Brevet FR2634145A1 — publié le 19900119

CENTRIFUGEUSE COMPORTANT-DES MOYENS DE CONTROLE DU DESEQUILIBRE DU ROTOR. La présente invention concerne les centrifugeuses et a notannent pour objet des moyens destinés à la fixation d'un capteur de déséquilibre qui contrôle le déséquilibre d'un rotor d'une centrifugeuse et peut être utilisée pour la réalisation des travaux dans- le domaine de la biotechnologie, dans la biophysique, dans la biologie ainsi que dans d'autres domaines. Corne on le connait, le déséquilibre du rotor de la centrifugeuse ne doit pas dépasser une valeur imposée car il peut provoquer de graves inconvénients y compris la détérioration d'un rotor et la panne de tout l'ensemble d'une centrifugeuse. De plus, si l'on prend en considération que la vitesse de rotation du rotor des centrifugeuses modernes atteint plusieurs dizaines de tours par minutes, on corprendra toute l'irmportance du problène du déséquilibre du rotor d'une centrifugeuse. Pour cette raison on prévoit dans chaque construction d'une centrifugeuse, un capteur aui assurerait l'alimentaticn de l'organe d'entrainement de la centrifugeuse et, par conséquent, l'arrêt du rotor, si son déséquilibre a dépassé une valeur imposée. Indépendamrient du type du capteur, sa sensibilité au déséquilibre du rotor doit être optimale. On peut l'assurer en changeant la position du capteur. Dans ce cas, le dispositif pour le positionnement du capteur et le réglage de sa position doit être ranassé du fait que la surface de l'endroit o doit être placé ce capteur dans n'importe quelle centrifugeuse doit être toujours limitée. En outre, la conception du dispositif de positionneoment du capteur doit être simple tant dans le cas de la fixation du capteur dahs une position choisie pour le réglage que dans le cas du montage et du démontage du capteur, par exemple, pour l'entretien ou la réparation. On connaît bien l'utilisation en tant que capteur de déséquilibre d'un anneau électro-conducteur disposé concentriquement par rapport à l'arbre de l'organe d'entraînement et entrant en contact avec ce dernier à une amplitude déterminée des oscillations du rotor (GB, A, 2146784, US, A). L'un des inconvénients de cette conception réside en ce que lorsque l'arbre de l'organe d'entraînement entre en contact avec l'anneau le circuit électrique passe à travers le corps de la centrifugeuse. Cet inconvénient baisse le taux de sécurité de l'opérateur et, par conséquent, la fiabilité de la centrifugeuse. L'autre inconvénient de la conception connue réside en ce qu'elle ne permet pas de régler la position du capteur pour son ajustage. On connaît également une centrifugeuse dans laquelle le champ magnétique crée par une pièce d'emmanchement du rotor varie à la suite de la variation de la géométrie du jeu entre la face en bout de la pièce d'emmanchement et les mnicrotransistors du capteur de déséquilibre (Documents du symposium *"Centrifugeuses et ultracentrifugeuses de laboratoire"* de la compagnie Heraeus Christ, Moscou, 1983, pages 6 à 9). L'inconvénient de cette conception réside en ce qu'elle nécessite que la pièce d'emmanchement spéciale pourvue d'un élément d'insertion soit fabriquée en un matériau magnétique. Cette conception est compliquée, elle diminue les propriétés de robustesse et ne permet pas de changer la position du capteur en vue de l'ajuster. On connaît également une centrifugeuse (EP, A, 0139290), comportant un organe d'entraînement, tournant un rotor, dont la vitesse de rotation est contrôlée par un capteur disposé sur un plateau de montage, disposé dans un évidement d'un anneau dans le plan perpendiculaire a l'axe vertical et l'anneau est installé sur une surface d'assemblage du corps de l'organe d'entraînement avec possibilité du déplacement du capteur en position de sa sensibilité optimale à l'écart du rotor de l'axe vertical de la centrifugeuse. Cette construction peut être utilisée pour disposer un capteur de déséquilibre sur ledit plateau de montage pour le contrôle de la position du rotor de la centrifugeuse par rapport à l'axe vertical. L'un des inconvénients de cette conception réside en ce qu'elle n'assure pas l'orientation constante de l'anneau dans le plan parallèle à la surface inférieure du rotor. Cet inconvénient est dû à ce que le réglage de la position du plateau de montage et, par conséquent, du capteur se fait par deux vis. C'est pourquoi il est difficile d'assurer l'orientation du plateau dans le plan parallèle & la surface inférieure du rotor. De ce fait, la précision du contrôle du déséquilibre du rotor baissera inévitablement. L'autre inconvénient de la conception envisagée réside en ce qu'elle comporte un grand nombre d'éléments pour la fixation tant de l'anneau que du plateau de montage. On s'est donc proposé de créer une centrifugeuse dans laquelle la création de la conception simple du dispositif réglable pour le positionnement du capteur de déséquilibre permettrait de simplifier le processus de réglage de sa position et d'assurer une haute fiabilité de la fixation du capteur de déséquilibre du rotor dans une position choisie pour le réglage et d'assurer ainsi la précision du contrôle de déséquilibre du rotor. Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'une centrifugeuse comprenant un organe d'entraînement qui tourne un rotor, dont la position par rapport à l'axe vertical de la centrifugeuse est contrôlée par un capteur de déséquilibre disposé sur un- plateau de montage logé dans un évidement d'un anneau dans le plan perpendiculaire à l'axe vertical de façon que ledit capteur de déséquilibre puisse se déplacer en position assurant sa sensibilité optimale à l'écart du rotor par rapport- à l'axe vertical de la centrifugeuse alors que l'anneau est monté sur la surface d'assemblage du corps de l'organe d'entraînement, caractérisé, selon l'invention, en ce que l'anneau est installé sur la surface d'assemblage du corps de l'organe d'entraînement de manière qu'il puisse se déplacer et se positionner par rapport à ladite surface de façon que le plan de l'anneau soit parallèle constamment à la surface inférieure du rotor, en ce qu'une cavité est pratiquée dans le plateau de montage pour l'emplacement du capteur de déséquilibre, la forme de la surface de ladite cavité étant respectivement complémentaire à la forme de la surface d'assemblage du corps de l'organe d'entraînement et en ce que le plateau de montage est logé dans cet anneau de façon qu'il se déplace dans ledit plan pour que le capteur de déséquilibre puisse prendre la position assurant sa sensibilité optimale à l'écart du rotor par rapport à l'axe vertical de la centrifugeuse. On crée ainsi une conception simple du dispositif de réglage pour le positionnement du capteur de déséquilibre du rotor de la centrifugeuse. Pour assurer ledit déplacement et le positionnement de l'anneau susmentionné par rapport à la surface d'assemblage du corps de l'organe d'entraînement, il est avantageux de pratiquer dans celui-ci un premier trou, de disposer son axe suivant ladite surface d'assemblage du corps de l'organe d'entraînement et de monter dans ledit premier trou un élément mobile ayant un évidement, dont la forme est respectivement complémentaire à ladite surface d'assemblage du corps de l'organe d'entraînement. Pour le déplacement du plateau de montage dans le plan perpendiculaire audit axe vertical, il n'est pas moins avantageux de pratiquer dans l'anneau dans le plan du plateau de montage du côté opposé à l'évidement, un deuxième trou, dont l'axe est perpendiculaire audit axe vertical et de loger dans ce deuxième trou le deuxième élément mobile lié au plateau de montage. Ainsi, on obtient la précision du contrôle du déséquilibre grâce à la haute fiabilité de la fixation du capteur de déséquilibre en position choisie pour le réglage. Il est avantageux dans ce cas que le capteur soit réalisé sous la forme d'un couple optique, dont l'émetteur et le récepteur sont orientés suivant la ligne tangente à la surface d'assemblage du corps de l'organe d'entraînement. Il est avantageux que le deuxième trou soit taraudé et que le deuxième élément mobile soit réalisé sous la forme d'une vis avec un écrou et que le plateau de montage soit lié du côté de l'évidement, d'une manière élastique à la surface opposée de l'évidement dans l'anneau. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: La figure 1 représente une vue d'ensemble d'une centrifugeuse avec une coupe longitudinale partielle, selon l'invention; _ La figure 2 représente une vue en axonométrie d'une centrifugeuse avec une coupe longitudinale et une coupe partielle suivant la pièce d'emmanchement, selon l'invention; _ La figure 3 représente des plateaux de montage montés dans l'anneau, un élément mobile et un disque pourvu de repères qu'on utilise pour le contrôle de la vitesse de rotation; La figure 4 représente une partie de la centrifugeuse déposée de la surface d'assemblage du corps de l'organe d'entraînement en axonométrie avec une coupe longitudinale qui illustre la disposition des éléments, selon l'invention; La figure 5 illustre le processus d'ajustage de la centrifugeuse. Une pièce d'emmanchement 3 est mise dans la centrifugeuse (figure 1) sur un arbre flexible de la surface d'assemblage 2 du corps de l'organe d'entraînement pour le montage du rotor 4 de la centrifugeuse. Un anneau 5 est monté sur la surface d'assemblage 2 du corps de l'organe d'entraînement avec possibilité de se déplacer verticalement. Un plateau de montage 6 sur lequel est fixé un capteur 7 de vitesse de rotation du rotor 4, à l'aide d'une tige élastique 8 est monté dans l'anneau 5 à demeure. La position du rotor 4 par rapport à l'axe vertical de la centrifugeuse est contrôlée par le capteur 9 de déséquilibre disposé sur le plateau de montage 10, logé dans l'anneau 5, posé sur la surface d'assemblage 2 du corps de l'organe d'entraînement de façon qu'il soit possible de déplacer le capteur 9 de déséquilibre en position assurant sa sensibilité optimale à l'écart du rotor 4 par rapport à l'axe vertical de la centrifugeuse. L'anneau 5 est monté sur la surface d'assemblage 2 du corps de l'organe d'entraînement avec possibilité de se déplacer et se positionner par rapport à ladite surface de manière que le plan de l'anneau 5 soit constamment parallèle à la surface inférieure 11 du rotor 4. Une cavité 12 est pratiquée dans le plateau de montage 10 pour l'emplacement du capteur 9 de déséquilibre, la forme de ladite cavité étant respectivement complémentaire à la forme de la surface d'assemblage 2 du corps de l'organe d'entraînement. Pour assurer le déplacement et le positionnement de l'anneau 5 par rapport à la surface d'assemblage 2 du corps de l'organe d'entraînement, on a pratiqué dans celui-ci un premier trou 13, dont l'axe est disposé suivant une tangente à ladite surface d'assemblage 2 du corps de l'organe d'entraînement. En cas d'utilisation d'un capteur paramétrique de température, on monte une bobine 14 de couplage dans l'anneau 5. Dans ce cas, on monte dans la pièce d'emmanchement 3 un condensateur de détermination de température 15 et une bobine 16 d'inductance. Le premier trou 13 reçoit de premier élément mobile 17 (fixateur) ayant un évidement 18 (figure 3c), dont la forme est respectivement complémentaire à la surface d'assemblage 2 (figure 1) du corps de l'organe d'entraînement. Pour assurer le déplacement du plateau de montage 10 dans le plan perpendiculaire audit axe vertical, on a pratiqué dans l'anneau 5 dans le plan du plateau de montage 10 du côté de l'évidement opposé 18 (figure 2), le deuxième trou 19 dont l'axe est perpendiculaire audit axe vertical et dans lequel est logé le deuxième élément mobile 20. Ledit deuxième trou 19 (figure 1) est taraudé et le deuxième élément mobile est réalisé sous a forme d'une vis avec un écrou 21 tandis que de l'autre côté de la cavité 12 le plateau de montage 10 est lié d'une manière élastique à la surface opposée à l'évidement 24 (figure 2) de l'anneau par l'intermédiaire des ressorts 22. Un disque 23, utilisé pour le contrôle de la vitesse de rotation, est monté sur la surface inférieure 11 (figure 1) du rotor 4. Les références utilisées sur la figure 2 correspondent à celles de la figure 1 mais dans le but d'assurer la meilleure compréhension on donne une coupe de la pièce d'emmanchement 3 dans la zone de laquelle sont disposés le condensateur 15 et la bobine 16 d'inductance. Les plateaux de montage 6 et 10 sont montés dans un évidement 24 de l'anneau 5, le plateau de montage 10 étant installé de manière qu'il soit possible de le déplacer dans le plan perpendiculaire pour le réglage en surmontant l'effort du ressort 22. La figure 3a représente un disque 23 du rotor 4 sur lequel sont prévus des repères 25. La figure 3b représente une vue de dessus des plateaux de montage 6 et 10 sur lesquels sont montés des capteurs 7 et 9 respectivement. Le capteur 9 de déséquilibre est réalisé sous forme d'un couple optique dont l'émetteur 9a et le récepteur 9b sont orientés suivant la ligne tangente à la surface de l'assemblage 2 (figure 4) du corps de l'organe d'entraînement. - Dans l'exemple concret de réalisation, le plateau de montage 10 est lié du côté de la cavité 12 d'une façon élastique à l'aide des ressorts 22 au plateau de montage 6 fixé sur la surface opposée de l'évidement 24 de l'anneau 5. La figure 3c représente la disposition de l'élément mobile 17 réalisé sous la forme d'une vis avec un écrou 26 qui bloque l'anneau 5 en position choisie. Les références utilisées sur la figure 4 correspondent à celles utilisées sur la figure 1 mais sur la dernière figure 4, l'anneau 5 est représenté en position déposée. Dans ce cas, on n'a pas utilisé la bobine 14 de couplage (figure 1) et la bobine 16 d'inductance (pour le cas o on utilise un capteur de température de l'autre type). Pour ajuster le dispositif, on déplace l'anneau 5 suivant la surface 2 (figure 5a) du corps de l'organe d'entraînement jusqu'à ce qu'il bute contre la face en bout inférieure 27 du gabarit 28 qui est posé au préalable sur la pièce d'emmanchement 3. Dans cette position, on bloque l'anneau 5 en tournant l'écrou 26 (figure 5b). Ensuite on dépose le gabarit 28 (figure 5c). Pour choisir la position du capteur 9 (figure 2), on fait tourner la vis 20. Dans ce cas, le plateau de montage 10 sur lequel est monté le capteur 9 de déséquilibre se déplace dans le plan transversal de l'arbre flexible 1. Apres cela, dés que le plateau de montage 10 et par conséquent le capteur 9 de déséquilibre a été déplacé en position choisie, on bloque la vis 20 par l'écrou 21. La centrifugeuse fonctionne de la manière suivante. On met sur la pièce d'emmanchement 3 (figure 1), le rotor 4, qui se met en rotation après le branchement de l'organe d'entraînement (non représenté). Le capteur 7 de fréquence de rotation du rotor 4 lit les repères 25 (figure 3a) et forme un signal électrique informant sur la vitesse de rotation du rotor 4. La possibilité du déplacement longitudinal de l'anneau 5 (figure 1) par rapport à l'arbre 1 permet d'optimiser la distance entre le capteur 7 et le disque 23 et d'élever ainsi la sensibilité du capteur 7 qui enregistre la vitesse de rotation du rotor et, par conséquent, la précision du contrôle. Le capteur 9 de déséquilibrage orienté suivant la tangente à la surface 2 du corps de l'organe d'entraînement réagit à l'interruption du flux lumineux ayant lieu à la suite de l'écart de la pièce d'emmanchement 3 de l'arbre 1, provoqué par le déséquilibre du rotor 4. Cette orientation du capteur 9 contribue à l'élévation de la précision du contrôle du niveau de déséquilibre du rotor 4. Lorsque le niveau de déséquilibre a dépassé une valeur imposée l'organe d'entraînement se met hors circuit. La variation de la température du rotor 4 conduit à la variation de la capacité du condensateur et, par conséquent, à la variation de l'impédance du circuit oscillant formé par ce condensateur 15 et la bobine 16 d'inductance. Ces variations sont enregistrées par la bobine 14 de couplage qui assure la réception du signal correspondant à la température du rotor 4. Si ce signal témoigne d'un écart de la valeur imposée de la température du rotor 4 le système de thermostatisation (non représenté) réagit à ce signal. Le dispositif décrit est d'une conception simple et assure une précision imposée du contrôle de la vitesse de rotation du rotor, de sa température et du déséquilibre 10 grâce au fait qu'on assure l'optimisation de l'ajustage des capteurs 7 et 8. De plus, le dispositif peut être utilisé dans différents types de centrifugeuses tant dans les centrifugeuses équipées d'un capteur paramétrique de température que dans celles pourvues d'un capteur de température d'un autre type. La construction décrite permet de réduire notablement le temps nécessaire à l'ajustage réalisé pour l'obtention d'une haute précision. REVENDICATIONS 1. Centrifugeuse comportant un organe d'entraînement qui tourne un rotor (4) dont la position par rapport à l'axe vertical de la centrifugeuse est contrôlée par un capteur (9) de déséquilibre disposé sur un plateau de montage (10) logé dans un évidement (24) d'un anneau (5) dans le plan perpendiculaire à l'axe vertical, de façon que ledit capteur (9) de déséquilibre puisse se déplacer en position assurant sa sensibilité optimale à l'écart du rotor (4) par rapport à l'axe vertical de la centrifugeuse alors que l'anneau (5) est monté sur la surface d'assemblage (2) du corps de l'organe d'entraînement, caractérisé en ce que l'anneau (5) est installé sur la surface d'assemblage (2) du corps de l'organe d'entraînement de manière qu'il puisse se déplacer et se positionner par rapport à ladite surface (2) de façon que le plan de l'anneau (5) soit parallèle constamment à la surface inférieure (11) du rotor (4) et en ce qu'une cavité (12) est réalisée dans le plateau de montage (10) pour l'emplacement du capteur (9) de déséquilibre, la forme de la surface de ladite cavité étant respectivement complémentaire à la forme de la surface d'assemblage (2) du corps de l'organe d'entraînement et en ce que le plateau de montage (10) est logé dans cet anneau (5) de façon qu'il puisse se déplacer dans ledit plan pour que le capteur (9) de déséquilibre puisse prendre la position assurant sa sensibilité optimale à l'écart du rotor (4) par rapport à l'axe vertical de la centrifugeuse. 2. Centrifugeuse selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le but d'assurer le déplacement et le positionnement de l'anneau (5) par rapport à la surface d'assemblage (2) du corps de l'organe d'entraînement on a pratiqué dans celui-ci un trou (13), dont l'axe est disposé suivant une tangente à ladite surface d'assemblage (2) du corps de l'organe d'entraînement et dans lequel est monté un élément mobile (17) ayant un évidement (18) dont la forme est complémentaire à ladite surface d'assemblage (2) du corps. 3. Centrifugeuse selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour assurer le déplacement du plateau de montage (10) dans le plan perpendiculaire audit axe vertical, on a pratiqué dans l'anneau (5) dans le plan du plateau de montage (10) du côté opposé à l'évidement (12), le deuxième trou (19) dont l'axe est perpendiculaire audit axe vertical et on a logé dans ce trou le deuxième élément mobile (20) lié au plateau de montage (10). 4. Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le capteur (9) de déséquilibre est réalisé sous la forme d'un couple optique, dont l'émetteur (9a) et le récepteur (9b) sont orientés suivant la ligne tangente à la surface d'assemblage (2) du corps de l'organe d'entraînement. 5. Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le deuxième trou (19) est taraudé et le deuxième élément mobile (20) est réalisé sous la forme d'une vis avec un contre-écrou (21) et en ce que du côté de l'évidement (12), le plateau de montage est lié d'une manière élastique à la surface opposée de l'évidement (24) de l'anneau (5).