ES2331193T3 - Bomba peristaltica que comprende un miembro de apoyo o soporte y un contramiembro adaptado para cooperar con un tubo. - Google Patents
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Abstract
Bomba peristáltica (1) que comprende un rotor (26) que incorpora rodillos (30) y una mordaza móvil (15) que está provista de un miembro de apoyo o soporte (19) y que adopta una posición abierta en la cual la mordaza móvil (15) es movida hacia fuera del rotor (26) y una posición de cerrada en la cual la mordaza móvil (15) es movida aproximándose al rotor (26), caracterizada porque: - en la posición de abierta, el miembro de apoyo o soporte (19) es movido hacia fuera de un miembro antagonista o contramiembro fijo (24) en la bomba (1), con el resultado de que un tubo (6) sobre el cual deba actuar dicha bomba (1) puede ser acoplado entre la mordaza (15) y el rotor 26), por una parte, y entre el miembro de apoyo o soporte (19) y el miembro antagonista o contramiembro (24) por otra parte, y - en la posición de cerrada, el miembro de apoyo o soporte (19) es movido hacia dicho miembro antagonista o contramiembro (24), con el resultado de que dicho tubo (6) es agarrado entre una superficie de apoyo o soporte curvada (17) de la mordaza móvil (15) y al menos un rodillo (30) del rotor (26), por una parte, y entre el miembro de apoyo o soporte (19) y el miembro antagonista o contramiembro (24) por otra parte, comprendiendo además esta bomba (1): - un sensor (53, 57) de la fuerza ejercida entre el miembro de apoyo o soporte (19) y el miembro antagonista o contramiembro (24); y - una unidad de procesado (58) que comprende medios para determinar, antes de que esté funcionando la bomba, a partir de la señal suministrada por el sensor (53, 57), si han sido satisfechas condiciones predeterminadas indicadoras de una colocación en posición correcta del tubo (6) entre el miembro de apoyo o soporte (19) y el miembro antagonista o contramiembro (24) y para que, si no han sido satisfechas dichas condiciones predeterminadas, se ponga en funcionamiento la bomba.
Description
Bomba peristáltica que comprende un miembro de
apoyo o soporte y un contramiembro adaptado para cooperar con un
tubo.
Este invento se refiere al campo general de las
bombas peristálticas.
Más en particular, se refiere a una bomba
peristáltica que comprende un miembro de apoyo o soporte y un
miembro antagonista o contramiembro o contramiembro entre los
cuales se agarra un tubo sobre el cual haya de actuar dicha
bomba.
Una bomba peristáltica, tal como la que se usa
en particular en el campo médico, es una bomba cuyo rotor está
previsto para incorporar rodillos que comprimen gradualmente la
sección transversal del tubo elástico para mover un líquido a lo
largo del tubo.
Las bombas de esta clase se usan por lo tanto
para hacer circular un fluido por el interior de un tubo, operando
para ello solamente sobre el tubo, sin establecer contacto con el
líquido. Este tipo de bomba es por lo tanto adecuado para cualquier
aplicación que requiera que el fluido permanezca en una atmósfera
confinada, por ejemplo para evitar la contaminación del fluido
cuando se trabaje en un ambiente estéril. Una bomba peristáltica
está en general adaptada para operar en un ambiente en el que el
concepto de la esterilización sea de primordial importancia. La
bomba, por lo tanto, no solamente debe cumplir su función de hacer
circular un fluido y evitar su contaminación por el medio ambiente,
sino que también debe evitar la contaminación del medio ambiente por
la propia bomba. Los diversos componentes de la bomba deben por lo
tanto ser de fácil limpieza, cuando sea apropiado, por ser
desmontables, al mismo tiempo que aseguren un perfecto sellado.
En el documento US 5.103.211 se describe una
bomba peristáltica del tipo lineal de dedos, que comprende un
sensor para vigilar la presión y detectar las oclusiones cuando esté
operando la bomba.
Una bomba peristáltica de una clase diferente
comprende un rotor que comprende rodillos en su periferia, y una
mordaza móvil adaptada para adoptar una posición de abierta, en la
cual está movida hacia fuera del rotor, de modo que un tubo
deformable elásticamente sobre el cual haya de actuar la bomba,
pueda ser colocado entre la mordaza y el rotor, y una posición de
cerrada en la cual la mordaza móvil está movida hacia fuera del
rotor, de modo que el tubo está agarrado entre una superficie de
apoyo o soporte curvada en la mordaza móvil y al menos un rodillo
del rotor.
En el documento WO 99/47812, en el cual está
basado el preámbulo de la reivindicación 1, se describe una de
tales bombas peristálticas del tipo de rodillos que comprende
elementos de percepción para evitar que la bomba se ponga en
funcionamiento cuando la mordaza móvil no esté enganchada
correctamente.
En la técnica son conocidas otras bombas
peristálticas de la clase indicada en lo que antecede, en las cuales
la mordaza móvil comprende una excrecencia formada por una
superficie de apoyo o soporte y en la cual el cuerpo de la bomba
está provisto de un miembro antagonista o contramiembro dispuesto de
modo que, cuando la mordaza está en su posición de abierta, el
miembro está movido hacia fuera del miembro antagonista o
contramiembro, y cuando la mordaza móvil está en su posición de
cerrada, el miembro de apoyo o soporte está movido hacia el
miembro antagonista o contramiembro, de modo que, cuando se acopla
un tubo dentro de la bomba, el tubo es agarrado entre el miembro de
apoyo o soporte y el miembro antagonista o contramiembro. Esta
acción de agarre tiene en general la función de mantener en
posición el tubo mientras la bomba está operando.
Las bombas peristálticas disponibles en la
actualidad permiten generalmente la inspección visual de la posición
correcta del tubo entre el rotor y la mordaza móvil, cuando esta
última está en su posición de cerrada. Análogamente, se puede
vigilar visual o automáticamente la correcta circulación del fluido
por el interior del tubo en el lado de aguas arriba y/ en el lado
de aguas debajo de la bomba.
El objeto del invento es mejorar el antes citado
tipo de bomba.
Para este fin, el invento proporciona una bomba
peristáltica que comprende un rotor que incorpora rodillos y una
mordaza móvil que está provista de un miembro de apoyo o soporte y
que adopta una posición de abierta en la cual la mordaza móvil está
movida hacia fuera del rotor, y una posición de cerrada en la cual
la mordaza móvil está movida aproximada al rotor, caracterizada
porque:
- -
- en la posición de abierta, el miembro de apoyo o soporte está movido hacia fuera de un miembro antagonista o contramiembro fijo en la bomba, con el resultado de que un tubo sobre el cual deba actuar dicha bomba puede ser acoplado entre la mordaza y el rotor, por una parte, y entre el miembro de apoyo o soporte y el miembro antagonista o contramiembro por otra parte, y
- -
- en la posición de cerrada, el miembro de apoyo o soporte está movido hacia dicho miembro antagonista o contramiembro, con el resultado de que dicho tubo está agarrado entre una superficie de apoyo o soporte curvada de la mordaza móvil y al menos un rodillo del rotor, por una parte, y entre el miembro de apoyo o soporte y el miembro antagonista o contramiembro, por otra parte,
comprendiendo además esta bomba:
- -
- un sensor de la fuerza ejercida entre el miembro de apoyo o soporte y el miembro antagonista o contramiembro; y
- -
- una unidad de procesado que comprende medios para determinar, antes de que la bomba esté operando, a partir de la señal suministrada por el sensor, si han sido satisfechas condiciones predeterminadas indicadoras de una correcta colocación en posición del tubo entre el miembro de apoyo o soporte y el miembro antagonista o contramiembro y, si no han sido satisfechas dichas condiciones predeterminadas, impedir que la bomba se ponga en funcionamiento.
Por lo tanto, la clase de bomba indicada en lo
que antecede tiene en todo momento acceso a información relativa a
la fuerza que es ejercida por el tubo cuando se acopla éste dentro
de la bomba. Siendo esa fuerza representativa del comportamiento
elástico de la combinación del tubo y el líquido que el mismo
conduce, pueden vigilarse de ese modo varios parámetros de medición
o de vigilancia.
En primer lugar, el sensor puede proporcionar
información relativa a la presencia o a la ausencia de una fuerza
ejercida entre el miembro de apoyo o soporte y el miembro
antagonista o contramiembro.
La unidad de procesado tiene por lo tanto acceso
a información que indique que el tubo está en posición o que, por
el contrario, ha tenido lugar un funcionamiento defectuoso dado que
el tubo no está en posición entre el miembro de apoyo o soporte y
el miembro antagonista o contramiembro.
Para obtener los mejores resultados, el sensor
de la fuerza puede estar integrado en el miembro antagonista o
contramiembro.
En este caso, el miembro antagonista o
contramiembro puede comprender un primer conjunto que comprenda:
- -
- una base provista de medios para fijarla a la bomba;
- -
- un cuerpo de prueba que comprende una parte curvada y conectada rígidamente a la base por uno de sus extremos y que en su extremo comprende un miembro de contacto;
- -
- un extensímetro de resistencia eléctrica aplicado a la parte curvada del cuerpo de prueba.
El miembro antagonista o contramiembro puede
comprender también un segundo conjunto idéntico al primer conjunto
e independiente de éste, con objeto de poder realizar mediciones
independientes relativas a los dos pasos de un tubo de doble
paso.
De acuerdo con una característica preferida del
invento, la unidad de procesado comprende una memoria en la cual
está almacenado un coeficiente de presión de la señal, estando la
unidad de procesado adaptada para procesar el valor de la señal
suministrada por el sensor de fuerza de acuerdo con dicho
coeficiente de presión de la señal, para obtener la presión del
fluido que circule por el tubo.
Por consiguiente, el sensor puede proporcionar
información relativa a la presión del fluido que circula por el
tubo. La unidad de procesado tiene entonces acceso a un coeficiente
de conversión para la fuerza medida por el sensor de la presión del
fluido. La clase de bomba indicada en lo que antecede puede por lo
tanto proporcionar una presentación de la presión instantánea del
fluido que circule por el tubo.
Para obtener mejora de las mediciones, se pueden
implementar las siguientes características, independientemente cada
una de las demás:
- -
- la unidad de procesado puede comprender un módulo para compensar la fluencia del tubo, adaptado para medir periódicamente el valor de la señal suministrada por el sensor de fuerza y para recalibrar el sensor dinámicamente en función del valor más bajo medido de dicha señal;
- -
- la unidad de procesado puede comprender un módulo para filtrar la pulsación de la bomba;
- -
- la bomba puede comprender un dispositivo motorizado para cerrar la mordaza móvil a una velocidad variable;
- -
- el dispositivo de cierre puede proporcionar una primera velocidad de aproximación y una segunda velocidad de cierre, menor que la velocidad de aproximación;
- -
- el miembro de contacto puede tener una superficie de apoyo plana adaptada para hacer contacto con el tubo;
- -
- el miembro de contacto puede ser un miembro rígido fijado al cuerpo de prueba.
Además, la bomba puede tener funciones
adicionales, en virtud de las siguientes características, las cuales
pueden ser implementadas independientemente cada una de las
demás:
- -
- la unidad de procesado puede estar adaptada para regular la velocidad de rotación del rotor paralelamente a las indicaciones suministradas por el sensor de fuerza;
- -
- la unidad de procesado puede estar adaptada para detener la bomba si la fuerza ejercida entre el miembro de apoyo o soporte y el miembro antagonista o contramiembro excede de un umbral predeterminado.
Otras características y ventajas del invento se
harán evidentes a la luz de la descripción que sigue de una
realización preferida del invento, la cual se hace a modo de ejemplo
no limitador y con referencia a los dibujos que se acompañan, en los
cuales:
- la figura 1 es una vista en perspectiva de una
bomba peristáltica y sus accesorios, lista para funcionar;
- la figura 2 es una vista en perspectiva por
debajo de una tapa protectora colocada encima de la bomba
representada en la figura 1;
- la figura 3 es una vista en planta de la bomba
representada en la figura 1, cuando se ha quitado la tapa protectora
representada en la figura 2;
- la figura 4 ilustra un rotor que incorpora
rodillos, que es visible en la parte superior de la bomba de la
figura 3;
- la figura 5 es una vista similar a la de la
figura 3, cuando se ha quitado el rotor representado en la figura
4;
- la figura 6 es una vista en perspectiva
diferente de la bomba representada en la figura 1;
- la figura 7 es una vista a una escala mayor de
la parte enmarcada VII de la figura 6;
- la figura 8 es una vista en corte longitudinal
de la parte superior de la bomba representada en las figuras 1 y 6,
en la que se muestra la colocación del tubo dentro de la tapa
protectora;
- la figura 9 es una vista en perspectiva que
ilustra el acoplamiento manual del tubo dentro de la bomba
representada en las figuras 1 y 6;
- la figura 10 es una vista esquemática similar
a la de la figura 9, en la que se ha representado el ajuste lateral
del tubo representado en la figura 9;
- la figura 11 es una vista en perspectiva de la
cabeza de la bomba representada en la figura 3;
- la figura 12 es una vista en perspectiva
similar a la de la figura 11, en la que se muestra también la
mordaza móvil representada en la figura 2;
- la figura 13 es una vista lateral del conjunto
representado en la figura 12, en corte, en un plano que pasa por el
rotor que incorpora los rodillos, y una leva que acciona a la
mordaza móvil;
- las figuras 14 a 16 son vistas en planta de la
cabeza de la bomba representada en la figura 12, en la que se
muestra la mordaza móvil en diferentes posiciones;
- las figuras 17 a 19 son vistas por abajo,
desde un lado, y por delante, respectivamente, del miembro
antagonista o contramiembro representado en la figura 12, enfrentado
a un miembro de apoyo o soporte de la mordaza móvil;
- las figuras 20 a 22 representan el miembro
antagonista o contramiembro, de una manera similar a como se hizo en
las figuras 17 a 19, pero después de recibir un tratamiento
destinado a sellarlo;
- la figura 23 es una vista en corte
longitudinal del miembro antagonista o contramiembro representado en
la figura 18, en la que se ha ilustrado la cooperación entre el
miembro antagonista o contramiembro, el miembro de apoyo o soporte y
la tubería, que en esta figura se ve en corte; y
- la figura 24 es un diagrama que representa la
disposición del sensor de fuerza y de la unidad de procesado, y su
conexión con ciertos elementos de la bomba.
En la figura 1 se ha ilustrado una bomba
peristáltica 1 en una de las aplicaciones de este tipo de bomba.
En el presente ejemplo, la bomba 1 comprende
accesorios tales como un soporte 2 para botella y un extractor de
flujo 3. Esta configuración se usa para impulsar con la bomba el
líquido contenido en una botella 4 hacia dos recipientes 5 a través
de un tubo conectado por un extremo a la botella 4 y por su otro
extremo a los recipientes 5.
En este ejemplo, el tubo 6 comprende dos pasos
separados sellados cada uno con respecto al otro y unidos entre sí
por medio de un alma longitudinal 7, que es fácil de cortar.
La bomba peristáltica 1 comprende un cuerpo de
bomba 8 en el cual está dispuesta una pantalla de presentación 9 y
teclas de control 10.
La bomba 1 comprende también una cabeza 11 de la
bomba (representada en la figura 3) que está cubierta por una tapa
protectora 12 en la figura 1.
La figura 2 es una vista en perspectiva por
debajo de la tapa protectora 12 cuando ésta ha sido quitada de la
bomba 1. La tapa protectora 12 comprende una envuelta 13, en forma
de una cubierta adaptada para cubrir los elementos móviles de la
cabeza 11 de la bomba, para impedir que el usuario pueda hacer
contacto con ellos. La envuelta 13 comprende una estría recta 14 de
anchura suficiente como para que el tubo 6 deslice en la misma.
Una mordaza móvil 15 está fijada a la pared
interior de la envuelta 13 con tres tornillos 16. La forma general
de la mordaza móvil 15 es la de media luna, comprendiendo la pared
interior de su parte curvada una superficie de apoyo o soporte
curvada 17 de forma de arco circular. En los respectivos lados
opuestos de esta superficie de apoyo 17, la mordaza móvil 15
comprende un diente 18 y un miembro de apoyo o soporte 19, adaptados
ambos para cooperar con el tubo 6, como la superficie de apoyo
17.
La mordaza móvil 15 comprende además un orificio
20 a través de la pared de la envuelta 13 (véase la figura 1).
También está formado un orificio redondo 21, que
comunica con un orificio alargado 22, en el espesor de la mordaza
móvil 15. En la figura 13, en la cual se ha ilustrado el perfil del
orificio alargado 22, es evidente que este último comprende un
hombro 22' sustancialmente a mitad de recorrido a través del grosor
de la mordaza móvil 15. El orificio redondo 21 no incluye este
hombro.
En la figura 3 se ha ilustrado la cabeza 11 de
la bomba, de la que se ha quitado la tapa protectora 12. La cabeza
11 de la bomba adopta la forma de una placa sobre la cual están
montados fijos un miembro antagonista o contramiembro 24, una
espiga de tope 25, y un eje 23 adaptado para ser insertado en el
orificio 20 en la mordaza móvil 15, para hacer posible que la
mordaza gire.
La cabeza 11 de la bomba recibe también un rotor
26 montado para rotación que incorpora rodillos y una placa 27,
desde la cual se proyecta un dedo excéntrico 28.
La figura 4 representa el rotor 26 que incorpora
rodillos, retirado de la bomba 1. El rotor 26 comprende dos
pestañas 29 entre las cuales están montados para rotación tres
rodillos cilíndricos 30 y dos rodillos de centrado 31, estando los
rodillos cilíndricos 30 espaciados regularmente a 120^{0} entre sí
alrededor del contorno de las pestañas 29.
La pestaña 29 que es la pestaña superior en la
figura 4, comprende una meseta 32.
La disposición de los rodillos cilíndricos 30,
de los rodillos de centrado 31 y de la meseta 32, puede verse en la
figura 14.
En la figura 5 se ha ilustrado la cabeza de la
bomba representada en la figura 3, de la que se ha quitado el rotor
26. Esta figura muestra un eje de accionamiento 33 que acciona para
rotación al rotor 26 para que desempeñe la función principal de la
bomba 1.
La figura 6 es una vista en perspectiva desde un
lado de la bomba 1, habiéndose representada en la parte enmarcada
VII de esta figura, la cooperación del tubo 6 con la tapa 12.
En la figura 7, la cual es una vista a mayor
escala de la parte enmarcada VII de la figura 6, se ha ilustrado la
parte de la estría 14 en la cual está encajado el tubo 6. Esta parte
de la estría 14 está delimitada por un fondo 35 con la forma de un
arco circular, y dos paredes laterales enfrentadas 36. Cada una de
estas paredes laterales 36 comprende una protuberancia de retención
37, estando dispuestas las dos protuberancias 37 enfrentadas cara a
cara.
La parte de la estría 14 visible en la figura 7
forma un miembro de localización adaptado para recibir el tubo 6
cuando se mete a presión este último en el mismo, y para hacer
posible el deslizamiento del tubo con relación al eje geométrico
longitudinal a lo largo del cual se extiende, o en otras palabras,
paralelo a sí mismo.
Obsérvese que cuando se mete a presión el tubo 6
en esa parte de la estría 14 (véase la figura 9) para obtener el
conjunto representado en la figura 7, el tubo 6 desliza primero
hacia abajo por las paredes laterales 36, hasta que su paso
inferior establece contacto con las protuberancias 37, con lo cual
se crea un punto duro a ser vencido con objeto de meter a presión
el tubo 6 en todo su recorrido en el interior. El usuario continúa
después presionando el tubo 6, con lo cual deforma elásticamente el
paso inferior del tubo, el cual adopta entonces una posición
enfrentada al fondo 35. El alma 7 del tubo 6 adopta una posición
entre las dos protuberancias 37, en la cual retiene al tubo 6 en la
dirección de la parte de la estría 14 representada en la figura
7.
Aunque el paso inferior del tubo 6 está retenido
en su alojamiento por las protuberancias 37, queda una holgura
entre el tubo 6 y el miembro de localización, la cual permite el
deslizamiento al que se ha hecho referencia en lo que antecede
(véase la figura 10).
El tubo 6 se saca deformando también para ello
elásticamente el paso inferior del tubo 6, el cual vence igualmente
el punto duro.
En la figura 8 se ha representado en corte la
posición del tubo 6, tal como se ha descrito.
La figura 11 es una vista en perspectiva de la
cabeza 11 de la bomba en la configuración de la figura 3.
En la figura 12 se ha ilustrado la cabeza 11 de
la bomba cuando la mordaza móvil 15 ha sido acoplada; en esta
figura se ha representado la mordaza separada de la cubierta 12, con
objeto de mostrar la cooperación de la mordaza móvil 15 con los
componentes montados en la cabeza 11 de la bomba.
La figura 13 es una vista en cote del conjunto
representado en la figura 12, e ilustra, en particular, el montaje
de la placa 27 en la cabeza 11 de la bomba.
La placa 27 está sujeta a un eje de
accionamiento 38 que va montado sobre cojinetes y gira con relación
a la cabeza 11 de la bomba. El eje 38 está sujeto a una rueda
dentada 39 que engrana con un engranaje de tornillo sinfín 40, que
es accionado a rotación por un motor (no representado).
Las figuras 14 a 16 son vistas en planta del
conjunto representado en la figura 12 en tres posiciones
particulares de la mordaza móvil 15, definidas por el dedo
excéntrico 28, es decir, por la posición angular de la placa
27.
La figura 14 ilustra el dedo excéntrico 28 en
una posición en la que permite que la mordaza móvil 15 sea acoplada
a la cabeza 11 de la bomba.
En la figura 15, la mordaza móvil 15 está en la
misma posición que en la figura 14, pero el dedo excéntrico 28 está
en una posición en la cual bloquea a la mordaza móvil 15 e impide
que la misma sea extraída de la cabeza 11 de la bomba.
La figura 16 representa la mordaza móvil cuando
está cerrada por el dedo excéntrico 28.
Las posiciones sucesivas representadas en las
figuras 14 a 16 no son visibles desde el exterior en el uso normal
de la bomba 1, por estar esa región cubierta por la tapa 12 que
normalmente está acoplada sobre la mordaza 15.
Las figuras 17 a 19 son varias vistas del
miembro antagonista o contramiembro 24 que está montado sobre la
cabeza 11 de la bomba.
Con referencia a la figura 19, el miembro
antagonista o contramiembro comprende un cuerpo de prueba superior
41, un cuerpo de prueba inferior 42, y dos pestañas 43 que conectan
los cuerpos de prueba 41, 42 entre sí, y cuya forma sigue el
contorno de los cuerpos de prueba 41, 42.
En la figura 18 se ha ilustrado la forma de las
pestañas 43 que forman las paredes laterales del apoyo o soporte
antagonista 25. Las pestañas 43 están fijadas rígidamente a cada uno
de los cuerpos de prueba 41, 42 por una espiga de localización 44 y
un tornillo de fijación 45.
La vista por abajo de la figura 17 ilustra
también la superficie del cuerpo de prueba inferior 42 que está
fijada a la cabeza 11 de la bomba. Esta superficie incorpora un
orificio 46 para cable entre dos taladros roscados 47 en las
respectivas protuberancias 48.
El miembro antagonista o contramiembro 24
comprende además un miembro de contacto superior 49 y un miembro de
contacto inferior 50, fijados rígidamente al cuerpo de prueba
superior 41 y al cuerpo de prueba inferior 42, respectivamente.
Dada la posición de las espigas 44 y los
tornillos 45 que sujetan los cuerpos de prueba 41, 42 a las pestañas
43, el cuerpo de prueba 41, 42 puede ser deformado cuando se
aplique una fuerza a los miembros de contacto 49, 50.
Las figuras 20 a 22 son vistas del miembro
antagonista o contramiembro 24 análogas a las de las figuras 17 a
19; aquí el miembro antagonista o contramiembro 24 comprende un
sello elástico 51 que rellena los intersticios entre las pestañas
43 y los cuerpos de prueba 41, 42 acoplados con sus miembros de
contacto 49, 50. La elasticidad de este sello proporciona el efecto
de sellado y permite al mismo tiempo movimiento relativo de los
cuerpos de prueba 41, 42 y las pestañas 43. El material del sello
elástico 51 debe tener una rigidez despreciable si se compara con
la de los cuerpos de prueba 41, 42 y las pestañas 43. Los cuerpos de
prueba 41, 42 pueden estar hechos de un acero inoxidable
martensítico de alta resistencia, por ejemplo, de conformidad con la
norma francesa AFNOR Z40 CNV 14, y templado/recocido hasta un grado
de dureza HRC de 45, mientras que las pestañas 43 y los miembros de
contacto 49, 50 pueden hacerse de acero inoxidable ordinario; en
este caso, el sello elástico 51 puede estar hecho de silicona.
Hablando en términos generales, todos los intersticios y los
orificios entre los cuerpos de prueba 41, 42, los miembros de
contacto 49, 50, y las pestañas 43, pueden estar rellenos por esta
clase de sello, para obtener un sellado perfecto.
La figura 23 es una vista lateral del miembro
antagonista o contramiembro 24 en corte longitudinal, en la que se
muestra la forma de los cuerpos de prueba 41, 42.
Cada uno de los cuerpos de prueba comprende una
base 52 desde la cual se extiende una parte curvada 53 que tiene en
su extremo una escopladura en cola de milano 54, en la cual encaja
una espiga en cola de milano 55 del miembro de contacto
correspondiente 49, 50. Cada base 52 comprende orificios
transversales 56 para insertar la espiga 44 y el tornillo 45, y un
orificio 56' para fijación a una pared trasera (no
representada).
Cada uno de los cuerpos de prueba 41, 42 tiene
un extensímetro de resistencia eléctrica 57 fijado a la pared
interior de la parte curvada 53. Los extensímetros 57 están
adaptados para medir la deformación de la parte curvada 53 a la
cual van fijados. Tal deformación puede tener lugar cuando el
miembro antagonista o contramiembro 24 sea fijado a la cabeza 11 de
la bomba mediante tornillos insertados en los orificios roscados 47
y se ejerza una fuerza sobre uno de los miembros de contacto 49,
50.
Obsérvese que la deformación de la parte curvada
53 de uno de los cuerpos de prueba es independiente de la
deformación de la parte curvada 53 del otro cuerpo de prueba, ya que
los cuerpos de prueba 41, 42 están conectados solamente por su base
52, a través de las pestañas 43.
Los extensímetros pueden ser conectados a un
puente de Wheatstone, por ejemplo, de una manera que es bien
conocida en el campo de la ingeniería mecánica.
Cada uno de los extensímetros 57 está conectado
al circuito de control de la bomba 1 por medios de cables (no
representados) que pasan a través del orificio 46.
La figura 24 es una representación esquemática
de una unidad de procesado 58 conectada al miembro antagonista o
contramiembro 24 y varios componentes de la bomba 1, tales como el
motor que acciona al rotor 26, el motor que acciona al dedo
excéntrico 28, los periféricos de entrada, tales como las teclas 10,
y los periféricos de salida, tales como la pantalla de presentación
9.
La unidad de procesado 58 comprende un módulo 59
para compensar la fluencia del tubo 6, un módulo 60 para controlar
el cierre de la mordaza móvil 15, y un módulo 61 para filtrar la
pulsación de la bomba 1.
Las funciones de la unidad de procesado, cuyo
funcionamiento se explica aquí en lo que sigue, pueden
proporcionarse mediante circuitos electrónicos apropiados, o bien
mediante un dispositivo de procesado de datos convenientemente
programado.
La bomba peristáltica 1 que se acaba de
describir opera de la manera que se indica aquí en lo que sigue.
Cuando se pone en funcionamiento la bomba 1, la
mordaza móvil 15 está en la posición representada en la figura 15,
la cual corresponde a la posición de la tapa 12 representada en las
figuras 9 y 10, y el rotor 26 está también en la posición
representada en la figura 15, con la meseta 32 dispuesta de modo que
se forme un paso rectilíneo entre el rotor 26 y la mordaza 15. Los
miembros de localización de la tapa 12 están entonces alineados con
ese paso rectilíneo.
En primer lugar, se acopla un tubo 6 a la bomba
1. Para ese fin, como se ha ilustrado en la figura 9, el usuario
sujeta el tubo 6 con ambas manos y lo inserta en la estría 14.
Debido a las protuberancias 37, esa presión en la maniobra ha de
vencer un punto duro, como anteriormente se ha explicado, para que
el tubo 6 llegue a la posición apropiada en los miembros de
localización formados en cada extremo de la estría 14, como se ha
ilustrado en la figura 7.
Con referencia a la figura 10, el usuario puede
entonces deslizar el tubo 6 lateralmente, en uno u otro sentido,
para adaptar la longitud de tubo disponible a uno u otro lado de la
cubierta 12, en función de los accesorios a los cuales esté
conectado el tubo 6 (véase la figura 1).
Una vez efectuada esa operación, la intervención
del usuario, por lo que se refiere a la colocación en posición del
tubo 6 en la bomba 1, no es ya necesaria.
Usando las teclas de control 10, el usuario
indica que desea poner en marcha la bomba 1, con lo cual acciona la
rotación de la placa 27 a través de su sistema de accionamiento,
hasta que la mordaza móvil 15 llega a la posición representada en
la figura 16, en la cual el diente 18 de la mordaza 15 sujeta el
alma 7 del tubo 6 contra la espiga 25 de inmovilización.
Una vez alcanzada esa posición, el motor entra
en pérdida y absorbe una corriente de más intensidad. Cuando se
detecta este pico de consumo, se para el motor.
Al cerrarse la mordaza 15, se envuelve el tubo 6
alrededor del rotor 26 y al mismo tiempo desliza como se requiere
en los miembros de localización de la tapa 12.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Finalmente se sujeta el tubo 6 a uno y otro lado
del rotor 26 mediante la cooperación del diente 18 y la espiga de
inmovilización 25, por una parte, y mediante la cooperación del
miembro de apoyo o soporte 19 y el miembro antagonista o
contramiembro 24 por otra parte, con lo cual se agarran ligeramente
ambos pasos del tubo 6.
La mordaza móvil 15 es retenida en esa posición
de cierre debido a la naturaleza irreversible del sistema que
comprende la rueda 39 y el tornillo sinfín 40. El paso y el ángulo
de la hélice de estos componentes se eligen, de una manera que es
bien conocida en la técnica de la ingeniería mecánica, para que la
rotación del tornillo sinfín 40 accione a la rueda 39, pero que la
rotación de la rueda 39 no sea capaz de accionar la rotación del
tornillo sinfín 40.
Una vez insertado el tubo 6 de esta forma, se
puede hacer girar el rotor 28 para iniciar la circulación del
fluido contenido en el tubo 6, gracias al movimiento de los rodillos
30.
Cuando está funcionando la bomba 1, se garantiza
la seguridad del usuario por el hecho de que la mordaza móvil 15
está en la posición de la figura 16, es decir, en una posición en la
cual la retirada de la combinación de la mordaza móvil y la tapa
protectora está impedida por el dedo excéntrico 28 y el hombro 22'
en el orificio alargado 22 en la mordaza móvil 15. También es
imposible quitar la tapa 12 cuando la mordaza móvil 15 está en la
posición de la figura 15, es decir, cuando el rotor 26 no se está
moviendo pero la bomba 1 está siendo alimentada de energía.
Por otra parte, cuando se corta la alimentación
de energía de la bomba 1, el dedo excéntrico 28 vuelve a la
posición representada en la figura 14, con lo cual libera la
combinación de la mordaza móvil y la tapa protectora, por ejemplo,
para permitir la limpieza de los componentes de la cabeza 11 de la
bomba.
La bomba 1 comprende además medios para obtener
información, a través del miembro antagonista o contramiembro 24,
relativa al tubo 6 y al fluido en circulación, y para hacer
funcionar la bomba 1 en consecuencia.
El miembro antagonista o contramiembro 24 está
conectado a una unidad de procesado (figura 24) que almacena en la
memoria un coeficiente de presión de la señal y que está adaptada
para obtener la presión del fluido que circula por el tubo 6 a
partir de ese coeficiente de presión de la señal y del voltaje
suministrado por los extensímetros 57 (el cual es representativo de
la deformación de la parte curvada correspondiente 53).
Una vez acoplado el tubo, y con la cabeza de la
bomba en la posición de la figura 16, la unidad de procesado
verifica primero la presencia del tubo 6 y su correcta colocación.
Para este fin, la deformación de la parte curvada 53 debe ser
confirmada, confirmando para ello que la distancia entre el miembro
antagonista o contramiembro 24 y el miembro de apoyo o soporte 19
de la mordaza 15, en la posición de cerrada, es menor que la anchura
del tubo 6 (véase la figura 23).
Si no se detecta la presencia del tubo 6, la
bomba 1 no empieza a funcionar y presenta un mensaje de error.
Una vez que el tubo esté colocado correctamente
y la bomba esté funcionando, la unidad de procesado 58 suministra a
los periféricos de salida la presión instantánea del fluido en cada
uno de los pasos del tubo 6, para cada uno con independencia de los
demás.
El coeficiente de presión de la señal se
determina empíricamente, durante una fase de calibración preliminar,
instalando para ello un tubo de características conocidas en la
bomba 1 y aplicándole una presión conocida. Luego se lee el voltaje
suministrado por los extensímetros 57; al ser conocida la presión
correspondiente a ese valor, se puede determinar el coeficiente.
Puede determinarse para cada nuevo tubo que se use. Se pude obtener
un valor medio sometiendo para ello una pluralidad de tubos a esa
prueba, y determinando, a partir de los resultados de la prueba, un
coeficiente medio válido para todos los tubos.
La unidad de procesado 58 puede hacer uso de la
presión medida del fluido en el tubo 6 para las siguientes
aplicaciones suplementarias.
La unidad de procesado 58 incluye un módulo 59
para compensar la fluencia del tubo 6, lo cual mejora la fiabilidad
de las mediciones. Para este fin, a intervalos regulares, por
ejemplo cada 20 milisegundos, el módulo 59 mide el voltaje
suministrado por los extensímetros 57 y efectúa una calibración
dinámica, de una medición a la siguiente, tomando el voltaje más
bajo como el valor de referencia para calcular la presión cero.
La unidad de procesado 58 incluye también un
módulo 60 para controlar el cierre de la mordaza móvil 15, que está
adaptado para regular la velocidad de la mordaza móvil 15 cuando
ésta se mueve desde su posición de abierta a su posición de
cerrada, lo que conduce a la compresión del tubo 6 entre el miembro
de apoyo o soporte 19 y el miembro antagonista o contramiembro 24.
Si se aprieta demasiado rápidamente la mordaza móvil 15, se perturba
la medición de la presión, debido a la elasticidad del tubo 6.
El módulo 60 puede por lo tanto retardar el
cierre de la mordaza móvil (es decir, retardar el motor del dedo
excéntrico 28) si se perturba la medición de la presión.
El módulo 60 puede ser además programado para
iniciar el cierre de la mordaza móvil 15 a gran velocidad y fijar
después el tubo 6 a una menor velocidad, una vez que el tubo 6 haya
llegado a las proximidades del miembro antagonista o contramiembro
24.
\global\parskip1.000000\baselineskip
La unidad de procesado 58 comprende además un
módulo 61 para filtrar la pulsación de la bomba 1. El movimiento
del rotor 26 que actúa sobre el tubo 6 durante el funcionamiento de
la bomba 1 origina perturbaciones cíclicas en la medición de la
presión, dependiendo esas perturbaciones de la frecuencia de
rotación del rotor 26.
El módulo 61 aplica filtrado electrónico, por
ejemplo por medio de un filtro de RC de paso bajo, que establece
una frecuencia de corte.
En el presente ejemplo, la velocidad de rotación
del rotor 26 es de 240 rpm, y el rotor comprende tres rodillos, lo
que corresponde a una frecuencia angular de 12 Hz. Puede entonces
definirse una frecuencia de corte de 1,5 Hz mediante un filtro de
RC apropiado; ese valor da buenos resultados.
La unidad de procesado 58 puede también seguir
ajustar la velocidad de rotación del rotor 26 a la presión medida
del fluido en el tubo 6. Por ejemplo, si la unidad de procesado 58
tiene información relativa a la presión máxima permitida en el tubo
6, se puede aumentar la velocidad de rotación de la bomba hasta el
máximo, y reducirla después, sobre demanda, si la presión en el
tubo 6 se aproxima a su valor máximo permitido.
Análogamente, mediante la indicación de
variaciones anormales en la presión del fluido, la unidad de
procesado 58 puede detectar un flujo incorrecto del fluido en el
tubo 6, relacionado con el cegado de los tunos, por ejemplo.
Se pueden contemplar variantes del dispositivo
que no rebasen el alcance del invento. En particular, el tubo 6
puede comprender un solo paso, o más de dos pasos, comprendiendo el
miembro antagonista o contramiembro tantos cuerpos de prueba como
pasos haya.
Claims (13)
1. Bomba peristáltica (1) que comprende un rotor
(26) que incorpora rodillos (30) y una mordaza móvil (15) que está
provista de un miembro de apoyo o soporte (19) y que adopta una
posición abierta en la cual la mordaza móvil (15) es movida hacia
fuera del rotor (26) y una posición de cerrada en la cual la mordaza
móvil (15) es movida aproximándose al rotor (26),
caracterizada porque:
- -
- en la posición de abierta, el miembro de apoyo o soporte (19) es movido hacia fuera de un miembro antagonista o contramiembro fijo (24) en la bomba (1), con el resultado de que un tubo (6) sobre el cual deba actuar dicha bomba (1) puede ser acoplado entre la mordaza (15) y el rotor 26), por una parte, y entre el miembro de apoyo o soporte (19) y el miembro antagonista o contramiembro (24) por otra parte, y
- -
- en la posición de cerrada, el miembro de apoyo o soporte (19) es movido hacia dicho miembro antagonista o contramiembro (24), con el resultado de que dicho tubo (6) es agarrado entre una superficie de apoyo o soporte curvada (17) de la mordaza móvil (15) y al menos un rodillo (30) del rotor (26), por una parte, y entre el miembro de apoyo o soporte (19) y el miembro antagonista o contramiembro (24) por otra parte,
comprendiendo además esta bomba (1):
- -
- un sensor (53, 57) de la fuerza ejercida entre el miembro de apoyo o soporte (19) y el miembro antagonista o contramiembro (24); y
- -
- una unidad de procesado (58) que comprende medios para determinar, antes de que esté funcionando la bomba, a partir de la señal suministrada por el sensor (53, 57), si han sido satisfechas condiciones predeterminadas indicadoras de una colocación en posición correcta del tubo (6) entre el miembro de apoyo o soporte (19) y el miembro antagonista o contramiembro (24) y para que, si no han sido satisfechas dichas condiciones predeterminadas, se ponga en funcionamiento la bomba.
2. Bomba peristáltica de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque el sensor de fuerza
(53, 57) está integrado en el miembro antagonista o contramiembro
(24).
3. Bomba peristáltica de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizada porque el miembro antagonista
o contramiembro (24) comprende un primer conjunto que
comprende:
- -
- una base (52) provista de medios (47) para fijarla a la bomba (1);
- -
- un cuerpo de prueba (41; 42) que comprende una parte curvada (53) y conectada rígidamente por uno de sus extremos a la base (52), y que comprende un miembro de contacto (50) en su otro extremo;
- -
- un extensímetro de resistencia eléctrica (57) aplicado a la parte curvada del cuerpo de prueba (53).
4. Bomba peristáltica de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizada porque el miembro antagonista
o contramiembro (24) comprende un segundo conjunto idéntico al
primer conjunto e independiente de éste.
5. Bomba peristáltica de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la unidad
de procesado (58) comprende una memoria en la cual está almacenado
un coeficiente de presión de la señal, estando adaptada la unidad
de procesado (58) para procesar el valor de la señal suministrado
por el sensor de fuerza (53, 57) de acuerdo con dicho coeficiente
de presión de la señal, para obtener la presión del fluido que
circula por el tubo (6).
6. Bomba peristáltica de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la unidad
de procesado (58) comprende un módulo (59) para compensar la
fluencia del tubo (6), adaptado para medir periódicamente el valor
de la señal suministrada por el sensor de fuerza (53, 57) y para
recalibrar el sensor (53, 57) dinámicamente, en función del valor
más bajo medido de dicha señal.
7. Bomba peristáltica de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la unidad
de procesado (58) comprende un módulo (61) para filtrar la
pulsación de la bomba (1).
8. Bomba peristáltica de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la unidad
de procesado (58) está adaptada para regular la velocidad de
rotación del rotor (26) paralelamente a las indicaciones
suministradas por el sensor de fuerza (53, 57).
9. Bomba peristáltica de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la unidad
de procesado (58) está adaptada para detener la bomba (1) si la
fuerza ejercida entre el miembro de apoyo o soporte (19) y el
miembro antagonista o contramiembro (24) excede de un umbral
predeterminado.
10. Bomba peristáltica de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque la misma
comprende un dispositivo motorizado para cerrar la mordaza móvil
(15) a una velocidad variable.
11. Bomba peristáltica de acuerdo con la
reivindicación 10, caracterizada porque el dispositivo de
cierre proporciona una primera velocidad de aproximación y una
segunda velocidad de cierre menor que la velocidad de
aproximación.
12. Bomba peristáltica de acuerdo con la
reivindicación 3 o con la reivindicación 4, caracterizada
porque el miembro de contacto (49, 50) tiene una superficie de
apoyo o soporte plana adaptada para entrar en contacto con el tubo
(6).
13. Bomba peristáltica de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones 3 o con la reivindicación 4,
caracterizada porque el miembro de contacto (49, 50) es un
miembro rígido unido al cuerpo de prueba (53).
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