Brevet FR2553151A1 — publié le 19850412

POMPE PERISTALTIQUE La présente invention concerne une pompe péristaltique pour le transport de liquides, et pour des appareils ou dispositifs de mesure chimique ou physique. On connait bien, dans la pratique des laboratoires et dans le domaine sanitaire, des dispositifs de transport de liquides qui aspirent avec une différence de pression minime le liquide à partir d'un réci pient, par un effet d'aspiration obtenu par la dilatation d'un tube à 10 paroi élastique préalablement comprimé, après quoi la section aspirante du tube est pincée en un certain point afin d'empêcher tout phénomène de reflux, cependant qu'un mouvement de roulement ou de "laminage" ou une pression d'étranglement, ou encore une pression exercée à tour de rôle sur des plaques étroitement juxtaposées d'une série de plaques provoque 15 le déplacement de la colonne de liquide par l'action même de l'élément de refoulement (élément de transport) qui est en train de fonctionner. On peut caractériser les solutions connues de ce problème technique en constatant que l'endroit du pincement ou étranglement interdisant le reflux est déplacé en même temps que la colonne de liquide le 20 long de la section de tube qui participe au fonctionnement, ou le long de l'axe longitudinal de cette colonne de liquide Par conséquent, la longueur de la section de tube participant au fonctionnement est tributaire du pincement total assurant le refoulement du liquide, c'est-àdire tributaire de la sollicitation (maximale) à la déformation La détente (ou relaxation) survenant après le pincement est caractéristique de la quantité de liquide aspiré par unité de temps; par conséquent, la quantité de liquide transporté dépend de manière significative de la vitesse de détente (relaxation); dans ces conditions, la diminution de la vitesse de détente consécutive à la fatigue du matériau. Le fonctionnement optimum des pompes impliquerait une bonne 2553 1 5 1 élasticité du matériau de base du tube de refoulement, garantissant que le tube revienne à sa section transversale initiale, dans un laps de temps de l'ordre de la seconde, à partir de son état fonctionneliement déformé au maximum dans lequel le tube empêche le reflux du liquide. Dans le cas des pompes péristaltiques, la variation dans le temps de la quantité de liquide refoulé constitue, dans la pratique, une contrainte d'exploitation, et dans la plupart des cas l'on rétablit la valeur nominale prédéterminée en remplaçant le tube On peut montrer d'une manière incontestable que la réduction du débit de liquide refoulé résulte de la fatigue du matériau qui est provoquée par la déformation régulièrement répétée Compte tenu de la sollicitation, on ne peut utiliser, pour cette opération, que des tubes en matière synthétique élastique spéciale fabriqués selon une technologie particulière et capables de subir une importante déformation élastique composite, et même en utilisant des tubes de ce genre, on doit accepter une longévité limitée de ceux-ci. Lors de l'application du principe de fonctionnement décrit cidessus, on utilise des dispositifs comportant, soit une rangée de cylindres disposés selon une symétrie cylindrique ou dans un plan, soit 20 des faisceaux de plaques étroitement juxtaposées Ces solutions présentent les inconvénients déjà mentionnés ci-dessus. La présente invention a pour but de créer une pompe péristaltique qui, tout en présentant les avantages des pompes de ce type, permette d'éliminer les inconvénients ci-dessus, c'est-à-dire de prolonger la 25 longévité des tubes et d'augmenter la précision du dosage. L'invention est basee sur la constatation qu'on peut atteindre le but susmentionné, en confiant à un seul élément déformant la tâche de refouler le liquide, le refoulement dans la direction désiree étant assuré par des valves disposées en amont et en aval de l'élément défor30 mant Les fonctions respectives de refoulement du liquide et d'actionnement des valves se trouvent ainsi séparées aussi bien dans l'espace que dans le temps Du point de vue de l'augmentation de la longévité du tube, il est, par ailleurs, très important de régler la course de l'élément provoquant la déformation, de façon telle que la sollicitation 35 à la déformation de la section de tube intervenant dans le fonctionnement soit diminuée L'invention se rapporte donc à une pompe péristaltique comportant un élément déplacé périodiquement et déformant radialement le (ou les) 2553 1 51 -3 tube(s) flexible(s), cependant qu'un élément de support est associé audit élément déformant. Selon l'invention deux valves actionnées en opposition de phase sont disposées en amont et en aval de l'élément déformant, en référence 5 à la direction d'écoulement du fluide, la course de l'élément déformant étant inférieure au diamètre intérieur du tube, cependant que l'une des positions d'extrémité de course est située, par rapport à l'élément de support, à une distance plus faible que le diamètre extérieur du tube et que l'autre position d'extrémité de course est située, par rapport audit 10 élément de support, à une distance supérieure au double de l'épaisseur de paroi du tube. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, les valves sont constituées par d'autres éléments déformants qui coopèrent avec l'élément de support, mais sont disposés séparément. Il est possible ainsi d'obtenir que, dans la pompe péristaltique selon l'invention, la sollicitation à la déformation de la section de tube participant au fonctionnement de la pompe soit diminuée, que la longévité du tube ou de la pompe soit augmentée et que, de plus, le dosage soit plus précis On peut utiliser, dans la pompe selon l'inven20 tion, des tubes variés, et lors de l'utilisation de tubes de dimensions données, il est possible de modifier les caractéristiques de refoulement du liquide. Un autre avantage de la pompe selon l'invention réside dans le fait que celle-ci permet le transport (refoulement) "doux" de liquides25 présentant une structure fragile, tels que le sang Les tubes de la pompe selon l'invention ne sont soumis à la fatigue maximale classique qu'à l'endroit sollicité par les valves L'élément déformant ne comprime pas lui-même la totalité du tube et ne permet pas non plus une dilatation complète La compression (pincement) limitée du tube et, donc la contrainte limitée à la déformation de celui-ci, ainsi que l'élimination de la dernière phase de dilatation complète qui ne se produit qu'avec retard confèrent, en combinaison avec les particularités mentionnées ci-dessus, ses propriétés avantageuses à la pompe. L'invention sera décrite ci-dessous de manière plus détaillée, 35 notamment en référence à la figure unique annexée qui représente, à titre d'exemple, mais non pas de limitation, un mode de réalisation de 1 'invention. A des fins de simplification, la figure représente une pompe 25531 5 1 péristaltique ne comportant qu'un seul tube. Un tube flexible 1 est disposé sur un élément de support 2 En face de l'élément de support et au-dessus du tube, un seul élément déformant 3 est disposé, cependant que devant et derrière ce dernier, mais non pas immédiatement à côté de lui, deux éléments déformants faisant fonction de valves 4 sont également disposes en face de l'élément de support 2. On comprendra qu'à la place des valves 4 constituées par des éléments déformants, on peut ainsi utiliser des valves d'un autre type. 10 Dans le mode de réalisation représenté, les valves 4 comportant des moyens d'actionnement (non représentés sur la figure) qui permettent d'actionner le-s valves en opposition de phase, c'est-a-dire de façon telle que, lorsque l'une des valves s'ouvre, l'autre se ferme, et vice-versa. Par ailleurs, la particularité essentielle de la pompe péristaltique selon l'invention réside dans le fait que la course de l'élément déformant 3 est choisie de façon telle que le tube placé sur l'élément de support 2 ne soit comprimé, dans la position de point mort haut, que dans une faible mesure, et que dans la position de point mort bas -telle 20 qu'indiquée sur la figure ce tube ne soit pas complètement obturé En termes plus précis, cette condition est obtenue par le fait que la course de l'élément déformant est plus petite que le diamètre intérieur du tube, et que l'un des points extrêmes de la course est situé, par rapport à l'élément de support, à une distance plus petite que le diamètre extérieur du tube 1, cependant que l'autre point extrême de la course est situé, par rapport à l'élément de support 2, à une distance plus grande que deux fois l'épaisseur de la paroi du tube. La pompe péristaltique selon l'invention fonctionne comme suit: on suppose que l'écoulement est dirigé, en référence à la figure, de gauche 30 à droite; la valve 4 de droite est fermée dans la position de départ, cependant que la valve 4 de gauche est ouverte et que l'élément déformant se trouve dans sa position de point mort haut Du liquide est présent dans le tube 1, jusqu'au niveau de la valve de droite 4 Ensuite, la valve de gauche 4 se ferme, cependant que la valve de droite 4 35 s'ouvre, après quoi l'élément déformant 3 se déplace jusque dans sa position de point mort bas, le liquide étant alors refoulé à partir de la section placée audessous dudit élément déformant Pris la valve de droite 4 se ferme, la valve de gauche 4 s'ouvre, et l'élément déformant 3 2553 1 5 1 se déplace vers sa position de point mort haut Pendant que la relaxation (détente) du tube a lieu c'est-a-dire pendant que celui-ci reprend ses dimensions maximales permises par l'élément déformant un effet d'aspiration est exercé sur le liquide et la section de tube située sous l'élément déformant est à nouveau remplie de liquide. Ensuite, le processus décrit ci-dessus est répété. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de 10 l'esprit de l'invention Ainsi la pompe selon l'invention peut être appliquée au refoulement de fluides quelconques, tels que des liquides de préférence, mais aussi des produits gazeux ou en émulsion liquide-gaz et des produits en grains fluidisés. REVENDICATIONS 1. Pompe péristaltique pour fluide comportant un élément déplacé périodiquement et déformant radialement un ou plusieurs tubes flexibles, ainsi qu'un élément de support associé à l'élément déformant, caractéri5 sée en ce que deux valves ( 4) fonctionnant en opposition de phase sont disposées respectivement en amont et en aval de l'élément déformant ( 3), en référence à la direction de l'écoulement du fluide, en ce que la course de l'élément déformant ( 3) est inférieure au diamètre intérieur du tube ( 1), et en ce que l'une des positions extrêmes définie par cette 10 course se situe, par rapport à l'élément de support ( 2), à une distance plus petite que le diamètre extérieur du tube, cependant que l'autre position d'extrémité de la course précitée se situe, par rapport audit élément de support ( 2), à une distance supérieure au double de l'épaisseur de paroi du tube ( 1). 2 Pompe péristaltique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les valves ( 4) sont constituées par d'autres éléments déformants coopérant avec l'élément de support ( 2), mais disposés séparément.