Brevet FR2385914A1 — publié le 19781027

La présente invention concerne des perfectionnements aux pompes péristaltiques comportant une pluralité de tuyaux flexibles et une pluralité de rouleaux dont les axes peuvent décrire un cylindre de révolution, au cours de la révolution desdits axes, les rouleaux venant les uns après les autres en contact avec les parois adjacentes desdits tuyaux flexibles et comprimant lesdits tuyaux pour y faire circuler des échantillons successifs de fluides. Des pompes péristaltiques de ce type sont déjà connues et, à titre d'exemple, on trouvera dans le brevet américain 2 406 485 la description d'une de ces pompes. Dans ce brevet américain 2 406 485, les axes desdits rouleaux presseurs sont montés sur un volant rotatif dont l'axe de rotation est confondu avec celui du cylindre de révolution décrits par lesdits rouleaux. Le volant est entralné en rotation par un organe d'entraînement et son mouvement de rotation entraîne celui de l'ensemble des rouleaux. Pour éviter que les rouleaux ne frottent contre les tuyaux, cette pompe a été- déjà perfec tionnée en prévoyant des paliers à roulement entre les moyeux des rouleaux et le volant. Toutefois ces pompes présentent l'inconvénient que les rouleaux en contact avec les tuyaux provoquent puisqu'ils sont poussés des bourrelets devant eux, ces bourrelets se déplaçant comme les rouleaux et entraînant un effet de fluage dans les parois des tuyaux. I1 en résulte que les tuyaux perdent rapidement leur élasticité qui leur permet de reprendre leur section normale après chaque écrasement par un rouleau et, donc, que leur rendement de pompage s'en trouve réduit. I1 faut noter que le même inconvénient existe également dans les pompes péristaltiques dans lesquelles les rouleaux presseurs ont leurs extrémités montées sur deux chaînes sans fin parallèles ne décrivant pas un cylindre de révolution. Un objet de la présente invention consiste à prévoir une pompe préristaltique ne présentant plus cet inconvénient, ce qui permet notamment d'allonger la vie des tuyaux et ainsi de réduire le coût d'exploitation de la pompe. Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu une pompe péristaltique comportant un ou une pluralité de tuyaux flexibles et une pluralité de rouleaux presseurs montés sur un volant pouvant tourner autour d'un axe principal, les rouleaux venant les uns après les autres en contact avec les parois adjacentes desdits tuyaux flexibles et comprimant transversalement lesdits tuyaux pour y faire circuler des fluides, chaque rouleau presseur étant porté par le volant au moyen d'un palier et portant un pignon satellite qui engrène un pignon d'entraînement tournant autour dudit axe principal, le volant étant monté fou autour dudit axe principal. Suivant une autre caractéristique, les rouleaux presseurs sont, à une extrémité, portés par ledit volant et, à l'autre extrémité, portés par un second volant également au moyen de paliers, le second volant tournant également fou autour dudit axe central. Suivant une autre caractéristique, ledit pignon d'entraînement est entraîné par un moteur, éventuellement par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dess st ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique illustrant le fonctionnement d'une pompe péristaltique suivant l'invention, la Fig. 2 est une vue en coupe axiale d'une pompe péristaltique suivant l'invention, et la Fig. 3 est une vue en coupe transversale de la pompe de la Fig. 2, suivant la ligne III-III. A la Fig. 1, les rouleaux presseurs 1 sont portés par un volant 2 et sont entraînés en rotation par un pignon 3, tandis qu'un tuyau 4 appliqué contre un butoir 5 subit les actions d'écrasement des rouleaux presseurs 1 qui défilent devant le butoir 5. Les rouleaux 1 peuvent tourner librement par rapport au volant 2 qui supporte leurs axes 6. Le volant 2 tourne fou autour de l'axe de rotation 7. Le pignon 3 est entraîné en rotation autour de l'axe 7 et entraîne par contact (ou en pratique par dentures) les rouleaux 1 en rotation. Les positions relatives du butoir 5 et de l'enveloppe extérieure des rouleaux 1 en rotation sont telles que le tuyau 4 se trouve, en face de 5, écrasé convenablement en plusieurs points. Dans une pompe péristaltique classique, le volant 2 est entraîné en rotation par un organe moteur ce qui provoque le mouvement rotatif des rouleaux 1 autour de l'axe 7 et, deplus, pour les rouleaux en contact avec le tuyau 4 une rotation propre autour de leurs axes respectifs 6. En pratique, les rouleaux sont poussés par le volant contre la paroi 8 du tuyau, c'est à dire celle qui se trouve à l'intérieur de la courbure qui est donc déjà comprimée par le cintrage du tuyau. La poussée des rouleaux provoque, devant chacun d'eux, en 9 un bourrelet de la même manière que les roues avant, non motrices, d'un véhicule peuvent le provoquer sur un sol meuble. Les bourrelets suivent la rotation des rouleaux. Il en résulte, au moins, trois conséquences préjudiciables au fonctionnement de la pompe ou à sa durée de vie.Premièrement, la paroi 8 du tuyau se trouve comprimée longitudinalement, d'une part, par la courbure et, d'autre part, d'une manière répétitive par les rouleaux formant les bourrelets, ce qui détruit, par fluage de la matière, l'élasticité de cette paroi et, donc, diminue le rendement du pompage. Deuxièmement, le rendement du pompage dépendant de l'age de chaque tuyau, il en résulte que l'on ne peut changer certains tuyaux avant d'autres sans perturber le fonctionnement car la pompe péristaltique est une pompe proportionnante.Enfin, à chaque fois qu'un rouleau 1 quitte la zone de compression devant le butoir 5, à la suppression du bourrelet qu'il avait créé devant lui, correspond une détente élastique de la partie de tuyau concernée avec recul de tous les échantillons liquides en aval de la pompe, ces mouvements pouvant présenter des inconvénients pour les opérations effectuées en aval. Dans la pompe de l'invention, les rouleaux 1 sont entraînés en rotation autour de leurs axes propres 6 par le pignon 3, comme le montrent le couple de flèches 10 et 11. Si le tuyau 4 n'existait pas, le volant 2 resterait immobile. Mais le contact, supposé sans glissement, des rouleaux avec la surface 8 de 4 provoque l'avancement des rouleaux 1 sur ou par rapport à la surface 8. Dans leur.mouvement d'avancement, les rouleaux 1 entraînent le volant 2 en rotation autour de l'axe 7, comme l'indique la flèche 12. La vitesse de rotation de 2 est évidemment liée à celle du pignon 3 par le rapport des rayons des rouleaux 1 et de celui de 3. Donc, dans la pompe de l'invention, les rouleaux se déplacent par rapport au tuyau 4 parce qu'ils tournent entraînés en rotation par 3. Ils agissent à la manière de roues motrices sur un sol relativement dur en ne créant pas de bourrelets à l'avant et en créant pas de perturbations à l'arrière. Il en résulte que les trois inconvénients mentionnés ci-dessus sont, sinon totalement évités, sensiblement réduits. Dans l'exemple de réalisation de la Fig. 2, on retrouve les rouleaux presseurs 1, le volant 2, le pignon 3, les tuyaux 4 et des butoirs 5. Le pignon 3 est monté au bout d'un arbre 13 dont une extrémité est portée par un palier à roulement 14 monté sur une flasque 15 du bati de la pompe. L'autre extrémité de l'arbre 13 est évidée pour former un logement cylindrique 16 de même axe 7 que 13 dans lequel se loge un ressort de compression 17. Le corps du pignon 3 et l'arbre 13 sont en regard du fond du logement 16 percé en alignement de manière à pouvoir loger transversalement une goupille 18 qui, d'une part, solidarise 3 et 13 et, d'autre part, sert de butée pour une extrémité du ressort 17. L'autre extrémité du ressort 17 est appuyée contre le bout d'un baladeur 19 qui, sous l'action d'une came 20, peut coulisser longitudinalement dans le logement 16. Le baladeur 19, de forme cylindrique dont le diamètre est, au jeu nécessaire près, égal à celui du logement 16, est traversé par une clavette transversale 21 qui passe également à travers des lumières 22 de la paroi du logement 16. Autour de l'extrémité de l'arbre 13, où sort le baladeur 19, est prévu un palier à roulement 23 qui est monté dans le moyeu central 24 d'un pignon denté 25. Le pignon 25 est engrené avec un pignon d'entraînement 26 et a son moyeu 24 monté sur un palier à roulement 26, lui-même monté dans la partie centrale 28 du bâti de la pompe.Dans sa partie centrale, en face du pignon 3, le pignon 25 comporte autour de l'arbre 13 deux encoches 29 dans lesquelles, en position d'embrayage, les bouts de la clavette 21, en saillie en dehors de 13, viennent se loger. Par ailleurs, le pignon 3 comporte également, en face du pignon 25, des encoches 30 dans lesquelles, en position de débrayage, les bouts de la clavette 21 viennent se loger. Autour de l'arbre 13, avant d'atteindre l'extrémité portée par le palier 14, d'une part, et au voisinage du pignon 3, d'autre part, sont prévus deux paliers à roulements 31 et 32 qui supportent, entre eux, un moyeu 33 sur lequel sont montés, d'une part, du côté de 31 une rondelle 2' et, d'autre part, du caté de 32 une rondelle 2. L'ensemble du moyeu 33 et des joues 2 et 2' est de révolution autour de l'axe 7, les joues 2 et 2' servant de volants dans lesquels sont supportés à l'aide respectivement de paliers à roulement 34 et 35 les axes 6 des rouleaux presseurs 1. Aux bouts deleurs axes, de l'autre côté de la rondelle 2, les rouleaux 1 portent des pignons satellites 36 qui s'engrènent avec la denture du pignon 3. Au-dessus des tuyaux 4, écrasés par les rouleaux 1, sont prévus des butoirs 5, arrangés les uns à côté des autres. La Fig. 3 montre comment les butoirs 5 sont chacun logés dans une pièce en U 37, ouverte vers le bas, chaque pièce en U 37 étant elle-meme, par des vis 38, fixée dans une monture 39 solidaire, par des vis 40, d'un couvercle 41 pouvant tourner autour d'une charnière 42. En fonctionnement le couvercle 41 a la position indiquée à la Fig. 2. On peut le relever, par exemple pour échanger certains des tuyaux 4. Le réglage de la position verticale de chaque butoir 5 dans sa pièce 37 est effectué au moyen d'un coin 43 qui est plus ou moins avancé transversalement à l'aide d'une vis à tette moletée 44 passant dans un trou taraudé de la paroi latérale de 37. L'indépendance des réglages verticaux des butoirs 5 permet une adaptation efficace de leurs positions verticales déterminant leurs distances minimales aux surfaces des rouleaux 1 aux diamètres et aux épaisseurs des parois des tuyaux 4, pour obtenir les meilleurs rendements de pompage. La came 20 est actionnée, au moyen d'un axe de transmission vertical 45, par un bouton 46 à commande manuelle. On peut noter que, symétriquement par rapport à l'axe 45 de la pompe que l'on vient de décrire, on a montré l'amorce d'une seconde pompe semblable avec son baladeur 47, son ressort 48, son arbre 49 son pignon 50, son moyeu 51, ses rouleaux presseurs 52, son pignon 53, sa goupille 54, sa clavette 55, respectivement symétriques de 19, 17, 13, 3, 33, 1, 25, 18, 21. Dans cette pompe; la goupille 54 et la clavette 55 sont représentées tournées de 900 par rapport à leurs symétriques. Ouand la came 20 est positionnée, comme l'indique la Fig. 2, le baladeur 19 est enfoncé dans 16 ce qui comprime le ressort 17 et sort la clavette 21 de ses encoches 29. Donc, le pignon 26 tournant d'une manière continue en entraînant le pignon 25 engrené en permanence n'entraîne plus, par 25, le pignon 3 car la clavette 21 ne suit plus le mouvement de 25. Le pignon 3 est débrayé. Par contre, le baladeur 47 est repoussé par 48 hors de l'arbre 49 ce qui embraye la clavette 55 avec le pignon 53 entraîné en permancence par le pignon 26. Donc cette pompe tourne. Il est bien évident que le profil de la came 20 est étudié pour pouvoir mettre sélectivement les deux pompes, soit simultanément au travail, soit séparément. Le pignon 26 peut être entraîné par un moteur électrique, au moyen d'un réducteur de vitesse, d'un variateur de vitesse, etc., selon les besoins. Il doit être bien entendu que les pompes qui viennent d'être décrites possèdent tous les avantages décrits en relation avec le schéma de la Fig. 1. Le pignon 3 entraîne les pignons satellites 36 qui font tourner les rouleaux i qui, au contact des tuyaux 4, tendent à avancer en entraînant l'ensemble volant constitué par 2, 2' et 33. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits cidessus en relation avec exemple particulier de réalisation, il faut comprendre que ladite description n'a été faite qu'à titre d'exemple et ne limite pas la portée-de l'invention. REUENDICATIONS 1) Pompe péristaltique comportant un ou une pluralité de tuyaux flexibles et une pluralité de rouleaux presseurs montés sur un volant pouvant tourner autour d'un axe principal, les rouleaux venant successivement en contact avec les parois adjacentes desdits tuyaux flexibles et comprimant transversalement lesdits tuyaux pour y faire circuler des fluides, chaque rouleau presseur étant porté par le volant au moyen d'un palier, caractérisée en ce que chaque rouleau presseur porte un pignon satellite qui engrène un pignon d'entraînement tournant autour dudit axe principal, le volant étant monté fou autour dudit axe principal. 2) Pompe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits rouleaux presseurs sont, à une extrémité, portés par ledit volant et, à l'autre extrémité, portés par un second volant également au moyen de paliers, le second volant tournant également fou autour dudit axe principal. 3) Pompe suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les deux volants sont réunis par un moyeu tournant fou autour dudit axe principal. 4) Pompe suivant la revendication 3, caractérisée en ce que ledit pignon d'entraînement est monté sur un arbre passant dans ledit moyeu et supportant ledit moyeu à l'aide de paliers. 5) Pompe suivant la revendication 4, caractérisée en ce que ledit arbre comporte un logement concentrique, sous ledit pignon d'entraînement, ledit logement étant prévu pour recevoir un baladeur à mouvement longitudinal traversé par une clavette, le mouvement du baladeur étant déterminé par une came et un ressort comprimé au fond du logement, quand la came enfonce le baladeur dans le logement, la clavette étant débrayée des encoches d'un pignon meneur tournant en permanence et, quand la came est effacée, le ressort sortant le baladeur de son logement, la clavette étant embrayée dans les encoches dudit pignon meneur. 6) Pompe suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle est associée à une seconde pompe symétrique, ladite came commandant sélectivement les états de fonctionnement des deux pompes en actionnant leurs baladeurs. 7) Pompe suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le ou leesdits pignons d'entraînement sont entraîné par un moteur, éventuellement par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse.