Brevet FR2276841A1 — publié le 19760130

La présente invention concerne un appareil pour l'injection automatique de liquides, et notaient un appareil permettant d'effectuer une injection lente d'un produit thérapeutique dans le corps humain, à l'aide d'une seringue. Il est en effet courant, dans certains traitenents médichaux, d'administrer des liquides par injection continue pouvant se prolonger pendant des temps très longs, de plusieurs heures et parfois même de plus de 24 heures. Divers appareils ont déjà été réalisés pour assurer auto matiquenent de telles injections lentes et des exemples d'appareils de ce genre sont notamment décrits dans les brevets français NO 1 414 772, NO 1 465 653 et NO 1 503 138. Les dispositifs connus possèdent en général un moteur électrique synchrone, un réducteur à engrenages et une transmission du mouvement au piston d'une seringue, cette transmission se faisant le plus souvent par un système vis-écrou - Dans le brevet NO I 414 772, on utilise une seringue à vis, dans laquelle l'entratnesent en rotation du piston provoque sa translation en direction axiale. - Dans le brevet NO 1 465 653, le réducteur de vitesse entratne une tige filetée déplaçant un écrou baladeur qui commande l'enfoncement du piston de la seringue par l'intermédiaire d'un poussoir. - Dans le brevet H 1 503 138 est prévue une disposition inverse, le moteur entratnant un écrou qui déplace une tige filetée liée au piston de la seringue. Il existe également des transmissions par crémaillère. Les dispositifs qui viennent d'être mentionnés possèdent en général un contact de fin de course qui interrompt l'alimentation du noteur après une course prédéterminée du piston.Par contre ils ne comprennent aucun moyen pour régler la vitesse du piston et c'est ainsi que, dans les brevets NO 1 414 772 et N0 1 465 653, on propose seulement des artifices tels que remplacer le réducteur de vitesse par un autre, ou choisir un autre diamètre de seringue. Un réglage de la vitesse du moteur au moyen d'un potentiomètre est indiqué dans le brevet N0 1 503 138. Des bottes de vitesses mécaniques ont aussi été déjà utilisées. Une autre conception plus récente consiste à utiliser un moteur pas à pas piloté par des moyens électroniques fournissant une base de temps variable par un circuit R C bien connu. Tous les moyens actuellement utilisés pour le réglage du débit de liquide présentent des inconvénients - Le changement du réducteur ou du diamètre de la seringue est évidemment un moyen très peu commode. - Le potentiomètre est incompatible avec l'emploi d'un moteur synchrone. - Les réalisations à moteur synchrone, munies d'une botte de vitesses mécaniques, sont précises ( précision de l'ordre du millième) mais possèdent un choix de vitesses très limité. - Les réalisations à moteur pas à pas, à base de temps donnée par un circuit R C , sont peu précises (précision de l'ordre du dixième) et n'ont, elles aussi, qu'un nombre de vitesses relativement faible ( environ 10 à 15 ). En outre, la transmission du mouvement au piston de la seringue par le système vis-écrou généralement employé ne donne pas satisfaction car elle ne permet pas de placer commodément 1 organe poussant le piston dans sa position de départ correspondant au volume à injecter e de ramener facilement cet organe en arrière après une injection,pour une nouvelle opération. La présente invention vise à remédier aux inconvénients des appareils actuels et son but est donc : de réaliser un dispositif de transmission différent pour déplacer le piston de la seringue, et de fournir des moyens permettant un réglage de la vitesse très précis, offrant le choix parmi un très grand nombre de vitesses, les qualités recherchées étant la simplicité de réalisation, la souplesse d'utilisation, la précision et la sécurité. A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un appareil pour l'injection automatique de liquides, du type de ceux comprenant un moteur électrique pas à pas, un réducteur à engrenages et des moyens de transmission du mouvement au piston d'une seringue dont le corps est immobilisé sur l'appareil, et dans lequel lesdits moyens de transmission comprennent une courroie crantée sans fin tendue et un chariot, apte à pousser le piston de la seringue, muni de moyens d'embrayage permettant le pincement en un point quelconque de la courroie crantée. Suivant une forme de réalisation, les moyens d'embrayage portés par le chariot se composent d'une mâchoire fixe et d'une mâchoire mobile situées de part et d'autre de la courroie crans tée, la mâchoire mobile étant montée sur un levier de commande du débrayage et étant normalement appliquée contre une face de la courroie'crantée au moyen de ressorts.La mâchoire fixe est par exemple lisse, tandis que la mâchoire mobile présente de petites dents qui mordent dans la courroie crantée, sur sa face présentant les crans. Ce dispositif à courroie crantée assure un entraînement positif, sans aucun risque de glissement, donc extrêmement précis, tout en permettant le débrayage du chariot dont la position peut Entre choisie à volonté, et à cet égard il faut noter que le positionnenent du chariot est permis à tout endroit de la courroie et ne correspond pas nécessairement aux crans de cette dernière, ce qui permet tous les dosages. En outre, le dispositif à courroie selon l'invention permet de réaliser une forme particulière de l'appareil, dans laquelle il est prévu un second chariot muni de moyens d'embrayage permettant le pincement sur la courroie crantée entraînant déjà le premier chariot, le second chariot étant apte à tirer le piston d'une seconde seringue fonctionnant en aspiration. Cette forme d'exécution est d'un grand intérêt lorsque l'on veut injecter un liquide et en prélever simultanément un autre, au même débit, par exemple à des fins d'analyse. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le no- teur pas à pas apte à entratner la courroie crantée est commandé par des impulsions dont l'intervalle est choisi au moyen d'un sélecteur à décades. Avantageusement, le moteur pas à pas est asservi à une fréquence pilote et un circuit électronique est prévu pour compter les périodes ou les demi-périodes et envoyer une impulsion au moteur lorsque lè nombre compté est égal au nombre affiché sur le sélecteur. La fréquence pilote peut être celle du secteur (50 ou 60 Hz) ou une fréquence correspondant à un multiple de la période des vibrations d'un quartz, le dispositif électronique pouvant store réalisé de différentes manières. Le sélecteur à décades permet le choix entre un grand nombre de vitesses qui, de plus, sont très précises, de sorte que l'appareil s'adapte à une large gamme de débits, qui n'est limitée que par la lenteur exagérée de l'injection dans le cas d'une vitesse trop faible. ~De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, quelques formes d'exécution de cet appareil pour l'injection automatique de liquides. Fig.1 est une vue d'ensemble, en perspective, d'un appareil selon l'invention; Fig.2 en est une vue de côté, le capot étant simplement indiqué par son contour de manière à montrer l'intérieur de l'appareil; Fig.3 en est une vue en plan par dessus, le capot étant retiré; Fig.4 est une vue partielle, en coupe suivant 4-4 de figure 3, montrant à échelle agrandie le détail des moyens d'embrayage du chariot; Fig.5 est une vue schématique, en plan par dessus, d'une seconde forme d'exécution de cet appareil. L'appareil d'injection automatique selon l'invention représenté aux figures 1 à 4 comprend un socle 1 sur lequel est fixé un capot 2. La partie supérieure du capot 2 présente deux fentes parallèles longitudinales 3, ainsi qu'une pince 4 permettant d'immobiliser, en position horizontale, le corps 2 d'une seringue désignée par la référence d'ensemble 6. Sur le socle 1 sont montés un transformateur électrique 2, alimenté en 8 par exemple par le secteur, et des plaques verticales transversales 9 et 10 supportant tous les organes mécaniques de l'appareil.La plaque 9 porte un réducteur à engrenages Il accouplé à un moteur électrique pas à pas 12. Les plaques 9 et 10 sont reliées par deux colonnes parallèles, horizontales 13 et 14 servant de guide à un chariot, désigné par la référence d'ensemble 15, dont le rôle est de pousser le piston 16 de la seringue 6. Entre l'arbre de sortie 17 du réducteur 11 et le chariot 15 est prévue toute une chaine de transmission constituant l'une des caractéristiques de l'invention. Un premier pignon 18,calé sur l'arbre 17, est en prise avec un second pignon 19 solidaire d'une vis sans fin 20. Cette vis sans fin engrène avec un pignon 21 monté sur un arbre 22 qui porte également une roue dentée 23 adaptée pour l'entratnement d'une courroie crantée. Tout ce dispositif est monté sur la plaque support 9, un support auxiliaire 24 étant cependant nécessaire pour loger l'un des paliers de l'arbre portant le pignon 19 et la vis sans fin 20. La seconde plaque support 10 porte, en regard de la roue dentée 23, une autre roue dentée 25 montée dans un tendeur 26,et une courroie crantée 27 est tendue entre les deux roues dentées 23 et 25. Le brin supérieur de cette courroie est parallèle aux colonnes de guidage 13 et 14 et situé entre ces deux colonnes. Le chariot 15 porte des moyens d'embrayage, bien visibles à la figure 4, permettant le pincement en un point quelconque de la courroie crantée 27, sur son brin supérieur. Sous la plaque horizontale 28 du chariot 15 est fixée, au moyen de vis 29, une mâchoire dite " fixe n formée d'un bloc 30 dont la face inférieure, lisse, est située au-dessus de la face supérieure également lisse de la courroie 27. Une seconde mâchoire 31, dite mobile n 8 est prévue sous la face inférieure crantée de la courroie 27.Cette mâchoire est articulée autour d'un axe 32 monté à une extrémité d'un double levier coudé 33 pouvant pivoter autour d'un axe 34 par rapport au chariot 15. L'autre extrémité du levier 33 comporte une tige transversale 35 permettant sa manoeuvre. Deux ressorts #,tendus entre # l'axe 32 et la pla- que horizontale 28 du chariot, tirent normalement la mâchoire inférieure mobile 31 en direction de la mâchoire supérieure fixe 30, demanière à pincer la courroie 27 entre ces deux mâchoires. Dans la forme d'exécution représentée.à la figure 4,la mâchoire mobile 31 est composée d'un bloc 37 articulé à l'axe 32 et portant, d'une part, une plaquette 38 présentant de petites dents capables de mordre dans la courroie crantée 27, d'autre part, une petite tôle 39 pliée en U de manière que ses ailes assurent le guidage de la mâchoire mobile 31 par rapport à la mâchoire fixe 30. Le levier coudé double j3 et les ailes 40 repliées vers le haut de la plaque 28 se prolongent à l'extérieur du capot 2,à travers les deux fentes 3, de manière à rendre la tige 35acce~si- ble, sa manoeuvre étant facilitée par l'adjonction d'une tige fixe 41 reliant les deux ailes 40. La partie du chariot 15 située à l'extérieur comporte encore une pièce 42 repliée sur elle-ême et convenablement découpée, de manière à pouvoir servir de logement pour la partie arrière du piston 16 de la serin gue 6. D'une manière tout à fait accessoire, le chariot 15 peut encore présenter un organe 43 porté par la plaque horizontale 28 et servant de butée pour la mâchoire mobile 31. Le moteur pas à pas 12 est un moteur à aimant permanent, assurant le verrouillage du mécanisme lorsqu'il n'est pas alimen té, commandé au moyen d'un circuit électronique porté par une plaque 44 fixée sur le socle 1, le moteur étant asservi à une fréquence pilote qui peut être soit celle du secteur,soit une fréquence obtenue à partir des vibrations d'un quartz.Le principe du fonctionnement consiste à commandér le moteur 12 par des impulsions dont l'intervalle est choisi au moyen d'un sélecteur à décades 45 disposé sur une face du capot 2, ce qui permet le choix de la vitesse. Dans le cas où la fréquence pilote est celle du secteur, donc 50 ou 60 Hz, le circuit électronique à semi-conducteurs ou à circuits intégrés porté par la plaque 44 compte les demi-pé rides du secteur. Lorsque le nombre de demi-périodes comptées correspond au nombre affiché sur le sélecteur 45, une impulsion calibrée est envoyée au moteur 12 qui avance alors d'un " pas Le comptage des demi-périodes recommence ensuite à zéro,jusqu'à une nouvelle impulsion, et ainsi de suite.. Le détail du circuit électronique n'est pas représen > ç car les circuits permettant ce fonctionnement sont connus en soi et peuvent être réalisés de différentes manières, le choix du circuit utilisé se faisant avant tout d'après des critères économiques. Si l'on utilise, comme dans l'exemple représenté, un sélecteur 45 à trois décades, permettant d'afficher les nombres de 1 à 999, on dispose de 999 vitesses, donc d'une gamme de vi tesses très importante, où chaque vitesse est en outre très pré cise. Plus le nombre affiché est grand, plus les impulsions de commande du moteur pas à pas 12 sont espacées et plus la vitesse est lente. Dans le cas d'un quartz pilote, on utilise de préférence une fréquence égale à une puissance de 2, obtenue par exemple par des quartz bon marché fabriqués pour les montres électroni 14 ques. Si la fréquence est égale à 2 soit 16384 Hz, en utili- sant une division par 27 on obtient une fréquence de base égale à 27 soit 128 Hz et le moteur pas à pas 12 tourne alors 2,56 fois plus vite qu'avec le secteur ( 50 Hz). Une réduction appropriée permettra éventuellement de faire tourner le moteur à la même vitesse que celle obtenue avec le secteur, pour un affichage donné au sélecteur 45, afin d'unifier les vitesses des appareils des deux types.Cette solution avec quartz a pour avantage d'offrir une sécurité totale, l'alimentation pouvant se faire en courant continu sur un dispositif d'éclairage de secours. Pour utiliser 11 appareil, on met en place la seringue 6 dans la pince 4 et on place le chariot 15 dans une position de départ correspondant au volume à injecter, grâce aux moyens d'embrayage précédemment décrits. Il faut noter que la position de pincement sur la courroie crantée 27 ne correspond pas obli gatoirement aux crans de cette courroie et peut être réellement choisie librement, en on point quelconque. Après sélection de la vitesse sur le sélecteur à décades 45, on met en route l'appareil au moyen de l'interrupteur arrêt-marche 46. Le chariot 15 entraîné par le moteur 12, le réducteur 11, les différents engrenages 18, 19,20,21 et la courroie 27, avance à la vitesse correspondant au débit de liquide désiré, en poussant le piston 16 de la seringue 6.En fin d'injection, l'avant du chariot 22 vient en butée contre un contact de fin de course 47 qui interrompt l'alimentation du moteur 12 et qui commande également un dispositif d'alarme 48, par exemple une alarme sonore, montée sur la plaque support 10. L'opération étant alors terminée,on peut ramener en arrière le chariot 32 en agitant sur le levier de débrayage ZZ, et l'appareil se trouve ainsi très rapidement prêt pour l'opération suivante.Afin de faciliter la sélection des vitesses, des tableaux 49 peuvent être disposés sur la face avant du capot 2, afin d'indiquer le nombre à afficher sur le sélecteur 45 compte tenu du volume liquide à injecter et de la durée de l'injection.la face avant du capot 2 peut encore compor er un voyant de contre 50. Une autre forme d'exécution de l'appareil est représentée à la figure 5; certaines parties ne sont pas modifiées et ainsi le socle 1 supporte toujours un transformateur 2, un moteur pas à pas 12, un réducteur 11 et des engrenages 18, 19, 20,21 permettant l'entraînement d'une courroie crantée 27 passant sur deux roues dentées 23 et 22, tandis que la commande du moteur 12 s'effectue encore par un circuit électronique porté par une plaque 44, à partir d'un sélecteur à décades 45. Par contre, on prévoit deux chariots 15a et 15b, guidés par des colonnes respectives 13a et 13b disposées de part et d'autre de la courroie 27, chacun des chariots possédant son embrayage permettant de pincer l'un des brins de la courroie.Le premier chariot 15a pousse le piston 16a d'une première seringue 6a, suivant une flèche 51a,tandis que le second chariot 15b tire le piston 16b d'une seconde seringue 6b, suivant une flèche 51b, les corps Ta et# 5b des deux seringues étant immobilisés l'un et l'autre sur l'appareil. De cette manière, la première seringue 6a fonctionne en injection et la seconde 6b, en aspiration,avec des vitesses identiques, ce qui permet de prélever un liquide tout en injectant un autre liquide au même débit. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cet appareil pour l'injection automatique de liquides qui ont été décrites ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. -REVENDICATIONS 1. Appareil pour l'injection automatique de liquides,permettant notamment l'injection lente d'un produit thérapeutique dans le corps humain, à l'aide d'une seringue, du type de ceux comprenant un moteur électrique pas à pas, un réducteur à engrenages et des moyens de transmission du mouvement au piston d'une seringue dont le corps est immobilisé sur l'appareil, caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission comprennent une courroie crantée sans fin tendue et un chariot , apte à pousser le piston de la seringue, muni de moyens d'embrayage permettant le pincement en un point quelconque de la courroie crantée. 2.- Appareil selon la revendication 1,caractérisé en ce que les moyens d'embrayage portés par le chariot se composent d'une mâchoire fixe et d'une mâchoire mobile situées de part et d'autre de la courroie crantée, la mâchoire mobile étant montée sur un levier de commande du débrayage et étant normalement appliquée contre une face de la courroie crantée au moyen de ressorts. 3.- Appareil selon la revendication 2,caractérisé en ce que la mâchoire fixe est par exemple lisse,tandis que la mâchoire mobile présente de petites dents qui mordent dans la courroie crantée, sur sa face présentant les crans. 4.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'il est prévu par un second chariot muni de moyens d'embrayage permettant le pincement sur la courroie crantée entraînant déjà le premier chariot, le second chariot étant apte à tirer le piston d'une seconde seringue fonctionnant en aspiration. 5.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moteur pas à pas apte à entraîner la courroie crantée est commandé par des impulsions dont l'intervalle est choisi au moyen d'un sélecteur à décades. 6.- Appareil selon la revendication 5,caractérisé en ce que le moteur pas à pas est asservi à une fréquence pilote et un circuit électroniqUe est prévu pour compter les périodes ou les demi-périodes et envoyer une impulsion au moteur lorsque le nombre compté est égal au nombre affiché sur le sélecteur. 7.-Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, muni d'un contact qui interrompt l'alimentation du moteur en fin de course du chariot, caractérisé en ce que ledit contact de fin de course commande également un dispositif d'alarme.