DE68906308T2

DE68906308T2 - Peristaltische pumpe, die ausgeruestet ist, gleichzeitig mit zwei schlaeuchen zu funktionieren.

Info

Publication number: DE68906308T2
Application number: DE8989110541T
Authority: DE
Inventors: Alessandro Calari
Original assignee: Dideco SpA
Current assignee: Dideco SpA
Priority date: 1988-06-14
Filing date: 1989-06-10
Publication date: 1993-08-12
Anticipated expiration: 2009-06-11
Also published as: EP0346784B1; DE68906308D1; AU598711B2; JPH0261379A; IT1219716B; AU3639089A; DE8907184U1; ATE89057T1; US5064358A; IT8820961A0; ES2040410T3; CA1316396C; EP0346784A1

Description

Die Erfindung betrifft eine peristaltische Pumpe, die gleichzeitig mit zwei Schläuchen arbeiten kann.
Bekanntermaßen enthalten peristaltische Pumpen einen Drehkopf, der mit Rollen versehen ist, die wenigstens eine Fluid-Förderleitung oder einen Fluid-Förderschlauch aus flexiblem oder weichem Material, wie etwa aus PVC, Silikon oder Polyurethan, an Bereichen zylindrischer, ruhender Oberflächen für diesen Schlauch komprimieren, die in dem feststehenden Gehäuse der Pumpe vorgesehen sind.
Eine wesentliche Voraussetzung für ein gutes Funktionieren der Pumpe ist, daß die Rollen auf wenigstens einen Schlauch einen so großen Druck ausüben, als erforderlich ist, um diesen Schlauch vollständig abzusperren; und zu diesem Zweck sind die Pumpen mit mikrometrischen Einstelleinrichtungen oder mit selbstsperrenden Federsystemen versehen.
DE-A-2 162 998 beschreibt eine peristaltische Pumpe, enthaltend einen zylindrischen Rotor, der Druckrollen an seiner Umfangskante aufweist, die bei einer Drehbewegung des Rotors mit einem flexiblen Fluid-Förderschlauch in Eingriff kommen. Der Förderschlauch ist in einem Gehäuseelement untergebracht, das durch geeignete Mechanismen linearbeweglich in Richtung auf den Rotationsmittelpunkt des Motors und von diesem weg gestaltet ist, weshalb der Druck der Rollen auf den Förderschlauch variiert werden kann.
FR-A-2 388 255 zeigt eine peristaltische Pumpe, die ein Paar von einander gegenüberliegenden Backenelementen umfaßt, die jeweils um entsprechend diametral entgegengesetzte Achsen schwenkbeweglich sind. Die Backen sind mit im wesentlichen halbkreisförmigen Wänden versehen, die einen im wesentlichen zylindrischen Aufnahmesitz für einen zylindrischen Rotor bilden, der an seiner Außenseite mit einer Mehrzahl von Druckrollen versehen ist. Ein Paar identischer flexibler Leitungen ist aufgrund der Schwenkbewegung der Backen leicht anzuordnen, jeweils an den betreffenden halbkreisförmigen Wänden der Backen, um mit den sich drehenden Druckrollen in Eingriff zu gelangen.
CH-A-463 284 zeigt eine in linearer Richtung betätigte Druckrolle, die eine Serie von flexiblen Druckschläuchen absperrt, die in einer Ebene gegenuber einem Stützkörper angeordnet sind. Der Stützkörper hat eine stufenförmige Gestalt an seiner den Förderschläuchen zuweisenden Seite und dadurch können die einzelnen Förderschläuche unterschiedliche Durchmesser aufweisen, während sie von der gleichen Rolle gedrückt werden.
Üblicherweise werden diese Pumpe in der Medizin verwendet, etwa bei der Infusion von Medikamenten oder in extrakorporalen Blutkreisen.
Es zeigt sich häufig, daß eine peristaltische Pumpe gleichzeitig mit zwei Schläuchen arbeiten muß, die unterschiedliche Fluidströme in einem genau bestimmten Verhältnis fördern sollen, wie dies etwa bei der gleichzeitigen Förderung von Blut in einem Schlauch und Antikoagulans- Fluiden in dem anderen Schlauch der Fall ist, wobei das erforderliche Verhältnis zwischen den Strömungstempi der beiden Fluide mittels einer geeigneten Wahl der Durchgangsflächen der beiden Schläuchen erzielt wird.
In dieser Situationsart trifft jedoch eine Bedienungsperson mit einer herkömmlichen Art von peristaltischen Pumpen auf schwerwiegende Grenzen: In herkömmlichen Pumpen weisen tatsächlich die zwei Bereiche zydlindrischer, ruhender Oberflächen den gleichen Krümmungsradius auf, weshalb es notwendig ist, Schläuche mit unterschiedlicher Durchgangsfläche, jedoch gleicher Wandstärke zu verwenden, wenn die Tatsache gewünscht wird, daß die Rollen beim Kontakt mit den Schläuchen diese so stark komprimieren, daß diese vollständig abgesperrt werden.
Derartige Schläuche zur Verfügung zu stellen, ist immer schwierig, und es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine peristaltische Pumpe zu entwickeln, die gleichzeitig wirksam mit zwei Schläuchen arbeiten kann, ohne daß die beiden Schläuche notwendigerweise die gleiche Wandstärke aufweisen.
Diese Aufgabe wird durch eine peristaltische Pumpe gelöst, die gleichzeitig mit zwei Schläuchen arbeiten kann, wie dies in den beigefügten Ansprüchen festgelegt ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsbeispiels, das in der beigefügten Zeichnung beispielhaft dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen
Fig.1 eine schematische Schnittansicht der Pumpe längs der Linie I-I in Fig.2;
Fig.2 eine Frontansicht der erfindungsgemäßen Pumpe.
Bezugnehmend auf die oben genannten Figuren enthält die peristaltische Pumpe einen Drehkopf 1, der innerhalb eines im wesentlichen hohlen, zylindrischen, feststehenden Gehäuses 8 drehbeweglich angeordnet ist, der mit zwei halbkreisförmigen Innenflächen versehen ist, die jeweils eine erste bogenförmige oder gekrüümte Oberfläche 7a sowie eine zweite bogenförmige oder gekrümmte Oberfläche 7b aufweisen, die gegenüber der Rotationsachse 11 des Drehkopfes 1 koaxial angeordnet sind, und der weiterhin mit Öffnungen 9 und 10 versehen ist.
Bezugnehmend auf Fig.2 ist das Gehäuse 8 auf einem feststehenden Stützring 15 abgestützt, der eine abgeschrägte Umfangskante 16 umfaßt, mit der eine entsprechend abgeschrägte Kante 17 des hülsenartigen Gehäuses 8 in Eingriff steht. Das Gehäuse 8 ist aufgrund der zueinander passenden konischen Oberflächen 16 und 17 zentriert.
Das Gehäuse 8 ist von einem entfernbaren Deckel 20 abgedeckt und auf dem Ring 15 durch einen in der Zeichnung nicht veranschaulichten Schnappmechanismus befestigt.
Der Stützring 15 ist auf einer Grundplatte 18 befestigt, die eine Öffnung 19 aufweist, durch die die Übertragungseinrichtung 13 in das Innere des Gehäuses 8 ragt.
Der Drehkopf 1 ist oben an der Welle 12 der übertragungseinrichtung 13 festgekeilt, was schematisch in Fig.l dargestellt ist, so daß die Drehbewegung der Welle 12 von einem, in der Zeichnung nicht dargestellten Motor auf den Drehkopf eine Drehbewegung überträgt.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel kann auch die Welle 12 anstelle der zahnradgetriebenen Übertragungseinrichtung 13 von einem geeigneten Elektromotor gedreht werden, der gleichfalls in der Zeichnung nicht veranschaulicht ist.
Der Drehkopf 1 enthält weiterhin in hohlen Sitzen Rollen 2, 3 und 4, die drehbeweglich mit Zapfen 2a, 3a und 4a durch Antifriktions-Einrichtungen verbunden sind. Die hohlen Sitze sind in dem Gehäuse des Kopfes 1 nahe einer Umfangsoberfläche davon vorgesehen, wobei lediglich der Zapfen 4a und die Rolle 4, in der ein Lager 4b sichtbar ist, schematisch in Fig.2 veranschaulicht sind.
Die Achsen der Zapfen 2a, 3a und 4a sind, genau gesagt, parallel zur Rotationsachse 11 des Drehkopfes 1 angeordnet.
Vorteilhafterweise weisen die Rollen Bereiche auf, die von der Umfangsoberfläche des Drehkopfes abstehen, so daß sie mit den flexiblen Leitungen oder Schläuchen 5, 6 in einer an sich bekannten Weise zusammenwirken, wie dies etwa im deutschen Patent 2,162,998 beschrieben wurde.
Zapfenartige Positionierungselemente 9a, 9b und 10a, 10b sind nahe jeder Öffnung 9 bzw. 10 vorgesehen. Sie dienen der Ausrichtung der Schläuche 5 und 6, die zwischen den Oberflächen 7a und 7b des feststehenden Gehäuses 8 und der Oberfläche der vorstehenden Bereiche der verschiedenen Rollen 2, 3 und 4 angeordnet sind.
Die Schläuche 5 und 6 bestehen aus flexiblen Leitungen, die beispielsweise aus Kunststoff gefertigt sind, und die im vorliegenden Fall unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen.
Die Rollen 2, 3 und 4 bilden während der Drehbewegung des Drehkopfes 1 einen ersten, zwischen der ersten gekrümmten Oberfläche 7a und der Umfangsoberfläche jeder Rolle liegenden Zwischenraum sowie einen zweiten, zwischen der zweiten gekrümmten Oberfläche 7b und der Umfangsoberfläche der Rollen 2, 3 und 4 liegenden Zwischenraum.
Vorteilhafterweise weist der erste Zwischenraum eine Dicke auf, die im Querschnitt betrachtet kleiner ist als die Dicke des zweiten Zwischenraums.
Die Oberfläche 7a weist insbesondere einen Krümmungsradius r auf, der, in Bezug auf die Rotationsachse des Drehkopfes 1, kleiner ist als der entsprechende Krümmungsradius R der gekrüümten Oberfläche 7b.
Auf diese Weise ist der Zwischenraum zwischen der Oberfläche 7a und einer der Rollen 2, 3 oder 4 kleiner als der Zwischenraum zwischen der Oberfläche 7b und den Rollen 2, 3 oder 4.
Auf diese Weise ist die flexible Leitung 5 kleineren Durchmessers an der Oberfläche 7a mit kleinerem Radius r positioniert, während die flexible Leitung 6 größeren Durchmessers an der Wand 7b mit größerem Durchmesser R angeordnet ist.
Es ergibt sich daher im einzelnen aus dem Vorstehenden, daß die Rollen 2, 3 und 4 einen Umfang beschreiben, der koaxial zur Rotationsachse 11 des Drehkopfes 1 während der Drehbewegung davon angeordnet ist.
Zur Verdeutlichung sollte klargestellt sein, daß der Unterschied zwischen dem Radius r der Oberfläche 7a und der Entfernung der Umfangsoberfläche 2, 3 und 4 von der Rotationsachse 11 geeignet sein muß; d.h. unter bestimmten Bedingungen muß er geringfügig kleiner als die doppelte Wandstärke der Leitung 5 sein; entsprechende Erwägungen gelten auch für die Oberfläche 7b und die Leitung 6.
Vorteilhafterweise kann eine Mehrzahl von feststehenden Gehäusen 8 vorgesehen sein, die Innenflächen 7a oder 7b aufweisen, die Radii R und r bilden, die sich gegeneinander und gegenüber den betreffenden Drehköpfen 1 unterscheiden, um auf diese Weise den Einsatz von flexiblen Leitungen mit unterschiedlichen Querschnitten in verschiedenen Kombinationen zu ermöglichen.
Wie aus Fig.1 ersichtlich, sind die Öffnungen 9 und 10 in der Form eines fehlenden Bereichs in der Umfangswand des zylindrischen Gehäuses 8 ausgebildet.
Dies ermöglicht einerseits eine leichte Überprüfung während des Einsatzes der Pumpe und andererseits das Entfernen des Gehäuses 8 auf stark vereinfachte Weise, wenn das Gehäuse 8 einer Größe durch ein Gehäuse 8 einer anderen Größe ersetzt werden soll.
Wie bereits erwähnt, ist das hülsenartige Gehäuse 8 leicht durch ein axiales Versetzen entfernbar und aufgrund der konischen Oberflächen 16 und 17 leicht zentrierbar.
In der Praxis wurde festgestellt, daß die Pumpe die gestellte Aufgabe löst, da sie ein Arbeiten mit zwei Schläuchen oder flexiblen Leitungen unterschiedlichen Querschnitts und damit unterschiedlichen Strömungstempi ermöglicht, ohne daß die Leitungen unterschiedlicher Wandstärken bedürften oder komplizierte Einstellungen der Pumpe erforderlich wären.
Die Peristaltische Pumpe ist somit zahlreichen Modifikationen und Variationen zugänglich, die alle im Rahmen des erfinderischen Konzepts liegen; weiterhin können alle Einzelheiten durch technisch äquivalente Elemente ausgetauscht werden.
In der Praxis können sowohl die verwendeten Materialien als auch die Abmessungen den besonderen Anforderungen sowie dem Stand der Technik entsprechend gewählt werden.
Soweit auf technische Merkmale in Ansprüchen Bezugszeichen folgen, so wurden diese Bezugszeichen lediglich zur größeren Verständlichkeit der Ansprüche eingefügt, weshalb diese Bezugszeichen keinerlei beschränkende Wirkung auf den Umfang der nur beispielhaft mit diesen Bezugszeichen bezeichneten Elemente haben.

Claims

1. Peristaltische Pumpe, die gleichzeitig mit zwei Schläuchen (5, 6) arbeiten kann, enthaltend ein feststehendes hohles Gehäuse (8), das wenigsens eine zylindrische Wand aufweist, die wenigstens eine erste bogenförmige Oberfläche (7a) sowie wenigstens eine zweite bogenförmige Oberfläche (7b) bildet, wobei die erste und die zweite Oberfläche (7a, 7b) an diametral entgegengesetzten Positionen angeordnet sind, wobei die Pumpe weiterhin einen Drehkopf (1) enthält, der eine Umfangsoberfläche aufweist und gegenüber der ersten und der zweiten bogenförmigen Oberfläche (7a, 7b) koaxial drehbar innerhalb des hohlen Gehäuses (8) angeordnet ist, wobei der Drehkopf (1) wenigstens eine Rolle (2, 3, 4) aufweist, die drehbeweglich damit nahe der Umfangsoberfläche verbunden und drehbar um eine Achse (2a, 3a, 4a) angeordnet ist, die im wesentlich parallel zur Rotationsachse (11) des Drehkopfes (1) verläuft, wobei ein Bereich der wenigstens einen Rolle (2, 3, 4) von der Umfangsoberfläche absteht und auf diese Weise erste und zweite Zwischenräume zwischen seiner Umfangsoberfläche und der ersten (7a) bzw. der zweiten (7b) bogenförmigen Oberfläche gebildet werden, um in den ersten bzw. zweiten Zwischenräumen angeordnete Schläuche (5, 6) während der Drehbewegung des Drehkopfes (1) zu komprimieren, dadurch gekennzeichnet, daß der von der ersten bogenförmigen Oberfläche (7a) und der wenigstens einen Rolle (2, 3, 4) gebildete erste Zwischenraum eine radiale Weite aufweist, die kleiner ist als die des zweiten Zwischenraums, der von der zweiten bogenförmigen Oberfläche (7b) und der wenigstens einen Rolle (2, 3, 4) gebildet wird.

2. Peristaltische Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Entfernung der ersten Oberfläche (7a) von der Rotationsachse (11) des Drehkopfes (1) geringer ist als die radiale Entfernung der zweiten Oberfläche (7b) von der Rotationsachse (11).

3. Peristaltische Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Gehäuse (8) eine hülsenartige Gestalt hat, die eine abgeschrägte Umfangskante (16) aufweist, die in Eingriff mit einer abgeschrägten Kante (17) eines Stützringes (15) für die Hülse (8) steht.