Brevet FR2605058A1 — publié le 19880415

Dispositif pour déplacer un piston dans une chambre. L'invention concerne un dispositif pour déplacer un piston dans une chambre, par exemple un piston d'une seringue utilisée pour pomper très lentement de l'!éparine ou autres médicaments dans une conduite à courant sanguin d'un dispositif médical. Les seringues sont souvent utilisées pour pomper de l'héparine ou autres médicaments dans une conduite à écoulement sanguin d'un dispositif médical à des débits très lents qui sont par exemple de 0,5 à 6 millilitres à l'heure, en entraînant un piston au moyen d'un moteur pas à pas. Comme il est possible que soient utilisées des seringues de dimensions différentes sur le même modèle de machine, il peut être difficile de faire coincider la position du mécanisme d'entraînement du plongeur avec la fin de la course du plongeur, ce qui est souhaitable pour déterminer avec précision le moment o la seringue est vide et pour arrêter le moteur pas à pas qui l'entraîne. Certaines pompes à héparine de l'art antérieur utilisent des embrayages qui patinent quand le plongeur a atteint la fin de sa course, pour éviter des dégâts à des parties de la machine. Conformément à l'invention, il a été découvert que l'on pouvait détecter avantageusement la fin de la course d'un piston dans une chambre en entrainant le piston au moyen d'un moteur monté sur un support de façon rotative par rapport à l'organe d'entratnement du moteur et comprenant un bottier de moteur monté de façon à pouvoir tourner par rapport au support quand le couple de l'organe d'entratnement dépasse une valeur prédéterminée. On utilise un détecteur de rotation du bottier pour détecter quand le bottier tourne par rapport au support, ce qui indique une résistance opposée au mouvement du piston associé à la fin de sa course dans une chambre. Dans des modes de réalisation préférés, l'organe d'entraînement du moteur est un arbre fileté, et le piston est entratné par un organe comportant des filets femelles coopérant avec l'arbre fileté; les filets femelles sont disposé sur une pluralité de segments séparables pouvant être facilement amenés à coopérer avec l'arbre fileté ou à s'en - 2 - séparer, de façon à permettre à l'élément d'entraînement du piston d'être déplacé axialement sans rotation de l'organe d'entraînement, pour remettre l'élément d'entraînement du piston en position initiale; un bouton de dégagement est relié fonctionnellement aux segments séparables en vue de les séparer pour dégager l'arbre fileté; les segments sont séparés par des surfaces de came opposées qui sont inclinées par rapport à l'axe del'arbre d'entraînement fileté (l"'axe d'entraînement"), et un élément d'actionnement est monté de façon coulissante le long de l'axe d'entraînement et comprend des tiges de séparation situées entre les surfaces de came -opposées, l'élément d'actionnement étant relié fonctionnellement au bouton; un ressort de torsion dont des spires sont disposées autour de l'axe d'entraînement et dont une extrémité est reliée au bottier et une autre extrémité au support est utilisé pour limiter la rotation du boîtier par rapport au support; le boîtier supporte un élément à came comportant une surface qui est inclinée par rapport à un arc de déplacement de cet élément et qui entoure l'axe d'entraînement, et le détecteur de rotation du bottier comprend un interrupteur électrique comportant un organe d'actionnement qui est déplacé par l'organe à came pendant la rotation relative des deux parties; et le piston est relié à un plongeur et disposé dans une seringue, et des moyens sont prévus pour engager de façon amovible la seringue à l'avant de la-plaque frontale. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, en se référant aux dessins annexés dans lequels: la figure 1 est une vue en élévation schématique d'une pompe de seringue selon l'invention, la figure 2 est une vue en coupe schématique verticale prise selon 2-2 de la figure 1 du dispositif de la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe verticale prise selon 3-3 de la figure 2 d'une partie d'un mécanisme d'entraînement de piston du dispositif de la figure 1, les figures 4 et 5 sont des vues en coupe verticale partielle et agrandies montrant la connexion filetée entre un arbre d'entraînement et un élément d'entraînement de piston dans des positions d'engagement -3 - et de dégagement, la figure 6 est une vue en élévation partielle, avec arrachement partiel, de l'arbre d'entraînement et des parties conjuguées de l'élément d'entraînement de piston montrés aux figures 4 et 5, et la figure 7 est une vue en plan d'un organe de verrouillage du mécanisme d'entrainement de piston de la figure 3. On va maintenant décrire la structure du dispositif en se référant aux figures 1 et 2 o est montrée une pompe à héparine 10 comprenant une seringue 12 montée à l'avant de la plaque frontale 14 d'une machine de préparation et d'alimentation de dyalisat. La seringue 12 comprend un piston 16 disposé à l'extrémité supérieure de la chambre 17 et relié à un plongeur 18. La base 20 du plongeur 18 est engagée entre des mâchoires ouvrables 22 montées sur la surface supérieure de l'élément d'engagement de plongeur 24 entraîné par un moteur pas à pas 26 à l'arrière de la plaque frontale 14. Le corps 28 de la seringue 12 est retenu entre des bras horizontaux 34 et des attaches élastiques horizontales 36 situées au-dessous. L'élément d'engagement de plongeur 24 est relié de façon fixe par un bras horizontal 38 à l'élément d'entraînement de piston 40, qui est monté de façon coulissante en vue d'effectuer un mouvement axial le long de l'arbre de guidage 42 et est entraîné (par l'intermédiaire de filets femelles d'organes internes) le long de l'arbre entraînement fileté 44 relié au moteur pas à pas 26. Le bras horizontal 38 passe par une fente 39 de la plaque frontale 14. L'élément d'engagement de plongeur 24 comporte un bouton de dégagement 54 relié par une tige en forme de L 56 à une plaque triangulaire 58 montée de façon pivotante autour du pivot 60 à l'élément d'entraînement 40. Une tige 62 qui traverse la plaque 58 est montée de façon coulissante dans une fente 64 pour dégager les filets de l'élément d'entraînement de piston 40 de l'arbre fileté 44 par le mécanisme montré aux figures 3 à 7, quand on presse sur le bouton 54. La partie supérieure de l'arbre d'entraînement 44 est montée de façon rotative dans le palier 50 de la plaque 46 et retenue par un clips 52. Le bas de l'arbre d'entraînement 44 est relié au prolongement d'entraînement 66 du moteur pas à pas, qui est monté de façon rotative -4- dans le palier 68 de la plaque horizontale 48. Un arbre de guidage 42 est monté sur les plaques horizontales 46, 48 et maintenu par des clips 52. L'une des extrémités d'un ressort de torsion 70 est retenue par la plaque 48 et son autre extrémité est retenue dans le bottier 72 du moteur 26, et il s'oppose à la rotation du bottier 72. Un organe à came 74 est supporté par la bottier 72. A l'intérieur de l'arc parcouru par l'organe à came 74 est disposé un organe d'actionnement 76 d'un interrupteur 78, pour détecter la rotation du bottier 72. Bien que la plaque frontale 14, la plaque horizontale 46 et la plaque horizontale 48 soient représentées schématiquement sons forme d'un organe de support d'un seul tenant, elles sont constituées par des pièces séparées fixées les unes aux autres, comme le sont d'autres éléments composants montrés sur les dessins. En se référant aux figures 3 à 7, celles-ci représentent le mécanisme de connexion fileté dégageable de l'élément d'entraînement de piston 40. Un bottier de forme cylindrique 80 comprend un passage cylindrique 82 dans lequel est disposé un élément d'actionnement 84 capable d'effectuer un léger mouvement vertical. L'élément d'actionnement 84 comporte un passage cylindrique interne 86 dans lequel est disposé un organe de verrouillage en Delrin (acétal plastique) présentant des filets 90 destinés à coopérer de façon dégageable avec les filets de l'arbre fileté 44. Un organe de verrouillage 88 comporte une bride inférieure 92, une base cylindrique 94 au-dessus, et quatre prolongement segmentés 96 au-dessus, dont les extrémités supérieures présentent des filets 90. Des fentes 98 entre les segments 96 commencent au-dessus de la base 94 par des ouvertures circulaires élargies 100 (pour augmenter la séparabilité des segments) et se prolongent par des ouvertures de forme oblongue 102 qui reçoivent les extrémités de tiges 104 orientées radialement et supportées dans quatre saillies transversales 106 à la partie supérieure de l'élément d'actionnement 84. L'élément d'actionnement 84 comporte également une unique saillie transversale 108 passant par la fente 64 et contenant la tige 62. Au-dessous de l'élément d'actionnement 84 est disposé un ressort de compression 110 qui exerce une poussée vers le haut sur _- 5 -- l'élément d'actionnement 84. On décrira maintenant le fonctionnement du dispositif. En cours de fonctionnement, la seringue 12 est monté à l'avant de la machine de préparation et d'alimentation de dyalisat par engagement du corps 28 entre les bras de serrage 30, par des ailes de retenue 32 entre les bra& 34 et par des attaches 36, et par engagement de la base 20 du plongeur 18 entre les mâchoires 22 à la partie supérieure de l'élément d'engagement de plongeur 24. Comme la seringue est initialement remplie d'héparine, le plongeur 18 s'étend à partir de la base 28 sur une distance plus importante que celle qui est montrée à la figure 1, et l'élément d'engagement de plongeur 24 doit d'abord être amené à une position plus basse en exerçant une pression sur le bouton 54 pour dégager les filets femelle 90 de l'arbre d'entraînement fileté 44 (figure 5). Le fait d'appuyer sur le bouton 54 amène la tige 56 à être déplacée horizontalement et la plaque 58 à pivoter, abaissant la tige 62, l'élément d'actionnement 84 et les quatre tiges 104 supportées par l'élément d'actionnement 84. Comme les quatre tiges se déplacent vers le bas dans les ouvertures de forme oblongue 102, les segments 96 se séparent de la position d'engagement par enclenchement montrée à la figure 4 pour parvenir à la position de dégagement montrée à la figure 5. Lorsque la partie supérieure de l'élément d'actionnement 84 se déplace vers le bas, il se déplace de la position de la figure 4 dans laquelle il s'oppose à la séparation des prolongements segmentés 96 pour parvenir à la position de la figure 5 qui est adjacente des parties plus étroites des prolongements segmentés 96, autorisant leur séparation. Le dégagement des filets permet à l'élément d'entraînement de piston 40 de se déplacer axialement le long de l'arbre d'entraînement 44 sans que ce dernier tourne. L'élément d'engagement de plongeur 24 étant désormais dans la position correcte, la base 20 du plongeur 18 se dispose dans les mâchoires opposées 22, et l'héparine est lentement pompée de la seringue 12 par rotation de l'arbre d'entraînement 44, cette rotation étant convertie en un mouvement axial de l'élément d'entraînement de piston 40 par l'intermédiaire des filets 90. Quand le piston a atteint -6- la fin de sa course dans la chambre 17, il ne peut plus effectuer de mouvement axial, ce qui augmente le couple entre l'arbre d'entraînement 44 et le bottier 72 du moteur. A mesure que le couple augmente, le bottier 72 du moteur tourne (le couple exercé par le ressort 70 augmentant dans le même temps), et l'organe d'actionnement 76 est déclenché quand il est heurté par l'organe à came 74. Cette manoeuvre provoque la coupure du moteur pas à pas, pour éviter des dégâts à l'équipement, et elle est utilisée pour indiquer à l'opérateur que la seringue à héparine est vide. La pompe à héparine 10 peut être utilisée avec des seringues 12 de dimensions différentes et dont les extrémités de la course de leurs pistons sont différentes, grâce au montage rotatif du moteur 26 au moyen de son prolongement d'entraînement 66 et de la détection du couple déterminée par le ressort de torsion 70 et l'interrupteur 78. Comme il va de soi, et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagées; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. -7- REVENDICATIONS 1. Dispositif pour déplacer un piston (16) dans une chambre (17), comprenant: un organe de support (46, 14, 48); un moteur (26) comportant un bottier (72) et un organe d'entratnement (44) qui tourne par rapport audit bottier autour d'un axe d'entratnement, ledit organe d'entratnement étant monté de façon rotative par rapport audit organe de support, une résistance de couple entre ledit bottier du moteur et ledit support limitant la rotation relative entre les deux sauf quand le couple entre les deux dépasse une quantité prédéterminée; un élément d'entraînement de piston (40) comportant une partie entratnée (96) reliée par enclenchement audit organe d'entratnement (44) et une partie de déplacement (38) qui est déplacée axialement en réponse à une rotation relative entre ledit organe d'entratnement et ladite partie entratnée; et un détecteur de rotation de bottier pour détecter quand ledit bottier tourne par rapport audit support, indiquant une résistance à un mouvement axial dudit élément d'entratnement de piston. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe d'entratnement comprend un arbre fileté (44), et ladite partie entratnée (96) comprend des filets femelles (90) coopérant avec ledit arbre fileté. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits filets femelles (90) sont prévus sur une pluralité de segments séparables (96) qui peuvent être déplacés radialement pour être amenés en engagement et hors d'engagement avec ledit arbre fileté (44), pour permettre audit élément d'entraînement de piston d'être déplacé axialement sans rotation autour dudit organe d'entraînement, pour rétablir la position initiale dudit élément d'entraînement de piston (40). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un bouton de dégagement (54) relié fonctionnellement auxdits segments séparables pour les séparer en vue de dégager ledit arbre fileté. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits segments (96) comprennent des surfaces de came qui sont inclinées par rapport audit axe d'entraînement et comprennent en outre - 8 - un élément d'actionnement (84) qui entoure lesdits segments, est monté de façon coulissante le long dudit axe d'entraînement et comprend des organes de séparation (101) montés de manière à solliciter lesdits organes vers lesdites surfaces pendant le mouvement le long dudit axe, ledit élément d'actionnement étant relié fonctionnellement audit bouton de manière à être déplacé axialement et à séparer lesdits segments quand on presse ledit bouton. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites surfaces de came sont des surfaces de came opposées sur des segments adjacents, et lesdits organes de séparation sont des tiges (101) supportées par ledit élément d'actionnement (84). 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie supérieure dudit élément d'actionnement (84) s'oppose à la séparation desdits segments quand ledit bouton est pressé, et se déplace vers une position qui ne s'oppose pas à la séparation desdits segments quand ledit bouton est pressé. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite résistance de couple comprend un ressort de torsion (70)dont les spires sont disposées autour dudit axe d'entraînement (44) et dont une extrémité est reliée audit bottier (72) et l'autre extrémité audit support (48). 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit bottier (72) supporte un organe à came (74) dont une surface de came est inclinée par rapport à l'arc parcouru autour dudit axe d'entraînement, et ledit détecteur de rotation du bottier comprend un interrupteur électrique comportant un organe d'actionnement (76) qui est positionné le long dudit arc de parcours de manière à être déplacé par ladite surface de came pendant la rotation relative dudit organe d'actionnement et de ladite surface de came autour dudit arc. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support comprend une plaque frontale (14), et ledit piston (16) est relié à un plongeur (18) et disposé dans le corps d'une seringue (12), et comprend en outre des moyens d'engagement de corps pour venir en engagement amovible avec ledit corps à l'avant de ladite plaque frontale, et en ce que ledit élément d'entraînement de piston comprend - 9 - un mécanisme d'engagement de plongeur qui vient en engagement amovible avec ledit plongeur à l'avant de ladite plaque frontale. 11. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un arbre de guidage (42) monté sur ledit organe de support (46, 14, 48) parallèlement audit axe d'entraînement (44), ledit élément d'entraînement de piston (40) étant monté de façon coulissante sur ledit arbre de guidage.