FR3136018A1 - Pompe péristaltique perfectionnée - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne une pompe péristaltique destinée à fonctionner avec un tube déformable, ladite pompe péristaltique comprenant une portée (12) comportant une face intérieure, un dispositif d’entrainement pour entrainer des galets (13) en rotation de manière à comprimer ledit tube en au moins un point de la face intérieure de ladite portée (12). Selon l’invention, - ledit dispositif d’entrainement est un dispositif d’entrainement à engrenage ou un dispositif à entraînement direct, - ladite pompe péristaltique comporte un rouleau central (16), positionné entre lesdits galets (13) et en contact avec ces derniers, formant ainsi un point d’appui central pour le renvoi des efforts s’appliquant sur ledit au moins un galet comprimant ledit tube déformable contre ladite face intérieure. [Fig. 1]

Description

Pompe péristaltique perfectionnée
Le domaine technique de la présente invention est celui des pompes volumétriques, et plus précisément des pompes péristaltiques à tube déformable.
Les pompes péristaltiques sont bien connues et utilisées dans de nombreux domaines techniques, par exemple l’industrie chimique, l’industrie cosmétique, l’industrie pétrolière, l’agroalimentaire, en médecine notamment pour véhiculer du sang ou d’autres liquides administrés en perfusion, …
Une pompe péristaltique se compose d’un bâti sur lequel est fixé un moteur dont l’axe entraîne en rotation une cage comportant une pluralité de galets, encore appelés rouleaux.
Ces rouleaux libres sur leur axe, écrasent successivement un tube déformable jusqu’à étanchéité.
L’alternance de la pression et du relâchement sur les parois du tube déformable crée une dépression et une aspiration de sorte qu’un fluide emprisonné entre les rouleaux dans le tube déformable est ainsi poussé le long de la longueur du tube.
Un fluide pompé à une extrémité ouverte du tube déformable, dite extrémité d’admission ou amont, est ainsi refoulé à l’autre extrémité ouverte du tube déformable, dite extrémité de refoulement ou aval.
Un principal avantage de cette pompe péristaltique est que le fluide ainsi déplacé, demeure intact durant son transfert puisqu’il n’est à aucun moment en contact avec les galets mais uniquement avec la paroi interne du tube déformable.
La pompe péristaltique constitue donc une solution de pompage particulièrement saine.
Classiquement, on distingue trois parties distinctes dans une pompe péristaltique, chacune ayant une fonction déterminée, l’ensemble de ces fonctions étant requis pour assurer le fonctionnement de la pompe.
Une première partie est constituée par le moteur de la pompe péristaltique, lequel comporte un axe, ou arbre moteur, monté tournant sur deux paliers espacés l’un de l’autre dans le corps de moteur.
Ce moteur exerce une fonction de motorisation.
La pompe péristaltique est également pourvue d’un ensemble de réducteurs assurant une fonction de "transmission/réduction" du couple moteur.
Enfin, et comme rappelé plus haut, un rotor à galets exerce une fonction de "pompage".
Le bon fonctionnement d’une pompe péristaltique requiert un alignement contrôlé et soigné de ces trois "fonctions".
En particulier, les deux paliers de la motorisation doivent précisément être alignés avec le palier formé par le rotor de la pompe.
Or, on constate qu’un tel alignement est généralement difficile à obtenir.
Pour surmonter cette difficulté, il est connu d’ajouter des pièces ou de réaliser un montage de la pompe permettant de compenser d’éventuels écarts d'alignement.
Ces pompes péristaltiques sont néanmoins plus longues et coûteuses à fabriquer.
Il existe donc un besoin pressant pour une pompe péristaltique, dont la conception originale permette de surmonter les inconvénients de l’art antérieur exposés ci-dessus.
Objet de l’invention
La présente invention vise à pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant une pompe péristaltique, simple dans sa conception et dans son mode opératoire, dont la conception permet de s’affranchir d’un alignement précis entre la motorisation et le rotor.
Un autre objet de la présente invention est une telle pompe péristaltique autorisant un assemblage direct de la motorisation sur le corps de pompe.
Encore un objet de la présente invention est un sous-ensemble pré-assemblé comportant une telle pompe péristaltique et un tube déformable.
A cet effet, l’invention concerne une pompe péristaltique destinée à fonctionner avec un tube déformable, cette pompe péristaltique comprenant une portée comportant une face intérieure, un dispositif d’entrainement pour entrainer des galets en rotation de manière à comprimer ledit tube en au moins un point de la face intérieure de ladite portée.
Selon l’invention,
- ledit dispositif d’entrainement est un dispositif d’entrainement à engrenage ou un dispositif à entraînement direct,
- ladite pompe péristaltique comporte un rouleau central, positionné entre lesdits galets et en contact avec ces derniers, ledit rouleau central formant un point d’appui central pour le renvoi des efforts s’appliquant sur ledit au moins un galet comprimant ledit tube déformable contre ladite face intérieure.
De manière avantageuse, la conception originale du rotor de cette pompe péristaltique et la liberté mise en place au niveau de celui-ci, notamment au niveau des moyeux des galets, permet de s’affranchir d’un alignement précis entre l’axe moteur et le rotor.
De préférence, ce rouleau central est coincé entre lesdits galets.
Selon un mode de réalisation de cette pompe péristaltique, elle comporte au moins un séparateur percé en son centre et comprenant au moins six picots.
Ces picots peuvent être placés sur une même face du séparateur ou répartis entre des faces opposées de ce séparateur.
A titre d’exemple purement illustratif, cette pompe péristaltique comprenant n galets, ledit ou au moins un de ses séparateurs comprenant deux faces opposées, chaque face reçoit au moins un ensemble de n picots, les picots d’un premier ensemble étant répartis sur un cercle de diamètre D et les picots d’un autre ensemble étant répartis sur un cercle de diamètre G pour assurer la variation du rapport de réduction de ladite pompe péristaltique.
Bien entendu, ces deux ensembles de picots pourraient être prévus sur une même face de ce séparateur.
Ce séparateur peut être un disque percé en son centre mais il pourrait prendre toute autre forme adaptée telle que carrée, rectangulaire, triangulaire, ...
Selon un autre mode de réalisation de cette pompe péristaltique, le rotor de cette pompe comporte entre trois (3) et cinq (5) galets.
Selon encore un autre mode de réalisation de cette pompe péristaltique, elle comporte deux trains d’engrenage définissant une cage recevant au moins lesdits galets et ledit rouleau central.
Bien entendu, dans cette configuration, la pompe péristaltique comporte deux séparateurs placés en regard en étant espacés l’un de l’autre pour loger les galets.
De manière alternative, cette pompe péristaltique comprend un seul séparateur, ladite pompe étant dite à mono séparateur.
Un tel mode de réalisation autorise avantageusement une simplification du montage de la pompe péristaltique tout en diminuant son coût.
De manière avantageuse, ledit rouleau central est configuré pour assurer un maintien en position de ce dernier entre lesdits galets, de préférence au droit de ces galets.
La pompe péristaltique comportant un seul séparateur, et le rouleau central n’étant ainsi pas pris dans une cage, il est donc libre de se déplacer le long de l’axe principal autour duquel lesdits galets sont entrainés en rotation par ledit dispositif d’entraînement. Il est possible de donner au rouleau central une géométrie assurant son maintien en position entre les galets.
Par exemple, ledit rouleau central ayant une dimension longitudinale supérieure à celle des galets, chacune de ses extrémités présente une forme évasée, ou formant saillie du reste de la surface externe du rouleau, pour maintenir ce dernier en position entre les galets. Les galets viennent alors bloquer le déplacement du rouleau central.
Selon encore un autre mode de réalisation de cette pompe péristaltique, et selon un mode d’entrainement dit hybride de ladite pompe péristaltique, ce rouleau central est relié à l’arbre moteur pour assurer son entraînement en rotation, et donc celui desdits galets avec lesquels il est en contact, cet entraînement secondaire venant s’ajouter à l’entraînement en rotation par engrenage ou direct desdits galets.
Un tel mode de réalisation permet également avantageusement d’empêcher un éventuel phénomène de torsion des galets, lorsqu’ils sont entrainés en rotation par le rotor et qu’au moins un de ces galets comprime le tube contre la face intérieure de la portée de la pompe péristaltique.
A titre illustratif, le dispositif d’entraînement étant à engrenage et comportant un train épicycloïdal, le pignon planétaire comporte
- un élément d’assemblage formant saillie de sa face opposée à celle destinée à être orientée vers le moteur, ledit élément d’assemblage étant configuré pour assurer l’assemblage dudit pignon planétaire et dudit rouleau central, ou
- présente une ouverture centrale configurée pour recevoir une extrémité dudit rouleau central et permettre son assemblage avec ledit rouleau central.
Alternativement, ledit dispositif d’entraînement étant à entrainement direct, cette pompe péristaltique comporte une roue à denture extérieure, un élément d’assemblage formant saillie de sa face opposée à celle destinée à être orientée vers le moteur, ledit élément d’assemblage étant configuré pour assurer l’assemblage de ladite roue et dudit rouleau central, ou comporte une roue à denture extérieure présentant une ouverture centrale configurée pour loger une extrémité dudit rouleau central et permettre son assemblage avec ledit rouleau central, ladite pompe péristaltique comprenant de plus une pièce individuelle dont la périphérie ou surface externe définie une empreinte telle que carrée ou hexagonale, destinée à coopérer avec un orifice de forme complémentaire d’un séparateur de ladite pompe péristaltique, ladite pièce individuelle ayant un orifice central configurée pour permettre le passage de l’extrémité dudit rouleau central.
Selon encore un autre mode de réalisation de cette pompe péristaltique, ledit élément d’assemblage formant saillie est configuré pour assurer son assemblage par clipsage, ou encore déformation élastique de ce dernier, dans un évidement de l’extrémité dudit rouleau central.
Alternativement, l’ouverture dudit pignon planétaire ou de ladite roue à denture extérieure ayant une forme oblongue, une extrémité dudit rouleau central présente une face d’assemblage de forme complémentaire pour assurer un assemblage par emboitement dudit rouleau central dans ledit pignon planétaire ou ladite roue.
Selon encore un autre mode de réalisation de cette pompe péristaltique, les pièces constitutives de ladite pompe sont en matière plastique et sont identiques pour les pièces communes auxdites pompes à entraînement à engrenage et à entraînement direct, c’est-à-dire pour les pièces communes aux deux pompes péristaltiques couvertes par la présente invention.
Selon encore un autre mode de réalisation de cette pompe péristaltique, comprenant au moins un rotor, ladite pompe péristaltique comporte un moteur électrique entrainant ledit ou lesdits rotors en rotation, ce moteur électrique étant choisi parmi un moteur pas à pas, un moteur à courant continu ou un moteur à courant alternatif, éventuellement avec réducteurs épicycloïdaux.
Selon encore un autre mode de réalisation de cette pompe péristaltique, elle comprend un boitier comportant une première partie de boitier et une seconde partie de boitier, ladite première partie de boitier comprend un trou pour le passage de l’arbre moteur, une face intérieure et une face extérieure, une partie de ladite face extérieure de ladite première partie de boitier définissant au niveau dudit trou, un logement ou support pour loger une extrémité entièrement ouverte du corps de moteur, et la pompe péristaltique comprenant au moins un moyen de fixation de ce corps de moteur dans ce logement ou support. Ainsi, le moteur comporte un corps de moteur dans lequel sont reçus un palier avant et un palier arrière, un arbre monté tournant sur ces deux paliers, cet arbre formant saillie d’une extrémité avant du corps de moteur. Cette extrémité avant du corps de moteur est ouverte.
De manière avantageuse, la motorisation de la pompe péristaltique peut dont être fixée directement sur le corps de pompe assurant simplification et conférant un aspect économique à cette pompe.
De préférence, ce support forme saillie de ladite face extérieure de la première partie de boitier en étant centré sur ce trou.
De manière avantageuse, le corps de moteur étant tubulaire, ce support forme une collerette ou deux lèvres annulaires concentriques pour recevoir l’extrémité ouverte du corps de moteur.
Alternativement, le support forme une portion tubulaire dans laquelle est destinée à être reçu ledit corps de pompe.
A titre d’exemple, ledit moyen de fixation est constitué par des trous filetés pour recevoir des fixations du corps de moteur.
La présente invention concerne également un sous-ensemble pré-assemblé comprenant une pompe péristaltique telle que décrite précédemment et un tube déformable pour pompe péristaltique.
D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1
est une vue éclatée d’une pompe péristaltique selon un premier mode de réalisation de la présente invention, ladite pompe comprenant un dispositif d’entrainement à engrenage du rotor ;
Fig. 2
est une vue en coupe transversale de la pompe péristaltique de la montrant l’agencement des galets et du rouleau central ;
Fig. 3
est une vue éclatée d’une pompe péristaltique selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention, ladite pompe comprenant un dispositif à entrainement direct du rotor ;
Fig. 4
est une vue en coupe transversale de la pompe péristaltique de la montrant l’agencement des galets et du rouleau central ;
Fig. 5
est une représentation schématique du séparateur de la pompe péristaltique illustrée à la ;
Fig. 6
est une vue de la face arrière, destinée à être dirigée vers la motorisation de la pompe, du séparateur illustré à la ;
Fig. 7
est une représentation schématique et éclatée d’une pompe péristaltique selon un troisième mode de réalisation de la présente invention, ladite pompe étant dite à entrainement hybride ;
Fig. 8
est une représentation schématique du rouleau central, de la roue percée et de la bague de la pompe péristaltique illustrée à la ;
Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l’essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
Tout d’abord, on note que les figures ne sont pas à l’échelle.
Les Figures 1 et 2 illustrent de manière schématique une pompe péristaltique 10 selon un premier mode de réalisation de la présente invention.
Cette pompe péristaltique 10 qui comporte un dispositif d’entrainement du rotor à engrenage est dite à mono-séparateur, c’est-à-dire qu’elle comporte un seul séparateur.
Elle comprend un boitier 11 qui est formée par deux parties de corps de boîtier identiques et assemblées entre elles en déterminant un espace pour y recevoir une portée 12. Ces parties de corps de boitier 11 sont ici obtenues par moulage d’une matière plastique.
Elle comprend également un tube corps de pompe (non représenté) pour le transport d’un liquide. Ce tube corps de pompe est réalisé dans un matériau élastomèrique.
La pompe péristaltique 10 comporte un rotor portant trois galets 13 libres en rotation, le rotor étant entraîné en rotation par le dispositif d’entraînement à engrenage comprenant ici un moteur à réducteur épicycloïdal 18. Les galets 13 portés par des picots 14 du séparateur 15, sont régulièrement répartis à la périphérie du rotor, chaque galet 13 étant ainsi espacé angulairement de son voisin d’un angle de 120°.
La face intérieure de la portée 12 forme un support contre lequel le tube corps de pompe est écrasé par les galets pour garantir l’étanchéité de ce tube et assurer le déplacement du liquide reçu dans celui-ci.
Cette pompe péristaltique 10 comporte de plus un rouleau 16 central, positionné entre les galets 13 et en contact avec ces derniers, ce rouleau central formant un point d’appui central pour le renvoi des efforts s’appliquant sur ledit au moins un galet 13 comprimant ledit tube déformable contre ladite face intérieure à chaque instant.
Les extrémités de ce rouleau 16 central comportent des bossages 17 pour son maintien en position et auto-centrage sur les galets 13.
L’ensemble des pièces de cette pompe péristaltique, à l’exception de sa motorisation, est réalisé en matière plastique. Cette pompe péristaltique est donc particulièrement économique tout en étant particulièrement fiable.
Les Figures 3 et 4 illustrent de manière schématique une pompe péristaltique 20 selon un second mode de réalisation de la présente invention.
Les éléments de la pompe péristaltique 20 illustrée aux Figures 3 et 4 portant les mêmes références que ceux de la pompe péristaltique 10 illustrée aux Figures 1 et 2 représentent les mêmes objets, lesquels ne seront pas décrits de nouveau ci-après.
Cette pompe péristaltique 20 dite à mono-séparateur diffère de celle représentée aux Figures 1 et 2 en ce qu’elle comporte un dispositif à entraînement direct.
Les Figures 7 et 8 montrent une vue éclatée d’une pompe péristaltique 30 selon un troisième mode de réalisation, cette pompe péristaltique 30 étant dite à entraînement hybride.
Les éléments de la pompe péristaltique 30 illustrée aux Figures 7 et 8 portant les mêmes références que ceux de la pompe péristaltique 10 illustrée aux Figures 1 et 2 représentent les mêmes objets, lesquels ne seront pas décrits de nouveau ci-après.
En plus d’un entraînement principal des galets 13 assuré par le dispositif à entraînement direct de la pompe péristaltique, un entrainement secondaire des galets est réalisé en liant l’axe moteur à une extrémité du rouleau central 16.
Pour cela, la pompe péristaltique 30 comporte une roue 31 à denture extérieure, celle-ci comportant une ouverture centrale oblongue pour recevoir une extrémité de forme complémentaire du rouleau central 16 et permettre son assemblage avec celui-ci.
La pompe péristaltique 30 comprend de plus une bague 32 dont la périphérie ou surface externe définie une empreinte ici hexagonale, destinée à coopérer avec un orifice de forme complémentaire placé dans le séparateur 15 de la pompe péristaltique, cette bague 32 ayant un orifice central configuré pour permettre le passage de l’extrémité du rouleau central 16.
L’extrémité de l’arbre moteur est directement introduit dans une ouverture longitudinale du rouleau central débouchant à la pointe 33 de l’extrémité de rouleau pour lier cet arbre moteur et le rouleau central 16.
Non seulement le rouleau central 16 est immobilisé axialement par sa liaison à l’arbre moteur mais l’entrainement de ce rouleau central 16 par l’arbre moteur génère un entrainement supplémentaire par friction des galets 13 en contact avec ce rouleau central.
On constate que ce double entrainement des galets 13 empêche tout éventuelle torsion de ces derniers durant le fonctionnement de la pompe péristaltique 30.

Claims (15)

  1. Pompe péristaltique destinée à fonctionner avec un tube déformable, ladite pompe péristaltique comprenant une portée (12) comportant une face intérieure, un dispositif d’entrainement pour entrainer des galets (13) en rotation de manière à comprimer ledit tube en au moins un point de la face intérieure de ladite portée (12), caractérisée en ce que
    - ledit dispositif d’entrainement est un dispositif d’entrainement à engrenage ou un dispositif à entraînement direct,
    - ladite pompe péristaltique comporte un rouleau central (16), positionné entre lesdits galets (13) et en contact avec ces derniers, ledit rouleau central (16) formant un point d’appui central pour le renvoi des efforts s’appliquant sur ledit au moins un galet comprimant ledit tube déformable contre ladite face intérieure.
  2. Pompe péristaltique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un séparateur (15) percé en son centre et comprenant au moins six picots (14).
  3. Pompe péristaltique selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite pompe comprenant n galets (13), ledit ou au moins un desdits séparateurs (15) comprend deux faces opposées, chaque face recevant au moins un ensemble de n picots (14), les picots (14) d’un premier ensemble étant répartis sur un cercle de diamètre D et les picots (14) d’un autre ensemble étant répartis sur un cercle de diamètre G pour assurer la variation du rapport de réduction de ladite pompe péristaltique.
  4. Pompe péristaltique selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu’elle comporte entre 3 et 5 galets (13).
  5. Pompe péristaltique selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte deux trains d’engrenage définissant une cage recevant au moins lesdits galets (13) et ledit rouleau central (16).
  6. Pompe péristaltique selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu’elle comprend un seul séparateur (15), ladite pompe étant dite à mono séparateur (15).
  7. Pompe péristaltique selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit rouleau central (16) est configuré pour assurer son maintien en position entre lesdits galets (13).
  8. Pompe péristaltique selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit rouleau central (16) ayant une dimension longitudinale supérieure à celle des galets (13), chacune de ses extrémités présente une forme évasée ou un bossage (17) pour empêcher un déplacement dudit rouleau central (16) le long de l’axe principal autour duquel lesdits galets (13) sont entrainés en rotation par ledit dispositif d’entraînement.
  9. Pompe péristaltique selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que selon un mode d’entrainement dit hybride de ladite pompe péristaltique, ce rouleau central (16) est relié à l’arbre moteur pour assurer son entraînement en rotation, et donc celui desdits galets (13) avec lesquels il est en contact, cet entraînement secondaire venant s’ajouter à l’entraînement en rotation par engrenage ou direct desdits galets (13).
  10. Pompe péristaltique selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit dispositif d’entraînement étant à engrenage et comportant un train épicycloïdal, le pignon planétaire comporte un élément d’assemblage formant saillie de sa face opposée à celle qui est destinée à être orientée vers le moteur, ledit élément d’assemblage étant configuré pour assurer l’assemblage dudit pignon planétaire et dudit rouleau central (16), ou une ouverture centrale configurée pour recevoir une extrémité dudit rouleau central (16) et permettre son assemblage avec ledit rouleau central (16).
  11. Pompe péristaltique selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit dispositif d’entraînement étant à entrainement direct, elle comporte une roue à denture extérieure, un élément d’assemblage formant saillie de sa face opposée à celle qui est destinée à être orientée vers le moteur, ledit élément d’assemblage étant configuré pour assurer l’assemblage de ladite roue et dudit rouleau central (16), ou une ouverture centrale configurée pour loger une extrémité dudit rouleau central (16) et permettre son assemblage avec ledit rouleau central (16), ladite pompe péristaltique comprenant de plus une pièce individuelle dont la périphérie ou surface externe définie une empreinte telle que carrée ou hexagonale, destinée à coopérer avec un orifice de forme complémentaire d’un séparateur (15) de ladite pompe péristaltique, ladite pièce individuelle ayant un orifice central configurée pour permettre le passage de l’extrémité dudit rouleau central (16).
  12. Pompe péristaltique selon la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce que ledit élément d’assemblage formant saillie est configuré pour assurer son assemblage par clipsage, ou encore déformation élastique de ce dernier, dans un évidement de l’extrémité dudit rouleau central (16).
  13. Pompe péristaltique selon la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce que l’ouverture dudit pignon planétaire ou de ladite roue à denture extérieure ayant une forme oblongue, une extrémité dudit rouleau central (16) présente une face d’assemblage de forme complémentaire pour assurer un assemblage par emboitement dudit rouleau central (16) dans ledit pignon planétaire ou ladite roue.
  14. Pompe péristaltique selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que les pièces constitutives de ladite pompe sont en matière plastique et sont identiques pour les pièces communes auxdites pompes à entraînement à engrenage et à entraînement direct.
  15. Sous-ensemble pré-assemblé comprenant une pompe péristaltique selon la revendication 1 à 14 et un tube déformable pour pompe péristaltique.
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