Brevet FR3147117A1 — publié le 20241004

La présente invention est une nacelle asymétrique dans laquelle la charge (le portoir et les contenants) sont décalés vers l’extérieur du rotor en étoile. Cette singularité permet une augmentation significative de la surface portante de la nacelle, et donc : Soit d’augmenter le nombre de contenants qu’il sera possible de placer dans la nacelle, et d’augmenter la productivité des laboratoires utilisateurs ; Soit d’autoriser des contenants de grande surface, comme par exemple des microplaques, qu’il aurait été impossible de placer sinon dans une centrifugeuse plus grosse, équipée d’un rotor étoile plus grand, permettant d’utiliser des nacelles avec une surface portante plus grande. Figure pour l’abrégé : figure 9, vues en perspective Nacelle asymétrique, destinée à équiper des appareils de laboratoire du type centrifugeuse. La présente invention concerne une nacelle asymétrique destinée à équiper des appareils de laboratoire du type centrifugeuse, principalement à axe de rotation vertical. Les laboratoires ont besoin de centrifuger des échantillons placés dans des contenants de toutes formes et dimensions. Les plus classiques étant des tubes, des bouteilles ou des plaques. Traditionnellement, ces contenants sont placés dans des portoirs, eux-mêmes placés dans des nacelles, elles-mêmes positionnées en bout d’un rotor en forme d’étoile, avec un degré de liberté en rotation suivant un axe perpendiculaire à l’axe de rotation du rotor étoile, de manière à pouvoir basculer librement depuis une position de repos sensiblement verticale, à une position de travail sensiblement horizontal grâce à la force centrifuge occasionnée par la rotation du rotor en étoile. Le retour des nacelles dans leurs positions dites de repos se fait naturellement lorsque le rotor étoile n’est plus en rotation. Traditionnellement toujours, ces nacelles sont parfaitement symétriques dans le but premier que le centre de gravité de chaque nacelle et sa charge (portoir et contenants) soit centré pour que lesdites nacelles soient parfaitement horizontales dans leur position dite de travail, et garantir ainsi une accélération (force centrifuge) homogène sur l’ensemble des contenants placés dans les portoirs, eux-mêmes placés dans les nacelles. Mais cette symétrie a un inconvénient majeur, auquel la présente invention propose de répondre. En effet, elle impose une surface portante réduite par les dimensions du rotor en forme d’étoile, la nacelle devant impérativement passer entre les branches du dit rotor étoile pour y être posée sur des tourillons formant l’axe de basculement de la nacelle sur le rotor étoile, et basculer librement depuis une position de repos sensiblement verticale vers une position de travail sensiblement horizontale. On connait des rotors aux formes complexes dits en « aile de mouette » qui, en déplaçant l’axe de rotation au-dessus du plan médiant du corps du rotor en étoile, permet d’augmenter légèrement la surface portante des nacelles associées à ces rotors. Dans les exemples connus, la nacelle reste symétrique et le gain en surface portante est donc réduit. La présente invention est une nacelle avec une asymétrie dans une direction sensiblement perpendiculaire à l’axe de basculement de ladite nacelle sur le rotor étoile, dans laquelle la charge (le portoir et les contenants) est décalée vers l’extérieur du rotor en étoile. Cette singularité permet une augmentation significative de la surface portante de la nacelle, et donc : Soit d’augmenter le nombre de contenants qu’il sera possible de placer dans la nacelle, et donc d’augmenter la productivité des laboratoires utilisateurs ; Soit d’autoriser des contenants de plus grande surface, comme par exemple des microplaques, qu’il aurait été impossible de placer autrement que dans une centrifugeuse plus grosse, équipée d’un rotor étoile plus grand, permettant d’utiliser des nacelles avec une surface portante naturellement plus grande. On comprendra aussi qu’une nacelle asymétrique, de par le décalage naturel de son centre de gravité ne pourra pas basculer librement jusqu’à une position de travail sensiblement horizontale, et ce, quelque soit la vitesse de rotation du rotor étoile, mais trouvera une position d’équilibre avant d’atteindre cette dite position sensiblement horizontale, dès que son centre de gravité sera positionné dans un plan horizontal contenant l’axe de basculement de la nacelle sur le dit rotor étoile. Dans ce cas, l’accélération (force centrifuge) subie sur la surface portante de la nacelle, et donc sur la charge (portoir + contenants) qui y est placée n’est pas homogène avec pour conséquence pour l’utilisateur, des résultats disparates à l’intérieur des contenants. Pour répondre à cet inconvénient, la présente invention est une nacelle asymétrique comportant, par exemple sur sa face dessous, un contre-poids placé de telle façon qu’il compense le décalage du centre de gravité de l’ensemble nacelle + charge (le portoir et les contenants) consécutif à son asymétrie, pour que le centre de gravité de ce dit ensemble soit placé au plus près d’un plan contenant l’axe de basculement de la nacelle sur le rotor étoile. Ainsi équilibrée, la nacelle pourra basculer librement sous l’effet de la force centrifuge générée par la rotation du rotor étoile jusqu’à se retrouver dans une position sensiblement horizontale dite de travail, où toute la surface portante et donc la charge (portoir et contenants) seront soumis à une accélération (force centrifuge) homogène. Différents modes de réalisations peuvent être envisagés pour obtenir ce contre poids : Réalisé dans la masse de la nacelle comme on le voit sur les différentes figures ; Rapporté, réalisé dans la même matière ou dans une matière différente de la nacelle dans le but par exemple d’en réduire le volume en employant une matière d’une densité plus importante ; On comprendra d’autant mieux l’invention au regard des figures fournies. . Cette figure montre des exemples de rotors étoile (1) et de nacelles (2) classiques. On peut remarquer que le rotor en forme d’étoile est plan, et que les nacelles présentent des formes symétriques. . Cette figure montre un exemple de rotor étoile (3) complexe dit « en aile de mouette » et ses nacelles symétriques (4). . Vue en coupe d’une nacelle traditionnelle (5) et sa charge (portoir + contenant) (6) en position sensiblement verticale, dite de repos. On y voit le centre de gravité (7) de l’ensemble nacelle (5) + sa charge (6) placé dans un plan (8) contenant l’axe de basculement (9) de la nacelle sur le rotor étoile (10) et la direction de la force (11) liée à la masse de la nacelle et de sa charge (5+6). . Vue en coupe d’une nacelle traditionnelle (5) et sa charge (portoir + contenant) (6) en position sensiblement horizontale, dite de travail. On y voit le centre de gravité (7) placée dans un plan (8) contenant l’axe de basculement (9) de la nacelle sur le rotor étoile (10) et la direction de la force centrifuge (12) consécutive à la rotation du rotor étoile, sensiblement homogène sur toute la surface portante de la nacelle ; Vue de dessus d’un rotor étoile (10) et : A gauche de la figure, une charge (13) centrée sur l’axe de basculement (9) d’une nacelle non représentée, sensée porter ladite charge. On voit que la charge (13) est en contact (15) avec les branches du rotor étoile (10). La charge (13) n’est donc pas compatible avec ce rotor étoile (10) et nécessite l’utilisation d’un rotor étoile plus grand ; A droite de la figure, une charge (13) identique à celle vue à gauche est décalée (décalage (16)) vers l’extérieur du rotor étoile (10). On voit que dans ce cas, il n’y a pas de contact entre ladite charge (13) et le rotor étoile (12), et que donc, ladite charge (13) est compatible avec le rotor étoile (12) à la condition d’utiliser une nacelle asymétrique, non représentée ; Vue en perspective d’un ensemble rotor étoile (10) et nacelles asymétriques (17), selon l’invention. A noter que le rotor étoile (10) vu dans cette figure est le même que dans la figure précédente ; Vue en coupe d’une nacelle asymétrique (17), selon l’invention, et sa charge (13) (portoir + contenant) en position sensiblement verticale, dite de repos. On y voit les centres de gravité de la nacelle asymétrique (18), de la charge (19) et de l’ensemble nacelle + charge (20), et la direction de la force (21) liée aux masses combinées de la nacelle asymétrique (17) et de sa charge (13). On voit clairement que le centre de gravité (20) de l’ensemble nacelle + charge est dans le même plan (8) que l’axe (14) de basculement de la nacelle asymétrique (17) sur le rotor étoile (12). A noter que dans cette figure, nous avons choisi de représenter un contre-poids (22) équipant la nacelle asymétrique (17), réalisé dans la masse de ladite nacelle asymétrique (17). Si ce contre-poids (22) avait été rapporté par une solution mécanique quelconque, nous aurions obtenu le même résultat ; . Vue en coupe d’une nacelle asymétrique (17) selon l’invention, et sa charge (13) (portoir + contenant) en position dite de travail, lorsque le rotor étoile (10) est mis en rotation. Comme vu dans la figure précédente, le centre de gravité (20) de la nacelle asymétrique (17) et sa charge (13) étant positionnés dans le plan (8) contenant l’axe de basculement (14) de ladite nacelle asymétrique (17) sur le rotor étoile (12), alors, la nacelle asymétrique (17) se place sensiblement à l’horizontale dans cette position dite de travail. La force centrifuge (23) consécutive à la rotation du rotor étoile (12) est alors sensiblement homogène sur toute la surface portante de la nacelle asymétrique (17). A noter que dans cette figure, comme dans la précédente, nous avons choisi de représenter un contre-poids (22) équipant la nacelle asymétrique (17), réalisé dans la masse de ladite nacelle asymétrique. Si ce contre-poids (22) avait été rapporté par une solution mécanique quelconque, nous aurions obtenu le même résultat ; Vues en perspective d’une nacelle asymétrique (17) selon l’invention. On y distingue la surface portante (24), le contre-poids (22) réalisé ici dans la masse en face dessous et un évidement (25) permettant à la nacelle asymétrique (17) de basculer librement autour d’un axe (14) d’une position dite de repos sensiblement verticale, à une position dite de travail sensiblement horizontale et inversement, sans rentrer en contact avec un obstacle (non représenté) placé au centre de la centrifugeuse (non représentée), sous le rotor étoile (10) tel que par exemple le moteur entrainant le dit rotor étoile en rotation. Nacelle destinée à équiper des appareils de laboratoires du type centrifugeuse, caractérisée en ce qu’elle a une asymétrie dans une direction sensiblement perpendiculaire à l’axe de basculement de ladite nacelle sur le rotor étoile dans laquelle la charge (le portoir et les contenants) est décalée vers l’extérieur du dit rotor étoile ; Nacelle destinée à équiper des appareils de laboratoires du type centrifugeuse, selon revendication 1, caractérisée en ce qu’elle comporte un contre-poids permettant de centrer la masse de l’ensemble nacelle + charge (portoir + contenants) dans le plan dans le plan contenant l’axe de basculement de ladite nacelle asymétrique sur le rotor étoile ; Nacelle destinée à équiper des appareils de laboratoires du type centrifugeuse, selon revendication 1 et 2, caractérisée en ce que le contre-poids est réalisé dans la même masse matière que ladite nacelle, ne formant qu’un seul bloc ; Nacelle destinée à équiper des appareils de laboratoires du type centrifugeuse, selon revendication 1 et 2, caractérisée en ce que le contre-poids est rapporté sur ladite nacelle par une solution mécanique quelconque, et pouvant donc être réalisé dans une matière différente de la nacelle ; Nacelle destinée à équiper des appareils de laboratoires du type centrifugeuse, selon revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte un évidement sur sa face extérieure permettant son libre basculement sans rentrer en contact avec des obstacles placés sous le rotor étoile, au centre de la centrifugeuse tel que par exemple le moteur entrainant le rotor étoile en rotation ; Centrifugeuse de laboratoire caractérisée en ce qu’elle est équipée d’au moins une nacelle asymétrique selon revendications précédentes.