Brevet FR2834479A1 — publié le 20030711

n La présente invention concerne un rotor du type destiné à être entrané en rotation autour d'un axe central de rotation et dans lequel un nombre n de logements de réception d'un produit à centrifuger sont prévus, les logements étant excentrés par rapport à l'axe de rotation. L'invention s'applique, par exemple, à la centrifugation de produits biologiques. Pour la centrifugation de tels produits, on utilise généralement des rotors de formes tronconiques dans lesquels les logements ont été ménagés sous forme d'évidements. Ces logements ont des formes allongées et sont, pour chaque rotor, régulièrement répartis autour de son axe de rotation. Ces logements sont destinés à recevoir, par exemple, des tubes contenant les p rod u its à centrifug er et fermés pa r des bouchons. Une centrifugeuse utilisant un tel rotor comprend généralement une cuve, munie de moyens de réfrigération et dans laquelle le rotor est monté sur une tête d'entranement en rotation. On a constaté dans les ultracentrifugeuses, c'est à dire les centrifugeuses entranant les rotors à des vitesses de l'ordre de 20000tr/mn, I'apparition de nuisances sonores telles que des sifflements. Un but de l'invention est de résoudre ce problème en limitant les nuisances sonores provoquées par 1'entranement en rotation de rotors du type précité. A cet effet, I'invention a pour objet un rotor du type précité, caractérisé en ce que l'image géométrique d'au moins un premier logement, par une rotation géométrique autour de l'axe de rotation dans un premier sens de rotation et d'angle 360, est distincte d'un deuxième logement qui suit directement le premier logement dans le premier sens de rotation. Selon des modes particuliers de réalisation, le rotor peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - les logements sont invariants par une rotation géométrique autour de l'axe de rotation et d'angle strictement supérieur à 360, - n est un nombre pair supérieur ou égal à 4 et les logements sont symétriques par paires par rapport à l'axe de rotation, - les logements ont une forme sensiblement analogue allongée suivant une direction longitudinale respective et le deuxième logement est sensiblement 1'image par une transformation géométrique de 1'image géométrique du premier logement, - la transformation géométrique comprend une rotation géométrique d'un angle non nul dans un plan orthogonal à l'axe de rotation, - la transformation géométrique comprend une rotation géométrique d'un angle non nul dans un plan contenant 1'axe de rotation et la direction longitudinale de l'image géométrique du premier logement, - la transformation géométrique comprend une translation géométrique d'une distance non nulle dans un plan orthogonal à l'axe de rotation, - la transformation géométrique comprend une translation géométrique d'une distance non nulle dans un plan contenant 1'axe de rotation et la direction longitudinale de l'image géométrique du premier logement. L'invention a en outre pour objet une centrifugeuse comprenantune cuve, un rotor destiné à être disposé dans la cuve, et des moyens d'entranement en rotation du rotor, caractérisée en ce que le rotor est un rotor tel que défini ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur iesquels: - la figure 1 est une vue schématique latérale d'une centrifugeuse selon 1'invention, - la figure 2 est une vue schématique du dessus du rotor de la figure 1, - les figures 3 et 4 sont des vues analogues à la figure 2 illustrant respectivement un deuxième et un troisième modes de réalisation du rotor, - la figure 5 est une vue schématique, agrandie et en coupe du rotor de la figure 4, prise suivant la ligne brisée V-V, - la figure 6 est une vue analogue à la figure 5 illustrant un quatrième mode de réalisation du rotor, - la figure 7 est une vue analogue à la figure 2 illustrant un cinquième mode de réalisation du rotor, et - la figure 8 est une vue analogue à la figure 5 illustrant un sixième mode de réalisation du rotor. Les figures 1 et 2 illustrent schématiquement une centrifugeuse 1 qui comprend une cuve 2, un rotor 3 disposé dans la cuve 2, et des moyens 4 d'entranement en rotation du rotor 3 autour d'un axe de rotation A sensiblement vertical. De manière classique, la cuve 2 comprend une porte mobile d'accès 6 et des moyens de réfrigération de son atmosphère intérieure, lesquels moyens de réfrigération ne sont pas représentés sur les figures. Le rotor 3 est un rotor de forme générale tronconique d'axe central A. Il est équipé d'un couvercle de fermeture 7 amovible. Le couvercle 7 n'a pas été représenté sur la figure 2. Le rotor 3 est par exemple réalisé en métal et quatre logements excentrés par rapport à l'axe A y sont ménagés, à savoir une première paire de logements 8 et 82 efune secondepaire de {ogements 10, et 1O2. On notera que les logements 10, et 1 O2 ne sont pas représentés sur la figure 1. Les logements 8, et 82 de la première paire sont symétriques l'un de I'autre par rapport à l'axe A. Les logements 10, et 1O2 de la seconde paire sont symétriques l'un de l'autre par rapport à l'axe A. Les logements 8" 82, 10, et 1O2 ont une forme analogue allongée le long d'une direction longitudinale respective D. Comme on le voit sur la figure 1 pour les logements 8, et 82, chaque direction D est inclinée par rapport à l'axe de rotation A et le coupe en un point géométrique situé au-dessus du rotor 3 et de son couvercle 7. Les logements 8, 82, 10, et 102 débouchent dans la surface supérieure 12 du rotor pour permettre, lorsque le couvercle 7 est retiré, d'introduire dans les logements des récipients contenant le ou les produits à centrifuger, par exemple des tubes fermés par des bouchons. Sur la figure 1, on a exagéré la distance séparant les logements 8" 82, , et 1O2 de la surface latérale extérieure 14 du rotor 3 pour faciliter la représentation. Comme on le voit sur la figure 2, la répartition des logements 8" 82, , et 1 O2 autour de l'axe de rotation A est irrégulière. Si une telle répartition était réqulière, le rotor 3 serait invariant par une rotation géométrique d'axe A et d'angle valant 90 (2 rad). Ainsi, l'image géométrique I (en trait mixte à double tiret) du logement 8, par une telle rotation dans un premier sens S. serait confondue avec le logement 10, logement qui suit directement le logement 8, dans ce sens S Dans le rotor des figures 1 et 2, le logement 10, n'est pas confondu avec cette image I mais est. en vue de dessus, décalé angulairement de cette image I d'un angle a non nul centré sur laxe A et négatif par rapport au sens S En d'autres termes, le logement 10, est l'image, par une rotation géométrique d'axe A et d'angle a, de l'image I. Ainsi, les directions longitudinales D des logements 10, et de l'image I forment en vue de dessus un angle a centré sur l'axe A et négatif en considérant le sens S L'angle a vaut par exemple 4 et peut être compris plus généralement entre 2 et 10 . On notera que sur la figure 2, l'amplitude de l'angle a a été exagérée pour faciliter la représentation. De même, le logement 1O2 est décalé angulairement, en vue de dessus, de l'image non représentée du logement 82 par la rotation précitée. Ainsi, les logement 8', 82, 10, et 1O2 sont invariants par une rotation géométrique d'axe A et d'angle valant 180 (n rad) mais pas par une rotation d'axe A et d'angle valant 90 ( 2 rad) comme dans l'état de la technique. On a constaté, lorsque l'on entrane en rotation le rotor 3 à des vitesses relativement importantes, typiquement supérieures à 10000tr/min, que les nuisances sonores telles que les sifflements sont fortement diminuées, voire , supprlmees. On estime à l'heure actuelle que la raison de cette diminution ou suppression des nuisances sonores peut être la suivante. Lorsque le rotor 3 est entrané en rotation, les zones Z (flgure 1) de la surface latérale extérieure 14 du rotor 3 situses radialement en regard des logements 8" 82, 10 et 1O2 se déforment, sous l'effet de la force centrifuge, radialement vers l'extérieur plus fortement que les zones de la surface latérale extérieure 14 situées entre les logements. Les reliefs ainsi créés sur la surface 14 sont, comme les logements 8" 82, 10' et 102, invariants par une rotation géométrique d'axe A et d'angle valant 180 (n rad), et non par une rotation géométrique d'axe A et d'angle valant comme dans l'état de la technique. Ainsi, les fréquences et les intensités des ondes acoustiques créées lors de l'entranement en rotation du rotor sont modifiées et les nuisances sonores diminuées, voire supprimées. Par ailleurs, les balourds engendrés par l'irréqularité de disposition des logements sont relativement faibles et acceptables grâce au fait que a est relativement faible. Selon une variante du mode de réalisation des figures 1 et 2, l'angle a peut être positif par rapport au sens S'. De manière plus générale, d'autres dispositions des logements 8', 82, 10, et 1 O2 sont envisageables. Ainsi, dans le mode de réalisation de la figure 3, le logement 10' est en vue de dessus translaté latéralement, par rapport à l'image I du logement 8" à l'opposé du sens S. d'une distance d non nulle. Ainsi les directions longitudinales D du logement 10, et de i'image I du logement 8 sont sensiblement parallèles et espacées latéralement l'une de l'autre. La distance d vaut par exemple 2mm et peut étre plus généralement comprise entre 1 et 5mm. On notera que sur la figure 3 la distance d a été exagérée. Cette distance étant relativement faible, la différence entre les forces de centrifugation auxquelles les produits reçus dans les logements 8, 82, 10 et 102 seront soumis restera suffisamment faible et acceptable pour l'homogénéité du traitement de centrifugation. De même, les balourds provoqués par l'irréqularité de disposition restent acceptables. Selon une variante non représentée, le logement 10' peut être, en vue de dessus, décalé latéralement de l'image I du logement 8' dans le sens S'. De manière plus générale, le logement 10 peut être, en vue de dessus, issu d'une translation géométrique de l'image I, la direction de cette translation n'étant pas nécessairement orthogonale à la direction D de l'image I. De manière plus générale encore, le logement 10, peut être déduit de l'image I du logement 8, par une transformation géométrique dans un plan radial contenant l'axe de rotation A et la direction longitudinale D de l'image I. Ainsi, les figures 4 et 5 illustrent un troisième mode de réalisation o la direction longitudinale D du logement 10, est décalée angulairement d'un angle non nul par rapport à la direction longitudinale D de l'image l dans le plan précité P (figure 4). Ce plan P contient également la direction D du logement 10, et correspond au demi-plan droit de la figure 5. Ainsi, le logement 10, est l'image, par une rotation géométrique d'angle dans le plan P. de l'image I. On notera que l'angle peut être positif ou négatif. Cet angle, a par exemple une valeur de 4 et peut être plus généralement compris entre 2 et 10 . La figure 6 illustre un autre mode de réalisation dans lequel le logement 10, est obtenu à partir de l'image I par translation géométrique d'une distance sensiblement constante non nulle dans le plan radial P. Ainsi les directions D du logement 10, et de l'image I sont sensiblement parallèles et espacées l'une de l'autre. La translation précitée peut être telle que le logement , est plus proche ou plus éloigné de la surface latérale extérieure 14 que l'image I. On notera que sur les figures 5 et 6 l'angle et la distance â ont été exagérés. On notera également que l'angle ou la distance sont suffisamment faibles pour que d'une part l'homogénéité du traitement de centrifugation subi par des produits reçus dans les logements 8" 82, 10 et 1O2 soit satisfaisante et d'autre part les balourds soient réduits. De manière plus générale les principes ci-dessus peuvent être appliqués à des rotors comprenant un nombre quelconque de logements. lls peuvent également être combinés entre eux pour un même logement. Ainsi, la figure 7 illustre encore un autre mode de réalisation o le logement 10, est l'image par une transformation géométrique de l'image I, cette transformation géométrique comprenant une rotation géométrique et une translation géométrique dans le plan de la figure 7 qui est orthogonal à l'axe de rotation A. Plus précisément, la rotation est une rotation d'axe A et d'angle oc. La translation est une translation dans le plan de la figure 7 d'une distance d non nulle dans une direction qui n'est pas orthogonale à la direction D de l'image I. La combinaison d'une rotation et d'une translation au sein de la transformation géométrique permet au logement 10, de rester suffisamment proche de l'image I pour limiter les différences entre la force de centrifugation subie par un produit contenu dans le logement 10 et la force de centrifugation d'un produit reçu dans le logement 8,. Ainsi, i'homogénéité du traitement de centrifugation subi par des produits reçus dans les logements 8', 82, 10' et 1O2 est accrue. En outre, cette combinaison permet de réduire les balourds ainsi que la différence d'aspect entre un rotor incorporant les principes de l'invention et un rotor classique. De manière analogue, la figure 8 illustre un autre mode de réalisation o le logement 10, est obtenu à partir de l'image I par une transformation géométrique comprenant une rotation géométrique et une translation géométrique dans le plan radial P qui comprend l'axe de rotation A et la direction longitudinale D de l'image I. Plus précisément, la rotation est une rotation d'angle non nul et la translation une translation d'une distance non nulle dans une direction orthogonale à l'axe A. lci encore, la combinaison d'une translation et d'une rotation permet d'augmenter l'homogénéité du traitement de centrifugation subi par des produits reçus dans les logements 8,, 82, 10' et 102, de limiter les balourds et de réduire les désagréments esthétiques. Plus généralement, la transformation géométrique entre l'image I et le logement 10 peut comprendre une translation eVou une rotation dans un plan orthogonal à l'axe de rotation A, et une translation eVou une rotation dans un plan radial contenant l'axe A. De manière générale également, les translations et rotations décrites précédemment peuvent être appliquées, par exemple séparément chacune à une paire respective de logements lorsque le nombre de logements est pair et strictement supérieur à 4. De préférence, les logements sont symétriques par paires par rapport à l'axe A. Ainsi, lorsque le rotor 3 est muni d'un nombre n pair de logements, le rotor 3 sera invariant par une rotation géométrique d'axe A et d'angle 180 ce qui permet de limiter les balourds. De manière plus générale, une invariance par une rotation géométrique d'axe A et d'angle strictement supérieur à 360 permettra de limiter les balourds. Pour éviter l'apparition de nuisances sonores, il existera toujours au moins un premier logement dont l'image géométrique, par une rotation géométrique autour de l'axe de rotation A et d'angle 360/n dans un sens de rotation, est distincte d'un deuxième logement du rotor, ce deuxième logement suivant directement le premier logement dans le sens de rotation choisi. REVENDICATIONS 1. Rotor (3) du type destiné à être entrané en rotation autour d'un axe central de rotation (A) et dans lequel un nombre n de logements (8, 82, 10,, 102) de réception d'un produit à centrifuger sont prévus, les logements étant excentrés par rapport à l'axe de rotation, caractérisé en ce que l'image géométrique (I) d'au moins un premier logement (81), par une rotation géométrique autour de l'axe de rotation (A) dans un premier sens de rotation (S) et d'angle 360, est distincte d'un deuxième logement (10) qui suit directement le premier logement (8,) dans le premier sens de rotation (S). 2. Rotor suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les logements (8', 82, 10" 102) sont invariants par une rotation géométrique autour de l'axe de rotation et d'angle strictement supérieur à 360. 3. Rotor selon la revendication 2, caractérisé en ce que n est un nombre pair supérieur ou égal à 4 et les logements (8" 82, 10, 102) sont symétriques par paires par rapport à l'axe de rotation (A). 4. Rotor selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les logements (8', 82, 10, 102) ont une forme sensiblement analogue allongée suivant une direction longitudinale respective (D) et en ce que le deuxième logement (10) est sensiblement l'image par une transformation géométrique de I'image géométrique (I) du premier logement (8). 5. Rotor selon la revendication 4, caractérisé en ce que la transformation géométrique comprend une rotation géométrique d'un angle (a) non nul dans un plan orthogonal à l'axe de rotation (A) (figures 2 et 7). 6. Rotor selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la transformation géométrique comprend une rotation géométrique d'un angle () non nul dans un plan contenant l'axe de rotation (A) et la direction longitudinale de l'image géométrique (I) du premier logement (8) (figures 5 et 8). 7. Rotor selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la transformation géométrique comprend une translation géométrique d'une distance (d) non nulle dans un plan orthogonal à l'axe de rotation (A) (figures 3 et 7). :\ 8. Rotor selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la transformation géométrique comprend une translation géométrique d'une distance () non nulle dans un plan contenant l'axe de rotation (A) et la direction longitudinale (D) de l'image géométrique (I) du premier logement (8) (figures 6 et8). 9. Centrifugeuse comprenant une cuve (2), un rotor (3) destiné à étre disposé dans la cuve (2), et des moyens (4) d'entranement en rotation du rotor (3), caractérisée en ce que le rotor est un rotor selon 1'une des revendications