Brevet FR2644522A1 — publié le 19900921

POMPE PER I STALT I QUE. L'invention est relative a une pompe péristaltique å tube déformable du genre de celles qui comprennent un carter muni intérieurement d'une gorge recevant le tube déformable et de chemins de roulements entourant cette gorge contre lesquels peuvent s'appuyer et rouler des rouleaux propres A ecraser et a fermer la partie du tube située dans la zone du contact des rouleaux avec les chemins de roulement. On sait que, dans une telle pompe, une extrémité du tube déformable constitue l'admission tandis que l'autre extrémité constitue le refoulement, selon le sens de rotation des rouleaux, ces derniers etant entrains par des moyens moteurs appropriés. Be débit instantane d'une telle pompe n'est pas constant, pour une vitesse de rotation donnée des rouleaux ; on constate des fluctuations cycliques de ce débit sur une période correspondant au parcours complet des chemins de roulement par un rouleau. De telles fluctuations du débit instantané sont genantes, notamment lorsqu'vil s'agit d'effectuer des dosages, ou lorsque l'on souhaite établir une relation aussi précise que possible entre le volume de liquide debite et une fraction de tour des moyens moteurs de la pompe. Plus précisément, I'invention vise â réduire les fluctuations du débit instantané tout en conservant à la pompe un encombrement minimal. Selon l'invention, une pompe péristaltique à tube déformable, du genre défini precedemment, est caractérisée par le fait qu'elle comporte, a l'intérieur du carter, au moins deux arcs de tube deformable indépendants, s'étendant sur des plages angulaires differentes et disposés de manière que les fluctuations de débit pour chaque pompe élémentaire correspondant å un arc indépendant soient déphasées, les admissions et refoulements des arcs indépendants etant respectivement relies de telle sorte que le débit total de la pompe formé par la somme des débits des arcs élémentaires présente des fluctuations réauites. De preférence, les arcs de tube déformable admettent un meme plan moyen orthogonal al'axe du carter ; le nombre de ces arcs indépendants peut entre supérieur a deux. La combinaison des arcs de tube et du nombre de rouleaux est telle qu'il existe toujours entre l'admission et le refoulement d'un arc de tube une zone écrasée fermée du tube correspondant a un point de contact d'un rouleau. De preférence, la combinaison des arcs de tube déformable et des rouleaux est telle que lorsqu'un rouleau est en contact dans une zone angulaire correspondant a l'admission de l'un des arcs, l'admission du ou des autres arcs se trouve située entre deux points de contact de rouleaux adjacents, un agencement semblable étant prévu en ce qui concerne les extrémités de refoulement des arcs de tube déformable. De préférence, lorsque le nombre des arcs de tube déformable est pair, en particulier égal 9 deux, la disposition des arcs et des rouleaux est choisie de manière telle que lorsque l'admission de l'un des arcs est fermée, l'admission de l'autre arc est ouverte et se trouve sensiblement au milieu de l'étendue angulaire comprise entre deux points de contact de rouleaux adjacents, une disposition semblable étant prévue pour les orifices de refoulement des arcs de tube déformable ;; une telle disposition permet, é l'instant où le débit de la pompe élémentaire correspondat à l'un des arcs de tube déformable est minimum, de le compenser par le débit de la pompe élémentaire correspondant a l'autre arc qui se trouve alors â sa valeur maximale. Dans le cas ou la pompe comporte un nombre pair de rouleaux et deux arcs de tube deformable s'étendant sensiblement sur un demi-tour, l'admission d'un arc et le refoulement de l'autre arc occupent sensiblement la même position angulaire, tandis que le refoulement du premier arc et l'admission du deuxième arc sont espacees d'une distance angulaire sensiblement égale a celle qui sépare deux points de contact de rouleaux adjacents, et sont situees de part et d'autre et sensiblement a egale distance du point diaétralement oppose aux premières extrémités. Dans le cas d'une pompe comportant un nombre impair de rouleaux et deux arcs de tube déformable s'étendant sensiblement sur un demi-tour, les deux extrémites d'un même arc sont sensiblement dia etralement opposées ; en effet, le point diatétralement oppose au point de contact d'un rouleau est constitué par le milieu de l'étendue angulaire entre deux points de contact de rouleaux adjacents. Une telle realisation, avec nombre impair de rouleaux, notamment egal à cinq, est particulièrement intéressante. Pour reunir les orifices d'admission et d'échappement des divers arcs de tube déformable, on peut prevoir un collecteur situe sur un flasque propre å fermer un coté du carter. Dans le cas où la pompe comporte deux arcs de tube deformable, le collecteur peut comprendre deux elérents en T disposes en sens inverse, les deux extrémités de la branche transversale du T étant reliées aux extrémités respectives d'admission ou de refoulement, tandis que la branche médiane du T constitue l'admission ou le refoulement global de la pompe. Le carter de la pompe est avantageusement constitué par l'assemblage de deux flasques formant chacun une moiti du carter. L'invention consiste, mises å part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-aprbs a propos de modes de réalisation décrits avec référence au dessin ci-annexé, mais qui ne sont nullement limitatifs. La figure 1, de ce dessin, est une vue en elevation d'une pompe péristaltique conforme å 1 1invention. La figure 2 est une vue en élévation d'une variante de realisation de la pompe. La figure 3 est une vue suivant la ligne 111-111 figure 2. La figure 4, enfin, est une vue en élévation d'un collecteur. En se reportant a la figure 1 du dessin, on peut voir une pompe péristaltique i å tube déformable 2, réalisé notamment en une matiere plastique appropriée ou- en élastomère. La pompe comporte un carter 3 muni intérieurement d'une gorge annulaire 4 recevant le tube deformable 2. Des chemins de roulement 5 sont prévus de part et d'autre de la gorge 4 des rouleaux 6 sont prévus pour s'appuyer et rouler contre ces chemins de roulement 5, de manière à écraser le tube 2 dans la zone C du contact d'un rouleau avec les chemins de roulement. La profondeur de la gorge 4, par rapport aux chemins de roulement 5, et l'épaisseur des parois du tube 2 sont choisies de manière telle que le tube 2 est fermé dans la zone C ou il est écrasé par un rouleau Ces rouleaux 6 peuvent etre réalisés en une matière plastique relativement rigide, et présentant une certaine élasticité. Le nombre et le diametre des rouleaux 6 sont choisis de manière que ces rouleaux soient sensiblement tangents entre eux * I'interieur du carter 3. Les rouleaux 6 cooeportent des logements cylindriques internes 7 débouchant a chaque extremite, tandis que le carter 3 comporte, sur une face transversale, une ouverture circulaire 8 d'un diamètre suffisant pour donner accès aux logements 7.Les rouleaux 6 sont entraines en rotation, pour rouler contre les chemins 5, soit par un organe cylindrique central P (schematiquement represente) engagé dans l'espace 9 compris intérieurement entre les rouleaux, cet organe cylindrique étant tangent exterieurement aux rouleaux 6 et les appliquant contre les chemins 5 soit par un plateau (non represente) muni d'un nombre de planétaires égal au nombre de rouleaux 6 et écartes radialement de l'axe du carter 3, de manière d pénétrer à l'intérieur de chacun des logements 7 pour entraîner directement chaque rouleau. La pompe péristaltique 1 comporte, à l'intérieur du carter 3, deux arcs de tube déformable independants le, Il qui s'étendent sur des plages angulaires différentes. Dans l'exemple considére, les arcs ie et 11 s'etendent chacun sensiblement sur un demi-tour ; l'arc ie s'étend sur le demi-tour superieur situé au-dessus du diametre horizontal, tandis que l'arc 11 s'etend sur le demi-tour inferieur. De préférence, ces arcs ie et il admettent un eeme plan moyen orthogonal à l'axe du carter 3, d4une maniere semblable b celle représentée sur la figure 3. Une telle disposition permet de réduire l'encombrement de la pompe i suivant une direction parallèle å celle de l'axe du carter 3. Lorsque les centres des rouleaux 6 se déplacent en rotation suivant le sens d'horloge (fléche F), l'extrémité 12 de l'arc ie, située sur la gauche de la figure 1, constitue l'admission de cet arc, tandis que l'autre extrémité 13 sensiblement diaeétralement opposee constitue le refoulement. L'extrémité 14 de l'arc 11, située vers la gauche, constitue la sortie de refoulement pour la pompe eleentaire correspondant a cet arc 11, tandis que l'autre extrémité 15 constitue l'admission. Les extrémités 12 et 14 ont sensiblement la meme position angulaire. Les arcs 1 et Il se prolongent, à chaque extrémité, de manière a traverser suivant une direc tion sensiblement radiale, des ouvertures telles que 16 prévues dans la paroi périphérique du carter 3, un tronçon se trouvant à l'extérieur de ce carter. Les deux admissions elementaires 12, 15 sont reliées, par leurs prolongements, à un raccord en T 17 dont la branche centrale est reliée b une canalisation 18 d'arrivée du fluide. De meme les refoulements 13, 14 sont reliés, par leurs prolongements, å un raccord 19 comportant une branche centrale dont part le conduit 2 de refoulement pour l'ensemble de la pompe 1. Le débit instantané total de la pompe 1 qui circule a travers les canalisations 18 et 2 est formé par la somme des débits instantanés des arcs 1, 11 constituant des pompes élémentaires. Les arcs 1 et 11 sont disposés de manière que les fluctuations de débits instantanés pour chaque pompe élémentaire soit déphases, de telle sorte que le débit total de la pompe présente des fluctuations réduites. Selon la réalisation avantageuse de Ia figure 1, le nombre de rouleaux 6 est impair et est égal a cinq. Avec une telle disposition, le point E diamétralement opposé å la zone de contact CI d'un rouleau avec les chemins de roulement 5 (au voisinage de l'admission 12) est constitue par le milieu de l'étendue angulaire entre les deux points de contact C2, C3 de rouleaux adjacents. L'extrémite de refoulement 13 est sensiblement diametralement opposée å l'extrémité d'admission 12, de meme que l'extrémité de refoulement 14 vis-avis de l'extrémité d'admission 15. Ainsi, lorsque l'extrémité de refoulement 14 est fermée, c'est-â-dire que la zone de contact Ci d'un rouleau 6 se trouve å son voisinage, l'autre extrémité de refoulement 13 est situee sensiblement au milieu du cycle de refoulement qui correspond a un débit instantané sensiblement maximal. Le débit au niveau de l'extrémité de refoulement 14 est sensiblement minimum. Le total de ces deux débits etant réalise au niveau de la canalisation 2, il y a un phénomène de compensation des variations de chaque débit élémentaire. Le déphasage correspondant au cas de la figure 1 est optimal dans le cas de deux arcs independants îe, 11. On pourrait prévoir plus de deux arcs de tube élementaire, situes dans un meme plan moyen et décalés angulairement de maniere que les positions relatives des admissions de chaque arc, vis-a-vis des points de contact de rouleaux adjacents tels que C2, C3 soient differentes, un agencement semblable etant prévu au niveau des extrémités de refoulement de maniere å obtenir, au niveau du débit total, une compensation des fluctuations. La figure 2 représente une variante de realisation de la pompe comportant un nombre pair de rouleaux, ce nombre étant égal d six. Les éléments identiques ou jouant des rOles analogues å des éléments déja décrits å propos de la figure 1, sont désignés par des références numériques égales å la somme du nombre iee et de la référence utilisée å propos de la figure 1, de sorte que la description de ces éléments n'est pas reprise. La différence essentielle entre la figure 2 et la figure 1 provient du fait que le point diamétralement opposé à la zone de contact C1 d'un rouleau est constitue par un autre point de contact par exemple C2. De ce fait, pour obtenir le déphasage souhaité entre les débits élémentaires, on prévoit un orifice d'admission 112 pour un arc et un orifice de refoulement 114 pour L'autre arc sensiblement å la méme position angulaire, tandis que l'orifice de refoulement 113 du premier arc 11, et l'orifice d'admission 115 du deuxième arc 111 sont espacés d'une distance angulaire moyenne a égale a celle qui sépare deux points de contact C2, C3 de rouleaux adjacents. De préférence, les extrémites 113 et 115 sont situées de part et d'autre et sensiblement a égale distance du point C2 sensiblement diamétralement opposé aux premières extrémites 112, 114. En outre, ces extrémités 113 et 115 sont situées respectivement avant et après le point C2, selon le sens de rotation représenté par la flèche K (sens dthorloge) des rouleaux 16. Ainsi, les extrémités 113, 115 ne se croisent pas et les arcs 11 et 111 s'étendent sur un peu moins d'un demi-tour. Dans le cas de la figure 2, comme dejà indiqué a propos de la figure 1, le nombre des arcs élementaires pourrait être supérieur a deux. Dans tous les cas, la combinaison des arcs de tube et du nombre de rouleaux doit être telle qu'il existe toujours entre l'admission et l'échappement d'un même arc de tube indépendant, une zone .écrasée fermée du tube correspondant a un point de contact d'un rouleau. Sur la figure 3, on a représenté le carter 13 en cours d'assemblage, une partie 21 de ce carter étant écartée du noyau central N auquel elle peut être réunie par des vis telles que 22 (figure 2). Un chemin de roulement 15 est prévu dans ce flasque 21 tandis que la gorge pour les arcs de tube 11, 111 est prévue dans la partie centrale N. Avantageusement, pour réunir les orifices d'admission et d'échappement des divers arcs de tube deformable, on peut prévoir, comme représenté sur la figure 4, un collecteur 23 situe sur un flasque 24 destiné a fermer un cOté du carter. Dans le cas où la poepe comporte deux arcs de tube deformable, 21, 211 le collecteur 23 comprend deux eléments en T 25, 26 disposes en sens inverse, leur branche mediane etant orientbe sensiblement suivant un diamètre du flasque 24. Les deux extrémités de la branche transversale du T 25 sont reliées aux extremites respectives de refoulement 214, 213 des arcs indépendants, tandis que les deux extrémités de la branche transversale du T 26 sont reliées aux extrémités d'admission 212, 215 des arcs 21e et 211. Le collecteur 23, fixe sur le flasque 24 est d'un encombrement reduit. Il peut etre formé d'un socle, solidaire du flasque, comportant des moyens d'encliquetage pour recevoir les éléments 25, 26. Une pompe conforme d l'invention permet d'obtenir un débit ou flux instantane de sortie constant, tout en ayant des arcs de tube souple dans un meme plan, ce qui permet d'avoir un encombrement axial réduit. En pratique, la pompe comporte au moins trois rouleaux 6. REVENDICATIONS 1. Pompe péristaltique a tube déformable comprenant un carter muni intérieurement d'une gorge recevant le tube déformable, de chemins de roulement entourant cette gorge contre lesquels peuvent s'appuyer et rouler des rouleaux propres à écraser et a fermer la partie du tube située dans la zone du contact des rouleaux avec les chemins de roulement, caractérisée par le fait qu'elle comporte, a l'intérieur du carter (3), au moins deux arcs (1, 11) de tube déformable indépendants, s'étendant sur des plages angulaires différentes et disposés de manière que les fluctuations de débit pour chaque pompe élémentaire correspondant 9 un arc indépendant (1, 11) soient déphasées, les admissions (12, 15) et refoulement (13, 14) des arcs indépendants (1X, 11) étant respectivement reliés de telle sorte que le débit total de la pompe formé par la somme des débits des arcs élémentaires présente des fluctuations réduites. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les arcs (1, 11) de tube déformable admettent un même plan moyen orthogonal a l'axe du carter (3). 3. Pompe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que la combinaison des arcs (1X, 11) de tube déformable et du nombre de rouleaux (6) est telle qu'il existe toujours entre l'admission (12, 15) et l'échappement (113, 14) d'un arc de tube une zone écrasée fermée du tube correspondant 9 un point de contact (C) d'un rouleau. 4. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la combinaison des arcs (1, 11) de tube déformable et des rouleaux (6) est telle que lorsqu'un rouleau est en contact dans une zone angulaire (C1) correspondant b l'admission (12) de l'un des arcs, l'admission (15) du ou des autres arcs se trouve située entre deux points de contact (C2, C3) de rouleaux adjacents, un agencement semblable étant prevu en ce qui concerne les extremites de refoulement (13, 14) des arcs de tube déformabl e. 5. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lorsque le nombre des arcs de tube déformable est pair, en particulier égal a deux, la disposition des arcs et des rouleaux est choisie de manière telle que lorsque l'admission (12) de l'un des arcs est fermée, I 'admission (15) de l'autre arc se trouve sensiblement au milieu de l'étendue anulaire comprise entre deux points de contact (C2, C3) de rouleaux (6) adjacents, une disposition semblable étant prevue pour les orifices de refoulement (13, 14). 6. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte un nombre impair de rouleaux (6) et deux arcs (iB, 11) de tube déformable s'étendant sensiblement sur un demi-tour, les deux extremites (12, 13 ; 14, 15) d'un meme arc étant sensiblement diamétralement opposées. 7. Pompe selon la revendication 5, caracterisee par le fait que le nombre de rouleaux (6) est égal å cinq. 8. Pompe selon l'une quelconque des revendications b å 5, caractérisée par le fait qu'elle comporte un nombre pair de rouleaux et deux arcs de tube déformable (nib, 111), l'admission (112) d'un arc et le refoulement (114) de l'autre arc occupant sensiblement la même position angulaire tandis que le refoulement (113) du premier arc (lit) et l'admission (15) du deuxième arc (lll) sont espacées d'une distance angulaire (a) sensiblement égale à celle qui sépare deux points de contact (C2, C3) de rouleaux adjacents, et sont situées de part et d'autre et sensiblement å égale distance du point (C2) diamétralement opposé aux premières extrémités. 9. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle colporte un collecteur (23) situe sur un flasque (24) propre a fermer un côté du carter, ce collecteur (23) permettant de réunir les orifices d'admission (212, 2151 et de refoulement (214, 215).