Brevet FR2674577A1 — publié le 19921002

Dispositif à pompe pour la circulation dosée de liquides La présente invention concerne un dispositif à pompe pour la circulation dosée d'un liquide qui est envoyé, par les courses de pompage, à partir d'un réser- voir, à travers une conduite d'arrivée, à une enceinte de pompe et de celle-ci, par une conduite de sortie, à un utilisateur. On connaît un dispositif à pompe de ce type par le document DE-OS 30 38 525. La pompe de dosage connue est réalisée sous la forme d'une pompe à piston alternatif qui pendant la course de pompage envoie des volumes réglables et définis à partir d'une conduite d'arrivée dans une conduite de sortie et de là, vers un utilisateur. Les pompes de dosage de ce type servent à faire circuler de façon hautement précise et reproductible des liquides, tels que ceux qui sont nécessaires en particulier en technique médicale pour réaliser une anesthésie Dans ce cas, il est important de respecter des dosages aussi précis et aussi reproductibles que possible, afin d'envoyer le narcotique à évaporer ultérieurement, vers un courant de gaz de support et donc d'obtenir dans le gaz de support une concentration du narcotique définie par la pompe de dosage. Mais il s'est avéré que du fait des courses de pompage, en particulier dans le cas de narcotiques à bas point d'ébullition, il se produit dans le liquide une dépression si importante qu'il se forme des bulles de gaz qui sont mises aussi en circulation, de manière indésirable et qui sont préjudiciables à la précision du dosage En outre, les liquides à bas point d'ébullition sont en mesure, même à la température ambiante, de produire, dans les conduites de transport, des quantités de gaz considérables qui rendent impossible un dosage continu du liquide. La présente invention a donc pour but de perfectionner une pompe de dosage du type précité de manière à permettre un dosage continu du liquide, y compris pour les liquides à bas point d'ébullition. Ce but est atteint suivant l'invention par le fait que l'enceinte de pompe, se trouvant entre la conduite d'arrivée et la conduite de sortie, est maintenue à une température inférieure au point d'ébullition du liquide, au moyen d'un dispositif de refroidissement. L'invention a pour principal avantage que la formation de bulles à l'intérieur du liquide en ébullition, au moment décisif du pompage, dans la pompe, ne joue aucun rôle puisque le gaz qui s'y trouve est retransformé par condensation en phase liquide et qu'il est donc assuré qu'à tout instant de la course de pompage, du liquide se trouve dans l'enceinte de la pompe La dépression temporaire, produite pendant une course d'aspiration, ne peut plus non plus conduire à la formation de bulles dans le liquide Le réglage de la température dans l'enceinte de la pompe sur une température inférieure au point d'ébullition permet un fonctionnement fiable, indépendamment de la pression atmosphérique Le dispositif de refroidissement peut consister par exemple en un élément Peltier dont la surface froide est en contact thermique avec l'enceinte de pompe et dont la surface chaude communique avec l'environnement, par un corps de refroidissement. De manière opportune, le réservoir et la conduite d'arrivée sont également amenés en contact thermique avec un dispositif de refroidissement Ce dispositif de refroidissement peut aussi être un élément Peltier entourant au moins partiellement le réservoir et dont la surface froide est adjacente à la paroi du récipient La conduite d'arrivée ainsi que les conduites transportant le liquide, débouchant dans le réservoir, sont réalisées dans un matériau thermiquement bon conducteur, ce qui fait que la surface refroidie sur le réservoir ainsi que sur l'enceinte de pompe permet simultanément un bon refroidissement des raccords des conduites, sans qu'il soit nécessaire de prévoir en ces endroits, des dispositif S de refroidissement séparés Les matériaux céramiques doivent être considérés dans ce sans comme des matériaux bons conducteurs de la chaleur Le refroidissement du réservoir présente en outre cet avantage que l'énergie de refroidis- sement peut être répartie sur une grande surface, ce qui fait que la dissipation nécessaire de chaleur ne pose pas de grands problèmes. S'il faut renoncer à refroidir le réservoir, il est avantageux de concevoir celui-ci sous la forme d'un récipient résistant à la pression, afin que le liquide à bas point d'ébullition, à la température ambiante supé- rieure au point d'ébullition, puisse établir dans le réservoir une tension de vapeur qui empêche que le liquide15 ne continue de s'évaporer Dans ce cas, le liquide est envoyé à partir du réservoir, sous dépression, dans la pompe dans l'enceinte de laquelle il est ensuite refroidi à une température inférieure au point d'ébullition Dans ce cas il est possible de renoncer aussi à un refroidissement de la conduite d'arrivée. Afin de ne pas devoir stocker de grandes quantités de liquide refroidi et donc d'économiser de l'énergie de refroidissement, il est intéressant de prévoir dans le parcours de la conduite d'arrivée, un réservoir conçu sous la forme d'une enceinte de stockage qui, au besoin, peut être rempli à partir d'un récipient d'alimen- tation L'enceinte de stockage peut avoir une contenance suffisamment réduite pour ne contenir au moins qu'un peu plus de la quantité nécessaire à un dosage La quantité de liquide à refroidir est ainsi limitée à la mesure stricte- ment nécessaire. si l'on utilise comme dispositif de refroidis- sement pour l'enceinte de pompe, un élément Peltier, il est avantageux d'amener en contact thermique la conduite de sortie, sur sa surface chaude, éloignée de l'enceinte de pompe Un dispositif de ce type est en particulier avantageux lorsqu'on utilise comme liquide à doser un narcotique dont le point d'ébullition se situe à la température ambiante et qui est dosé sous la forme de liquide, à l'état refroidi, mais qui doit ensuite être envoyé comme gaz narcotique dans une conduite de gaz de support dans laquelle il doit être réuni à un gaz narcoti- que (mélange d'oxygène et de gaz hilarant) La chaleur cédée pendant le refroidissement, par l'élément Peltier, est simultanément utilisée pour faire passer à l'état gazeux le narcotique pompé à l'état liquide, au lieu de la céder à l'environnement. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté de manière schématique sur le dessin et décrit ci-après plus en détail. La figure unique représente une pompe de dosage 1 dans laquelle un piston de pompe 2 est monté coulissant dans un cylindre de pompe 3, par l'intermédiaire d'un entraînement à excentrique 4 et d'une bielle d'excentrique Une conduite d'arrivée 6 débouche dans l'enceinte de pompe 7 à partir de laquelle une conduite de sortie 8 débouche dans une conduite de gaz narcotique 9, représentée en partie seulement La conduite d'arrivée 6 est pourvue d'une vanne d'entrée 10 et la conduite de sortie 8, d'une vanne de sortie 11 Les deux vannes 10, il servent de vannes de direction pour le courant d'arrivée d'un narcotique 12 liquide à partir d'un réservoir 13, dans l'enceinte de pompe 7 et de là, dans la conduite de sortie 8 L'enceinte de pompe 7 est pourvue d'un dispositif de refroidissement 14, conçu sous la forme d'un élément Peltier, qui se trouve en contact thermique, par applica- tion contre le pourtour de la paroi extérieure de l'en- ceinte de pompe 7 Une partie de la conduite de sortie 8 suit la surface 21, opposée à l'enceinte de pompe 7, du dispositif de refroidissement 14 Le réservoir 13 est également pourvu d'un dispositif de refroidissement 114 qui est constitué d'un certain nombre d'éléments Peltier Les deux dispositifs de refroidissement 14, 114 sont alimentés avec l'énergie nécessaire au fonctionnement, par une unité d'alimentation électrique 15 Le dispositif de refroidisse- ment 114 autour du réservoir 13 est équipé d'un corps de refroidissement 16 Le liquide narcotique 12 est préparé dans un récipient d'alimentation 17 à partir duquel il est pompé au moyen d'une pompe de circulation 18, suivant les besoins, dans le réservoir 13 L'instant auquel le réservoir 13 doit être alimenté avec du liquide narcotique 12, est donné, par contrôle du niveau du réservoir 13, par un indicateur de niveau non représenté L'alimentation du dispositif de refroidissement 14, 114 ainsi que de la pompe de circulation 18 en énergie électrique s'effectue par des lignes d'alimentation électriques 19, à partir de l'unité d'alimentation 15. Pour faire fonctionner la pompe de dosage, le réservoir 13 est tout d'abord rempli avec le narcotique 12, une quantité correspondante provenant du récipient d'alimentation 17 étant pompée, à l'aide de la pompe de circulation 18, à l'intérieur du récipient 13 Lorsque le niveau souhaité est atteint dans le réservoir 13, la pompe de circulation 18 est coupée et le mécanisme à excentrique 4 actionne le piston de pompe 2, en vue de l'exécution des courses de pompage de la pompe de dosage 1 Etant donné que le narcotique 12 est refroidi dans le réservoir 13 à l'aide du dispositif de refroidissement 114, au- dessous de son point d'ébullition, à chaque course d'aspiration une quantité de narcotique liquide 12 est transportée jusque dans l'enceinte de pompe 7, par la vanne d'entrée 10 s'ouvrant Lors de la course de pompage suivante du piston de pompe 2, l'enceinte de pompe 7 est réduite dans son extension, la surpression qui s'établit ensuite ouvrant la vanne de sortie 11 et fermant la vanne d'entrée 10 A cause du dispositif de refroidissement 14, le narcotique 12 reste dans son état liquide pendant toute l'opération de pompage et est transporté sous forme de liquide, vers la conduite de sortie 8 Sur le parcours menant à la conduite de gaz narcotique 9, le narcotique liquide glisse le long de la surface chaude du dispositif de refroidissement 14; à cause du contact thermique, la chaleur cédée par l'élément Peltier du dispositif de refroidissement 14 est transmise au liquide narcotique et celui-ci s'échauffe à nouveau et passe à l'état de vapeur Cette opération de pompage se renouvelle jusqu'à ce que le niveau de liquide du narcotique 12 dans le réservoir 13 soit réduit au niveau de liquide surveillé par l'indicateur de niveau Dès que celui-ci est atteint, l'indication de niveau délivre un signal à l'unité d'alimentation 15 après quoi celle-ci met en marche la pompe de circulation 18 afin de relever le niveau du narcotique 12. Le narcotique gazeux transporté sort de la conduite de sortie 8 pour passer dans la conduite de gaz narcotique 9 à travers laquelle s'écoule un gaz narcotique, le long des flèches d'écoulement 22. REVENDICATIONS 1 Dispositif à pompe pour la circulation dosée d'un liquide qui est envoyé, par les courses de pompage, à partir d'un réservoir ( 13), à travers une conduite d'arrivée ( 6), à une enceinte de pompe ( 7) et de celle-ci, par une conduite de sortie ( 8), à un utilisateur, caractérisé en ce que l'enceinte de pompe ( 7), se trouvant entre la conduite d'arrivée ( 6) et la conduite de sortie ( 8), est maintenue à une température inférieure au point d'ébullition du liquide, au moyen d'un dispositif de refroidissement ( 14). 2 Dispositif à pompe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir ( 13) et la conduite d'arrivée ( 6) sont en contact thermique avec un dispositif de refroidissement ( 114). 3 Dispositif à pompe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir est un récipient ( 13) résistant à la pression. 4 Dispositif à pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réservoir est une enceinte de stockage ( 13) montée dans le parcours de la conduite d'arrivée ( 6) et qui peut, au besoin, être remplie à partir d'un récipient d'alimentation ( 17). 5 Dispositif à pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu comme dispositif de refroidissement, un élément Peltier ( 14) placé sur l'enceinte de pompe ( 7) sur la surface chaude ( 21) duquel, opposée à l'enceinte de pompe ( 7), la conduite de sortie ( 8) est amenée en contact thermique.