Brevet FR2595765A1 — publié le 19870918

Pompe péristaltique à débit régulier. La présente invention se rapporte a une pompe péristaltique comprenant au moins deux tubes élastiques montés en parallèle entre deux collecteurs communs, et plusieurs galets presseurs successifs roulant le long desdits tubes en laminant ces derniers. Les pompes péristaltiques offrent de multiples avantages : isolation parfaite des fluides pompés, bon rendement mécanique, silence de fontionnement, excellente étanchéité à l'arrêt, structure simple. Toutefois, les pompes péristaltiques présentent un débit irrégulier dû aux pulsations qui se produisent au moment où les galets quittent le tube, cette irrégularité de débit se manifestant d'autant plus que la contre-pression est importante. Cette irrégularité de débit peut être atténuée dans une certaine mesure par l'augmentation du nombre de galets presseurs laminant le même tube Cependant, pour une pompe de dimensions données, cette augmentation du nombre de galets provoque une diminution de la cylindrée de la pompe, donc une diminution du débit, et une réduction de l'endurance (le nombre de laminages que subit le tube pour délivrer un volume déterminé de fluide est d'autant plus important que le nombre de galets presseurs est élevé). Cette irrégularité de débit des pompes péristaltiques est particulièrement gênante lorsqu'il s'agit de doser avec précision des très faibles volumes de fluide et de reproduire rigoureusement ce dosage dans des opérations successives. En effet, dans ce cas, la position aléatoire des galets presseurs sur le tube peut induire une erreur importante dans le débit, surtout lorsque le volume dosé est inférieur au volume délivré par un tour complet du rotor de la pompe. Dans ce cas, la révolution des galets presseurs se limite à un faible déplacement angulaire qui peut, ou non, inclure dans sa course l'occultation des orifices d'admission et de refoulement de la pompe. Dans le cas de contre-pressions importantes, par exemple au-delà de 3 à 4 bars, l'irrégularité de débit devient telle que le fluide, sous l'effet de la contre-pression, reflue vers l'admission, limitant ainsi de façon gênante le débit de la pompe. La présente invention a pour objet de réaliser une pompe péristaltique qui, tout en étant de structure simple et de taille réduite, présente un débit plus régulier que les pompes connues et ne donne lieu à aucun reflux vers l'admission, même en cas de forte contre-pression. La pompe péristaltique conforme à l'invention comprend au moins deux tubes élastiques montés en parallèle entre deux collecteurs communs, et plusieurs galets presseurs successifs roulant le long desdits tubes en laminant ces derniers. Chacun desdits galets presseurs ne lamine qu'un des tubes et les galets presseurs successifs laminent des tubes différents. Dans la pompe conforme à l'invention à plusieurs tubes, les galets presseurs laminent donc les différents tubes avec un décalage cyclique, de sorte que les pulsations se produisent avec un décalage cyclique dans les différents tubes et que les pulsations produites dans les tubes s'atténuent dans les collecteurs dans lesquels les flux des différents tubes s'additionnent. I1 est vrai que des pompes péristaltiques à plusieurs tubes en parallèle entre des collecteurs communs sont connues, par exemple par le brevet US n" 3 433 170 au nom du déposant. Cependant, dans ce cas, chaque galet presseur lamine simultanément tous les tubes de la pompe, dont le débit reste donc aussi irrégulier que celui d'une pompe à un seul tube. Pour améliorer la régularité de débit et de pression de la pompe conforme à l'invention, il est avantageux que chaque tube soit laminé à tout moment par au moins un galet presseur. Un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention concerne les pompes péristaltiques du type à planétaire-satellites-couronne telles que décrites par exemple dans le brevet français nO 77 07315 au nom du déposant, pompes dans lesquelles des galets presseurs régulièrement espacés roulent à la manière de satellites entre un planétaire central entratné en rotation et un carter extérieur fixe, les deux extrémités de tous les galets se trouvant en contact avec deux chemins de roulement prévus de part et d'autre d'une gorge ménagée dans le carter pour recevoir le ou les tubes. Dans ce cas, suivant l'invention, la pompe comporte des paires de galets diamétralement opposés,les galets de chaque paire laminant le même tube et ne laminant pas le ou les autres tubes, le nombre de paires de galets étant égal au nombre de tubes de la pompe. Lesdits galets présentent alors, entre leurs deux extrémités, chacun un tronçon actif laminant un tube et au moins un tronçon inactif enjambant le ou les autres tubes. Une pompe à deux tubes comporte dans ce cas avantageuseBent quatre galets identiques ayant, entre leurs deux tronçons d'extrémite en contact avec les chemins de roulement du carter de pompe, un tronçon actif et un tronçon inactif juxtaposes, deux galets diamétralement opposés étant montés de manière à laminer l'un des tubes et les deux autres galets di-rnétralement opposés étant montés en position inversée de manière à laminer l'autre tube. Dans le cas d'une pompe à trois tubes, les galets sont avantageusement au nombre de six. Ces six galets sont de deux types. Deux galets d'un premier type comprennent, entre les deux tronçons d'extrémité en contact avec les chemins de roulement du carter, un tronçon actif médian laminant le tube médian et flanqué de part et d'autre d'un tronçon inactif eniashaat res- pectivement l'un des deux tubes latéraux.Les galets de l'autre type sont quatre galets identiques présentant, entre leurs deux tronçons d'extrémité en contact avec les chemins de roulement du carter, un tronçon actif latéral destiné à laminer l'un des tubes latéraux et deux tronçons inactifs justa- posés destinés à enjamber les deux autres tubes de la pompe, donc le tube médian et l'autre tube latéral. Ces quatre galets du second type sont montés par paires en position inversée, c1est-à-dire que deux galets diamétralement opposés sont montés de manière à laminer l'un des tubes latéraux et les deux autres galets diamétralement opposés sont montés en position inversée de manière à laminer l'autre tube latéral. Bien qu'une augmentation du nombre de tubes et par conséquent du nombre de galets presseurs sur une même pompe permette d'atténuer encore davantage les pulsations de débit provenant des différents tubes, il s'est avéré que l'utilisation de trois tubes et de six galets presseurs laminant deux à deux un parmi ces trois tubes, procure déjà un débit très régulier et supprime tout reflux, même en cas de contre-pression importante. En se référant au dessin annexé, on va décrire claprès plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif d'une pompe conforme à l'invention ; sur le dessin : la figure 1 est une vue en élévation frontale d'une pompe péristaltique du type à planétaire-satellites-couronne, à trois tubes et à six galets presseurs, montrant l'intérieur de la pompe après enlèvement du couvercle frontale du carter extérieur; la figure 2 est une vue en élévation latérale de la pompe de la figure 1; la figure 3 est une coupe partielle suivant IIT-III de la figure 1; la figure 4 est une coupe partielle suivant lV-IV de la figure 1; la figure 5 est une coupe partiel-le suivant V-V de la figure 1. La pompe illustre par le dessin comporte un carter 1 comprenant une paroi latérale 2 de forme genérale eylindrique, fermée à une extrémité par un fond 3 muni d'une bride extérieure 4, et à l'autre extrémité par un couvercle 5 rapporté. Le fond 3 comporte un trou de passage 6 central. Deux boutonnières 7 diamètralement opposées prévues sur la bride 4 permettent une fixation rapide du type à baillonnette de la pompe sur un support. La paroi latérale 2 du carter 1 présente intérieurement un gradin circonférentiel définissant une gorge 8 flanquée d'un côté par un épaulement 9 de la paroi latérale 2 et sur le côté opposé par un épaulement 10 formé par un embout intérieur 11 du couvercle 5. Les deux épaulements 9 et 10 définissent. deux chemins de roulement cylindriques de part et d'autre de la gorge 8. Dans la gorge 8 sont disposés, dans la moitié supérieure du carter 1, trois tubes élastiques 12,13 et 14 dont les deux extrémités sortent de façon sensiblement tangentielle du carter 1 vers le bas par deux embouts 15 et 16 et sont reliés à deux collecteurs communs 17 et 18. On reconnatt sur la figure 1 que les tubes 12, 13 et 14 sont disposés dans la gorge 8 sur un arc légèrement supérieur à 1800. Un arbre 19 est monté en rotation à I'intérieur du carter 1, entre le fond 3 et le couvercle 5. L'arbre 19 comporte, à son extrémité tournée vers le fond 3, un six pans creux 20 qui, lorsque l'arbre 19 se trouve en position centrale dans le carter 1, est en alignement avec le trou 6 du fond 3. L'arbre 19 est maintenu en rotation en position centrale dans le carter 1 par trois paires de galets diamétralement opposés 21a, 21b et 22. On reconnatt sur les figures 3 et 4 que les galets 21a et 21b sont .dJ e usais sont montés en position inversée. Chacun des galets 21a, 21b comprend, d'une extrémité axiale à l'autre, cinq tronçons successifs 23,24,25,26 et 27, ces cinq tronçons ayant tous sensiblement la même longueur axiale et présentant des diamètres différents. Les tronçons 23,26 et 27 présentent un grand diamètre et les tronçons 24 et 25 un petit diamètre. Ces deux diamètres sont établis de manière que les tronçons d'extrémité 23 et 27 qui se trouvent au droit des chemins de roulement 9 et 10 (figure 3) ou 10 et 9 (figure 4) soient en contact à la òis avec ces chemins de roulement et avec l'arbre 19, que le tronçon 26 qui se trouve au droit du tube 14 figure 3) ou du tube 12 (figure 4) écrase ce tube contre le fond de la gorge 8 et que les tronçons 24 et 25 qui se trouvent au droit des tubes 12 et 13 (figure 3) ou des tubes 13 et 14 (figure 4) enjambent ces tubes sans les écraser contre le fond de la gorge 8. Les rouleaux 22 présentent également d'une extrémité axiale à l'autre, cinq tronçons successifs 28,29,30,31,32 sensiblement de même longueur axiale, ayant deux diamètres différents et répartis de manière que les deux tronçons d'extrémité 28 et 32 de grand diamètre se trouvant au droit des chemins de roulement 9 et 19 soient en contact à la fois avec les chemins de roulement 9 et 10 et avec l'arbre 19, que les deux tronçons 29 et 31 de diamètre réduit, se trouvant au droit des tubes latéraux 12 et 14, enjambent ces tubes sans les écraser contre le fond de la gorge 8, et que le tronçon médian 30 de grand diamètre, se trouvant au droit du tube médian 13, écrase ce dernier contre le fond de la gorge 8. I1 apparatt donc que les deux galets de chaque paire de galets diamétralement opposes n'écrasent qu'un seul tube et que les galets des paires différentes écrasent des tubes différents. Par conséquent, les différents tubes sont écrasés en deux points diamétralement opposés, avec un décalage de 600 d'un tube à l'autre. Lors de la rotation de l'arbre 19 entrain par un embout'hexagonal d'un arbre moteur, en prise avec le six pans creux 20, les galets 21a, 21b et 22 roulent à la manière de satellites entre l'arbre 19 servant de planétaire et les chemins de roulement 9 et 10 servant de couronne, en laminant ainsi les trois tubes 12,13 et 14 avec un décalage de 600. Les pulsations de débit qui se produisent dans chaque tube sont ainsi atténuées dans les collecteurs dans lesquels les flux des différents tubes s'additionnent, deux tubes sur trois tan-L toujours en action de pompage. La pompe conforme à l'invention est réversible par simple inversion du sens de rotation de l'arbre 19. Il convient de noter que la pompe conforme à l'invention peut également ne comporter que deux tubes ou comporter plus de trois tubes laminés avec un décalage cyclique par un nombre plus ou moins important de galets espacés,de préférence de paires de galets opposés. Chacun de ces galets présente alors, sur un pompe à n tubes, un tronçon actif laminant l'un des tubes et n +1 tronçons inactifs enjambant les autres tubes. I1 y a également lieu de remarquer que les galets de la pompe conforme à l'invention peuvent être avantageusement creux dans leurs parties en contact avec les chemins de roulement du carter, de la manière révélée par le brevet français nO 77 07315. Enfin, l'invention est applicable également à des pompes qui ne sont pas du type à planétaire-satellites-couronne, c'est-à-dire des pompes avec des galets de laminage n'ayant pas simultanément pour fonction de servir de palier pour l'arbre central formant planétaire. Bien entendu, lorsque la pompe doit être utilisée à des vitesses élevées, elle peut être équipée d'un plateau séparateur des galets1 de préférence un plateau supérieur et un plateau inférieur. REVENDICATIONS 1. Pompe péristaltdque comprenant au moins deux tubes élastiques g12, 13,14) montés en parallèle entre deux collecteurs communs 2. Pompe suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que chaque tube (12,13,14) est laminé à tout moment par au moins un galet presseur (21a,91bt2?) 3. Pompe suivant la revendication 2, comprenant des galets presseurs (21a, 21b,22) régulièrement espacés, roulant à la manière de satellites entre un planétaire ventral (19) entratné en rotation et un carter extérieur fixe (1), les deux extrémités de tous les galets se trouvant en contact avec deux chemins de roulement (9,10) prévus de part et d'antre d'une gorge (3) ménagée dans le carter pour recevoir les tubes, caractérisée par le fait qu'elle cou- prend des paires de galets 4. Pompe suivant la revendication 3, caractérisée par le fait que les galets présentent, entre leurs deux extrémités, chacun un tronçon actif (26 > 30) laminant un tube (14,12,13) et au moins un tronçon inactif (24,25;29,31) enjambant le ou les autres tubes (12,13;13,14;12,14). 5. Pompe suivant la revendication 4, caractérisée par le fait qu'elle comporte deux tubes et quatre galets identiques ayant, entre leurs deux tronçons d' extrémité en contact avec les chemins de roulement du carter de pompe, un tronçon actif et un tronçon inactif juxtaposés, deux galets diamé- tralement opposés étant montés de manière à laminer l'un des tubes et les deux autres galets diamétralement opposés étant montés en position inversée de manière à laminer l'autre tube. 6. Pompe suivant la revendication 4, caractérisée par le fait qu'elle comprend trois tubes (12,13,14) et six galets (21a,21b,22) de deux types comprenant deux galets identiques (22) présentant, entre leurs deux tronçons d'extrémité (28,32), en contact avec les chemins de roulement (9,10) du carter, un tronçon actif médian (30) laminant le tube médian (13) et flanqué de part et d'autre d'un tronçon inactif (29,31) enjambant respectivement l'un des deux tubes latéraux (12,14), et quatre galets identiques (21a,21b) présentant, entre deux tronçons d'extrémité (23,27) en contact avec les chemins de roulement (10,9) du carter, un tronçon actif latéral (26) destiné à laminer l'un des tubes latéraux (12,14) et deux tronçons inactifs Jtlxtaposés (24,25) destinés à enjamber les deux autres tubes (12,13;13,14) de la pompe, lesdits quatre galets type étant montés par paires en position inversée pour que deux galets diamétralement opposés (4la) laminent l'un (14) des tubes latéraux et les deux autres galets diamétralement opposés (21b) lb) laminent l'autre tube latéral (12). 7. Pompe suivant l'une des revendications 1 n 6, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins un plateau séparateur desdits galets presseurs (21a,21b,22).