DE19729612C2

DE19729612C2 - Peristaltikpumpe

Info

Publication number: DE19729612C2
Application number: DE1997129612
Authority: DE
Inventors: Christoph Schmidt
Original assignee: DOERING GmbH
Current assignee: DOERING GmbH
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 2001-05-17
Anticipated expiration: 2017-07-11
Also published as: DE19729612A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine peristaltische Pumpe zur Förderung von flüssigen und gasförmigen Medien.

Pumpen, die auf dem Prinzip der Peristaltik beruhen, werden in den unterschiedlichsten Anwendungsgebieten verwendet, wie etwa in der Medizintechnik zur Förderung von Flüssigkeiten, wie Infusionslösungen. Je nach Anwendungsgebiet werden dabei geeignete Schläuche für den Pumpvorgang verwendet, durch die das zu fördernde Medium gepreßt wird. Prinzipiell wird dabei der das Medium fördernde Schlauch in einem bestimmten Ab schnitt in Pumprichtung fortschreitend zusammengedrückt, so daß das Medium in die gewünschte Richtung gepreßt wird und dorthin fließt.

Beispielsweise zeigt die DE-A-39 23 457 eine Vorrichtung zum Injizieren von Flüssigkeiten, die aus einer Peristaltikein heit mit vier Pumpenstößeln besteht. Diese vier Pumpenstößel schließen und öffnen einen Aufnahmeraum bzw. Förderkammern in einer vorgegebenen Reihenfolge. Weitere Peristaltikpumpen sind beispielsweise aus der DE-A-31 04 873, der US-A- 3 518 033, und der DE-A-195 29 894 bekannt.

Die DE-A-195 29 894 zeigt eine Peristaltikpumpe zur Förderung von flüssigen und gasförmigen Medien mit im wesentlichen konstanter Förderrate. Dazu weist die Pumpe eine Hauptperistaltikeinheit mit nichtlinearer Förder rate und eine Zusatzperistaltikeinheit mit variabler Förderrate auf.

Die DE-A-40 06 763 zeigt eine Schlauchpumpe mit einer Quetschvorrichtung mit zahlreichen, den Schlauch zyklisch gegen ein Gegenlager drückenden Pumpfingern, die von einer Nockenwelle betätigt werden.

Die WO-A-96/05435 zeigt eine Peristaltikpumpe zum Fördern eines Fluides durch einen deformierbaren Schlauch, der in einer Andrückvorrichtung liegt. Die Pumpe treibt über eine Nockenwelle mehrere gegenüberliegende hebelartige Pumpenfinger an. Die gegenüberliegenden Pumpenfinger sind jeweils auf einer parallel zur Nockenwelle angeordneten Welle kippbar gelagert. Die jeweils nach oben ragenden Enden der gegenüberliegenden Pumpenfinger sind jeweils durch eine Feder gegen die Nocken der Nockenwelle vorgespannt.

Die EP-A-0 526 962 betrifft eine Peristaltikpumpe zum Fördern eines Fluides durch einen flexiblen Schlauch. Dazu ist eine Antriebswelle mit Nocken vorgesehen, die über ein Gelenk Pumpfinger jeweils in eine Hubbewegung versetzen, so daß der Schlauch derart zusammengequetscht wird, daß eine Fluidförderung erfolgt.

Durch die Notwendigkeit, den zusammengepreßten Schlauchab schnitt wieder mit dem Medium zu füllen, aber vor allem durch die Tatsache, daß obengenannte Preßvorgänge wellenför mig vor sich gehen, erfolgt die Beförderung des Mediums nicht linear, sondern ebenfalls mit einer wellenförmigen und somit pulsierenden Förderrate.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Peristaltikpumpe mit im wesentlichen konstanter bzw. li nearer Förderrate anzugeben. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.

Bei der Lösung geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, zur Linearisierung der Peristaltik eine Einrichtung mit meh reren Lagerelementen vorzusehen, die als Dreh- bzw. Auflage punkte für eine Hebelbewegung der Pumpglieder der Peristal tikpumpe dienen und die bewegten Peristaltikglieder über die Hebelwirkung den Schlauch der Peristaltikpumpe zyklisch ab quetschen.

Die vorgesehene Einrichtung besteht dazu aus einem ersten bzw. unteren Lagerbock und einem zweiten bzw. oberen Lager bock, die entsprechende erste und zweite Lagerelemente auf weisen. Werden nun die Peristaltikglieder, die einen Kipphe bel und einen Schieber aufweisen, mittels einer Nockenwelle mit konstanter Exzentrität bewegt, führen die Kipphebel um den jeweiligen Lagerpunkt am zweiten bzw. oberen Lagerbock eine gleichzeitige Abroll- und Gleitbewegung aus, die über die Hebelwirkung in einer linearen Auf-/Ab-Bewegung der Schieber resultiert. Dabei bestimmen die Positionen der La gerelemente des zweiten Lagerbocks das Hebelverhältnis der Kipphebel und den Hub der Schieber. Die Position der Lager elemente ist dazu in vertikaler, wie in horizontaler Rich tung frei wählbar

Durch die erfindungsgemäße Peristaltikpumpe lassen sich be liebige Wellenfunktionen der Peristaltik realisieren, um eine Linearisierung der Förderrate bzw. des Flusses zu er reichen. Ferner ist durch die Verwendung von Lagerböcken, Kipphebeln und Schiebern und durch die Verstellmöglichkeit der entsprechenden Andruckfläche, sowie der Nockenwelle mög lich, die Peristaltik auf unterschiedliche Schlauchdurchmes ser und Schlauchwandstärken einzustellen. So ist die An druckfläche für den Schlauch insbesondere vertikal, d. h. in Richtung der Schieber, verstellbar, und die Nockenwelle ist vorzugsweise horizontal und/oder vertikal parallel verstell bar. Die geeignete Form des Lagerbocks bzw. die geeignete Positionierung der Lagerelemente ermöglicht eine Lineari sierung der Förderrate bzw. des Flusses.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Peristaltikpumpe;

Fig. 2 den ersten bzw. unteren Lagerbock mit entsprechenden Lagerelementen; und

Fig. 3 den zweiten bzw. oberen Lagerbock mit entsprechenden Lagerelementen.

Gemäß Fig. 1 weist eine erfindungsgemäße Peristaltikpumpe mehrere Peristaltikglieder 2 _i auf, die mit einer Nockenwelle 1 derart verbunden sind, daß eine Umdrehung der Nockenwelle eine zyklische Bewegung der Peristaltikglieder verursacht. Jedes der Peristaltikglieder weist einen Kipphebel 21, sowie einen Schieber 22 auf. Die Schieber und die Kipphebel sind über entsprechende Gelenke 6 _i miteinander verbunden. Weiter hin weist die erfindungsgemäße Peristaltikpumpe einen ersten bzw. unteren Lagerbock 41, sowie einen zweiten bzw. oberen Lagerbock 42 auf. Wie in den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, sind am unteren Lagerbock 41 mehrere Lagerelemente 51 _j angeordnet, während der obere Lagerbock 42 mehrere Lagerele mente 52 _j besitzt. In Fig. 1 ist zu sehen, daß die Kipphebel mit den Lagerelementen 51 _j und 52 _j in Verbindung stehen.

Ein Drehen der Nockenwelle 1 bewirkt nun wegen der Lager böcke bzw. wegen der Auflage der Kipphebel auf den Lagerele menten 51 _j, 52 _j eine Hebelbewegung der Kipphebel, wobei die Lagerelemente als Drehpunkt wirken. Diese Hebelbewegung der Kipphebel wird über die Gelenke 6 _i umgesetzt in eine lineare vertikale Bewegung der Schieber 22 _i. Diese lineare Bewegung bewirkt ein zyklisches und fortschreitendes Abquetschen des Schlauches 3, der gegen eine Andruckfläche 8 gepreßt wird. Die Schieber 22 _i laufen dabei entlang eines Anschlags 7 des oberen Lagerbocks 42 und gegebenenfalls auch entlang eines entsprechenden Anschlags des unteren Lagerbocks. Um die Füh rung der Schieber in ihrer Längsrichtung weiter zu verbes sern, kann an der freien Längsseite der Schieber eine nicht dargestellte Deckplatte vorgesehen sein. Jedenfalls ist durch geeignete Maßnahmen sicherzustellen, daß die Schieber und der Schlauch ausgerichtet bleiben.

Wie in Fig. 2 und 3 zu sehen ist, sind die Lagerelemente 51 _j und 52 _j an dem unteren bzw. oberen Lagerbock an unter schiedlichen Positionen angeordnet. Dies hat zur Folge, daß unterschiedliche Kipphebel sich um verschiedene Drehpunkte drehen, was aufgrund der sich daraus ergebenden unterschied lich langen Hebelarme zu unterschiedlichen Auslenkungen der Schieber führt. Je nach Auslenkung der Schieber kann somit ein mehr oder minder starkes Abquetschen des Schlauches er reicht werden. Je nach Anordnung der Drehpunkte bzw. der La gerelemente drücken manche Schieber den Schlauch nur noch wenig oder sogar gar nicht mehr ab. Die unterschiedlichen Auslenkungen der Schieber und das daraus resultierende unterschiedlich starke Abquetschen des Schlauches bewirken bei geeigneter Einstellung der Lagerelemente eine Lineari sierung der Förderrate der Peristaltikpumpe. Da die Position der Lagerelemente in vertikaler wie in horizontaler Richtung frei wählbar ist, lassen sich beliebige Wellenfunktionen der Peristaltik realisieren, um diese Linearisierung zu errei chen.

Claims

1. Peristaltikpumpe mit

a) einer Bewegungseinrichtung (1);
b) mehreren Pumpgliedern (2 _i) zum fortschreitenden Ab quetschen eines Schlauches (3) gegen eine Andruck fläche (8); und
c) einer Einrichtung (4) mit mehreren Lagerelementen (5 _j);

wobei die Pumpglieder (2 _i) über eine Hebelwirkung das Ab quetschen des Schlauches (3) bewirken und die La gerelemente (5 _j) als Drehpunkte dienen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Hebelarme der Pumpglieder (2 _i) zwischen der Drehachse der Bewegungseinrichtung (1) und den verschiedenen Lagerelementen (5 _j) durch die unterschiedliche Position der Lagerelemente (5 _j) bestimmt wird.

2. Peristaltikpumpe nach Anspruch 1, wobei die Pumpglieder (2 _i) an der Lagerelementen (5 _j) eine gleichzeitige Ab roll- und Gleitbewegung ausführen.

3. Peristaltikpumpe nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine ge eignete Anordnung der Lagerelemente (5 _j) eine Lineari sierung der Förderrate bewirkt.

4. Peristaltikpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Bewegungseinrichtung (1) eine Nockenwelle ist.

5. Peristaltikpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jedes der Pumpglieder (2 _i) einen Kipphebel (21 _i) und einen Schieber (22 _i) aufweist.

6. Peristaltikpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Einrichtung (4) einen ersten Lagerbock (41) und einen zweiten Lagerbock (42) aufweist.

7. Peristaltikpumpe nach Anspruch 6, wobei der erste Lager bock (41) mehrere erste Lagerelemente (51 _j) aufweist.

8. Peristaltikpumpe nach Anspruch 6 oder 7, wobei der zweite Lagerbock (42) mehrere zweite Lagerelemente (52 _j) aufweist.

9. Peristaltikpumpe nach Anspruch 7 oder 8, wobei die La gerelemente (51 _j, 52 _j) in einer zum Schlauch senkrechten Ebene verstellbar sind.

10. Peristaltikpumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Kipphebel (21 _i) am zweiten Lagerbock (42) eine gleichzeitige Abroll- und Gleitbewegung ausführen.

11. Peristaltikpumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wo bei der zweite Lagerbock (42) das Hebelverhältnis der Kipphebel (21 _i) und den Hub der Schieber (22 _i) bestimmt.

12. Peristaltikpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 11, wo bei die Schieber (22 _i) in Abquetschrichtung eine lineare Bewegung ausführen.

13. Peristaltikpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wo bei die Lage der Andruckfläche (8) verstellbar ist.

14. Peristaltikpumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wo bei die Peristaltikpumpe n Pumpglieder und m erste und zweite Lagerelemente aufweist, wobei m ≦ n ist.

15. Peristaltikpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 14, da durch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle konstante Exzentrität aufweist.

16. Peristaltikpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 15, da durch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle horizontal und/oder vertikal parallel verschiebbar ist.