Brevet FR2512124A1 — publié le 19830304

" Pompe à pulsations entra née par le vide ". la présente invention concerne des pom- pes à fluide destinées à un emploi à des niveaux de pression relativement bas, et particulièrement, des pom- pes qui peuvent Otre actionnées par connexion à une source de vide L'invention est applicable notamment, mais non exclusivement, dans des milieux médicaux, tels que salles d'opérations, dans lesquels une source de vide est directement disponible en tous temps. Dans les milieux médicaux et salles d'opérations, des pompes à faible débit, qui sont action- nables de manière pulsatoire ou péristaltique, possèdent une grande variété d'emplois Par exemple, elles peuvent être utilisées pour extraire des liquides de plaies fer- mées et délivrer ces liquides à un réceptaole collecteur. Elles peuvent être utilisées comme pompes stomacales, ou pour collecter du sang et/ou pour effectuer une transfu- sion d'un donneur à un récepteur Des pompes pulsatrices, à basse pression sont également utilisables dans des techniques de dialyse du rein pour transférer le sang à lb machine le dialyse, ou de celle-ci vers le patient. Des pompes à faible débit ayant un mode de fonctionnement pulsatoire, péristaltique, sont également utilisables en connexion avec l'irrigation de plaie ou d'organe et d 6 bridage de plaie. Conformément à la présente invention, un dispositif simple et cependant efficace est prévu, qui comprend un élément élastique expansible, de préférence en forme de manchon ayant une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie le manchon est contenu à l'inté- rieur et s'étend à travers une chambre à vide relative- ment rigide qui peut dtre connectée à une source de vide. Ia chambre à vide entoure le manchon élastique de telle manière que, lorsque le vide est appliqué à la chambre, le manchon se dilate Une soupape d'arrêt est disposée à chacune des extrémités d'entrée et de sortie pour assu- rer que l'écoulement à travers le manchon soit unidirec- tionnel Lorsque le vide est appliqué, la pression rédui- te entourant le manchon élastique provoque une expansion de celui-ci de sorte que du fluide est aspiré à travers l'entrée, à travers la soupape d'arrêt ouverte. Dans un dispositif à fonctionnement automa- tique de l'invention, l'expansion et l'ingestion de fluide dans le manchon élastique se continue jusqu'à ce que le manchon se soit dilaté en une dimension prédéterminée au moment de laquelle l'expansion du manchon fait basculer une soupape qui relie la chambre à vide à l'atmosphère. Lorsque la chambre se remplit d'air, le manchon élastique se contracte en fermant la soupape d'arrêt d'entrée et le fluide contenu dans le manchon est expulsé à travers la soupape d'arrêt de sortie dans la conduite de réception. La contraction élastique du manchon ferme, ou permet la fermeture de la soupape d'évent pour permettre l'aspira- tion commençant un nouveau cycle de pompage. t L'invention prévoit également des dispo- sitifs actionnables manuellement par lesquels peuvent être contrôlées la fréquence et l'étendue de l'action de pompage. La présente invention a pour but de réali- ser une pompe qui développe une action pulsatrice, péris- taltique, commandée par le vide. Cette pompe à action de pompage pondérée convient à l'emploi dans des milieux médicaux et chirur- gicaux dans lesquels la délicatesse de l'action de pom- page est une considération majeure. L'invention prévoit des dispositifs de pompage du type décrit qui sont actionnables à la fois automatiquement et manuellement. la pompe de l'invention doit être simple, de construction peu coûteuse et se prêtant directement à l'emploi. Dans ce but, l'invention a pour objet une pompe du type pulsatoire et péristaltique, caractérisée en ce qu'elle comprend une chambre à pression variable, l'organe creux élastique étant enfermé dans cette cham- bre et hermétiquement clos par rapport à elle, des moyens pour créer des variations oscillatoires de la pression dans cette chambre et des soupapes d'arrêt pour la réalisation d'un écoulement-de fluide unidirec- tionnel dans ledit organe. la description ci-après se rapporte à des exemples de réalisation de l'invention avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique découpée de la pompe. la figure 2 est une vue en coupe longi- tudinale, montrant la manière par laquelle l'élément élastique s'étend pour absorber du fluide. la figure 3 est une vue analogue à la figure 3 montrant le dispositif lorsqu'il est connecté à l'atmosphère pour effectuer une action de pompage pulsatoire sur l'élément élastique. la figure 4 montre une variante du dispositif des figures 1 à 3 dans laquelle l'action de détente automatique peut être suppléée par une action manuelle. la figure 5 est une vue actionnable entièrement manuellement d'une pompe conforme à l'in- vention. la figure i est une vue schématique des éléments fonctionnels d'un exemple de réalisation de l'invention à fonctionnement automatique Le dispositif comprend un carter rigide 10 qui peut être moulé en matière plastique ou analogue Ce carter peut avoir une grande variété de formes dépendant en partie de l'envi- ronnement particulier et de l'emploi auquel le disposi- tif est destiné Par exemple, le carter seul peut avoir la forme d'un dispositif allongé traditionnel à tenir à la main, ou bien la forme d 'un bottier auquel peuvent ttre connectés divers conducteurs, tuyaux ou raccords. Dans l'exemple représenté, le carter 10 comporte une extrémité d'entrée 12 et une extrémité de sortie 14 Un manchon élastique 16 s'étend à travers le carter 10 de l'extrémité d'entrée 12 à l'extrémité de sortie 14 les extrémités du manchon élastique 16 sont hermétiquement assemblées aux extrémités d'entrée et de sortie du carter, par exemple au moyen de bords rabattus représentés 18. Une soupape d'arrêt 20, 22 est associée à chaque extrémité d'entrée et de sortie du dispositif. la soupape d'entrée 20 est conçue pour permettre l'6 cou- lement seulement de l'entrée 12 dans le manchon élasti- que 16 et la soupape de sortie 22 pour permettre ltécou- lement du manchon vers la sortie 14 lies soupapes d'arrêt , 22 peuvent être de construction traditionnelle conve- nant à l'emploi du dispositif Par exemple, elles peuvent être des soupapes d'arrêt à bille, montées dans un rac- cord tubulaire 24 et 26 définissant l'entrée et la sortie. Le carter est pourvu d'un raccord qui peut être connecté à une conduite de vide, laquelle, à son tour, peut être connectée à une source de vide, tradi- tionnellement disponible dans les salles d'opérations ou locaux d'hopital ou chirurgicaux la conduite de vide est de préférence pourvue d'une soupape de restriction (non représentée) pour couper ou restreindre le degré de vide vers la chambre à vide de l'appareil. D'après ce qui précède, l'intérieur du carter 10 peut être considéré comme définissant une chambre de pompage 30 à volume variable (définie par le volume intérieur du manchon élastique 16) et une cham- bre à vide annulaire 32 entourant le manchon En fonc- tionnement, lorsqu'un vide s'établit dans la chambre à vide 32, le manchon élastique se dilate, aspirant ainsi du fluide dans la chambre de pompage 30 à travers le tube d'entrée et la soupape d'arrêt 20 Au cours de cette phase de fonctionnement, la soupape d'arrêt de sortie 22 reste fermée. le volume qui sera ingéré et pompé par la chambre de pompage 30 est une fonction directe de l'extension permise pour le manchon 16 A cette fin, le dispositif comprend une soupape de détente 34 qui est montée dans le carter 10 de manière à être déplacée par le manchon 16 qui se dilate transversalement lorsque la chambre de pompage 32 a atteint un volume prédéterminé. Dans l'exemple représenté, la soupape de détente 34 est montée dans le carter de chambre 10 et elle s' étend à travers une ouverture d'évent 36 formée dans le carter La soupape 34 comprend un élément obturateur 38 qui est représenté sous la forme d'un tampon Cet élément 38 coopère avec un siège de soupape 40 qui entoure l'orifice d'évent 16, et il s'applique normalement sur le siège pour maintenir l'ouverture de soupape 36 fermée comme montré dans les figures 1 et 2. L'ensemble de soupape 34 comprend égale- ment une tige de soupape 42 qui s'étend vers l'intérieur à partir de l'organe obturateur 38 à travers l'ouverture 36 Ltextrémité intérieure de la tige de-soupàpe 42 se termine par un tampon de soupape 44 qui-peut être engagé par le manchon élastique 16 dans son expansion transver- sale Ca soupape peut être sollicitée dans sa position fermée reposant sur le siège de soupape 40, par un res- sort supplémentaire ou organe analogue, représenté à titre d'exemple par une lame de ressort 46. D'après ce qui précède, on voit que, lors- que la chambre de pompage élastique 30 s'est dilatée jus- qu'à une dimension prédéterminée, elle s'engage avec le tampon de soupape 44, de sorte qu'une dilatation supplé- mentaire du manchon pousse la soupape 44 vers son ouver- ture et permet à l'air atmosphérique de pénétrer à tra- vers l'ouverture de soupape 36 Le degré de vide et la dimension de l'ouverture de soupape 36 peuvent être choisis de telle sorte que la vitesse d'admission d'air à travers l'ouverture de soupape 36 sera suffisamment supérieure à la vitesse d'air à travers la conduite de vide pour permettre au manchon de revenir à son volume réduit dans un intervalle de temps prédéterminé Ainsi, en ajustant ces paramètres, les caractéristiques de l'action de pompage pulsatoire, telles que la fréquence, peuvent être variées. Lorsque la soupape s'ouvre, la nature élastique du manchon a pour effet qu'il se contracte, refoulant ainsi le fluide contenu dans la chambre élasti que de pompage 30 et vers l'extérieur, à travers la sou- pape d'arrt de sortie 22 et dans le tuyau de sortie 14 Après que la chambre élastique de pompage se soit con- tractée dans une mesure telle que la soupape de détente 34 puisse se refermer, le cycle se reproduit à nouveau. D'après ce qui précède, on voit que le dispositif est utilisable soit comme dispositif d'aspira- tion, soit comme dispositif de délivrance de fluide, soit pour ces actions combinées Il peut être utilisé pour aspiration d'une blessure fermée, par exemple de la cavi- té abdominale, dans laquelle l'entrée 24 peut être con- nectée à un tube de drainage traditionnel de blessure fermée, le degré de vide dans la conduite de vide et le taux d'évacuation de la chambre étant ajustés pour assu- rer l'effet de succion et de pompage désiré Alternative- ment, le dispositif pourrait être utilisé comme une pompe stomacale pour effectuer un pompage précautionneux mais sérieux de matière présente dans l'estomac d'un patient. Comme dispositif de délivrance de sortie, le tube d'en- trée peut être inséré dans une solution stérile d'irri- gation et de débridement et l'extrémité de sortie être connectée à un tube qui, à son tour, est pourvu d'un ajutage approprié ou élément de douche à son autre extré- mité. L'action de pompage de fluide convient particulièrement à des situations dans lesquelles il est important d'exercer une action précautionneuse et/ou des Jets forcés à grande vitesse et fréquence élevée sont indésirables, comme, par exemple, lorsque la surface d'organes délicats ou de blessures délicates doit être nettoyée De ce point de vue, il est à noter que les pres- sions de pompage utilisées dans la présente invention peuvent être relativement basses et notamment bien infé- rieures à une atmosphère Cela résulte de l'aptitude du dispositif à être actionné à une pression située entre une basse pression égale au vide maximal disponible et la pression atmosphérique Au cours du fonctionnement du dispositif, le vide à l'intérieur de la chambre à vide peut varier entre la pression atmosphérique et un niveau de vide sélectionné désiré, La figure 4 représente une variante de réalisation du dispositif sous la forme d'une ouverture formée dans le carter 10 à un emplacement convenable o elle peut être recouverte ou découverte avec le doigt de l'utilisateur Cette ouverture 50 dans le carter per- met à l'utilisateur un contrôle approprié de mire en marche et d'arrêt le dispositif peut dtre rendu inactif en découvrant l'ouverture 50, ce qui met en comu unication permanente la chambre 32 avec l'atmosphère Si l'on désire rétablir le fonctionnement du dispositif, il suf- fit simplement de couvrir l'ouverture 50 avec le doigt pour que le vide se développe dans la chambre 32 En plus de fournir un mode de commande marche-arrêt, l'ou- verture peut être sélectivement bloquée et débloquée pour varier la fréquence de fonctionnement du dispositif de soupape automatique en variant le degré dans lequel l'ou- verture est obstruée En outre, l'ouverture peut être recouverte et découverte à une cadence rapide plus rapide que la fréquence normale de fonctionnement auto- matique du dispositif, ce qui permet un mode de fonc- tionnement complètement manuel. Dans certains cas, il est préférable de réaliser un dispositif simplement actionnable manuelle- ment la figure 5 montre un tel dispositif dans lequel le système de soupape automatique est complètement sup- primé et qui présente, au lieu de cela, une ouverture simplement contrôlable à la main La fréquence est complè- tement contrôlée par l'utilisateur en ouvrant et fermant l'ouverture 50, dans une mesure et avec une fréquence qui conviennent aux besoins de l'instant. Les diverses réalisations de l'invention sont de construction relativement simple et peuvent être utilisées comme appareil à jeter après usage. Diverses modifications de détail peuvent être apportées sans sortir pour autant du domaine de protection de l'inventions R E V E N D I C A T I O N S ) Pompe à pulsations péristaltique comprenant un organe creux élastique ( 16) avec une entrée ( 12) et une sortie ( 14) définissant un passage d'écoule- ment entre ses extrémités caractérisée en oe qu'elle comprend une chambre à pression variable, l'organe creux élastique étant enfermé dans cette chambre et hermétique- ment clos par rapport à elle, des moyens pour créer des variations oscillatoires de la pression dans cette cham- bre ( 32) et des soupapes d'arrêt ( 20, 22) pour la réali- sation d'un écoulement de fluide unidirectionnel dans ledit organe. ) Pompe suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens ( 34) pour faire varier la pression à l'intérieur de la chambre ( 32) dans une limite ne dépassant pas une atmos- phère. ) Pompe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour créer la pression oscillatoire sont conçus et réalisés pour un fonctionne- ment automatique. ) Pompe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour créer les varia- tions de pression comprennent des organes actionnables manuellement. ) Pompe suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un carter ( 10) défi- nissant une chambre à vide et pourvu d'une entrée ( 12) et d'une sortie ( 14), un organe élastique ( 16) s'étendant de l'entrée vers la sortie de la chambre et séparant celle-ci en une chambre de pompage ( 30) et une chambre à vide ( 32) entourant cette dernière, et connectée à une source de vide, des soupapes d'arrêt ( 20 et 22) associées respectivement à l'extrémité d'entrée et à l'extrémité de sortie pour provoquer un écoulement unidirectionnel dans l'organe élastique ( 16), des moyens d'évent ( 34) associés à la chambre ( 32) pour permettre l'admission d'air atmos- phérique, supprimant ainsi l'expansion de l'organe élas- tique ( 16) et permettant à son caractère élastique d'effectuer une action de pompage sur le fluide contenu dans l'organe. 6 ) Pompe suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens d'évent ( 34) sont actionnables en réponse à l'expansion du manchon élasti- que ( 16) et se ferment en réponse à la contraction du manchon. 7 ) Pompe suivant la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une ouver- ture d'évent secondaire actionnable manuellement pour relier à volonté la chambre à vide ( 32) à l'atmosphère. 8 ) Pompe suivant la revendication 7, caractérisée en ce que l'évent secondaire est constitué par un perçage obturable ( 50) prévu dans le carter, in- dépendamment de la première ouverture automatique. 9 ) Pompe suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le perçage d'évent secondaire est actionnable manuellement. ) Pompe suivant la revendication 9, caractérisée en ce que le perçage d'évent formé dans le carter permet de relier à volonté la chambre à vide ( 32) à l'atmosphère. 11 ) Pompe suivant la revendication 6, caractérisée en ce que l'élément élastique ( 16) est cons- titué pour subir une extension dans une direction trans- versale à la direction d'écoulement du fluide à l'inté- rieur, et les moyens d'évent sont montés sur le carter à un emplacement qui n'est pas engagé par le déplacement d'expansion transversale de l'organe élastique. 12 ) Pompe sui vant la revendication 11, caractérisée en ce que les moyens d'évent comprennent l l une soupape, formée dans le carter pour faire communi- auer la chambre à vide avec Ilattmosphbre, et" comnortant- un organe d'ac-tîonnmeent ( 42) répond ant au mouvement- transversal de l'organe élastique. % om-oe suivan-t la rever dïcatûion 12, caractérisée nar des moyens sollicitant la soupape d 1 éven t ( 34) vers sa position ferm-ée nrae ) Pom De suivant la revendication 5, caractérisée par un carter de forme allon:gée facilement. m,ln-Dulable à 1 a m-n ) Ponue suivantû la revendication 14-, carac 'eriséeenc ce c;ue l'ex'tré-mité de sortie est( nour- 11 e,'in raccord noir difîe,'ren: S înjectleurs amovibles.