APARATO PARA RÁPIDA VIBRACIÓN DE TUBOS QUE CONTIENEN MUESTRAS
La invención se refiere a un aparato para rápida vibración de tubos que contienen muestras, en particular muestras biológicas, la vibración rápida de tubos realizando una trituración de muestras. En efecto, ya se conoce un triturador de muestras biológicas que encierra las muestras en tubos que contienen igualmente microbolas de vidrio o de cerámica y que somete los tubos cerrados de manera impermeable a una vibración axial de frecuencia elevada, por ejemplo, de aproximadamente 100 Hz, durante una duración relativamente corta, del orden de 30 a 60 segundos, por ejemplo. El documento US-A-5,567,050 describe un aparato para la ejecución de tal procedimiento que comprende una plataforma de soporte de tubos y medios de arrastre de plataforma en movimiento oscilatorio alrededor de un centro de rotación. Los medios de arrastre comprenden un motor eléctrico del cual el huso de salida se proporciona con un manguito de superficie cilindrica exterior inclinada, oblicua, con respecto al eje del huso de salida del motor. La plataforma se monta libre en rotación en el manguito por medio del rodaduras axialmente alineadas y se asocia por medios de inmovilización de rotación, de manera que cuando el manguito se arrastra en rotación por el motor, hace oscilar la plataforma alrededor de un centro de rotación que se forma por la intersección del eje del
huso del motor y del eje de la superficie exterior cilindrica de manguito. Los tubos fijos a la periferia de plataforma a igual distancia del centro de rotación se desplazan así en movimiento alternativo sensiblemente curvilíneo. Teóricamente, la velocidad de rotación del huso de salida del motor puede comprenderse entre 3000 y 8000 vueltas por minuto y las muestras se someten a aceleraciones lineales de 150 a 400 g, para su trituración. Este aparato conocido presenta, sin embargo, el inconveniente de rápido calentamiento de las rodaduras que sirven al montaje de la plataforma sobre el manguito y que soportan todos los esfuerzos de rotación de la plataforma, lo que provoca rápido deterioro de estas rodaduras y una reducción más sensible de su duración de vida, el calentamiento de las rodaduras se traduce igualmente por un calentamiento de plataforma que se transmite a los tubos y a las muestras contenidas en los tubos. En la práctica, no es posible con este tipo de aparato hacer oscilar la plataforma a una velocidad superior a 6000 vueltas por minuto aproximadamente sin provocar la destrucción más o menos rápida del aparato. Además, el calentamiento de las rodaduras y de la plataforma obliga a esperar cierto tiempo entre dos ciclos de trituración, para dejar enfriar suficientemente la plataforma y las rodaduras. Además, en este aparato conocido, los tubos deben manipularse para colocarse en los alojamientos previstos sobre la plataforma y para retirarse, e igualmente colocarse y maniobrarse por medios de bloqueo de tubos en sus alojamientos de plataforma, lo que
alarga fuertemente las d uraciones de carga y de descarga del aparato y aumentan tanto las duraciones totales de ciclos de análisis de muestras . La presente invención tiene notablemente por objeto proporcionar una sol ución simple , eficaz y económica a este problema . Igualmente tiene por objeto un aparato del tipo precitado , que perm ite la rápida vibración de tubos que contienen m uestras a analizar y q ue tiene una duración de vida m uy superior a aq uella de los aparatos concurrentes conocidos. Igualmente tiene por objeto un aparato del ti po precitado, q ue puede funcionar sin daño a las frecuencias de oscilación elevadas, superiores a aq uellas de aparatos concurrentes conocidos.
Aún tiene por objeto u n aparato de este tipo , que es más simple y menos costoso y as í más fácil y más rápido de utilizar que los aparatos conocidos. Propone para este efecto, un aparato para la rápida vibración de tubos que contienen muestras , en particular biológicas, que comprenden una plataforma de soporte de tubos y medios de a rrastre de plataforma en movimiento oscilatorio alrededor de un centro de rotación situado en el eje de simetría de plataforma, ca racterizado porq ue la plataforma se soporta y centra sobre una parte suspendida el ásticamente del aparato por medio de dos apoyos concéntricos montados uno en el interior del otro, uno de estos apoyos siendo del tipo de rotulo q ue permite el movimiento oscilatorio
de la plataforma alrededor del centro de rotación . Una ventaja esencial del aparato seg ú n la invención es que los medios de soporte y de centrado de plataforma no tienen que soportar esfuerzos debidos a la rotación de plataforma de manera que estos medios pueden formarse por apoyos , notablemente por rodaduras sin q ue estas últimas se deterioren rápidamente o destruyan cuando el funcionamiento del aparato. De preferencia , los dos apoyos son de rodad uras de bolas. El primero de estos apoyos comprende una caja radialmente intern a solidaria de una contera cil indrica axial de la plataforma , y una caja radialmente externa que es sol idaria en rotación de la caja radialmente interna del seg undo apoyo. La caja rad ialmente externa del segundo apoyo es sol idaria de la parte fija del aparato. El primer apoyo es una rótula de bolas , que perm ite el movim iento oscilatorio de plataform a alrededor del centro de rotació n . El segu ndo apoyo es una rodadu ra de bolas de la cual la caja interna g ira a gran velocidad con la caja externa del primer apoyo, las cajas , interna del primer apoyo y externa del segundo apoyo, fij ándose en rotación, y la caja interna del primer apoyo oscilante con la plataforma con respecto a la caja externa de este pri mer apoyo. La contera cil indrica de la plataforma es , en su extremo libre, unida por un tercer apoyo, tal como una rodadura de bolas de tipo rotulante , a un excéntrico montado en la punta de un huso motriz.
Para aceptar las dilataciones térm icas , o bien la contera se monta axialmente deslizándose en el tercer apoyo, o bien el primer
apoyo se monta axialmente deslizándose al interior del segundo . Según todavía otras características de la invención, los tubos se monta n en los alojamientos previstos en los apoyos en forma de sectores circulares q ue se colocan y fijan de manera amovible sobre la plataforma, y los medios se proveen para mantener los tubos en sus alojamientos, estos medios comprendiendo ventajosamente una tapadera montada sobre la plataforma para recubrir los tubos colocados en s us alojamientos , y los medios de bloq ueo o de cierre automático en su posición de mantenim iento de tubos . En un modo de realización preferido de la invención , la tapadera se mantiene por depresión sobre la plataforma en una posición de bloqueo de los tubos en sus alojamientos. Para eso, la tapadera deli mita con la plataforma una cámara estanca, q ue se une a una fuente de vacío. Además, los med ios de cierre automático de trinquete se proveen so bre la plataforma para permitir una colocación angular y un cierre autom ático rápido y automático de la tapadera en su posición de mantenimiento de los tubos en sus alojamientos. Ventajosamente, los medios de enlace de la cámara a la fuente de vacío forman medios de inmovilización de la plataforma en rotación. En un primer modo de realizació n , la tapadera com prende ling uetes radiales en su periferia, cada linguete rad ial se a plica elásticamente en el tapón de un tubo para mantener el tubo en su a lojamiento de plataforma .
En una variante de realización, una corona comprende en su periferia orificios de recepción de tubos y permite la carga de tubos en el exterior del aparato. Luego, la corona que lleva los tubos se coloca en la plataforma y se recubre con la tapadera precitada, fija y mantiene por depresión como se indica precedentemente. En otra variante, la corona precitada comprende alojamientos poco seguros de recepción de tubos y un anillo de caucho o análogo se posa sobre la corona para cerrar los alojamientos de manera estanca cuando la tapadera se coloca sobre la corona, también posada en la plataforma Así, en caso de ruptura de un tubo en el curso de la vibración, se evita una contaminación global del aparato y de su ambiente. En un modo de realización preferido de la invención, los apoyos concéntricos de la plataforma se llevan por una corona que se fija a un chasis fijo por los medios de suspensión elástica. El motor eléctrico de arrastre de la plataforma se monta fijamente sobre este chasis, su huso de salida se une por un acoplamiento elástico a un disco que lleva el tercer apoyo excéntrico de arrastre de la contera cilindrica de la plataforma, y este disco se monta en una caja de rodaduras llevada por el chasis. Se observa así que un desacoplamiento entre el motor, el disco llevando el apoyo excéntrico y la plataforma, es lo que evita aplicar al motor las vibraciones y coacciones de la corona, de la plataforma y del disco. Se prolonga así la duración de vida del motor
y se puede hacer funcionar el aparato en plena carga a una mayor velocidad de rotación del motor. La invención se comprenderá mejor y otras características y detalles y ventajas de esta aparecerán más claramente con la lectura de la siguiente descripción , hecha a manera de ejem plo con referencia a los dibujos anexos en los cuales : la figura 1 es una vista esquemática en corte axial de un modo de realización de un aparato según la invención , del cual la tapadera se quita ; - la figura 2 es una vista esquemática en corte axi al de la plataforma del aparato de la fig ura 1 con una tapadera ; la fig u ra 3 representa medios de inmovilización en rotación ; la figura 4 es una vista esquem ática parcial de los medios de recepción de tubos; la figu ra 5 es una vista esquemática en corte de una varia nte de realización de la invención ; la figura 6 es una vista esquemática parcial que representa otra característica de la invención . En el modo de realización representado en las figuras 1 y
2 , el aparato según la i nvención comprende un chasis 10 del cual la parte inferior contiene u n motor eléctrico 12 del cual el huso de salida 14 se orienta verticalmente hacia lo a lto y lleva un disco 16 sobre el cual u na rodadura 1 8 se monta oblicua y de manera excéntrica. Esta rodadura 1 8 recibe ia extremidad inferior del huso oblicuo 20 formado
por una contera axialmente cilindrica de una plataforma 22 de soporte de tubos de muestras 24 , la plataforma 22 se extiende perpendicu larmente al huso 20 y se monta fijamente en la punta de este o se forma de una pieza con el h uso 20, como se representa . La rodadura 18 se inclina para alinearse axialmente con el h uso 20 y de preferencia del tipo rotulante para la reparación de pequeñas fallas mecán icas . La plataforma 22 se soporta y centra sob re una corona 26 llevada por el chasis 1 0 , por medio de dos apoyos concéntricos 28 , 30 montados uno en el interior del otro entre el huso 20 y la corona 26 y representados de manera esquemática en las fig uras 1 y 2. El primer a poyo 28 es una rótula de bolas y comprende u na caja radialmente interna , fija sobre el h uso 20, y una caja rad ialmente externa con relación a la cual la caja interna puede oscilar alrededor de un centro de rotación situado sobre el eje del huso 20. Este centro de rotación es el centro del movimiento osci latorio de la plataforma 22 en el aparato seg ún la invención . La caja externa del apoyo 28 es solidaria en rotación de la caja i nterna del segundo apoyo 30 , en el interior de la cual se monta . La caja externa del seg undo apoyo 30 se fija al interior de un anillo 32 que se fija por los tornillos sobre la corona 26. Este anillo porta sobre su lado superior una arandela que recubre los apoyos 28 , 30 y los separa de manera estanca de la parte superior de la plataforma 22 q ue lleva los tubos 24.
La corona 26 comprende una brida periférica 54 fija por dos tornillos sobre una chapa 27 montada en el chasis 1 0 por los medios de suspensión elástica 29. El motor 12 se fija sobre la chapa 27. Los med ios se proveen para inmovilizar la plataforma en rotación y comprenden , por ejemplo , uno o varios resortes uniendo radialmente la corona 26 al huso 20. En un modo de realización particular representado esquemáticamente en la fig ura 3, estos med ios comprenden dos resortes 37 para lelos montados entre la corona 26 y una arandela 38 solidaria del huso 20. Las partes medias y las extremidades de resortes se fijan por atornil lamiento sobre las patas o mang uitos cil indricos de pedestal 26 y de la arandela 28, como se representa. Cuando el h uso 20 y la plataforma 22 tienen la tendencia a girar en u n sentido , se comprimen dos mitades de resorte 37 opuestas de manera dia metral y aflojan las otras dos mitades del resorte 37. Estos resortes pueden forzarse débilmente en compresión o en tracción en la posición de equilibrio representado en el diseño. El funcionamiento de este apa rato es el sig uiente: Cuando el motor 12 se alimenta , el d isco 16 se arrastra en rotación alrededor de un eje vertical 34 y el huso oblicuo 20 gira recorriendo una superficie cónica de la cual la cúspide es en la intersección entre el eje vertical 34 de rotación de disco 16 y el eje del huso oblicuo 20. La plataforma 22 que se fija en rotación a lrededor del eje del huso oblicuo 20 y del eje vertica l 34 , se arrastra
entonces en movimiento oscilante alrededor del centro de rotación formado por la intersección del eje 34 y del eje del huso 20, y los tubos 24 llevados por la plataforma 22 se desplazan en movimiento alternativo cu rvil íneo como se indica por la flecha 36. Las cajas externas del primer apoyo 28 e interna del segundo apoyo 30 , fijas una con relación a la otra , se arrastran en rotación a gran velocidad cuando el disco 16 se arrastra en rotación . Esta rotación de las cajas no interesa más que a las cajas de poca inercia y casi sin frotamiento y no absorbe más que una energ ía relativamente débil . Gracias a la rotación de estas dos cajas , el par de rotación transm itido en la plataforma 22 es relativamente m uy débil , y la plataforma puede in movil izarse en rotación por los medios simples y ligeros. Los dos apoyos 28, 30 del aparato no presentan ningu na señal de fatiga o desgaste cuando el disco 16 se arrastra a las velocidades de rotación del orden de 6500 vueltas por m inuto d u rante los ciclos de 60 segundos repetidos a a lgunos minutos de intervalos e n las duraciones de varios días. El aparato seg ún la invención se utiliza con las velocidades de rotación de 8000 vueltas por minuto , los tu bos sometiéndose a las aceleraciones de 600 g aproximadamente.
Además, se puede modificar el curso de los tu bos 24 sim plemente al cambiar la excentricidad de rodadura 18 o el diámetro de la plataforma 22. Los tubos 24 conteniendo las muestras se cierran por los tapones 40 q ue los ma ntienen en su lug ar por med io de una tapadera
42, de forma circular, que se embraga en el lado superior de la plataforma 22. La tapadera 22 comprende l inguetes rad iales de apoyo elástico en los tapones 40 de los tubos 24 colocados en sus alojamientos que se forman por los orificios de la periferia de la plataforma 22. Además , la tapadera 42 posee en la plataforma 22 delimitada con esta una cámara 44 estanca que se une a una fuente de vacio exterior al aparato por los conductos flexi bles 45 q ue unen la plataforma 22 a la corona 26 y q ue puede formar ventajosamente medios de inmovilización de plataforma 22 en rotación. Los conductos flexibles 45 se alojan ventajosa mente en el i nterior de los resortes de espirales para resistir los esfuerzos y las frecuencias de arrastre y asegurar la inmovi lización de la plataforma 22 en rotación a la plataforma de los medios 37 , 38 descritos anteriormente . Además, se proporcion an en la plataforma 22 los linguetes de trinquete elástico, que se extienden hacia lo alto y que pasan en los orificios de la tapadera 42 para una colocación angula r y un bloqueo rápido y automático de la tapadera en la plataform a, los ling uetes siendo, por ejemplo, dos en número y opuestos de manera d iametral . Una varia nte de real ización representada de manera esquemática en la figura 4 perm ite a un operador preparar ind ivid ualmente los tubos 24, cerrarlos por medio de tapones 40 y colocarlos enseg u ida en sus alojamientos de u na corona 46 amovible destinada a montarse entre la plataforma 22 y la tapadera 42.
Cuando la corona se provee completamente con tubos 24, se carga en la plataforma 2 del aparato de vibración . La tapadera 42 se coloca en su lugar y se bloq uea por el trinq uete en los linguetes 48 de la plataforma después se mantiene por depresión en la cámara 44 , después de lo cual el motor 12 se al imenta para hacer oscilar la plataform a 22 alrededor del centro de rotación precitado. Al fin de ciclo de trituración, cuando el motor 1 2 se detiene , la cámara 44 se coloca a presión ambiente, los ling uetes de trinq uete se reposan el ásticamente , la tapadera se retira y la coro na 46 se retira de la plataforma 22 y reemplaza por otra corona provista con tubos 24 q ue contienen las muestras a triturar. La carga y la descargada del aparato según la invención se efectúa entonces de manera sim ple y rápida . Ventajosamente, los alojamientos de recepción de tubos 24 en la corona 46 se limita y un adorno anular 50 de caucho o análogo puede colocarse en los alojamientos para ce rrarlos ind ivid ualmente de manera estanca . Si un tubo 24 se rompe dura nte un ciclo de vibración , su contenido se mantiene en el alojamiento correspondientes de cesta por el adorno de caucho que cierra ese alojamiento de manera estanca. Se evita as i una contaminación global del aparato y de su ambiente. En el modo de realización preferido de la invención , como se representa esquem áticamente en la fig ura 5, el motor eléctrico 12 se fija por tornillos o análogos directa mente en el chasis 1 0 y la
corona 26 se monta en el chasis 10 por medios de suspensión elástica de un tipo clásico, que comprende , por ejemplo, contactos 52 de caucho o análogo unidos por pares al chasis 10 y a una brida periférica 54 de la corona 26 aplicada en la cha pa 27. Este montaje evita transmitir al motor 1 2 las vibraciones y los esfuerzos aplicados a la corona 26, lo q ue aumenta de manera sensible la duración de vida del motor. Además, se prevé según la inve nción montar los tubos de m uestras 24 en la plataforma 22 no más paralelamente al eje de esa plataforma , pero de manera inclinada en dirección de ese eje, los ejes de los tubos 24 converg iendo hacia un punto del eje de la contera 20 de la plataforma, situado por arriba o por debajo de la plataforma . El ángulo formado por los ejes de los tubos 24 con el eje de la contera 20 es bajo , típicamente com prendido entre 5 y 30° aproximadamente y de preferencia de 1 0° aproximadamente. En funcionamiento, las bolas conten idas con las muestras en los tubos incl inados 24 se desplaza n mejor a través de las muestras y realizando un mejor triturado de ellas. Otra característica ventajosa de la invención se representa en la figura 6. En esta figura, se encuentra la plataforma 22 montada por las rodaduras 28 y 30 sobre la corona 26, montada sobre el chasis 10 por la chapa 27 y por los medios 52 de suspensión elástica. La contera 20 de la plataforma 22 se monta axialmente deslizándose a su extremidad inferior en la rodadura excéntrica 18
portada por el disco 16 como ya se describió. El disco 16 no se fija directamente sobre el huso de salida del motor 12, pero se monta en una caja de rodaduras 56 fija en el chasis 10, y se arrastra en rotación por el huso del motor 12 por medio de un acoplamiento elástico. Este acoplamiento elástico comprende un medio expansible 58 de montaje de un apoyo metálico 60 sobre el huso del motor 12, y de los tubos de caucho 62 que se reciben en los alojamientos de la base del disco 16 y fijos en el apoyo 60 por los tornillos 64 alojados en los tubos 62. La caja de rodaduras 56 comprende una rodadura horizontal superior 66 y una rodadura horizontal inferior 68, de la cual las cajas exteriores se bloquean en la caja 56. La caja interior de rodadura superior 66 es solidaria del disco 16, que puede deslizarse en la caja interior de la rodadura inferior 68 por las razones de dilatación térmica. Este montaje permite proteger mejor todavía el motor 12 de vibraciones y desacoplarlo en el punto de vista vibratorio del disco 16, de rodadura 18 y de contera 20 de la plataforma 22. Se aumenta la duración de vida del motor y el aparato según la invención puede utilizarse en plena carga a las velocidades de rotación más elevados (por ejemplo, 6800 vueltas/minuto o más en lugar de 6000 vueltas/minuto) sin problemas para el motor 12. Se notará en fin que este aparato comprende ventajosamente una funda pivotante que cubre la plataforma 22 para
- -la trituración de m uestras y que se equ ipa de medios de bloqueo posición cerrada de tipo electromagnético o a depresión.