Brevet FR2643969A1 — publié le 19900907

La présente invention concerne des dispositifs de serrage qu'on emploie pour réguler un écoulement fluidique dans un tube en matériau plastique et, plus particulièrement, un dispositif de ce type employant une roue à rouleau qui est ajustée suivant un axe longitudinal par rapport à une surface opposée de serrage dans le but de régler le débit du fluide dans le tube. Dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n RE 31 584, n0 4 013 263, n 4 047 694 et n 4 725 037, on décrit des dispositifs de serrage pour réguler le débit d'un fluide dans un tube en matériau plastique, lesquels sont particulièrement utiles dans l'administration des fluides parentéraux. Les dispositifs de serrage de ces brevets ont l'avantage que l'allongement ou le fluage à froid du matériau plastique du tube sont grandement réduits et permettent d'obtenir un débit plus constant de la solution parentérale, d'o la diminution de l'obligation de procéder ultérieurement à un réglage dès qu'un ajustement initial a été effectué. Dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 4 013 263, n 4 047 694 et n 4 725 037, on décrit des dispositifs de serrage dans lesquels on obtient une amélioration de la constance du débit en employant des parties en surélévation qui sont formées dans la surface de serrage, parties qui sont séparées les unes des autres par des creux finis de manière à pincer ou saisir le tube dans des endroits ou à des intervalles finis, d'o la diminution sensible de l'allongement du matériau plastique et la minimisation des variations du débit dès que le dispositif de serrage a été réglé pour le débit désiré. Dans les modes de réalisation de ces brevets, les parties en surélévation se présentent sous la forme de longues nervures qui sont espacées les unes des autres de manière optimale pour réduire l'allongement. En général, un tube mou agit d'une façon plus élastique lorsqu'il est combiné à un dispositif de serrage par pincement car il épousera plus facilement la nouvelle configuration imposée par le dispositif. Un tube plus dur ou plus raide présente la caractéristique attrayante de 2 2643969 résister à la formation de tortillements lorsqu'on l'enroule ou le cambre, par exemple lorsqu'on l'emballe. On peut définir la formation de tortillements par une déformation permanente que subit un tube à cause d'une configuration nouvelle radicale et/ou à long terme qu'on lui impose pour qu'il prenne une nouvelle forme avec un rayon de courbure inférieur à une certaine valeur critique. Un tube en matériau plastique, lorsqu'on l'utilise comme ensemble jetable pour l'alimentation intraveineuse, est souvent emballé sous forme de bobine oblongue compacte. La bobine a approximativement 20 cm de long et 7 cm de large, alors que le tube a quelques 175 cm de long. Si le rayon de la bobine est trop petit, le tube aura tendance à faire des tortillements, ce qui compromet son aptitude à transférer des fluides lors de son utilisation ultérieure. Des bobines de grand rayon sont indésirables car elles occupent un volume trop grand lorsqu'elles sont stockées avant emploi. Ainsi, on considère qu'un tube raide est un moyen permettant un emballage plus compact de la bobine qu'il forme. On peut obtenir une plus grande rigidité avec une section plus épaisse de la paroi ou en augmentant la dureté du matériau du tube, ou en ayant recours aux deux. Un tube à la paroi plus épaisse permet généralement de réduire la tendance qu'a le tube à former des tortillements. Lorsqu'on utilise un collier de serrage agissant généralement en parallèle, pour toute section transversale donnée du tube, une partie de celui-ci doit être entièrement fermée par pincement ainsi que confinée étroitement.L'utilisation d'une paroi plus épaisse ou d'un tube plus raide a tendance à rendre plus difficile le problème du pincement et du confinement en nécessitant une pince de serrage plus solide et de plus grande dimension de manière à obtenir une force et un effet de levier supplémentaires, respectivement. En outre, les petits éléments en surélévation sur la surface de serrage du logement, tels que ceux décrits dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique n 4 013 353, peuvent être moins efficaces 3 2643969 avec un tube présentant une paroi plus raide et/ou plus épaisse. En outre, dans le cas d'un tube à la paroi plus raide et/ou plus épaisse, l'introduction des éléments en surélévation a tendance à avoir un effet sur les dimensions du calibre obtenu, ayant tendance en général à en augmenter les dimensions (toutes choses étant égales par ailleurs). Dans une série d'expériences contrôlées, on a observé que la section transversale effective d'écoulement des calibres formés était considérablement plus grande lorsqu'on introduisait des éléments en surélévation alors que tous les autres facteurs restaient inchangés. Cette différence était même encore plus importante lorsqu'on utilisait dans l'étude un tube ayant une paroi à la fois plus raide et plus épaisse. Dans cette application, le marché impose l'utilisation de ce type de tube raide, à paroi plus épaisse, et ne permet pas l'introduction d'un tube plus mou à paroi plus fine. Dans une seconde étude contrôlée, on a observé que lorsqu'on place les éléments en surélévation plus près de la section de décompression de la surface de serrage du logement du collier, la section transversale effective du calibre était plus grande que lorsque l'élément en surélévation le plus proche de la section de décompression était davantage distant. Le fait que l'élément en surélévation soit davantage distant de la section de décompression de la surface de serrage réduit les dimensions du calibre, mais cela n'offre pas tout l'avantage qu'on peut tirer des éléments en surélévation (résistance à la traction et meilleur contrôle du débit). Le collier de la présente invention apporte un perfectionnement en fonctionnement, en particulier dans le cas o l'on emploie un tube à la paroi épaisse ou dure avec lequel les colliers des brevets mentionnés cidessus, comportant des nervures formées dans la surface de serrage, ont tendance à fournir un débit moins constant qu'avec un tube plus fin ou plus mou. Le collier de la présente invention, tout en présentant les avantages des colliers de la technique antérieure employant des nervures telles que celles représentées en figure 1, évite les inconvénients exposés cidessus de tels colliers, en particulier, lorsqu'ils sont utilisés avec un tube à paroi plus épaisse et plus dure, et offre aussi un perfectionnement lors de son emploi avec un tube en matériau plastique plus fin ou plus mou. En bref, on obtient ce meilleur résultat en réalisant spécialement la géométrie des nervures de façon que celles qui sont proches de la rainure de décompression ou contiguës à la surface de serrage aient une hauteur sensiblement inférieure à celles qui sont les plus éloignées de la rainure. Les éléments davantage en surélévation que ceux employés dans la technique antérieure fournissent au tube en matériau plastique la préhension locale et l'isolement par pincement qu'on désire, alors que les éléments de moindre hauteur ajoutés dans le présent perfectionnement et situés plus près de la rainure de décompression fournissent une préhension locale modérée tout en n'altérant pas grandement la configuration du tube. Au moins un élément de hauteur moins grande est placé à proximité de la rainure, alors qu'au moins un élément plus haut l'est à un endroit généralement plus éloigné de la rainure. Le ou les éléments en surélévation plus hauts, situés à distance, ont une hauteur et un espacement, dont les valeurs optimum sont liées à l'épaisseur de la paroi du tube. Les éléments plus courts ont une hauteur et un espacement qui sont déterminés par l'épaisseur de la paroi et/ou la dureté du tube. En conséquence, la présente invention a pour objet d'améliorer le fonctionnement d'un collier de serrage de tube ayant des nervures de préhension dans la surface de serrage, plus particulièrement mais sans que cela soit exclusif, dans le cas o l'on utilise un tube à paroi dure ou épaisse. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe du fonctionnement d'un collier de l'art antérieur; La figure 2 est une vue en perspective d'un mode de réalisation préféré de la présente invention; La figure 3 est une vue en coupe prise le long du plan indiqué par 3-3 en figure 2; La figure 4 est une vue en perspective, avec des sections partielles en crevé, représentant le mode de réalisation préféré; La figure 5 est une vue en coupe de dessus du mode de réalisation préféré et La figure 6 est une vue représentant les relations en matière de dimensions entre les parties en surélévation du mode de réalisation préféré. Dans les figures 2 & 6, on a représenté un mode de réalisation préféré de l'invention. Le mode de réalisation préféré du collier de la présente invention est différent du mode de réalisation préféré de celui du brevet n 4 013 263 seulement en ce qui concerne la surface de serrage 18. Le collier comporte un corps ou logement 11 ayant des parois latérales 13 et 14 dans lesquelles sont ménagées à des positions opposées des rainures 13a et 14a pour tourillon. Une roue A rouleau 16 comporte une paire de tourillons (dont l'un 16a est représenté en figure 2) qui s'étendent à partir d'elle, lesquels se déplacent dans les rainures 13a et 14a, respectivement. Le corps du collier présente une surface inférieure 18 qui sert de surface de serrage contre laquelle est assujetti un tube 20 en matériau plastique sous l'effet de la roue 16. Dans la partie centrale de la surface 18 est ménagé un canal 22 ayant une largeur et une profondeur variables. La surface 18 est sensiblement parallèle aux rainures 13a et 14a de sorte que la distance séparant la roue 16 et la surface 18 reste sensiblement constante pendant toute la course de la roue sur ses tourillons. On ajuste à la valeur désirée le débit traversant le tube 20 en plaçant la roue 16 sur les rainures 13a et 14a, d'o il résulte que le tube est comprimé jusqu'à fermeture complète contre les surfaces qui sont contiguës aux parties désirées du canal ayant des profondeur et largeur variables à un endroit désiré pour la roue. Le dispositif venant d'être décrit est semblable au mode de réalisation préféré du brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 013 263 et on se reportera à ce brevet pour avoir des détails supplémentaires sur la description de la structure et le fonctionnement du dispositif décrit jusqu'à maintenant. Le mode de réalisation préféré de la présente invention, tel qu'il est illustré en figures 2 à 6, est impliqué dans la géométrie spéciale de parties en surélévation ou nervures 25a et 25b, qui sont formées dans la surface d'assujettissement 18 par rapport aux parties en surélévation 25 de la technique antérieure, toutes ces parties en surélévation pouvant avoir approximativement la même hauteur. Les parties 25a et 25b sont séparées l'une de l'autre par des portions finies 27 en creux. Dans le mode de réalisation préféré de la présente invention, les parties 25a et 25b sont sensiblement parallèles à l'axe longitudinal du corps du collier de manière à faciliter la fabrication; cependant, elles pourraient courir dans d'autres directions et être constituées d'une série d'éléments ou de nervures interrompus, de même longueur ou largeur, ou de longueur ou largeur différentes. Alors qu'on a représenté six nervures, leur nombre peut varier en fonction des conditions d'application différentes, mais il en faut au moins deux de chaque côté du canal 22. Les éléments 25a qui sont les plus éloignés du canal 22 et sont séparés de celui-ci sur une partie de sa longueur par au moins un élément en surélévation, sont sensiblement plus hauts que les éléments 25b qui sont plus proches du canal. Les parties supérieures des éléments en surélévation ou nervures 25a et 25b sont de préférence arrondies, ce qui permettra une bonne préhension du tube et diminuera 7 2643969 effectivement l'allongement du tube sans l'endommager comme cela pourrait être le cas de nervures aux arêtes vives. Les éléments 25a les plus éloignés assurent le serrage local désiré pour le tube en matériau plastique, alors que les éléments plus courts 25b qui sont plus proches du canal 22 fournissent un serrage local modéré tout en n'altérant pas autant la configuration du calibre de contrôle 30 qui est formé par comparaison avec le collier de la technique antérieure représenté en figure 1, dans lequel les éléments en surélévation 25 ont tous en général la même hauteur. Comme on peut le voir en figure 6, les éléments distants 25a ont une hauteur "a" qui est de l'ordre de la valeur de l'épaisseur "c" de la paroi comprimée du tube 20. Les éléments 25b qui sont plus proches de la rainure ont une hauteur a' qui est égale à 0,2 0,8 fois celle des éléments 25a, avec un hauteur préférée d'environ 0,5 pour la hauteur "a" des éléments en surélévation qui sont situés à distance. La largeur "d" de tous les éléments en surélévation ainsi que l'espacement "b" entre eux sont de l'ordre de 1/3-3 fois la hauteur "a" des éléments 25a. Comme on peut le voir en figure 5, dans le cas o la rainure 22 est relativement étroite, se rapprochant de la zone de "fermeture", il y a deux paires de nervures basses 25b et seulement une paire de nervures hautes 25a, alors que dans la zone o la rainure 22 est plus large, il y a seulement une paire de chacune des nervures 25b et des nervures 25a. A cause de problèmes pratiques de moulage, le mode de réalisation préféré comporte des éléments en surélévation 25a, 25b parallèles à la course de la roue et non parallèles au bord 30 de la rainure conique de décompression. Ainsi, dans cette partie 32 de la surface de serrage, o la rainure conique se rapproche de sa largeur maximum, il peut n'y avoir qu'un seul élément en surélévation à un endroit contigu au bord de la rainure. Dans cette zone particulière, les caractéristiques de la présente invention ne sont pas utilisées. Cependant, le 8 2643969 collier, comme cela est également le cas des autres colliers de l'art antérieur, est normalement conçu avec des zones fonctionnelles marginales qui sont utilisées de manière très peu fréquente, comme dans le cas o le tube est involontairement hors de la gamme spécifiée de dimensions, ou un obstacle anormalement grand ou petit à l'écoulement se trouve à un autre endroit du trajet d'écoulement du fluide. Normalement, la zone active du collier se trouve dans la partie centrale (comme cela est généralement le cas de beaucoup d'autres colliers de la technique antérieure). Bien avant que la roue n'atteigne son extrême mécanique "de fermeture complète", il y a une zone o aucun écoulement du fluide ne se produit. Cela est du au fait que la rainure de décompression se trouvant dans cette zone est trop petite pour créer un calibre dans les conditions normales. A l'autre extrême, bien avant que la roue n'atteigne sa position d"'écoulement maximum", il y a une course de déplacement de la roue dans laquelle l'écoulement réel n'est pas modifié avec le changement de la position de la roue. Cela est généralement dû au fait qu'un ou plusieurs éléments se trouvant dans le trajet du fluide limitent le débit lorsque la roue est proche de sa 3'position de large ouverture". Cet élément dans le trajet du fluide pourrait être un orifice de goutte à goutte ou un cathéter à petit trou. Dans la plage extrême du collier o l'écoulement est élevé, ce qui est en pratique rarement utilisé pour maintenir un débit uniforme, seules les réalisations de la technique antérieure peuvent être utilisées car dans cette zone il y a seulement un élément en surélévation qui est contigu au bord de la rainure conique de décompression. Pour la pratique de la présente invention, il faut deux éléments en surélévation ou plus sur au moins un côté de la rainure de décompression. Alors que le mode de réalisation préféré de l'invention représente la rainure 22 au centre et les nervures 25a et 25b sur les côtés opposés de celle-ci, la présente invention peut être également mise en oeuvre dans un dispositif o la rainure se trouve sur un côté comme 9 2643969 cela est représenté dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 918 675. Dans ce cas, les nervures seraient toutes sur un côté de la rainure. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaltront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Collier de serrage pour réguler l'écoulement d'un fluide dans un tube en matériau plastique (20) comportant un corps (11) avec une surface de serrage longitudinale (18), un canal longitudinal (22) à section transversale variable étant formé dans la surface ou le long de celle-ci, une roue à rouleau (16) montée dans le corps pour se déplacer longitudinalement en étant sensiblement parallèle à ladite surface et une multitude d'éléments (25) répartis en surélévation, séparés les uns des autres par des parties creuses finies (27) qui sont ménagées dans la surface de serrage pour serrer localement la paroi du tube à des endroits donnés, d'o le maintien du tube de manière à réduire son allongement, le tube étant fixé entre la roue et la surface, caractérisé en ce que: - au moins deux des éléments en surélévation se trouvent sur un côté du canal, au moins l'un des éléments en surélévation le plus éloigné du canal a une hauteur sensiblement supérieure à celle de l'élément en surélévation le plus proche du canal, d'o il résulte qu'on obtient un débit plus constant et régulé en particulier avec un tube à la paroi épaisse et dure. 2 - Collier selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément parmi les éléments en surélévation le plus éloigné du canal a une hauteur de l'ordre de l'épaisseur de la paroi comprimée du tube, et en ce que l'élément en surélévation le plus proche du canal a une hauteur qui est égale à 0,2-0,8 fois celle dudit élément. 3 - Collier selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments en surélévation comprennent des nervures (25a, 25b) qui courent en étant sensiblement parallèles à l'axe longitudinal du corps du collier, au moins un des éléments en surélévation les plus éloignés et au moins un des éléments les plus proches dudit côté du canal étant prévus. 4 - Collier selon la revendication 3, caractérisé en ce que la largeur et l'espacement entre les il 2643969 éléments en surélévation sont égaux à 1/3-3 fois la hauteur (a) de l'élément en surélévation le plus éloigné. - Collier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur (a') de l'élément en surélévation le plus proche du canal est approximativement égale à 0,5 fois celle de l'élément en surélévation le plus éloigné du canal. 6 - Collier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il y a au moins trois éléments en surélévation sur chaque côté du canal, l'élément en surélévation le plus éloigné du canal ayant une longueur supérieure à celle des autres éléments en surélévation. 7 - Collier selon la revendication 6, caractérisé en ce que les autres éléments en surélévation comprennent un élément en surélévation contigu à au moins une partie du canal et un autre élément en surélévation situé entre ledit élément en surélévation le plus éloigné du canal et l'élément en surélévation contigu au canal. 8 - Collier selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément en surélévation le plus éloigné du canal a une longueur supérieure à celle de l'autre des éléments en surélévation. 9 - Collier selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément en surélévation le plus proche du canal a une longueur qui est inférieure à celle de l'élément en surélévation le plus éloigné du canal. - Collier selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il y a plusieurs éléments en surélévation sur chaque côté du canal.