DE3940730A1

DE3940730A1 - Peristaltic flexible hose pump - has rotor with rollers mounted on spring-loaded levers

Info

Publication number: DE3940730A1
Application number: DE19893940730
Authority: DE
Inventors: Uwe Rosenberger
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1989-12-09
Filing date: 1989-12-09
Publication date: 1991-06-13

Abstract

The peristaltic hose pump is used for the delivery of a fluid. It has a stator housing and a driven rotor in which the stator has a crown-shaped recess whose wall forms a support for a section of the hose on whic several rollers forming part of the rotor act. The rollers (3) which squeeze the hose (7) are cyclically controlled in their squeezing action by the curved paths (2,2') set in the stator. USE/ADVANTAGE - Peristaltic pump in which pressure and volume fluctuations are reduced.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlauchpumpe nach dem Ober begriff des Hauptanspruches, wie sie durch das DE-GM 81 28 320.1 bekannt sind.The invention relates to a peristaltic pump grasped the main claim as set out by the DE-GM 81 28 320.1 are known.

Schlauchpumpen dienen der Förderung flüssiger bis zäh flüssiger Stoffe. Ihre Vorteile liegen in der Trennung des mechanischen Teils von dem das Medium führenden Schlauch, so daß aggressive Medien gefördert werden können und der Schlauch ohne Öffnen des Kreislaufs aus der Pumpe entnommen werden kann. Weitere Vorteile liegen in der Toleranz gegen über im Medium enthaltenen Festkörpern sowie der feinen Dosierbarkeit des Massenstromes.Peristaltic pumps are used to pump liquid to viscous liquid substances. Your advantages lie in the separation of the mechanical part of the hose carrying the medium, so that aggressive media can be promoted and the Remove the hose from the pump without opening the circuit can be. Another advantage is the tolerance against about solids contained in the medium as well as the fine Meterability of the mass flow.

Um einen Druck aufbauen zu können, muß sichergestellt sein, daß der Schlauch zu jedem Zeitpunkt einer Umdrehung (Zy klus) an mindestens einer Stelle gequetscht wird. Hierzu werden bislang Rollen verwendet, die - starr oder gefedertIn order to build up pressure, it must be ensured that that the hose at any time of a revolution (Zy klus) is squeezed at at least one point. For this So far, roles have been used that - rigid or sprung

- Always the hose against the circumference of the pump body press. At the outlet point of the hose to the outside the roller leaves the hose, causing its cross cut changed. This causes unwanted pulsations of the mass flow, which make precise dosing difficult. Numerous approaches to reducing this volume and Pressure fluctuations have been developed:
- Detection of the mass flow and control of the drive speed to compensate for fluctuations
- Parallel connection of several pumps
- Increase in the number of roles, which leads to more fluctuations leads, but distributed this more evenly.

All diesen Lösungen haftet ein im allgemeinen erhöhter Aufwand oder teilweiser Verlust obengenannter Vorteile an.All of these solutions have a generally increased level Effort or partial loss of the above advantages.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Wahrung der obengenannten Vorteile und ohne Einsatz einer Hilfsenergie die Pulsationen des Massenstromes zu vermindern.The invention is based, while maintaining the task advantages mentioned above and without the use of auxiliary energy reduce the pulsations of the mass flow.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rollen vor dem Austritt des Schlauchs von diesem über eine Zwangsführung durch Kurvenbahnen langsam abgehoben werden. Die hierbei ebenfalls entstehende Volumenverminderung wird durch gleichzeitiges Anfahren der nachfolgenden abgehobenen Rolle gegen den Schlauch ausgeglichen, indem darauf abge stellte Kurvenverläufe vorgesehen sind.This object is achieved in that the Roll over a hose before it exits Forced guidance through cam tracks can be slowly lifted off. The resulting reduction in volume is also by simultaneously moving off to the following lifted off Compensated roller against the hose by posed curves are provided.

Der Erfindungsgedanke ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:The inventive concept is in one embodiment explained in more detail with reference to the accompanying drawing. Here shows:

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf den Pumpenkopf mit geschnittenen Kurvenstücken, Fig. 1 shows schematically a plan view of the pump head curve with cut pieces,

Fig. 2 einen Detailschnitt durch den Pumpenkopf nach der Linie 2-2 in Fig. 1, Fig. 2 shows a detail section through the pump head according to the line 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 schematisch die verschiedenen Arbeitsphasen A, B, C, D, Fig. 3 shows schematically the various phases A, B, C, D,

Fig. 4 in schematischer Darstellung die sich aus Fig. 3 ergebenden Kurvenläufe, Fig. 4 shows a schematic representation of the curve runs resulting from Fig. 3,

Fig. 5 eine Graphik des Massenstromes einer Musterpumpe gemäß Ausführungsbeispiel, und zwar ohne Zwangs führung der Rollen und Fig. 5 is a graph of the mass flow of a sample pump according to the embodiment, and without guidance of the roles and

Fig. 6 einmal mit Zwangsführung durch eingesetzte Kurven stücke nach der Erfindung. Fig. 6 once with forced guidance through inserted curves pieces according to the invention.

Unter Berücksichtigung der Anforderungen eines zyklischen Betriebes sowie der permantenten Unterbrechung des Kreis laufs durch mindestens eine Rolle kommt man unter Hinweis auf die Zeichnungen zu folgender Ausgestaltung: Der Pumpenkörper bildet einen kreisförmigen Topf bzw. ein Gehäuse 1, an dessen Innenwand 1′ der Schlauch 7 liegt.Taking into account the requirements of cyclical operation and the permanent interruption of the circuit by at least one roller, the following configuration is obtained with reference to the drawings: The pump body forms a circular pot or a housing 1 , on the inner wall 1 'of which the hose 7 lies .

Eine zentrisch liegende Haltevorrichtung 6 wird angetrieben und bewegt mindestens drei gleichmäßig über den Umfang ver teilte Rollen 3, die durch Kraftwirkung, z. B. einer Feder 4, an die Innenseite der Wandung 1′ gepreßt werden und so den dort befindlichen Schlauch 7 abquetschen. In Bereichen, in denen die Rollen 3, wie oben beschrieben, vom Schlauch 7 abgehoben werden sollen, befinden sich neben dem Schlauch Kurvenstücke 2, 2′ aus festem Material, auf die die Rollen 3 auflaufen und radial nach innen geführt werden, so daß der Schlauch 7 je nach Kurvenform verschieden schnell entlastet wird. Da die Rollen 3 für eine zyklischen Betrieb immer in ihre Ausgangslage zurückgeführt werden müssen, sorgen ge genläufige Kurven für ein erneutes Quetschen des Schlau ches 7. Diese Bereiche müssen so gewählt werden, daß sie entweder genau gegenläufig zu einem weiteren Bereich wir ken, oder daß durch eine dazwischenliegende geschlossene Rolle sichergestellt ist, daß keine Schwankungen auf die pulsarme Anschlußseite gelangen können. Es ist auch zu vermeiden, daß eine Rolle 3 zwischen zwei bereits ge schlossenen Rollen 3 schließt, da dies im eingeschlos senen Schlauchstück zu einer Druckerhöhung führt, die Pulsationen bewirkt, sobald sie die Anschlußseite erreicht.A centrally located holding device 6 is driven and moves at least three evenly distributed over the circumference ver 3 rollers, which by force, z. B. a spring 4 , to the inside of the wall 1 'are pressed and so squeeze the hose 7 located there. In areas in which the rollers 3 , as described above, are to be lifted off the hose 7 , there are curve pieces 2 , 2 'of solid material next to the hose, onto which the rollers 3 run and are guided radially inwards, so that the Hose 7 is relieved at different speeds depending on the shape of the curve. Since the rollers 3 must always be returned to their starting position for a cyclical operation, ge curvilinear curves ensure that the claw 7 is squeezed again. These areas must be selected so that they either act exactly in the opposite direction to another area, or that an intermediate closed roller ensures that no fluctuations can reach the low-pulse connection side. It is also to avoid that a roller includes between two already closed ge rollers 3 3, since this results in the on Schlos Senen tube piece to a pressure increase, causes the pulsations, as soon as it reaches the terminal side.

Bei der Ausführung des Pumpenkopfes gemäß Fig. 1 mit einem Rotor aus einem Armstern 6 mit drei Armen, drei Kipphe beln 5, drei Rollen 3 und drei Federn 4 ergeben sich die Fig. 3 gezeigten Arbeitsphasen, woraus sich die benötigten Kurvenläufe gemäß Fig. 4 herleiten. In der Phase A läuft die Rolle I in den Schlauch ein und quetscht ihn. Rolle III hält den Kreislauf geschlossen. In der Phase B hält die nun wirksame Rolle I den Kreislauf geschlossen. Rolle II und III bewegen sich gegenläufig, so daß die Pulsation ver mindert wird. In der Phase C kann die nun geöffnete Rolle III ungestort auslaufen und die Öffnung durchqueren. Rolle I öffnet sich, während Rolle II den Kreislauf schließt. In der Phase D werden die Rollen wieder in eine Position vor Phase A gebracht, so daß der Zyklus von neuem beginnen kann. Der Vergleich der beiden Diagramme gemäß Fig. 5 und 6 zeigen, daß bei Fehlen der Kurvenstücke 2, 2′ gemäß Fig. 1 keine pulsationsfreie Förderung der Massen ströme erreichbar ist, während gemäß Fig. 6 bei Vorhanden sein der erfindungsgemäßen Kurvenstücke 2, 2′ ein quasi pulsationsfreier Massenstrom erreichbar ist.In the embodiment of the pump head of FIG. 1 with a rotor of a Armstern 6 with three arms, three Kipphe beln 5, three rollers 3 and three springs 4 give the Fig. Working phases shown 3, resulting in the required curve runs of FIG. 4 derive. In phase A, roll I runs into the hose and squeezes it. Roll III keeps the cycle closed. In phase B, the now effective role I keeps the cycle closed. Roll II and III move in opposite directions, so that the pulsation is reduced ver. In phase C, the now opened roller III can run out undisturbed and cross the opening. Roll I opens, while Roll II closes the cycle. In phase D, the rollers are brought back to a position in front of phase A, so that the cycle can start again. The comparison of the two graphs in accordance with FIGS. 5 and 6 show that in the absence of the curve pieces 2, 2 'according to Fig. 1, no pulsation of the mass flows can be reached, while its in the presence 6 according to Fig. The curve pieces 2, 2' of the invention a quasi-pulsation-free mass flow can be achieved.

Zusammenfassend wird also zur Verminderung der Druck- und Volumenschwankungen bei peristaltischen Pumpen, die durch Auslaufen der rotierenden Quetschrollen 3 aus dem Schlauch bereich entstehen, bei mindestens drei zyklisch gesteuerten Rollen 3 der Volumenmangel beim Auslaufen einer Rolle 3 durch gegenläufiges Andrücken der nachfolgenden Rolle 3 ausgeglichen. Die hierzu verwendeten Kurvenbahnen 2, 2′, die neben dem Schlauch 7 im Pumpengehäuse 1 angebracht werden, ermöglichen eine einfache mechanische Konstruktion der Pumpe und benötigen keine Hilfsenergie.In summary, it is to reduce the pressure and volume variations in peristaltic pumps, the area caused by leakage of the rotating squeezing rollers 3 of the hose, offset the volume depletion at the expiry of a roller 3 by counter-rotating pressing the following roller 3 at least three cyclically controlled rollers. 3 The curved tracks 2 , 2 'used for this purpose, which are attached next to the hose 7 in the pump housing 1 , enable a simple mechanical construction of the pump and do not require any auxiliary energy.

Claims

1. Peristaltic hose pump for conveying a fluid, with a stator (housing) and a drivable rotor, the stator having a ring-shaped recess, the wall of which forms an abutment for an insertable hose section, on which several flex bodies of the rotor act, characterized in that the crimping body ( 3 ) squeezing the hose ( 7 ) is cyclically overridden in its pinch drive by cam tracks ( 2 , 2 ') arranged in the stator ( 1 ).

2. Hose pump according to claim 1, characterized in that the flexing bodies are formed by rollers ( 3 ) and roll on the cam tracks ( 2 , 2 ').

3. Peristaltic pump according to claim 1, characterized in that the shape and arrangement of the curved tracks ( 2 , 2 ') in the annular recess ( 1 ') of the mass flow is evenly promoted.

4. Hose pump according to claim 1 to 3, characterized in that at least three rollers ( 3 ) on the rotor ( 3 to 6 ) are mounted.

5. Hose pump according to claim 1 to 4, characterized in that the curved tracks ( 2 , 2 ') are interchangeably attached to the stator ( 3 to 6 ) to adapt to different hose diameters.

6. Peristaltic pump according to claim 1 to 5, characterized in that the cam tracks ( 2 , 2 ') for easier exchange and for variation of individual rolling phases in a modular system consist of two or more individual segments.

7. peristaltic pump according to claim 1 to 6, characterized in that the cam track ( 2 , 2 ') both outside of the hose ( 7 ) on the circumference of the pump body ( 1 ) and radially inside and both sides of this to Forced guidance of the rollers ( 3 ).