Brevet FR2619603A1 — publié le 19890224

CARTOUCHE POUR POMPE PERISTALTIQUE L'invention concerne des cartouches utilisées dans les 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 une piste de roulement qui possède une surface ad- jacente 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 prend place dans le traitement extracorporel du sang. Les pompes péristaltiques sont disposées sur le panneau avant d'une machine de traitement du sang, en employant des parties de tube flexible d'un jeu de tubes jetables que l'on change après l'utilisation avec chaque patient ou donneur. Certains jeux de tubes comprennent des cartou- ches qui sont montées de façon amovible sur la machine et portent des tubes flexibles en position de coopéra- tion avec des rouleaux de pompes sur le panneau avant de la machine, p.e. le brevet U.S. 4 379 452 DeVries, la demande de Brevet Européen publiée 0 134 436; Heath 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 demande de brevet Finsterwald et Al. '539, on trouve une description d'une pompe qui provoque l'autochargement d'une partie de tube flexible placée dans une partie de montage de tube adjacente à une zone de pompage de tube entre la piste de roulement et les rouleaux, quand les rouleaux tournent en raison de l'action d'une partie de rouleau de faible diamètre adjacente à la zone de montage de tube et d'une partie de rouleau de grand diamètre adjacente à la zone de pompage de tube. Quand on enlève le tube de la pompe, un bras de soulèvement s'étendant à partir d'un couvercle mobile soulève le tube hors de la zone de pompage du tube quand on écarte le couvercle de la pompe. On a découvert que l'on pouvait de façon sou- haitable réaliser une cartouche de pompe péristaltique au moyen d'un tube flexible continu et d'un logement de cartouche possédant des supports pour maintenir une partie du tube dans une boucle en forme de U extérieure au logement et des ouvertures à travers lesquelles des parties de connexion du tube flexible distantes de la boucle en forme de U ont été enfilées à partir de l'in- térieur vers l'extérieur du logement. En utilisant un tube continu, on évite les jonctions ou connexions à des morceaux de tube différents, ce qui simplifie la fabri- cation et réalise un parcours régulier sans arêtes aiguës, p.e. de façon à réduire le risque d'endommager les constituants du sang. Dans des modes de réalisation préférés, on réalise au moins trois ouvertures dans le logement de cartouche, ce qui permet au même logement de cartouche et au même tube d'être utilisés pour réaliser des cartouches avec des parties de connexion de tube dans des orientations différentes; les ouvertures sont constituées par des fentes à travers lesquelles les parties de tube peuvent être enfilées facilement et d'une façon permettant leur dégagement; le logement possède des parois opposées qui définissent entre elles un espace pour recevoir une plaque de positionnement d'un chariot sur lequel est montée la cartouche; le logement comporte des pattes adaptées à être engagées par un mécanisme de verrouillage du chariot en pouvant en être dégagées; et le tube continu est une partie d'un Jeu de tubes jetables, et le tube est enfilé à travers les ouvertures alignées avec l'équipement distant de la cartouche pour recevoir des parties du dispositif de tube. D'autres avantages et caractéristiques de l'in- vention apparaitront à partir de la description suivante d'un mode de réalisation préféré de celle-ci et à partir des revehdications. On décrit maintenant le mode de réalisation préféré. La Fig. 1 est une vue en perspective d'un pan- neau avant d'une machine de séparation du sang compre- nant un rotor et une piste de roulement pour recevoir une partie de tube flexible portée par une cartouche afin de réaliser une pompe péristaltique selon l'in- vention. La Fig. 2 est une vue en perspective d'une car- touche à monter sur la machine de la fig. 1 et portant des parties de tube pour l'utilisation dans une pompe péristaltique selon l'invention. La Fig. 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 représen- tant une partie de la cartouche de la Fig. 4 en cours de mise en place dans la zone de pompage de tube entre une piste de roulement et le rotor de la machine de la fig. 1. La Fig. 6 est une vue en coupe partielle verti- cale 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'une piste de roulement et d'un rotor de la machine de la Fig. 1. En se référant à la Fig. 1, on a représenté une machine de séparation centrifuge du sang 10, comprenant sur sa face avant 12 deux unités de pompes péristalti- ques 14, 16 et divers autres composants destinés à une interaction avec des composants d'un jeu de tubes (non représenté) monté sur la machine, par exemple un capteur 18 de thrombocytes, 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 des pom- pes 14, 16 comprennent chacune un chariot 26, 27 pour engager, en pouvant s'en dégager, une cartouche respec- tive 34, 54 (Figs. 2, 4). Associés avec chaque cartouche 34, 54 et sur des côtés opposés de celle-ci sont dispo- sés deux rotors 28 et des pistes de roulement correspon- dantes 30 définissant entre elles les zones de pompage de tubes 32 pour recevoir les boucles de tubes en forme de U des cartouches. En se référant à la Fig. 2, on a représenté 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'anticoa- gulant 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 forme de U 42, 44 s'étendant à partir de côtés opposés. Le loge- ment 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 forme de U. Le logement 36 comprend six fentes 48, trois sur la paroi supérieure 50 et trois sur la paroi inférieure 52. Dans la cartouche 34, une extrémité de tube 38 s'étend vers le haut à partir de la paroi supérieure 50 et elle est reliée à un sac d'anticoagulant (non représenté) et l'autre extrémité s'étend vers le bas pour rejoindre le tube d'entrée de sang 40 en amont de l'unité de pompe 14. Les deux extrémités du tube 40 s'étendent à partir de la 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 même direction du flux (de 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, assez 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 nécessite la déformation du tube quand le tube le traverse. La paroi supérieure 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 logement 36 s'étendent vers le bas au delà 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 et tournée de 90" par rapport à sa vraie position par rapport aux rouleaux 84 (comme on le voit à la Fig. 7). Le capuchon 72 possède aussi quatre nervures incurvées vers l'extérieur 76, qui donnent au capuchon 72 sensiblement une forme de dôme. La base de chariot 70 est reliée pour son déplacement vertical à un arbre d'actionneur linéaire 78. En se référant à la Fig. 7, le rotor 28 comprend une base 80 et une paire d'étriers 82 montés en pivotement pour supporter des rouleaux 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 oreilles 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'adap- tateur de moteur 102 qui passe 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 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 sommet de l'arbre adapta- teur 102. Le ressort 110 sollicite élastiquement la base 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 mm (0,50") et un diamètre d'env. 12,192 mm de diamètre cylindrique (0,480") à la partie de grand diamètre 116 et une partie conique 118 de plus petit diamètre d'une hauteur d'env. 9,144 à 9,271 mm (0,360" à 0,365") présentant un angle de 4 + 30' et se terminant sur un diamètre d'env. 10,190 mm (0,429") à son sommet. La patte 74 s'étend vers l'extérieur à partir du capu- chon 72 (qui possède un diamètre d'environ 45,72 mm (1,80")) d'environ 2,540 mm (0,100"). La surface in- térieure 120 de la voie de roulement 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 fonctionnement, un Jeu de tubes Jetables comprenant une cartouche 34 et une cartouche 54 est monté sur la machine 12, le montage comprenant l'en- cliquetage 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'ex- térieur de la patte 74 (c'est-à-dire au-dessus de la patte 74 dans la Fig. 6), l'arbre d'actionneur 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 pompes 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 dome 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 boitier, comme 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 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 rou- leaux, 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 pièces différentes de tube, ce qui simplifie la fabrication et présente un parcours régu- lier sans arêtes aiguës pour le sang et les composants séparés du sang, ce qui réduit le risque d'endommager 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 à 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 diamètre. 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. 26 1 9603 Revendications 1. Une cartouche (34, 54) de pompe péristaltique (14, 16)comprenant un tube flexible (38, 40; 56, 58) continu comportant deux extrémités et une partie intermédiaire réalisant une boucle pompe péristaltique (14, 16). un logement (36) de cartouche (34, 54) comprenant des supports (46) pour maintenir ladite partie de tube flexible (38, 40; 56, 58) dans ladite boucle (42, 44) en forme de U extérieure audit logement (36), les branches de la dite boucle (42, 44) en forme de U conduisant dans ledit logement (36), ledit logement (36) possédant des ouvertures (48, 60, 62) à travers lesquelles des parties de liaison dudit tube flexible (38, 40; 56, 58) distantes de la boucle (42, 44) en forme de U ont été enfilées à partir de l'intérieur vers l'extérieur dudit logement (36). 2. La cartouche (34, 54) selon la revendication 1, dans laquelle ledit logement (36) possède au moins trois ouvertures (48, 60, 62), permettant d'utiliser le même logement (36) de cartouche (34, 54) et le même tube pour réaliser des cartouches (34, 54) avec des parties de tubes de liaison dans des orientations différentes. 3. La cartouche (34, 54) selon la revendication 2 dans laquelle ledit logement (36) possie plusieurs parois (68), et lesdites ouvertures (48, 60, 62) sont ménagées dans au moins deux parois (68). 4. La cartouche (34, 54) selon la revendication 3 dans laquelle lesdites ouvertures (48, 60, 62) sont ménagées dans deux parois (68) opposées. 5. La cartouche (34, 54) selon la revendication 1 dan laquelle ledit logement (36) possède des supports (46) pour maintenir des parties de deux tubes flexibles (38, 40; 56, 58) en boucles (42, 44) en forme de U extérieures audit logement (36). 26 1 9603 6. La cartouche (34, 54) selon la revendication 5 dans laquelle lesdites boucles (42, 44) en forme de U sont disposées sur des côtés opposés dudit logement (36). 7. La cartouche (34, 54) selon la revendication 5 dans laquelle ledit logement (36) possède au moins cinq ouvertures (48, 60, 62), de sorte que les parties de liaison dudit tube flexible (38, 40; 56, 58) distantes des boucles (42, 44) en forme de U peuvent être sélectivement enfilées selon diverses combinaisons d'ouvertures (48, 60, 62), permettant l'alignament desdites parties distantes avec des équipements extérieurs & cette cartouche (34, 54). 8. La cartouche (34, 54) selon la revendication 7 dans laquelle ledit logement (36) posde des ouvertures (48, 60, 62) sur des côtés opposés. 9. La cartouche (34, 54) selon la revendication 1 dans laquelle ledit logement (36) comprend plusieurs parois (68) latérales, et lesdites ouvertures (48, 60, 62) sont constituées de fentes dans au moins l'une des parois (68) latérales permettant d'enfiler facilement d'une façon permettant leur enlèvement lesdites parties de tube dans une direction parallèle au plan de ladite paroi (68) au moins existante. 10. La cartouche (34, 54) selon la revendication 1 dans laquelle lesdites ouvertures (48, 60, 62) fendues comprennent chacune un passage étroit, de sorte que ladite partie de tube flexible C38, 40; 56, 58) de liaison doit être déformée pour permettre le passage de ladite partie de tube de liaison à travers ladite ouverture fendue. 11. La cartouche (34, 54) selon la revendication 1, dans laquelle ledit logement (36) comprend une paire de parois (68) latérales opposées définissant un espace intermédiaire adapté à recevoir une plaque de positionnement d'un chariot (26, 27) sur lequel est montée ladite cartouche il 12. La cartouche (34, 54) selon la revendication I dans laquelle ledit logement (36) comprend des pattes adaptées à être engagées en pouvant s'en dégager par un mécanisme de verrouillage d'un chariot (26, 27) sur lequel est montée ladite cartouche (34, 54). 13. La cartouche (34, 54) selon la revendication 12 dans laquelle ledit logement (36) comprend une paire de parois (68) latérales opposées sur lesquelles sont situées lesdite6 pattes. 14. Une pompe péristaltique (14, 16) comprenant une cartouche (34, 54) selon la revendication 1 et un chariot (26, 27) adapté à engager en pouvant s'en dégager ledit logement (36), un rotor (28) portant des rouleaux et un boitier (30) définissant une zone intermédiaire de pompage de tube et positionné par rapport audit chariot (26, 27) de façon à recevoir ladite boucle (42, 44)en forme de U dans ladite ne de pompage. 15. La pompe selon la revendication 14 dans laquelle ledit logement (36) comprend une paire de parois (68) latérales opposées définissant un espace intermédiaire entre elles, et ledit chariot (26, 27) comprend une plaque de positionnement qui est reçue dans ledit espace pour positionner avec précision ledit logement (36) sur ledit chariot (26, 27). 16. La pompe selon la revendication 14 dans laquelle ledit logement (36) comprend des jattes, et ledit dhariot(26, 27) comprend un mécanisme de verrouillage qui engage lesdites pattes en permettant leur dégagement. 17. La pompe selon la revendication 16 dans laquelle ledit logement (6) comprend une paire de parois (68) latérales opposées sur lesqlle1 sont situées lesdites pattes. 18. La pompe selon la revendication 17 dans laquelle ledit logement (36) comporte au moins trois ouvertures (48, 60, 62) dans des positions différentes, et dans laquelle ledit tube continu est une partie d'un dlspositif de tubes, et comprenant d'autre part l'équipement pour recevoir lesdites parties du jeu de tubes, ledit équipement étant aligné avec lesdites ouvertures (48, 60, 62).