Tour d'inhalation modulaire pour animaux de laboratoire

Description

[0001] La présente invention se rapporte à une tour d'inhalation modulaire pour animaux de laboratoire comprenant deux conduits verticaux concentriques autour de l'axe vertical de cette tour qui comporte plusieurs étages dont chacun présente un plateau pour supporter des chambres d'inhalation individuelles et des conduits de branchement radiaux, groupés par étages et répartis équiangulairement à chaque étage, pour relier chaque chambre d'inhalation au conduit central interne de distribution, le conduit central externe d'évacuation du gaz inhalé présentant des ouvertures concentriques à chacun desdits conduits de branchement pour mettre en communication chacune desdites chambres d'inhalation avec le conduit central externe d'évacuation.

[0002] Le but de telles tours, dans lesquelles les animaux sont emprisonnés dans des chambres individuelles, est de limiter la distribution d'aérosol aux voies respiratoires et de distribuer une quantité déterminée d'aérosol aux poumons. Des appareils d'inhalation basés sur ce principe sont décrits dans un article de W.C. Cannon, E.F. Blantore et K.E. Mc Donald des Pacific Northwest Laboratories de Battelle Memorial Institute, dans American Industrial Hygiene Association Journal, Volume 44, pages 923-928 (Décembre 1983).

[0003] Selon l'appareil d'inhalation décrit dans cet article, l'aérosol est distribué en continu à travers un petit tube au nez de chaque animal et est aspiré à la sortie de ce tube sans être entré en contact avec d'autres parties du corps de l'animal ou avec d'autres animaux. La réalisation d'une tour d'inhalation modulaire comportant un plateau de support à chaque étage a été proposée dans une note technique publiée au printemps 1986 par le centre de recherche de Genève du Battelle Memorial Institute.

[0004] Le but de la présente invention est précisément la réalisation d'une telle tour d'inhalation modulaire qui présente une très grande capacité avec un encombrement réduit au minimum. La tour d'inhalation proposée dans la note technique susmentionnée était réalisée en PVC, l'augmentation de la capacité crée des problèmes d'échauffement et donc d'évacuation de la chaleur qui a nécessité l'utilisation du métal pour permettre de mieux évacuer la chaleur par simple convection avec l'air ambiant. Ce changement de matériau a entraîné des modifications dans la réalisation de la tour de refroidissement.

[0005] A cet effet, la présente invention a pour objet une tour d'inhalation telle que définie par la revendication 1.

[0006] La figure unique du dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple, une vue en élévation avec coupes d'une forme d'exécution de la tour d'inhalation.

[0007] Cette tour d'inhalation comporte deux conduits verticaux coaxiaux 1, 2 qui forment une colonne qui porte une série de plateaux circulaires 3 régulièrement espacés et définissant chacun un étage destiné à recevoir des enceintes individuelles d'inhalation 4. Ces enceintes sont de forme générale tubulaire se terminant par une partie antérieure en forme de tronc de cône rectangle 4a, qui aboutit à une extrémité cylindrique 4b, destinée à s'engager dans un logement 5 ménagé dans la paroi du conduit externe 2, un joint O-ring 6 se trouvant dans une rainure de la paroi cylindrique du logement 5. Le fond de ce logement 5 est percé d'une ouverture 7 qui le met en communication avec l'intérieur du conduit externe 2 et qui laisse passer en son centre un tuyau de distribution 8 qui est vissé dans la paroi du conduit interne 1.

[0008] Chacun des conduits interne 1 et externe 2 constituant la colonne est formé de segments emboîtés 11 respectivement 12 dont la largeur correspond à la hauteur d'un étage de la tour d'inhalation. A cet effet, l'extrémité supérieure de chaque segment 11 et 12 comporte une portée annulaire externe 9 respectivement 10 alors que les extrémités inférieures de ces segments 11 et 12 comportent des portées annulaires internes 13, respectivement 14. Les diamètres respectifs des portées externes 9 et 10 sont complémentaires aux diamètres respectifs des portées internes de sorte que les extrémités inférieures des segments respectifs 11 et 12 peuvent s'emboîter sur les extrémités supérieures des segments respectifs adjacents. Il faut encore noter que la hauteur de la portée interne 14 du segment externe 12 est inférieure à celle de la portée externe 10 de ce même segment, ménageant ainsi un espace annulaire destiné à recevoir le bord interne d'un plateau circulaire 3.

[0009] La face extérieure du conduit externe 2 comporte un dégagement annulaire 15 qui s'étend entre l'étage de logements 5 et la portée externe 10, ménageant une saillie annulaire 16 adjacente à la portée externe 10. Quatre perçages 17 équidistants sont ménagés perpendiculairement au plan de cette saillie annulaire 16. Ils correspondent à quatre filetages 18 ménagés perpendiculairement au plan de la face d'extrémité opposée du même segment 12. Un décalage angulaire correspondant à un demi pas séparant les logements 5 existe entre les perçages 17 traversant la saillie annulaire 16 et les filetages 18 ménagés à l'autre extrémité, de sorte que les rangées de logements successives sont décalées d'un demi pas les unes par rapport aux autres. Les plateaux circulaires 3 comportent également quatre trous équidistants destinés à correspondre aux perçages 17 et aux filetages 18. Une vis 19 est introduite dans chacun des filetages 18 à travers les perçages respectifs 17 et les trous du plateau circulaire 3, rendant ainsi tous les segments 2 et les plateaux 3 solidaires les uns des autres sur toute la hauteur de la tour d'inhalation.

[0010] Celle-ci repose sur un disque 20 monté sur un bâti support 21 par l'intermédiaire d'un roulement à billes 22. Ce disque 20 est fixé en son centre à un disque de plus petit diamètre 23 qui s'adapte à une ouverture centrale du bâti support 21. Un tuyau d'alimentation 24 est monté rotativement au centre du disque 23. Un espace fermé 25 est ménagé entre les deux disques 20 et 23. Cet espace 25 communique avec le collecteur de gaz inhalé par les animaux, ménagé entre les conduits interne et externe 1 et 2 par des perçages 26 ménagés à travers le disque 20. Un perçage de plus petit diamètre 27 traverse le centre du disque 20 et est destiné à l'évacuation complète de l'eau lors du nettoyage.

[0011] A l'extrémité supérieure, la colonne centrale est fermée par un flasque 28 qui s'ajuste sur les segments externe 12 et interne 11 et qui porte un tube d'alimentation 29 monté rotativement en son centre. Ce tube 29 est destiné à être relié à une source de gaz ou d'aérosol à inhaler. Etant donné que le flasque s'ajuste sur les extrémité des deux segments 11 et 12, le gas ou l'aérosol sortant du tube 29 est introduit dans le conduit interne 1.

[0012] Chacun des plateaux comporte une nervure circulaire 30 pour le positionnement radial des enceintes d'inhalation 4 qui comporte chacune une paire de sailles 4c destinées à s'engager à l'intérieur de cette nervure circulaire 30. A l'extérieur de cette nervure 30, le plateau 3 comporte une rigole annulaire 31 destinée à collecter les urines et les déjections des animaux.

[0013] Comme on le voit sur le dessin, lorsqu'un animal est logée dans une enceinte d'inhalation 4 et que son extrémité antérieure est introduite dans un logement 5, le nez de l'animal se trouve à proximité immédiate de l'extrémité du tuyau de distribution 8 qui délivre le gaz ou l'aérosol à inhaler. L'air que l'animal expire peut s'échapper par l'ouverture annulaire 7 qui débouche dans l'espace annulaire d'évacuation ménagé entre les conduits interne et externe 1, 2.

[0014] La tour d'inhalation qui vient d'être décrite présente de nombreux avantages. Sa capacité en fonction de son volume est élevée, sa conception modulaire permet d'adapter la hauteur de la tour en fonction des besoins. Cette conception modulaire offre également un grand avantage pour le nettoyage. La chaleur dégagée par les dizaines d'animaux que cette tour peut recevoir peut être évacuée par convection naturelle entre l'air ambiant et les parties métalliques qui composent cette tour. Le montage rotatif de cette tour sur son support permet également un gain de place, dans la mesure où il n'est pas nécessaire d'avoir accès à cette tour sur toute sa périphérie mais seulement sur une partie de celle-ci.

Revendications

1. Tour d'inhalation modulaire pour animaux de laboratoire comprenant deux conduits verticaux concentriques (1, 2) autour de l'axe vertical de cette tour qui comporte plusieurs étages dont chacun présente un plateau (3) pour supporter des enceintes d'inhalation individuelles (4) et des conduits de branchement radiaux (8), groupés par étages et répartis équiangulairement à chaque étage, pour relier chaque enceinte d'inhalation au conduit central interne (1) de distribution, le conduit central externe (2) d'évacuation du gaz inhalé présentant des ouvertures (7) concentriques à chacun desdits conduits de branchement pour mettre en communication chacune desdites enceintes d'inhalation avec le conduit central externe (2) d'évacuation, caractérisée par le fait que chacun desdits conduits (1, 2) est divisé en segments (11, 12) correspondant chacun à un étage, chacun de ces segments (11, 12) présentant à ses extrémités des surfaces (9, 10, 13, 14) conformées pour s'emboîter avec des surfaces complémentaires des segments adjacents, les surfaces complémentaires des segments formant le conduit central externe comprenant, d'une part, une portée annulaire externe (10) et d'autre part, une portée annulaire interne (14) de diamètres complémentaires, la hauteur axiale de la portée annulaire interne (14) étant inférieure à celle de la portée annulaire externe (10) d'une valeur correspondant à l'épaisseur de l'un desdits plateaux (3) pour ménager entre deux segments adjacents un espace annulaire destiné à recevoir l'un de ces plateaux.

2. Tour d'inhalation modulaire selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'un dégagement annulaire cylindrique (15) est ménagé dans la face externe de chaque segment (12) du conduit central externe (2) entre deux parties annulaires saillantes s'étendant aux deux extrémités respectives du segment de conduit (12), l'une de ces parties annulaires saillantes (16) étant traversée par des trous (17) parallèles à l'axe du conduit, répartis équiangulairement autour de cet axe et l'autre de ces parties annulaires présentant des filetages (18) parallèles à l'axe du conduit, en nombre égal aux trous et répartis équiangulairement, ces filetages étant destinés à recevoir des vis guidées à travers les trous correspondants de la partie annulaire du segment de conduit adjacent ainsi que du plateau (3) logé dans ledit espace annulaire.

3. Tour d'inhalation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que lesdites ouvertures (7) concentriques à chacun des conduits de branchement (8), ménagées à travers le conduit central externe (2) se trouvent dans l'une desdites parties annulaires et que chacune de ces ouvertures débouche concentriquement dans une cavité cylindrique (5) dont la paroi latérale présente un dégagement annulaire pour recevoir un joint O-ring (6), cette cavité cylindrique (5) étant destinée à recevoir l'extrémité avant (4b) d'une enceinte individuelle d'inhalation (4).

4. Tour d'inhalation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les trous (17) répartis équiangulairement à travers l'une desdites parties annulaires saillantes (16) et les filetages (18) de l'autre de ces parties annulaires répartis équiangulairement et en nombre égal aux trous sont décalés angulairement par rapport aux trous du même segment de conduit d'une valeur correspondant à un demi pas angulaire desdites ouvertures (7).

5. Tour d'inhalation selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle repose sur un bâti (21) par l'intermédiaire d'un roulement à bille (22) concentrique auxdits conduits verticaux (1, 2).

6. Tour d'inhalation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chacun desdits plateaux (3) présente une rigole annulaire (31).

Ansprüche

1. Inhalationsturm in Modulbauweise für Labortiere, bestehend aus zwei vertikalen konzentrischen Leitungen (1, 2), deren Achse die vertikale Achse des Turms ist, der mehrere Stufen besitzt, deren Jede eine Platte (3) zur Aufnahme der Einzelbeatmungskammern (4) und radiale Anschlußleitungen (8) besitzt, die in Stufen zusammengefaßt und in jeder Stufe in gleichen Winkelabständen angeordnet sind und zur Verbindung jeder Inhalationskammer mit der inneren zentralen Zufuhrleitung (1) dienen, wobei die äußere zentrale Leitung (2) zur Abfuhr des eingeatmeten Gases zu der jeweiligen Anschlußleitung konzentrische Öffnungen (7) besitzt, die jede Inhalationskammer mit der äußeren zentralen Abfuhrleitung (2) in Verbindung setzen, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Leitungen (1, 2) in Segmente (11, 12) geteilt ist, die jeweils einer Stufe entsprechen und deren jedes an seinen Enden Flächen (9, 10, 13, 14) besitzen, die so ausgeformt sind, daß sie mit ergänzenden Flächen der benachbarten Segmente ineinandergreifen, wobei die ergänzenden Flächen der die äußere zentrale Leitung bildenden Segmente einerseits eine äußere ringförmige Auflagefläche (10) und andererseits eine innere ringförmige Auflagefläche (14) mit ergänzenden Durchmessern besitzen, wobei die axiale Höhe der inneren ringförmigen Auflagefläche (14) kleiner als die der äußeren ringförmigen Auflagefläche (10) ist, und zwar um einen Wert, der der Dicke einer der Platten (3) entspricht, so daß zwischen zwei benachbarten Segmenten ein ringförmiger Raum freibleibt, der zur Aufnahme einer der Platten dient.

2. Inhalationsturm in Modulbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zylindrische ringförmige Aussparung (15) in der Außenfläche jedes Segments (12) der äußeren zentralen Leitung (2) zwischen zwei vorspringenden Teilen vorgesehen ist, die sich an den beiden Enden des Leitungssegments (12) erstrecken, wobei einer dieser vorspringenden ringförmigen Teile (16) von Löchern (17) durchsetzt ist, die zur Achse der Leitung parallel sind und in gleichen Winkelabständen um diese Achse herum angeordnet sind, und der andere vorstehende ringförmige Teil zur Achse der Leitung parallele Gewindebohrungen (18) in der Anzahl der Löcher besitzt, die in gleichen Winkelnbständen angeordnet sind und zur Aufnahme von Schrauben dienen, die durch die entsprechenden Löcher des ringförmigen Teils des benachbarten Leitungssegments sowie der in dem ringförmigen Raum sitzenden Platte (3) geführt sind.

3. Inhalations turm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu jeder der Anschlußleitungen (8) konzentrischen Öffnungen (7), die in der äußeren zentralen Leitung (2) vorgesehen sind, sich in einem der ringförmigen Teile befinden, und daß jede der Öffnungen konzentrisch in eine zylindrische Vertiefung (5) ausmündet, deren Seitenwand eine ringförmige Nut zur Aufnahme eines O-Rings (6) besitzt und die zur Aufname des vorderen Endes (4b) einer Einzelinhalationskammer (4) dient.

4. Inhalationsturm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in gleichen Winkelabständen in einem der vorstehenden ringförmigen Teile (16) angeordneten Löcher (17) und die in gleichen Winkelabständen angeordneten und in der Anzahl der Löcher vorgesehenen Gewindebohrungen (18) des anderen ringförmigen Teils bezüglich der Löcher desselben Leitungssegments winkelmäßig um einen Wert versetzt sind, der dem halben Winkelschritt der Öffnungen (7) entspricht.

5. Inhalationsturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er auf einem Gestell (21) über ein zu den vertikalen Leitungen (1, 2) konzentrisches Kugellager (22) aufliegt.

6. Inhalationsturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Platten (3) eine ringförmige Ablaufrinne (31) besitzt.

Claims

1. A modular inhalation tower for laboratory animals comprising two concentric vertical ducts (1, 2) around the vertical axis of the tower, which has a number of tiers, each of which comprises a tray (3) for supporting individual inhalation chambers (4) and radial connecting ducts (8) grouped in tiers and distributed at equal angles on each tier, in order to connect each inhalation chamber to the central internal distribution duct (1), the central external duct (2) for evacuating the inhaled gas being provided with openings (7) concentric with each connecting duct in order to connect each inhalation chamber to the central external evacuation duct, characterised in that each duct (1, 2) is divided into segments (11, 12) each corresponding to a tier, each segment (11, 12) ending in surfaces (9, 10, 13, 14) shaped so as to fit into complementary surfaces of adjacent segments, the complementary surfaces of the segments forming the central external duct comprising, firstly, an external annular portion (10) and, secondly, an internal annular portion (14) both being of complementary diameters, the axial height of the internal annular portion (14) being less than that of the external annular portion (10) by a value corresponding to the thickness of one of the trays (3) so as to form an annular space for receiving a tray between each pair of adjacent segments.

2. A modular inhalation tower according to claim 1, characterised in that a cylindrical annular recess (15) is formed in the outer surface of each segment (12) of the external central duct (2) between two projecting annular parts extending from the two respective ends of the duct segment (12), one of the projecting annular parts (16) being formed with holes (17) parallel to the duct axis and distributed at equal angles around the axis and the other annular part having threads (18) parallel to the duct axis and equal in number to the holes and distributed at equal angles, the threads being adapted to receive screws guided through the corresponding holes in the annular part of the adjacent duct segment and the plate (3) disposed in the annular space.

3. An inhalation tower according to claim 2, characterised in that the openings (7) concentric with each connecting duct (8) formed through the external central duct (2) are in one of the annular parts and each aperture opens concentrically into a cylindrical cavity (5) having a side wall formed with an annular recess for receiving an O-ring seal (6), the cylindrical cavity (5) being adapted to receive the front end (4b) of an individual inhalation chamber (4).

4. An inhalation tower according to claim 2, characterised in that the holes (17) distributed at equal angles across one of the projecting annular parts (16) and the threads (18) in the other annular part distributed at equal angles and in number equal to the holes, are offset at an angle to the holes in the same duct segment by a value corresponding to an angular half-pitch of the apertures (7).

5. An inhalation tower according to claim 1, characterised in that it rests on a frame (21) via a ball bearing (22) concentric with the vertical ducts (1,2).

6. An inhalation tower according to claim 1, characterised in that each plate (3) has a peripheral annular channel (31).

Dessins