Brevet FR2619604A1 — publié le 19890224

PO XPB P BR ISTALT IQUE A Il UTOC H ARG E ABLE L'invention concerne de pompes péristaltiques. Dans un type de pompe péristaltique, un tube flexible est comprimé entre des rouleaux qui sont portés par un rotor et se déplacent sur un parcours circulaire et un boitier qui possède une surface adJacente et concentrique au parcours des rouleaux. Quand la partie occluse du tube avance, le fluide situé en avant de celle-ci est forcé de se déplacer à travers le tube. Une utilisation d'une telle pompe se produit dans le traitement extracorporel du sang. Les paompes péristaltiques sont disposées sur le panneau avant d'une machine de traitement du sang, en employant des parties de tube flexible d'un dispositif de tube Jetable que l'on change lors de l'utilisation avec chaque patient ou donneur. Certains dispositifs de tubes comprennent des cartouches qui sont montées de façon démontable sur la machine et portent des tubes flexibles en position pour être traités par des rouleaux de pompes sur le panneau avant de la machine, p.e. le brevet US. 4 379 452 DeVries, la demande de Brevet Européen publiée 0 134 436; Beath et al.., la demande U.S. 748 545 déposée le 25 juin 1985, et la demande U.S. 860 539 Finsterwald et al., déposée le 7 mai 1986. Dans la deand de brevet Finsterwald et A1. '539, on trouve une des- cription d'une pompe qui provoque l'autchargemnt d'une partie de tube flexible placée dans une partie de montage de tube adjacente à une zone de poapage de tube entre le bottier et les rouleaux, quand les rouleux tournent en raiso de l'actionl dune partie de rouleau de faible diamtre adJacente & la zone de montage de tube et d'une partie de rouleau de grand diamètre adjacente à la zane de pompage de tube. Quand on enlève le tube de la pompe, un bras de soulévement s'étendant depuis un couvercle mobile soulève le tube lors de la zone de pompage du tube quand on écarte le couvercle de la pompe. On a découvert qu'un tube flexible démmtable peut être autochargé dl la v da p gpe dém pmpe péristaltique entre un rouleau de 2 6 1 9 6 0 4 rotor et un boîtier en disposant une patte de rotor s'étendant radialement en dehors de la zone de pompage pour rapprocher le tube flexible de la zone de pompage quand le rotor tourne. Dans des modes de réalisation préférs, le rouleau comprend une partie de grand diamètre et une partie de plus petit diamètre pour rendre le tube flexible autoalignant sur la partie de grand diamètre; on utilise un actionneur linéaire pour déplacer le tube flexible dans une direction parallèle à l'axe de rotor, de façon que la patte engage le tube lorsque l'actionneur linéaire rapproche le tube de la zone de pompage et engage aussi le tube quand l'actionneur linéaire écarte le tube de la zone de pompage pour aider à soulever le tube hors de celle - ci; le tube flexible est supporté à l'intérieur d'une cartouche et s'étend à partir de celle-ci, la cartouche étant portée par un chariot qui engage celle-ci en pouvant s'en dégager et étant entraînée par l'actionneur linéaire; on dispose deux rotors et deux boîtiers sur des faces opposées du chariot et deux tubes flexibles s'étendant à partir de la cartouche pour fournir deux pompes en un appareil unique; et le rotor comprend un capuchon de rotor sensiblement en forme de doôe pour guider le tube flexible en engagement avec le rotor quand l'actionneur linéaire approche le tube de la zone de pompage. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à partir de la description suivante d'un mode de réalisation préféré de Celle-ci et à partir des revendications. On décrit maintenant le mode de réalisation préféré. La Fig. 1 est une vue en perspective d'un panneau avant d'une machine de séparation du sang comprenant un rotor et un boîtier pour recevoir une partie de tube flexible portée par mune cartouche afin de réaliser une pompe péristaltique selon l'invention. la Fig. 2 est une vue en perspective d'une cartouche à monter sur la machine de la Fig. 1 et portant des parties de tube pour utilisation dan une pompe péristaltique selon l'invention. la Pig. 3 est une vue de dessous de la cartouche de la Fig. 2. la Fig. 4 est une vue de dessous d'une variante de cartouche comportanT des tubes enfilés d'une manière différente de la cartouche de la Fig. 2. la Fig. 5 est une vue en perspective représentant une partie de la cartouche de la Fig. 4 en cours de mise en place dans la zone de pompage de tube entre un boîtier et un rotor de la machine de la Fig. 1. la Fig. 6 est une vue en coupe partielle verticale prise selon 6 - 6 à la Fig. 1 quand une cartouche est montée sur l'appareil. La Fig. 7 est une vue explosée en perspective d'un boîtier et d'un rotor de la machine de la Fig. 1. En se référant à la Fig. 1, on représente une machine de séparation centrifuge du sang 10, comprenant sur sa face avant 12 deux unités de pompes péristaltiques 14, 16 et divers autres composants destinées à une interaction avec des composants d'un dispositif de tubes (non représenté) monté sur la machine, par exemple un capteur 18 de platel, une valve 20 à pincement de retour de globules rouges, et des vannes à trois voies 22, 24 à pincement de plasma et de collecte. Les unités de pompes 14, 16 comprennent chacune un chariot 26,27 pour engager en pouvant s'en dégager une cartouche, respectivement 34,54 (Figs. 2, 4>. Associés à chaque cartouche 34, 54 et sur des côtés opposés de celle-ci sont disposés deux rotors 28 et des boitiers correspondants définissanmt entre eux les zones de pompage de tubes 32 pour recevoir les boucles de tubes en U des cartouches. En se référant à la Fig. 2, on représente une cartouche 34, qui est utilisée avec l'unité de pompe 14. La cartouche 34 comprend un logement en plastique 36 et des parties de deux tubes flexibles, le tube d'anticoagulant 38 et le tube d'amenée de sang 40. Ces tubes sont enfilés à travers la coque 36 et supportés à l'intérieur de celle-ci et ils comprennent des boucles en U 42,44 s'étendant à partir de côtés opposés. Le logement 36 comprend quatre supports de guidage courbés s'étendant latéralement 46 sur lesquels les tubes 38, 44 sont attachés par solvant. Les supports 46 maintiennent les parties de tubes entre elles en boucles en U. Le lcempent 36 comprend six fentes 48, trois sur la paroi supérieure 50 et trois sur la paroi intérieure 52. Dans la cartouche 34, une extrémité de tube 38 s'étend vers le haut à partir de la pardi supérieure 50 et elle est reliée à un sac d'anticoagulant (nons représenté) et l'autre extrémité s'étend vers le bas pour rejoindre le tube d'entrée de san 40 en a-ont de lunité de pope 14. Lea deux extrémités du tube O4 s'étendent à partir de la 2 6 1 9 604 paroi inférieure 52 du logement 36. La cartouche de pompe 54, utilisée avec l'unité de pompe 16, emploie un logement 36 identique mais présente une disposition de tube différente; le tube de platel 58 et le tube de plasma 56 entrent chacun dans le logement 36 par des fentes dans la paroi inférieure et passent à travers des fentes respectives dans la paroi supérieure du logement 36. Les deux tubes 56, 58 possèdent la Amême direction de flux Rde haut en bas) pour une direction donnée de rotation des rotors, même si les boucles s'étendent en directions opposées, parce que la boucle 58 se recouvre elle-même. Les fentes 48 comprennent l'ouverture 60, asez grande pour y tenir une partie de liaison d'un tube sans déformation du tube, et un collet étroit 62, qui amène à l'ouverture 60 et exige la déformation du tube quand le tube le traverse. La paroi supérieure 50 et la paroi inférieure 52 du logement 36 comprennent des pattes 64, pour engager les renfoncements sur le chariot 26 dans la partie basse 65 et les renfoncements dans la partie mobile haute 66. Des parois latérales 68 du laogement 36 s'étendent vers le bas au delàA des parois supérieure et inférieure 50, 52 et sont de dimensions appropriées pour se fixer dans les surfaces extérieures de la plaque de base 70 du chariot 26 (Fig. 6). En se référant aux Figs. 5, 6, et 7, on voit que le rotor 28 comprend un capuchon 72 possédant une patte 74 s'étendant radialement en dehors de la zone de pompage 32. A la Fig. 6,la patte 74 est représentée en traits interrompus ettournée de 90 par rapport à sa vraie position par rapport aux rouleaux 84 (comme on le voit à la FiS.7). Le capuchon 72 possède aussi quatre nervures incurvées vers l'extérieur 76, qui doannent au capuchon 72 sensiblement une forme de dôme. La base de chariot 70 est reliée pour sam déplacement vertical à un arbre d'actionneur linéaire 78. En se référant à la Pig. 7, le rotor 28 comprend une base 80 et une paire d'étriers 82 montés en pivotement pour supporter desrouleax 84 en rotation autour des axes 86. Les étriers 82 sont montés en pivotement sur les oreilles 88 de la base 80 par les goupilles 90. Le capuchon 72 est fixé aux moreilles 92 de la base 80 par les vis 94. Les étriers 82 sont sollicités élastiquement radialement vers l'extérieur par des ressorts de compression 96 et sont limités en déplacement par les vis d'arrêt 98. Un moteur à vitesse variable 100 comprend un arbre d'adaptateur de moteur 102 qui passe 26 1 9604 verticalement à travers l'orifice vertical 108 de la base 80 et présente une fente du type baïonnette 104 pour engager, en pouvant s'en dégager, la goupille 106, qui est fixée sur la base 80 et passe à travers l'orifice 108. Le ressort de compression 110 est situé entre le capuchon 72 et la plaque 111, qui repose sur le somet de l'arbre adaptateur 102. Le ressort 110 sollicite élastiquement la base 80 vers le haut, ce qui verrouille la goupille 106 dans l'extrémité 114 dirigée verticalement de la fente de baïonnette 104. Chaque rouleau 84 présente une hauteur d'env. 12,570 mu (0,50") et un diamètre d'env. 12,192 m de diamètre cylindrique (0,480") à la partie de grand diamètre 116 et une partie cpnique 118 de plus petit diamètre d'une hauteur d'env. 9,144 à 9,271 ua (0,360" à 0, 365") présentant un angle de 4 + 30' et se terminant sur un diamètre d'env. 10,190 im vers l'extérieur à partir du capuchon 72 (qui prossde un diamètre d'env. , 72 mu (1,80")) d'env. 2,540 mm (0,100"). La surface intérieure 120 du bottier 30 comprend une partie de grand diamètre 122 et une partie conique de petit diamètre 124 de forme semblable à celle du rouleau 84. En fonctionement, un dispositif de tube Jetable comprenant une cartouche 34 et une cartouche 54 est monté sur la machine 12, le montage comprenant l'encliquetage de la cartouche 34 sur le chariot 27 de l'unité de pompe 14 et l'encliquetage de la cartouche 54 sur le chariot 26 de l'unité de pompe 16, les pattes 64 engageant les renfoncements respectifs aux parties inférieure 65 et supérieure 66 des chariots 26,27. Les boucles de tube en U 42,44 sont initialement vers l'extérieur de la patte 74 (c.-à-d. au-dessus de la patte 74 dans la Fig. 6), l'arbre d'actiomnneur linéaire 78 étant soulevé dans une position initiale avant la mise en place. Les boucles de tube en U 42,44 sont mises en place dans les unités de pomlpes 14, 16 par rotation des rotors 28 et rapprochement de la face de la machine 12 de l'arbre actionneur linéaire 78. Quand les boucles de tube 42, 44 sont rapprochées de la face de la machine 12, les parties courbées des boucles sont guidées par les nervures en forme de dôme 76 et finalement viennent dans le parcours des pattes 74 et sont engagées par elles et rapprochées de la zone de pompage 32 entre les rouleaux et le boîtier comne représenté à la Fig. 5. Le tube est amené en contact avec la partie conique de petit diamètre 118 du rouleau 84, et ensuite se 2 6 1 9 6 0 4 déplace le long de la surface de la partie conique 118 vers la base de plus grand diamètre de la partie conique 118 et s'autoaligne sur la partie de grand diamètre 116, en raison de la différence de rayon des parties de rouleaux, quand l'actionneur linéaire continue vers le bas vers la position représentée à la Fig. 6. Les boucles de tube 42, 44 maintiennent leurs positions alignées sur les parties de grand diamètre 116 des rouleaux 84. Comme on utilise un tube continu, il n'y a pas de jonctions ni de connexions à des piles différentes de tube, ce qui simplifie la fabrication et présente un parcours régulier sans arêtes aigues pour le sang et les composants séparés du sang, ce qui réduit le risque d'endommuager les composants du sang. Pour enlever les boucles de tube 42, 44, le rotor 28 tourne pendant que l'actionneur linéaire 78 déplace la cartouche vers l'extérieur a partir du panneau avant de la machine. Les parties droites des branches de tube 42, 44 tendent aussi de cette façon à être tirées vers l'extérieur, tandis que les parties engagées par le rouleau tendent à être maintenues à la partie de grand diamtre. Finalement chaque patte 74 engage une surface inférieure respective de la boucle de tube 42, 44 près de la jonction de la partie droite de branche avec la partie engagée par les rouleaux et la soulève vers l'extérieur, en empêchant l'engagement par le rouleau suivant. D'autres modes de réalisation sont situés dans le domaine couvert par les revendications suivantes. 26 1960 4 1. Pompe péristaltique (14, 16) autochargeable comprenant: un rotor (28) monté en rotation autour d'un axe de rotor, et un boîtier (30) comportant une surface intérieure pour supporter un tube "38, 40; 56, 58) flexible dans une zone de pompage (32) entre ledit rotor (28> et ledit boîtier (30) , ladite surface comprenant des points qui sont à des rayons égaux dudit axe de rotor dans des plans qui sont perpendiculaires à cet axe, ledit rotor (28) comprenant au moins un rouleau (84) pur comprimer de façon interamittente et progressive ledit tube (38, 40; 56, 58) flexible contre ledit boîtier (30) dans la zone de pompage (32), ledit rotor (28) comprenant une patte (74) de rotor située en dehors de ladite zone de pompage (32) pour rapprocher ledit tube (38, ; 56, 58) flexible de ladite zone de pompage (32) quand le rotor (28) tourne. 2. Pompe selon la revendication 1,dans laquelle ledit rouleau (84) est monté en rotation autour d'un axe parallèle audit axe de rotor. 3. Pompe selon la revendication 2 dans laquelle il existe plusieurs rouleaux (84), dont chacun est monté en rotation autour d'un axe de rouleau parallèle audit axe de rotor. 4. Pompe selon la revendication,L dan laquelle chaque rouleau (84) comprend une partie (116) de rouleau de grand diamètre adjacente à une partie (118) de rouleau de diamètre plus petit, la forme de cha- que rouleau (84) amenant ledit tube (38, 40; 56, 58) flexible à être autoalignant dans ladite partie (116) de grand diamètre. 5. Pompe selon la revendication 4, dans laquelle ladite surface intérieure de boîtier (30) comprend une partie (122) de boitier de grand diamètre alignée avec ladite partie (116) de rouleau de grand diamètre et une partie (124) de boîtier de plus petit diamètre alignée avec chaque partie (118) de rouleau de plus petit diamètre. 6. Pompe selon la revendication 4,d an laquelle ladite partie (116) de rouleau de grand diamètre est cylindrique et chaque partie (118) de rouleau de plus petit diamètre est conique. 7. Pamoupe selon la revendication 1, comprenant de plus un actionneur linéaire (78) pour déplacer ledit tube (38, 40; 56, 58) flexible dans une direction parallèle audit axe de rotor, gràace à quoi ladite patte (74) de rotor engage ledit tube (38, 40; 56, 58) quand l'actionneur linéaire rapproche ledit tube zone de pompage (32) pour enlever ledit tube (38, 40; 56, 58). 8. Pompe selon la revendication 7, dans laquelle ledit tube (38, 40; 56, 58) flexible est supporté à l'intérieur dm'une cartouche (34, 54) et s'étend à partir de celle-ci, et ledit actionneur linéaire (78) comprend un moteur qui entraîne un chariot pour engager Ladite cartouche (34, 54) en pouvant s'en dégager. 9. Pompe selon la revendication 8, dans laquelle il existe deux rotors (28) et boîtiers (30) sur des côtés opposés dudit cha- riot, deux tubes (38, 40; 56, 58) flexibles s'étendant à partir de ladite cartouche (34, 54), lesdits tubes est monté de façon à pouvoir être dégagé. 11. Pompe selon la revendication 10, comprenant un actionneur rotatif (100) pour provoquer la rotation dudit rotor (28), cet action- neur possédant un arbre entaillé (102) engagé par ledit rotor (28) de façon verrouillable. 12. Pompe selon la revendication 11, dans laquelle ledit actionneur rotatif (100) est un moteur à vitesse variable. 13. Pompe selon la revendication 7, dans laquelle ledit rotor (28) comprend un capuchon (72) de rotor sensiblement en forme de dôme pour guider ledit tube tube (38, 40; 56, 58) de ladite zone de pompage (32). 14. Procédé de mise en place d'un tube (38, 40; 56, 58) flexible dan une pompe péristaltique (14, 16), ladite pompe possédant un rotor zone de pompage (32). disposer une patte (74) en saillie sur ledit rotor (28), engager ladite boucle (42, 44) de tube (38, 40; 56, 58) avec ladite patte (74), et rapprocher ladite boucle (42, 44) de tube (38, 40; 56, 58) vers ladite zone de pompage (32) à l'aide de ladite patte (74) quand la boucle (42, 44) est rapprochée de ladite zone de pompage (32). 15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel ledit déplacement de boucle (42, 44) est réalisé par un actionneur linéaire (78). 16. Procédé selon la revendication 14, dans lequel ledit formage est réalisé par une cartouche (34, 54) de pompe. 17. Procédé selon la re dication 14, comprenant de plus les opérations consistant à: disposer un rouleau ladite partie (116) de grand diamètre. 18. Procédé d'enlèvement d'un tube (38, 40; 56, 58) flexible en forme de U d'une pompe péristaltique (14, 1 ), la pompe possédant un rotor (28) tournant et un boitier (30) présentant une surface intérieure pour supporter le tube (38, 40; 56, 58) dans une zone de pompage (32) entre le rotor (28) et le boitier (30), comprenant les opérations consistant à: écarter ladite boucle (42, 44) de tube de ladite zone de pompage écartée de ladite zone de pompage (32).