Brevet FR2473129A2 — publié le 19810710

FR 2473129 A2 19810710 FR 8000151 A 19800104 La présente invention concerne des perfectionnements aux pompes peristaltiques du type décrit dans le brevet principal. Elle permet, en effet, principalement, d'améliorer les conditions de fonctionnement des pompes de ce genre et leurs possibilités d'application en mettant à profit la liberté qu'apporte la conception décrite au brevet principal dans la définition du circuit du tube déformable et de sa forme en chaque point. On sait que les pompes péristaltiques sont très souvent utilisées dans des domaines où la régularité du débit a une grande importance, pour des débits compris dans des gammes de valeurs relativement faibles, mais que l'on doit pouvoir régler facilement à des valeurs différentes. Tel est le cas en particulier lorsque ces pompes sont utilisées en tant que pompes à perfusion, et notamment en tant que pompes à transfusion, pour véhiculer du sang administré à un malade. Or, un problème qui n' a pas encore été convenablement résolu concerne le mouvement de reflux qui apparaît chaque fois que l'un des galets ou autres organes presseurs, entraînés en rotation en pression sur le tube déformable, libère le tube du côté de la sortie de la pompe.L'ouverture brutale de la section du tube provoque un effet de succion qui rappelle une partie du liquide dans le sens rétrograde. Dans le cas du sang, ce phénomène est particulièrement gênant, car, d'une part il provoque par moment l'aspiration du sang du malade, d'autre part, il risque de favoriser l'hémolyse du sang par effet mécanique. Conformément à la présente invention, on évite ces inconvénients grâce au fait que, dans une pompe péristaltique selon le brevet principal, comportant un rotor support de galets monté rotatif autour de l'axe d'un circuit sensiblement circulaire défini pour un tube élastiquement déformable, et portant des galets presseurs montésradialement dans le rotor rotatifs sur leurs axes respectifs, de manière à suivre ledit circuit au cours de la rota tion du rotor, en écrasant au moins partiellement ledit tube contre une piste d'appui fixe, on prévoit d'imposer à la sortie de la pompe, par la forme de la piste d'appui en liaison avec la trajectoire des galets, une libération progressive de la pression des galets, sur un tronçon aval du circuit, où l'écart entre la trajectoire des galets et la piste d'appui augmente progressivement. Dans un brevet français portant le numéro de publication 2 1G2 9G4, on a déj proposé une solution pour éviter le mouvement de reflux. Mais il s'agissait alors d'une pompe de type traditionnel, avec des galets pressant radialement sur le tube déformable, et non perpendiculairement à son plan. Dans ce cas, la libération progressive de la pression sur le tube impose d'abandonner la forme circulaire du circuit du tube, sous peine d'avoir à compliquer considérablement la construction pour faire varier la position des galets par rapport au centre de rotation. I1 se produit alors, au cours de la rotation des galets, des modifications de la forme du circuit du tube qui nuisent tellement au fonctionnement qu'en pratique eUes anéantissent les avantages recherchés. Dans la pompe de l'invention au contraire, le circuit du tube peut sans inconvénient rester circulaire entre l'entrée dans la pompe et la sortie, et la construction des galets et de leur support n'a pas, non plus, à être modifiée.I1 suffit , conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, de constituer la piste d'appui du tube par le fond d'une gorge ménagée en forme circulaire pour guider le tube, partiellement logé en section dans cette gorge, et de donner à ce fond une forme appropriée pour augmenter la profondeur de la gorge, progressivement sur un dernier tronçon aval du circuit du tube, avant sa sortie de la pompe, jusqu'à atteindre l'épaisseur qu'a le tube,normalement, en l'absence de toute pression de galet. De plus, le brevet antérieur précité prévoyait d'assurer une compensation-volumétrique exacte, entre l'augmentation de volume de la dernière portion de tube due à la libération de la pression du galet aval et une diminution progressive de volume imposée à l'arrière de la meme portion, par le galet suivant. Dans la conception de l'invention, une telle compensation n'est nullement indispensable. Au contraire, le dernier tronçon aval du circuit couvre de préférence une longueur correspondant au moins à la distance séparant deux galets successifs, et l'écart entre le galet et la piste fixe d'appui y croît de manière continue. La pression peut être complète sur tout le reste du circuit, la pression d'un galet fermant alors tout à fait le tube localement à son passage. Le nombre de galets peut être choisi à volonté, du moment que le tube reste toujours soumis à au moins l'action de deux galets sur l'ensemble du circuit dans la pompe. C'est-àdire qu > à chaque instant, il se trouve toujours au moins un galet sur la zone de dégagement progressif que constitue le dernier tronçon du circuit, et au moins un autre sur la zone de refoulement où la fermeture du tube par le galet est complète. Ceci conduit a utiliser au moins trois galets dans le cas le plus fréquent où le circuit ne couvre pas une circonférence entière. La piste d'appui du tube, soit en particulier le fond de la gorge de guidage, peut présenter une pente constante, par souci de simplification, mais elle peut aussi avantageusement présenter un profil longitudinal défini de manière à assurer le long du profil développé, une variation encore plus régulière du volume interne du tube, au cours de la progression d'un galet, en compensant par ce profil la variation du volume en fonction de l'écrasement par le galet presseur, qui ne suit pas une loi linéaire. On a constaté que l'on pouvait obtenir des résultats particulièrement bons si le profil développé décrit une courbe à pente relativement forte au voisinage des extrêmités du tronçon et à pente relativement faible dans la partie médiane du tronçon, et dont de préférence le point d'inflexion constitue un centre de symétrie.Tous ces moyens permettent d'assurer à la pompe un débit constant régulier, exempt de tout flux rétrograde au rythme de passage des galets. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention pourront apparaître dans le cours de la description ci-après d'un mode de réalisation particulier, choisi à titre d'exemple. Ce mode de réalisation, nullement limitatif, est illustré par les figures 1 à 4 des dessins annexés, dans lesquelles : la figure 1 représente schématiquement la pompe, vue en coupe partielle suivant un plan passant par son axe; la figure 2 représente la même pompe dans une vue de dessous supposant enlevé le boîtier de la figure 1; la figure 3 illustre le fonctionnement de la pompe sur une représentation du profil développé de la piste d'appui du tube déformable; la figure 4 est l'homologue de la figure 3 pour une position différente du rotor. Le mode de réalisation particulier décrit correspond à celui qui est déjà détaillé dans le brevet principal, mais modifié suivant les caractéristiques de la présente addition. On a donc repris sur les figures 1 et 2 des dessins équivalents à ceux- des figures 1 et 2 du brevet principal, avec les mêmes chiffres de référence. On y retrouve ainsi notamment le rotor support de galets (11), entraxné par un moteur situé dans le carter (8), en rotation autour de son axe vertical (12) à l'intérieur du boîtier (1). Le nombre des galets coniques (15), rotatifs sur leurs axes (17) radialement dans le rotor (Il), a été porté à trois, répartis à 120 degrés les uns des autres autour de I'axe (12). On y retrouve aussi le couvercle (2) du boîtier et les ressorts (23) qui poussent le rotor (11) vers le haut en maintenant les galets élastiquement en appui sur des portées tronconiques (28) et (29) de la paroi inférieure du couvercle, ainsi que la gorge (27) qui est ménagée dans ce couvercle (2) pour guider le tube déformable (24), partiellement engagé dans elle en section, suivant un circuit circulaire presque complet de l'entrée (25) dans le boîtier de pompe à la sortie.(26). La figure 1 fait en partie apparaitre la modification intervenue dans la forme de la gorge (27). Dans le cas décrit, c1 est en effet la piste d'appui du tube déformable qui est adaptée suivant les caractéristiques de l'invention, alors que le trajet des galets n'est pas modifié. L'inverse serait facile à réaliser, sans sortir du cadre de l'invention, mais cela entraînerait une construction plus compliquée. Sur la figure 1 on voit que la gorge (27) est plus profonde à droite, sur la portion avaledu circuit, vers la sortie (26), que sur la portion amont, à gauche de la figure, et qu'il en résulte que si à l'amont le tube (24) est complètement écrasé localement au passage des galets, il reste par contre en grande partie ouvert à 1' aval. De fait, le fond de la gorge, qui constitue la piste d'appui contre laquelle le tube est écrasé par les galets presseurs, présente un profil longitudinal particulier, qui est représenté en développé sur les figures 3 et 4. Sur ces figures comme sur la figure 3, on a distingué plusieurs tronçons sur le circuit du tube engagé dans la gorge de guidage. Les tronçons AD et BC, avec chacun un angle au centre de 120 degrés, sont disposés symétriquement par rapport à l'axe vertical de la figure 2, passant entre l'entrée (25) et la sortie (26). Le premier représente la zone de refoulement, le second la zone de dégagement progressif. Ils couvrent chacun une longueur de circuit correspondant sensiblement à la distance angulaire séparant deux galets successifs. Le secteur AC encadre l'angle mort entre D et E, occupé par l'entrée et la sortie de la pompe, où les galets n'ont aucune action sur le tube Le long du tronçon AS de refoulement, le fond de la gorge reste plat, l'écart entre ce fond et les galets à leur passage est constant et suffisamment faible pour que le tube soit complètement écrasé par le galet et se ferme localement à la circulation. Sur le tronçon BC, définissant la zone de dégagement progressif, l'écart entre le fond de la gorge et le plan de rotation des galets augmente de manière continue, jusqu'à atteindre en C l'épaisseur du tube revenu à sa section circulaire. Les figures 3 et 4 illustrent la déformation du tube par le galet G1 dans la zone de refoulement (de A à B), par le galet G2 dans la zone de dégagement progressif (de B à C). Le galet G3 est, lui, sans action jusqu'à ltentrée E. En effet, la profondeur de la gorge reste constante à partir de C et jusqu a, au moins, la sortie D. Le galet y est donc sans action sur le tube. A partir de E, la profondeur diminue progressivement jusqu a A. Sur le tronçon amont EA, le tube se ferme donc progressivement au passage du galet jusqu'à être complètement écrasé en A. Le profil précis du fond de la gorge est celui qui est représenté sur les figures 3 et 4. Aux extrêmités de la zone de dégagement progressif, en B et en C, la courbe présente une pente importante alors que dans sa partie médiane la pente est faible par rapport au profil plat de la zone AB où le fond est parallèle à la trajectoire plane des galets. L'augmentation de l'écart de B à C est exactement égale au diamètre interne du tube non écrasé. En fait, l'augmentation se termine un peu avant C, de la valeur d'une fraction du rayon des galets. Au milieu de la pente, se trouve le centre de symétrie. En pratique, cette courbe peut être remplacée par une droite de B à quelque peu avant C. Naturellement, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation précédemment décrit et représenté par les dessins. Toute variante que l'homme de l'art pourrait en imaginer fait bien entendu partie de la présente invention. REVENDICATIGNS 1. Pompe péristaltique, comportant un rotor support de galets monté rotatif autour de l'axe d'un circuit sensiblement circulaire défini pour un tube déformable (24), des galets presseurs (15) montés radialement dans le rotor (11) de manière à suivre ledit circuit au cours de la rotation du rotor, en écrasant au moins partiellement le tube déformable élastiquement contre une piste d'appui fixe, caractérisée en ce que, sur un tronçon aval (B-C) du circuit, l'écart entre la trajectoire des galets et la piste d'appui augmente progressivement. 2. Pompe suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une gorge (27) de guidage du tube suivant ledit circuit, dont le fond constitue ladite piste d'appui. 3. Pompe suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la profondeur de ladite gorge augmente progressivement de manière continue sur ledit dernier tronçon du circuit, jusqu atteindre l'épaisseur qu'a le tube en l'absence de toute pression de galet. 4. Pompe suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le profil longitudinal développé de ladite piste suit le long dudit tronçon aval une courbe à pente relativement importante au voisinage des extrêmités du tronçon et relativement faible en sa partie médiane. 5. Pompe suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ledit tronçon aval couvre une longueur de circuit correspondant au moins à la distance séparant deux galets successifs. 6. Pompe suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte trois galets presseurs, répartis à des distances angulaires égales autour du rotor. 7. Pompe suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ledit circuit comporte, en outre, un premier tronçon amont (E-A) où l'écart entre la trajectoire des galets et la piste d'appui diminue progressivement et un tron çon intermédiaire de refoulement où cet écart reste constant et suffisamment faible pour que le tube soit complètement fermé localement par écrasement au passage d'un galet, en tous points sur une longueur de circuit correspondant au moins à la distance séparant deux galets successifs.