme d'un autre mâle donneur.

[0015] Pour reprendre les exemples précédents et définir des ordres de grandeur, dans une journée, à raison de 60 taureaux et 3 buses d'injection par machine, ce n'est pas moins de 180 buses qui seront utilisées chaque jour. Après usage, les conduits souples sont arrachés des olives de connexion dés buses, et mis au déchet, tandis que les buses sont entreposées dans l'alcool. En fin de journée, les buses sont nettoyées soigneusement, regarnies de conduits souples et mises en stérilisation pour être réutilisées le lendemain. Cela suppose un volant de buses d'injection important, des manipulations coûteuses en temps et qui nécessitent des contrôles soignés, et laissent toujours subsister un risque qu'une buse contiennent des traces de sperme d'un taureau précédent.

[0016] En fait, les opérations de préparation quotidienne des buses d'injection consomment pratiquement autant de main-d'oeuvre que les opérations de remplissage proprement dites.

[0017] Depuis fort longtemps, il apparaissait souhaitable de disposer de buses d'injection, munies d'un conduit souple à immerger dans le ballon porte semence, que l'on puisse jeter après un usage unique, c'est-à-dire le remplissage d'un lot de paillettes avec du sperme dilué provenant d'un mâle donneur unique.

[0018] Mais la précision mécanique requise des buses, comme il a été expliqué ci-dessus, laissait supposer un prix de revient prohibitif, c'est-à-dire tel qu'il apparaîtrait aux utilisateurs plus rentable de continuer les errements antérieurs que de jeter les buses après usage.

[0019] Les demandeurs, forts de leur expérience en la matière, ont entrepris de réétudier, sous tous ses aspects, le problème des buses d'injection à usage unique. Aussi l'invention propose une buse d'injection à usage unique pour machine de remplissage, en liquide biologique, de tubes dits communément paillettes, formées de tronçons tubulaires de matériau polymère de diamètre millimétrique garnis intérieurement, à proximité d'une extrémité, d'un bouchon composite comprenant entre deux tampons poreux un volume de poudre, gélifiant au contact d'un liquide aqueux, le remplissage s'effectuant en saisissant la paillette entre deux buses munies de joints portant sur les tranches d'extrémité, une buse d'aspiration reliée à une source de dépression et portant sur la tranche de paillette voisine du bouchon composite, ladite buse d'injection étant munie d'un conduit souple destiné à être plongé dans un ballon contenant le liquide biologique, cette buse d'injection comprenant un tube rigide dit ci-après aiguille, apte à s'engager à l'intérieur de la paillette et sertie axialement dans un corps qui présente extérieurement deux surfaces de référence définissant respectivement le centrage et la position longitudinale de la buse d'injection par rapport à un support de buse, cette buse d'injection étant caractérisée en ce que le conduit souple, constitué d'un élastomère de dureté Shore comprise entre 41 et 47 et avec une capacité d'élongation réversible d'au moins 250 %, présente, avec un diamètre de canal intérieur du même ordre de grandeur que le diamètre extérieur d'aiguille, un diamètre extérieur nominal au moins 2 fois supérieur à celui du canal intérieur, et forme, par une section droite d'extrémité où s'insère l'aiguille sur une longueur d'au moins 5 fois son diamètre extérieur, portée de joint pour la tranche de paillette éloignée du bouchon composite, le conduit souple étant, au moins lorsque la buse est montée sur la machine, tenu sur au moins cinq fois son diamètre extérieur nominal en partant de la section droite d'extrémité, dans une frette tubulaire en matière rigide de diamètre intérieur adapté au diamètre extérieur nominal du conduit, avec un serrage suffisant pour le maintien étanche d'aiguille, frette comportant les deux surfaces de référence du corps.

[0020] Grâce à ces dispositions, la tranche d'extrémité du conduit souple constitue une portée de joint pour la tranche de paillette correspondant à l'extrémité de remplissage. Déjà ainsi les surfaces en contact avec le sperme dilué se réduisent à l'intérieur du conduit souple et à l'aiguille. Celle-ci peut être raccourcie de la longueur du joint classique, diminuant l'erreur de position de la pointe résultant de l'erreur de coaxialité de cette aiguille par rapport au corps.

[0021] Par ailleurs, il pouvait sembler à priori que l'insertion de l'aiguille dans le canal intérieur d'un conduit en élastomère à grande souplesse ne pouvait assurer la précision mécanique de position et d'orientation de l'aiguille, en raison même de la souplesse du conduit, et que l'utilisation de la section droite terminale du conduit comme portée de joint ne pouvait assurer l'étanchéité du joint en l'absence de maintien positif du conduit à l'encontre de la poussée de tranche de paillette. Or les Demandeurs ont découvert que, dès lors que la matière dont était constitué le conduit souple avait un comportement d'élastomère presque parfait, avec des déformations réversibles sans variation de volume créant des tensions normales aux surfaces de déformation, que les contraintes créées dans la masse de paroi par répercussion des efforts appliqués aux surfaces limites du conduit étaient très sensiblement réparties de révolution autour de l'axe du conduit interne, et que l'épaisseur de paroi de conduit était suffisamment grande pour régulariser cette répartition de révolution, il était possible d'obtenir un centrage de l'aiguille dans une frette tubulaire avec une précision de qualité mécanique, à condition en outre que l'aiguille soit insérée dans le canal intérieur sur au moins cinq fois son diamètre extérieur, que le frettage soit établi sur une longueur d'au moins cinq fois le diamètre extérieur du conduit, et qu'il ne soit pas induit des efforts asymétriques.

[0022] En outre, en raison du mode de déformation de l'élastomère constituant le conduit, tout effort dirigé de l'extérieur pour déprimer une surface du conduit se traduit par une tendance à l'expansion des parties voisines. Ainsi, l'appui de la tranche d'extrémité de paillette sur la section droite d'extrémité du conduit tend à forcer la surface extérieure de paroi du conduit sur la frette, et la surface du canal intérieur sur l'aiguille, le recul du conduit dans la frette étant empêché par le frottement de l'élastomère dans la frette, frottement qui croît avec l'expansion radiale du conduit. La portée de joint présente un caractère élastique réversible excellent.

[0023] On notera que l'égalité pratique des diamètres extérieurs d'aiguille et intérieurs du canal de conduit, en l'absence de la frette, autorise une insertion aisée de l'aiguille.

[0024] De préférence l'aiguille fait saillie de la section droite d'extrémité du conduit souple d'une longueur suffisante pour ménager à l'extrémité de la paillette où pénètre l'aiguille, une zone non remplie disponible pour la fermeture de la paillette et la soudure de la paroi. Il reste, entre le liquide dans la paillette et la soudure une bulle d'air qui fait tampon pour éviter une rupture de la paillette lors de la congélation et de la décongélation du contenu de la paillette, dont la conservation est, comme usuellement, assurée par stockage dans l'azote liquide.

[0025] De préférence également l'aiguille, à son extrémité libre écartée du conduit souple, présente une coupe en biseau, qui facilite l'introduction dans la paillette.

[0026] Le diamètre extérieur d'aiguille sera de préférence d'environ 2,0 et 1,4 mm, selon que les paillettes correspondantes seront dites normales, avec un diamètre extérieur de 3 mm, ou fines, avec un diamètre extérieur de 2 mm.

[0027] Le diamètre extérieur nominal, c'est-à-dire en l'absence de contraintes, du conduit souple sera de préférence de 4,5 mm.

[0028] L'élastomère préféré sera un copolymère en blocs de styrène et de butadiène, biologiquement compatible.

[0029] La matière préférée de l'aiguille est un copolymère polyester dit PETG.

[0030] On préfèrera que le conduit souple, à son extrémité distante de l'aiguille, comporte un tronçon de tube rigide inséré dans le canal intérieur par une extrémité, l'autre extrémité étant coupée en biseau. Cette disposition, en soi connue, permet d'épuiser la semence diluée contenue dans le ballon.

[0031] En disposition préférée, la frette est disposée à demeure sur le conduit souple. Elle peut en ce cas être constituée d'une matière polymère moulée, et formée, soit par surmoulage, soit par assemblage de deux demi coquilles assemblées suivant un plan passant par l'axe.

[0032] Des caractéristiques secondaires et des avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

la figure 1 représente, schématiquement, une position de remplissage de paillette équipée d'une buse d'injection selon l'invention ;

la figure 2 est une coupe de la buse d'injection proprement dite ;

la figure 3 est une vue en bout, par l'arrière, de la buse de la figure 2 ;

la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 2, mais avec suppression de la frette ;

la figure 5 est une vue latérale d'une buse, munie d'une frette à demeure ;

la figure 6 est une vue analogue à la figure 5, avec une frette en deux coquilles collées ;

la figure 7 est une coupe éclatée prise dans le plan VII - VII de la figure 6.

[0033] Selon la forme de réalisation choisie et représentée figure 1, une paillette 1, selon la terminologie usuelle que reprend la présente description, a été mise en place à une position de remplissage d'une machine automatique à remplir des paillettes en sperme animal dilué. Cette paillette 1 est constituée, de façon usuelle d'un tronçon d'environ 130 mm de long et de diamètre extérieur de 3 mm, avec une épaisseur de paroi d'environ 2/10 de mm, en une matière polymère thermoplastique transparente (cette paillette, d'une contenance pratique de 1/2 cm3 est dite normale). Une première tranche d'extrémité 12 est prévue pour le remplissage. La paillette 1 se termine à son autre extrémité par une tranche 13, et comporte, en son intérieur et à proximité de la tranche 13, un bouchon composite 11 formé classiquement d'un cylindre d'une poudre 11a, susceptible de se gélifier au contact d'un liquide aqueux, prise entre deux tampons poreux 11b et 11c. Pour le remplissage, la paillette 1 est prise entre deux buses, une buse d'aspiration 2, et une buse d'injection 3, montées l'une et l'autre sur des supports de buse respectifs 20 et 30, mobiles parallèlement à la longueur de la paillette 1, pour dégager en s'écartant de celle-ci après remplissage et, en rapprochement, faire contact étanche par les tranches 12 et 13 sur des portées de joint 34a et 23.

[0034] La buse d'aspiration 2 dans son ensemble, est classique et constituée d'un corps de révolution 21 percé d'un alésage central, et où est sertie, en position axiale, une aiguille 22 formée ici d'un tube mince en acier inoxydable coupé en biseau à son extrémité, qui pénètre axialement dans le tube 10 de la paillette 1, du côté du bouchon composite 11. Un joint 23, formé d'un tronçon de tube à paroi épaisse en élastomère est inséré à force sur l'aiguille 22 jusqu'à l'appui sur la tranche avant du corps 21. A l'arrière, le corps 21 est conformé en embout, sur lequel est engagé un tube en élastomère 24, relié à une source de dépression constituée d'une pompe à vide. Le tube 24 est, de façon non représentée, pris entre deux mâchoires susceptibles de se resserrer pour écraser le tube 24 et former vanne.

[0035] La buse d'injection 3 dans son ensemble, selon l'invention, est tenue dans un support de buse 30, mobile en va-et-vient comme il a été dit ci-dessus.

[0036] Les détails de la buse 3 seront vus, s'il est nécessaire, sur les figures 2 et 3. Cette buse comporte une aiguille 33, prise dans un tube extrudé de copolymère polyester PETG, commercialisé par Eastman sous le nom de KODAR PETG 6763, avec un diamètre extérieur de 1,7 mm et une épaisseur de paroi de 0,1 mm. Cette aiguille, terminée en biseau 33a à son extrémité libre, présente une longueur totale de 25 mm, et est insérée, sur une longueur de 10 mm, dans un conduit souple 34 en élastomère, qui présente un diamètre de'canal intérieur 34a d'environ 1,8 mm, et un diamètre extérieur nominal de 4,5 mm. Par diamètre extérieur nominal, on entendra le diamètre extérieur du conduit lorsque celui-ci n'est pas déformé par des forces extérieures.

[0037] L'élastomère choisi ici est un copolymère en blocs de styrène et de butadiène, de dureté Shore de 44, et susceptible d'un allongement réversible d'au moins 250 %. Ce polymère est commercialisé sous le nom de marque de Kraton par la Division Polymère de la Shell Chemical Company, il est prévu pour des applications pharmaceutiques, médicales et d'emballage alimentaire.

[0038] Le conduit souple 34 est inséré dans une frette 31, 32, dont le diamètre intérieur est inférieur au diamètre nominal du conduit 34, dans un rapport de serrage tel que sera assuré le maintien étanche de l'aiguille 33. Par exemple, avec un conduit souple 34 de diamètre nominal 4,5 mm, un diamètre de canal intérieur 34c′ de 1,8 mm, et un diamètre extérieur d'aiguille de 2,0 mm, le diamètre intérieur de frette sera de 4,0 mm. La frette comporte une première partie 31, antérieure, de forme extérieure ici hexagonale, qui s'étend vers l'avant (côté de l'aiguille 33) à fleur de la section droite terminale 34a du conduit 34, qui forme portée de joint pour la tranche 12 de la paillette 1 (cette forme hexagonale a été choisie pour faciliter la préhension et les manipulations, mais n'est pas nécessaire). La partie arrière 32 présente une surface extérieure cylindrique, qui forme référence pour le centrage de l'aiguille 33 par rapport au support 30 et ainsi au tube de paillette 10. La partie arrière 32 se raccorde à la partie avant 31 par un épaulement radial plan 32a, qui forme surface de référence pour sa position longitudinale, en butant sur la face avant du support 30.

[0039] Au-delà de la partie arrière 32 de la frette, le conduit 34 passe entre des mâchoires 38a et 38b prévues pour oblitérer le canal intérieur 34c du conduit 34 en écrasant la paroi par rapprochement de ces mâchoires, et faire ainsi vanne.

[0040] A l'extrémité 34b du conduit souple 34, écartée de l'aiguille, est inséré un tronçon de tube 35 rigide du même genre que le tube 10 de paillette 1, dont l'extrémité libre 35a, coupée en biseau, est immergée dans un produit biologique, ici du sperme dilué 17 de taureau, contenu dans un ballon 36. L'utilisation d'un tube rigide 35 permet que l'extrémité 35a soit en appui sur le fond, pour aspirer tout le contenu du ballon.

[0041] Pour le remplissage d'une paillette 1, celle-ci étant tenue de façon étanche par ses tranches 12, 13 en appui sur les portées de joint 34a et 23, la buse d'aspiration 2 est mise en communication avec la source de dépression (la pompe à vide) à travers le tube en élastomère 24 non écrasé. La dépression se transmet, à travers successivement l'aiguille 22, le bouchon composite 11 (dont la poudre 11a n'est pas gélifiée) le tube 10 de la paillette, l'aiguille 33, le canal intérieur 34c du conduit souple 34 (les mâchoires 38a et 38b étant écartées) et le tronçon de tube rigide 35. En réponse, le sperme dilué 37 remonte par le canal intérieur 34c du conduit souple 34, jusqu'à jaillir par l'extrémité en biseau 33a de l'aiguille 33, pour remplir la paillette 1. Lorsque le sperme dilué arrive au contact du bouchon composite 11, il traverse le tampon poreux 11c pour mouiller la poudre 11a qui gélifie et devient imperméable. La paillette remplie, le tube 24 et le conduit souple 34 sont oblitérés par serrage des mâchoires vannes (38a, 38b pour le conduit 34) et les supports 20 et 30 s'écartent pour libérer la paillette 1, qui sera transférée à un poste de soudage. Là, elle sera serrée entre enclume et sonotrode d'une soudeuse à ultra sons, à son extrémité voisine de sa tranche 12, dans une zone épargnée par le remplissage en raison de la longueur de pénétration de l'aiguille 33 dans la paillette 1.

[0042] On appréciera que, bien que le jeu entre intérieur de paillette 1 et aiguille 33 soit très réduit, et la longueur saillante d'aiguille 33 soit relativement importante, pour ménager une zone non remplie pour le soudage, la coaxialité entre aiguille 33 et frette 31, 32 peut être maintenue avec précision, malgré la souplesse intrinsèque du conduit souple 34. On peut attribuer ce maintien précis de la coaxialité au fait que, entre l'aiguille 33 et la frette 31, 32, l'élastomère, qui ne change pas de volume en se déformant, ne peut se déformer qu'en cisaillement axial, strictement de révolution. Mais ceci n'est vrai que si l'on peut négliger les effets des transitions longitudinales, ce qui impose que les longueurs selon l'axe soient grandes devant les diamètres. Le rapport de cinq entre longueur et diamètre est représentatif de la transition entre insertions et frettages longs et courts.

[0043] Lorsque la dose de sperme dilué, correspondant à un éjaculat d'un mâle déterminé, tout ce qui a été en contact avec le sperme doit être enlevé, et, selon l'invention jeté aux déchets puisque le but fixé est de,supprimer tous les nettoyages et stérilisations de pièces susceptibles de retenir des traces de sperme.

[0044] Or la frette 31, 32, à la différence des corps de buses d'injection de l'état de la technique n'a pas été en contact avec du sperme. Il est donc possible, d'utiliser des frettes réutilisables, et de ne jeter, comme suggéré figure 4, que le conduit souple 34 avec son aiguille 33, et d'insérer un ensemble aiguille 33, conduit 34 sorti stérile d'un emballage, dans une frette réutilisable.

[0045] Mais il apparaît préférable, dans la mesure où l'on peut exécuter des frettes à faible coût, de constituer la buse complète dès l'origine, et de jeter tout l'ensemble après un usage unique.

[0046] Comme représenté figure 5 où les références des éléments correspondants sont augmentées de 50, la buse constitue un ensemble monobloc de l'aiguille 83, du conduit souple 84, et d'une frette 81, 82 serrée sur le conduit souple 84, par exemple par surmoulage avec une résine à deux composants.

[0047] Il est possible également, comme représenté figures 6 et 7 où les références des éléments correspondants sont augmentées de 100, de mouler par injection des coquilles 131a, 132a et 131b, 132b, de formes identiques et capables de s'accoler suivant un plan passant par l'axe de la frette. Dans les parties 131a et 131b on aura ménagé des logements 138a, 138b, et des pions complémentaires 139a, 139b, pour assurer les coincidences axiale et longitudinale des coquilles. Comme on le voit figure 7, le conduit souple 134 est emprisonné entre les coquilles 131a, 132a et 131b, 132b, dont les faces en regard auront été encollées, par exemple à l'aide d'une colle cyanoacrylique.

[0048] On appréciera que les buses complètes ainsi réalisées pourront être fabriquées à bas prix, pour être livrées prêtes à l'emploi en emballages stériles, et seront jetées après usage sans frais importants, même si l'on ne faisait pas entrer en ligne de compte les coûts de nettoyage des buses d'injection de l'état de la technique.

[0049] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits, mais en embrasse toutes les variantes d'exécution dans le cadre des revendications.

[0050] Il est, par exemple, évident que l'on peut transposer les buses d'injection pour paillettes normales de 3 mm extérieurs en buses pour paillettes fines, de 2 mm extérieurs et de contenance d'environ 1/4 de cm3. Pour de telles paillettes fines, le diamètre extérieur d'aiguille devra être d'au plus 1,4 mm, pour pénétrer avec sécurité dans les paillettes fines.

[0051] Toutefois les dimensions du conduit soit 4,5 mm, et extérieurement et 1,8 intérieurement pourront être conservées, pour diminuer le nombre de modèles de pièces lorsque cela n'est pas imposé par les dimensions de paillettes ; mais le diamètre intérieur de frette sera réduit à 3,6 mm.

[0052] Par ailleurs, le diamètre de canal intérieur 34c doit être maintenu dans des limites relativement étroites. En effet, le volume du canal interne, qui est un volume mort, croît avec le carré du diamètre. D'un autre côté, la viscosité du'sperme dilué impose un diamètre minimum du canal pour obtenir une perte de charge dans le canal compatible avec la source de dépression, et la vitesse recherchée de remplissage.

Revendications

1. Buse d'injection (3) à usage unique pour machine de remplissage, en produit biologique, de tubes dits communément paillettes (1), formées de tronçons tubulaires (10) de matériau polymère de diamètre millimétrique garnis intérieurement, à proximité d'une extrémité, d'un bouchon composite (11) comprenant entre deux tampons poreux (11b, 11c) un volume de poudre (11a), gélifiant au contact d'un liquide aqueux, le remplissage s'effectuant en saisissant la paillette entre deux buses (2,3) munies de joints (23, 34a) portant sur les tranches d'extrémité (12, 13), une buse d'aspiration (2) reliée à une source de dépression et portant sur la tranche de paillette (13) voisine du bouchon composite (11), ladite buse d'injection (3) étant munie d'un conduit souple (34) destiné à être plongé dans un ballon (36) contenant le produit biologique (37), cette buse d'injection (3) comprenant un tube rigide (33) dit ci-après aiguille, apte à s'engager à l'intérieur de la paillette (1) et sertie axialement dans un corps qui présente extérieurement deux surfaces de référence (32, 32a) définissant respectivement le centrage et la position longitudinale de la buse d'injection par rapport à un support (30) de buse, cette buse d'injection (3) étant caractérisée en ce que le conduit souple (34), constitué d'un élastomère de dureté Shore comprise entre 41 et 47 avec une capacité d'élongation réversible d'au moins 250 %, présente, avec un diamètre de canal intérieur (34c) du même ordre de grandeur que le diamètre extérieur d'aiguille (33), un diamètre extérieur nominal au moins 2 fois supérieur à celui du canal intérieur (34c), et forme, par une section droite d'extrémité (34a) où s'insère l'aiguille (33) sur une longueur d'au moins 5 fois son diamètre extérieur, portée de joint pour la tranche (12) de paillette éloignée du bouchon composite (11), le conduit souple (34) étant, au moins lorsque la buse (3) est montée sur la machine, tenu sur au moins cinq fois son diamètre extérieur nominal en partant de la section droite d'extrémité (34a), dans une frette tubulaire (31, 32) en matière rigide de diamètre intérieur adapté au diamètre extérieur nominal du conduit (34) avec un serrage suffisant pour un maintien étanche de l'aiguille (33), frette comportant les deux surfaces (32, 32a) de référence du corps.

2. Buse d'injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'aiguille (33) fait saillie de la section droite d'extrémité (34a) du conduit souple (34) d'une longueur suffisante pour ménager, à l'extrémité de la paillette (1) où pénètre l'aiguille une zone non remplie disponible pour la fermeture de la paillette (1) par soudage de la paroi (10).

3. Buse d'injection selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'aiguille (33) présente, à une extrémité libre (33a) en saillie du conduit souple, une coupe en biseau.

4. Buse d'injection selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'aiguille présente un diamètre extérieur d'environ, soit 2,0 mm, soit 1,4 mm, selon qu'elle est prévue respectivement pour des paillettes soit de 3 mm de diamètre extérieur, dites paillettes normales, soit de 2 mm de diamètre extérieur, dites paillettes fines.

5. Buse d'injection selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le diamètre nominal du conduit souple (34) est de 4,5 mm.

6. Buse d'injection selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'élastomère constituant le conduit (34) souple est un copolymère en blocs de styrène et de butadiène biologiquement compatible.

7. Buse d'injection selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'aiguille (33) est prise dans un tube extrudé d'un polyester copolymère de type PETG.

8. Buse d'injection selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le conduit souple (34) à son extrémité (34b) distante de l'aiguille, comporte un tronçon de tube rigide (35) inséré dans son canal intérieur (34c) par une extrémité, et coupé en biseau à son autre extrémité (35a).

9. Buse d'injection selon une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la frette (31) comporte longitudinalement deux parties, une partie avant (31) à forme facilitant la préhension avec un premier diamètre hors tout, et une partie arrière (32) extérieurement cylindrique de diamètre inférieur au diamètre hors tout de la première partie (31) et se raccordant à cette première partie par un épaulement (32a) radial perpendiculaire à l'axe de frette (31, 32).

10. Buse d'injection selon une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la frette (81, 82) est disposée à demeure sur le conduit souple.

11. Buse selon la revendication 10, caractérisée en ce que la frette (81, 82) est constituée d'une matière polymère moulée.

12. Buse selon la revendication 11, caractérisée en ce que la frette est formée par surmoulage.

13. Buse selon la revendication 11, caractérisée en ce que la frette est formée en deux coquilles (131a, 132a et 131b, 132b) assemblées suivant un plan passant par l'axe.

Claims

1. Single-use injection nozzle (3) for a machine for filling, with biological products, tubes usually called straws (1), formed by tubular sections (10) of polymer material with a diameter of a few millimetres provided internally, near one end, with a composite stopper (11) comprising, between two porous plugs (11b, 11c), a volume of powder (11a) which forms a gel in contact with an aqueous liquid, the filling being effected by gripping the straw between two nozzles (2, 3) fitted with seals (23, 34a) bearing on the end sections (12, 13), a suction nozzle (2) connected to a source of reduced pressure and bearing on the section of straw (13) near the composite stopper (11), the said injection nozzle (3) being fitted with a flexible tube (34) intended to be dipped into a flask (36) containing the biological product (37), this injection nozzle (3) comprising a rigid tube (33), hereinafter called a needle, suitable for insertion into the straw (1) and crimped axially in a body which has two external reference surfaces (32, 32a) defining respectively the centring and longitudinal position of the injection nozzle relative to a nozzle support (30), this injection nozzle (3) being characterised in that the flexible tube (34), made from an elastomer having a Shore hardness between 41 and 47 and a reversible elongation capacity of at least 250%, has, with an internal channel diameter (34c) of the same order of magnitude as the external diameter of the needle (33), a nominal external diameter at least twice that of the internal channel (34c), and forms, by a right cross-section at the end (34a) where the needle (33) is inserted over a length of at least five times its external diameter, a seal bearing surface for the section (12) of straw remote from the composite stopper (11), the flexible tube (34) being gripped, at least when the nozzle (3) is mounted on the machine, over a distance equal to at least five times its nominal external diameter starting from the right cross-section at the end (34a), in a tubular hoop (31, 32) of rigid material with an internal diameter matched to the nominal external diameter of the tube (34) with sufficient gripping force for a sealed retention of the needle (33), the hoop incorporating the two reference surfaces (32, 32a) of the body.

2. Injection nozzle according to Claim 1, characterised in that the needle (33) projects from the right cross-section at the end (34a) of the flexible tube (34) over a sufficient length to form, at the end of the straw (1) where the needle enters, an unfilled region available for closing the straw (1) by welding the wall (10).

3. Injection nozzle according to one of Claims 1 and 2, characterised in that the needle (33) has, at a free end (33a), a bevel cut projecting from the flexible tube.

4. Injection nozzle according to any one of Claims 1 to 3, characterised in that the needle has an external diameter of approximately 2.0 mm or approximately 1.4 mm depending on whether it is intended respectively either for straws with an external diameter of 3 mm, called standard straws, or for straws with an external diameter of 2 mm, called fine straws.

5. Injection nozzle according to any one of Claims 1 to 4, characterised in that the nominal diameter of the flexible tube (34) is 4.5 mm.

6. Injection nozzle according to any one of Claims 1 to 5, characterised in that the elastomer forming the flexible tube (34) is a block copolymer of biologically compatible styrene and butadiene.

7. Injection nozzle according to any one of Claims 1 to 6, characterised in that the needle (33) is held in an extruded tube of a PETG-type polyester copolymer.

8. Injection nozzle according to any one of Claims 1 to 7, characterised in that the flexible tube (34) at its end (34b) remote from the needle, has a section of rigid tube (35), inserted into its internal channel (34c) by one end, and bevel cut at its other end (35a).

9. Injection nozzle according to any one of Claims 1 to 8, characterised in that the hoop (31) comprises two parts longitudinally, a front part (31) shaped to facilitate gripping with a first overall diameter, and an externally cylindrical rear part (32) of diameter less than the overall diameter of the first part (31) and being connected to this first part through a radial shoulder (32a) perpendicular to the axis of the hoop (31, 32).

10. Injection nozzle according to any one of Claims 1 to 9, characterised in that the hoop (81, 82) is permanently mounted on the flexible tube.

11. Injection nozzle according to Claim 10, characterised in that the hoop (81, 82) is made from a moulded polymer material.

12. Injection nozzle according to Claim 11, characterised in that the hoop is moulded by casting.

13. Injection nozzle according to Claim 11, characterised in that the hoop is formed in two shells (131a, 132a and 131b, 132b) fitted together over a plane passing through the axis.

Ansprüche

1. Einwegspritzdüse (3) für eine Füllmaschine von biologischen Produkten in halmförmige Röhrchen (1), die aus rohrförmigen Stücken (10) aus Polymermaterial von Millimeterdurchmesser hergestellt werden und die in ihrem Inneren nahe eines Endes mit einem zusammengesetzten Stopfen (11) versehen sind, der zwischen zwei porösen Tampons (11b, 11c) ein Volumen aus Pulver (11a) umfaßt, das bei Kontakt mit wäßriger Flüssigkeit geliert, wobei die Füllung durch Erfassen des Röhrchens zwischen zwei Düsen (2, 3) ausgeführt wird, die mit Verbindungsstücken (23, 34a) versehen sind, welche auf einer ihrer äußeren Schnittflächen (12, 13) eine Ansaugdüse (2) tragen, die mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, und auf der Röhrchenschnittfläche benachbart dem zusammengesetzten Stopfen (11) die Einwegspritzdüse (3) tragen, die mit einer biegsamen Leitung (34) versehen ist, die zum Eintauchen in einen das biologische Produkt (37) enthaltenden Ballon (36) bestimmt ist, wobei die Injektionsdüse (3) noch ein steifes Rohr (33), nachfolgend Nadel bezeichnet, enthält, die zum Eindringen ins Innere des Röhrchens (1) geeignet ist und axial in einen Körper eingefaßt ist, der äußerlich zwei Bezugsflächen (32, 32a) darstellt, die jeweils die Zentrierung und die Längsstellung der Injektionsdüse mit Bezug auf einen Düsenträger (30) bestimmen, wobei die Injektionsdüse (3) durch folgende Merkmale charakterisiert ist:
die biegsame Leitung (34) besteht aus einem Elastomer mit der Shore-Härte zwischen 41 und 47 sowie mit einem reversiblen Elongationsvermögen von mindestens 250%, stellt mit einem inneren Kanaldurchmesser (34c) der gleichen Größenordnung wie der Außendurchmesser der Nadel (33) einen äußeren Nominaldurchmesser von mindestens zweifacher Größe gegenüber dem inneren Kanal (34c) dar und bildet infolge eines geraden Endabschnittes (34a), wo sich die Nadel (33) auf einer mindestens 5-fachen Länge des Außendurchmessers einfügt, den Verbindungsbereich für die Endfläche (12) des Röhrchens, die durch den zusammengesetzten Stopfen (11) verlängert ist;
die biegsame Leitung (34) wird mindestens, wenn die Düse (3) auf der Maschine montiert ist, auf mindestens 5-fachen äußeren nominalen Durchmesser, ausgehend von dem geraden Abschnitt des Endes (34a) in einer rohrförmigen aus steifem Material bestehenden Bandagierung (31, 32) gehalten, die einen an den äußeren Nominaldurchmesser der Leitung (34) angepaßten Innendurchmesser aufweist und mit genügender Pressung anliegt, um die Nadel (33) abgedichtet zu halten, wobei die Bandage die beiden Bezugsflächen (32, 32a) des Körpers aufweist.

2. Injektionsdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (33) von dem geraden Endabschnitt (34a) der biegsamen Leitung (34) mit genügender Handhabungslänge vorsteht, und zwar am Ende des Röhrchens (1), wo die Nadel eine nicht gefüllte Zone durchdringt, die zum Schließen des Röhrchens (1) durch Schweißung der Wand (10) verfügbar ist.

3. Einspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (33) an ihrem freien Ende (33a) vorstehend von der biegsamen Leitung einen Schrägschnitt darbietet.

4. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel einen Außendurchmesser von entweder 2,0 mm oder 1,4 mm darbietet, wonach die Nadel entweder für Röhrchen mit 3 mm Außendurchmesser, den normalen Röhrchen, oder mit 2 mm Außendurchmesser, den feinen Röhrchen, vorgesehen ist.

5. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nominaldurchmesser der biegsamen Leitung (34) 4,5 mm beträgt.

6. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die biegsame Leitung (34) bildende Elastomer ein Blockpolymer von biologisch kompatiblen Styrol und Butadien ist.

7. Injektionsdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (33) in einem extrudierten Rohr eines Copolymer-Polyesters der Art PETG gefaßt wird.

8. Injektionsdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Leitung (34) an ihrem von der Nadel entfernten Ende (34b) ein steifes Rohrstück (35) trägt, das in das Rohrinnere (34c) mit einem Ende eingefügt ist und am anderen Ende (35a) eine Schrägfläche aufweist.

9. Injektionsdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage (31) in Längsrichtung zwei Teile umfaßt, und zwar ein vorderes Teil (31) mit einer Form, die das Greifen mit einem ersten Durchmesser über alles erleichtert und einem rückwärtigen Teil (32) mit einem äußeren Zylinder von geringerem Durchmesser des Durchmessers über alles des ersten Teils (31) und mit einer Verbindung zu dem ersten Teil über eine zur Achse der Bandage (31, 32) senkrecht radiale Schulter (32a).

10. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage (81, 82) bleibend auf der biegsamen Leitung angeordnet ist.

11. Düse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage (81, 82) aus einem gegossenen Polymermaterial besteht.

12. Düse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage durch Überspritzen hergestellt worden ist.

13. Düse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage aus zwei Schalen (131a, 132a und 131b, 132b) gebildet wird, die gemäß einer durch die Achse hindurchgehenden Ebene zusammengesetzt sind.

Dessins