Brevet FR2795658A1 — publié le 20010105

La présente invention concerne un malaxeur à action mécanique réglable, ce malaxeur servant à effectuer la préparation d'échantillons de matière solide et/ou nutritive et/ou végétale, en vue d'effectuer des analyses et/ou des tests microbiologiques, par exemple bactériologiques. D'une manière générale, on sait qu'en vue d'effectuer ces préparations, les échantillons sont disposés à l'intérieur de sacs plats en matière plastique transparente compartimentés à l'aide de cloisons filtrantes délimitant des chambres de dimensions réduites servant à effectuer des prélèvements. Habituellement, on ajoute à la matière à analyser du sérum physiologique et l'on soumet l'ensemble à une action mécanique de manière à délaver la matière solide de l'échantillon. La séparation de la phase liquide et de la phase solide est ensuite obtenue en prélevant la phase liquide dans la chambre de prélèvement, la phase solide étant alors retenue par le filtre. L'action mécanique précédemment évoquée est habituellement assurée par un malaxeur comportant une chambre de broyage équipée de moyens d'appui tels qu'une platine contre laquelle les sacs sont disposés et deux pales ou mâchoires mobiles dotées chacune d'un mouvement alternatif axé perpendiculairement à la platine en opposition de phase l'une par rapport à l'autre. Ces deux mâchoires effectuent un martèlement du sac contre la paroi, étant entendu qu'un espace libre est laissé entre paroi et mâchoire, en fin de course de martèlement de celle-ci, de manière à éviter la détérioration du sac. Pour tenir compte du fait que les sacs présentent une épaisseur variable et/ou contiennent des matières solides dont les dimensions sont très différentes selon les échantillons à analyser, on a proposé d'interposer entre les mâchoires et leur mécanisme d'actionnement des éléments amortisseurs. Toutefois, cette solution, à elle seule, n'est pas totalement satisfaisante : dans le cas où l'épaisseur du sac est faible, le malaxage risque d'être insuffisant ; par contre, dans le cas où cette épaisseur est importante et/ou lorsque les matières solides contenues dans le sac sont dures, le sac et/ou l'ensemble de l'appareil risquent d'être endommagés et/ou lorsque l'on place plusieurs sacs à la fois afin d'assurer un malaxage de plusieurs échantillons dans le même laps de temps. Pour supprimer cet inconvénient, on a réalisé un malaxeur comprenant une structure support fixe portant les moyens d'appui et une deuxième structure incluant à la fois les mâchoires et leur mécanisme d'actionnement, cette deuxième structure étant mobile selon un axe orienté en direction des moyens d'appui, des moyens de verrouillage étant prévus pour effectuer un verrouillage ou un déverrouillage de la structure mobile sur la structure fixe. Parallèlement, on a tenté de rendre réglable la position des mâchoires le long de leur axe d'actionnement. Toutefois, les solutions proposées jusqu'ici sont relativement complexes, peu commodes et relativement fragiles. En réalité, la difficulté de réalisation de mâchoires réglables tient au fait que les impacts exercés au niveau des mâchoires ne sont que très rarement centrés par rapport à l'arbre d'actionnement. En conséquence, la liaison mécanique mâchoire/tige se trouve soumise à des contraintes très sévères pouvant conduire à des détériorations et/ou à une usure prématurée des éléments composant la susdite liaison. A ce problème, se rajoute celui résultant du fait que l'ensemble mâchoire/ liaison mécanique est animé d'un mouvement alternatif et, qu'en conséquence, le moindre jeu à ce niveau est inacceptable. L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients et de résoudre ces problèmes. Elle propose, à cet effet, un malaxeur du type susdit comprenant au moins une mâchoire montée sur un arbre d'actionnement par l'intermédiaire d'un dispositif de liaison comprenant un élément tubulaire dont une extrémité est montée fixement sur ladite mâchoire, tandis que l'autre extrémité dans laquelle s'engage ledit arbre comprend au moins deux encoches axialement décalées dans lesquelles peut venir s'engager un ergot solidaire de l'arbre, des moyens étant en outre prévus pour assurer un verrouillage de l'arbre dans l'élément tubulaire, dans l'une ou l'autre des deux positions axiales définies par l'engagement de l'ergot en butée au fond desdites encoches. Avantageusement, l'une de ces deux positions correspondra à un espace mort faible voire même nul ou négatif, entre les moyens d'appui et la position neutre des mâchoires, de manière à obtenir un malaxage "ferme" de l'échantillon. L'autre position qui conduit à obtenir un espace plus important permet alors d'obtenir un malaxage plus "doux". Le passage de l'une à l'autre de ces positions s'obtient en effectuant successivement un déverrouillage, un retrait de l'arbre d'actionnement en vue de désengager l'ergot de l'encoche où il se trouvait, une rotation de l'arbre par rapport à l'élément de liaison pour l'amener au droit de la deuxième encoche, un engagement de l'ergot dans la nouvelle encoche et un verrouillage de l'ensemble arbre/élément de liaison. En fait, ces différentes actions s'effectuent très simplement sans aucune difficulté. Eventuellement, ce dispositif pourra en outre comprendre des cales d'épaisseur variable pouvant se disposer entre la mâchoire et l'élément de liaison, pour accroître la plage de réglage de l'espace mort. Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une coupe axiale verticale d'un malaxeur ; La figure 2 est une vue en perspective illustrant le principe du montage des deux pales constituant les mâchoires du malaxeur sur leurs arbres d'actionnement respectifs ; Les figures 3 à 5 sont respectivement des vues : de face (figure 3), de côté (figure 4) et en coupe axiale (figure 5) d'une pale montée en bout de son arbre d'actionnement ; La figure 6 est une coupe axiale d'une vis à bille servant à assurer un auto-verrouillage de la pale ; La figure 7 montre une cale d'espacement annulaire permettant de modifier l'espace mort entre la pale et les moyens d'appui. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le malaxeur comprend une structure fixe comprenant un boîtier 1 de forme parallélépipédique réalisé par exemple en acier inoxydable. Cette structure est montée sur des patins 2 absorbant les vibrations. La face antérieure du boîtier 1 est constituée par une porte 3 présentant une fenêtre 4 éventuellement transparente articulée sur l'une de ses deux faces latérales verticales autour d'un axe vertical A/A'. Le volume intérieur du boîtier 1 est divisé en deux compartiments C,, CZ par l'intermédiaire d'une cloison transversale 5. Le compartiment Cz renferme un mécanisme d'entraînement de deux mâchoires constituées ici par deux pales verticales 6, 7 mobiles en translation axiale dans le compartiment CI, en regard de la porte 3, lorsque celle-ci est en position fermée. Dans cette position, cette porte 3 constitue l'élément d'appui contre lequel est placé un sac 8 contenant un échantillon de produit à analyser. La face antérieure de ces pales 6, 7 peut présenter des reliefs, par exemple des nervurations en dent de loup pour favoriser les déplacements des matières solides contenues dans le sac et à empêcher un colmatage du filtre équipant ce sac 8 par les particules solides ou pâteuses présentes dans l'échantillon. Chacune des pales 6, 7 est fixée en bout d'un arbre 9, 10 monté coulissant axialement dans un palier équipant un orifice ménagé dans la cloison 5. Cet arbre vient s'articuler par son autre extrémité sur un maneton 11, 12 d'un vilebrequin 13 entraîné en rotation par un moteur électrique M. La connexion entre les arbres 9, 10 et le vilebrequin 13 comprend une liaison élastique 14, 15 constituée par une structure télescopique sollicitée par un ressort et comprenant éventuellement des moyens d'amortissement. Dans cet exemple, chacun des arbres d'actionnement 9, 10 présente une forme cylindrique et est fixé sur les pales 6, 7 au moyen d'un dispositif de liaison déconnectable 16, 17 permettant un réglage de la position axiale de la pale 6, 7 par rapport à l'arbre 9, 10. Ce dispositif fait intervenir un manchon cylindrique 18, 19 de diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre de l'arbre 9, 10. Ce manchon 18, 19 présente, à une extrémité, un collet radial 20 servant de bride pour la fixation par vissage de la pale 6, 7 sur le manchon 18, 19 et, à son autre extrémité, deux encoches opposées 21, 22. Ces deux encoches 21, 22 présentent une forme oblongue s'étendant axialement dans la partie cylindrique du manchon 18, 19 sur une longueur différente l'une de l'autre. Cette forme oblongue se termine par une portion ou redan à angle droit 30, 31 légèrement en retour, l'ensemble présentant une forme en bec de canne. Ces encoches 21, 22 sont destinées à recevoir un ergot 23, 24 radialement en saillie sur la surface cylindrique de l'arbre 9, 10, à une distance prédéterminée de l'extrémité. Ces ergots 23, 24 s'engagent et viennent se fixer dans les encoches 21, 22 comme les baïonnettes dans un "montage à baïonnettes". En fin d'engagement, une rotation relative arbre/plaque permet d'obtenir un verrouillage/blocage de ces deux pièces. Par ailleurs, le manchon cylindrique comprend un perçage traversant 25 taraudé et/ou associé à un écrou solidaire dudit manchon, dans lequel peut venir se visser une vis pointeau 26 ou même une vis à bille 27 telle que celle représentée sur la figure 6 qui comprend une cavité cylindrique logeant au moins partiellement une bille sollicitée par un ressort. Cette vis pointeau 26 et cette vis à bille 27 servent à assurer respectivement un verrouillage ou un auto-verrouillage du manchon 18, 19 sur l'arbre 9, 10 selon deux positions axiales pour lesquelles l'ergot 23, 24 vient en appui dans le fond de l'encoche 21 ou de l'encoche 22. A cet effet, l'arbre 9, 10 comprend deux perçages 28 ou fraisages dans lesquels la susdite vis 26, 27 (à pointeau ou à bille) peut venir s'engager pour assurer le susdit verrouillage. Le réglage axial de la plaque 6, 7 peut être en outre complété en disposant une cale d'épaisseur 29 se présentant par exemple sous la forme d'une rondelle, entre le collet 20 du manchon 18, 19 et la pale 6, 7. Un ressort 32 ou une butée plastique souple compressible peut être disposé dans le manchon cylindrique pour faciliter la manoeuvre. Grâce à ces dispositions, l'opérateur chargé de la mise en oeuvre du malaxeur peut adapter très facilement l'espace mort compris entre la position moyenne des pales 6, 7 et la porte 3 en position fermée, en fonction de la nature des échantillons. Après avoir déverrouillé le dispositif de liaison, l'opérateur effectue sur la plaque 6, 7 une traction pour dégager l'ergot 23, 24 de l'encoche 21, 22 où elle se trouvait ; il fait ensuite pivoter la plaque de 180 pour amener l'ergot 23, 24 au droit de la deuxième encoche 21, 22 puis il repousse la plaque 6, 7 pour engager l'ergot 23, 24 au fond de cette deuxième encoche 21, 22. L'opérateur peut alors procéder au verrouillage de la pale 6, 7 dans sa nouvelle position qui correspond à un nouvel espace mort. Avantageusement, la plaque pourra porter des inscriptions "dur" ou "doux" (en anglais "hard" et "soft"), ces inscriptions étant inversées l'une par rapport à l'autre et placées de manière à ce qu'une seule des deux inscriptions soit lisible dans une position angulaire correspondante de la plaque, pour donner à l'opérateur une notion de la grandeur de l'espace mort ainsi que de l'effet correspondant à cette position. Bien entendu, dans le cas où on utilise un dispositif d'auto-verrouillage tel que, par exemple, la vis à bille 29, les opérations de déverrouillage s'obtiennent en exerçant sur la plaque un effort de traction et/ou de rotation. L'opération de verrouillage s'acquiert automatiquement lorsque l'ergot 23, 24 arrive en butée sur le fond de l'encoche 21, 22. Il convient de remarquer que du fait qu'en position neutre, les deux plaques 6, 7 se trouvent dans un même plan, la rotation de l'une des plaques ne peut s'effectuer qu'après avoir déplacé cette plaque en translation pour faire en sorte que les deux plaques se trouvent décalées l'une par rapport à l'autre. La cinématique du dispositif de liaison tient compte de cette exigence. Un autre avantage de ce dispositif consiste en ce qu'il permet une extraction aisée des pales 6, 7 notamment en vue d'effectuer leur nettoyage et/ou leur stérilisation par autoclavage. Une autre particularité du malaxeur précédemment décrit consiste en ce qu'il utilise en combinaison les liaisons élastiques 14, 15 et le dispositif de réglage de l'espace mort pour régler la dureté des coups exercés par les pales 6, 7. En effet, cette dureté est fonction du taux de compression des ressorts utilisés dans les liaisons élastiques 14, 15 en fin d'impact. L'espace mot pourra être négatif. Dans ce cas, la course de la pale 6, 7 va au-delà de la face d'appui de la porte de sorte que même en l'absence d'échantillon, les ressorts des liaisons élastiques se trouveront comprimés en fin de course. En présence d'un échantillon, le taux de compression des ressorts s'en trouvera d'autant plus augmenté. Revendications 1. Malaxeur pour la préparation d'échantillons contenus dans des sacs, ce malaxeur comprenant une chambre de broyage équipée de moyens d'appui contre lesquels les sacs peuvent être disposés et au moins une mâchoire mobile selon un mouvement alternatif disposée de manière à effectuer un martèlement du sac contre lesdits moyens d'appui, des éléments amortisseurs étant interposés entre la mâchoire et son mécanisme d'actionnement, caractérisé en ce que ladite mâchoire (6, 7) est montée sur un arbre d'actionnement (9, 10) par l'intermédiaire d'un dispositif de liaison comprenant un élément tubulaire (16) dont une extrémité est montée fixement sur ladite mâchoire (6, 7), tandis que l'autre extrémité dans laquelle s'engage ledit arbre (9, 10) comprend au moins deux encoches (21, 22) axialement décalées dans lesquelles peut venir s'engager un ergot (23, 24) solidaire de l'arbre (9, 10), des moyens étant en outre prévus pour assurer un verrouillage de l'arbre (9, 10) dans l'élément tubulaire (16), dans l'une ou l'autre des deux positions axiales définies par l'engagement de l'ergot (23, 24) en butée au fond desdites encoches (21, 22). 2. Malaxeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le susdit élément de liaison comprend un manchon cylindrique présentant à l'une de ses extrémités un collet radial (20) servant de bride pour la fixation par vissage de la mâchoire sur ledit manchon (l 8, 19) et, à son autre extrémité, les susdites encoches. 3. Malaxeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les susdites encoches (21, 22) se terminent par une portion à angle droit, légèrement en retour, de manière à obtenir un montage de type à baïonnette des ergots (23, 24). 4. Malaxeur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le verrouillage du manchon (16, 17) sur l'arbre (9, 10) est obtenu au moyen d'un organe de verrouillage venant se visser dans un perçage traversant taraudé prévu dans le manchon de manière à pouvoir s'engager dans deux perçages en fraisages (28) réalisés dans l'arbre (9, 10). 5. Malaxeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le susdit organe de verrouillage est une vis pointeau. 6. Malaxeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le susdit organe de verrouillage est une vis à bille permettant d'assurer un auto-verrouillage du manchon (16, 17) sur l'arbre (9, 10). 7. Malaxeur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une cale d'épaisseur (29) est disposée entre le collet (20) du manchon (18, 19) et la pale (6, 7). 8. Malaxeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le susdit élément tubulaire (16) renferme un ressort (32) ou une butée élastique. 9. Malaxeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les susdites mâchoires portent deux inscriptions inversées l'une par rapport à l'autre et placées de manière à ce que l'une seule de ces inscriptions soit lisible dans une position angulaire correspondante de la plaque (6, 7), pour donner à l'opérateur une notion de la grandeur de l'espace mort ainsi que de l'effet correspondant à cette position.