ES2632151T3 - Bombas peristálticas axiales rotativas y procedimientos relacionados - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de bomba peristáltica (10) que comprende: una platina (20) que tiene una superficie de platina (22); un tubo (50) posicionado adyacente a la superficie de platina; una leva (30, 30a) que rota alrededor de un eje de rotación (AR), teniendo la citada leva una superficie de leva (32) que está separada de la superficie de platina; y una pluralidad de dedos (44), teniendo cada dedo una primera porción en aplicación cooperativa con la superficie de leva, una segunda porción adyacente a la superficie de platina, un resorte (114) para empujar el dedo en una dirección que lo separa de la superficie de platina y un eje longitudinal (LA) que es sustancial10 mente paralelo al eje de rotación de la leva, estando los citados dedos en aplicación con la superficie de leva, de tal manera que, a medida que la leva rota alrededor del eje de rotación, los dedos se moverán axialmente hacia adelante y hacia atrás, comprimiendo secuencialmente el tubo contra la superficie de platina y provocando así el movimiento peristáltico del fluido a través del tubo; caracterizado por una puerta (14) que se puede abrir y cerrar para permitir el acceso al tubo; en el que: el tubo está montado sobre o dentro de una casete (60) y la puerta se puede abrir para obtener acceso para permitir la retirada de la casete que tiene el tubo sobre la misma o en la misma y su sustitución por otra casete que tiene otro tubo sobre la misma o en la misma, al menos una superficie de alineación está formada en la puerta, estando configurada la citada superficie de alineación para registrarse con la casete cuando la puerta está cerrada, sujetando de este modo la casete en una alineación deseada, y la superficie de platina está dispuesta sobre una superficie interior de la puerta y se forma al menos un rebaje en la citada superficie de platina de tal manera que el tubo estará sustancialmente yuxtapuesto a la superficie de platina cuando la puerta está cerrada.

Description

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el lumen de la tubería 50 se cierre o se pince completamente cuando el dedo 44 está en o más allá de una cantidad deseada de avance hacia delante (por ejemplo, cuando el dedo 44 se encuentra en una cierta distancia de su recorrido máximo hacia adelante). Por ejemplo, en la realización que se muestra, el dedo 44 incorpora una ranura transversal 90 a través de la cual un elemento de oclusión 92 accionado por resorte se extiende ligeramente más allá de una superficie de compresión 94 de la porción de cabeza 84 del dedo 44. El elemento de oclusión 92 se muestra situado sustancialmente centralmente dentro de la porción de cabeza 82, pero también pueden ser adecuadas otras localizaciones. Por ejemplo, en algunas realizaciones, los elementos de oclusión 92 pueden estar situados fuera del centro, o cerca o en regiones periféricas o extremos de las superficies de compresión 94. El resorte 96 del elemento de oclusión funciona para inclinar el elemento de oclusión 92 a una posición extendida. La extensión del elemento de oclusión 92 puede estar limitada por pasadores de guía de miembros de oclusión 102 dispuestos en o asociados con aberturas 104. En el ejemplo que se muestra en los dibujos, el elemento de oclusión 92 está situado a mitad de camino entre los extremos opuestos de la superficie de compresión 94, de tal manera que en cada dedo 44 porciones de la superficie de compresión 94 están situadas a cada lado del elemento de oclusión 92. Se apreciará, sin embargo, que en algunas realizaciones los miembros de oclusión 92 pueden estar situados en posiciones diferentes a la mitad de camino entre los extremos de la superficie de compresión 94.

Volviendo a la figura 5, se muestra un dedo alternativo 244. El dedo 244 es sustancialmente el mismo que el dedo 44, con la excepción de que el dedo 244 no tiene un elemento de oclusión 92 movible o forzado por resorte, sino que tiene un saliente, por ejemplo, una porción de cresta 106 con una superficie 108 situada distalmente de la superficie de compresión 294. En esta realización, la porción de cresta 106 se incorpora en la cabeza 284 del dedo 244. Al igual que el elemento de oclusión amovible 92, el elemento fijo 108 puede estar situado en o cerca de una periferia de la superficie de compresión 294 en lugar de sustancialmente centralmente como se muestra. La porción de cresta 106 funciona para proporcionar una región enfocada de oclusión cuando la cabeza 284 presiona contra la tubería durante el funcionamiento del dispositivo 10.

Con referencia de nuevo a la figura 4, el dedo 44 puede incluir además un mecanismo de retracción 112 para forzar la segunda porción 48 del dedo 44 lejos de la superficie de platina 22. El mecanismo de retracción 112 comprende un resorte de retracción 114, por ejemplo, montado en el dedo 44 de la bomba y mantenido en posición mediante el pasador de posicionamiento 116. Un extremo con gancho 118 del resorte de retracción 114 que se extiende hacia fuera desde la abertura 122, como se muestra, por ejemplo, en la figura 3, se aplica a una abertura de carcasa 126 cuando el dedo 44 está instalado dentro de la carcasa del dispositivo 12.

El dispositivo de bomba 10 funciona de la siguiente manera. Haciendo referencia a la figura 2, la dirección de rotación de la leva 30 en la acción de bombeo hace que el fluido fluya desde la izquierda hacia la derecha. Los dedos de bombeo 44 tienen sus rodillos 80 acoplados cooperativamente con la superficie de leva 32. Debido a la posición de los lóbulos de leva L, el primer dedo y el último dedo, 44a y 44b, respectivamente, están completamente extendidos con los dedos 44 entre ellos, retraídos progresivamente al estar controlados por los contornos de la superficie de leva 32. Los elementos de válvula de oclusión 92a y 92b del primer y último dedos de bomba 44a y 44b funcionan para ocluir una sección de la tubería 50 creando un volumen capturado de fluido entre el primer dedo de bomba 44a y el último dedo de bomba 44b.

A medida que la leva 30 rota moviendo el lóbulo de leva izquierdo hacia la derecha, el segundo dedo de bomba izquierdo se extiende más para comprimir y ocluir el tubo por encima del mismo mientras que al mismo tiempo el último dedo se retrae y retira la oclusión de tubo por encima del mismo. El fluido en la tubería 50 ahora comienza a fluir hacia la derecha más allá del último dedo de la bomba. Además, el fluido desde el lado de entrada de la tubería 50 comienza a llenar la sección de tubería detrás (desde la izquierda) del segundo dedo de bomba izquierdo. A medida que el lóbulo de leva izquierdo continúa moviéndose hacia la derecha, los siguientes dedos de bombeo continúan comprimiendo y ocluyendo progresivamente el tubo por encima de los mismos, provocando así que el fluido en el tubo fluya hacia la derecha y se llene desde la izquierda. En la medida en que la leva tiene una pluralidad de lóbulos de leva, cuando el lóbulo izquierdo llega finalmente por debajo del último dedo de la bomba (a la derecha), otro lóbulo de leva llega por debajo del primer dedo de la bomba capturando un nuevo volumen de fluido entre el primer y el último dedos de bomba 44.

Los rodillos 80 u otros miembros amovibles de los dedos 44 pueden rodar, desplazarse por rotación o desplazarse de otra manera o seguir a través de una superficie de leva 32 que comprende una pista, tal como una ranura o depresión. La forma del rodillo 80 u otro elemento amovible puede corresponder a la forma de la pista de superficie de leva 32 para proporcionar un seguimiento firme y un desgaste mínimo de los rodillos 44. Las figuras 4A -4E muestran varios ejemplos no limitativos de este concepto. En la figura 4A, la leva 30a tiene una superficie de pista 32a que es sustancialmente arqueada y los rodillos 80a en los dedos 44 son sustancialmente esféricos y / o de tamaño correspondiente de tal manera que se asientan y ruedan firmemente sobre la superficie de pista arqueada 32a, como se muestra. En la figura 4B, la leva 30b tiene una superficie de pista 32b que tiene una sección transversal sustancialmente en forma de V y los rodillos 80b en los dedos 44 tienen formas sustancialmente esféricas y son de tamaño correspondiente de tal manera que se asientan y ruedan firmemente en la pista, entrando en contacto con las paredes laterales opuestas de la superficie de pista 32b sustancialmente en forma de V, como se muestra. En la figura 4C, la leva 30c tiene una superficie de pista 32c que sustancialmente se estrecha progresivamente en un lado 8 5

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y los rodillos 80c en los dedos 44 tienen un estrechamiento progresivo y tamaño correspondientes de tal manera que se asientan y ruedan firmemente en la pista 32c que sustancialmente se estrecha progresivamente, como se muestra. En la figura 4D, la leva 30d tiene una superficie de pista 32d que comprende un área elevada alargada (por ejemplo, un carril, bulto o reborde) y los rodillos 80d tienen ranuras o rebajes correspondientes formados en sus superficies de tal manera que se asientan y ruedan firmemente sobre la superficie de pista 32d, como se muestra. En la figura 4E, la leva 30e tiene una superficie de pista 32e que es sustancialmente plana y los dedos se mantienen en posiciones de manera que se desplazan sobre la superficie de pista 32e, como se muestra.

El funcionamiento de unos dedos individuales 44 del dispositivo de bomba 10 se puede entender más claramente con referencia a las figuras 6A y 6B. La figura 6A muestra un dedo 44 del dispositivo 10, alineado sustancialmente paralelo al eje de rotación de la leva 30 (el eje de rotación está representado por la línea discontinua AR en la figura 6A). Las porciones de pared 12a y 12b de la carcasa 12 mantienen el posicionamiento del dedo 44 sobre la superficie de leva 32 de tal manera que el rodillo 80 del dedo 44 está asentado dentro de la pista de leva cóncava. El resorte de retracción 114 del dedo 44 se extiende a través de la abertura 126 de la carcasa 12 y puede descansar contra la superficie de abertura 126a. Como se muestra, el extremo distal del elemento de válvula de oclusión 92 está en contacto con la tubería llena de fluido 50, pero no produce una compresión sustancial. La tubería 50 se mantiene en su posición contra la superficie de platina 22 por medio del nervio 63.

La figura 6B muestra la acción del dedo 44 cuando se mueve con movimiento alternativo hacia la superficie de platina 22 cuando un lóbulo de leva L pasa por debajo del rodillo 80 haciendo que el elemento de válvula de oclusión 92 comprima la tubería 50 contra la superficie de platina 22 y ocluyendo el flujo de fluido a su través. Los resortes de válvula de oclusión 96 funcionan para forzar el elemento de válvula de oclusión 92 a esta posición extendida cuando está retenida por los pasadores de guía 102 a través de las aberturas 104.

Como se muestra en las figuras 6A y 6B, la pista de la superficie de leva 32 está definida por una sección transversal curvada de forma cóncava dimensionada de manera que el rodillo 50 pueda asentarse libremente en la misma. Preferiblemente, la sección transversal de la pista de leva tiene un radio que es algo mayor que un radio del rodillo 50, con el fin de que el rodillo 50 contacte con la superficie de leva 32 en una región de contacto muy pequeña, teóricamente, un punto de contacto. En otras realizaciones, la superficie de leva incluye una pista con sección transversal sustancialmente en forma de muesca en V, de manera que cada uno de los rodillos contacte la superficie de leva en dos "puntos" sustancialmente opuestos. Alternativamente se pueden proporcionar otras configuraciones, tales como una pista de sección transversal que se estrecha progresivamente.

La figura 7 muestra un dispositivo alternativo de bomba peristáltica 210 de la invención con un conjunto de platina y casete integral 216. Este dispositivo 210 es sustancialmente el mismo que el dispositivo 10, con una diferencia primaria que es que el dispositivo 210 no incluye ninguna puerta, pestillo o tope articulado.

La figura 8 muestra otra realización de un dispositivo de bomba peristáltica axial rotativa 310 de la presente invención con una estructura de soporte de tubería de casete 318 incorporada en una puerta articulada 328. Por ejemplo, en esta realización, una superficie plana de platina 330 y nervios o miembros de nervios 332 están incorporados en la puerta 328 como se muestra. De la misma manera que se ha descrito más arriba con respecto al dispositivo 10, la puerta 328 pivota entre posiciones abierta y cerrada.

Opcionalmente, tal como se muestra en las figuras 1, 9A y 9B, los dispositivos de detección de presión 132, 133 se pueden incluir en el dispositivo 10, uno justo antes del primer dedo de bomba (lado de entrada) y el otro después del último dedo de bomba (lado de salida) . Alternativamente o adicionalmente, se puede proporcionar un aparato para detectar la presión en el tubo. La tubería 50 es parcialmente comprimida por el dispositivo de detección de presión 132, 133 que ejerce una fuerza reactiva contra un haz del medidor de tensiones precargado 133 que tiene un extremo fijado a la carcasa. De este modo, la cantidad de deflexión del haz del medidor de tensiones 133 varía directamente con la cantidad de presión dentro de la tubería 50 en la localización de ese dispositivo de detección de presión 132, 133. Se puede usar cualquier transductor convencional del medidor de tensiones. Más específicamente, el haz 133 del medidor de tensiones funciona de la siguiente manera. A medida que la presión en la tubería 50 aumenta o disminuye, la tubería 50 se hincha o se contrae respectivamente contra la platina plana fija para hacer que el dispositivo de detección de tensiones 132, 133 ejerza una presión diferente contra el haz 133 del medidor de tensiones y de esta manera cambiar la deflexión del haz del medidor de tensiones. Como está bien establecido en la técnica, la señal eléctrica medida de un medidor de tensiones es proporcional a la cantidad de deflexión que experimenta el haz del medidor de tensiones. Además, la calibración de la señal eléctrica desde el medidor de tensiones permite que un sistema determine la cantidad de presión en el tubo con el fin realizar la lectura de presión y la detección de oclusiones.

Haciendo referencia a las figuras 2 y 9B, a medida que se produce el bombeo, el fluido es aspirado dentro de la tubería 50 de la bomba desde el lado de entrada. Si la entrada de fluido en la tubería de la bomba 50 se obstruye, por ejemplo si un tubo de entrada o de suministro está retorcido o si la fuente de fluido se agota, se producirá una disminución de presión en la tubería 50 causando el colapso de la tubería 50 y disminuyendo su fuerza contra el dispositivo de detección de presión 132 en el lado de entrada, haciendo por ello que el haz de medición de tensiones

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