Brevet FR2605078A1 — publié le 19880415

SOUPAPES DE PINCEMENT OU D'OCCLUSION DE TUBES FLEXIBLES UTILISES DANS DES DISPOSITIFS MEDICAUX La présente invention concerne des soupapes de pincement ou d'occlusion de tubes flexibles, utilisées dans des dispositifs médicaux. Des soupapes de pincement ou d'occlusion sont fréquemment utilisées dans des dis- positifs médicaux pour obturer les tubes souples ou flexibles en matière plastique transportant du sang ou d'autres liquides, en circuit extérieur au patient. Le pincement du tube s'effectue entre une cale mobile ac- tionnée par un solénoide linéaire ou rotatif et un élé- ment fixe. Lorsqu'il est excité ou sous tension, le so- lénoide linéaire pince le tube pour l'obturer tandis que sa désexcitation ou mise hors tension ouvre le tube (par effet de détente élastique du tube ou rappel élas- tique); ce type d'agencement a été mis en oeuvre pour l'ouverture et la fermeture réitérées (par exemple plu- sieurs fois par minute) de tubes sanguins dans des appa- reils de dialyse à seringue unique, par exemple tels qu'ils sont décrits dans le brevet US n'4 063 554 de Willock et al. Il est également possible de prévoir un solénoïde linéaire qui, lorsqu'il est sous tension, ou- vre le tube et lorsqu'il est hors tension, le ferme à l'aide d'un ressort; ce type d'agencement est utilisé comme mécanisme de fermeture de sécurité, actionné lors de la détection d'une bulle d'air ou en cas de panne d'électricité dans les appareils de dialyse à deux se- ringues. Dans l'utilisation d'un agencement comportant un ressort pour la fermeture du tube, il faut déployer de grandes quantités d'énergie pour faire agir le res- sort, et de plus ce dernier est bruyant, sa fermeture étant accompagneed'un claquement. L'invention se caractérise de façon générale par l'utilisation d'un premier et d'un second solénoïdes li- néaires montés en série dans une soupape de pincement ou d'occlusion de tubes flexibles de sorte que lorsque le premier solénoïde est sous tension, il ferme de façon avantageusement efficace et silencieuse un tube flexible et, le second solénoide, étant positionné de façon à être poussé par un ressort pour pousser à son tour l'élément d'entraînement du premier solénoïde à l'état hors tension. Le second solénoïde s'éloigne du premier solénoide lorsqu'il est mis sous tension de sorte que le premier solénoide peut fermer ou ouvrir le tube de façon sélective. Dans des modes de réalisation préférés, les deux solénoïdes sont montés en alignement, chaque solénoïde comportant des éléments mobiles sur les côtés opposés de leur logement; un ressort de compression situé derrière le second solénoïde sert à pousser les éléments mobiles des deux solénoïdes pour fermer le tube flexible; une cale située sur l'élément d'entraînement du premier so- lénoide comporte une position de fin de course à une distance prédéterminée de l'extrémité de l'élément, cet- te distance étant de façon suffisante deux fois infé- rieure à l'épaisseur de la paroi du tube pour garantir l'occlusion de ce dernier, tout en étant cependant suffisamment grande, et la cale étant suffisamment émoussée, pour exclure tout risque de détérioration du tube. La cale est réalisée en matière plastique (de fa- çon particulièrement préférée en nylon) et son rayon me- suré sur son point de contact est supérieur à 0,238 cm (3/32") (de façon plus particulièrement préférée d'envi- ron 0,317 cm (1/8")). L'élément fixe comporte une fenê- tre transparente pour permettre de s'assurer visuelle- ment de l'occlusion du tube. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la des- crlption suivante d'un mode de réalisation préféré, don- ne a titre d'exemple non limitatif et des revendica- tions. La description se réfère aux dessins ci-annexes dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en éléva- tion montrant une soupape de pincement ou d'occlusion de tubes flexibles conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue schématique partielle en élévation de la soupape de pincement ou d'occlusion représentée à la figure 1, à l'état hors tension, - la figure 3 est une vue schématique partielle en perspective montrant une plaque de compression en deux parties et les cales émoussées de la soupape de pincement de la figure 1, - la figure 4 est une vue en élévation latérale d'une cale émoussée de la soupape de pincement de la fi- gure 1. Les figures représentent une soupape de pince- ment 10 destinée à deux tubes flexibles, comportant un solénoide linéaire 12 pour l'occlusion du tube 14 en ma- tière plastique souple ou flexible et transparente (acheminant le sang en provenance d'un patient) et des solénoides linéaires 16, 18 disposés en série et affec- tés au tube souple 17 (renvoyant le sang au patient). La soupape 10 est utilisée dans un appareil de dialyse fonctionnant avec une seule seringue. Les solénoides 12, 16, 18 comprennent chacun un élément d'entrainement res- pectif 20, 22 ou 24 qui est déplacé vers l'extérieur à partir du logement des solenoides respectifs 26, 28 ou 30 à l'état hors tension, et un clapet respectif 32, 34 ou 36 qui s'étend depuis l'autre côté du logement et est raccordé à demeure sur l'élément d'entrainement respec- tif de manière à se déplacer avec ce dernier. La figure 1 montre le solénoide 12 à l'état hors tension, tandis que les solénoides 16, 18 sont représentés à l'état sous tension. Des cales émoussées 38, 40 sont raccordées aux éléments d'entrainement 20, 22. Une douille de ressort 42 raccordée à l'élément d'entraînement 24 est en con- tact avec le ressort de compression 44. Des logements 26, 28 sont directement raccordés à demeure sur l'embase de montage 46 supportant la plaque de compression 48. Le logement 30 est raccordé à demeure par rapport à l'emba- se de montage 46 par l'intermédiaire de la plaque 50, raccordée sur l'embase 46 par l'intermédiaire des mon- tants 52. Le ressort 44 est retenu par une bride 54, re- liée à la plaque 50 par les montants 56. De la figure 3 il ressort que la plaque de com- pression 48 comprend une plaque supérieure 58 en métal rigide, et une plaque inférieure 60 munie d'une fenêtre transparente (polycarbonate transparent) comportant des portions de fenêtres 62 surélevées pour permettre l'ins- pection visuelle des tubes 14, 17, disposés entre cel- les-ci, ainsi que des cales émoussées 38, 40 disposées en dessous. De la figure 4 il ressort que la cale 40 (réalisée en nylon chargé de verre Zytel) comprend une extrémité émoussée 64 d'un diamètre de 0,317 cm (0, 125") avec des portions 66 chanfreinées à 30' et attenantes à celle-ci. Le rayon de 0,317 cm (0,125") est préféré de façon à éviter l'usure du tubage sans agrandir de façon excessive la zone d'occlusion (et partant la force d'oc- clusion); néanmoins, un rayon de 0,238 cm (3/32") ou supérieur pourrait également donner satisfaction. La cale émoussée 40, le solénoïde 16 et la pla- que de compression 48 étant assemblés, leurs tolérances doivent être telles qu'elles permettent le positionne- ment très précis de fan de course de la cale émoussée par rapport à la surface inférieure de la plaque de compression 48. La distance entre elles est de façon suffisante égale à une valeur inférieure à deux fois l'épaisseur de la paroi du tube flexible pour assurer l'occlusion de ce dernier, tout en étant cependant suf- fisamment grande pour empêcher que le tube ne subisse des détériorations par compression excessive de celui- ci. Pour un tube flexible de 0,635 cm (1/4") comportant une épaisseur de paroi de 0,119 cm (0,047"), l'épaisseur des deux parois est de 0,238 cm (0,094"). Le debattement admissible, compte tenu de l'effet d'empilement des to- lérances, se situe entre une fourchette supérieure de 0,190 cm (0,075") (pour assurer l'occlusion) et une fourchette inférieure de 0,152 cm (0, 060") (pour limiter les risques de détérioration du tube susceptibles de se produire à des valeurs inférieures). Dans l'application avec un appareil de dialyse fonctionnant avec une seringue unique, le solénoide 12 sert à l'ouverture et à la fermeture sélectives du tube 14, et le solénoide 16 sert à l'ouverture et à la ferme- ture sélectives du tube 17. Grâce à la configuration émoussée des cales 38, 40 et à la position de fin de course précise des cales 38, 40, on est assuré d'obtenir l'occlusion des tubes 14, 17 et par la même occasion d'éviter tout risque de détérioration susceptible d'être provoqué par une force excessive. L'utilisation des fenêtres transparentes 62 per- met de vérifier visuellement la réalisation complète de l'occlusion, laquelle se traduit par l'absence de sang dans la fenêtre. Au cours du fonctionnement, le solénoïde 18 se trouve sous tension, état dans lequel son clapet 36 est abaissé (figure 1) pour permettre la mise sous tension et hors tension répétées du solénoïde 16 et l'ouverture et la fermeture sélectivesdu tube 17. En cas de panne d'électricité, le ressort 44 pousse l'élément d'entraî- nement 24 et son clapet associé 36 vers le haut sur la position montrée à la figure 2, poussant le clapet 34 vers le haut et sa cale associée 40 pour fermer le tube flexible 16, évitant ainsi que du sang ne soit renvoyé au patient. L'utilisation d'un solénoïde sous tension pour fermer le tube assure un fonctionnement efficace et silencieux. D'-autres modes de réalisation de la présente invention se situent dans la portée des revendications suivantes. REVENDICATIONS 1. Soupape (10) de pincement ou d'occlusion de tubes flexibles, caractérisée en ce qu'elle comprend en combinaison - un élément fixe, - un tube souple ou flexible (14) contigu & l'élément fixe, - un premier solénoïde linéaire (12) comportant un logement monté à demeure par rapport à l'élément fixe et un premier élément mobile pouvant se déplacer entre une première position sous tension et une seconde posi- tion hors tension, le premier élément supportant une cale (38) située sur l'autre côté du tube par rapport au premier élément fixe, la cale (38) servant à obturer le tube flexible (14) lorsqu'elle se trouve dans la première po- sition et n'obturant pas celui-ci lorsqu'elle se trouve dans la seconde position, le premier solénoïde (12) comportant un se- cond élément mobile qui est raccordé à demeure par rap- port au premier élément mobile afin de se déplacer avec ce dernier, - un second solénoïde linéaire comportant un logement monté à demeure par rapport au logement du pre- mier solénoïde et un troisième élément mobile pouvant se déplacer entre la première et la seconde position de fa- çon & pousser le second élément et à provoquer une pous- sée sur le premier élément en direction de la première position lorsque le troisième élément se déplace depuis la seconde position vers la première position, le second solénoïde linéaire comprenant un quatrième élément mobile qui est raccordé & demeure par rapport au troisième élément mobile'afin de se déplacer avec ce dernier, et - un ressort (44) tendant à pousser le quatriè- me élément de façon que le troisième élément exerce une poussée sur le second élément et le premier élément en direction de la première position, le second solénoide linéaire pouvant être ac- tionné de façon à vaincre la force du ressort et & met- tre le troisième élément sur la seconde position lors- qu'il est activé. 2. Soupape de pincement (10) selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que le premier et le second solenoïdes linéaires sont disposés en alignement, et en ce que le premier et le second élément mobile sont si- tues sur les côtés opposés du premier logement, et le troisième et quatrième élément mobile sont situés sur les côtés opposés du second logement. 3. Appareil selon la revendication 2, caractéri- se en ce que le ressort (44) est un ressort à compres- sion repoussant élastiquement le quatrième élément vers le deuxième logement. 4. Soupape de pincement (10) selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que lorsque la cale (38) se trouve dans la première position, elle se situe à une distance prédéterminée par rapport à l'élément fixe, la distance étant de façon suffisante égale à une valeur inférieure à deux fois l'épaisseur de la paroi pour ga- rantir l'occlusion du tube flexible (14), cette distance étant toutefois suffisamment grande et la cale (38) étant suffisamment émoussée pour empêcher que le tube ne subisse des détériorations. 5. Soupape de pincement (10) selon la revendica- tion 4, caractérisée en ce que la cale (38) est réalisée en matière plastique. 6. Soupape de pincement (10) selon la revendica- tion 5, caractérisée en ce que la cale (38) est réalisée en nylon. 7. Soupape de pincement (10) selon la revendi- cation 4, caractérisée en ce qu'au niveau de son point de contact la cale (38) présente un rayon supérieur à 0,238 cm (3/32"). 8. Soupape de pincement (10) selon la revendica- tion 7, caractérisée en ce que le rayon de la cale est d'environ 0,317 cm (1/8"). 9. Soupape de pincement (10) selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus un troisième solénoide comportant un élément mobile qui comprime un second tube (17) entre lui-même et un second élément fixe lorsqu'il est sous tension de façon à obtu- rer le tube (17).