Brevet FR2352181A1 — publié le 19771216

L'invention concerne les pompes péristaltiques. Le brevet anglais n 1 417 146 du même demandeur concerne des poes péristaltiques dans lesquelles les rouleaux qui provoquent l'occlusion des tubes sont prévus de faible diamètre. Caci présente l'avantage d'une distorsion moins grar.de des tubes par les rouleaux, avec comme conséquence une durée Je @is accrue du tube, et permet un espacement plus faible d rouleaux en vue a pauvoir obtenir des débits d'écoulement plut faibles podr des @iamètres donnés de tuyauterie, concurremment avec une fréquence alevée d'impulsions. L'impulsion intervient au moment où chaque rouleau quitte le tube. Dans un modèle de pompe decrit dans le brevet ci-dessus mentionné, les rouleaux sont placés entre les deux parois latérales en regard d'une gorge circonférentielle ménagée dans un élément rotatif de support, les rouleaux dans situés sur un cercle concentrique avec l'axe de rotation de l'élément de support et séparés les uns des autres par des angles égaux. La précision de pompage d'une telle pompe est déterminée dans une large mesure par la vitesse linéaire avec laquelle les rouleaux parcourent la tuyauterie, et en conséquence elle dépend -de la précision de la distance radiale entre les rouleaux et l'axe de rotation de l'élément de support. En pratique, il est difficile de positionner avec une précision suffisante dans l'élément de support les logements dans lesquels sont maintenus les rouleaux, et d'éviter l'usure de manière à conserver aur de long@es périodes d'utilisation la précision radials requise. Par exemple, avec une distan@@ de 12 mm 7 entre les rouleaux et l'axe de rot@tion o!e 1 l'élément de support, une variation de # 127 millièmes de millimètre d'un rouleau à l'autre a podr résultat une variation corre@pondante du débit de # 1%. Ceci aboutit à un niveau de b@uit qui pe@@ attei@dre des @aleurs @nacc@ptables dans une analyse ultérieure. Un but de l'invention est d'offrir une structure de pompe péristaltique dont la faurica- tion permette facilement d'obtenir une précision de position des rouleaux plus grande que dans les réalisations antérieures, et qui soit capahle de présenter des caractéristiques d'usure sensirile- ment meilleures. La pompe péristaltique suivant l'invention comprend au moins un tube déformable, un jeu de rouleaux agencés de manière à être amenés successivement en contact mobile avec le tube de sorte que chaque rouleau aplatit le tube sur une partie de sa longueur et se déplace unidîractionnellement le long du tube avant d'en être libéré, un élément élastiquement applicable pressant le tube contre les rouleaux, et un dispositif d'appui placé de l'autre côté des rouleaux par rapport au tube et contre lequel les rouleaux sont pressés pendant leur mouvement en contact avec le tube, ce dispositif d'appui ayant une surface cylindrique ou des portions de surface situées sur un même cylindre, dont l'axe est parallèle aux rouleaux et qui contraint ces rouleaux à se déplacer sur une trajectoire circulaire pendant leur contact avec le tube, la dispositif d'appui étant en outre libre en rotation autour dudit axe tandis que chaque rouleau est monté avec une liberté de mouvement suffisante pour lui permettre de suivre la trajectoire circulaire définie par le dispositif d'appui. De préférence, les rouleaux sont entraînées par un arbre tournant autour duquel ils sont conduits sur une trajectoire fermée, et le dispositif de support est monté en vue de sa rotation libre sur l'arbre. Etant donné qu'en fabrication, la finition du dispositif d'appui peut être réalisée par une opération de tournage alors qu'il est monté sur l'arbre, il est relativement simple d'obtenir une précision radiale meilleure que 2,5 centièmes de millimètre, pour la surface ou les portions de surfaces cylindriques. Ainsi, la position des rouleaux, lorsqu'ils sont en contact avec le tube, est définie avec une précision similaire. En outre, étant donné que le dispositif d'appui est libre de subir un mouvement de précession sur son axe lors de la rotation des rouleaux, il n'y a pratiquement pas de frottement de glissement entre le dispositif d'appui et les rouleaux, de sorte que l'usure de ces éléments est très faible et la précision de positionnement des rouleaux est conservée sur une longue période. De préférence, les rouleaux sont montés suivant une disposition générale cylindrique autour de l'axe, entre deux éléments de support qui sont fixés à l'arbre en vue de tourner avec lui et sont situés de part et d'autre du dispositif d'appui, chaque rouleau étant supporté à ses extrémités de façon à permettre un mouvement radial d'amplitude limitée du rouleau par rapport à l'arbre. Les extrémités des rouleaux peuvent être supportées dans des fentes radiales ménagées dans les éléments de support. Dans la disposition pratique qui sera décrite plus loin, une pluralité de tubes déformables sont disposés côte à côte en vue de pompage simultané par les rouleaux, et un élément commun, élastiquement applicable, est prévu pour l'ensemble de ces tubes. Chaque tube est de préférence logé dans une gorge correspondante ménagée dans l'élément élastiquement applicable, en vue d'empêcher les tubes voisins d'interférer entre eux, et d'éviter que chaque tube ne puisse individuellement nserpenter". En outre, l'élément est de préférence incurvé suivant la direction du mouvement des rouleaux, à un degré permettant d'assurer une compression et une libération progressives des tubes par chaque rouleau. De plus, lorsque les rouleaux sont de faible diamètre, le dispositif d'appui comporte en regard de chaque tube une gorge annulaire circonférentielle correspondante, dans laquelle le tube peut se dilater entre ses points d'occlusion par les rouleaux successifs. On va maintenant décrire à titre indicatif et non limitatif un exemple de réalisation de l'invention, en se référant au dessin annexé sur lequel - la Fig. f est une vue en coupe longitudinale d'une pompe péristaltique suivant l'invention, - la Fig. 2 est une vue de la pompe en coupe transversale suivant la ligne X-X de la Fig. 1, et -la Fig. 3 est une vue en plan de l'un des deux disques de Support des rouleaux. La pompe péristaltique comprend une pluralité de rouleaux I montés suivant une disposition générale cylindrique autour d'un arbre d'entraînement rotatif 2. Les rouleaux 1 sont supportés à leurs extrémités entre deux disques 3, lesquels sont fixés à l'arbre 2 en vue de tourner avec lui, par exemple au moyen d'une mortaise de clavette 4. Les extrémités des rouleaux sont supportées dans des fentes radiales 5 ménagées dans les disques 3, ces fentes permettant aux rouleaux une libre rotation et laissant à chaque rouleau une amplitude limitée de mouvement radial par rapport à l'arbre. Les fentes 5 sont angulairement équidistantes dans leur répartition autour des disques et sont à une même distance radiale de l'axe de l'arbre 2. Par rotation de l'arbre 2, les rouleaux sont conduits autour de l'arbre suivant une trajectoire fermée approximativement circulaire (la trajectoire n'est pas un cercle rigoureux en raison de la liberté de mouvement donnée par les fentes 5), et ils sont amenés successivement en contact mobile avec une pluralité de tubes parallèles déformables 6, de telle sorte que chaque rouleau 1 aplatit les tubes sur une courte partie de leur longueur et se déplace unidirectionnellement le long des tubes avant d1échappar à leut contact. La trajecto re des rouleaux 1 lors de leur cont-act avec les tubes est définie avec précision par une bobine d'appui 7 qui sera décrite ultérieurement. Les tubes 6 sont pressés contre les rouleaux I par un sabot 8 élastiquement applicable, commun à tous les tubes. Le sabot 8 est pourvu de gorges 9 dans lesquelles se logent respectivement les tubes 6, les joues 10 entre les gorges servant à empêcher les tubes voisins dtinterférer l'un avec l'autre, et à empêcher chaque tube de "serpenter" individuellement. Les joues 10 servent également à éviter un excès de compression des tubas, chacune des gorges 9 ayant une profondeur juste inférieure à deux fois l'épaisseur de paroi du tube associé. Le sabot 8 est incurvé dans la direction du mouvement des rouleaux, à un degré -permettant d'obtenir la progressivité désirée dans la compression et la libération des tubes aux moments ou chaque rouleau est amené au contact des tubes puis abandonne ce contact. La pression du sabot 8 sur les tubes est appliquée par un ressort Il par l'intermédiaire d'un dispositif de joint à rotule 12qui assure la libre articulation du sabot dans deux dimensions. Ceci permet à la pompe de fonctionner avec un nombre de tubes en place inférieur au nombre maximum, et améliore la progressivité de compression et de libération des tubes, réduisant ainsi les impulsions qui se produisent lorsque les rouleaux libèrent ces tubes. La trajectoire des rouleaux 1 pendant leur contact avec les tubes 6 est définie avec précision par la bobine dtappui 7 qui est montée sur l'arbre 2 entre les disques 3, sur des roulements à billes 15 qui permettent la libre rotation de cette bobine autour de l'axe de l'arbre. La bobine 7 comporte une pluralité de portions de surface 13, séparées par des gorges annulaires circonférentielles 14 en regard de chaque tube, portions de surface qui font partie d'un meme cylindre. L'axe central des portions de surface cylindrique est parallèle aux rouleaux et coïncide avec l'axe de rotation de l'arbre 2. La bobine 7 supporte toute la poussée vers l'intérieur des rouleaux t,qui sont pressés contre la bobine lorsqu'ils se déplacent au contact des tubes 6 du fait de la pression exercée par le sabot 8 sur ces tubes. Les fentes radiales 5 permettent aux rouleaux de régler leur position radiale, en épousant la courbure des portions de surface 13 de la bobine et les rouleaux sont ainsi contraints de se déplacer suivant une trajectoire circulaire pendant leur contact avec les tubes. Ainsi, -la position radiale des rouleaux, lors de leur contact avec les tubes, n'est définie que par la courbure de la bobine 7. Etant donné, comme mentionné plus haut, que la bobine peut etre fabriquée par tournage alors qu'elle est montée sur son arbre et ses roulements à billes, il est relativement simple d'obtenir une précision radiale meilleure que 2,5 centièmes de millimètre.Sur un rayon de 25, 4 millimètres, il en résulte une précision de vitesse linéaire entre rouleaux successifs de un pour mille, soit une amélioration par un facteur 10 du niveau de bruit de pompage par rapport au type de pompe de ce genre classique. En outre, étant donné que la bobine 7 est libre de précessionner sur l'arbre 2, il n'y a pour ainsi dire pas de contact de glissement entre la bobine et les rouleaux, de sorte que l'usure affectant ces éléments est très faible, et la précision initiale de positionnement des rouleaux est conservée sur une longue période. Les rouleaux 1 échappent légèrement du contact de la bobine 7 sur le coté inférieur de celle-ci, en raison de leur propre poids, du fait qu'ils ne reçoivent aucune pression les forçant contre la bobine. Ceci offre par ailleurs l'avantage de maintenir propres les fentes 5. La gorge annulaire 14 ménagée dans la bobine respectivement en regard de chaque tube est destinée à offrir à ce tube l'espace nécessaire pour se dilater entre ses points d'occlusion correspondant aux rouleaux successifs, en vue de remplissage par le liquide en cours de pompage comme représenté à la Fig. 2. Avec des rouleaux de diamètre plus important, ces gorges 14 peuvent toutefois n'etre pas nécessaires, et la bobine 7 peut être conçue comme un corps plein présentant une surface cylindrique unique. Le dispositif décrit ci-dessus peut convenir à différents calibres de tubes pourvu que leur épaisseur de paroi soit constante, à une tolérance raisonnable près, comme prédéterminé par le dessin du sabot 8. En outre, la simplicité et la commodité qui résultent du groupement d'un petit nombre de tubes avec un jeu commun de rouleaux et un sabot l'emportent sur les inconvénients introduits par le fait que l'on ne dispose pas d'un sabot séparé pour chaque tube, comme c'était le cas dans le modèle antérieur de pompe, pourvu que, dans un agencement de pompage multiple où un certain nombre de pompes suivant la description qui précède est monté sur un arbre unique en vue d'un fonctionnement simultané, on associe à chaque jeu de rouleaux et sabot des tubs de calibres relativement voisins. Par exemple, dans une disposition analytique typique, les différentes lignes de pompage peuvent etre divisées en débits faibles, moyens et grands, et si dans une telle situation l'on fait fonctionner les tubes à faible débit (petit calibre) avec un jeu de rouleaux et un sabot, en regroupant de façon similaire les tubes à-débit moyen et à grand débit, l'avantage n'est pas perdu, mais l'on a gagné en simplicité de fonctionnement et de structure. Toute- fois, des sabots individuels par tube peuvent être prévus si cela est nécessaire dans des situations spéciales. La pompe peut être entraînée par un moteur pas-à-pas mû par des impulsions espacées avec précision. Ainsi l'on peut mettre en oeuvre une large gamme de vitesses avec une grande précision de rotation. REVENDICATIONS 1. Pompe péristaltique, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un tube déformable, un jeu de rouleaux agencés de manière à être amenés successivement en contact mobile avec le tube de sorte que chaque rouleau aplatisse ce tube sur une partie de sa longueur ét se déplace unidirectionnellement le long de ce tube avant d'en être libéré, un élément élastiquement applicable pressant le tube contre les rouleaux et un dispositif d'appui placé de l'autre côté des rouleaux par rapport au tube et contre lequel les rouleaux sont pressés pendant leur mouvement en contact avec le tube, le dispositif d'appui comportant une surface cylindrique ou des portions de surface situées sur un même cylindre dont l'axe est parallèle aux rouleaux et qui contraint ces rouleaux à se déplacer sur une trajectoire circulaire pendant leur contact avec le tube, le dispositif d'appui étant en outre libre en rotation autour dudit axe tandis que chaque rouleau est monté avec une liberté de mouvement suffisante pour lui permettre de respecter la trajectoire circulaire définie par ce dispositif d'appui. 2. Pompe péristaltique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les rouleaux sont entrainés par un arbre tournant autour duquel les rouleaux sont conduits sur une trajectoire fermée, et en ce que le dispositif d'appui est monté de manière à tourner librement autour de cet arbre. 3. Pompe péristaltique suivant le revendication 2, caractérisée en ce que les rouleaux sont montés suivant une disposition générale circulaire autour de l'arbre, entre deux éléments de support qui sont fixés à l'arbre en vue de tourner avec lui et sont situés de chaque côté du dispositif d'appui, chaque rouleau étant supporté à ses extrémités d'une manière permettant un mouvement radial d'amplitude limitée du rouleau par rapport à l'arbre. 4. Pompe péristaltique suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les extrémités des rouleaux sont supportées dans des fentes radiales ménagées dans les éléments de support. 5. Pompe péristaltique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de tubes déformables disposés côee-à-côte en vue de leur aplatissement simultané par chaque rouleau. 6. Pompe péristaltique suivant la revendication 5, caractérisée en ce quelle comporte un élément élastiquement applicable, commun pour tous les tubes. 7. Pompe péristaltique suivant la revendication 6, caractérisée en ce que chaque tube est logé dans une gorge correspondante dans l'élément commun élastiquement applicable. 8. Pompe péristaltique suivant l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que l'élément commun élastiquement applicable est incurvé dans la direction du mouvement des rouleaux, à un degré permettant d'assurer une compression et une libération progressives des tubes lorsque chaque rouleau est amené au contact de ces tubes puis abandonne ce contact. 9. Pompe péristaltique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif d'appui présente une gorge annulaire circonférentielle en regard de chaque tube, dans laquelle ce tube peut se dilater entre les rouleaux successifs.