Brevet FR2479914A1 — publié le 19811009

Les pompes à rouleaux sont bien connues et elles trouvent de larges applications dans le domaine médical. Un exemple type d'application d'une telle pompe est la pompe a sang pour hémodialyse. On connt e égaiement diverses autres ap- plications. La simplicité et la fiabilité des pompes à rouleaux ont permis une large diffusion de ee type d'appareil dans le domaine médical. Habituellement, les pompes à rouleaux à utilisation médicale comportent un stator presentant une surface de portée contre laquelle un ou plusieurs tubes sont comprimés par un rotor tournant, qui attaque les tubes par l'intermédiaire de deux rouleaux ou davantage. Sous l'effet de la rotation du rotor, le fluide contenu dans le ou les tubes est entrane' darus le sens de la rotation du rotor.En variante, le fluide peut être envoyé à la pompe sous pression de sorte que la rotation du rot or a pour effet que la pompe se comporte com- me une vanne doseuse. Dans chacun de ces cas, la connaissance du diamètre intérieur du tube ou des tubes et de la vitesse de rotation du rotor permet de connaître la quantité de flui- de qui passe dans le on les tubes, quantité que l'on peut régler en modifiant la vitesse du rotor. Les tubes des pompes a rouleaux connues ont générale ment une section circulaire. Bien que cette section se soit révélée satisfaisante pour de nombreuses applications, un grand nombre des applications médicales exigent la réduction au minimum ou l'élimination totale des fuites de fluide à l'intérieur du tube, au moment du passage du rouleau du rotor. La fermeture totale d'un tube de section circulaire exige fréquemment des forces excessives. En outre, la géométrie des relations entre le tube et le rouleau du rotor peut constituer en elle mime un obstacle à la fermeture totale du tube. Alors que les variations du débit de la pompe ne sont pas gênantes dans certaines applications médicales, elles peuvent avoir une importance critique dans d'autres circonstances. Par exemple, lorsqu'une pompe à rouleaux est utilisée pour régler l'administration dtun médicament, on lui demande de fournir une quantité prédéterminée e de médicament en un temps donné. Si l'on ne tient pas correctement compte des fuites, il en résulte un écart par rapport au régime désiré. Dans d'autres circonstances médicales, les fuites peuvent également entraSner des défauts de précision critiques sur le débit suppose assuré par la pompe. L'invention a pour but de perfectionner les pompes à rouleaux du type dans lequel un stator comporte une surface de portee contre laquelle un tube est comprimé par un rotor qui tourne de 3600. Le tube est conformé de manière à réduire l'intensité de la force nécessaire pour le fermer totalement lorsqu'il est comprimé entre le rotor et la surface de portée du stator. En général, le tube çomprend un passage de fluide délimité par une première et une deuxième surfaces latérales qui sont généralement espacées l'une de l'autre et qui se rejoignent en un premier et un deuxième sommets. Il peut com- porter des languettes qui partent de ces sommets pour coopérer avec le stator de manière à maintenir le passage de fluide sur le trajet du rotor.Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, les parois latérales peuvent être incurvées et, plus précisément, elliptiques, l'une des parois étant placée le long de la surface de portée du stator. De cette façon, non seulement la force nécessaire pour assurer la fermeture totale du passage de fluide est réduite mais la géométrie du mécanisme facilite la fermeture totale du passage de fluide en maintenant ce passage sur le trajet du rotor. Les caractéristiques et avantages de l'invention appa raitront au cours de la description qui va suivre, d'un mode de réalisation représenté aux dessins annexés et donné uniquement à titre d'exemple. - les Fig. 1 et 2 montrent la section circulaire d'un exemple de tube de pompe à rotor de la technique antérieure et ses caractéristiques de compression - la Fig0 3 montre la section d'une forme préférée de réalisation d'un tube pour pompe à rouleaux suivant l'invention ; - la Fig. 4 illustre les relations entre le tube de la Fig. 3 et la surface de portée du stator de la pompe à rouleaux ; - la Fig. 5 montre la compression d'un tube de pompe à rouleaux suivant l'invention. La Fig. 1 montre la section circulaire deun exemple de tube 10 pour pompe a' rouleaux de l'art antérieur et illustre la réponse d'un tel tube å une force de compression appliquée a ses parois latérales. Sur la Fig. I, la force est appliquée par des plaques 11 qui se déplacent dans le sens des flèches 12. Sous l'influence du déplacement des plaques Il, les parois latérales du tube de section circulaire 10 se déplacent dans les sens indiqués par les flèches 13 tandis que ses parois supérieure et inférieure se déplacent dans les sens des flèches 14.Au fur et à mesure que les parois latérales se rapprochent l'une de l'autre, la force nécessaire pour fermer complètement le passage intérieur 15 du tube 10 seaccrott. En outre, le déplacement des parois supérieure et inférieure dans les sens des flèches 14 peut faire déborder une partie de ces parois au-del & des limites supérieure et inférieure des plaques 11. Dans ce dernier cas, il est pratiquement impossible d'obtenir une fermeture totale dipassage intérieur 15 du tube 10. On se-xeportera maintenant à la Fig.2 sur laquelle est illustrée la géométrie d'un exemple de pompe & rouleaux comprenant un stator qui comporte une surface de portee 17 et une chambre définie par des parois supérieure et inférieure 17'. Un rotor 18 portant un rouleau 19 est représenté sur la Fig.2 dans sa position de compression maximum d'un tube 10 dont la section a normalement une forme circulaire. Comme on peut le voir sur la Fig.2, le rouleau 19 ne peut pas remplir toute la largeur de la chambre, entre les parois 17', en rai son de la nécessité de le monter sur le rotor 18, par exemple au moyen de bras 20 qui se prolongent de manière à coopérer avec un arbre 21 traversant le rouleau 19, et permettant à ce rouleau de rouler le long du tube 10 lorsque le rotor 18 tourne.De cette façon, comme on peut le voir sur la Fig.2, lors du contact entre le rouleau 19 et le tube 10, les parties supérieure et inférieure de ce tube 10 peuvent dépasser le rouleau 19, ce qui se traduit par la présence de zones non obturées dans le tube 10, comme indiqué en 22. Ces zones non obturées 22 laissent fuir le fluide au delà du rouleau 19, ce qui est critique dans certaines applicationst ainsi que mentionné plus haut. Le diamètre dl tube circulaire pourrait etre choisi de manière que sa dimension maximum lorsqu'il est entièrement comprimé ne soit pas plus grande, ou soit meme plus petite, que la hauteur du rouleau 19.Toutefois, dans ce cas, la gravité agirait sur le tube pour le placer au moins en partie en dehors du trajet de la surface de compression du rouleau 19, ce qui se traduirait egalement par des fuites. La Fig.3 montre la section d'un tube pour pompe à rouleaux suivant l'invention. Un passage de fluide 25 est délimité par des parois latérales 26 et 27 et comporte un grand axe et un petit axe. Les. parois latérales 26 et 27 sont espacées ltune de l'autre (suivant le petit axe) et se rejoignent à des sommets 28 pour des raisons qu'on décrira plus complètement dans la suite. La force de compression nécessaire pour mettre les parois latérales entièrement en contact est réduite par la réduction de leur espacement naturel.Toutefois, un mode préféré de fabrication du tube suivant ltinvention est un procédé d'extrusion, qui exige un certain espacement entre les parois latérales 26 et 27. I1 est possible d'appliquer d'autres procédés dans lesquels les parois 26 et 27 sont formées indépendamment l'une de l'autre mais sont normalement en contact entre elles sauf lorsqu'elles sont sous l'influence d'un fluide oui passe dans le passage de fluide 25. Dans le procédé préféré de fabrication, les parois latérales ont une forme générale incurvée et, plus précisément elliptique. En utilisation, le tube de pompe & rouleaux de la Fig.3 est placé dans unit stator de pompe à rouleaux, avec l'une de ses parois latérales 26, 27, contre la surface de portée du stator.Cette disposition est illustrée sur la Fig.4, sur laquelle on voit que la paroi latérale 27 se trouve contre la surface de portée 17. Sur toutes les figures, les éléments ou organes analogues sont désignés par les memes références Ainsi qu'on peut le voir sur la Fig.4, des languettes 29 font saillie sur le corps principal du tube, au niveau des som- mets 28, et se dirigent vers les parois 17t du stators En prenant appui contre ces parois 17' du stator, les languettes 29 fixent la position des parois latérales 26 et 27 du tube et, par conséquent, celle du passage de fluide 25. La distan- ce séparant les sommets 28 est choisie de manière que lors que les parois latérales 26 et 27 sont entièrement en contact entre elles, les sommets ne soient pas espacés d'une distan- ce supérieure a la hauteur de la surface de contact du rou- leau 19 du rotor.Cette disposition apparat clairement sur la Fig.5 qui montre le rouleau l9 en contact de fermeture totale avec un tube construit conformément & l'invention. En fait, la Fig5 montre la section de mode préféré de réalisa- tion d'un tube suivant l'invention. Toutefois, dans le cas du procédé préféré de fabrication par extrusion, il est né- cessaire de ménager un certain espace entre les parois latex tales 26 et 27, pour obtenir une définition appropriée de ces parois.On peut utiliser pour la mise en oeuvre de ltin vention toute matière, pourvu qu'elle soit capable de résista ter à une compression continuelle entre le rouleau 19 et la surface de portée du stator et également au fluide qui circule dans le passage de fluide 25. Le silicone extrudé est une matiere appropriée pour un grand nombre d'applications. Naturellement, on peut apporter diverses modifications au mode d'exécution décrit sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Par exemple, la distance séparant les sommets 28 sera établie en fonction de la hauteur du rouleau 19 du rotor ainsi qu'en fonction de la distance entre les parois 26 et 27. La longueur des languettes 29 sera de même fonction de la dimension en hauteur du rouleau ainsi que de la distance séparant les parois 17t du stator. Ltépaisseur des parois latérales 26 et 27 est de préférence aussi faible que cela est possible, pour leur permettre de résister aux compressions répétées entre le rouleau 19 et la surface de portée 17 du stator. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Pompe A rouleaux & usage médical du type comprenant un stator qui comporte une surface de portée de forme genérale courbe, un tube qui s'étend le long de cette surface et un rotor qui peut tourner de 3600 pour comprimer ce tube contre la surface de portée, cette pompe étant caractérisée en ce que le tube comprend des parois latérales (26, 27) de forme elliptique qui délimitent un passage de fluide (25) possédant un grand axe et un petit axe, le grand axe étant a peu près parallèle & la surface de portée (17);; 2 Pompe & à rouleaux suivant la revendication 1, carat~ térisée en ce que le tube comprend en outre des languettes (29) qui font saillie vers l'extérieur à peu près dans la direction du grand axe du passage de fluide (25) et qui ser vent & régler la position du passage de fluide sur le trajet du rotor (18, 19). 3 - Pompe & rouleaux suivant la revendication 2, carac- térisée en ce que le stator comprend deux parois principales (17') à peu près perpendiculaires à la surface de portée (17 > et en ce que le tube comporte deux languettes (29) qui font respectivement saillie vers l'une et l'autre de ces parois principales (17'). 4 - Pompe A rouleaux å usage médical du type comprenant un stator qui comporte une surface de portée de forme généra le courbe, un tube placé le long de cette surface de portée et un rotor qui tourne de 3600 pour comprimer ce tube contre la surface de portée, caractérisée en ce que le tube comprend un passage de fluide (25) délimité par deux parois latérales (26 et 27) de forme incurve qui se rejoignent en deux sommets (28) l'une de ces parois latérales incurvée étant placée le long de la surface de portée (17). 5 - Pompe à rouleaux suivant la revendication 4, crac~ térisée en ce qu'elle comprend des languettes (29) qui partent des sommets (28) et qui peuvent prendre appui contre le stator pour centrer le passage de fluide (25) sur le trajet du rotor. 6 - Tube pour une pompe à rouleaux & usage médical dans laquelle un rotor comprime un tube contre une surface de portée de stator, pour provoquer la circulation du fluide dans ce tube, caractérisé en ce qutil comprend un passage de fluide (25) délimité par deux parois latérales (26 et 27) qui se rejoignent en deux sommets (28). 7 - Tube suivant la revendication 6, caractérisé en ce qutil est formé par extrusion, les parois latérales (26 et 27) étant espacées l'une de l'autre. 8 - Tube suivant la revendication 6, caractérisé en ce qutil comprend en outre des languettes (29) de réglage de la position du passage de fluide (25), qui partent des sommets (28).