Brevet FR2644366A1 — publié le 19900921

Perfectionnement aux couvercles d'obturation d'appareils à rotors de centrifugation. La présente invention a trait à un perfectionnement aux couvercles d'obturation d'appareils rotatifs tels que concentrateurs-évaporateurs, ultracentrifugeuses, centri- fugeuses sous vide, etc... Les appareils tels que les concentrateurs-évaporateurs centrifuges, les centrifugeuses et les ultracentrifugeuses comportent généralement, à l'intérieur d'une enceinte fixe, un rotor tournant autour d'un axe vertical, l'enceinte étant munie d'une ouverture supérieure, le plus souvent circu- laire, permettant l'accès au rotor. Cette ouverture est, en général, fermée par un couvercle qui est capable de pivoter autour d'un axe horizontal et qui est soumis à de nombreuses exigences. Ce couvercle doit assurer une fermeture étanche au vide qui est établi dans l'enceinte, notamment lorsqu'il s'agit d'un concentrateurévaporateur ou d'une ultracentrifugeuse, et doit pouvoir résister à la différence de pressions. Il doit participer, avec le reste de l'enceinte, à une fonction de barrière mécanique en cas d'explosion ou de désintégration du rotor. Il doit, le plus souvent, être réalisé en un matériau transparent permettant l'inspection visuelle du rotor en cours de fonctionnement et également, dans de nombreux cas, la traversée d'un rayonnement pro- venant d'une source extérieure et destinée au chauffage par rayonnement du contenu du rotor. Enfin, il doit pouvoir être manoeuvré facilement tout en étant susceptible d'être bloqué en position de fermeture pendant le fonctionnement de l'appareil pour éviter des accidents matériels ou corporels. Il en résulte que, dans les appareils du genre précité, on trouve actuellement des couvercles réalisés en une matière transparente telle que le verre, ayant une grande épaisseur et par conséquent un poids important. Ces couver- cles sont difficiles à manoeuvrer et peuvent, en raison de leur poids, causer des blessures en cas de basculement intempestif. Enfin, ils sont particulièrement encombrants, aussi bien à l'état ouvert que pendant leur pivotement. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients en perfectionnant les couvercles d'obturation des appareils de ce genre. Un objectif de l'invention est, notamment, de fournir un tel couvercle perfectionné qui évite les risques d'accidents matériels ou corporels lors de la manipulation du couvercle. Un autre objectif encore de l'invention est de suppri- mer ou diminuer les risques d'accident ou d'incident au moment du déverrouillage de la fermeture. Un autre objectif de l'invention est de réduire considérablement l'encombrement du couvercle, et donc de l'appareil, notamment en position ouverte, ainsi que pendant le mouvement du couvercle. Un autre objectif de l'invention est de limiter l'usure du joint d'étanchéité généralement associé au couvercle et de solliciter ce joint de façon homogène. Un autre objectif de l'invention est de faciliter l'actionnement manuel du couvercle. L'invention a pour objet un perfectionnement aux couvercles d'obturation d'appareils tels que concentrateurs-évaporateurs, ultracentrifugeuses et centri- fugeuses et notamment appareils dans lesquels un rotor cen- trifuge tourne autour d'un axe vertical dans une enceinte dans laquelle on peut établir un vide, ladite enceinte présentant une ouverture supérieure dans un plan sensible- ment horizontal et un couvercle permettant l'obturation de ladite ouverture, caractérisé en ce que ledit couvercle d'obturation comporte une plaque résistante guidée en trans- lation, le long de l'ouverture, par des moyens de guidage, entre une position d'obturation superposée à l'ouverture et dans laquelle la plaque est empêchée de s'écarter du plan de l'ouverture, et une position de libération décalée, dans ledit plan, de la position d'obturation, ladite plaque étant associée à des moyens permettant, uniquement dans cette position de libération, de faire pivoter la plaque autour d'un axe géométriquement situé au niveau d'un bord latéral de l'enceinte, pour occuper, à proximité de ce bord, une position pivotée faisant un angle important, de préférence de l'ordre de 90', avec le plan horizontal de l'ouverture. Par plaque résistante selon l'invention, on entend une plaque plane pouvant avoir une périphérie quelconque, par exemple carrée ou rectangulaire, et ayant une épaisseur suf- fisante pour pouvoir résister aux sollicitations provoquées par l'établissement d'un vide poussé dans l'enceinte ainsi qu'aux chocs pouvant résulter d'une rupture ou désintégration du rotor. La plaque peut avantageusement être réalisée en un matériau transparent aux fins d'observation, tel que verre, polycarbonate, structure composite verre- matière plastique, etc. et capable de résister à la pres- sion, à l'éclatement et le cas échéant à la corrosion chimique. De préférence, l'axe autour duquel la plaque peut pivoter lorsqu'elle est parvenue dans sa position de libération, traverse géométriquement la plaque ou s'y pro- jette géométriquement, selon une ligne intermédiaire entre les deux bords de la plaque, et de préférence sensiblement dans le tiers médian de la plaque de sorte que, dans sa position pivotée, une partie de la plaque se situe au-dessus du plan de translation de la plaque, c'est-à-dire pratique- ment du plan de l'ouverture, alors que l'autre partie de la plaque se situe sous ce plan, à proximité immédiate d'un bord postérieur de l'enceinte de l'appareil. On obtient ainsi un encombrement particulièrement réduit non seulement dans la position ouverte de la plaque d'obturation mais également pendant son trajet entre la position pivotée et la position d'obturation. Les moyens de guidage en translation comportent de préférence deux rails ou guides dLsposés de part et d'autre de la plaque et guidant des projections latérales de la plaque qui maintiennent la plaque dans sa position horizon- tale dans les moyens de guidage, lesdits guides laissant s'échapper ces projections lorsque la plaque parvient dans sa position de libération. De façon avantageuse, les moyens associés à la plaque pour permettre son pivotement peuvent également comporter des projections latérales de la plaque en forme de pivots ou tourillons qui, dans une variante particulièrement intéressante de l'invention, peuvent être reçus dans les mêmes guides et y tourner. Dans la position d'obturation, la plaque vient se superposer à l'ouverture supérieure pratiquée dans l'enceinte et l'on préfère que cette ouverture présente un joint continu d'étanchéité destiné à coopérer avec la face inférieure de la plaque pour assurer l'étanchéité. De préférence, les moyens de guidage présentent, pour la posi- tion d'obturation, des passages ou encoches permettant l'échappement de la plaque uniquement vers le bas, c'est-à- dire perpendiculairement au plan de l'ouverture, pour que la plaque puisse s'appliquer sur le joint et le comprimer lorsque le vide est établi dans l'enceinte. - Cependant, en variante, on peut également prévoir que les moyens de guidage provoquent, pratiquement vers la fin du mouvement de translation de la plaque vers sa position d'obturation, une descente forcée de la plaque pour écraser le joint. Dans une autre variante, on peut également prévoir que, dans sa position d'obturation, la plaque reste parfaitement immobile en hauteur, le joint présentant alors une forme spéciale en soi connue, lui permettant, lors de l'établissement du vide, d'assurer l'étanchéité en s'appliquant parfaitement sur la plaque. De façon particulièrement préférée, le couvercle peut être associé à des moyens de blocage de la position d'obturation, ces moyens empêchant simplement la translation de la plaque à partir de cette position. Ces moyens peuvent comporter une simple butée venant se placer derrière le bord de plaque qui regarde la position de libération, l'autre bord étant maintenu en position d'obturation par une butée qui peut, par exemple, être formée par les moyens de guid- age. La commande permettant la mise en oeuvre et la libération de l'organe de verrouillage peut être quelconque, mais on préfère que ce verrouillage soit automatiquement enclenché lors de la mise en route de l'appareil et qu'il soit automatiquement déclenché à la fin ou vers la fin de la rotation du rotor, par exemple par un moyen constatant que la vitesse du rotor est descendue au-dessous d'une certaine valeur. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif et se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue en coupe axiale d'un appareil selon l'invention, la figure 2 représente une vue du côté antérieur de l'appareil, la face antérieure de l'enveloppe étant ôtée, la figure 3 représente une vue du côté antérieur du l'appareil, la figure 4 représente une vue partielle en élévation de l'appareil. L'appareil représenté est un concentrateur évaporateur centrifuge. Il comporte une enveloppe ou capotage 1, de forme généralement parallélépipidique, avec un fond 2, for- mant socle et reposant sur des pieds 3, des faces antérieure 4, postérieure 5, latérales 6 et supérieure 7. La face supérieure 7 possède une large ouverture circulaire à travers laquelle émerge le bord d'une cuve circulaire 8 for- mant une enceinte cylindrique avec un fond 9 et un joint ou lèvre d'étanchéité annulaire 10 autour de l'ouverture. L'enveloppe 1 contient divers composants de l'appareil qui ne seront pas décrits de façon plus détaillée, pas plus que le rotor centrifuge porteéchantillons susceptible de tourner autour d'un axe vertical dans la cuve 8. En position de fermeture, la cuve ou enceinte 8 est obturée par un couvercle 11 formé d'une plaque carrée de verre épais qui repose alors sur le joint 10. Ce couvercle 11 est mobile en translation dans son plan horizontal, entre la position avancée d'obturation et une position reculée de libération, en étant guidé par deux rails latéraux parallèles 12 portés par le bord ou face supérieur 7 de l'enveloppe et ayant une section intérieure en U. A cette fin, les deux bords latéraux du couvercle 11 sont revêtus chacun d'une garniture métallique 13 dont chacune porte deux tétons 14a, 14b entourés d'une bague anti- friction 15, de préférence rotative, et pénétrant dans les rails respectifs 12. Les tétons les plus avancés, 14a, sont situés à peu près au 1/5e de la longueur du couvercle 11, dans la direc- tion de son déplacement, alors que les tétons les plus reculés 14b sont situés environ aux 2/3 de la longueur. Comme on le voit, notamment sur la figure 4, les rails de guidage 12 ont une hauteur interne à peine supérieure au diamètre des bagues 15 de sorte que la plaque formant le couvercle 11 est guidée, dans son trajet, dans un plan hor- izontal l'amenant à surplomber, avec un petit jeu en hau- teur, le bord supérieur de la lèvre d'étanchéité 10. Cepen- dant, lorsque le couvercle 11 parvient dans sa position d'obturation, les quatre tétons 14a, 14b viennent simultanément au regard de quatre encoches verticales 16 des rails, de sorte que le couvercle 11, sous l'effet de son poids, descend légèrement pour s'appliquer contre le joint 10. Lorsque la dépression est établie dans la cuve 8, le couvercle 11 comprime le joint, les encoches 16 autorisant le mouvement de descente supplémentaire des tétons 14a, 14b, lesquels, à ce moment, verrouillent le couvercle 11 dans sa position horizontale. Au contraire, lorsque la pression atmosphérique est rétablie dans l'enceinte 8, le joint 10 se décomprime, ce qui fait remonter le couvercle 11 et les tétons suffisamment pour qu'une légère translation manuelle permette aux bagues de rouler et remonter, hors de leur encoche, sur le chemin de guidage des rails 12. L'opérateur peut ainsi repousser le couvercle, qui coulisse en arrière jusque dans la position de libération, dans laquelle les tétons 14b les plus reculés parviennent dans le fond arqué 17 des rails 12. A ce moment, les tétons 14a les plus avancés se trouvent placés sous des interrup- tions 18 de la surface supérieure des rails 12, de sorte que l'utilisateur peut faire pivoter le couvercle, autour de l'axe horizontal matérialisé par les tétons les plus reculés 14b butant contre les fonds 17, jusqu'à ce que le couvercle 11 se trouve dans une position d'ouverture basculée faisant un angle supérieur à 90 avec sa position plane initiale, comme on le voit sur la figure 4. Dans cette position ainsi rendue stable, la partie du couvercle 11 située sous les tétons les plus reculés 14b vient se loger dans un renfonce- ment 19 du bord supérieur de l'enveloppe 1. On comprend que, dans cette position d'ouverture, l'encombrement du couvercle en hauteur se trouve réduit, par rapport à un couvercle bas- culant autour d'une charnière fixe. De même l'encombrement du trajet du couvercle est réduit. En outre, le couvercle est, en grande partie, équilibré en rotation autour de son axe de pivotement, ce qui facilite la manoeuvre et réduit les risques d'accident. La détection de la position de fermeture du couvercle peut être assurée par tout moyen, par exemple par un doigt vertical coulissant juste derrière le bord postérieur du couvercle en position avancée de fermeture, ce doigt ne pouvant être libéré vers le haut que lorsque ledit bord l'a dépassé. Ce doigt peut, en position élevée, constituer un moyen supplémentaire empêchant le recul du couvercle. On comprend que l'invention peut faire l'objet de nom- breuses variantes et notamment les moyens de guidage, de pivotement, de détection et de verrouillage du couvercle peuvent être agencés autrement. REVENDICATIONS. 1. Appareil à rotor de centrifugation, notamment concentrateurévaporateur, ultracentrifugeuse, centrifugeuse sous vide, dans lequel un rotor centrifuge tourne autour d'un axe vertical dans une enceinte dans laquelle on peut établir un vide, ladite enceinte (8) présentant une ouver- ture supérieure dans un plan sensiblement horizontal et un couvercle permettant l'obturation de ladite ouverture, caractérisé en ce que ledit couvercle d'obturation comporte une plaque résistante (11) guidée en translation, le long de l'ouverture, par des moyens de guidage (12), entre une posi- tion d'obturation superposée à l'ouverture et dans laquelle la plaque est empêchée de s'écarter du plan de l'ouverture, et une position de libération décalée, dans ledit plan, dans la position d'obturation, ladite plaque étant associée à des moyens (14b, 18) permettant, uniquement dans cette position de libération, de faire pivoter la plaque autour d'un axe géométrique située au niveau d'un bord (5) de l'appareil pour occuper, à proximité de ce bord, une position pivotée faisant un angle important avec le plan horizontal de l'ouverture. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque (11) est réalisée en matériau transparent. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en que l'axe géométrique autour duquel la plaque peut pivoter, lorsqu'elle est parvenue dans sa position de libération, traverse géométriquement la plaque o s'y pro- jette géométriquement au niveau du tiers médian de la plaque, de sorte que, dans sa position pivotée, une partie de la plaque se situe au-dessus du plan de translation de la plaque et une autre partie au-dessous de ce plan, à prox- imité immédiate du bord de l'appareil. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de guidage en transla- tion comportent deux rails (12) disposés de part et d'autre de la plaque et guidant des projections latérales (14a, 14b) de la plaque qui maintiennent la plaque dans sa posi- tion horizontale dans les moyens de guidage. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des projections latérales (14b) de la plaque, en forme de pivot ou tourillon, permettant la rotation de la plaque dans sa position de libération. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites projections (14a, 14b) sont reçues de chaque côté de la plaque dans un même rail (12). 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de guidage présentent, pour la position d'obturation, des passages permettant l'échappement de la plaque vers le bas pour que la plaque puisse comprimer un joint d'étanchéité de l'ouverture de l'enceinte. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les rails (12) présentent des encoches à leur partie inférieure permettant la réception des projections (14) lorsque la plaque est en position de fermeture pour autoriser un mouvement de descente de la plaque vers le joint. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les projections (14b) de la plaque permettent, lorsqu'elles viennent en butée contre le fond postérieur (17) des moyens de guidage, de faire pivoter la plaque autour de l'axe ainsi constitué, lesdits moyens de guidage (12) présentant des interruptions supérieures (18) autorisant le passage, pendant le pivotement, des projec- tions (14a) servant normalement à maintenir la plaque dans sa position horizontale dans les rails. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que lesdites projections (14a, 14b) sont portées par des garnitures (13) épousant les bords de la plaque (11). 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de blocage de la position d'obturation, empêchant la transla- tion de la plaque à partir de cette position. 12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits moyens de blocage comportent une butée venant se placer derrière le bord de la plaque.