Brevet FR2316509A1 — publié le 19770128

Dans les circuits de fluide liquide mis sous pression par une polype on a souvent besoin de soupapes de sécurité limitant la pression transmise à une certaine valeur. Lorsque la valeur de pression souhaitée est très petite, de l'ordre de quelques millibars, il est souvent difficile de trouver des soupapes à fonctionnement fiable et précis. C'est notamment le cas dans la perfusion médicale où les excès de pression peuvent provoquer des accidents et où il faut absolument éviter la formation de bulles d'air dans le liquide injecte. En outre, l'obligation de travailler en milieu stérile restreint le choix des solutions possibles. Généralement on se tourne vers des dispositifs électroniques, fragiles et coûteux. La soupape selon l'invention résout ces problèmes. Elle est d'une fiabilité totale, même a de très faibles pressions, et a une action anti-bulles d'air. Ne comportant aucune pièce mécanique, elle est facile à stériliser par les procédés habituels et son prix modique permet de l'incorporer à des lignes de perfusion a usage unique, livrées sous emballage stérile, conformes au Codex. Essentiellement, à cet effet, la soupape de sécurité à limitation de pression selon l'invention, pour circuit de fluide liquide mis sous pression par une pompe à partir d'un réservoir, est caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une plaquette sur laquelle sont ménagés trois conduits débouchant par trois orifices séparés sur une face de la plaquette contre laquelle est appliquée une membrane en élastomère entourant de façon étanche une interface englobant les trois orifices précités, qui comprennent un premier orifice destiné à être relié à la pompe, un second orifice destiné à être relié au circuit d'utilisation et un troisième orifice destiné à être relié au réservoir, la disposition relative de ces trois orifices étant telle qu'au pompage du liquide une circulation laminaire est créée dans ladite interface, du premier vers le second et le troisième orifice, qui s'accompagne de l'ouverture de ces orifices par la membrane et dont résulte un effet anti-bulles d'air vers le circuit d'utilisation, ainsi qu'une limitation de pression fonction de la hauteur libre de la colonne de retour au réservoir. Une forme de réalisation et d'application d'une soupape de sécurité est ci-après décrite, à titre d'exemple, et en référence au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est une vue d'ensemble d'une installation de perfusion englobant ladite soupape de sécurité ; - la figure 2 est une vue de face de la plaquette, côté orifices, la membrane tétant pas en place - la figure 3 est une vue de face de la membrane destinée à être collée sur la plaquette de la figure 2 - la figure 4 est une vue de face d'une variante de la plaquette - la figure 5 est une vue de détail en coupe transversale d'une implantation de filtre sur la soupape obtenue avec la plaquette de la figure 4. L'installation représentée à la figure 1 comprend un réservoir 1 contenant le liquide à perfuser, et suspendu à une potence 2 par une anse 3, bouchon 4 en bas. Au travers de ce dernier est engagée la prise 5 d'un conduit 6 de la ligne de perfusion et d'un conquit de rentrée d'air 7 raccordé a un évent 8 pouvant recevoir un filtre en coton. Le conduit 6 de la ligne de perfusion est raccordé à une ampoule souple 9 de contrôle du débit goutte à goutte de la ligne, à la suite de laquelle est raccordé le tube corps de pompe 10 d'une pompe péristaltique 11 à moteur électrique dont le support 12 est fixé sur la potence 2. L'extrémité de sortie du tube corps de pompe 10 est raccordée a une tubulure d'entrée 13 de la soupape de sécurité 14 objet de l'invention. Cette dernière comprend une tubulure de sortie 15 à laquelle est raccordé un conduit 16 de la ligne de perfusion se terminant par l'aiguille hypodermique usuelle 17. La soupape comprend également une troisième tubulure 18 qui est raccordée par un conduit 19 au conduit de rentrée d'air 7 de façon à pouvoir constituer éventuellement par ce conduit un circuit de retour de liquide au réservoir. La soupape proprement dite est constituée, comme représenté en détail aux figures 2 et 3, d'une plaquette 20 sur laquelle sont ménagés trois conduits 21, 22, 23 communiquant respectivement avec les tubulures 13, 15 et 18, et débouchant par trois orifices séparés 21a, 22a et 23a sur une face de la plaquette. Une membrane en élastomère 24 est maintenue appliquée contre la plaquette 20, par exemple par soudage ou collage, et de façon à entourer de manière étanche une interface englobant les trois orifices 21a, 22a et 23a suivant le tracé indiqué en trait mixte en 25 aux figures 2 et 3, c'est-à-dire que la membrane sera ici solidarisée avec la plaquette extérieurement à ce tracé.Le fonctionnement de cette installation est le suivant L'opérateur, après avoir amorcé rapidement un premier remplissage partiel de l'ampoule souple 9 par écrasement manuel et relâchement de celle-ci, met la pompe ll en marche pour alimenter la partie aval de la ligne de perfusion et la purger de l'air qu'elle contient. Le pompage du liquide entraîne une circulation laminaire du liquide dans l'interface plaquette-membrane, de l'orifice d'entrée 21a vers les orifices 22a, 23a, qui s'accompagne de ltou- verture de ces orifices par la membrane, et donc d'un écoulement de liquide dans le conduit 16 de la ligne de perfusion qui se trouve purgée lorsque le liquide coule à la pointe de l'aiguille, et d'un écoulement dans le conduit 19 jusqu'à une hauteur intermédiaire de celui-ci désignée en 26 d la figure 1,. et qui est fonction notamment de la contre-pression sanguine et des pertes de charge dans la soupape et la ligne de perfusion en aval de celleci. On constate que du fait de l'écoulement laminaire dans la soupape aucune bulle d'air n'entre dans le conduit 16 de la ligne de perfusion, malgré la présence du conduit 19 raccordé au conduit de rentrée d'air 7, alors qu'avec un simple raccord à trois branches à la place de la soupape il advient que des bulles d'air pénêtrent dans la ligne de perfusion. Si, à la suite d'une fausse manoeuvre, l'aiguille hypodermique a été plantée au-delà ou a côté de la veine du patient provoquant une dangereuse surpression, la colonne.d'équilibrage continue de monter dans le conduit 19 et le liquide revient dans le réservoir par le conduit 7. Tout risque de surpression au niveau de l'aiguille a été éliminé au delà d'une certaine pression choisie, déterminée par la hauteur libre H de la colonne dans le conduit 19 avant retour au réservoir. .Lorsque le liquide du réservoir est épuisé, la pompe débite de l'air sous pression qui pénètre dans la soupape. Cet air qui a tendance à monter en présence de liquide dans la soupape débouche sous forme de bulles dans le conduit de dérivation 19 qui se vide progressivement, de sorte que le circuit se purge, à l'exception dtune partie résiduelle du. liquide qui reste dans la partie basse du conduit 16 raccordé à l'aiguille hypodermique. Ce liquide forme un tampon équilibrant la pression sanguine et l'air sous pression débité par la pompe circule alors en circuit fermé dans la soupape, les conduits 19,7, 6 et l'ampoule 9 où puise la pompe. Il est intéressant de noter que la colonne de liquide qui s'élève normalement dans le conduit 19 de dérivation à la hauteur 26 fait office de régulateur de débit et d'anti-retour sur la ligne de perfusion, dans l'intervalle des pulsations de la pompe. La fabrication de la soupape selon l'invention est facilement réalisable en série. On peut, par exemple choisir d'utiliser une plaquette moulée en polyamide .chargé de verre comportant ses trois conduits et orifices venus de moulage et sur laquelle est collée au silicone liquide une peau mince d'élastomère de silicone. Le collage verre/silicone est excellent et ces deux matériaux résistent parfaitement aux traitements de stérélisation. Bien entendu, on peut aussi envisager un thermocollage selon la nature de la membrane, ou encore un simple sertissage mécanique entre plaquette et membrane, comme illustré dans la variante de réalisation de la soupape représentée aux figures 4 et 5. Cette variante illustre également une implantation de filtre dans la soupape, permettant un réel microfiltrage du liquide de perfusion sous la#pression de la pompe, allant bien audelà du filtrage ordinaire grossier qu'assure le filtre usuel disposé dans l'ampoule 9. Dans cette réalisation, la plaquette 27 de forme circulaire est moulée avec un rebord permettant le sertissage de la membrane 28 à l'aide d'un jonc métallique 29. L'orifice d'admission 30 du liquide de perfusion dans l'interface plaquette-membrane est agrandi face à la membrane de façon à former un logement 31 de réception d'une pastille filtrante 32 qui est retenue sous une bague 33 emmanchée dans ce logement jusqu'à affleurement avec la surface de la plaquette. On a représenté par ailleurs en 34 et 35 les orifices correspondant aux orifices 22a et 23a de la réalisation précédente. Bien entendu d'autres variantes peuvent être imaginées tout en restant dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Soupape de sécurité à limitation de pression pour circuit de fluide liquide mis sous pression par une pompe à partir d'un réservoir, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une plaquette sur laquelle sont ménagés trois conduits débouchant par trois orifices séparés sur une face de la plaquette contre laquelle est appliquée une membrane en élastomère entourant de façon étanche une interface englobant les trois orifices précités, qui comprennent un premier orifice destiné à être relié à la pompe, un second orifice destiné à être relié au circuit d'utilisation et un troisième orifice destiné à être relié au réservoir, la disposition relative de ces trois orifices étant telle qu'au pompage du liquide une circulation laminaire est créée dans ladite interface, du premier vers le second et le troisième orifice, qui s'accompagne de l'ouverture de ces orifices par la membrane et dont résulte un effet anti-bulles d'air vers le circuit d'utilisation, ainsi qu'une limitation de pression fonction de la hauteur libre de la colonne de retour au réservoir. 2. Soupape de sécurité à limitation de pression selon la ravendication 1, caractérisée en ce que le premier orifice précité forme logement de réception d'un filtre du liquide pompé. 3. L'application d'une soupape selon l'une des revendications 1 et 2 dans une ligne de perfusion médicale.