Chapitre 5 : Etude de la centrifugeuse réfrigérée JOUAN
5.3. Les différents groupes fonctionnels de la centrifugeuse
5.3.6. La commande de freinage
La centrifugeuse JOUAN est équipée d’un détecteur de balourd. Lorsqu’il est activé, la centrifugeuse passe aussitôt en freinage. Dans ce cas, le message “IMBALANCE” apparaît sur l’écran. La vitesse réelle est affichée. Il n’est pas possible d’ouvrir le couvercle tant que la vitesse n’est pas revenue à “0”. Appuyer alors sur la touche ENTREE. Après l’arrêt, l’ouverture du couvercle et le rééquilibrage annulent l’interdiction de démarrage. Le déséquilibre maximum toléré dépend du rotor. Le passage en mode freinage s’effectue d’abord par l’annulation du courant du moteur.
Celui-ci ne dure qu’environ deux secondes 5.3.7. Système de réfrigération
La centrifugeuse JOUAN est équipée d’un système de réfrigération qui permet de maintenir les échantillons à une température constante. La régulation de température, injecte des gaz froids dans l’évaporateur de la cuve, ceci pour obtenir plus rapidement la température désirée.
Cependant, lorsque le couvercle est ouvert, les gaz froids ne sont pas injectés. La mesure de température effectuée dans la cuve est numérisée et le contrôle de la température est géré par le microprocesseur qui commande le groupe frigorifique. Une compensation de température est programmable par l’utilisateur: elle permet d’affiner le contrôle en fonction du résultat désiré par l’opérateur en tenant compte de la température originale des échantillons. La réfrigération de la cuve est obtenue par la circulation de fluide réfrigérant dans un serpentin fixé à la cuve
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(évaporateur du groupe). Le compresseur du groupe frigorifique est du type hermétique à fonctionnement en tout ou rien. Le condenseur du groupe est refroidi par une circulation d'air produite par un ventilateur. L'air traversant le condenseur est introduit par les ouïes situées sur le flanc droit de l'appareil et refoulé à l'arrière de l'appareil. Il est également possible de sélectionner la régulation de la température à l’arrêt afin de maintenir la chambre (l’évaporateur) à la température souhaitée même lorsque l’appareil n’effectue aucun cycle. Seule la détection du couvercle ouvert peut interrompre alors la réfrigération à l’arrêt. Lorsque le rotor est immobile et que le couvercle est fermé, le compartiment centrifuge refroidit jusqu’à la température fixée à l’avance, lorsque celle-ci est inférieure à 20°C/68°F. La température fixée à l’avance est affichée pendant le refroidissement en standby. La température de consigne peut être réglée sur une plage de -20°C à + 40°C / -4°F à 104°F.
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5.4. Proposition d’un schéma du circuit permettant la transformation des 220V alternative en tension continue
Figure 13 : schéma synoptique de la centrifugeuse JOUAN
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5.5. Principe de fonctionnement d’un moteur à cage d’écureuil
Le moteur asynchrone couplé à un variateur de fréquence est de loin le type de moteur le plus utilisé pour les applications où il est nécessaire de contrôler la vitesse et le déplacement d'une charge.
Le système moteur-variateur convient bien pour des applications tels que les ascenseurs car on recherche une excellente précision à fois au niveau de la vitesse (confort des utilisateurs) et de la précision de la position de la cabine par rapport aux paliers.
Quant au moteur asynchrone seul, sa popularité résulte du peu d'entretien nécessaire, de sa simplicité de construction, de sa standardisation et de sa robuste.
Le principe de fonctionnement d'un moteur asynchrone repose :
D'une part sur la création d'un courant électrique induit dans un conducteur placé dans un champ magnétique tournant. Le conducteur en question est un des barreaux de la cage d'écureuil ci-dessous constituant le rotor du moteur. L'induction du courant ne peut se faire que si le conducteur est en court-circuit (c'est le cas puisque les deux bagues latérales relient tous les barreaux).
D'autre part, sur la création d'une force motrice sur le conducteur considéré (parcouru par un courant et placé dans un champ magnétique tournant ou variable) dont le sens est donné par la règle des trois doigts de la main droite.
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Image 6 : Illustration du principe de fonctionnement d’un moteur à cage d’écureuil
Comme montré sur le schéma ci-dessus, le champ tournant, à un instant donné, est orienté vers le haut. En considérant deux conducteurs diamétralement opposés, on constate que les courants induits dans ces deux conducteurs sont en sens inverse et, associés au champ magnétique, créent des forces motrices en sens inverse. Le rotor étant libre de tourner sur l'axe X-Y, les deux forces s'associent pour imprimer aux deux conducteurs un couple permettant la rotation de la cage d'écureuil : le moteur électrique est inventé.
Pour entretenir la rotation du moteur, il est nécessaire de faire varier soit le courant dans les conducteurs de la cage, soit le champ magnétique.
Dans un moteur asynchrone, c'est le champ magnétique qui varie sous forme de champ tournant créé dans le stator.
Au démarrage le champ tournant balaye les conducteurs de son flux à la vitesse angulaire de synchronisme. Le rotor mis en rotation tend à rattraper le champ tournant. Pour qu'il y ait un couple entretenu au niveau
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des conducteurs, la variation de flux doit être présente en permanence; ce qui signifie que si les conducteurs tournent à la vitesse de synchronisme comme le champ tournant, la variation de flux sur les conducteurs devient nulle et le couple moteur disparaît.
Un rotor de moteur asynchrone ne tourne donc jamais à la vitesse de synchronisme (50 Hz). Pour un moteur à une paire de pôles (à 50 Hz, la vitesse de rotation du champ tournant est de 3 000 [tr/min]) la vitesse de rotation du rotor peut être de 2 950 [tr/min] par exemple; intervient ici la notion de glissement.
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Chapitre 6 : Description des caractéristiques de fonctionnement sécuritaire de la centrifugeuse réfrigérée JOUAN
Outre le mode d’emploi et les réglementations contraignantes relatives à la prévention des accidents, il importe également de respecter les règles spécifiques et communément admises en matière de sécurité et de travail. La centrifugeuse a été construite conformément à l’état actuel de la technique et son fonctionnement est sûr. Elle peut cependant présenter des dangers pour l’utilisateur ou des tiers, si son utilisation n’est pas confiée à un personnel dûment formé. Pendant son fonctionnement, la centrifugeuse ne devrait pas être déplacée ou être heurtée. Afin d’éviter les dommages causés par la condensation en passant d’un local froid à un local chaud, il faut, soit réchauffer la centrifugeuse en la laissant pendant au moins 3heures dans le local chaud avant de la raccorder au secteur soit la faire fonctionner pendant 30minutes dans le local froid pour la chauffer. La centrifugeuse ne doit pas être exploitée dans un environnement explosif.
La sécurité et la fiabilité de la centrifugeuse seront uniquement garanties si elle est utilisée conformément aux instructions du mode d’emploi ; l’installation électrique du site de la centrifugeuse doit être conforme aux prescriptions EN / IEC ; les contrôles prescrits dans les différents pays en matière de sécurité doivent être effectués par un professionnel.
6.1. Consignes de sécurité pour la centrifugation
Vérifiez que la centrifugeuse est correctement installée
Avant toute mise en service, vérifiez que la centrifugeuse, le rotor et les accessoires ne présentent pas de dommages visibles.
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N’utilisez que les rotors, nacelles et accessoires recommandés par le constructeur. En cas de doute, contactez le constructeur.
Vérifiez que le rotor est bien positionné.
Respectez toujours la charge prévue pour le rotor, ainsi que la vitesse de rotation maximale admise (voir les indications gravées sur le rotor ou sur la nacelle).
Le rotor doit être chargé de façon symétrique et équilibrée.
Respectez les consignes d'utilisation des accessoires.
6.2. Consignes en cas d'urgence
En cas d'urgence, actionnez le commutateur d'urgence situé à la sortie de la pièce ou à proximité. Les mesures de lutte contre l'incendie et pour le confinement des émissions nocives dépendent des réglementations locales et des substances à centrifuger. Prenez connaissance des directives en vigueur sur le lieu d'utilisation de la centrifugeuse.
6.3. Risques particuliers
N'ouvrez jamais le couvercle pendant que le rotor tourne !
Ne mettez jamais la main dans la cuve du rotor tant que celui-ci tourne !
N'utilisez pas la centrifugeuse :
avec un rotor surchargé (Conseils de sécurité pour la Centrifugation »).
avec un rotor ou des accessoires présentant déjà des traces de corrosion ou d’autres dommages ;
avec un rotor chargé de manière asymétrique ;
avec des récipients trop longs.
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avec un rotor tambour, un rotor libre ou un rotor angulaire avec des nacelles échangeables chargés de manière incomplète.
N'utilisez jamais la centrifugeuse dans un espace présentant un risque d'explosion !
N'utilisez pas la centrifugeuse pour centrifuger :
des substances explosives ou facilement inflammables.
des matériaux interagissant chimiquement entre eux avec une grande force énergétique.
6.4. Conditions requises pour l’installation
Pour un fonctionnement normal des centrifugeuses, les conditions suivantes doivent être remplies : Une source d’alimentation électrique de capacité adaptée à l’appareil, en courant monophasé ou triphasé stable (selon le modèle et les spécifications du fabricant). En général, les centrifugeuses fonctionnent sous 110 V ou 220 V/60 Hz.
6.5. Conditions d’environnement
Cet appareil est conçu pour être sûr dans les conditions de fonctionnement suivantes :
- Utilisation en intérieur.
- Température : 5°C à 40°C.
- Humidité relative maximale de 80% pour les températures allant jusqu’à 22°C.
- Altitude maximale : 2000 m.
Les performances maximales sont assurées dans la plage de température suivante : 15°C à 25°C.
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6.6. Emplacement
Placer l'appareil sur une paillasse solide, capable de supporter son poids et ses vibrations, ceci dans un environnement non poussiéreux et non corrosif. Laisser un espace libre de 5 centimètres au moins tout autour de l'appareil pour lui permettre d'assurer correctement sa ventilation et sa réfrigération.
6.6. Alimentation électrique
Pour respecter les normes de sécurité électrique relatives à la protection contre les contacts indirects, l’alimentation de l’appareil doit être assurée par une prise de courant munie d’un dispositif de protection assurant la coupure automatique de l’alimentation en cas de défaut d’isolement. Une alimentation équipée d’un disjoncteur différentiel de dimensionnement convenable satisfait à cette exigence. (230 Vac ±10% - 50/60 Hz 3 A + prise de terre)
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Chapitre 7 : Etude de la maintenance de la centrifugeuse réfrigérée JOUAN
7.1. Généralités sur la maintenance
On entend par maintenance d’un dispositif médical, l’ensemble des activités destinées à maintenir (maintenance préventive) ou à rétablir (maintenance corrective) un dispositif médical dans un état ou dans des conditions données de sûreté de fonctionnement pour accomplir une fonction requise. Pour que la centrifugeuse puisse répondre aux besoins de l’utilisateur, elle doit toujours être maintenue préventive. Et pour le faire, l’utilisateur et le technicien doivent connaitre leurs tâches. Raison pour laquelle nous avons recensé les actions qui suivent.
7.2. La maintenance de la centrifugeuse réfrigérée JOUAN
L’entretien de routine d’une centrifugeuse dépend de nombreux facteurs comme la technologie intégrée, la fréquence d’utilisation, la formation des utilisateurs, la qualité de l’alimentation électrique et les conditions ambiantes. Les recommandations générales qui suivent concernent l’utilisation correcte et l’entretien courant nécessaires pour garantir un fonctionnement optimal. Les opérations à effectuer en routine et les réparations spécialisées dépendront des recommandations du fabricant pour chaque marque et modèle. Il faut toujours désinfecter la cuve du rotor, la tête de la centrifugeuse, les godets et les joints des tourillons avant toute intervention sur des centrifugeuses utilisées pour préparer des échantillons biologiques ou infectieux. Recommandation prioritaire : s’assurer que seul un personnel qualifié, dûment formé et connaissant bien le mode d’emploi et les utilisations des centrifugeuses
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ainsi que les précautions à observer et les risques est affecté à leur emploi. Il incombe au responsable du laboratoire de superviser les opérations et de prendre les précautions requises pour que le personnel manipulant les centrifugeuses soit parfaitement au courant de tout ce qu’implique l’utilisation de ces appareils.
7.2.1. Nettoyage
Nettoyer la chambre du rotor du centrifugeur et le rotor à l’aide d’un tampon imbibé d’alcool à 70°. Le centrifugeur est équipé d’une conduite de vidange, fixée à la chambre pour permettre un rinçage si nécessaire.
Ne pas oublier de remettre le bouchon d’obturation de la conduite de vidange avant remise en fonctionnement de la machine.
Remarque : ne jamais utiliser de brosse (ou autre outil) métallique pour le nettoyage des nacelles anodisées.
7.2.2. Maintenance préventive périodique
Fréquence : une fois tous les deux mois Tous les 60 jours,
vérifiez que la centrifugeuse est capable d’atteindre la vitesse de rotation maximale indiquée pour le rotor et les accessoires utilisés.
Vérifier que la température de l’air de la cuve correspond à ±1°C à celle sélectionnée. Les procédures de maintenance de routine les plus importantes à effectuer sur une centrifugeuse sont les suivantes :
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Fréquence : une fois par mois
Vérifier que les éléments externes de la centrifugeuse sont exempts de poussière et de taches.
Eviter d’éclabousser le rotor.
Nettoyer le compartiment du rotor avec un détergent doux.
Vérifier que les mécanismes de connexion et d’ajustement du rotor sont en bon état.
Lubrifier les points recommandés par le fabricant.
Vérifier le mécanisme de verrouillage et de sécurité du couvercle de la centrifugeuse. Ce point est fondamental pour assurer la sécurité de l’opérateur, car ce mécanisme maintient le couvercle fermé pendant le fonctionnement du rotor.
Vérifier l’état de lubrification des éléments tels que les joints toriques selon les recommandations du fabricant (fréquence et type de lubrifiant). Les centrifugeuses de fabrication récente sont équipées de roulements à bille qui n’ont pas besoin d’être lubrifiés.
Vérifier l’état des joints d’étanchéité.
Fréquence : tous les six mois
Vérifier l’état des charbons du moteur, si la centrifugeuse est équipée d’un moteur avec charbons.
Remplacer les charbons si nécessaire par de nouveaux ayant les mêmes caractéristiques que les charbons d’origine.
Répéter ce contrôle tous les six mois.
Fréquence : une fois par an
Vérifier que les cartes électroniques sont propres et bien connectées.
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Tester les commandes servant à sélectionner les différents paramètres de la centrifugeuse : vitesse, durée, température, les alarmes et les instruments analogiques et numériques.
Vérifier la conformité aux normes électriques. Utiliser un testeur de sécurité électrique : résistance de terre, courant de fuite.
Si la centrifugeuse est réfrigérée, tester la température avec un thermomètre électronique. La variation de la température doit être de ± 3 °C.
Contrôler l’exactitude des commandes de temps de centrifugation.
Utiliser un minuteur. La variation du temps mesuré doit être de ± 10
% par rapport au temps programmé.
Vérifier la vitesse réelle de rotation par rapport à la vitesse sélectionnée, en utilisant une charge normale. Le test s’effectue à l’aide d’un tachymètre ou d’un phototachymètre. Si le hublot n’est pas transparent, suivre la procédure indiquée par le fabricant.
Vérifier le fonctionnement du système de freinage.
Vérifier le fonctionnement du système de réfrigération sur les centrifugeuses réfrigérées. Les contrôles les plus importants sont :
Contrôle des températures sélectionnées. Elles ne doivent pas varier de plus de 3 °C par rapport aux températures mesurées avec un thermomètre électronique.
Vérifier l’état du filtre d’entrée d’air. S’il est obstrué, le nettoyer ou le remplacer par un filtre équivalent.
Nettoyer soigneusement les ailettes du condenseur pour éliminer la poussière et les impuretés qui s’y sont déposées. Cela permet de maintenir le taux de transfert
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de la chaleur conformément aux spécifications de l’appareil. Si une anomalie est détectée, appeler un technicien spécialisé.
Contrôle de la performance de vitesse
Vérifier que l'appareil est capable d'atteindre la vitesse maximale pour les accessoires utilisés.
Coupe-circuit
Si le coupe-circuit principal coupe l’alimentation de la centrifugeuse, ne pas essayer de redémarrer l’appareil avant son contrôle par un technicien qualifié et autorisé.
Contrôle de l’usure des balais
Débrancher l'appareil et démonter les balais du moteur pour vérifier leur longueur :
- Ouvrir le panneau avant de l'appareil (2 vis en bas et 3 vis en haut du panneau) ;
- Repérer les portes balais ; - Dévisser les bouchons ;
- Sortir les balais en repérant leur sens d'introduction ;
- Mesurer la longueur des balais ; Remplacer les 2 balais si l'un d'eux fait moins de 8 mm de long ;
- En cas de remplacement des balais, un rodage est nécessaire : faire une centrifugation d'environ deux heures à 5000 tr/mn ;
- Référence d'un balai : 26160031.
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7.3. Proposition de guide de dépannage
Tableau 4 : Proposition d'un guide de dépannage lié au rotor GUIDE DE DÉPANNAGE
Rotors
PROBLÈME CAUSE PROBABLE SOLUTION
Fortes vibrations
Le rotor n’est pas équilibré
Equilibrer la charge du
rotor. Remplir tous les tubes opposés avec le même niveau de liquide de même densité
Répartir symétriquement le poids des tubes opposés.
Charger symétriquement les rotors angulaires ou
verticaux.
La vitesse choisie est proche de la plage de résonance
du rotor.
Choisir une vitesse de rotation en dehors de la plage de résonance
Le montage du rotor est incorrect.
Vérifier le montage du rotor.
Vérifier qu’il est bien ajusté.
Les supports du rotor ne sont pas
correctement lubrifiés.
Lubrifier l’axe de rotation selon les recommandations du fabricant, par exemple toutes les 250
centrifugations.
Les couvercles du rotor, des cartouches ou de la cuve sont difficiles à ouvrir après
centrifugation.
Il se produit un vide pendant la
centrifugation.
Ouvrir la prise d’air sur le dessus du rotor ou de la cuve pour casser le vide.
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Les joints sont encrassés par de la poussière,
des restes de
lubrifiants séchés ou de particules
métalliques.
Effectuer le nettoyage de routine des joints et les lubrifier et utiliser les
produits recommandés par le fabricant.
Tableau 5 : Proposition d'un guide de Dépannage lié aux tubes Tubes
PROBLÈME CAUSE PROBABLE SOLUTION
Les tubes fuient Les couvercles sont mal fixés.
Ajuster les couvercles.
Les tubes sont trop pleins.
Le ménisque doit se situer plus bas pour éviter les
Vérifier le volume et la vitesse recommandés chaud (seulement si le contenu n’est pas affecté). Si des fuites sont visibles, sceller à nouveau.
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Les tubes sont fissurés ou cassés. fragiles avec l’âge et l’utilisation.
Jeter les tubes
périmés et en utiliser de nouveaux.
Tableau 6 : Proposition d'un guide de dépannage lié aux différents systèmes
Systèmes divers
PROBLÈME CAUSE PROBABLE SOLUTION
L’interrupteur principal
Le couvercle de la centrifugeuse ne poignée et ouvrir le couvercle
Réalisé et présenté par Christian AGONDOHOUI Page 72 le système de fixation du rotor
La charge n’est pas équilibrée
Vérifier l’équilibrage de la charge à
centrifuger.
La vitesse choisie est proche de la
fréquence de résonance du rotor.
Choisir une vitesse plus élevée ou utiliser un autre type de rotor
La vitesse de rotation n’atteint pas la valeur sélectionnée.
Les charbons sont défectueux.
Eteindre la
centrifugeuse. Vérifier l’état des charbons. Si c’est la cause du
La cuve est froide mais le rotor est chaud.
La température n’est pas correctement sélectionnée.
Vérifier la sélection de la température.
L’indicateur d’état des charbons est allumé
Les charbons sont en mauvais état
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CONCLUSION
Dans le but d’assurer un bon traitement des maladies et la
Dans le but d’assurer un bon traitement des maladies et la