ITMI20101157A1 - Cappa a flusso laminare per laboratori di ricerca - Google Patents

Description

Descrizione dell’Invenzione industriale dal titolo:

CAPPA A FLUSSO LAMINARE PER LABORATORI DI RICERCA

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda una cappa a flusso d'aria laminare particolarmente adatta ad essere impiegata nei laboratori di ricerca che effettuano sperimentazione animale, e che richiedano un’area di lavoro a contaminazione controllata.

È noto impiegare negli stabulari stazioni di lavoro quali appunto le cabine o cappe a flusso d’aria laminare per effettuare diversi interventi sulle gabbie o vaschette di contenimento degli animali.

Questa tipologia di cappe prevede un controllo forzato del flusso d’aria a parziale ricircolo, con ridotta apertura frontale di lavoro ed aspirazione frontale di aria ambiente (chiamata protettiva o di contenimento) che, passando sotto il piano di lavoro e attraverso la sommità del vano, risulta suddiviso in linee di flusso ideali laminari unidirezionali, tra loro parallele. Questa soluzione permette una notevole pulizia del flusso, priva di turbolenze, diminuendo quindi sensibilmente non solo la cross contaminazione dei prodotti manipolati al suo interno ma anche la dispersione degli agenti infettanti e quindi la contaminazione dell’ambiente esterno e dell’operatore.

Le cappe a flusso laminare assolvono quindi molteplici funzioni: protezione degli animali da contaminazione reciproca e/o esterna, protezione dell’operatore e protezione dell’ambiente del laboratorio.

L’operazione più comunemente eseguita dal tecnico consiste nel cambio gabbia, operazione nel corso della quale gli animali vengono trasferiti da una gabbia sporca ad una pulita, ed insieme agli animali il tecnico trasferisce eventuali accessori della gabbia, quali ad esempio mangiatoia e bottigliette per l’acqua.

Durante l’operazione di cambio gabbia è necessario rispettare precise norme di sicurezza al fine di evitare che agenti nocivi, allergeni e patogeni possano fuoriuscire dalla stazione di lavoro disperdendosi nell’ambiente, sottoponendo l’operatore al rischio di inalare tali sostanze. Naturalmente gli accorgimenti messi in atto mirano anche ad evitare che eventuali agenti esterni possano contaminare gli animali, pertanto tali stazioni di lavoro o cabine di cambio attuano una protezione incrociata dall'interno della cabina verso l’esterno e viceversa. Il principale strumento che garantisce tale protezione è il flusso laminare che lambisce il perimetro della stazione di lavoro, secondo quanto noto dallo stato deH’arte, tuttavia anche la presenza di un vetro protettivo che lascia una luce di passaggio di dimensioni prestabilite, così come l’altezza del piano di lavoro sono tutti accorgimenti che cooperano per l’ottenimento del risultato in termini di protezione.

Volendo brevemente illustrare quanto noto nel settore, è possibile riassumere due principali tipologie di cabine:

- cappe a flusso laminare che garantiscono principalmente la protezione dei campioni da contaminazioni (non la protezione dell’operatore e dell’ambiente);

- cappe di sicurezza biologica che garantiscono la protezione dell’operatore e dell’ambiente quando il campione (nel caso in oggetto l’animale da laboratorio) è rappresentato da materiale biologico patogeno o potenzialmente tale oltre che del campione stesso. La classificazione, la descrizione ed i requisiti di carattere tecnico che le cabine a sicurezza biologica devono possedere sono stabiliti da normative di prodotto emanate a livello nazionale come, per citarne una, la norma europea EN12469, che suddividono le cabine a sicurezza biologica in tre diverse classi, a cui corrispondono schemi di funzionamento e strutture diverse, in grado di garantire differenti livelli di sicurezza.

Secondo la classificazione prevista dalle norme, le cappe a sicurezza biologica in classe I assicurano la protezione da agenti biologici dell’operatore e dell’ambiente di lavoro esterno alla cappa ma non del prodotto manipolato. La protezione è assicurata dal flusso di aria entrante attraverso la sezione frontale aperta e filtrazione di tutta l’aria che viene espulsa su filtro HEPA prima dell’immissione in ambiente.

Le cappe a sicurezza biologica in classe II (di cui fa parte la cabina oggetto della presente invenzione) oltre ad assicurare la protezione da agenti biologici dell’operatore e deH’ambiente di lavoro esterno alla cappa, assicurano la protezione del materiale in lavorazione, nel nostro caso degli animali da laboratorio, da contaminazioni esterne. La parziale apertura frontale permette l’ingresso di aria che viene aspirata dalla griglia posta alla base dell’apertura frontale e successivamente, dopo il passaggio attraverso il filtro HEPA, immessa dall’alto nella camera di lavoro, creando un flusso laminare verticale. Approssimativamente, la quantità di aria aspirata è circa il 30% rispetto alla quantità di aria che genera il flusso laminare verticale. Una pari quantità di aria a quella che ha generato la barriera di protezione (o contenimento), viene espulsa dalla parte superiore della cabina attraverso un ulteriore filtro HEPA. La quantità di aria filtrata e ricircolata nella zona di lavoro in condizioni di flusso laminare o unidirezionale è pari al 70%.

Le cappe a sicurezza biologica in classe III sono invece cabine ermeticamente chiuse del tipo glove-box, dove l’operatore è fisicamente separato dal prodotto, con filtro HEPA sull’aria in ingresso e doppio filtro HEPA in serie sull’aria in espulsione. Tali cabine garantiscono un’eccellente protezione dell’ambiente e operatore ma povera per ciò che concerne il prodotto.

Attualmente dunque, sono note sul mercato, cappe a sicurezza biologica in classe I, Il e III.

Il livello di sicurezza offerto dalle cabine classe II (poiché garantiscono un'ottima protezione sia del prodotto che dell’operatore e deH’ambiente) si riflette ovviamente anche sul livello di comodità di utilizzo da parte dell’operatore. Tali cabine sono sicuramente più scomode rispetto alle comuni cabine di cambio gabbia normalmente impiegate, in cui l’apertura frontale risulta essere più ampia, in quanto l'operatore ha in questo caso una minore apertura frontale a disposizione per inserire le braccia all’Interno della cappa ed eseguire le operazioni che deve compiere, ed inoltre il piano di lavoro nel caso delle cappe impiegate negli stabulari risulta ad un’altezza inferiore rispetto all’altezza del bordo libero su cui è posizionata la griglia di ripresa dell’aria al fine di assicurare un maggior contenimento fisico e soprattutto per facilitare le operazioni di apertura e chiusura delle gabbie. Un esempio di situazione in cui è richiesto che il piano di lavoro attui una funzione di contenimento fisico è quella in cui gli animali soggetti a sperimentazione sono particolarmente attivi (anche tra gli stessi ratti e/o cavie da laboratorio alcune specie sono decisamente più vivaci di altre) e tendono a correre o addirittura a compiere piccoli balzi. In tutti questi casi, al fine di evitare che gli animali possano fuoriuscire dal piano di lavoro scappando, è importante che il piano stesso presenti dei mezzi di contenimento fisico, efficacemente costituiti ad esempio da un bordo rialzato. L’operatore ha quindi maggiore difficoltà ad operare con le cappe di classe II, che offrono per contro un maggiore livello di sicurezza.

Compito precipuo della presente invenzione è quindi quello di fornire una cabina o cappa a flusso laminare che possa essere agevolmente impiegata in modalità biohazard, ovvero a sicurezza microbiologica, e non, quindi sia per l’esecuzione di procedure sperimentali di laboratorio sia tipicamente per il cambio gabbia delle gabbie degli animali da stabulario, rendendo agevole l’introduzione nella cabina anche delle gabbie più voluminose.

Nell’ambito di questo compito, scopo della presente invenzione è quello di fornire una cabina a flusso laminare con livello di sicurezza microbiologica che risulti di più confortevole impiego e maggiormente ergonomica per l’utilizzato re.

Questo compito e questi e altri scopi che risulteranno maggiormente chiari in seguito sono raggiunti da una cappa a flusso laminare del tipo comprendente un piano di lavoro supportato da una porzione scatolare inferiore e sormontato da un plenum o porzione scatolare superiore, comprendente inoltre mezzi di ripresa dell’aria atti a convogliare detto flusso di aria laminare al di sotto di detto piano di lavoro, caratterizzata dal fatto che detto piano di lavoro risulta mobile in direzione verticale rispetto a detti mezzi di ripresa dell’aria.

Inoltre, la cappa a flusso laminare secondo la presente invenzione si caratterizza per il fatto che detto plenum superiore comprende un pannello frontale trasparente di protezione anch’esso mobile in direzione sostanzialmente verticale tra una posizione completamente alzata ed una posizione completamente abbassata, passando per una o più posizioni intermedie.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione diverranno maggiormente chiari dalla seguente descrizione dettagliata, data in forma esemplificativa e non limitativa e illustrata nelle allegate figure in cui:

la figura 1 mostra una vista prospettica d'assieme della cappa a flusso laminare secondo la presente invenzione in una prima configurazione operativa;

la figura 2 mostra una vista frontale della cappa a flusso laminare secondo la presente invenzione nella configurazione operativa di figura 1;

la figura 3 mostra una vista in sezione secondo il piano A-A indicato in figura 2 della cappa secondo la presente invenzione;

la figura 4 mostra una vista frontale della cappa a flusso laminare secondo la presente invenzione in una seconda configurazione operativa;

la figura 5 mostra una vista in sezione secondo il piano E-E indicato in figura 4 della cappa secondo la presente invenzione;

la figura 6 mostra una vista frontale della cappa a flusso laminare secondo la presente invenzione in una terza configurazione operativa; la figura 7 mostra una vista in sezione secondo il piano l-l indicato in figura 6 della cappa secondo la presente invenzione;

la figura 8 mostra una vista dei mezzi di sollevamento del piano di lavoro della cappa secondo la presente invenzione.

Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione illustrata nelle citate figure a titolo esemplificativo e non limitativo, la cappa a flusso laminare 1 secondo la presente invenzione comprende una porzione scatolare inferiore 2 la quale supporta mezzi di ripresa dell’aria, costituiti ad esempio dalla griglia 2a, ed un piano di lavoro 4.

La porzione scatolare inferiore racchiude secondo quanto noto dallo stato dell’arte mezzi per la ripresa ed il convogliamento del flusso d’aria laminare, mezzi per il filtraggio deH'aria ripresa dalla griglia 2a e simili apparati, ed è sormontata da una porzione scatolare superiore 3 la quale racchiude simili mezzi per la movimentazione ed il filtraggio deN’aria secondo quanto noto dallo stato dell’arte, e comprende ulteriormente un pannello trasparente frontale 5 preferibilmente realizzato in vetro.

Detto pannello frontale 5 è vincolato alla parte frontale della porzione scatolare superiore 3, ed è mobile tra una posizione completamente abbassata e una posizione completamente alzata, passando per una o più posizioni intermedie, grazie a mezzi di movimentazione del pannello frontale, non rappresentati nelle figure. Tali mezzi di movimentazione possono essere del tipo noto dallo stato deH’arte.

Analogamente, la cappa a flusso laminare secondo la presente invenzione è dotata di mezzi 10 per la movimentazione del piano di lavoro 4, detti mezzi comprendendo in particolare, nella forma di realizzazione qui illustrata a titolo esemplificativo di una possibile soluzione, un sistema motorizzato a pantografo, illustrato in figura 8, che consente la movimentazione verticale di detto piano di lavoro.

Sempre secondo una possibile forma di realizzazione presente invenzione, il piano di lavoro 4 è mobile tra una prima posizione, illustrata ad esempio nelle figure 1 e 3, in cui il piano è abbassato in modo da realizzare un dislivello con il bordo 2b della porzione scatolare inferiore 2 su cui è installata la griglia dì ripresa aria 2a.

La cappa secondo la presente invenzione comprende un’unità di controllo centrale, programmabile e azionabile dall’operatore, per la movimentazione coordinata del piano di lavoro 4 e del pannello frontale Con particolare riferimento a quanto illustrato nelle figure da 1 a 3, la cappa secondo la presente invenzione può in una prima configurazione essere impiegata per le normali procedure di cambio gabbie.

Infatti, inserendo una opportuna password per l’utilizzo della cappa in configurazione cambio gabbia, ad esempio, il piano di lavoro 4 grazie ai mezzi di movimentazione 10 si abbassa di una quota attorno ai 100-120 mm rispetto alla griglia di ripresa aria 2a ed il pannello frontale 5 si posiziona nella posizione intermedia, corrispondente ad una situazione in cui l’apertura frontale di lavoro è ad un’altezza di 320 mm.

In questa configurazione, l’operatore attraverso una semplice pressione di un comando a pedale collocato a pavimento, l’utilizzatore attiva il sollevamento del piano di lavoro 4 e il contemporaneo sollevamento del pannello frontale 5 fino a raggiungere la configurazione in cui il pannello frontale 5 si trova nella posizione completamente alzata corrispondente ad un’apertura frontale di 450 mm ed una posizione del piano di lavoro 4 alzato, a filo con la griglia di ripresa aria 2a. In questa configurazione della cappa, non operativa, sono facilitate le operazioni di inserimento nella cappa ed estrazione dalla cappa delle gabbie ingombranti, e quindi pesanti (data dalla presenza all'interno di queste gabbie di uno o più roditori, cibo e bottiglie di acqua).

Nella configurazione cambio gabbia, infatti, il piano di lavoro 4 è, come detto, collocato ad una quota inferiore rispetto al bordo 2b su cui trova alloggiamento la griglia di ripresa aria 2a. Il dislivello di circa 120 mm che si crea tra il piano di lavoro ed il bordo della porzione scatolare inferiore 2, rende difficoltoso e faticoso per l’operatore sia l’inserimento ma soprattutto l’estrazione delle gabbie di dimensioni maggiori nella e dalla cappa 1.

Mediante opportuna programmazione dell’unità di controllo della cappa a flusso laminare secondo la presente invenzione, ad esempio inserendo una seconda password diversa dalla prima, la cappa può agevolmente essere impiegata in attività microbiologiche in conformità alla norma europea EN12469 riportante i requisiti fondamentali di sicurezza e igiene delle postazioni di sicurezza microbiologica.

In tale configurazione il piano di lavoro 4 si solleva fino a portarsi a filo con la griglia di ripresa aria 2a, mentre il pannello frontale 5 si porta in una posizione abbassata in cui l’apertura frontale è di soli 250 mm (così come espressamente dichiarato nella direttiva europea EN12469).

Questa configurazione, in cui l’operatore è in grado di operare in condizioni di bio-sicurezza, è mostrata nelle figure 4 e 5.

Sempre agendo sull’opportuno comando, che come detto può ad esempio essere di tipo a pedale, l’operatore può movimentare l’apertura del pannello frontale 5 portando il pannello nella posizione completamente aperta in cui la luce frontale è di 450 mm, ad esempio, senza che il piano di lavoro 4, già a filo con il bordo della porzione scatolare inferiore, si muova.

Questa configurazione, mostrata nelle figure 6 e 7, consente all’operatore di introdurre agevolmente le gabbie nella cappa a flusso laminare. Una volta inserite le gabbie o altri oggetti voluminosi, il pannello frontale 5 può essere nuovamente riportato nella posizione completamente abbassata in cui si ha apertura frontale di 250 mm.

Si è così mostrato come la cappa a flusso laminare secondo la presente invenzione raggiunga lo scopo e gli oggetti proposti.

In particolare, si è illustrato come la cappa a flusso laminare secondo la presente invenzione, grazie alla coordinata azione, tramite un’unità di controllo centrale, di mezzi di movimentazione del pannello frontale e di mezzi di movimentazione del piano di lavoro, può agevolmente essere impiegata sia per cambio gabbie (in particolare, risulta ideale per quelle gabbie ingombranti) sia per procedure microbiologiche (es. manipolazione di microrganismi patogeni e non, quali virus, batteri ecc.).

Inoltre, si è mostrato come grazie alla possibilità di movimentare in modo coordinato piano di lavoro e pannello frontale la cappa a flusso laminare secondo la presente invenzione risulta maggiormente ergonomica per l’operatore nelle fasi di inserimento e di estrazione delle gabbie, in particolare quelle maggiormente voluminose, garantendo in fase operativa un’ottima protezione del prodotto e, nel caso specifico, dell'animale, dell’operatore e dell’ambiente.

Numerose modifiche possono essere effettuate dall'esperto del ramo senza uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione.

L’ambito di protezione delle rivendicazioni, quindi, non deve essere limitato dalle illustrazioni o dalle forme di realizzazione preferite mostrate nella descrizione in forma di esempio, ma piuttosto le rivendicazioni devono comprendere tutte le caratteristiche di novità brevettabile deducibili dalla presente invenzione, incluse tutte le caratteristiche che sarebbero trattate come equivalenti dal tecnico del ramo.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Cappa a flusso laminare (1) del tipo comprendente un piano di lavoro (4) supportato da una porzione scatolare inferiore (2) e sormontato da un plenum o porzione scatolare superiore (3), e dotata di un pannello frontale (5) protettivo trasparente mobile tra una posizione completamente abbassata ed una posizione completamente alzata, comprendente inoltre mezzi di ripresa deH’aria (2a) atti a convogliare detto flusso di aria laminare, caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre mezzi per la movimentazione (10) di detto piano di lavoro (4) che risulta così mobile in direzione verticale rispetto a detta porzione scatolare inferiore (2).
2. 2. Cappa a flusso laminare (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detto pannello frontale (5) è anch’esso mobile tra dette posizioni completamente alzata e completamente abbassata attraverso una o più posizioni intermedie.
3. 3. Cappa a flusso laminare (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di ripresa deH’aria comprendono una griglia di ripresa aria (2a) posizionata in corrispondenza del bordo anteriore (2b) di detto corpo scatolare inferiore (2).
4. 4. Cappa a flusso laminare (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi per la movimentazione di detto piano di lavoro (4) comprendono una struttura a pantografo (10) adatta ad essere contenuta al di sotto di detto piano di lavoro (4) entro detta porzione scatolare inferiore (2).
5. 5. Cappa a flusso laminare (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre almeno un’unità di controllo centrale in grado di comandare simultaneamente il movimento di detto piano di lavoro (4) ed il movimento di detto pannello frontale (5).
6. 6. Cappa a flusso laminare (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detta unità di controllo centrale è connessa e comandata da un comando azionabile dall’operatore.
7. 7. Cappa a flusso laminare (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detto comando è un comando a pedale posizionato a pavimento.
8. 8. Cappa a flusso laminare (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta unità di controllo centrale è in grado di movimentare detto pannello frontale (5) e detto piano di lavoro (4) in modo che detto piano di lavoro (4) si abbassi di una quota predeterminata rispetto alla griglia di ripresa aria (2a) ed il pannello frontale (5) si posizioni in una posizione intermedia corrispondente ad un’apertura frontale intermedia tra la posizione completamente aperta e quella completamente chiusa.
9. 9. Cappa a flusso laminare (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta unità di controllo centrale è in grado di movimentare detto pannello frontale (5) e detto piano di lavoro (4) in modo che detto piano di lavoro (4) sia al medesimo livello del bordo anteriore (2b) di detto corpo scatolare inferiore (2) e detto pannello frontale (5) sia in posizione completamente alzata.
10. 10. Cappa a flusso laminare (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta unità di controllo centrale è in grado di movimentare detto pannello frontale (5) e detto piano di lavoro (4) in modo che detto piano di lavoro (4) sia al medesimo livello del bordo anteriore (2b) di detto corpo scatolare inferiore (2) e detto pannello frontale (5) sia in posizione completamente abbassata o completamente alzata.