DD232528A5 - PERISTALTIC PUMP - Google Patents
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Abstract
Peristaltische Pumpe zur Foerderung von Fluessigkeiten. Durch die erfindungsgemaesse Loesung soll die Lebensdauer der Rohre verlaengert und eine zuverlaessige Foerderung gewaehrleistet werden, wobei die Aufgabe darin besteht, die Genauigkeit der Dosierung zu erhoehen und die Deformationsbelastung der an der Funktion teilnehmenden Rohre zu verringern. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass in der Stroemungsrichtung vor und nach dem deformierenden Element zwei in entgegengesetzter Phase funktionierende Ventile angeordnet sind, der Hub des deformierenden Elementes den Innendurchmesser des Rohres unterschreitet und die eine Endstellung des Hubes in einer Entfernung von dem Stuetzelement liegt, die kleiner ist als der Aussendurchmesser des Rohres, waehrend der Abstand zwischen der anderen Endstellung und dem Stuetzelement groesser ist als das Doppelte der Wanddicke des Rohres. FigurPeristaltic pump for the delivery of fluids. The solution according to the invention is intended to extend the service life of the pipes and to ensure reliable conveying, the task being to increase the accuracy of the metering and to reduce the deformation load on the pipes participating in the function. According to the invention, this is achieved by arranging in the flow direction before and after the deforming element two valves operating in opposite phase, the stroke of the deforming element falling below the inner diameter of the tube and the one end position of the stroke being at a distance from the supporting element is smaller than the outer diameter of the tube, while the distance between the other end position and the support element is greater than twice the wall thickness of the tube. figure
Description
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Peristaltische PumpePeristaltic pump
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine peristaltische Pumpe zur Förderung von Flüssigkeiten, die ein ein flexibles Rohr radial deformierendes, periodisch bewegtes Element und ein dem deformierenden Element zugeordnetes Stützelement aufweist, zu. chemische oder physikalische Messungen durchführenden Meßgeräten oder Apparaten.The invention relates to a peristaltic pump for conveying liquids, which has a flexible tube radially deforming, periodically moving element and a deforming element associated with the supporting element to. chemical or physical measuring instruments or apparatus.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
In der Praxis der Laboratorien und des Gesundheitswesens sind Vorrichtungen zur Förderung von Flüssigkeiten bekannt, die mit einer geringen Druckdifferenz aus einem Behälter durch Saugwirkung, die durch die Ausdehnung eines vorangehend zusammengepreßten üohres mit elastischer Wandung erzeugt worden ist, die Flüssigkeit aufsaugen, wonach an einem Punkt des ansaugenden Rohrabschnitts das Rohr zwecks Verhinderung des Rückflusses abgeklemment wird, mit einer rollenden walzenden Bewegung oder durch Abdrücken der eng nebeneinander angeordneten Platten der Reihenfolge nach die Flüssigkeitssäule von dem eben funktionierenden Förderelement selbst in Bewegung gesetzt wird.In the laboratory and healthcare practice, fluid delivery devices are known which absorb the liquid with a small pressure differential from a container by suction generated by the expansion of a previously compressed flexible wall tube, followed at one point of the sucking pipe section, the pipe is decelerated for the purpose of preventing backflow, with a rolling rolling motion or by pressing the closely juxtaposed plates in sequence, the liquid column is set in motion by the just functioning conveying element itself.
Die bekannten Lösungen können dadurch gekennzeichnet werden, daß die -Stelle der den Rückfluß verhindernden Abklemmung entlang des an „der Funktion ._t.eilnehmende.n^ Rohr.-abschnitts bzw entlang dessen längsachse mit der Flüssigkeitssäule ijiitbewegt wird· Demnach ist die Länge des anThe known solutions can be characterized in that the position of the backflow-preventing clamping is moved along the liquid column along the longitudinal axis along the longitudinal axis with respect to the function of the pipe section
^ IV () i\j ,v ^ IV () i \ j , v
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Ziel der ErfindungObject of the invention
Es ist das Ziel der Erfindung, neben dem Behalten der Vorteile der peristaltischen Pumpe die Lebensdauer der Rohre zu verlängern und eine zuverlässige Förderung zu gewährleisten.It is the object of the invention, in addition to retaining the benefits of the peristaltic pump to extend the life of the tubes and to ensure reliable delivery.
Wesen der ErfindungEssence of the invention
Der,Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine peristaltische Pumpe zur Förderung von Flüssigkeiten , die ein ein flexibles Rohr radial deformierendes, periodisch bewegtes Element und ein dem deformierenden Element zugeordnetes Stützelement aufweist, zu schaffen, durch die die Genauigkeit der Dosierung .erhöht und die Deformationsbelastung des an der Funktion teilnehmenden Rohrabschnittes verringert wird.It is the object of the invention to provide a peristaltic pump for pumping liquids which has a periodically moving element radially deforming a flexible tube and a supporting element associated with the deforming element, which increases the accuracy of the metering and the deformation load of the pipe section participating in the function is reduced.
wird Die Aufgabe der Flüssigkeitsförderung/einem einzigen deformierenden Element zugeordnet, wobei die Förderung in der gewünschten Richtung mit vor und nach dem deformierenden Element angeordneten Ventilen sichergestellt wird. Auf diese Weise werden die Funktionen der Flüssigkeitsförderung und der Ventiltatigkeit räumlich und zeitlich voneinander getrennt.The task is assigned to the liquid conveying / a single deforming element, wherein the promotion in the desired direction with valves arranged before and after the deforming element is ensured. In this way, the functions of the liquid delivery and the valve action are spatially and temporally separated from each other.
Erfindungsgemäß wird -diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Strömungsrichtung vor und nach dem deformierenden Element zwei in entgegengesetzter Phase betätigte Ventile angeordnet sind, des weiteren, daß der Hub des deformiederenden Elementes den Innendurchmesser des Rohres unterschreitet, wobei die eine Endstellung des Hubes in einer Entfernung von dem Stützelement liegt, die kleiner ist als der Außendurchmesser des Rohres, während der Abstand zwischen der anderen Endstellung und dem Stützelement größer ist als die doppelte Wanddicke des Rohres.According to the invention -this object is achieved in that in the flow direction before and after the deforming element two in opposite phase actuated valves are arranged, further, that the stroke of the deforming element below the inner diameter of the tube, wherein the one end position of the stroke in a Distance from the support member is smaller than the outer diameter of the tube, while the distance between the other end position and the support element is greater than twice the wall thickness of the tube.
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der Funktion teilnehmenden Rohrabschnitts der gesamten, die Flüssigkeitsförderung sichernden Abklemmung, d. h. der (maximalen) Deformationsbelastung unterworfen. Die der Abklemmung folgende Relaxation ist für die während der Zeiteinheit aufgesogene Flüssigkeitsmenge kennzeichnend. So wird die geförderte Flüssigkeitsmenge von der Änderung der Relaxationsgeschwindigkeit entscheidend beeinflußt, in diesem Pail stellt die sich aus der Ermüdung des Stoffes ergebende Geschwindigkeitsverminderung die Inderung dar.the function of participating pipe section of the entire, the liquid conveying securing clamping, d. H. subjected to the (maximum) deformation load. The relaxation following the clamping is indicative of the amount of liquid absorbed during the unit time. Thus, the amount of liquid conveyed is decisively influenced by the change in the relaxation rate; in this case, the reduction in speed resulting from the fatigue of the substance represents the change.
Die optimale Funktion der Pumpen würde eine praktische' Elastizität von dem Grundstoff des Förderrohres erfordern, die es gewährleistet, daß das Rohr von seinem, den Rückfluß verhindernden, funktionell maximal deformierten Zustand ausgelassen den originellen Querschnitt sekundenartig aufnähme. Beim Gebrauch der peristaltischen Pumpen stellt die zeitliche Änderung der geförderten Flüssigkeitsmenge eine betriebsmäßige Erscheinung dar, wobei in der Mehrheit der Fälle der ITormalwert durch Austausch des Rohres rückgestellt wird. Die Änderung der Flüssigkeit sförderung kann eindeutig auf die durch die regelmäßige Deformation hervorgerufene Stoffermüdung zurückgeführt werden. Infolge der Belastung sind zu diesem Zweck ausschließlich die aus einem besonders elastischen Grundstoff und mit Spezialtechnologie hergestellten, zu einer weitgehenden zusammengesetzten elastischen Formänderung fähigen Kunststoffrohre geeignet, auch bei diesen muß man mit einer beschränkten Lebensdauer rechnen.The optimum function of the pumps would require a practical elasticity of the raw material of the production tubing which ensures that the tubing, exiting from its refractory, functionally maximally deformed condition, takes up the original cross-section for a second. In the use of the peristaltic pumps, the change with time of the amount of liquid conveyed represents an operational phenomenon, whereby in the majority of cases the ITormal value is reset by exchanging the tube. The change in the liquid transport can clearly be attributed to the material fatigue caused by the regular deformation. As a result of the load exclusively for this purpose made of a particularly elastic base material and with special technology, capable of a largely composite elastic deformation plastic tubes suitable, even with these you have to expect a limited life.
Auf dem erwähnten Funktionsprinzip beruhende Vorrichtungen werden entweder durch'eine zylindersymmetrisch oder in der Ebene angeordnete Rollenreihe oder durch eiäg nebeneinanderangeordnete Plattenbündel ge.bildet. Diese Lösungen weisen die bereits erwähnten Nachteile auf.Devices based on the aforesaid operating principle are formed either by a cylindrically symmetric or in-plane roller row or by plate bundles arranged side by side. These solutions have the disadvantages already mentioned.
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Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung werden die Ventile von den,mit dem Stützelement zusammenwirkenden, jedoch separat angeordneten deformierenden Elementen gebildet·According to an advantageous embodiment of the invention, the valves are formed by the deforming elements interacting with the support element but arranged separately.
So kann erreicht werden, daß die erfindungsgemäße peristaltische Pumpe die Deformationsbelastung des an der Punktion teilnehmenden Rohrabschnitts verringert, die Lebensdauer des Rohres oder der Pumpe verlängert und dabei die Genauigkeit der Dosierung erhöht. Es besteht .die Möglichkeit, verschiedene Rohre verwenden zu können, mit Rohren derselben Abmessung kann die Plüssigkeitsförderung geändert werden.Thus, it can be achieved that the peristaltic pump according to the invention reduces the deformation load of the pipe section participating in the puncture, extends the life of the pipe or the pump and thereby increases the accuracy of the dosage. There is the possibility of being able to use different tubes, with tubes of the same dimension, the promotion of the liquid can be changed.
Ein v/eiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Pumpe besteht darin, daß die schonende Pörderung von Flüssigkeiten mit leicht schadhaft werdender Struktur, z. B. Blut, ermöglicht wird. Bei der erfindungsgemäßen Pumpe werden die Rohre"der bisherigen maximalen Inanspruchnahme lediglich an der Stelle der Ventiltätigkeit ausgesetzt. Das deformierende Element selbst drückt das Rohr nicht in der Gesamtheit zusammen und läßt eine vollkommene-"Ausdehnung auch nicht zu. Das beschränkte Zusammendrücken des Rohres bzw. die begrenzte Beanspruchung auf Deformation sowie die Ausschaltung der letzten Phase der lang verzögerten vollkommenen Ausdehnung zusammen mit den bereits erwähnten erhöhen die günstigen Eigenschaften der peristaltischen Pumpe.A v / eerer advantage of the pump according to the invention is that the gentle transport of liquids with slightly damaged becoming structure, eg. As blood is allowed. In the pump according to the invention, the tubes are "exposed to the previous maximum utilization only at the point of valve action." The deforming element itself does not compress the tube in its entirety and does not permit a perfect expansion. The limited compression of the tube or the limited stress on deformation and the elimination of the last phase of the long-delayed perfect expansion together with those already mentioned increase the favorable properties of the peristaltic pump.
Ausführungsbeispiel 'Exemplary embodiment
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher" erläutert. In der Zeichnungsfigur 1st in schematischer ~ Darstellung die -peristaltische Pumpe gezeigt.The invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment. In the drawing figure, the peristaltic pump is shown in a schematic representation.
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Der Einfachheit halber ist in der Figur eine nur aus einem Rohr "bestehende peristaltische Pumpe dargestellt· Ein flexibles Rohr 1 ist an einem Stützelement 2 angeordnet. Gegenüber dem Stützelement 2, über dem Rohr 1, ist ein einziges deformierendes Element 3 angeordnet, während vor und nach dem deformierenden Element 3, aber nicht unmittelbar daneben und ebenfalls dem Stützelement 2 gegenüberliegend, ist je ein weiteres deformierendes Element in Form eines Ventiles 4 angeordnet·For the sake of simplicity, the figure shows a peristaltic pump consisting of only one tube · A flexible tube 1 is arranged on a supporting element 2. Opposite the supporting element 2, above the tube 1, a single deforming element 3 is arranged, while before and after the deforming element 3, but not immediately adjacent thereto and likewise opposite the support element 2, a further deforming element in the form of a valve 4 is arranged in each case ·
Selbstverständlich können anstatt der aus den deformierenden Elemente gebildeten Ventile 4 auch andere Ventile verwendet werden. Bei dem hier geschilderten Ausführungsbeispiel weisen die Ventile 4 eine hier nicht dargestellte Betätigungskonstruktion auf, die eine entgegengesetzte Punktion der Ventile 4 erlaubt, d. h» wenn das eine Ventil 4 öffnet, das andere schließt und umgekehrt.Of course, instead of the valves 4 formed from the deforming elements, other valves may be used. In the embodiment described here, the valves 4 have an actuating construction, not shown here, which allows an opposite puncture of the valves 4, d. h »when one valve 4 opens, the other closes and vice versa.
Weiterhin besteht die wesentliche Charakteristik der erfindungsgemäßen peristaltischen Pumpe darin, daß der Hub des deformierenden Elementes 3 so gewählt ist, daß das auf das Stützelement 2 aufliegende Rohr. 1 in der oberen Totpunktstellung nur geringermaßen gedruckt wird, während in der unteren Totpunktstellung, wie es aus der Figur ersichtlich ist, das Rohr 1 nicht vollkommen abgeschlossen ist. Genau präzisiert kommt dieser Zustand so zustande, indem der Hub des deformierenden Elementes 3 kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohres 1 und die eine Endstellung des Hubes in einer Entfernung von dem Stützelement 2 liegt, die kleiner ist als -der Außendurchmesser des Rohres 1, während die andere Endstellung in einem.größeren Abstand von dem Stützelement 2 liegt als das Doppelte der Rohrwanddicke ·Furthermore, the essential characteristic of the peristaltic pump according to the invention is that the stroke of the deforming element 3 is selected so that the resting on the support member 2 tube. 1 is printed in the top dead center only slightly, while in the bottom dead center position, as can be seen from the figure, the tube 1 is not completely completed. To be more precise, this condition is such that the stroke of the deforming element 3 is smaller than the inner diameter of the tube 1 and the one end position of the stroke is at a distance from the support element 2 which is smaller than the outer diameter of the tube 1 the other end position is at a greater distance from the support element 2 than twice the pipe wall thickness ·
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen peristaltischen Pumpe ist wie folgt:The mode of action of the peristaltic pump according to the invention is as follows:
7/enn angenommen wird, daß die Strömung in der Figur von links nach, rechts erfolgt, so ist in der Ausgangsstellung das rechtsseitige Ventil 4 geschlossen, während das linke Ventil 4 geöffnet ist und das deformierende Element 3 sich in seiner oberen Totpunktstellung befindet, so ist in dem Rohr 1 bis zu dem rechtsseitigen Ventil 4 Flüssigkeit vorhanden. Demnach schließt das Ventil 4 an der linken Seite ab, das Ventil 4 an der rechten Seite öffnet, wonach das deformierende Element 3 sich bis zu der unteren Totpunktstellung bewegt. Als Erfolg wird die Flüssigkeit aus dem darunter liegenden Rohrabschnitt verdrängt. Nun schließt das Ventil 4 an der rechten Seite ab, das Ventil 4 an der linken Seite öffnet und das deformierende Element 3 bewegt sich in seine obere !Totpunktstellung. Wenn die Relaxation des Rohres 1 stattfindet, d. h. es'nimmt die von dem deformierenden Element 3 zugelassene Position.der maximalen Abmessung auf, wird eine Saugwirkung auf die Flüssigkeit ausgeübt und der Rohrabschnitt unter dem deformierenden Element 3 wird wiederholt mit Flüssigkeit aufgefüllt. Demnach spielt sich der bereits beschriebene Prozeß nochmals ab.If it is assumed that the flow in the figure is from left to right, the right-hand valve 4 is closed in the starting position, while the left-hand valve 4 is open and the deforming element 3 is in its top dead center position is present in the tube 1 to the right-side valve 4 liquid. Accordingly, the valve 4 closes on the left side, the valve 4 opens on the right side, after which the deforming element 3 moves to the bottom dead center position. As a success, the liquid is displaced from the underlying pipe section. Now, the valve 4 on the right side closes, the valve 4 on the left side opens and the deforming element 3 moves to its upper dead center position. When the relaxation of the tube 1 takes place, i. H. if the position of the maximum dimension permitted by the deforming element 3 is taken up, a suction effect is exerted on the liquid and the tube section under the deforming element 3 is repeatedly filled up with liquid. Accordingly, the already described process takes place again.
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