Brevet FR2292880A1 — publié le 19760625

L'invention se rapporte à une pompe péristaltique. Comme on le sait, le fonctionnement d'une pompe péristaltique peut être basé sur l'occlusion d'un tuyau flexible en des points due l'gon fait se déplacer progressivement sur la longueur du tuyau dont l'extrémité d'entrée, par rapport à la direction de déplacement des points d'occlusion, est connectée à un réservoir de liquide, tandis que l'autre extrémité, constituant la sortie, est connectée à une utilisation. Les pompes péristaltiques sont largement utilisées dans plusieurs domaines, spécialement pour la mesure de précision des substances liquides. En particulier, les pompes péristaltiques sont princiiement utilisées dans les instruments de laboratoire et l'appareillage médical. Pour de tels usages, il est généralement nécessaire que la différence de pression entre l'entrée et la sortie ne dépasse pas une valeur de seuil prédéterminée. L'invention a pour but de créer une pompe sensible aux différences de pression entre son entrée et sa sortie pour qutil soit possible d'arrêter son fonctionnement quand une telle différence de pression excède une valeur de seuil prédéterminée. L'invention concerne,à cet effet, une pompe péristaltique comprenant une longueur d'un tuyau flexible, à travers lequel, lors de la marche de la pompe, un fluide est pompé au moyen d'une action péristaltique sur ce tuyau, cette pompe comportant de plus une barre qui est montée pour pivoter autour d'un axe et sur laquelle sont fixées les parties d'extrémité d'entrée et de sortie du tuyau, la disposition utilisée étant telle que la position de la barre sur son axe est dépendante des pressions régnant dans ces parties d'extrémité d'entrée et de sortie du tuyau. Pour une meilleure compréhension de l'invention et pour montrer comment elle peut être mise en oeuvre, référence sera faite) au moyen d'un exemple, aux dessins d'accompagnement ci-annexés, dessins dans lesquels - la fig. 1 est une vue de côté schématique d'une forme de pompe péristaltique selon l'invention, et - les figures 2 et 3 sont des coupes latérales d'une telle pompe péristaltique sous sa forme pratique, ces figures représentant cette pompe dans différents états de fonctionnement. En se référant à la figure 1, la pompe comprend essentiellement un rotor 1, une longueur d'un tuyau flexible 20 et une barre 3 dans laquelle sont ancrées les parties d'extrémité d'entrée et de sortie 7, 8 du tuyau 20. Le rotor 1 comprend une paire de disques 1' disposés en face l'un de l'autre, qui sont clavetés sur un même arbre, un seul de ces disques 1' étant représenté dans la vue de côté de la figure 1. Ces disques sont maintenus à distance l'un de l'autre au moyen de trois broches 2 disposées au voisinage de la périphérie de ces disques et qui sont espacées l'une de l'autre suivant des intervalles d'arc de 1200, comme représenté. Le tuyau est tendu autour de broches, comme représenté, et la position des broches 2 par rapport aux disques est telle qu'elle permet à la partie centrale du tuyau entre les parties d'extrémité 7 et 8 d'être partiellement logée entre ces disques.Ces parties d'extrémité 7 et 8 du tuyau 20, respectivement en amont et en aval du rotor 1 par rapport au sens de rotation suivant les aiguilles d'une montre de ce rotor, sont ancrées dans la barre 3 près des extrémités de cette dernière aux points 7' et 8' respectivement, cette barre pouvant tourner dans le plan de la figure 1 autour de l'axe horizontal 4 d'un arbre sur lequel la barre est clavetée. L'axe 4 est espacé inégalement des points d'ancrage 7' et 8' des parties d'extrémité 7,8 du tuyau 20. Soient a, b les distances de l'axe de rotation 4 aux points respectifs 7' et 8' ; on voit, dans l'exemple représen té, que a En pratique, la rotation du rotor entraîne le pompage du liquide à travers le tuyau 20, dû àl'action péristaltique résultante exercée sur ce tuyau. Le fonctionnement de la pompe dépend du couple exercé sur la barre d'ancrage 3 par les parties d'extrémité 7 et 8 du tuyau 20. Dans la description suivante, on suppose que, en dehors de l'effet de la différence de pression du fluide entre les parties d'extrémité du tuyau 20, la tension Fo dans le tuyau est constante sur toute sa longueur même lorsque la pompe est en marche. quand les parties de tuyau 7,8 sont en communication avec l'air libre, les pressions PI et P2 qui agissent sur les deux c8tés d'un point d'occlusion dans le tuyau 20, déterminées par la broche à son plus haut point de rotation dans la figure 1, sont égales et en conséquence sur les points d'ancrage 7' et B' de la barre 3, des forces égales à la tension Fo dans le tuyau 20 s'exercent. Rendant la marche de la pompe, la différence entre les pressions P2 et Pi modifie les tensions dans les parties de tuyau situées en amont et en aval du point d'occlusion de la pompe. Soit S le surface de la section du tuyau 20, la tension dans la partie 7 en amont du point d'occlusion s'accroît de (P2-P1) S et devient : F1 = Fo + (P2-P1) S (1) Par ailleurs, la tension dans la portion de tuyau B, située à l'aval du point d'occlusion décroît et devient : F2 = Fo - (P2 - P1) S (2) Le couple résultant , agissant en sens inverse des aiguilles d'une montre, qui s'exerce sur la barre d'ancrage 3 est alors : T = b F2 - a Fi (3) En substituant les valeurs F1 et F2 obtenues de (1) et de (2) dans l'équation (3), on peut montrer que : T = Fo (b-a) - (a+b) (P2-P1) S (4) Supposant T > o, la barre d'ancrage est maintenue au contact d'une butée, non représentée sur la figure 1, qui empêche la barre de tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre au-delà de sa position horizontale si : b - a Fo P2 - P1 > (5) b+a S alors T Ainsi, on appréciera, qu'au dessous d'une valeur de seuil de b-a Fo P2- Pi, égale à b+a t valeur de seuil qui est uniquement fonction des paramètres de la pompe, la marche de la pompe peut être regardée comme normale et la barre d'ancrage 3 demeure horizontale , alors que lorsque cette- valeur de seuil est dépassée, la barre pivote dans le sens des aiguilles d'une montre. En se reportant maintenant aux figures 2 et 3, on peut voir que la barre d'ancrage 3 est munie à son extrémité de gauche d'un épaulement 6 pour venir au contact de la butée mentionnée cikessus qui prend la forme d'un cylindre fixe 5 qui est disposé de façon adjacente à la barre d'ancrage et dont l'axe est à angle droit de l'axe de rotation 4. De plus, la barre 3 est munie sur son côté inférieur d'une dent 15 qui touche légèrement le contact supérieur d'un micro-interrupteur 11 ou autre dispositif similaire. Le cylindre 5 empêche la barre 3 de tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre au-delà de sa position horizontale représentée. En conséquence, quand la valeur du couple T de l'expression 4 est positive ou nulle, la barre 3 ne peut tourner dans le sens des aiguilles d'une montre. Cependant, quand le signe algébrique de T change, la barre 3 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre dénotant ainsi la valeur d'une différence de pression P2-P1 supérieure à la valeur de seuil. Le cylindre 5 est creux pour recevoir en son intérieur un ressort 12, dont une extrémité pousse une bille 13 contre une surface de côté d'extrémité 3' de la barre 3, pendant que l'autre côté du ressort porte contre l'extrémité d'une vis de réglage à bout plat 14 logée dans le cylindre. Le ressort 12 et la vis 14 sont coaxiaux avec le cylindre 5 et permettent à la valeur de seuil d'être réglée pour ajustage de la vis 14. En fait, suivant le réglage de la vis 14 dans le cylindre 5, le ressort 12 peut être relativement fortement ou légèrement comprimé, et applique, au moyen de la bille 13, une force relativement élevée ou faible sur la face d'extrémité 3' de la barre 3. Cette force , pendant la rotation de la barre dans le sens des aiguilles d'une montre, produit un moment M sur la barre, par rapport à l'axe de rotation 4 et, en conséquence, modifie la valeur de seuil. Plus précisément, la valeur de seuil peut etre augmentée par réglage de la vis 14 dans le sens qui augmente la force exercée par la bille 3 sur la face d'extrémité 3' de la barre 3. Dans le mode de réalisation de l'invention, représenté aux figures 2 et 3, l'ancrage des parties d'extrémité 7 et 8 3 du tuyau 20 sur la barretest réalisé en formant chaque extrémité de cette barre avec un trou 21, 22 la traversant. Chaque partie d'extrémité 7, 8 de tuyau est obligée de passer à travers son trou correspondant, et alors ancrée là, en forçant respectivement dans ces parties d'extrémité de tuyau, l'une des extrémités de deux tubes minces connectés respectivement à un réservoir de liquide et à une utilisation. Ainsi, comme représenté dans les figures 2 et 3, à l'intérieur de la partie d'extrémité 7 du tuyau, est introduite une longueur d'un mince tuyau 9 qui est connecté au réservoir à liquide, tandis qu'à l'intérieur de la partie d'extrémité 8 du tuyau, est introduite une longueur d'un mince tuyau 10 qui est connecté à l'utilisation. La figure 2 représente la pompe péristaltique dans les conditions normales de marche. Tant que la différence des pressions agissant sur les parties d'extrémité 7,8 du tube 20, est inférieure à la valeur de seuil déterminée par le réglage de la vis 14, la barre 3 reste dans sa position horizontale et ne ferme pas les contacts du micro-interrupteur il ou du dispositif similaire, situé -en dessous de la barre. La figure 3 représente le cas où le tuyau 10 est bloqué pour que la pression P2 devienne supérieure à P1. Dans ce cas, la différence de pression, P2 - P1 dépasse la valeur du seuil évoqué ci-dessus pour la pompe. Dans un tel cas la barre 3 prend la position inclinée représentée, sous l'action du couple la faisant tourner dans le sens des aiguilles d'une montre et produit la fermeture des contacts du micro-interrupteur 11. Ce micro-interrupteur 11 est relié à tout circuit électronique convenable (non représenté) pour donner les indications que la valeur de seuil préétablie pour la différence des pressions d'entrée et de sortie de la pompe a été dépassée et/ou pour arreter la matche de cette pompe. Bien qu'il ait été supposé que la tension Fo dans le tuyau est constante sur sa longueur , en fait, en raison du frottement entre le tuyau et les broches 2 quand le rotor tourne, la tension dans la partie d'extrémité 7 est supérieure à celle existant dans la partie d'extrémité 8, ce qui fait que le sens du couple sur la barre devient celui des aiguilles d'une montre pour une valeur de P2- P1 plus faible que celle indiquée par l'inégalité 5 ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Pompe péristaltique ayant un rotor comprenant deux disques disposes en face l'un de l'autre et maintenus à distance l'un de l'autre par un ensemble de broches, une longueur de tuyau flexible étant tendue autour d'au moins une des broches pour qu'an faisant tourner le rotor, ces broches produisent une action péristaltique sur le tuyau, cette pompe étant caractérisée en ce quf alla comprend de plus une barre qui est montée pour pivoter autour d'un axe et sur laquelle les parties d'extrémité d'entrée et de sortie du tuyau sont ancrées. 2. Pompe péristaltique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la distance a, de l'axe de pivotement de la barre au point d'ancrage de la partie d'extrémité d'entrée du tuyau, est inférieure à la distance b, de ce même axe de pivotement au point d'ancrage de la partie d'extrémité de sortie du tuyau. 3. Pompe péristaltique suivant l'une quelconque des revendications i ou 2, caractérisée en ce que la barre est munie d'un épaulement pour venir au contact d'une butée disposée de manière adjacente à cette barre pour que, lorsque la pression dans une de ces parties d'extrémité d'entrée ou de sortie, excède la pression dans l'autre de ces parties, d'une valeur inférieure à une valeur de seuil déterminée, 1' épaulement se tienne en contact avec la butée mais que lorsque la valeur de seuil est dépassée, la barre pivote hors de son contact avec la butée. 4. Pompe péristaltique suivant la revendication 3, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour régler cette valeur de seuil. 5. Pompe péristaltique suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la butée comprend un cylindre qui est creux pour recevoir un ressort dont une extrémité pousse une bille contre une surface de côté de cette barre et dont l'autre extrémité porte contre l'extrémité d'une vis de réglage, logée dans ce cylindre pour qu'an réglant la vis, la valeur de seuil puisse être ajustée. 6. Pompe péristaltique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que des moyens sont prévus répondant à la position de la barre autour de son axe. 7. Pompe péristaltique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens répondant à la position de la barre autour de son axe comprennent un micro-interrupteur.