Brevet FR2396880A1 — publié le 19790202

La prébende invention concerne des perfectionnements aux pompes péristaltiques, c'est-à-dire les pompes volumétriques rotatives où des galets répartis à la périphérie d'un rotor écrasent un ou plusieurs tubes flexibles contre la paroi d'un stator cylindrique concentrique, lesdits tubes étants en fait, tendus entre deux ancrages pratiquement diametralement opposés sur le stator qui peut s'écarter du rotor pour les besoins de l'entretien courant, notamment des tube qui sont rapidement interchangeables. Ce genre de pompe est le plus souvent destiné au dosage par pompage simultane de plusieurs fluides suivant des volumes en proportions prédéterminées. Pour situer l'état de la technique, dans la matière, on aura intérêt à se reporter au brevet franglais n 1.192.346 déposé le 10 décembre 1957 au nom de TECHNICON INTERNsTION L Limited. Un inconvénient de ces pompes est que l'action du rotor est simultanée sur tous les tubes.Or il est parfois utile de pouvoir sélectionner un certain nombre de tubes où le débit doit se réaliser et un certain autre nombre de tubes où le débit peut être interrompu alors qu'il continue sur les autres et inversement. On pourrait prévoir alors un stator divisé, star- ticulant à une extrémité suivant un axe parallèle à celui du rotor de manière qu'on puisse en écarter les sections voulues pour cesser l'action sur les tubes correspondants et arreter le pompage. Pratiquement une telle réalisation présente llin- convénient que lesdits tubes correspondants restent ouverts et que l'on ne peut plus en contrôler le débit : le fluide, par gravité ou autre, peut alors s'écouler dans @n sens ou dans l'autre. La présente invention est destinée à remédier à ces inconvénients. La caraetéristique essentielle de la présente invention est de prévoir un dispositif permettant d'agir sélectivement sur les tubes tout en les maintenant constamment obturés. On a pensé que la façon la plus simple de réaliser cela était ae réaliser le rotor en plusieurs sections parallèles concentriques que l'on peut actionner en rotation de façon sélective. Suivant uce forme préférée de réalisation, le rotor est constitué de disques indépendants de mêmes diamètres, concentriques, Juxtaposés, avec des galets régulièrement répartis à la périphérie des disques. Pour assurer le guidage des tubes, les galets sont légèrement en retrait des disques et les tubes sot maintenus par une réglette dentelée ou peigne à chacune de leurs extrémités. La commande sélective des différentes paires de disques se réalise par des axes concentriques tubulaires, enfoncés les uns dans les autres, à la manière des axes d'aiguilles de montre. Dans ce cas, chaque axe est mis séparément en rotation, dans le meme sens, à la même vitesse angulaire, par une commande mécanique ou électro-mécanique. Dans un cas particulier de réalisation, au moins dux axes sont couplés, l'un d'eux, celui de plus grand diamètre, étant enclenché ou déclenché à volonté d'au moins un axe correspondant à un disque et constituant le rotor, par une tige coaxiale soulevant ou escamotant des clavettes, ergots ou billes s'engageant dans de rainures correspondantes de l'un ou de l'autre axe. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante qui en donre un exemple non limitatif de réalisation pratique et qui est illustré par les desins Joints dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective de l'ensemble de la pompe, le stator étant à demi soulevé, la figure 2 est une vue schématique en élévation du stator et du rotor en position de marche, la figure 3 est une vue de profil du rotor ave arrachement, la figure 4 est une vue de profil du stator, la figure 5 est une coupe schématique dsaxeEconcentriquestubu- lairesdisposesà la manière de la commande des.axes d'aiguilles de montre qui actionnent les disques support de galet. D'une manière connue, la pompe se compose d'un rotor 1 tournant autour d1un axe 2 dans un stator concentrique 3 qui peut s'écarter du rotor 1 en oscillant autour d'un axe 4. Les extrémités avant et arrière du stator 3 comportent des peignes 5, 6 dont les dents 7 constituent des créneaux entre lesquels peuvent venir se coineer les tubes 8 qui y sont retenus par des bagues 9. Le rotor l est eonstitué par une série de disques 10, 11, 12, 13 qui supportent, à leur périphérie, des galets 14, 15, 16 qui sont, par exemple, à raison de six, régulièreent répartis sur la périphérie desdits disques 10 à 13. En fait le nombre de galets pour chaque disque est prévu pour qu'au moins un galet comprime toujours un tube 8 contre la partie cylindrique interne 17 du stator 3. L1axe 2 du rotor 1 tourne dans des paliers prévus dbnr les flasques 58 et 19 de la pompe. On a vu que le stator 3 pouvait se soulever et s'écarter du rotor 1 en pivotant autour de l'axe 4. Lorsqu'il est rabattu pour comprimer tous les tubes 8, il est maintenu en place par la traverse pivotante 20 qui peut venir se coincer sur des colonnette telles que 21 présentant une vis de réglage telle que 22. Le bas@ulement du stator 3 permet de remplacer facilement les tubes 8 qui sont simplement coincés, par leur bague 9, entre les dents 7 des peignes 5, 6. Le rotor L est divisé en plusieurs sections parallè les;. concentriques. que l'on peut action@er en rotation ae façon sélective. A cet effet, les galets tels que i4 sont maintenus entre les disques 10 et il qui ont solidaires et relativement écartés l'un de l'autre ; les galets 14 sont relativement larges ; ils peuvent agir sur plusieurs tube tels que 8. Les disques 10 et ll sont calés sur le même arbre 23. Les galets tels que 15 sont calés sur le disque 12 tandis que les galets tels que 16 sont calés sur le disque 13. Dans l'exemple représenté à la figure 3, les galets 15 et 16 sont prévus pour n'agir que sur un seul tube tel que 8.Les disques tels que 12 et 13 sont prévus pour tourner fou sur l'arbore moteur 23. Ils présentent toutefois, respectivement, une rainure axiale 24, 25 dans laquelle peut se loger une bile, respectivement 26, 27 qui tourne solidairement avec l'arbre 23 car chacune des billes 27 est maintenue dans un trou cir ulaire de même diamètre que lesdites billes 27 et percé radialement dans ledit arbre 23 alors que celui-ci est per@é axialement par un elésage 28. peut coulisser, suivant 1t fl'che double 29, un axe 30 muni de rainures cir ulaires telles que 31, 32. La distance axiale entre le rainures :' et 32 a t différente de la distance axiale qui sépare les billes 2@ et 27 ; dans l'exemple représenté, les rainures cir ulaires 31, 32 sont plus proches l'une de l'autre que les billes 2@ et 27. La distance entre les billes 26, 27 dépend évidemment de 1 distance séparant les tr-ous à axes radiaux per és dans l'arbre moteur 23. L'axe 30 peut etre déplacé axialement (suivant la flèche double 29) par une commande mécanique @ituée sous le protecteur 33. La commande peut être, par exemple, du type électro-magnétique ou mécanique. Le fonctionnement du rotor va maintenant être expliqué. Lorsque l'arbre moteur 23 est entraîné en rotation, les disques 10 et 11, ainsi que les galets 14, tournent en permanence. Le mouvement axial de l'axe 30 commande radialement le déplacement des billes 26 et 27 à cause de la position des rainures circulaires 31, 32. En effet, quand une telle rainure se trouve sous la bilez celle-ci s'efface de la rainure axiale 24, 25 et permet l'arrêt du disque correspondant bien que l'arbre 23 et la bille correspondante continuent à tourner. Dans la position représentée à la figure 3, l'axe 30 est tiré vers l'extérieur de façon que la bille 27 puisse se loger dans la rainure 32 et dégage la rainure axiale 25 du disque 13.Ce disque n'est donc plus entrainé par l'arbre 23 et le tube 8 correspondant ne subit plus l'effort de rotation des galets tels que 16 bien que au moins deux desdits galets restent en contact avec le tube 8 en l'écrasant et en arrêtant tout débit dans celui-ci dans un sens ou dans l'autre. Par contre, la rainure circulaire 31 est dégagée de la bille 26 qui est poussée de façon centrifuge dans la rainure axiale 24 correspondant au disque 12 qui est solidarisé en rotation de l'arbre moteur 23. Le disque 12 tourne alors de concert aec les disques 10 et 11 les galets tels que 15 tournent en meme temps que les galets tels que 14 et les tubes 8 correspondants subis ent le "mas@age" bien connu des pompes péristaltiques ou volumétriques rotatives. Le débit du tube 8 correspondant est alors assuré. On sait que l'on peut faire varier le débit de chaque tube en faisant varier s@ section interne et an faisant varier la vitesse de rotation de l'arbre moteur 23. Quand or multiplie le nombre de tube 8, ce qui est possible dans la disposition d'une série de galets 14 relativement large, on multiplie le débit par le même facteur. On a décrit un dispositif de commande d'un rotor à trois sections dont deux sections tournent alors qu'une est arrêtée ; dans cette réslisation l'une des sections tourné touJours du moins quand l'arbre moteur 23 tourne. D'autres dispositions sont possibles en multipliant le nombre d'arbres concentriques. Ainsi, dans la figure 5, on a représenté schématiquement cinq arbres concentriques 34, 35, 36, 37, 38 dont les quatre derniers sont creux et qui commandent respectivement des disques 39, 40, 41, 42, 43 avec leur galet attenant. Dans l'exemple représenté, on a calé sur les arbres 34 à 38 des pignons corre-pondants 44 à 48 qui sont actionnés à volonté et à même vitesse par des roues d'engrenage dont la rotation dépend de moteurs synchrones ou de dispositifs a embrayage par crabot central, tels qu'ils ont connus dans les boites de vites.e. D'autres dispositifs con@us peuvent être utilisés pour entraîner en synchronisation et sélectivement les pignons 44 à 48. De cette fagon on agit séle-tivement aussi sur les tubes 8 que l'on a choisi. Comme les galets correspondants aux différents disques écrasent toujours les tubes 8 contre la partie cylindrique interne 17 du stator 3, le débit dan chaque tube 8 en service est assuré lorsque les galets correspondants tournent mais il est arrêté, de façon étanche, lorsque les galets corres pondant sont eux meme arrêtés. On réalise donc un effet de vanne. La pompe de l'in e@tion sert à réaliser des analyses automatisée et reçoit de nombreuses applications en chimie en biologie ou en bactériochimie, notamment. REVENDICATIONS l / Perfectionnements aux pompes péristaltiques, c'est à-dire les pompes volumétriques rotatives où des galets répartis à la périphérie dtun rotor écrasent un ou plusieurs tubes flexibles contre la paroi d'un stator cylindrique concentrique, lesdits tubes étant, en fait, tendus entre deux ancrages pratiquement diamétralement opposés sur le stator qui peut s'écarter du rotor pour les besoins de l'entretien courant, notamment des tubes qui sont rapidement interchangeables, c a r a c t à r i s é s par le fait que l'on prévoit un dispositif permettant d'agir sélectivement sur les tubes tout an les maintenant constamment obturés. 2 / Pompe péristaltique, telle que définie dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é e par le fait que le rotor est divisé en plusieurs sections paralliles concentriques que l'on peut actionner en rotation de façon sélective. 30/ Pompe péristaltique, telle que définie dans la revendication 2, c a r a c t é r i s é e par le fait que le rotor est constitué de disques indépendants de mêmes diamztres, concentriques, juxtaposées, avec des galets régulièrement répartis à la périphérie des disques. 40/ Pompe péristaltique, telle que définie dans la revendication 3, c a r a c t é r i s é e par le fait que certains galets, agissant sur plusieurs tubes, sont maintenus entre deux disques solidaires. 50/ Pompe péristaltique, telle que définie dans l'une ou l'autre des revendications 3 ou 4 > prise isolément, c a r a c t ér i s é e par le fait que les galets sont légrement en retrait des disques et que les tubes sont mai@tenus par une réglette dentelée à chacune de leurs extrémites. 6 / Pompe péristaltique, telle que définie dans les revendications précédentes, prise isolément, c a r a c t é r i s é e par le fatt que les disques sont actionnés par des axes concentriques tubulaires, enfoncés les uns dans les autres, à la manière des axes d'aiguilles de montre. 70/ Pompe péristaltique, telle que définie dans la revendication o, c a r a c t é r i s é e par le fait que chaque axe est mû séparément en rotation, dans le même sens, à la même vitesse angulaire, par une commande mécanique ou électromécanique. 80/ Pompe péristaltique, telle que définie dans la revendication 7, c a r a c t é r i s é e par le fait qu'au moins deux axes sont couplés, l'un d'eux celuide plus grand diamètre, étant enclenché ou déclenché à volonté d'au moins un axe correspondant à undisque constituant le rotor, par une tige coaxiale soulevant ou escamotant des clavettes, ergots ou billes stenga- geant dans des rainures correspondantes de l'un ou l'autre axe.