Brevet FR2599109A1 — publié le 19871127

Diaphragme à aimant. L'invention concerne un diaphragme utile dans des chambres d'écoulement de fluide, en particulier des diaphragmes utilisés dans des chambres d'équilibrage d'une machine de distribution de dialysat. Le diaphragme peut être utilisé dans des chambres d'écoulement de fluide pour diviser les chambres en régions de volume variable. Par 10 exemple le brevet US Schal No 4 530 759, qui est incorporé ici à titre de référence, décrit une machine de distribution de dialysat qui utilise une chambre d'équilibrage comportant des parois extérieures rigides et un diaphragme qui divise la chambre en deux régions de manière qu'une région se remplisse de dialysat frais alors que l'autre 15 est déchargée d'une quantité égale de dialysat usé quand le diaphragme se déplace en direction de l'une des parois rigides. Quand tout le dialysat usé a été déchargé de la région, les soupapes aux entrées et aux sorties des régions sont commutées et le côté à dialysat usé se remplit à mesure que le côté à dialysat frais se décharge, et le 20 diaphragme se déplace en direction de l'autre paroi, jusqu'à ce que tout le dialysat frais ait été déchargé, etc. On a découvert qu'il est très souhaitable qu'un diaphragme destiné à être utilisé dans une chambre d'écoulement de fluide soit constitué par une feuille souple supportant un aimant en son centre, pour permettre une détection à distance de sa position dans la chambre, et des ondulations annulaires de la feuille, pour amener les parties avant et arrière de l'aimant à conserver leur orientation par rapport à un axe de déplacement du centre de la feuille. Quand il est utilisé dans une chambre d'équilibrage munie de capteurs à effet Hall, le maintien 30 de l'otientation de l'aimant évite une distorsion des signaux qui pourrait en résulter si par exemple les faces de l'aimant basculaient en passant par le centre. Dans les modes de réalisation préférés, l'aimant est disposé entre des couches de surface de la feuille souple; la feuille souple est 35 réalisée en caoutchouc; les ondulations sont semi-circulaires en 2599 1 0 9 - 2 section transversale et contiguës d'ondulations adjacentes; et le diaphragme est utilisé dans une chambre d'équilibrage d'une machine de distribution de dialysat. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparattront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré. Sur le dessin qui sera d'abord brièvement décrit: la figure 1 est une vue en coupe verticale montrant un diaphragme 10 monté entre les parois rigides d'une chambre d'équilibrage selon l'invention, la figure 2 est une vue schématique montrant l'utilisation de la chambre de la figure 1 avec des capteurs de position magnétiques et des soupapes d'une machine de distribution de dialysat., 15 Structure En se référant à la figure 1, celle-ci montre une chambre d'équilibrage 10 comprenant un diaphragme 12, des parois rigides 14, 16 et un clip périphérique 18. Le diaphragme 12 est symétrique par rapport à un axe horizontal 20 et comprend une feuille de caoutchouc souple et généralement plate 22 et un aimant 24. La feuille 22 est réalisée en un élastomère d'éthylène propylène (disponible chez Bellofram Corp. sous la désignation commerciale 270-968) et comprend un bourrelet d'étanchéité périphérique 25 26 (d'une épaisseur de 3,81 mm en direction axiale et de 1,52 mm en direction radiale), une partie centrale 28 comprenant des couches 30, 32 d'une épaisseur de 1,52 - 0,51 mm sur l'avant et l'arrière de l'aimant 24, et une partie ondulée intermédiaire 34 d'épaisseur 0,76 mm, comprenant huit ondulations annulaires 36. L'épaisseur d'ensemble 30 de la partie ondulée 36 (c'est-à-dire la distance le long d'un axe parallèle à l'axe 20) est de 4,57 mm; la dimension de chaque ondulation le long d'un axe perpendiculaire à l'axe 20 est de 4,72 mm, et le rayon de courbure de chaque partie ondulée 36 est d'environ 2,67 mm, rendant la forme de chaque ondulation 36 légèrement inférieure en section 35 transversale à un demi-cercle. 2599 1 0 9 - 3 L'aimant 24 a un diamètre de 12,44 cm - 0,25 mm, une épaisseur de 0, 48 + 0,25 mm, il est réalisé en un matériau céramique (ferrite de barrium ou de strontium, grade 5, orienté et fritté, disponible chez Magnetic Sales and Manufacturing Co., Culver City, Californie) et moulé à l'intérieur de la feuille souple 22 dans une condition démagnétisée (pour éviter d'attirer des salissures pendant la fabrication), et magnétisé ensuite, présentant un pôle nord sur une face et un pôle sud sur l'autre face. - La paroi rigide 14 comprend une entrée 38 et une sortie 40 10 destinées à un dialysat frais, et la paroi rigide 16 comprend de la même manière une entrée 42 et une sortie 44 pour le dialysat usé. La région de volume variable 46 entre la paroi 14 et le diaphragme 12 est une région à dialysat frais, et la région de volume variable 48 entre le diaphragme 12 et la paroi 16 est une région à dialysat usé. A 15 proximité des périphéries des parois 14 et 16 sont prévus des évidements annulaires 50 pour recevoir un bourrelet d'étanchéité périphérique 26.Les parois rigides 14, 16 définissent des régions évidées 52, 54 pour recevoir la partie centrale 28 du diaphragme 12. Les cavités 56, 20 58 qui sont à l'extérieur et adjacentes des régions évidées 52, 54 sont prévues pour recevoir des capteurs à effet Hall 60 (figure 2), utilisés pour détecter la position de l'aimant 24 le long de l'axe de déplacement 20 et pour faire commuter les soupapes 62 ouvrant et fermant les entrées 38, 42 et les sorties 40, 44. 25 Fonctionnement La chambre d'équilibrage 10 est utilisée en étant reliée en parallèle à une chambre d'équilibrage identique d'une machine de distribution de dialysat. L'entrée 38 est reliée à une source de dialysat frais; la sortie 40 est reliée à un dialyseur; l'entrée 42 est 30 reliée de manière à recevoir le dialysat usé d'un dialyseur, et la sortie 44 est reliée à une purge. Les soupapes des entrées 38, 42 et des sorties 40, 44 sont commandées de manière qu'une chambre d'équilibrage reçoive, dans sa région 46, du dialysat frais provenant d'une source et décharge du dialysat usé de sa région 48 vers une purge 35 (les soupapes de l'entrée 38 et de la sortie 44 étant ouvertes, les -4 soupapes de la sortie 40 et de l'entrée 42 étant fermées, le diaphragme 12 se déplaçant vers la droite) alors que l'autre chambre d'équilibrage fournit du dialysat frais de sa région 46 au dialyseur et reçoit du dialysat usé dans sa région 48 en provenance du dialyseur (les soupapes de la sortie 40 et de l'entrée 42 étant ouvertes, les soupapes de l'entrée 38 et de la sortie 44 étant fermées, le diaphragme 12 se déplaçant vers la gauche). Le parcours suivi par le diaphragme 12 entre une paroi rigide et l'autre est détecté par des capteurs à effet Hall 17, 19 dans les cavités 56, 58. Lorsqu'il est détecté qu'un diaphragme est juste sur le point de s'appliquer contre une paroi, les soupapes des entrées et des sorties sont commutées pour amener le diaphragme à se déplacer dans l'autre sens. En raison des ondulations 36, le diaphragme 12 reste symétrique par rapport à l'axe 20 quand il se déplace le long de l'axe 15 20 comme s'il roulait, et les faces avant et arrière (nord et sud) de l'aimant 24 conservent leur orientation perpendiculaire à l'axe 20, évitant des distorsions des signaux des capteurs à effet Hall qui détectent la position de l'aimant. Entre les ondulations ne sont pas prévues de parties plates qui pourraient provoquer des contraintes et 20 empêcher le mouvement de roulement. Les ondulations qui sont en nombre égal de chaque coté du diaphragme sont utilisées pour égaliser les forces lors du déplacement dans les deux sens. De préférence, les ondulations ont un rayon de courbure uniforme qui est de 180 ou moins. D'autres modes de réalisation de l'invention sont compris dans le 25 champ d'application des revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Diaphragme (12) destiné à être utilisé dans une chambre d'écoulement de fluide (10), caractérisé en ce qu'il comprend une feuille souple (22) généralement plate qui peut être serrée sur sa périphérie et comprend une partie centrale (28) pouvant se déplacer en va-et-vient le long d'un axe (20) perpendiculaire à un plan passant par ladite périphérie, la feuille souple présentant des ondulations annulaires (36) autour de ladite partie centrale, et un aimant (24) fixé au centre de la feuille, cet aimant présentant une partie avant et 10 une partie arrière espacées l'une de l'autre le long de l'axe, et les ondulations amenant lesdites parties avant et arrière à conserver leur orientation par rapport à l'axe quand la partie centrale se déplace le long de cet axe. 2. Diaphragme selon la revendication 1, caractérisé en ce que la 15 partie centrale comprend des couches de chaque côté de l'aimant. 3. Diaphragme selon la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille souple est réalisée en caoutchouc. 4. Diaphragme selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ondulations (36) sont de forme courbe en section transversale. 5. Diaphragme selon la revendication 4, caractérisé en ce que les ondulations sont en nombre égal de chaque c8té de la feuille. 6. Diaphragme selon la revendication 5, caractérisé en ce que les ondulations ont un rayon de courbure généralement uniforme. 7. Diaphragme selon la revendication 6, caractérisé en ce que 25 chaque ondulation s'étend sur un rayon de courbure inférieur ou égal à . 8. Diaphragme selon la revendication 4, caractérisé en ce que les ondulations sont contiguës. 9. Diaphragme selon la revendication 2, caractérisé en ce que les 30 ondulations sont en nombre égal de chaque côté de la feuille, ces ondulations ont un rayon de courbure généralement uniforme, chaque ondulation est inférieure ou égale à 180 et ces ondulations sont contiguës. 10. Chambre à écoulement de fluide, caractérisée en ce qu'elle 35 comprend des parois rigides (14, 16) dont les parties centrales sont 6 plus espacées l'une de l'autre que les parties périphériques, une feuille souple généralement plate (22) qui est serrée de façon étanche entre lesdites parties périphériques et qui comprend une partie centrale pouvant se déplacer en va-et-vient le long d'un axe (20) perpendiculaire au plan passant par ladite périphérie, ladite feuille souple présentant des ondulations annulaires (36) autour de la région centrale et un aimant (24) fixé au centre de la feuille, ledit aimant présentant une partie avant et une partie arrière espacées l'une de l'autre le long dudit axe, lesdites ondulations amenant la partie avant 10 et la partie arrière à conserver leur orientation par rapport audit axe quand la partie centrale se déplace le long de cet axe. 11. Chambre selon la revendication 10, caractérisée en ce que la partie centrale comprend des couches de chaque côté de l'aimant. 12. Chambre selon la revendication 10, caractérisée en ce que les 15 ondulations sont de forme courbe en section transversale. 13. Chambre selon la revendication 10, caractérisée en ce que les ondulations sont contiguës. 14. Chambre selon la revendication 11, caractérisée en ce que les ondulations sont en nombre égal de chaque côté de la feuille, les 20 ondulations ont un rayon de courbure généralement uniforme, chaque ondulation est inférieure ou égale à 180 et les ondulations sont contiguës. 15. Machine de distribution de dialysat, caractérisée en ce qu'elle comprend une chambre d'écoulement de fluide (46) avec une 25 première entrée (38) destinée à être reliée à une source de dialysat frais, une première sortie (40) destinée à être reliée à un dialyseur, une seconde entrée (42) destinée à être reliée au dialyseur, une seconde sortie (44) destinée à être reliée à une purge, des soupapes (62) commandant l'écoulement entrant et sortant par lesdites entrées et 30 sorties, une feuille souple et généralement plate (34) dans la chambre et divisant la chambre en une région à dialysat frais (46) communiquant avec les premières entrée et sortie et une région à dialysat usé (48) communiquant avec les secondes entrée et sortie, la feuille souple généralement plate présentant une périphérie (26) reliée de façon 35 étanche à la chambre et une partie centrale pouvant se déplacer en 259 9 109 -7 va-et-vient le long d'un axe (20) perpendiculaire a un plan passant par la périphérie, ladite feuille souple présentant des ondulations annulaires (36) autour de la partie centrale, un aimant (24) fixé au centre de la feuille, cet aimant comprenant une partie avant et une 5 partie arrière espacées l'une de l'autre le long dudit axe, lesdites ondulations amenant lesdites parties avant et arrière à conserver leur orientation par rapport audit axe quand la partie centrale se déplace le long dudit axe, et un capteur de position d'aimant (17, 19) à l'extérieur de la chambre et commandant lesdites soupapes en réponse à 10 la position de l'aimant. 16. Machine selon la revendication 15, caractérisée en ce que ladite partie centrale comprend des couches (30, 32) de chaque c6té de l'aimant. 17. Diaphragme selon la revendication 15, caractérisé en ce que 15 lesdites ondulations sont de forme courbe en section transversale. 18. Diaphragme selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdites ondulations sont contiguës. 19. Diaphragme selon la revendication 16, caractérisé en ce que lesdites ondulations sont en nombre égal de chaque côté de la feuille, 20 les ondulations ont un rayon de courbure généralement uniforme, chaque ondulation est inférieure ou égale à 180' et lesdites ondulations sont contiguës. -