FR2605104A1 - Device for dynamic balancing of a centrifuge apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF D'EQUILIBRAGE DYNAMIQUE D'UN APPAREIL
CENTRIFUGEUR.DEVICE FOR DYNAMIC BALANCING OF AN APPARATUS
CENTRIFUGE.
La présente invention concerne un dispositif d'équilibrage dynamique pour un appareil de centrifugation. The present invention relates to a dynamic balancing device for a centrifuge apparatus.
Comme on le sait, tout dispositif centrifugeur doit, avant sa mise en rotation être équilibré, c'est à dire, que, par rapport à un axe correspondant au diamètre de l'organe rotatif constitutif du dispositif de centrifugation, les moments des forces de gravité qui s'exercent en tout point du dit organe rotatif, doivent s'annuler . En d'autres termes, l'organe rotatif doit respecter les conditions de non rotation par rapport à chacun de de ses diamètres. As is known, any centrifuge device must, before being put into rotation, be balanced, that is to say that, with respect to an axis corresponding to the diameter of the rotary member constituting the centrifuge device, the moments of the forces of gravity which are exerted at any point of the said rotary organ, must cancel each other out. In other words, the rotary member must comply with the conditions of non-rotation with respect to each of its diameters.
En effet, si ces conditions ne sont pas réalisées, d'une part,la centrifugation ne s'effectue pas de manière régulière, et d'autre part,on soumet l'ensemble mécanique à des vibrations qui tendent à la longue à déteriorer les paliers de l'organe rotatif. Enfin, la vitesse de centrifugation n'est pas constante
A ce jour un moyen connu pour équilibrer un dispositif centrifugeur, consiste à équilibrer deux à deux les différents postes de centrifugation,lorsque ceux-ci correspondent à un nombre pair. Par exemple,lorsque les dits postes de centrifugation sont des receptacles escamotables, on pèse les receptacles opposés par rapport à l'axe central de l'organe rotatif, munis de l'élément à centrifuger, et l'on fait coïncider les deux valeurs obtenues pour chacune des paires ainsi formées, en augmentant la masse du plus léger, par exemple, au moyen d'eau, ou de billes de plomb, etc. Indeed, if these conditions are not fulfilled, on the one hand, the centrifugation is not carried out regularly, and on the other hand, the mechanical assembly is subjected to vibrations which tend in the long term to deteriorate the bearings of the rotary member. Finally, the centrifugation speed is not constant
To date, a known means for balancing a centrifuge device, consists in balancing two by two the different centrifuge stations, when these correspond to an even number. For example, when said centrifuge stations are retractable receptacles, the opposite receptacles are weighed with respect to the central axis of the rotary member, provided with the element to be centrifuged, and the two values obtained are made to coincide for each of the pairs thus formed, by increasing the mass of the lightest, for example, by means of water, or lead balls, etc.
Si le nombre de postes de centrifugation est impair, on doit procéder à un équilibrage simultané de l'ensemble des postes, en les ajustant à la même masse. Toutefois, lorsque l'élément à centrifuger est de masse négligeable par rapport au receptacle, on tend, lorsque l'on utilise qu'une partie des postes de centrifugation, à laisser tous les receptacles en place sur leur poste respectif, la variation des moments par rapport au diamètre de l'organe rotatif étant alors elle-même négligeable. If the number of centrifuge stations is odd, all the stations must be balanced simultaneously, adjusting them to the same mass. However, when the element to be centrifuged is of negligible mass compared to the receptacle, there is a tendency, when using only part of the centrifugation stations, to leave all the receptacles in place on their respective stations, the variation of the moments compared to the diameter of the rotary member then being itself negligible.
I1 ressort donc, de l'utilisation de ces méthodes de notables inconvénients, parmi lesquels on peut citer
- des méthodes particulièrement fastidieuses , qui engendrent une perte de temps importante,et qui sont difficilement automatisables
- des méthodes consommatrices d'énergie , lors du maintien des receptacles en place sur leur poste.I1 therefore emerges from the use of these methods of notable drawbacks, among which we can cite
- particularly tedious methods, which generate a significant loss of time, and which are difficult to automate
- energy consuming methods, when the receptacles are kept in place on their station.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients .Elle propose un dispositif d'équilibrage dynamique d'un appareil centrifugeur, du type comportant
- un premier plateau support rotatif présentant sur
sa périphérie des réceptacles destinés à recevoir
un élément à centrifuger
- un moyen destiné à entrainer le dit plateau en ro
tation
L'invention se caractérise en ce que le dispositif comprend également
- un second plateau; dit d'équilibrage, parallèle au premier, entrainé en rotation par le même moyen, et au sein duquel sont ménagées des rampes radiales ascendantes du centre vers la périphérie, destinées à recevoir des billes d d'équilibrage
- un troisième plateau, dit de verrouillage,parallè le aux deux autres plateaux, et intercalé entre eux, présentant
d'une part, sur la face dirigée vers le pla
teau support, un moyen apte à le faire coopé
rer temporairement avec les réceptacles du
dit plateau support , lorsque les réceptacles
ne reçoivent pas d'éléments à centrifuger
d'autre part,sur la face dirigée vers le pla
teau d'équilibrage, un moyen apte à maintenir
les billes d'équilibrage au voisinage du cen
tre de rotation du plateau d'équilibrage,lors
de la rotation du dit plateau
En d'autres termes, l'invention se caractérise en ce qu'au moyen de différents organes positionnés suivant une architecture bien définie,on procède à l'équilibrage d'un appareil centrifugeur en utilisant la force centrifuge développée par celui-ci.The present invention seeks to overcome these drawbacks. It provides a device for dynamic balancing of a centrifuge device, of the type comprising
- a first rotary support plate presenting on
its periphery of the receptacles intended to receive
a centrifuge element
- a means intended to entrain said plate in ro
tation
The invention is characterized in that the device also comprises
- a second tray; said balancing, parallel to the first, driven in rotation by the same means, and within which are arranged ascending radial ramps from the center to the periphery, intended to receive balancing balls d
- A third plate, called a locking plate, parallel to the other two plates, and interposed between them, presenting
on the one hand, on the side facing the pla
support plate, a means capable of making it cooperate
temporarily with the receptacles of the
said support tray, when the receptacles
do not receive items to centrifuge
on the other hand, on the side facing the pla
balancing cap, a means capable of maintaining
the balancing balls in the vicinity of the cen
rotation of the balancing plate, when
of the rotation of said plate
In other words, the invention is characterized in that by means of different members positioned according to a well-defined architecture, a centrifuge device is balanced by using the centrifugal force developed by it.
Avantageusement, en pratique
- à chaque réceptacle du plateau support, correspond une paire de rampes ascendantes et de billes d'équilibrage
- chaque rampe constitutive d'une même paire est disposée de part et d'autre d'un organe destiné à faire pivoter l'élément à centrifuger, correspondant à la dite paire de rampes, dans le réceptacle du plateau support
- les rampes ascendantes présentent une inclinaison par rapport à l'horizontale, comprise entre dix (10) et quinze (15) degrés, de préférence au voisinage de douze (12) degrés
- le plateau de verrouillage se présente sous forme d'une corolle, dont le nombre de pétales coïncide avec le nombre de réceptacles
- le plateau de verrouillage sous forme de corolle est réalisé en matière plastique souple à effet de mémoire, l'extrémité de chaque pétale présentant un ergot destiné à coopérer avec une fente prévue à cet effet dans chaque réceptacle, et qui s'escamote lorsque l'on met en place dans le dit réceptacle l'élément à centrifuger
- l'envers de chaque pétale constitutif de la corolle du plateau de verrouillage présente au vo-isinage du centre du dit plateau une butée, venue du moulage, destinée à retenir la bille d'équilibrage au voisinage du centre du dit plateau d'équilibrage lorsque le réceptacle correspondant reçoit un élément à centrifuger, qui par conséquent, exerce une pression sur le dit ergot placé à l'extrémité du pétale considéré
La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent, ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées.Advantageously, in practice
- each receptacle on the support plate corresponds to a pair of ascending ramps and balancing balls
- Each ramp constituting the same pair is arranged on either side of a member intended to rotate the element to be centrifuged, corresponding to said pair of ramps, in the receptacle of the support plate
- the ascending ramps have an inclination to the horizontal, between ten (10) and fifteen (15) degrees, preferably in the vicinity of twelve (12) degrees
- the locking plate is in the form of a corolla, the number of petals of which coincides with the number of receptacles
- The locking plate in the form of a corolla is made of flexible plastic with memory effect, the end of each petal having a lug intended to cooperate with a slot provided for this purpose in each receptacle, and which retracts when the 'the element to be centrifuged is placed in said receptacle
- the back of each petal constituting the corolla of the locking plate present at the vo-isinage of the center of said plate a stop, coming from the molding, intended to retain the balancing ball in the vicinity of the center of said balancing plate when the corresponding receptacle receives an element to be centrifuged, which consequently exerts a pressure on said pin placed at the end of the petal considered
The manner in which the invention can be implemented and the advantages which ensue therefrom will emerge more clearly from the embodiment which follows, given by way of nonlimiting indication in support of the appended figures.
La figure 1 est une vue en perspective partielle éclatée d'un appareil centrifugeur muni d'un dispositif d'équilibrage selon l'invention. Figure 1 is a partial exploded perspective view of a centrifuge device provided with a balancing device according to the invention.
La figure 2 est une coupe transversale du même appareil, l'un des réceptacles étant muni d'un élément à centrifuger
Les figures 3 et 4 sont des coupes transversales illustrant le dispositif selon l'invention et sans élément à centrifuger, respectivement en phase d'arrêt et en phase de centrifugation
Les figures 5 et 6 représentent des coupes transversales du dispositif selon l'invention et muni d'un élément à centrifuger, respectivement en phase d'arrêt et en phase de centrifugation
Comme on peut le voir au sein de la figure 1 l'appareil centrifugeur, portant la référence générale (1) , comporte essentiellement un plateau support rotatif (2), présentant sur sa périphérie des réceptacle (3), destinés à recevoir un élément à centrifuger (4).En outre,il présente un plateau fixe (5), sur lequel vient se fixer le moteur (6) d'entrainement du plateau support (2), ce dernier venant s'emmancher sur l'axe (7) du dit moteur (6).Figure 2 is a cross section of the same apparatus, one of the receptacles being provided with a centrifuge element
Figures 3 and 4 are cross sections illustrating the device according to the invention and without element to be centrifuged, respectively in stop phase and in centrifugation phase
Figures 5 and 6 show cross sections of the device according to the invention and provided with a centrifuge element, respectively in the stop phase and in the centrifugation phase
As can be seen in Figure 1 the centrifuge device, bearing the general reference (1), essentially comprises a rotary support plate (2), having on its periphery receptacles (3), intended to receive an element to centrifuge (4). In addition, it has a fixed plate (5), on which the motor (6) for driving the support plate (2) is fixed, the latter coming to be fitted on the axis (7). of said motor (6).
Parallèlement au plateau support (2), on peut observer deux autres plateaux, respectivement un plateau dit d'équilibrage (8) et, intercallé entre ce dernier et le plateau support (2), un plateau dit de verrouillage (9). Parallel to the support plate (2), two other plates can be observed, respectively a so-called balancing plate (8) and, interposed between the latter and the support plate (2), a so-called locking plate (9).
Ces deux plateaux (8,9) sont entrainés en rotation, solidairement avec le plateau support (2) au moyen du moteur (6), par l'intermédiaire de son axe (7), comme on peut mieux le voir au sein des figures 2 et 3.These two plates (8, 9) are rotated, integrally with the support plate (2) by means of the motor (6), via its axis (7), as can best be seen in the figures. 2 and 3.
Le plateau d'équilibrage comprend une pluralité de paires de rampes (10) ascendantes,du centre vers la périphérie,chacune de ces rampes étant radiale.Dans l'exemple décrit, le nombre de réceptacles (4) présents est égal à cinq, donc le nombre de paires de rampes (10) également. The balancing plate comprises a plurality of pairs of ascending ramps (10), from the center to the periphery, each of these ramps being radial. In the example described, the number of receptacles (4) present is equal to five, therefore the number of pairs of ramps (10) also.
Chaque paire de rampes (10) est disposée, au voisinage de la périphérie du plateau d'équilibrage (8), de part et d'autre d'un orifice (11), permettant le passage d'un organe (non représenté) assurant le pivotement des éléments à centrifuger dans les réceptacles (3) du plateau support (2).Each pair of ramps (10) is arranged, in the vicinity of the periphery of the balancing plate (8), on either side of an orifice (11), allowing the passage of a member (not shown) ensuring the pivoting of the elements to be centrifuged in the receptacles (3) of the support plate (2).
Chacune des dites rampes (10) reçoit une bille (12), réalisée en acier, et dont le diamètre est fonction de la masse de la bille désirée. Du fait que les rampes sont ascendantes du centre vers la périphérie du plateau (8), l'angle d'inclinaison étant de douze degrés (12 ) par rapport à lthorizontale,lorsque le dit plateau ne tourne pas, les billes sont situées au voisinage du centre du dit plateau (8), au contact d'une couronne (13) de limitation du parcours inférieur des billes, la dite couronne entourant un insert conique (14), de fixation sur l'axe (7) du moteur (-6). Par contre,' lorsqu'aucun organe ne limite leur course ascensionnelle, si le plateau (8) tourne,les dites billes (12) sont soumises à la force centrifuge, qui,si la vitesse de rotation est suffisante, provoque la montée des billes (12) jusqu'en haut des rampes (10).Pour cela,il suffit que les moments des forces centrifuges s'appliquant sur les billes (12) par rapport à l'axe central vertical (7) du moteur, soient supérieurs aux moments des forces de gravité s'appliquant également sur les billes, par rapport au même axe. Each of said ramps (10) receives a ball (12), made of steel, the diameter of which is a function of the mass of the desired ball. Because the ramps are ascending from the center to the periphery of the plate (8), the angle of inclination being twelve degrees (12) relative to the horizontal, when said plate does not rotate, the balls are located in the vicinity from the center of said plate (8), in contact with a crown (13) limiting the lower path of the balls, said crown surrounding a conical insert (14), for fixing on the axis (7) of the motor (- 6). On the other hand, 'when no member limits their upward travel, if the plate (8) rotates, the said balls (12) are subjected to centrifugal force, which, if the speed of rotation is sufficient, causes the balls to rise (12) to the top of the ramps (10). For this, it is sufficient that the moments of the centrifugal forces applying on the balls (12) relative to the vertical central axis (7) of the engine, be greater than moments of the forces of gravity also applying to the balls, with respect to the same axis.
Le plateau de verrouillage (9) se présente sous la forme d'une corolle, dont le nombre de pétales (14) coïncide avec le nombre de réceptacle (3) du plateau support (2), cinq en l'occurence. Chacun de ces pétales (15) est terminé, à son extrémité libre, par un ergot (16), s'étendant vers le plateau support (2), et destiné à coopérer avec une fente (17), ménagée au sein de la base (18) de chacun des receptacles (3) du dit plateau (2), et ce, uniquement dans le cas où le receptacle (3) considéré ne contient pas d'élément (4) à centrifuger. En outre chaque pétale (15) présente sur sa face envers, c'est à dire,du coté du plateau d'équilibrage (8), une butée (19) venue du moulage, et située au voisinage de la base (20) du pétale (15).Cette butée (19) est destinée à retenir la bille (12) vers la couronne (13')1lorsque le réceptacle (3) correspondant reçoit un élément (4) à centrifuger, lors des phases de centrifugation. The locking plate (9) is in the form of a corolla, the number of petals (14) of which coincides with the number of receptacles (3) of the support plate (2), five in this case. Each of these petals (15) is terminated, at its free end, by a lug (16), extending towards the support plate (2), and intended to cooperate with a slot (17), formed within the base (18) of each of the receptacles (3) of said plate (2), and this, only in the case where the receptacle (3) considered does not contain any element (4) to be centrifuged. In addition each petal (15) has on its reverse side, that is to say, on the side of the balancing plate (8), a stop (19) coming from the molding, and located in the vicinity of the base (20) of the petal (15). This stop (19) is intended to retain the ball (12) towards the crown (13 ') 1 when the corresponding receptacle (3) receives an element (4) to be centrifuged, during the centrifugation phases.
Chacun des pétales (15) est soumis à une contrainte transmise par l'intermédiaire de l'ergot (16), lorsqu'un réceptacle (3) reçoit un élément à centrifuger (4),du fait que le plateau (9) est réalisé en un matériau plastique souple à effet de mémoire élastique, et que le moulage lui donne une forme telle,qu'il tend naturellement à provoquer la coopération de l'ergot (16) avec la fente (17). Ainsi, tout abaissement de l'ergot (16) provoque de façon inéluctable, l'abaissement concomitent de la butée (19) de rétention des billes (12) . Les dieux positions extrêmes du plateau (9) sont visibles respectivement sur les figures 2 et 3. Each of the petals (15) is subjected to a stress transmitted via the lug (16), when a receptacle (3) receives a centrifugal element (4), because the plate (9) is made in a flexible plastic material with elastic memory effect, and that the molding gives it a shape such that it naturally tends to cause the cooperation of the lug (16) with the slot (17). Thus, any lowering of the lug (16) inevitably causes, the concomitant lowering of the stop (19) for retaining the balls (12). The gods extreme positions of the plate (9) are visible respectively in Figures 2 and 3.
Ainsi,lorsque l'on désire réaliser la centrifugation d'éléments (4), on positionne ces éléments au sein des réceptacles (3), qui sont munis d'ergots de positionnement (non représentés), et on peut immédiatement procéder aux différentes phases de centrifugation,sans s'inquiéter de l'équilibrage du dispositif .En effet, la masse des éléments (4) à centrifuger étant connue, on adapte la masse des billes (12) d'équilibrage, en utilisant des billes de diamètre connu (la masse volumique des billes restant constante, le seul paramètre pouvant faire varier la masse est le diamètre), de façon à ce que la somme des moments par rapport à l'axe (7) des forces centrifuges s'appliquant sur les billes (12) en position basse et sur l'élément (4) à centrifuger correspondant, soit égale aux moments par rapport au même axe des forces centrifuges s'appliquant sur les billes en position haute d'une même paire de rampes (10)
Ainsi, c'est par la seule utilisation de la force centrifuge générée par la rotation des plateaux que l'on réalise un équilibrage dynamique automatique .De plus,il est tout à fait possible de n'employer qu'une partie des réceptacles (3) du plateau support (2), sans pour autant perturber l'équilibrage. En effet, lorsque l'on place sur un réceptacle (4) un élément (3) à centrifuger, ce dernier appuie sur l'ergot (16) qui faisait saillie au niveau de la fente (17) de la base (18), provoquant ainsi un abaissement du pétale (16), donc de la butée (19), ayant pour conséquence la rétention des deux billes (12) correspondantes en position basse . Par contre,les réceptacles vides n'entrainent pas d'abaissement des pétales (16) du plateau (9) , donc n'empêchent pas l'ascension des billes au sommet des rampes correspondantes. Comme il est bien connu, qu'à forces égales, plus le rayon du cercle décrit par l'objet sur lequel s'appuient les dites forces est grand,et plus grand est son moment,par rapport à l'axe passant par le centre du dit cercle, on peut , en calculant au préalable la masse des billes (12) nécessaire pour réaliser l'équilibrage, obtenir un équilibrage dynamique et automatique.Thus, when it is desired to centrifuge elements (4), these elements are positioned within receptacles (3), which are provided with positioning pins (not shown), and the various phases can be immediately carried out. centrifugation, without worrying about the balancing of the device. Indeed, the mass of the elements (4) to be centrifuged being known, the mass of the balancing balls (12) is adapted, using balls of known diameter ( the density of the balls remaining constant, the only parameter which can vary the mass is the diameter), so that the sum of the moments relative to the axis (7) of the centrifugal forces applying to the balls (12 ) in the low position and on the corresponding element (4) to be centrifuged, ie equal to the moments with respect to the same axis of the centrifugal forces applying to the balls in the high position of the same pair of ramps (10)
Thus, it is only by using the centrifugal force generated by the rotation of the plates that automatic dynamic balancing is achieved. In addition, it is quite possible to use only part of the receptacles (3 ) of the support plate (2), without disturbing the balancing. In fact, when an element (3) to be centrifuged is placed on a receptacle (4), the latter presses on the lug (16) which protrudes at the level of the slot (17) of the base (18), thus causing a lowering of the petal (16), therefore of the stop (19), resulting in the retention of the two corresponding balls (12) in the low position. On the other hand, the empty receptacles do not cause the petals (16) of the plate (9) to be lowered, therefore do not prevent the balls from rising to the top of the corresponding ramps. As it is well known, that at equal forces, the larger the radius of the circle described by the object on which the said forces are based, and the greater its moment, relative to the axis passing through the center of the said circle, it is possible, by calculating beforehand the mass of the balls (12) necessary for balancing, to obtain dynamic and automatic balancing.
Ainsi, il ressort de la présente invention des avantages que ne procuraient pas les dispositifs centrifugeurs connus à ce jour . On peut citer
- la réalisation d'un équilibrage dynamique et automatique, mettant en oeuvre une méthode simple
- un gain de temps considérable
- l'utilisation de matériaux simples et peu couteux;
- la possibilité de n'utiliser qu'une partie des réceptacles avec la même facilité de réalisation de l'équi librage Thus, it emerges from the present invention advantages that did not provide the centrifuge devices known to date. We can cite
- the realization of a dynamic and automatic balancing, implementing a simple method
- A great time saver
- the use of simple and inexpensive materials;
- the possibility of using only part of the receptacles with the same ease of carrying out the balancing
Claims (7)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8613552A FR2605104B1 (en) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | DYNAMIC BALANCING DEVICE OF A CENTRIFUGAL APPARATUS |
| US07/099,238 US4865810A (en) | 1986-09-25 | 1987-09-21 | Centrifuge for performing medical analyses |
| DE8787420250T DE3772690D1 (en) | 1986-09-25 | 1987-09-24 | CENTRIFUGAL DEVICE FOR CARRYING OUT ANALYZES. |
| EP87420250A EP0262060B1 (en) | 1986-09-25 | 1987-09-24 | Centrifugal arrangement for carrying out analyses |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8613552A FR2605104B1 (en) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | DYNAMIC BALANCING DEVICE OF A CENTRIFUGAL APPARATUS |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2605104A1 true FR2605104A1 (en) | 1988-04-15 |
| FR2605104B1 FR2605104B1 (en) | 1989-11-24 |
Family
ID=9339354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8613552A Expired FR2605104B1 (en) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | DYNAMIC BALANCING DEVICE OF A CENTRIFUGAL APPARATUS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2605104B1 (en) |
Cited By (1)
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Also Published As
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| FR2605104B1 (en) | 1989-11-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TP | Transmission of property | ||
| ST | Notification of lapse |