EP2087237A1 - Procédé de contrôle du débit d'une pompe péristaltique et pompe péristaltique - Google Patents

Procédé de contrôle du débit d'une pompe péristaltique et pompe péristaltique

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EP2087237A1
EP2087237A1 EP07821910A EP07821910A EP2087237A1 EP 2087237 A1 EP2087237 A1 EP 2087237A1 EP 07821910 A EP07821910 A EP 07821910A EP 07821910 A EP07821910 A EP 07821910A EP 2087237 A1 EP2087237 A1 EP 2087237A1
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EP
European Patent Office
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finger
downstream
occlusion
counter
upstream
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EP2087237B1 (fr
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Rémy WOLFF
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Fresenius Vial SAS
Original Assignee
Fresenius Vial SAS
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Publication of EP2087237A1 publication Critical patent/EP2087237A1/fr
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Publication of EP2087237B1 publication Critical patent/EP2087237B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/08—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having tubular flexible members
    • F04B43/082—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having tubular flexible members the tubular flexible member being pressed against a wall by a number of elements, each having an alternating movement in a direction perpendicular to the axes of the tubular member and each having its own driving mechanism
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/12—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action
    • F04B43/1223—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action the actuating elements, e.g. rollers, moving in a straight line during squeezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/12—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action
    • F04B43/1253—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action by using two or more rollers as squeezing elements, the rollers moving on an arc of a circle during squeezing

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the flow rate in a peristaltic pump comprising occlusion means for compressing a flexible tube by forming at least one occlusion zone cyclically moving from upstream to downstream of the pump, the means occlusion device comprising mobile compression means compressing the tube towards a counter-surface, the occluding means being actuated by control means placed on an axis of rotation.
  • the invention also relates to a peristaltic pump for implementing the method.
  • Such peristaltic pumps are commonly used in the medical field, especially for infusions. They have the advantage of reliably delivering to the patient a relatively constant volume of the liquid to be infused.
  • roller pumps There are two main types of peristaltic pumps: roller pumps and finger pumps.
  • the roller pumps generally consist of two to four rollers placed on a roller carrier driven in rotation by a motor.
  • a flexible tube is placed in a groove in an arc.
  • the rollers moving in rotation crush the tube in the groove causing behind them a suction zone and in front of them a discharge zone.
  • the finger pumps consist of a series of fingers cyclically crushing a flexible tube against a counter surface.
  • the fingers move essentially vertically in wave forming an occlusion zone that moves from upstream to downstream.
  • the last finger, the most downstream, is raised when the first finger, the most upstream, is against the counter-surface.
  • the most common finger pumps are linear, that is, the counter surface is flat and the fingers are parallel.
  • the finger control is by a series of cams arranged one behind the other, each cooperating with a finger. These cams are placed, shifted in the manner of a helix, on a common axis rotated by a motor. It exists also curved finger pumps, seeking to combine the advantages of the roller pumps with those of the finger pumps.
  • Such pumps can be found for example in documents EP 1 13 609 A1 and US 5,575,631 A.
  • the counter surface is not flat but in an arc and the fingers are arranged radially inside. from the counter-surface.
  • a common cam several bumps and placed in the center of the arc, which actuates the fingers.
  • the object of the invention is therefore to develop peristaltic pumps according to the preamble and their control method to suppress the retrograde flow phenomenon without changing the speed of the engine.
  • the occlusion means in the most downstream part of the pump remain in the occlusive position on a portion of the cycle that is larger than the occlusion means in a more upstream part. of the pump, preferably that the compression means in the most upstream part of the pump.
  • the occlusion zone in the most downstream position is suppressed only when the pressure in the section of the tube directly upstream of this occlusion zone is equal to or greater than the pressure prevailing in the section of the tube located directly downstream of this occlusion. Even if it is not easy to measure the pressure in the part of the tube located in the peristaltic pump, at least it is possible to size the pump so that the pressure difference between the section of the tube located directly upstream of this occlusion zone and the section of the tube directly downstream of this occlusion is positive at the moment when the occlusion is removed. This results in a peak pressure on the pressure curve recorded downstream of the pump.
  • the peristaltic pump for implementing this method is provided with corresponding means.
  • a simple way to perform this downstream occlusion on a portion of the larger cycle is to bring the counter-surface closer to the axis of rotation of the control means of the compression means at its most downstream point that it it is not so at another point, preferably at its most upstream point.
  • control means of the finger furthest downstream are dimensioned to maintain said finger in occlusive position on a portion of the cycle greater than the other fingers, including the finger most upstream.
  • control means of the most downstream finger it is possible to size the control means of the most downstream finger to maintain said finger in occlusive position when the most upstream finger enters the occlusive position.
  • the method is applied to a linear finger pump.
  • the counter surface is plane and, on the other hand, the counter surface and the axis of rotation of the finger control means are closer in the downstream zone than in the upstream zone. pump. This may result in the counter surface being inclined relative to the plane perpendicular to the fingers. It is also possible that the counter-surface is perpendicular to the fingers and that the axis of rotation of the finger control means is inclined relative to the plane perpendicular to the fingers.
  • the counter-surface between the most upstream finger and the most downstream finger is concave.
  • the method is applied to a curvilinear finger pump.
  • the downstream end of the counter-surface is closer to the axis of rotation of the finger control cam than is another point of the counter-surface, preferably than the upstream end of the counter-surface. This can easily be achieved by giving the counter-surface the shape of a spiral arc whose center coincides with the axis of rotation of the finger control cam.
  • the length of the finger furthest downstream is greater than the length of the one of the other fingers, preferably the length of the finger furthest upstream.
  • control means of the finger most downstream for example a cam
  • the height defined as the difference between, on the one hand, the distance between the point of the counter-surface closest to the axis of rotation of the finger control means. and said axis of rotation, and secondly the distance between the point of the counter surface furthest from the axis of rotation of the finger control means and said axis, is between one tenth and one half of the inner diameter of the flexible tube for which the pump is provided, preferably the height is equal to about one-fifth of the inside diameter.
  • the counter-surface be provided with means to modify its longitudinal orientation and / or be removable and replaceable.
  • Figure 1 Observed flow rate curve with a linear finger pump without acceleration.
  • Figure 2 Curve of the observed flow rate with a linear finger pump according to the invention, without acceleration;
  • Figure 3 Side view of a first embodiment of a counter surface according to the invention
  • Figure 4 Side view of a second embodiment of a counter surface according to the invention
  • Figure 5 Top view in longitudinal section through a linear finger pump according to the invention
  • Figure 6 Cross-sectional side view of the pump of Figure 5.
  • the peristaltic pump is a traditional linear finger pump. It consists of a series of fingers (1) which, as mobile compression means, crush a tube (2) against a counter surface (3). This counter-surface is placed in the door (4) of the pump.
  • cams (5) is placed on an axis (6).
  • These cams (5), as control means actuating the mobile compression means, are constituted for example by cylinder sections mounted eccentrically on the axis (6) and angularly offset relative to each other so that the movement of each finger is slightly delayed compared to the previous one and slightly ahead of the next.
  • FIG. 1 represents the instantaneous flow rate (ml / h) as a function of the time indicated in minutes.
  • the arrow shows the retrograde flow.
  • the liquid thus sucked from the section (2c) of the tube located downstream of the pump partially fills the section of the tube (2b) located in the pump, thereby decreasing the volume of liquid pumped from the section ( 2a) located upstream of the pump.
  • the invention provides that the most downstream finger (1b) remains in an occlusion position on a larger portion of the cycle than the other fingers, allowing time for the occlusion forming upstream to begin moving forward.
  • variable angular sectors will be chosen which may, for some in any case, overlap. For example, a sector of 27 ° for the most upstream finger (1 a) and 33 ° for the most downstream finger (1 b) may be chosen, these two sectors overlapping partially.
  • the simplest method is to use a counter surface inclined relative to the axis of rotation (6) of the control cams (5) of the fingers (1).
  • This is shown in the example of Figure 3.
  • the axis of rotation (6) is perpendicular to the fingers (1), while the counter-surface deviates from the perpendicular to the fingers.
  • the inclination shown in Figure 3 is exaggerated.
  • the fingers (1) are actuated by the cams (5) while being subjected to the effect of a spring (7) tending to bring them closer to the counter-surface (3).
  • the cams are designed so that the fingers can remain in the occlusion position on a portion of the cycle all the more important that they are placed downstream of the pump.
  • the finger most upstream (1 a) must go lower to start acting on the tube (2) and to compress it than does the finger most downstream (1 b). Consequently, it remains in the occlusion position on a shorter cycle portion than the latter.
  • the cam axis (6) rotates, it drives the cam (5b) of the finger (1b) further downstream causing it to approach the counter surface (3) until it compresses the tube (2) against the latter.
  • the cam (5b) continues to rotate without driving the finger which is held in this position under the effect of the spring (7). After a certain angle of rotation of the axis (6), the cam (5b) starts to move the finger (1b) this time up against the effect of the spring (7).
  • the finger upstream (1a) In order for the finger upstream (1a) to compress the tube (2), it must have traveled a greater distance than the downstream finger (1b) because of the inclination of the counter-surface. While the finger (1b) further downstream is still in the occlusion position, the most upstream finger (1a) arrives in the occlusion position. In other words, the portion of the cycle in which the most downstream finger (1b) is in the occlusion position overlaps the portion of the cycle in which the most upstream finger (1a) is in turn in the occlusion position. . The more the fingers are placed downstream of the pump, the larger the portion of the cycle in which they are in occlusion position is important and their control is close to that of the finger further downstream (1 b).
  • the counter surface (3) is removable and can be replaced by another counter surface of another inclination. Another solution is to provide means for inclining more or less against the surface (3) depending on the tube (2) used.
  • Another solution is to provide a concave counter-surface (3) like that shown in FIG. 4.
  • the portion of the cycle in which both the upstream fingers and the downstream fingers are in position. Occlusion is greater than the portion of the cycle of centrally located fingers.
  • the fingers of the pump do not have the same length. The more they are placed downstream of the pump, the longer the fingers are.
  • the portion of the cycle in which the most downstream finger (1 b) will be in contact with the counter surface will be larger than the portion of the cycle of the finger most upstream (1a).
  • Another solution is to tilt the axis (6) of cams so that it is closer to the counter-surface (3) downstream than upstream of the pump.
  • the counter surface (3) is perpendicular to the fingers, as in the state of the art, but the axis of rotation (6) of the control means (5) of the fingers deviates from the perpendicular to the fingers. fingers.
  • the most downstream finger (1b) will crush the tube (2) earlier and compress it longer, so that it will always be in the occlusion position when the upstream finger (1a) will go into the occlusion position.
  • this acceleration serves to reduce the retrograde flux effect
  • in the context of the invention it serves to reduce the execution time of the portion of the cycle where the flow rate is close to zero.
  • Due to this cyclic acceleration it is quite possible that the downstream finger (1b) remains less long in the occlusion position than the other fingers, and in particular that the upstream finger (1a).
  • a first solution consists in bringing the counter-surface of the cam into the downstream part.
  • the counter-surface instead of being in an arc, the counter-surface will be in a helix, coming closer to the cam as it will be close to the downstream zone of the pump.
  • the control of the fingers will be done here also by cooperating a spring and the cam.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
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Description

Description
Procédé de contrôle du débit d'une pompe péristaltique et pompe péristaltique
L'invention concerne un procédé de contrôle du débit dans une pompe péristaltique comprenant des moyens d'occlusion pour compresser un tube souple en formant au moins une zone d'occlusion se déplaçant de façon cyclique d'amont en aval de la pompe, les moyens d'occlusion comprenant des moyens de compression mobiles comprimant le tube en direction d'une contre-surface, les moyens d'occlusion étant actionnés par des moyens de commande placés sur un axe de rotation. L'invention concerne également une pompe péristaltique pour la mise en œuvre du procédé.
De telles pompes péristaltiques sont couramment utilisées dans le domaine médical, notamment pour des perfusions. Elles ont l'avantage de délivrer de façon assez fiable au patient un volume relativement constant du liquide à perfuser.
Il existe deux grands types de pompes péristaltiques : les pompes à galets et les pompes à doigts.
Les pompes à galets sont constituées en général de deux à quatre galets placés sur un porte-galets entraîné en rotation par un moteur. Un tube souple est placé dans une gorge en arc de cercle. Les galets en se déplaçant en rotation écrasent le tube dans la gorge en provoquant derrière eux une zone d'aspiration et devant eux une zone de refoulement. Pour fonctionner, il faut qu'il y ait toujours une zone d'occlusion, autrement dit qu'un au moins des galets appuie toujours sur le tube.
Les pompes à doigts sont constituées d'une série de doigts venant écraser de façon cyclique un tube souple contre une contre-surface. Les doigts se déplacent essentiellement verticalement en vague formant une zone d'occlusion qui se déplace d'amont en aval. Le dernier doigt, le plus en aval, se relève lorsque le premier doigt, le plus en amont, s'appuie contre la contre-surface. Les pompes à doigts les plus courantes sont linéaires, c'est-à-dire que la contre-surface est plane et les doigts sont parallèles. Dans ce cas, la commande des doigts se fait par une série de cames disposées les unes derrière les autres, chacune coopérant avec un doigt. Ces cames sont placées, décalées à la façon d'une hélice, sur un axe commun entraîné en rotation par un moteur. Il existe aussi des pompes à doigts curvilignes, cherchant à combiner les avantages des pompes à galets à ceux des pompes à doigts. On trouvera de telles pompes par exemple dans les documents EP 1 13 609 A1 et US 5,575,631 A. Dans ce type de pompes, la contre- surface n'est pas plane mais en arc de cercle et les doigts sont disposés radialement à l'intérieur de la contre-surface. Ici, c'est une came commune, à plusieurs bosses et placée au centre de l'arc de cercle, qui actionne les doigts.
C'est pompes péristaltiques ont un inconvénient majeur : le flux du liquide pompé n'est pas tout à fait régulier et surtout il présente ce qu'on appelle un « flux rétrograde » (back flow) qui se traduit par une aspiration de la partie aval vers la partie amont du liquide au moment précis où le cycle recommence. En effet, à chaque fin de cycle, les doigts les plus en aval reculent, ce qui provoque une aspiration, tandis que les doigts les plus en amont avancent, ce qui provoque le pompage, mais durant un court instant, l'aspiration est plus importante que le pompage. Du point de vue thérapeutique, ce phénomène n'est pas souhaitable.
Pour contrer cet effet, il est courant d'accélérer le mouvement de la pompe dans la zone du cycle qui est perturbée par ce phénomène. Cette solution nécessite une commande particulière de la pompe qui est relativement compliquée.
L'objectif de l'invention est donc de développer des pompes péristaltiques selon le préambule et leur procédé de contrôle pour supprimer le phénomène de flux rétrograde sans modifier la vitesse du moteur.
Cet objectif est atteint conformément à l'invention du fait que les moyens d'occlusion dans la partie la plus en aval de la pompe restent en position occlusive sur une portion du cycle plus importante que les moyens d'occlusion dans une partie plus en amont de la pompe, de préférence que les moyens de compression dans la partie la plus en amont de la pompe. On est sûr ainsi qu'aucun flux rétrograde ne pourra se produire. Cela pourra être facilement réalisé en ne supprimant la zone d'occlusion en aval que lorsque la nouvelle zone d'occlusion en amont a commencé à se déplacer vers l'aval. Cette conception garantit que le liquide se trouvant déjà en aval de la pompe ne pourra pas être aspiré dans la section du tube située dans la pompe. Dans la pratique, la zone d'occlusion dans la position la plus en aval n'est supprimée que lorsque la pression régnant dans la section du tube située directement en amont de cette zone d'occlusion est égale ou supérieure à la pression régnant dans la section du tube située directement en aval de cette occlusion. Même s'il n'est pas facile de mesurer la pression régnant dans la partie du tube située dans la pompe péristaltique, du moins est-il possible de dimensionner la pompe de telle sorte que la différence de pression entre la section du tube située directement en amont de cette zone d'occlusion et la section du tube située directement en aval de cette occlusion soit positive au moment où l'occlusion est supprimée. Cela se traduit par un pic de pression sur la courbe de pression enregistrée en aval de la pompe.
La pompe péristaltique permettant de mettre en œuvre ce procédé est munie de moyens correspondants. Un moyen simple de réaliser en aval cette l'occlusion sur une portion du cycle plus importante consiste à plus rapprocher la contre-surface de l'axe de rotation des moyens de commande des moyens de compression en son point le plus en aval qu'elle ne l'est en un autre point, de préférence qu'elle ne l'est en son point le plus en amont.
Ce concept inventif s'applique notamment aux pompes à doigts. Dans ce cas, les moyens de commande du doigt le plus en aval sont dimensionnés pour maintenir ledit doigt en position occlusive sur une portion du cycle plus importante que les autres doigts, notamment que le doigt le plus en amont. Notamment, il est possible de dimensionner les moyens de commande du doigt le plus en aval pour maintenir ledit doigt en position occlusive lorsque le doigt le plus en amont entre en position occlusive.
Dans un premier mode de réalisation, le procédé est appliqué à une pompe à doigts linéaire. Dans une première variante de réalisation, d'une part la contre-surface est plane et d'autre part la contre-surface et l'axe de rotation des moyens de commande des doigts sont plus proches dans la zone aval que dans la zone amont de la pompe. Cela peut se traduire par le fait que la contre-surface est inclinée par rapport au plan perpendiculaire aux doigts. Il est également possible que la contre-surface soit perpendiculaire aux doigts et que l'axe de rotation des moyens de commande des doigts soit incliné par rapport au plan perpendiculaire aux doigts.
Dans une autre variante de réalisation de l'invention, la contre-surface entre le doigt le plus en amont et le doigt le plus en aval est concave.
Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, le procédé est appliqué à une pompe à doigts curviligne. Dans ce cas, l'extrémité aval de la contre-surface est plus proche de l'axe de rotation de la came de commande des doigts que ne l'est un autre point de la contre-surface, de préférence que ne l'est l'extrémité amont de la contre- surface. Cela peut être facilement réalisé en donnant à la contre-surface la forme d'un arc en spirale dont le centre coïncide avec l'axe de rotation de la came de commande des doigts.
Au lieu d'approcher l'extrémité aval de la contre-surface de l'axe de rotation des moyens de commande, ou en plus, il est également possible de prévoir que la longueur du doigt le plus en aval soit supérieure à la longueur d'un des autres doigts, de préférence que la longueur du doigt le plus en amont.
Pour une mise en œuvre simple du procédé, il est préférable que les moyens de commande du doigt le plus aval, par exemple une came, soient munis de moyens pour permettre à un ressort de compresser pendant une partie du cycle ledit doigt en direction de la contre-surface sans que la rotation de l'axe des moyens de commande ne provoque le déplacement dudit doigt.
Dans la pratique, il s'est avéré préférable que la hauteur, définie comme étant la différence entre d'une part la distance comprise entre le point de la contre-surface le plus proche de l'axe de rotation des moyens de commande des doigts et ledit axe de rotation, et d'autre part la distance comprise entre le point de la contre-surface le plus éloigné de l'axe de rotation des moyens de commande des doigts et ledit axe, soit comprise entre un dixième et la moitié du diamètre intérieur du tube souple pour lequel la pompe est prévue, de préférence la hauteur est égale à peu près à un cinquième du diamètre intérieur.
Pour que la pompe puisse être utilisée avec des tubes de diamètres différents, il est préférable que la contre-surface soit munie de moyens pour modifier son orientation longitudinale et/ou puisse être amovible et remplaçable.
Le concept de l'invention peut également être appliqué à des pompes à galets.
L'invention est décrite plus en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple de réalisation. Les figures montrent :
Figure 1 : Courbe du débit observé avec une pompe à doigts linéaire sans accélération. Figure 2 : Courbe du débit observé avec une pompe à doigts linéaire conforme à l'invention, sans accélération ;
Figure 3 : Vue de côté d'un premier exemple de réalisation d'une contre-surface conforme à l'invention ; Figure 4 : Vue de côté d'un second exemple de réalisation d'une contre-surface conforme à l'invention ;
Figure 5 : Vue de dessus en coupe longitudinale à travers une pompe à doigts linéaire conforme à l'invention ;
Figure 6 : Vue de côte en coupe transversale de la pompe de la figure 5.
Dans l'exemple de réalisation présenté ci-dessous, la pompe péristaltique est une pompe à doigts linéaire traditionnelle. Elle se compose d'une série de doigts (1 ) venant, en tant que moyens de compression mobiles, écraser un tube (2) contre une contre- surface (3). Cette contre-surface est placée dans la porte (4) de la pompe.
Une série de cames (5) est placée sur un axe (6). Ces cames (5), en tant que moyens de commande actionnant les moyens de compression mobiles, sont constituées par exemple par des sections de cylindre montées excentrées sur l'axe (6) et décalées angulairement les unes par rapport aux autres de sorte que le mouvement de chaque doigt est légèrement retardé par rapport au précédent et légèrement en avance par rapport au suivant.
Dans l'état de la technique, les doigts ont tous la même longueur, la contre-surface est parallèle à l'axe des cames et chaque doigt reste en position d'occlusion sur une portion du cycle identique pour tous. Il se produit en fin de cycle le phénomène évoqué précédemment de flux rétrograde bien visible sur la figure 1. La figure 1 représente le débit instantané (ml/h) en fonction du temps indiqué en minute. La flèche montre le flux rétrograde. Or, le liquide ainsi aspiré en provenance de la section (2c) du tube située en aval de la pompe remplit en partie la section du tube (2b) située dans la pompe, diminuant d'autant le volume de liquide pompé depuis la section (2a) située en amont de la pompe. Pour contrer cet effet, il est prévu dans l'état de la technique d'accélérer la vitesse de rotation de l'axe au moment de la transition entre deux cycles, c'est-à-dire au moment où le doigt le plus en aval quitte la position d'occlusion tandis que le doigt le plus en amont arrive en position d'occlusion. Par cette technique, cette portion du cycle, pourtant de même secteur angulaire que les autres, est accélérée. Au contraire, l'invention prévoit que le doigt le plus en aval (1 b) reste en position d'occlusion sur une portion du cycle plus importante que les autres doigts, laissant le temps à l'occlusion se formant en amont de commencer à avancer. Ainsi, la pression dans la section (2b) de tube située entre les deux occlusions augmente et l'occlusion aval n'est supprimée que lorsque cette pression est égale ou supérieure à la pression régnant dans la section (2c) située en aval de la pompe. Grâce à cette solution, on obtient une courbe de débit telle que celle présentée à la figure 2. On s'aperçoit que le flux rétrograde a complètement disparu et qu'il a été remplacé par un pic de pompage indiqué par la flèche, ce qui est préférable du point de vue clinique. De plus, le volume pompé à chaque cycle est plus élevé, car la section (2b) du tube située dans la pompe ne se remplit que de liquide provenant de l'amont de la pompe. La pompe a donc un meilleur rendement. Ceci se traduit par une baisse de la consommation d'énergie, un dimensionnement moins important du moteur et un bruit de fonctionnement diminué.
En prenant l'exemple d'une pompe péristaltique à 12 doigts et en rapportant le cycle à une suite de secteurs angulaires, la portion du cycle dans laquelle un doigt est en position d'occlusion est de l'ordre de 360712 soit 30° dans le cas des pompes de l'état de la technique. Dans le procédé de l'invention au contraire, on choisira des secteurs angulaires variables qui pourront, pour certains en tout cas, se chevaucher. On pourra par exemple choisir un secteur de 27° pour le doigt le plus en amont (1 a) et de 33° pour le doigt le plus en aval (1 b), ces deux secteurs se chevauchant partiellement.
Cet effet peut être obtenu de différentes manières, qui le cas échéant peuvent être combinées.
La méthode la plus simple consiste à utiliser une contre-surface inclinée par rapport à l'axe de rotation (6) des cames de commande (5) des doigts (1 ). C'est ce que montre l'exemple de la figure 3. Ici, l'axe de rotation (6) est perpendiculaire aux doigts (1 ), tandis que la contre-surface s'écarte de la perpendiculaire aux doigts. Pour des raisons de clarté du dessin, l'inclinaison montrée à la figure 3 est exagérée. Les doigts (1 ) sont actionnés par les cames (5) tout en étant soumis à l'effet d'un ressort (7) tendant à les rapprocher de la contre-surface (3). Les cames sont conçues de telle sorte que les doigts peuvent rester en position d'occlusion sur une portion de cycle d'autant plus importante qu'ils sont placés vers l'aval de la pompe. Dans la pratique, le doigt le plus en amont (1 a) doit descendre plus bas pour commencer à agir sur le tube (2) et pour le comprimer que ne doit le faire le doigt le plus en aval (1 b). Par conséquent, il reste en position d'occlusion sur une portion de cycle plus courte que ce dernier. Quand l'axe de cames (6) tourne, il entraîne la came (5b) du doigt (1 b) le plus en aval l'amenant à se rapprocher de la contre-surface (3) jusqu'à ce qu'il comprime le tube (2) contre cette dernière. La came (5b) continue à tourner sans entraîner le doigt qui est maintenu dans cette position sous l'effet du ressort (7). Passé un certain angle de rotation de l'axe (6), la came (5b) recommence à déplacer le doigt (1 b) cette fois vers le haut contre l'effet du ressort (7). Pour que le doigt en amont (1a) comprime le tube (2), il faut qu'il ait parcouru une plus grande course que le doigt aval (1 b) en raison de l'inclinaison de la contre-surface. Alors que le doigt (1 b) le plus en aval est encore en position d'occlusion, le doigt le plus en amont (1 a) arrive en position d'occlusion. Autrement dit, la portion du cycle dans laquelle le doigt le plus en aval (1 b) est en position d'occlusion chevauche la portion du cycle dans laquelle le doigt le plus en amont (1a) est à son tour en position d'occlusion. Plus les doigts sont placés vers l'aval de la pompe, plus la portion du cycle dans laquelle ils sont en position d'occlusion est importante et leur commande se rapproche de celle du doigt le plus en aval (1 b).
Dans la pratique, il s'est avéré préférable de choisir une hauteur (h) entre l'extrémité la plus élevée (en aval) et l'extrémité la plus basse (en amont) en fonction du diamètre intérieur du tube souple (2). De très bons résultats ont été obtenus avec une hauteur comprise entre un dixième et la moitié du diamètre interne du tube (2), les meilleurs résultats étant obtenus avec une hauteur égale à peu près à un cinquième du diamètre intérieur.
Afin que la pompe puisse être utilisée avec des tubes ayant des diamètres intérieurs différents, il est préférable que la contre-surface (3) soit amovible et puisse être remplacée par une autre contre-surface d'une autre inclinaison. Une autre solution consiste à prévoir des moyens pour incliner plus ou moins la contre-surface (3) en fonction du tube (2) utilisé.
Une autre solution consiste à prévoir une contre-surface (3) concave comme celle montrée sur la figure 4. Dans cet exemple de réalisation, la portion du cycle dans laquelle aussi bien les doigts en amont que les doigts en aval sont en position d'occlusion est supérieure à la portion du cycle des doigts situés au centre. Plutôt que d'incliner la contre-surface (3), il est également possible que les doigts de la pompe n'aient pas la même longueur. Plus ils sont placés vers l'aval de la pompe, plus les doigts sont longs. Ainsi, la portion du cycle dans laquelle le doigt le plus en aval (1 b) sera en contact avec la contre-surface sera plus importante que la portion du cycle du doigt le plus en amont (1a).
Une autre solution, consiste à incliner l'axe (6) de cames pour qu'il soit plus proche de la contre-surface (3) en aval qu'en amont de la pompe. Dans ce cas, la contre-surface (3) est perpendiculaire aux doigts, comme dans l'état de la technique, mais l'axe de rotation (6) des moyens de commande (5) des doigts s'écarte de la perpendiculaire aux doigts. Ainsi, comme dans le cas de la contre-surface inclinée, le doigt le plus en aval (1 b) écrasera plus tôt le tube (2) et le comprimera plus longtemps, de sorte qu'il sera toujours en position d'occlusion lorsque le doigt amont (1a) passera en position d'occlusion.
II est important de bien faire la distinction entre d'une part la durée (notion de temps) d'occlusion des différents doigts et d'autre part la portion de cycle durant laquelle ces doigts sont en position d'occlusion. Si la vitesse de rotation du moteur, et donc de l'axe de rotation (6), est constante, le doigt aval (1 b) reste plus longtemps en position d'occlusion que le doigt amont (1a) puisque la portion du cycle dans lequel ce doigt aval (1 b) est dans cette position est plus importante que celle du doigt amont (1a). Cependant, dans la pratique, il peut être avantageux d'accélérer cycliquement la vitesse du moteur au moment où le doigt aval (1 b) est en position d'occlusion. De la sorte, on diminue le temps d'exécution de la portion du cycle correspondant à l'occlusion de ce doigt (1 b), moment où le débit est pratiquement nul. Alors que dans l'état de la technique, cette accélération sert à diminuer l'effet de flux rétrograde, dans le cadre de l'invention elle sert à réduire la durée d'exécution de la portion du cycle où le débit est proche de zéro. Du fait de cette accélération cyclique, il est tout à fait possible que le doigt aval (1 b) reste moins longtemps en position d'occlusion que les autres doigts, et notamment que le doigt amont (1 a).
Le même principe peut s'appliquer à des pompes à doigts curvilignes. Ici aussi, il faut que le doigt les plus en aval ne s'éloigne que lorsque la pression à l'intérieur de la section du tube placée dans la pompe est au moins égale à la pression régnant dans la section du tube située en aval. Une première solution consiste à rapprocher dans la partie en aval la contre-surface de la came. Autrement dit, au lieu d'être en arc de cercle, la contre-surface sera en hélice, se rapprochant d'autant plus de la came au fur qu'elle sera proche de la zone aval de la pompe. Plutôt qu'une forme en hélice, il est possible d'excentrer l'arc de cercle de la contre-surface par rapport à l'axe de rotation de la came d'où partent radialement les doigts. Quelle que soit la solution retenue, la commande des doigts se fera ici aussi en faisant coopérer un ressort et la came.
Une autre solution consistera, comme pour les pompes à doigts linéaires, à choisir les doigts situés en aval plus longs que les doigts situés en amont.
Enfin, le même principe peut être appliqué aux pompes péristaltiques à galets.

Claims

Revendications
1 . Procédé de contrôle du débit dans une pompe péristaltique comprenant des moyens d'occlusion pour compresser un tube souple (2) en formant au moins une zone d'occlusion se déplaçant de façon cyclique d'amont en aval de la pompe, les moyens d'occlusion comprenant des moyens de compression mobiles (1 ) comprimant le tube (2) en direction d'une contre-surface (3), les moyens d'occlusion étant actionnés par des moyens de commande (5) placés sur un axe de rotation (6), caractérisée en ce que les moyens d'occlusion (1 b) dans la partie la plus en aval de la pompe restent en position occlusive sur une portion du cycle plus importante que les moyens d'occlusion (1 a) dans une partie plus en amont de la pompe, de préférence que les moyens de compression dans la partie la plus en amont de la pompe.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la zone d'occlusion en aval n'est supprimée que lorsque la nouvelle zone d'occlusion en amont a commencé à se déplacer vers l'aval.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la zone d'occlusion en aval n'est supprimée que lorsque la pression régnant dans la section du tube (2b) située directement en amont de cette zone d'occlusion est égale ou supérieure à la pression régnant dans la section du tube (2c) située directement en aval de cette occlusion.
4. Pompe péristaltique comprenant des moyens d'occlusion (1 ) pour compresser un tube souple (2) en formant au moins une zone d'occlusion pouvant se déplacer de façon cyclique d'amont en aval de la pompe, les moyens d'occlusion comprenant des moyens de compression mobiles (1 ) comprimant le tube (2) en direction d'une contre- surface (3), les moyens d'occlusion étant actionnés par des moyens de commande (5) placés sur un axe de rotation (6), caractérisée en ce que les moyens de commande (5) des moyens de compression sont dimensionnés pour maintenir ces moyens de compression en position occlusive dans la partie la plus en aval de la pompe sur une portion du cycle plus importante que dans une partie de la pompe plus en amont.
5. Pompe péristaltique selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de commande des moyens de compression sont dimensionnés pour supprimer la zone d'occlusion dans la partie aval de la pompe que lorsque la nouvelle zone d'occlusion dans la partie amont a commencé à se déplacer vers l'aval.
6. Pompe péristaltique selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que les moyens de commande des moyens de compression sont dimensionnés pour supprimer la zone d'occlusion dans la partie la plus en aval de la pompe que lorsque la pression régnant dans la section du tube (2b) située directement en amont de cette zone d'occlusion est égale ou supérieure à la pression régnant dans la section du tube (2c) située directement en aval de cette occlusion.
7. Pompe péristaltique selon la revendication 4 ou 6, caractérisée en ce que la contre-surface (3) en son point le plus en aval de la pompe est plus proche de l'axe de rotation (6) des moyens de commande (5) des moyens de compression (1 ) qu'elle ne l'est en un autre point, de préférence qu'elle ne l'est en son point le plus en amont.
8. Pompe péristaltique selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que la pompe est une pompe à doigts.
9. Pompe péristaltique selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens de commande du doigt le plus en aval (1 b) sont dimensionnés pour maintenir ledit doigt (1 b) en position occlusive sur une portion du cycle plus importante que les autres doigts, notamment que le doigt (1a) le plus en amont.
10. Pompe péristaltique selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que les moyens de commande du doigt le plus en aval (1 b) sont dimensionnés pour maintenir ledit doigt (1 b) en position occlusive lorsque le doigt le plus en amont (1 a) entre en position occlusive.
1 1. Pompe péristaltique selon la revendication 8 à 10, caractérisée en ce que la contre-surface (3) est plane et en ce que la contre-surface (3) et l'axe de rotation (6) des moyens de commande (5) des doigts (1 ) sont plus proches dans la zone aval que dans la zone amont de la pompe.
12. Pompe péristaltique selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la contre-surface (3) est inclinée par rapport au plan perpendiculaire aux doigts (1 ).
13. Pompe péristaltique selon la revendication 1 1 , caractérisée en ce que la contre-surface (3) est perpendiculaire aux doigts (1 ) et en ce que l'axe de rotation (6) des moyens de commande (5) des doigts (1 ) est incliné par rapport au plan perpendiculaire aux doigts (1 ).
14. Pompe péristaltique selon la revendication 8 à 10, caractérisée en ce que la contre-surface (3) entre le doigt le plus en amont (1 a) et le doigt le plus en aval (1 b) est concave.
15. Pompe péristaltique selon la revendication 8 à 10, caractérisée en ce que la pompe à doigt est curviligne et en ce que l'extrémité aval de la contre-surface est plus proche de l'axe de rotation de la came de commande des doigts que ne l'est un autre point de la contre-surface, de préférence que ne l'est l'extrémité amont de la contre- surface.
16. Pompe péristaltique selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la contre-surface a la forme d'un arc en spirale dont le centre coïncide avec l'axe de rotation de la came de commande des doigts.
17. Pompe péristaltique selon l'une des revendications 8 à 16, caractérisée en ce que la longueur du doigt le plus en aval (1 b) est supérieure à la longueur d'un des autres doigts, de préférence que la longueur du doigt le plus en amont (1a).
18. Pompe péristaltique selon la revendication 8 à 17, caractérisée en ce que les moyens de commande (5b) du doigt le plus en aval (1 b), par exemple une came, sont munis de moyens pour permettre à un ressort (7) de compresser pendant une partie du cycle ledit doigt (1 b) en direction de la contre-surface (3) sans que la rotation de l'axe des moyens de commande (5b) ne provoque le déplacement dudit doigt (1 b).
19. Pompe péristaltique selon l'une des revendications 4 à 18, caractérisée en ce que la hauteur (h), définie comme étant la différence entre d'une part la distance comprise entre le point de la contre-surface le plus proche de l'axe de rotation des moyens de commande des doigts et ledit axe de rotation, et d'autre part la distance comprise entre le point de la contre-surface le plus éloigné de l'axe de rotation des moyens de commande des doigts et ledit axe, est comprise entre un dixième et la moitié du diamètre intérieur du tube souple (2) pour lequel la pompe est prévue, de préférence la hauteur (h) est égale à peu près à un cinquième du diamètre intérieur.
20. Pompe péristaltique selon l'une des revendications 4 à 19, caractérisée en ce que la contre-surface (3) est munie de moyens pour modifier son orientation longitudinale et/ou peut être amovible et remplaçable.
21. Pompe péristaltique selon la revendication 4 à 7, caractérisée en ce que la pompe est une pompe à galets.
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