Brevet FR2925162A1 — publié le 20090619

DISPOSITIF DE PRÉLÈVEMENT DE LIQUIDE DANS UN TUBE FERMÉ PAR UN BOUCHON L'invention concerne un dispositif de prélèvement de liquide dans un tube fermé par un bouchon, au moyen d'une aiguille creuse que l'on fait passer à travers le bouchon et qui est reliée à des moyens d'aspiration, pour le prélèvement d'une quantité déterminée du liquide contenu dans le tube. Cette technique connue de prélèvement à travers le bouchon d'un tube a l'avantage de permettre d'effectuer le prélèvement sans ouverture du tube, donc en limitant les risques de contamination, d'une part, du liquide contenu dans le tube et, d'autre part, de l'environnement du tube. Bien entendu, l'invention s'applique aux dispositifs de prélèvement de liquide dans des récipients d'un type quelconque fermés par des bouchons ou analogues et n'est pas limitée au prélèvement de liquide dans un tube. Pour simplifier la description, on décrira l'application de l'invention au prélèvement de liquide dans un tube fermé par un bouchon, bien qu'elle soit applicable à tous les types de récipients fermés par des bouchons ou analogues à travers lesquels on peut faire passer une aiguille de prélèvement. Typiquement, le bouchon de fermeture du tube comprend un septum qui peut être traversé sans difficulté par l'aiguille de prélèvement tout en assurant une étanchéité autour de l'aiguille, et dans lequel le trou de passage de l'aiguille se referme de façon étanche lorsque l'aiguille est extraite du tube. Toutefois, au retrait de l'aiguille, le frottement de l'aiguille dans le trou de passage formé dans le bouchon tend à soulever le tube et à le dégager de ses moyens de support et de positionnement, avec des risques de casse du tube et aussi des risques de perte d'identification de l'échantillon contenu dans le tube, lorsque les moyens d'identification sont portés par le support du tube. Pour éviter ces inconvénients, on a déjà proposé d'équiper un tel dispositif de prélèvement de moyens d'immobilisation du tube, qui prennent appui sur la périphérie du bouchon ou sur l'extrémité supérieure du tube quand l'aiguille est descendue à travers le bouchon et qui retiennent ensuite le tube et l'empêchent de remonter avec l'aiguille tant que celle-ci n'est pas complètement sortie du bouchon. Ces moyens connus comprennent un anneau ou une pièce d'appui sur le bouchon, cet anneau ou cette pièce étant monté à l'extrémité inférieure d'une crémaillère qui est guidée en translation verticale dans un palier porté par un élément de support. La crémaillère coopère avec un cliquet d'immobilisation et de blocage qui est sollicité vers la crémaillère par un ressort monté sur l'élément de support de telle façon que la crémaillère peut descendre dans le palier jusqu'à ce que l'anneau ou la pièce d'appui soit placé sur le bouchon ou sur l'extrémité supérieure du tube, la crémaillère étant alors bloquée dans cette position par le cliquet qui l'empêche de remonter avec l'aiguille tant que le ressort n'est pas écarté de la crémaillère par un doigt transversal qui est monté sur le support de l'aiguille et qui accompagne celle-ci dans son mouvement de remontée. Ce système connu d'immobilisation de tube présente quelques inconvénients résultant essentiellement de l'usure du cliquet sur les dents de la crémaillère lors de la descente de celle-ci, des risques de glissement du cliquet sur les dents de la crémaillère et du positionnement vertical par pas de la crémaillère par rapport à son cliquet et à son support. La présente invention a notamment pour but d'éliminer ces inconvénients. Elle propose à cet effet un dispositif de prélèvement de liquide dans un tube fermé par un bouchon, comprenant une aiguille déplacée en translation par des moyens moteurs pour traverser le bouchon du tube, des moyens d'immobilisation du tube déplaçables en synchronisme avec l'aiguille pour s'appliquer sur le bouchon ou sur l'extrémité supérieure du tube quand l'aiguille est descendue à travers le bouchon, des moyens de blocage des moyens d'immobilisation quand l'aiguille est remontée à travers le bouchon, et des moyens de déblocage des moyens d'immobilisation quand l'aiguille est sortie du bouchon, caractérisé en ce que les moyens de blocage comprennent une roue dentée montée tournante sur une chape par l'intermédiaire d'un mécanisme à rotation unidirectionnelle, ladite chape étant montée pivotante autour d'un axe entre une première position où la roue dentée est en prise avec une crémaillère solidaire des moyens d'immobilisation et une seconde position où elle est écartée de cette crémaillère, le mécanisme à rotation unidirectionnelle de la roue dentée autorisant, quand la roue dentée est dans la première position, une descente de la crémaillère et des moyens d'immobilisation, et interdisant dans cette première position la remontée de la crémaillère et des moyens d'immobilisation. Grâce à la coopération de la crémaillère avec la roue dentée à rotation unidirectionnelle, le positionnement de la pièce d'appui sur le bouchon ne dépend plus du pas entre les dents de la crémaillère. De plus, il n'y a aucune possibilité de glissement de la roue dentée par rapport aux dents de la crémaillère et l'usure de la roue dentée est très faible puisque répartie sur l'ensemble des dents de cette roue. Ainsi, les moyens de blocage de la crémaillère selon l'invention sont efficaces dès que les moyens d'immobilisation solidaires de la crémaillère sont en appui sur le bouchon ou sur l'extrémité supérieure du tube, sans qu'il soit nécessaire de procéder à un réglage quelconque à cet effet. Ensuite, le seul réglage nécessaire concerne la course de remontée de l'aiguille qui va permettre de débloquer la crémaillère et les moyens d'immobilisation. Selon une autre caractéristique de l'invention, le centre de gravité de la chape et de la roue dentée est excentré par rapport à l'axe fixe de rotation de façon à ce que la roue dentée soit ramenée par gravité dans sa 30 première position. Ainsi, aucun moyen de rappel de la roue dentée dans sa position de blocage de la crémaillère n'est nécessaire. Par ailleurs, tout effort exercé sur la crémaillère et tendant à remonter celle-ci quand elle est en prise avec la roue dentée, se traduit par un couple de rotation exercé sur la chape de la roue dentée qui maintient et renforce l'appui de la roue dentée sur les dents de la crémaillère. Le système formé par la roue dentée et la crémaillère est donc auto-bloquant. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - les moyens de déblocage comprennent une patte transversale solidaire de l'aiguille et venant s'appliquer, quand l'aiguille est sortie du bouchon, sur la chape de la roue dentée pour la faire pivoter autour de l'axe fixe et amener la roue dentée dans sa seconde position ; - cette patte transversale porte un galet tournant de contact avec la chape de la roue dentée ; - l'axe de pivotement de la chape de la roue dentée est monté sur un palier de guidage en translation de la crémaillère ; - la crémaillère est immobilisée en rotation par un galet tournant dans le palier de guidage. Tous ces moyens contribuent à réduire l'usure du dispositif selon 20 l'invention et à augmenter sa simplicité, sa sécurité de fonctionnement et sa durée de vie. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins 25 annexés dans lesquels : - les figures 1 et 2 représentent schématiquement un dispositif de prélèvement selon l'invention, en position de prélèvement et en position de déblocage respectivement ; - la figure 3 représente schématiquement les moyens 30 d'immobilisation de tube selon l'invention ; - la figure 4 est une vue schématique en perspective de la roue dentée et de sa chape de support ; -la figure 5 est une vue schématique illustrant le déblocage des moyens d'immobilisation du tube ; - la figure 6 est un diagramme des forces agissant sur la roue dentée à la remontée de l'aiguille. Le dispositif de prélèvement de liquide représenté schématiquement aux figures 1 et 2 comprend une aiguille creuse 10 déplaçable en mouvement vertical par des moyens moteurs pour traverser de façon étanche un bouchon 12 de fermeture d'un tube 14 contenant un liquide, tel par exemple qu'un échantillon biologique à analyser, ce bouchon étant du type septum ou comprenant un septum. Le tube 14 est placé dans un logement d'un moyen de support 16 d'un type approprié quelconque. L'aiguille 10 est reliée à son extrémité supérieure à des moyens d'aspiration pour le prélèvement d'une quantité déterminée du liquide contenu dans le tube 14. L'immobilisation du tube 14 dans son logement est assurée par des moyens 18 qui comprennent une pièce 20 d'appui sur le bouchon 12, cette pièce 20 comprenant un orifice de passage de l'aiguille 10 et étant montée à l'extrémité inférieure d'une crémaillère verticale 22 guidée en translation dans un palier 24 qui comporte (figure 3) un galet tournant 26 monté à rotation autour d'un axe horizontal et reçu dans une rainure verticale de la crémaillère 22 pour interdire la rotation de la crémaillère autour de son axe longitudinal dans le palier 24. Ce palier est lui-même porté par un dispositif de prélèvement qui, de façon générale, est déplaçable dans un plan horizontal au-dessus du tube 14 ou d'une série de tubes 14 montés dans le support 16. Les moyens d'immobilisation 18 comprennent également des moyens de blocage de la crémaillère 22, ces moyens de blocage étant formés essentiellement d'une roue dentée 28 (figures 3, 4 et 5) qui est montée à rotation autour d'un axe horizontal dans une chape 30 par l'intermédiaire d'un mécanisme 32 de rotation unidirectionnelle. La chape 30 est elle-même montée pivotante à son extrémité supérieure autour d'un axe horizontal 34 sur le palier 24 de la crémaillère de façon à amener automatiquement, par gravité, la roue dentée 28 en prise avec la crémaillère. Un ressort de compression 35 monté sur le palier 24 s'appuie sur la chape 30 pour assurer une pression constante de la roue dentée 28 sur la crémaillère 22 et éviter les phénomènes de "rebond" lorsque les moyens 18 sont en phase descente. Sur son côté longitudinal opposé à la roue dentée 28, la chape 30 porte ou comporte une came allongée 36 qui s'étend vers le bas et qui est destinée à coopérer avec un galet rotatif 38 monté à l'extrémité d'un doigt horizontal 40 qui est fixé sur le support de l'aiguille 10 et qui accompagne la remontée de cette aiguille de telle sorte que, quand le galet 38 vient en contact avec la came 36 en remontant, il pousse cette came vers la droite sur le dessin et fait pivoter la chape 30 autour de l'axe 34 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre en écartant la roue dentée 28 de la crémaillère 22. Le doigt 40 est positionné perpendiculairement par rapport à l'aiguille 10 pour venir en contact avec la came 36 comme représenté en figure 2 lorsque l'aiguille est déjà sortie du bouchon 12 du tube 14. Après avoir actionné la came 36, le doigt 40 vient en contact avec une butée 42 qui est solidaire de la crémaillère 22, pour remonter la pièce d'appui 20 qui est restée sur le bouchon 12, ce qui permet ensuite un déplacement horizontal du dispositif sans toucher aux tubes qui sont à proximité. Le dispositif selon l'invention fonctionne de la façon suivante : il est tout d'abord déplacé dans un plan horizontal pour amener l'aiguille 10 au-dessus d'un tube 14, puis l'aiguille 10 est descendue vers ce tube. Simultanément, la pièce 20 portée par l'extrémité inférieure de la crémaillère 22 est appliquée sur le bouchon 12, la descente de la crémaillère étant permise par la roue dentée 28 en prise avec les dents de la crémaillère et par le mécanisme de rotation unidirectionnelle associé à la roue dentée. L'aiguille 10 traverse ensuite le bouchon 12 et, dans la position de la figure 1, permet le prélèvement d'une quantité déterminée du liquide contenu dans le tube 14. Ensuite, l'aiguille est remontée et extraite du bouchon 12 comme représenté en figure 2, la pièce 20 étant maintenue en appui sur le bouchon 12 du tube, par la roue dentée 28 dont la rotation est interdite et qui bloque la remontée de la crémaillère 22. Dans cette position, la résultante F des forces exercées par la crémaillère 22 sur les dents de la roue dentée 28 est orientée vers le haut et passe sur la gauche de l'axe de pivotement 34 (figure 6) de sorte qu'un couple de rotation est exercé sur la chape 30 dans le sens indiqué par la flèche, pour maintenir la roue dentée 28 en prise avec la crémaillère. Quand la remontée de l'aiguille 10 est telle que le doigt 40 atteint la came 36, la chape 30 pivote autour de l'axe 34 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre et la roue dentée 28 est dégagée de la crémaillère 22. Cette crémaillère va alors accompagner l'aiguille dans sa remontée et libérer le tube 14, en raison de l'appui du doigt 40 sur la butée 42. Lors de l'utilisation suivante du dispositif de prélèvement de liquide, lorsque l'aiguille est descendue vers le bouchon 12 d'un tube 14, la crémaillère 22 descend par gravité et la pièce d'appui 20 montée à l'extrémité inférieure de la crémaillère s'applique sur le bouchon du tube. REVENDICATIONS 1. Dispositif de prélèvement de liquide dans un tube (14) fermé par un bouchon (12), comprenant une aiguille (10) déplacée en translation par des moyens moteurs pour traverser le bouchon (12) du tube, des moyens (18, 20) d'immobilisation du tube déplaçables en synchronisme avec l'aiguille pour s'appliquer sur le bouchon (12) quand l'aiguille (10) est descendue à travers le bouchon, des moyens de blocage des moyens d'immobilisation quand l'aiguille est remontée à travers le bouchon et des moyens de déblocage des moyens d'immobilisation quand l'aiguille est sortie du bouchon, caractérisé en ce que les moyens de blocage comprennent une roue dentée (28) montée tournante sur une chape (30) par l'intermédiaire d'un mécanisme (32) à rotation unidirectionnelle, ladite chape étant montée pivotante autour d'un axe (34) entre une première position où la roue dentée (28) est en prise avec une crémaillère (22) des moyens d'immobilisation (18) et une seconde position où elle est écartée de cette crémaillère, le mécanisme à rotation unidirectionnelle (32) de la roue dentée (28) autorisant, quand la roue dentée est dans la première position, une descente de la crémaillère et des moyens d'immobilisation (18) et interdisant dans cette première position la remontée de la crémaillère et des moyens d'immobilisation (18). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le centre de gravité de la chape (30) de la roue dentée (28) est excentré par 25 rapport à l'axe (34) de rotation de la chape de façon à ce que la roue dentée soit amenée par gravité dans sa première position. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la chape (30) est sollicitée par un ressort (35) en rotation autour de l'axe (34) dans un sens appliquant la roue dentée (28) sur la crémaillère (22). 30 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de déblocage comprennent un doigt transversal (40)déplacé par l'aiguille pour venir s'appliquer, quand l'aiguille est sortie du bouchon, sur la chape (30) de la roue dentée (28) et faire pivoter cette chape autour de l'axe de rotation (34) et amener la roue dentée (28) dans sa seconde position. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le doigt transversal (40) porte un galet tournant (38) de contact avec la chape de la roue dentée (28). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe (34) de pivotement de la chape (30) de la roue dentée est monté sur un palier (24) de guidage en translation de la crémaillère (22) des moyens d'immobilisation (18). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la crémaillère (22) est immobilisée en rotation par un galet tournant (26) dans le palier de guidage (24).15