FR2549909A1 - Pompe a galets a mouvement peristaltique et rotor pour cette pompe - Google Patents

Abstract

UNE POMPE A GALETS A MOUVEMENT PERISTALTIQUE, EN PARTICULIER UNE POMPE A TUBE SOUPLE EN TECHNIQUE MEDICALE, COMPORTE UN BATI DE POMPE 25 DONT LA PAROI SUPPORT 28, DANS LA ZONE DE SORTIE 31, PRESENTE UNE COURBURE DE MEME SENS QUE CELLE DU TRAJET CIRCULAIRE 33A D'UN GALET 33 QUI TOURILLONNE SUR UN RESSORT DE POMPE 1, COURBURE QUI EST CONSTANTE EN FACE DU TRAJET CIRCULAIRE 33A OU DONT LE RAYON DE COURBURE AUGMENTE DE FACON CONSTANTE DANS LE SENS DE ROTATION DU GALET 33. LE ROTOR DE POMPE 1 COMPORTE UNE LIAISON A MECANISME DE TELLE FACON QU'UN DEPLACEMENT RADIAL FORCE D'UN GALET SOIT CONVERTI EN UN DEPLACEMENT CORRESPONDANT DE L'AUTRE GALET OU DES AUTRES GALETS. CETTE COMBINAISON DE BATI DE POMPE ET DE ROTOR DE POMPE SUPPRIME EFFICACEMENT LES POINTES DE PRESSION ET LES ECARTS DE DEBIT.

Description

POMPE A GALETS A MOUVEMENT PERISTALTIQUE ET ROTOR POUR CETTE POMPE

La présente invention se rapporte à une pompe à galets à mouvement péristaltique, en particulier une pompe àtube souple pour la technique médicale, a) comportant un rotor de pompe, comprenant une pièce d'entraînement qui peut être entrainée en rotation au moyen d'un arbre d'entrainement de la pompe, et, -comprenant des galets disposes en répartition symétrique le long de la périphérie de la pièce d'entraînement et portés sur des 10 porte-galets chargés radialement vers l'extérieur par des ressorts qui s'appuient sur la pièce d'entraînement, étant précisé que les porte-galets sont accouplés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une liaison à mécanisme qui guide les porte-galets symétriquement par rapport à l'arbre d'entraînement, et b) comportant un bâti de pompe comprenant une surface de fond disposée parallèlement au plan de rotation du rotor de pompe, comprenant une paroi support de courbe continue, perpendiculaire à la surface de fond, étant précisé que la paroi support 20 présente une zone de travail dans laquelle la paroi support a la forme d'un arc de cercle concentrique à l'axe de rotation du rotor de pompe dans laquelle on peut poser un tube souple de pompe qui sera sollicité par les galets du rotor de pompe, cette zone de travail

présentant une zone de sortie dans laquelle la paroi support s'écarte 25 du trajet circulaire du galet.

Dans sa conception de base, une pompe à galets comporte un stator et un rotor Le stator est venu de forme dans le carter de la pompe et présente un creux sur la paroi perpendiculaire, à courbe continue, duquel s'appuie un tube souple de pompe La zone dans i quelle le tube souple de pompe s'appuie contre la paroi forme le bâti de pompe, qui a le contour d'un secteur circulaire Par le centre de ce secteur circulaire passe l'axe de rotation d'un rotor qui comporte à ses extrémités libres des galets qui tourillonnent Lors de la rotation du rotor dans le sens de travail, les galets viennent

au contact du tube souple de pompe qui s'appuie sur le contour circu-

laire du bâti de pompe et, la rotation du rotor se poursuivant, le compriment suffisamment pour qu'il soit obturé de façon étanche au liquide Le roulement des galets sur le tube de pompe se poursuivant, le fluide qui se trouve dans le tube de pompe est transporté Dans la plupart des cas une pompe à galets de ce type comporte deux galets qui sont rapportés sur le rotor de façon telle que la droite qui passe par leurs axes de rotation sur le rotor passe également par

l'axe de rotation du rotor.

Jusqu'ici on connait deux principes différents de réalisation 10 de la portée des galets sur le rotor Dans un cas les porte-galets, qui forment la liaison entre les galets et la pièce d'entrainement du rotor, sont rigidement reliés au rotor de façon telleque par conséquent les galets ne peuvent exécuter aucun mouvement relatif par

rapport au rotor, à l'exception de leur rotation autour de leur 15 propre axe de rotation, pour rouler sur le tube souple de pompe.

Dans l'autre cas, les porte-galets sont portés par le rotor avec possibilité de déplacement radial et sont poussés radialement vers l'extérieur par la force d'un ressort Par conséquent en plus de leur rotation autour de leur propre axe de rotation, les galets

peuvent exécuter un déplacement relatif radial par rapport au rotor.

Les deux principes de réalisation présentent des avantages et des inconvénients: le fait que les galets soient portés élastiquement sur le rotor, comme cela est par exemple connu à partir du document DE-OS 32 37 014, permet l'utilisation de tubes souples de pompe d'épaisseur de paroi différente, puisque les galets, par suite de leur portée

élastique, se règlent d'eux-mêmes sur le rayon optimum de roulement.

Il est ainsi garanti qu'aussi bien les tubes souples de pompe à paroi épaisse qu'à paroi mince sont toujours obturés de façon sûre, 30 sans être trop fortement chargés Pourtant, dans les pompes à galets du type de réalisation selon le document DE-OS 32 37 014, il apparait le problème de la pulsation, consistant en ce que la valeur de la pression de transport n'est pas constante, mais qu'elle présente en partie des écarts très importants dans le sens positif et négatif. 35 Ces écarts qui apparaissent à la façon de pointes, rendent le plus souvent nécessaire l'utilisation d'un dispositif de compensation de pression. On peut expliquer comme suit l'effet physico-technique qui provoque ces pointe 5 de pression: Le bâti de la pompe n'est de forme circulaire que sur une zone déterminée; par exemple, dans le cas de deux galets sur le rotor, le bâti de pompe présente un arc de cercle de 180 , aux deux

extrémités duquel le bâti de pompe se poursuit tangentiellement.

Cette autre portion du contour du bâti forme la sortie du bâti de pompe Jusqu'au point o l'arc de cercle se transforme en la tangente de la sortie, les galets, lors de la rotation du rotor, se déplacent 10 donc sur un trajet circulaire concentrique à l'axe d'entrainement, à vitesse de roulement constante A partir de la position mentionnée, le galet, par ailleurs poussé vers l'extérieur par le ressort, suit la tangente, ce qui fait qu'il a un mouvement relatif par rapport au rotor, vers l'avant dans le sens de rotation Le rayon entre l'axe 15 du galet et l'axe de rotation du rotor s'accroit donc Le galet suit le trajet tangentiel jusqu'à ce qu'il atteigne sa position de butée extérieure Du fait que la vitesse de rotation du rotor reste constante,mais que par contre la distance entre l'axe du galet et l'axe de rotation du rotor augmente, le galet est accéléré, c'est-à-dire que la vitesse de roulement sur-le tube souple de pompe augmente, ce qui fait également augmenter la vitesse d'écoulement du fluide dans le

tube souple de pompe et ce qui produit donc un coup de bélier positif.

En même temps le tube souple de pompe est allongé ou décalé par le galet, de sorte qu'après le soulèvement du galet, le tube souple 25 revient élastiquement d'une certaine valeur Ceci conduit alors à

un coup de bélier négatif.

Dans le cas de l'utilisation d'un rotor o les galets sont portés de façon fixe on a au moins le fait que le coup de bélier positif décrit ci- dessus ne peut pas se produire, puisque les galets 30 n'exécutent aucun déplacement relatif par rapport au rotor Cette exécution de la pompe présente toutefois le désavantage que l'on ne peut utiliser de tube souple de pompe que d'épaisseur déterminée de paroi, car des tubes à paroi épaisse seraient écrasés et des tubes

à paroi mince ne peuvent pas être obturés de façon certaine, de sorte 35 que la fonction de la pompe ne serait pas obtenue de façon certaine.

A partir du document DE-OS 1 807 979, on connait une pompe à galetsà mouvement péristaltique, selon le modèle ci-dessus, dans laquelle il est prévu une possibilité constructive de modifier la distance radiale entre les axes de rotation des galets et l'axe de rotation du rotor, pour pouvoir ainsi régler la ponpe à galets sur différents diamètres de tube souple Dans ce but il est prévu une liaison a mécanisme sous forme d'une came qui vient en appui avec

deux porte-galets de façon à donner une butée réglable pour le mouvement radial vers l'extérieur, soutenu par le ressort, des portegalets avec les galets qui y tourillonnent.

Pour obtenir le réglage radial optimum des galets, il faut toutefois être assuré que les galets obturent régulièrement le tube souple sous la force du ressort Mais une distance radiale réglementaire de ce type entre les galets et l'axe de rotation du rotor ne peut être garantie que pour une position unique, définie avec pré15 cision de la came Si la came tourne trop peu, alors le tube souple n'est pas obturé de façon certaine; si la came tourne au-delà du point idéal, alors certes les galets sont bien poussés radialement vers l'extérieur par les ressorts de compression et ils obturent comme il le faut le tube souple de pompe, lorsqu'ils quittent le 20 trajet de forme semi-circulaire du bâti de pompe, mais on fournit aux galets l'occasion de continuer à se déplacer radialment vers l'extérieur jusqu'à ce que les porte-galets viennent à nouveau en appui contre la came Du fait de l'accroissement de la distance radiale entre l'axe de rotation des galets et l'axe de rotation du 25 rotor, il apparait alors à nouveau les problèmes déjà mentionnés des écarts de pression Une autre manière de procéder pour réduire la pulsation est d'utiliser trois ou davantage de galets Une disposition de ce type est par exemple connue à partir du document US-PS 2 965 041 Toutefois cette mesure ne diminue pas suffisamment 30 la pulsation et présente en outre le grave inconvénient qu'il faut enregistrer une élévation du taux d'hémolyse L'hémolyse, c'est-à-dire la destruction des cellules rouges du sang, est, à débit identique et tube souple de pompe identique, pratiquement proportionnelle au

nombre des galets.

A partir du document US-PS 2 965 041, il est en outre connu de concevoir la zone de sortie du bâti de pompe de façon telle que, lors de la rotation du rotor de pompe, les galets libèrent lentement

le tube souple de pompe Dans la disposition choisie selon le document.

US-PS 2 965 041, il est cependant nécessaire d'utiliser un grand nombre de galets pour obturer le tube de pompe en au moins deux points Il apparait alors à nouveau ici le problème déjà mentionné de l'hémolyse. De plus, dans cette pompe à galets connues il est nécessaire d'avoir un rotor à galets à portée fixe, de sorte qu'aussi dans le cas de cette pompe à galets, on ne peut utiliser qu'un tube souple

de pompe d'une section définie.

L'objet de l'invention est donc de créer une pompe à galets à mouvemnt péristaltique du modèle décrit qui garantisse largement, et indépendpamment de la section du tube souple de pompe utilisé et dans le cas d'états de fontionnement changeants, une obturation du tube souple de pompe avec une force élastique définie et dans laquelle 15 les pulsations dans le fluide transporté soient essentiellement et

largment réduites indépendamment du nombre de galets.

Pour atteindre cet objet, on apporte une pompe caractérisée en ce que la liaison par mécanisme entre les porte-galets du rotor de pompe transforme un déplacement radial forcé d'un galet en un

déplacement correspondant de l'autre porte-galet ou des autres portegalets.

Du fait qu'il y a entre les deux porte-galets une liaison à mécanisme telle qu'un déplacement radial forcé d'un galet se transforme en un déplacement correspondant de l'autre galet, on obtient que celui des galets, poussés élastiquement vers l'extérieur, qui est forcé, contre la force du ressort et du fait de son appui sur le tube souple de pompe, de prendre un trajet interne radial, maintienne également tous les autres galets, au moyen de la liaison à mécanisme, sur précisément ce trajet, et ceci indépendamment de la question de savoir sur quel 30 rayon, déterminé par le tube souple utilisé, roule le galet qui se trouve justement en prise On obtient ainsi que le galet en question, même dans la zone o il décolle du tube souple de pompe, reste sur le

trajet circulaire prescrit et ne puisse pas prendre élastiquement, sous l'influence du ressort de compression, un trajet radialement extérieur.

A la différence de ce qui se passe dans le cas des galets portés sur

le rotor de façon fixe, le rayon du trajet circulaire n'est pas déter-

miné définitvement, mais ce sont les éléments élastiques qui autorisent que le diamètre du cercle primitif du rotor s'adapte au tube souple

de pompe respectivement fourni.

On peut donc alors utiliser des tubes souples de pompe de 5 différentes épaisseurs de paroi et de différents diamètres, étant

précisé que les tubes souples sont toujours obturés de façon certaine mais qu'il ne se produit en aucun cas de rappel élastique des galets.

Du fait que la paroi support du bâti de pompe présente, dans la zone de sortie, une courbure qui possède un rayon de courbure de 10 valeur constante ou croissant constamment dans le sens de rotation du galet, le mouvement de décollement du galet se fait lentement, c'est-à-dire que le galet libère de façon plus continue la section du tube souple Grâce à la conception appropriée de ce type de la zone de sortie, on obtient que l'élément de volume libéré à l'intérieur 15 du tube souple de la pompe par le galet qui sort soit identique pour chaque pas angulaire du rotor, ce qui exclut largement les pulsations

de pression dans le fluide.

D'autres conceptions avantageuses de l'invention peuvent

s'énoncer comme suit.

Le contour de la paroi support de la zone de sortie correspond essentiellement au contour d'une spirale.

La zone de sortie s'étend au moins sur un arc de 30 , de

préférence sur un arc de 45 .

Comme liaison à mécanisme il est prévu au moins un levier 25 dont les zones d'extrémité, situées en face l'une de l'autre, tourillonnent sur les porte-galets, tandis que le levier tourillonne dans

sa zone médiane sur la pièce d'entrainement.

Comme liaison -a mécansime il est prévu un pignon denté qui peut tourillonner librement sur la pièce d'entrainement avec 30 son axe parallèle à celui de l'arbre d'entrainement et qui engrène

avec deux crémaillères qui sont en liaison avec les porte-galets.

La liaison à mécanisme transforme un déplacement radial

forcé d'un galet en un déplacement correspondant de l'autre portegalet ou des autres porte-galets.

Comme liaison à mécanisme il est prévu au moins un levier dont les zones d'extrémité, situées en face l'une de l'autre, tourillonnent sur les porte-galets, tandis que le levier tourillonne

dans sa zone médiane sur la pièce d'entrainement.

Comme liaison de mécanisme il est prévu un pignon denté qui peut tourillonner librement sur la pièce d'entrainement avec son axe parallèle à celui de l'arbre d'entrainement et qui engrène avec

deux crémaillères qui sont en liaison avec les porte-galets.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront

mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur les10 quels:

la Figure 1 est une représentation schématique d'une forme d'exécution du rotor selon l'invention; la Figure 2 représente une forme d'exécution du bâti de pompe selon l'invention; la Figure 3 représente la courbe de variation de la pression à la sortie du tube; la Figure 4 représente la courbe de la distance entre le galet et le tube; la Figure 5 est une courbe en fonction du temps, du comportement 20 du décollement d'un galet d'avec le tube souple de pompe dans le cas de la pompe à galets traditionnelle et dans le cas de la pompe selon l'invention; la Figure 6 est une représentation graphique en fonction du temps du comportement de sou lvement d'un galet du tube d'une pompe 25 péristaltique traditionnelle et d'une pompe selon l'invention; la Figure 7 est une représentation schématique d'une autre forme d'exécution du rotor selon l'invention; et la Figure 8 est une représentation schématique d'une troisième forme d'exécution du rotor selon l'invention Un rotor, repéré par 1 sur la Figure 1, comporte une pièce d'entrainement 2 qui toutillonne, au moyen d'un arbre d'entrainement 3, dans un bâti de pompe non représenté sur le dessin L'arbre d'entrainement 3 de la pièce d'entrainement 2 est positionné dans le

bâti de pompe de façon que son axe de rotation coïncide avec le centre 30 radial du bâti de pompe.

Par ailleurs, le rotor 1 comporte deux porte-galets 4 et 5 respectivement obtenus à partir d'une pièce de guidage 6 et 7 présentant essentiellement la forme d'un rectangle de forme allongée et présentant respectivement sur l'un de leurs petits côtés une aile porte-galet 8 et 9, venue d'une pièce et formant un angle par rapport

à l'axe longitudinal de la pièce de guidage.

La pièce de guidage 6 est partiellement représentée en coupe sur la Figure 1 pour permettre de voir la disposition d'un ressort 10 Ce ressort 10 s'appuie par l'une de ses extrémités sur un flasque 11 qui fait partie de la pièce d'entrainement 2 Pour des raisons de symétrie, la même chose est valable pour la pièce de guidage 7, dans laquelle est également disposé un ressort l 2 qui s'appuie sur un deuxième flasque 13 qui fait partie de la pièce d'entrainement 2. 10 Pour des raisons desymétrie, la même chose est valable pour la pièce de guidage 7, dans laquelle est disposé un ressort 12 qui s'appuie sur un deuxième flasque 13 qui fait partie de la pièce d'entraînement 2 L'autre extrémité du ressort 10 s'appuie sur un contre-support 14

formé A l'intérieur de la pièce de guidage 6 Le ressort 12 de la 15 pièce de guidage 7 s'appuie de façon analogue par son autre extrémité sur un contre-support non visible sur le dessin.

Dans les zones d'extrémité des ailes porte-galet 8 et 9, deux galets 15 et 16 tourillonnent de façon telle que leur axe de rotation court respectivement parallèlement à l'axe de rotation de l'arbre 20 d'entrainememnt 3 et que la droite qui joint les axes de rotation

des galets 15 et 16 passe par l'axe de rotation de l'arbre d'entrainement 3.

Les deux porte-galets 4 et 5 sont portés sur la pièce d'entrainement 2 par l'intermédiaire de deux leviers 17 et 18 fixés, avec 25 possibilité de rotation, sur la pièce d'entrainement 2 au moyen de deux pivots 19 et 20 Les pivots 19 et 20 y sont disposés au milieu, compté selon la plus grande dimension, des leviers 17 et 18 Dans la zone des extrémités extérieures des leviers 17 et 18, les portegalets 4 et 5 tourillonnent également La portée se fait par l'in30 termédiaire de quatre autres pivots 21, 22, 23 et 24 Les deux portegalets 4 et 5 sont reliés avec les deux leviers 17 et 18 de façon telle que les quatre points de rotation, formés par les quatre pivots 21, 22, 20 et 19, ainsi que les quatre points de rotation,

formés par les quatre pivots 19, 20, 23 et 24, représentent respec35 tivement les angles d'un rectangle ou, à l'état décalé, d'un parallélogranmme.

Grâce à ce guidage du parallélogramme, on obtient que les deux portegalets 4 et 5, et donc les deux galets 15 et 16, du fait de la sollicitation en poussée par les ressorts 10 et 12, soient poussés vers l'extérieur en s'écartant, dans la direction radiale, de l'arbre d'entrainement 3 Du fait que les leviers 17 ou 18 transmettent le mouvement du porte-galet 4 au deuxième porte-galet 5, le déplacernt des deux galets 15 et 16, est toujours symétrique par rapport au centre de l'arbre d'entrainement 3 Si par conséquent, lors de la rotation du rotor 1 dans le sens de travail, un galet, par exemple le galet 15, est forcé par le bâti de pompe sur un trajet circulaire, alors l'autre galet se déplace également sur un trajet circulaire de

même rayon.

La vitesse de déroulement d'un galet sur un tube souple de pompe est donc toujours constantcpendant une rotation du rotor 1 à 15 vitesse constante et il ne peut par conséquent pas se former de coup

de bélier dans le fluide transporté.

On obtient de cette façon le principe d'action d'une pompe à rotor à galets à portée rigide Mais, à la différence de ce que l'on a alors, ici le rayon du trajet circulaire n'est pas déterminé 20 définitivement, mais au contraire les ressorts 10 et 11 autorisent que le diamètre du cercle primitif de rotor 1 s'adapte au tube souple de pompe dont on dispose effectivement On peut donc utiliser des tubes souples d'épaissseur de paroi différente et des tube souple de diamètre différent, sans que les tubes soient endommagés, mais de façon 25 qu'ils soient toujours obturés de façon certaine Il est pourtant apparu ici que, lorsque l'on monte un rotor de pompe selon l'invention avec un bâti de pompe traditionnel, les pulsations dans le fluide transporté étaient certes notablement réduites,

mais que néanmoins il apparaissait encore des écarts de débit.

On doit expliquer de plus près ce comportement technique à l'aide des Figures 2 à 4: La Figure 2 donne une représentation schématique d'une forme d'exécution d'un bâti de pompe selon l'invention qui représente, en liaison avec le rotor de pompe selon l'invention, une combinaison particulièrement avantageuse Selon la Figure 2, un bâti de pompe 25 présente un creux 26, en forme d'auge, avec une surface de fond 27 et une paroi support 28 qui se tient perpendiculairement à la surface de fond 27 La paroi support 28 se décompose en trois tronçons: une zone d'entrée 29, une zone de travail 30 et une zone de sortie 31 Contre la paroi support 28 s'appuie un tube souple de pompe 32 que vient périodiquement obturer au moins un galet 33 qui tourillonne sur un rotor non représenté plus en détail sur le dessin En ce qui concerne la conception et la disposition du tube souple de pompe 32, on se réfère complètement à la demande de brevet du titre "pompe à galets à mouvement péristaltique" de la même demanderesse, avec la même priorité du même jour Le galet 33 court sur un cercle primitif 33 a

de rayon constant, représenté sur la Figure 2 par une ligne en tireté.

Comme on peut le voir par ailleurs sur la Figure 2, la paroi support 28 s'écarte dans la zone de sortie 31, qui se raccorde en un point de transition 34 à la zone de travail 30, de la périphérie circulaire 15 thérorique de la zone de travail 30, représentée sur la Figure 2 par une ligne 35 en tireté ponctué Selon la Figure 2, la paroi support 28 présente une courbure dont le rayon croit dans le sens de rotation du galet 33 Les lignes 36 et 37 en tireté ponctué représentent l'allure de la zone de sortie dans le cas d'un bâti de pompe corres20 pondant à l'état de la technique et conforme au modèle ci-dessus On peut voir que la courbe de la zone de sortie se raccorde sous forme

d'une tangente à la zone de travail 30 au point de transition 34.

Si on considère le tube souple de pompe 32 représenté sur la Figure 2, complètement obturé par le galet 33 dans la reprpésentation 25 indiquée, on peut voir que, dans le cas de l'obturation complète, non seulement le tube souple de pompe 32 est obturé dans sa section, mais, par suite de l'appui le long d'une partie de la périphérie du galet 33, il se produit une diminution de volume par rapport à un tube non obturé Lors du décollement du galet 33 d'avec le tube souple de pompe 32, on met un volume supplémentaire à la disposition du fluide qui se trouve dans le tube souple de pompe 32 Du fait que les pompes à galets habituelles présentent deux galets, qui sont portés sur un rotor, en disposition symétrique l'un de l'autre, le tube souple de pompe 32 est en permanence complètement obturé par un galet Comme le 35 tube souple de pompe 32, vu depuis le raccord d'admission, est déjà complètement fermé, le volume supplémentaire ainsi brutalement mis à il disposition est occupé par le fluide transporté qui se trouve déjà, côté pression, en dehors de la zone de transport Il apparait ainsi au raccord côté pression de la pompe à galets des écarts de débit, étant précisé que ces écarts sont d'autant plus grands que le galet 33 décolle plus rapidement du tube souple de pompe 32. Une courbe en fonction du temps, représentée sur la Figure 3, explique plus en détail cette relation Sur la courbe, l'axe x donne la base de temps, sur l'axe y on a reporté le volume transporté par unité de temps Sur la Figure 3 la ligne en trait plein représente 10 le comportement d'une pompe à galets connue, tandis que la ligne en

tireté représente le comportement d'une pompe à galets selon l'invention.

Dans la zone allant de t 1 à t 2, le débit transporté est constant, le tube souple de pompe 32 étant obturé par un galet en mouvement cir15 culaire Le fluide qui se trouve dans le tube souple de pompe est refoulé vers le raccord côté pression par le galet en mouvement circulaire 33 Venant de la zone d'entrée 29, le galet parcourt la zone de travail 30, en forme d'arc de cercle, dans la direction de la zone de sortie 31 A partir de l'instant t 2, le galet, dans le cas d'une 20 pompe à galets traditionnelle, décolle du tube souple de pompe 32 au

point de transition 34, pratiquement subitement, sous un angle raide.

Le volume supplémentaire qui apparait subitement dans le tube souple de pompe doit être rempli par le fluide qui, côté pression, se trouve déjà à l'extérieur de la pompe, puisque le tube souple de pompe 32 est déjà à nouveau complètement obturé par un galet depuis le raccord côté admission Il se produit donc à la sortie, côté pression, de la pompe à galets une brusque chute de débit Dans le cas le plus défavorable, la libération de volume dans le tube souple de pompe 32 peut se faire si rapidement que, au raccord côté pression de la pompe à 30 galets, le fluide transporté s'arrête un moment ou même refoule en sens inverse de la direction du transport; A partir de l'instant t 3, le volume libéré dans le tube souple de la pompe est rempli par le fluide qui se trouve dans le tube souple de pompe côté pression et le débit croit à nouveau A partir de 35 l'instant t 4, le débit est à nouveau constant dans chaque cas, le processus que l'on vient de décrire se raccorde donc à nouveau à celui

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de l'instant t 1 et se répète périodiquement Au contraire, une pompe à galets selon l'invention montre un autle comportenent La ligne en tireté de la Figure 3 montre ce comportement On peut voir qu'à partir de l'instant t 2, de façon analogue à ce qui s'est produit pour la pompe à galets précédemment décrite, le débit par unité de temps décroît; cormme toutefois le décollement du galet d'avec le tube souple de pompe se fait sur un intervalle de temps plus long et comme en particulier, par pas angulaire du rotor, c'est le m-me élément de volume qui est libéré à l'intérieur du tube souple, la décroissance du débit 10 par unité de temps ne se produit pas subitement Pur un bref intervalle de temps mais s'étend sur un intervalle de temps assez long De ce point de vue il est d'une signification essentielle que c'est le même volume qui est libéré par pas angulaire du rotor à l'intérieur du tube souple: le tube souple de pompe 32 n'étant pas libéré subitement par le galet 33, le fluide qui se trouve, côté pression dans le tube souple

de pompe 32, a la possibilité de compenser lentement et de façon continue l'augmentation de volume qui se produit à l'intérieur du tube.

De plus, grâce au transport continu depuis le raccord côté admission, la chute du débit par unité de temps au raccord côté pression s'affaiblit. 20 Si l'on compare avec la courbe en trait plein de la Figure 3

et si l'on considère un intervalle de temps assez long, il se produit donc, dans le cas d'une pompe à galets selon l'invention, un comp ortement de pulsatior réduit sans pointes marquees.

Sur la courbe en fonction du temps, représentée sur la Figure 4, 25 on a, en représentation schématique fortement simplifiée, à l'aide de la courbe en trait plein, le comportement d'un galet au décollement d'avec le tube souple de pompe dans le cas d'une pompé à galets traditionnelle, et à l'aide de la ligne en tireté, on a le comportement d'un galet au décollement dans le cas d'une pompe à galets selon l'in30 vention Selon l'axe y est représentée la valeur du décollement du galet par rapport au tube souple de pompe En h, le galet a corplètement libéré le tube souple de pompe Dans la zone allant de A à B, qui correspond à la zone de travail30 de la Figure 2, le galet a, par raport au tube souple de pompe, le niveau 0, c'est-à-dire que le 35 tube souple de pompe est complètement obturé par le galet A partir du point B commence la phase d'ouverture du tube souple de pompe, phase qui dans le cas d'une pompe à galets traditionnelle, se termine au point C, tandis que dans le cas de la pompe à galets selon l'invention, cette phase s'étend sur une zone plus grande allant jusqu'au point D La zone de décollement B à D, repérée par E sur la Figure 4, est également reportée sur la Figure 2. Pour des raisons de fabrication et de technique d'exploitation, il est avantageux de donner au contour de la zone d'entrée 29 une forme en symétrie axiale par rapport au contour de la zone de sortie 31 Par cette mesure on obtient d'une part que la pompe à 10 galets convienne aussi bien pour montage à gauche que pour montage à droite et d'autre part que le tube souple de pompe 32 soit obturé de façon continue par le galet 33 exactement comme il est libéré dans la zone de sortie On garantit ainsi une manutention soigneuse

du fluide transporté, ce qui réduit fortement en particulier le taux 15 d'hémolyse, c'est-à-dire la destruction des cellules rouges du sang.

Les Figures 5 et 6 représentent des possibilités de construction géométriques qui permemttent d'obtenir dans les deux cas, approximativement, le contour désiré de la zone de sortie 31 et de la zone d'entrée 29, La possibilité de constuction représentée sur la Figure 5 consiste en ce que, par pas angulaire t du rotor 1, on ajoute à la coordonnée y d'un cercle 38 une valeur constante a La courbe 39 que l'on obtient donne une bonne approximation de l'allure désirée de la zone de sortie 31 ou de la zone d'entrée 29 Du fait de sa re25 lation géométrique simple, ce procédé de contruction convient pour servir de base de programmation pour les machines-outils à commande numérique. La possibilité de construction représentée sur la Figure 6 consiste en ce qu'une spirale d'Archimède 40 soit placée de façon que son centre 41 soit décalé du centre 42 d'un cercle 43 de rayon r, dans le sens y positif, d'un montant tel que les deux fonctions possèdent une tangente commune T au point 44 On garantit ainsi que le contour de la zone de sortie 31, repéré par 45 sur la Figure 6, qui se raccorde à la zone de travail 30, se raccorde tangentiellement au point d'extrémité de la zone de travail 30 ou au point de transition 44,

et ensuite augmente régulièrement à allure constante.

La Figure 7 représente une autre forme d'exécution d'un rotor de pompe pour la pompe à galets selon l'invention, dans laquelle les porte -galets ne subissent pas un guidage par parallèlogrmme par l'intermédiaire de deux leviers, mais sont guidés au moyen d'un guidage 5 linéaire Un rotor de pompe repéré par 46 sur la Figure 7 comporte, dans le cas de l'exemple, deux galets 47 et 48, qui tourillonnent respectivement sur un portegalets 49 et 50 Les deux porte-galets 49 et 50 sont fixés chacun sur une tige de guidage 51 et 52, qui, à son tour, peut coulisser dans une pièce d'entrainement 53 avec un

t O guidage en deux points Deux ressorts 54 et 55 sollicitent les portegalets 49 et 50 avec une force dirigée radialement vers l'extérieur.

La portée des deux galets 47 et 48 dans les porte-galets 49 et 50 se fait de faço-n telle que, de façon analogue au rotor de pompe à galets représenté sur la Figure 1, les axes de rotation des galets 47 et 4 15 courent parallèlement à l'axe longitudinal d'un arbre d'entrainement 56 de la pièce d'entrainement 53 et que la droite qui joint les axes de rotation des galets 47 et 48 passsent par l'axe de rotation de l'arbre d'entrainement 56 Un pignon denté 57, concentrique à l'arbre d'entrainement 56, est disposé de façon à pouvoir tourner et il engrène 20 avec deux crémaillères 58 et 59 Les crémaillères 58 et 59 sont fixées

respectivement aux tiges de guidage 51 et 52 de façon telle que le pignon denté 57 transmet le déplacement d'un porte-galet à l'autre.

De cette façon également le déplacement des galets 47 et 48 se fait toujours symétriquement par rapport à l'axe de rotation de l'arbre 25 d'entrainement 56.

Le nombre de galets n'est pas limité à deux galets dans ce

système, mais on peut disposer à volonté de nombreux galets, le principe de leur fonctionnement étant maintenu dans chaque cas.

La Figure 8 représente la structure schématique d'un rotor 30 pour pompes à galets selon l'invention comportant trois galets et la transmission du mouvement entre les galets au moyen de leviers Il est également possible de procéder à la commande des galets au moyen

d'un guidage linéaire commne représenté sur la Figure 7.

Un rotor représenté sur la Figure 8 et repéré par 60 comporte 35 trois galets 61, 62 et 63 qui tourillonnent respectivement sur trois portegalets 64, 64 et 66 La portée des porte-galets 64, 65 et 66 se fait de façon analogue à ce qui se fait pour la pompe à galets représentée sur la Figoure 1, avec des leviers Les leviers 67 à 69 sont reliés par leurs centres, avec possibilité de rotation, à une pièce d'entrainement 70 et maintiennent dans leur zone d'extrémité les porte-galets 64 et 66 sur des pivots Trois ressorts 71, 72 et 73 sollicitent les porte-galets 64 à 66 avec une force dirigée radialement

vers l'extérieur, ce qui a pour conséquence que les galets 61 et 63 sont repoussés' vers l'extérieur, en s'écartant d'un arbre d'entrainement 74, dans la direction radiale Cette disposition permet éga10 lement d'obtenir que les déplacements des galets 61 à 63 soient toujours symétriques par rapport à l'axe d'entrainement.

Comme déjà mentionné, une disposition comportant quatre ou même davantage de galets serait également possible, mais, comme déjà mentionné, lorsque le nombre de galets augmente, le taux d'hémolyse, 15 c'est-à-dire de destruction des cellules rouges du sang, augmente également. En conclusion, il faut indiquer que la pompe à galets selon l'invention présente en plus de la diminution de la pulsation, l'avantage qu'elle travaille pratiquement sans bruit Dans le cas de la pompe à galets présentée, il n'y a plus le bruit typique de cliquetis que l'on a dans le cas des pompes à galets actuelles à galets à portée élastique, lors du décollement des galets d'avec le tube souple de pompe, bruit causé par le choc des porte-galets contre un dispositif

de butée.

D'un côté les personnes qui se trouvent souvent au voisinage immédiat d'une pompe à galets, en particulier les patients qui doivent subir un lavage du sang, trouvent agréable la marche sans bruit de cette pompe; d'un autre côté, la pompe à galets selon l'invention, du fait que les porte-galets ne se déplacent pas radialement pendant 30 le fonctionnement, est moins sujette à des incidents à l'égard de la

fatigue des matériaux.

Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être

décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du 35 cadre de l'invention.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 Pompes à galets à mouvement péristaltique, en particulier pompe à tube souple pour la technique médicale, a) comportant un rotor de pompe, comprenant une pièce d'entrainement qui peut être entrainée en rotation au moyen d'un arbre d'entrainement de la pompe, et comprenant des galets disposés en répartition symétrique le long de la périphérie de la pièce d'entrainemert et portés sur des porte-galets chargés radialement vers l'extérieur par des ressorts qui s'appuient sur la pièce d'entrainement, étant précisé que les porte-galets sont accouplés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une liaison à mécanisme qui guide les porte-galets symrtriquement par rapport à l'arbre d'entrainement, et b) comportant unbâti de pompe compre nant une surface de fond disposée parallèlement au 15 plan de rotation du rotor de pompe, comprenant une paroi support de courbe continue, perpendiculaire à la surface de fond, étant précisé que la paroi support présente une zone de travail dans laquelle la paroi support a la forme d'un arc de cercle concentrique à l'axe de rotation du rotor de pompe dans laquelle on peut poser un tube souple de pompe qui sera sollicité par les galets du rotor de pompe, cette zone de travail présentant une zone de sortie dans laquelle la paroi support s'écarte du trajet circulaire du galet, caractérisée en ce que la liaison par mécanisme entre les porte-galets ( 4, 5) du rotor de pompe ( 1) transforme un déplacement radial forcé d'un galet ( 15, 16) en un déplacement correspondant de

l'autre porte-galet ( 4, 5) ou des autres porte-galets.

2 Pompe à galets selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi support ( 28) du bâti de pompe ( 25) présente, dans la zone de sortie ( 31), une courbure, de même sens que le trajet circulaire ( 33 a) du galet ( 33) qui présente, en face du trajet circulaire ( 33 a) du galet ( 33), un rayon de courbure constant ou croissant de

façon constante dans le sens de rotation du galet ( 33).

3 Pompe à galets selon l'une quelconque des revendications

1 ou 2, caractérisée en ce que le contour de la paroi support ( 28) de la zone de sortie ( 31) correspond essentiellement au contour d'une

spirale ( 40).

4 Pompe à galets selon l'une quelconque des revendications

1 à 3 caractérisée en ce que la zone de sortie ( 31) s'étend au moins sur un arc de 30 , de préférence sur un arc de 45 . Pompe à galets selon la revendication 1, caractérisée en ce que comme liaison à mécanisme il est prévu au moins un levier ( 17, 18) dont les zones d'extrémité, situéesen face l'une de l'autre, tourillonnent sur les porte-galets ( 4, 5), tandis que le levier ( 17, 10 18) tourillonnent dans sa zone médiane sur la pièce d'entrainement ( 2). 6 Pompe à galets selon la revendication 1, caractérisée en ce que comme liaison en mécanisme il est prévu un pignon denté ( 57) qui peut tourillonner librement sur la pièce d'entrainement ( 53) avec 15 son axe parallèle à celui de l'arbre d'entrainement ( 56) et qui engrène

avec deux crémaillères ( 58, 59) qui sont en liaison avec les pcrtegalets ( 49, 50).

7 Rotor pour pompes à galets à mouvement péristaltique, en particulier pour pompes à tube souple en technique médicale, com20 portant une pièce d'entrainement qui présente un arbre d'entrainement et des galets disposés en répartition symétrique le long de la périphérie de la pièce d'entrainement et portés sur des porte-galets chargés radialement vers l'extérieur par des ressorts qui s'appuient sur la pièce d'entraîinement, étant précisé que les porte-galets sont 25 accouplés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une liaison à mécanisme qui guide les porte-galets symétriquement par rapport à l'arbre d'entrainement, caractérisé en ce que la liaison à mécanisme transforme un déplacement radial forcé d'un galet ( 15, 16) en un déplacement correspondant de 1 ' autre porte-galet ( 4, 5) ou des autres porte-galts.

30 8 Rotor de pompe selon la revendication 7, caractérisé en ce que comme liaison à mécansime il est prévu au moins un levier ( 17, 18) dont les zones d'extrémité, situées en face l'une de l'autre, tourillonnent sur les porte-galets ( 4, 5), tandis que le levier ( 17, 18) tourillonne dans sa zone médiane sur la pièce d'entrainemet ( 2). 35 9 Rotor de pompe selon la revendication 7, caractérisé en ce que comme liaison ê mécanisme il est prévu un pignon denté ( 57) qui peut tourillonner librement sur la pièce d'entrainement ( 53) avec son axe parallèle à celui de l'arbre d'entrainement ( 56) et qui engrène

avec deux crémaillères ( 58, 59) qui sont en liaison avec les portegalets ( 49, 50).