Brevet FR2490108A1 — publié le 19820319

Domaine technique. La présente invention concerne un dispositif pour chambre d'incubateur de laboratoire composé d'un compar- timent fermé étanche à l'air pour réaliser une chambre d'incubation et un compartiment de contrôle fermé pour abriter plusieurs moyens de contrôle, ladite chambre d'incu- bation et ledit compartiment de contrôle étant fermés et isolés l'un de l'autre par une paroi verticale, lesdits moyens de contrôle étant couplés à ladite chambre d'incu- bation par des moyens détecteurs et des moyens de mise en communication pour produire des variations de température, d'humidité et de composition de gaz dans ladite chambre d'incubation. Etat de la technique antérieure. Les circuits de contrôle électroniques d'incu- bateurs de laboratoire doivent présenter un haut degré de précision, de stabilité et de fiabilité pour la chambre d'incubation. Lorsque les composants électroniques sont sujets, cependant, à un changement de température soudain, comme cela arrive lorsque l'entretien est nécessaire, il est difficile de ramener des composants à leur état d'équi- libre antérieur. Il est connu de placer le moteur de ventila- teur, les électrovannes, les relais de contrôle et les circuits de contrôle électroniques à l'intérieur du compar- timent de contrôle adjacent à la chambre d'incubation. Ceci, cependant, a causé des problèmes. La chaleur engendrée par le moteur de ventilateur, les électrovannes et les relais a produit des effets indésirables sur les circuits de contrôle électroniques. La radiation électromagnétique émise par ces éléments a aussi des effets indésirables sur les circuits de contrôle électroniques, aussi bien que la poussière ou la saleté trouvée à l'intérieur du compartiment de controle. La poussière, la radiation et la chaleur ont détérioré la sécurité et la faculté de fonction- nement des circuits de contrôle électroniques, puisque les circuits ont été exposés à l'intérieur du compartiment de contrôle. Par exemple, pendant le fonctionnement, la chambre d'incubation peut atteindre une condition de situa- tion régulière contrôlée désirée. Cependant, si un problème existe exigeant l'entretien, le compartiment de contrôle doit être ouvert, exposant ainsi les composants électro- niques à l'environnement ambiant du laboratoire qui est, de façon possible, 20 à 1300 plus basse que la température du compartiment de contrôle. Ceci, à son tour, détermine les composants électroniques à devenir instables et désor- ganisent la condition de situation régulière qui doit être contrôlée dans la chambre d'incubateur o l'environnement doit être contrôlé avec une précision d'un dizIème de degré ou d'un dizième d'un pourcent. La contrainte sur les composants et l'instabilité pendant cette période détermine des exigences d'entretien importantes, ajoutant du temps de non fonctionne- ment et une dépense considérable. Un autre inconvénient des appareils incuba- teurs existants a été la longueur de temps exigée pour nettoyer et décontaminer la chambre d'incubation. Par conséquent, un objet de la présente inven- tion est de prévoir l'enlèvement des composants électroniques du compartiment de contrôle sans bouleverser la condition -3 249010E de situation régulière qui doit être contrôlée dans la chambre d'incubation. Sommaire de l'invention0 On prévoit un dispositif comprenant un compar- timent étanche à l'air fermé, pour réaliser une chambre d'incubation et un compartiment de contrôle fermé pour abriter plusieurs moyens de contrôle. La chambre d'incu- bation et le compartiment de contrôle sont fermés et isolés l'un de l'autre par une paroi. Les moyens de contrôle sont couplés à la chambre d'incubation au moyen de dispositifs détecteurs et de conduits pour réaliser des variations de température d'humidité et de composition de gaz dans la chambre d'incubation. Les moyens de contrôle sont enfermés à l'intérieur de boites fermées, chacune des boites possé- dant toutes ses faces à l'exception d'une d'entre elles placée substantiellement à l'intérieur du compartiment de contrôle et une face orientée vers l'extérieur, ladite face possédant des moyens amovibles pour réaliser l'accès facile et l'enlèvement des moyens de corAtrôle sans affecter V'environnement à l'intérieur de la chambre d'incubation et du compartiment de contrôle. Brève decrition des dessins. -La figure 1 est une vue en perspective du comparti- ment de contrôle d'un appareil incubateur fabriqué en accord avec la présente invention. La figure 2 est une vue en perspective de la boite enfermant les circuits de contrôle électroniques utilisés avec l'appareil de la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective de la chambre;d'incubation pour l'appareil de la figure i avec >1 les parois latérales et les rayons retirés. La figure 4 est une vue en coupe frontale de l'appareil de la figure 1. La figure 5 est une vue prise suivant la ligne 5-5 de la figure 4. La figure 6 est un schéma par bloc représentant un exemple des controles utilisés avec l'appareil de la figure 1. Description d'un exemple de réalisation. En se référant aux figure i à 5, on a représenté un appareil incubateur (10) possédant deux compartiments, le compartiment de contrôle (60) et la chambre d'incubation (90). Les deux compartiments sont isolés l'un de l'autre au moyen d'une paroi verticale (62) qui est soudée ou autre- ment fixée par emboîtement étanche à l'air aux surfaces hori- zontales supérieures et inférieures de l'appareil (10). Les deux compartiments ont une forme de bofte possédant une surface périphérique (16) construite en acier ou en métal approprié, se prolongeant horizontalement à travers le haut et le bas, et verticalement à travers les côtés et l'arrière de l'appareil (O10). L'accès au compartiment de controle (60) est réalisé au moyen d'un panneau latéral (41) qui est fixé de façon amovible à la surface périphérique (16). La partie frontale du compartiment (60) possède un panneau de couvercle (40) avec des ouvertures (40a), (40b). L'accès à la chambre d'incubation (90) est réalisé par un arrangement double, tel que représenté à la figure 5. La porte intérieure (102) et la porte extérieure (100) sont supportées de manière à pouvoir tourner sur des charnières fixées de façon appro- r 2490108 priée à la surface périphérique (16). La porte intérieure (102) est montée avec ses bords placés à l'intérieur de la feuillure (105), ladite feuillure ayant été formée à partir du haut, du bas et des côtés de la surface périphérique (16) dans la partie avant de la chambre d'incubation (90). Un joint au silicone (103) est prévu entre la porte inté- rieure (102) et la feuillure (105) pour réaliser un joint étanche à l'air pour la chambre d'incubation (90). Le joint au silicone résiste à la détérioration venant des effets de l'atmosphère dans l'incubateur. La porte extérieure (100) est plus grande que la porte intérieure (102), recou- vrant complètement celle-ci, et elle prévoit des moyens supplémentaires pour fermer la chambre d'incubation (90). Un joint en vinyle (101) est prévu entre la porte exté- rieure (100) et la surface périphérique (16). La porte extérieure (100) et la porte intérieure (102) peuvent être fermées à force par tous moyens classiques. Par exemple, la figure 5 représente la porte intérieure (102) fermée au moyen d'une poignée de verrouillage à came (106); la porte extérieure (100) par exemple, est fermée à force par un fort aimant monté pour entrer en contact avec ladite porte; un tel aimant (107) est représenté à la figure 4. On comprendra que l'intérieur de la porte (102) peut être constitué en substance transparente, telle que le verre, de façon que l'intérieur de la chambre d'incubation (90) puisse être observé sans nécessiter l'ouverture de la porte intérieure (102); seule la porte extérieure (100) doit être ouverte. En outre, puisque la porte intérieure (102) réalise une fermeture étanche à l'air, l'ouverture de la porte extérieure (100) ne trouble pas l'environnement qui est à controler à l'intérieur de la chambre d'incubation (90). Pour éviter la condensation sur la porte intérieure (102) et pour assurer la visibilité à travers la porte, deux éléments chauffants (104) sont prévus à l'intérieur de la porte extérieure (l1o), comme représenté à la figure 5. De tels éléments chauffants peuvent etre, par exemple, des fils chauffants électriques bobinés dans des plaques de montage de tampons en caoutchouc au silicone approprié. Les extrémités des fils chauffants sont de préférence tirés à l'extérieur de la porte à travers son fond suivant toutes manières appropriées de façon que les connexions électriques puissent y être faites. A l'intérieur de la chambre d'lncubation (90) et venant buter sur la surface périphérique (16) et la paroi verticale (62), sont constituées deux couches (18) et (20), comme représentées à la figure 3. La couche (18) est constituée d'une matière isolante thermiquement, telle que de la fibre de verre, et la couche (20) est constituée d'acier inoxydable. Grâce à la couche (18) constituée de matériaux isolant la chaleur, l'intérieur de la chambre d'incubation est isolé thermiquement de son atmosphère extérieur. La couche d'acier inoxydable (20) située le plus à l'intérieur réalise un bon moyen réfléchissant pour une distribution régulière de chaleur à l'intérieur de la chambre. Comme mentionné plus haut, le compartiment de contrôle (60) est fermé et séparé de la chambre d'incu- bation (90). La figure 1 représente une vue en perspective de l'intérieur du compartiment de contrôle. On a représenté un panneau (40) possédant des ouvertures ou fenêtres (40a), (40b) pour recevoir des instruments destinés au contrôle et à la mesure des différentes conditions à l'intérieur de la chambre d'incubation. De tels instruments peuvent différer largement en largeur et en hauteur. Par exemple, deux boites rectangulaires (52), (52a) sont représentées montées à travers les ouvertures respectives (40a), (4Ob) dans le panneau (40). Les boites (52), (52a) contiennent chacune des ensembles de contrôle (45), (45a) qui possèdent des circuits de contrôle électroniques qui peuvent, par exemple, contrôler la température pour les quantités de gaz carboniques dans la chambre d'incubation (90), comme décrit en détail en se reportant à la figure 6. Puisque les boîtes (52), (52a) et les ensembles respectifs (45), (45a) sont similaires, seulement l'un d'entre eux, la boite (52) et l'ensemble (45), vont etre décrits en détail. Lorsqu'elle est montée à travers les ouvertures dans le panneau (40), la boite (52) possède toutes ses faces, à l'exception d'une, pratiquement placée à l'intérieur du compartiment de contrôle et une face, le panneau frontal, orientée vers l'extérieur. En se référant à la figure 2, on a représenté une botte fermée rectangulaire (52) pour l'ensemble (45) qui se compose de deux cartes de circuit imprimé (53) perpen- diculairement montées sur la face (55). La face (55) présente les affichages et contrôles appropriés requis pour les composants électroniques. Au moyen de guides prévus à l'in- térieur de la boite (52), les cartes des circuits imprimés (55) peuvent être guidées pour entrer en contact avec deux prises de connexion électriques de cartes de circuits imprimés 249.0108 à l'intérieur de la boite (52) (non représenté). Lorsque les cartes de circuit entrent en contact avec leur connexion respective, la face (55) entre en butée avec le cadre (56) isolant ainsi complètement les composants électroniques à l'intérieur de la boîte (52). La vis (54) est prévue pour verrouiller la face (55) sur le cadre (56). La distri- bution par fils électriques est réalisée d'une manière classique à partir de prises par l'arrière de la bo te fermée (52) (non représentée). La face (55) ainsi que les locartes de circuits imprimés (53) constituant un ensemble de contrôle (45) sont facilement amovibles de la boîte (52). Ainsi, si l'ensemble de contrôle (45) ou l'ensem- ble de contrôle (45a) révèle un défaut, il peut être facile- ment et rapidement remplacé par un ensemble de secours maintenu en réserve par l'utilisateur. L'ensemble défectueux est enlevé et un ensemble de rechange inséré tandis que l'appareil incubateur continue à fonctionner pour son but prévu. L'utilisateur ne doit pas arrêter l'incubateur et attendre qu'un technicien de service arrive, identifie une panne particulière et la répare si possible. Par le fait que l'utilisateur maintient à portée de main des ensem- bles précalibrés de rechange pour remplacer exactement des ensembles d'exploitation, des pertes de temps d'utili- sation et des appels de service onéreux peuvent être effec- tivement évités. En outre, puisque les cartes de circuits sont complément isolées du compartiment de contrôle (60) au moyen des faces de la boite (52), l'enlèvement de l'ensemble (45) n'affecte pas l'intérieur du compartiment de contrôle 9 249010 (60). Il résulte de ceci que les composants de contrôle durent plus longtemps puisque l'enlèvement de l'une quelconque ou de toutes les cartes de circuit (53) ne perturbent pas la température régulière établie existant à l'intérieur du compartiment de contrôle (60) et n'affecte pas la stabilité de l'environnement de la chambre. Un autre avantage de l'appareil incubateur réalisé en accord avec la présente invention est la facilité avec laquelle l'intérieur de la chambre d'incubation (90) peut etre décontaminé et nettoyé. En se référant à la figure 3, on a montré le support de claies gauches (12) et le support de claies droit (14). Le support de claies gauche (12) comprend deux montants (28) et (29). Les guides hori- zontaux (24) présentant une section en U sont soudés par points aux montants (28) et (29). Le support de claies droit (14) se compose de deux montants (25) et (26) possédant des guides (24) à section horizontale en U soudés par points auxdits montants. On comprendra que plusieurs guides hori- zontaux sont soudés par points lelong des montants (25), (26), (28) et (29) pour recevoir un certain nombre de claies sur lesquelles les échantillons à incuber sont placés. Une telle claie (38) est représentée construite en métal ou acier, possédant une partie plate avec des petites bandes horizontales soudées par points sur ses bords périphériques. Les bandes horizontales ont une largeur plus petite que la largeur des guides horizontaux (24), si bien que les claies (38) peuvent glisser à l'intérieur des guides (24). On a aussi représenté à la figure 3, une claie supérieure (30) et une claie inférieure (34). La claie 2490108 1 (30) comprend une partie pratiquement plate se recourbant à 900 vers le haut située à l'avant de la chambre d'incu- bation et possédant deux bandes guides (32) soudées par points sur les cotés de ladite partie plate. La claie (34) comprend, de façon similaire, une partie pratiquement plate recourbée à 9Q0 vers le bas et située à l'avant de la chambre d'incubation et possédant deux bandes de guide (36) soudées par points aux cotés de ladite partie plate. En faisant coulisser les claies (30) et (34) à l'intérieur des guides en forme de U (24) situés le plus haut et le plus bas, respectivement, chaque claie délimite un espace déterminé canalisant l'atmosphère comme représenté à la figure 4. En plus, le guide d'air conditionné (31) qui est soudé au support de claies (12) sur les guides à section en U (24) le plus haut et le plus bas, constitue un canal vertical conduisant l'air et abrite les pales du ventilateur (91). De cette façon, l'air circule à partir du guide conditionnant l'air (31) à travers le haut de la chambre vers la paroi latérale droite et à travers le fond de la chambre en retour- nant vers le guide d'air conditionné (31). On notera que le support de claies droites (14) et le support de claies gauches (12) sont chacun main- tenus par quatre ergots (22) dont deux sont soudés sur le plancher de la chambre et deux sur le plafond. Les ergots (22) sont en acier inoxydables et sont réalisés pour se placer à travers des trous (23) des montants (25) , (26), (28) et (29). En fonctionnement, les supports de claies (12) et (14) sont placés à l'intérieur de la chambre et les trous supérieurs (23) sont alignés et poussés vers le haut pour s'enfiler dans les ergots supérieurs (22), ll en dégageant de cette façon, les ergots du bas (22). Les trous du bas (23) sont alignés avec les ergots du bas (22), et les supports de claies (12) et (14) peuvent tomber par gravité pour s'engager dans lesdits ergots de fond. De cette manière, les supports de claies (12) et (14), les claies canalisantes (50) et (34) et les claies-plateaux (38) peuvent être facilement insérés et retirés de la chambre d'incubation (90). Aucun outil n'est nécessaire. A titre d'exemple, la figure 6 illustre un schéma par blocs des contrôles caractéristiques d'un appa- reil incubateur. On a représenté un moyen contrôleur de température (70) détectant la température à l'intérieur de la chambre d'incubation au moyen d'un détecteur classique RTD (resistance temperature detector = détecteur de tempé- rature à résistance) (88) et y contrôlant la température au moyen d'un réchauffeur classique (86). On a aussi repré- senté un moyen de contrôle de C02 (72) détectant la teneur de C02 h l'intérieur de la chambre au moyen d'une cellule de conductibilité thermique classique TCC (thermal conduc- tivite cell) (84) et contrôlant l'écoulement de C02 vers la chambre au moyen d'une électrovanne classique (74). On a représenté en outre des moyens de contrôle d'humidité (76) contrôlant l'humidité à l'intérieur de la chambre au moyen du réchauffeur (82) qui est capable de faire évaporer à partir d'un réservoir situé à l'intérieur de la chambre. Finalement, on a représenté des moyens d'alimentation (78) alimentant le moteur de ventilateur (50) et le reste du dispositif. La figure 5 illustre, à titre d'exemple, les situations de certains des dispositifs de contrôle et de 12 2490108 détection décrits plus haut et relatifs à la figure 6. Les pales de ventilateur (91) du moteur (50) (figure l) sont couplées par un arbre moteur à travers la paroi verticale (62). Des éléments chauffants (93) sont également montés sur la paroi (62) et chauffent l'atmosphère à l'intérieur de la chambre; une valve d'alimentation de C02 (92), qui alimente les moyens d'admission de C02 dans la chambre (90); une cellule de conductibilité thermique (94), qui détecte la teneur de C02 à l'intérieur de la chambre; 1O et le détecteur de température (95) qui détecte la température à l'intérieur de la chambre (90). La valve d'admission d'eau (99) qui est contrôlée au moyen d'un ensemble à flotteur est aussi montée à travers la paroi (62). L'eau venant de la valve d'admission (99) est autorisée à s'écouler dans le réservoir (98) placé au fond de la chambre. Fina- lement, l'élément chauffant (96) qui contrôle l'évapora- tion de l'eau à l'intérieur de la chambre est placé en-dessous du réservoir (98). REVENDICATIOiNS 1. Dispositif se composant d'un compartiment fermé étanche à l'air pour réaliser une chambre d'incuba- tion (90) et un compartiment de contrôle (60) fermé pour abriter plusieurs moyens de controle (45), ladite chambre d'incubation (90) et ledit compartiment de contrôle (60) étant fermés et isolés l'un de l'autre par une paroi verti- cale (62), lesdits moyens de contrôle (45) étant couplés à ladite chambre d'incubation par des moyens détecteurs (70), (72), (76), (88), (95) et des moyens de mise en com- munication pour produire des variations de température, d'humidité et de composition de gaz dans ladite chambre d'incubation (90), c a r a c t é r i s é par le fait qu'au moins l'un desdits moyens de contrôle (45), (53) est enfermé à l'intérieur d'une boite fermée (52), ladite boite possédant toutes ses faces à l'exception d'une seule pratiquement placée à l'intérieur dudit compartiment de controle (60) et une face (55) orientée vers l'extérieur, ladite face (55) possédant des moyens amovibles pour réaliser l'accès et l'enlèvement facile desdits moyens de contrôle (53) sans affecter l'environnement à l'intérieur de ladite chambre d'incubation (90) et dudit compartiment de contrôle (60). 2. Dispositif, tel que défini dans la reven- dication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que ledit moyen de contrôle (45) comprend des cartes de circuit imprimées électroniques (53), lesdites cartes (53) étant placées perpendiculaires à et venant en contact avec ladite face extérieure (55) à une extrémité et étant en contact avec des prises de cartes des circuits imprimés, A l'autre extré- 3o mité.; 3. Dispositif, tel que défini dans la reven- dication 2, c a r a c t é r i s é par le fait que lesdites cartes de circuits imprimés (53) sont amovibles en meme temps que ladite face extérieure (55) 4. Dispositif, tel que défini dans la reven- dication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que ledit moyen détecteur et ledit moyen de communication comprend une valve d'entrée (99) de H20, une valve d'entrée de C02 (92), une cellule de condugtibilité thermique (94) et un détecteur de température (95), ledit moyen détecteur et ledit moyen de mise en communication montés sur ladite paroi verticale (62) faisant face à ladite chambre d'incu- bation (90) et ledit moyen détecteur étant couplé audit moyen de contrôle au moyen de fils conducteurs. 5. Dispositif, tel que défini dans la reven- dication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que ladite boite (52) comprend un cadre rectangulaire (56) entourant ladite boite pour réaliser un moyen de montage pour le panneau frontal (55) dudit compartiment de contrôle. 6o Dispositif comprenant un compartiment étanche à l'air, fermé, pour réaliser une chambre d'incubation (90) et un compartiment de contrôle fermé (60) pour abriter un certain nombre de moyens de contrôle, ledit comparti- ment de contrôle (60) et ladite chambre d'incubation (90) étant fermés et isolés l'un de l'autre par une paroi verti- cale (62), c a r a c t é r i s é par le fait que la chambre d'incubation (90) comprend des moyens porteurs de claies gauches (12) et des moyens porteurs de claies droits (14) pour réaliser un support pour un certain nombre de claies (30), lesdites claies (30) étant coulissantes sur des guides 2490108 f 2490108 horizontaux (24) à section en U attachés audits moyens porte-claies (12), (14) et possédant des moyens pour insérer et retirer lesdits porte-claies (12), (14) et lesdites claies (30), (34). 7- Dispositif, tel que défini dans la revendica- tion 6, c a r a c t é r i s é par le fait que deux desdites claies ayant une position la plus haute (30) et la plus basse (34) à l'intérieur de ladite chambre d'incubation (90), réalisent des moyens.de canalisation d'air dans ladite chambre. 8. Dispositif, tel que défini dans la reven- dication 6, c a r a c t é r i s é par le fait que lesdits porte-claies (12), (14) sont en contact avec des ergots verticaux (22), lesdits ergots étant soudés à une extrémité à la surface supérieure et inférieure de ladite chambre d'incubation (90) et librement positionnés A l'autre extré- mité pour recevoir et tenir lesdits porte-claies (12), (14).