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WO 95/04886 PCT/FR94/00976
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CASS~ DE POMPE PERISTALTIQI~E
La présente invention concerne une cassette de pompe
péristaltique réalisant l'occlusion définitive de son tube
lors de la premiere introduction de l'axe moteur.
Les pompes péristaltiques permettent l'obtention d'un
débit régulier et contrôlable. Elles sont couramment
utilisées, en particulier dans le domaine médical, par
exemple pour contrôler des injections.
Les pompes péristaltiques comportent souvent une
cassette destinée a coopérer avec l'axe d'un moteur qui
produit l'entrafnement par friction des eléments mobiles.
Une telle cassette comporte un bo~tier, un tube
déformable et des galets rotatifs.
Le tube déformable forme une boucle dans un plan,
appliquée sur une surface d'appui du boftier par des galets
rotatifs.
L'entrafnement en rotation de ces galets rotatifs par
l'axe du moteur produit la déformation du tube qui engendre
l'effet péristaltique recherché.
Les pompes et cassettes de pompes péristaltiques ont
fait l'objet de nombreuses publications. On citera par
exemple :
- La demande de brevet français FR-A-2.595.765 qui
décrit et illustre une pompe péristaltique comprenant au
moins deux tubes élastiques disposés en parallèle et une
pluralité de galets presseurs agissant sur ces tubes
élastiques. Cette pompe a pour objet de fournir un débit
régulier.
- La demande de brevet fran,cais FR-A-2.644.212 a pour
objet une cassette pour pompe péristaltique à tube
déformable et la pompe munie d'une telle cassette. La
cassette présente un boitier qui comporte, au voisinage de
chacune de ses extrémités, un chemin de roulement
cylindrique contre lequel s'appliquent et roulent des
satellites qui écrasent le tube déformable situé entre les
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deux chemins de roulement. La cassette décrite et illustrée
est d'une construction simple et robuste.
- La demande de brevet français FR-A-2.644.522
concerne une pompe péristaltique à tube déformable
comportant, à l'intérieur du carter, des arcs de tube
déformable indépendants, ce qui assure une réduction des
fluctuations du débit instantanée. La pompe a un faible
encombrement.
L'utilisation des pompes péristaltiques à cassette en
milieu hospitalier permet l'amélioration de la sécurité des
soins. En ce sens, les cassettes jetables, dissociables du
groupe moteur, ont constitué une amélioration
significative.
La mise en oeuvre de dispositif de détrompage évitant
qu'une cassette puisse être utilisée avec un bloc moteur
auquel elle n'est pas destinée, a également constitué une
étape importante dans l'amélioration de la fiabilité.
Il est toutefois apparu qu'une cassette, libérée de
son bloc moteur, est susceptible de permettre l'écoulement
d'un liquide dans le tube qui la traverse, ce qui peut dans
certains cas présenter des risques.
Par exemple, un liquide de perfusion peut alors être
injecté dans des conditions non contrôlées, ne
correspondant plus à la prescription.
Pour résoudre cette difficulté, il a été envisagé de
mettre en oeuvre des cassettes de pompe péristaltique, dans
lesquelles le tube déformable est mis en compression et
oblitéré dès le montage de la pompe. Toutefois, il s'est
avéré que cette mise en compression du tube, en un point
déterminé, pendant toute la période de temps s'écoulant
entre le montage et l'utilisation de la pompe, est
susceptible d'entra~ner une déformation permanente du tube
préjudiciable à son utilisation ultérieure.
Le but de la présente invention est donc de proposer
une cassette de pompe péristaltique dans laquelle le tube
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est oblitéré, en permanence, après le premier usage,
quelles que soient sa configuration ultérieure et sa
situation par rapport au bloc moteur.
C'est un autre objectif de l'invention de proposer une
telle cassette à auto-occlusion qui puisse être stockée,
avant son premier usage, sans que cela n'entra~ne une
détérioration du tube.
C'est encore un autre objectif de la présente
invention de proposer une cassette de pompe péristaltique à
auto-occlusion relativement simple à fabriquer et dont le
coût de fabrication peut rester raisonnable.
Ainsi, l'invention concerne une cassette de pompe
péristaltique destinée à coopérer, lors de son utilisation,
avec un bloc moteur par un axe d'entrainement comprenant :
- un boftier ayant une surface d'appui de tube,
- un tube déformable,
- des galets rotatifs entrafnables par friction par
l'axe d'entrafnement,
le tube déformable étant appliqué sur la surface
d'appui et déformé par les galets rotatifs, de façon à
produire l'entrafnement d'un liquide qu'il contient.
Selon l'invention, avant la première utilisation, les
galets ont une position radiale dans laquelle le tube n'est
pas obturé ; lors de la premiere utilisation, ils sont
radialement déplacés par une introduction de l'axe
d'entrainement, obturant le tube ; après l'utilisation, les
galets sont maintenus dans une position radiale assurant
l'obturation du tube.
Selon différents modes de réalisation présentant
chacun leurs avantages spécifiques, les caractéristiques
ci-après, considérées isolément ou selon toutes leurs
combinaisons techniquement possibles, sont prévues :
- le boîtier contient des moyens de blocage empêchant
l'enlèvement d'une partie au moins de l'axe d'entraînement
après sa première introduction ;
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- la cassette comporte un organe élastique lié au
bo~tier, libéré par l'introduction de l'axe d'entrafnement
et maintenant au moins l'un des galets dans une position
radiale assurant l'obturation du tube ;
- les galets sont libres et ont chacun une surface de
révolution d'entra~nement délimitée par deux bases, et
comportent chacun au moins un cylindre sur l'une de leurs
bases ; le bo~tier comporte un disque, approximativement
perpendiculaire à l'axe d'entra~nement, au voisinage des
galets, ce disque ayant un doigt élastique mis en appui sur
la base du cylindre de l'un des galets avant la première
introduction de i'axe d'entra~nement, libéré lors de
l'introduction de cet axe, et venant en appui contre la
surface de révolution du cylindre, maintenant au moins un
galet dans une position radiale assurant l'obturation du
tube ;
- le disque est un disque en matière plastique dans
lequel le doigt élastique est formé ;
- le doigt élastique porte une butée concentrique de
l'axe d'entra~nement apte à coopérer avec le cylindre des
galets ;
- la butée couvre un angle supérieur à 120 ;
- la butée couvre un angle d'environ 132 ;
- lorsque l'axe d'entra~nement est introduit dans la
cassette, le doigt élastique n'est pas en contact avec les
galets ;
- les galets ont des moyeux, et la cassette comporte
des séparateurs sur lesquels les galets sont fixés par
leurs moyeux, lesdits séparateurs comportant des premiers
logements dans lesquels sont placés les moyeux avant la
première introduction de l'axe d'entrainement, et des
seconds logements plus excentrés que les premiers, et
séparés de ceux-ci par une butée élastique, la première
introduction de l'axe du moteur dans la cassette produisant
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le déplacement irréversible des moyeux des premiers
logements vers les seconds.
L'invention sera décrite en détail en référence aux
dessins annexés dans lesquels :
- la Figure 1 est une représentation génerale d'une
cassette de pompe péristaltique en position d'utilisation
sur un bloc moteur, vu en perspective ;
- la Figure 2 est la représentation du même ensemble
vu de dessus ;
- la Figure 3 est une représentation vue de dessus
d'une cassette selon l'invention sans son capot avant toute
utilisation ;
- la Figure 4 est la représentation en coupe AA de la
cassette de la Figure 3 ;
- les Figures 5 et 6 sont les représentations
correspondantes aux Figures 3 et 4, lorsque la cassette
coopère avec l'axe d'entra~nement ;
- les Figures 7 et 8 correspondent aux Figures 3 et 4,
lorsque la cassette a été dissociée de l'axe d'entrainement
après utilisation ;
- la Figure 9 représente la mise en oeuvre de
l'invention dans une cassette comportant des séparateurs
avant la première utilisation ;
- la Figure 10 représente le même ensemble en présence
de l'axe d'entraînement ou après utilisation.
La cassette 1 est placée, lors de son utilisation, sur
le bloc moteur 2 qui présente un logement prévu à cet
effet.
Par les commandes 3 et 4 et le panneau de
visualisation 5, le fonctionnement du bloc moteur 2 est
contrôlé par l'utilisateur.
Les boutons 6 et 7 permettent la dissociation de la
cassette 1 du bloc moteur 2 et concourent à la sécurité
nécessaire à cette opération.
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Les tubes 8 et 9 sont respectivement les tubes
d'entrée et de sortie de la pompe. Le tube 8 peut, par
exemple, être relié à un réservoir de perfusion, alors que
le tube 9 est relié à une aiguille d'injection.
Le tube déformable 11 forme une boucle
approximativement plane, en appui par sa surface extérieure
sur une surface d'appui 12 prévue à cet effet dans le
bo~tier 13 de la cassette 1 de la pompe péristaltique.
Les galets 14, en nombre variable, représentés ici au
nombre de trois, ont une forme de révolution d'axe 21 et
sont placés à l'intérieur de la boucle formée par le tube
déformable 11.
L'axe d'entra~nement 15, parallèle à l'axe de
révolution des galets, écarte ceux-ci lorsqu'il est
introduit entre eux, les amène à comprimer le tube
déformable 11 contre la surface d'appui 12 et assure leur
entrafnement par friction.
Les galets sont tous identiques et leur description
est faite plus particulièrement en référence à la Figure 6.
Un galet a un axe de révolution 21, deux surfaces
cylindriques 22, 23 en contact avec l'axe 30 et permettant
l'entra~nement des galets 14 par cet axe 30.
Une surface d'appui 24 d'axe 21, de préférence en
forme de tonneau, c'est-à-dire avec une convexité tournée
vers l'extérieur, est destinée à assurer une compression
sur le tube déformable 11. L'élément central 25 résulte du
procédé de fabrication du galet 14 et n'intervient pas
directement dans le dispositif et le fonctionnement décrits
lCi .
Le galet 14 est muni, à chacune de ses extrémités,
d'un cylindre 26, 27, également d'axe 21, de diamètre
inférieur aux cylindres 22 et 23.
L'axe 21 des galets est bien entendu parallèle à l'axe
30 d'entra~nement. La distance radiale des galets est la
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distance r, respectivement désignée par rl, r2, r3 sur les
différentes Figures.
La cassette de pompe péristaltique comporte un boitier
40 formé d'une base 41 et d'un couvercle.
Dans un but de clarté, le couvercle n'a pas été
représenté. Il est généralement encliqueté sur la base 41
et participe au maintien des éléments contenus par la
cassette 40.
Lors du montage de la pompe, le tube déformable 11 est
relié à un guide-tube 42, sur lequel il est fixé par
l'intermédiaire des éléments mâles 43 et 44.
Le tube déf~rmable 11 forme ainsi une boucle,
approximativement plane, qui est positionnée à l'intérieur
du bo~tier 40 et vient en appui sur la surface d'appui 12.
Les galets 14 sont alors introduits à l'intérieur de
la boucle fermée. En raison de leur diamètre, ils viennent
en contact les uns avec les autres et produisent une légère
déformation du tube 11. Par élasticité, la tubulure 11
repousse les galets vers le centre et produit leur contact
les uns avec les autres.
En l'absence de l'axe d'entrainement, le tube 11,
telle que représentée en coupe sur la Figure 4, n'est que
partiellement déformée. En effet, les dimensions
respectives du bo~tier et des galets sont déterminées de
telle manière que ce tube 11 ne soit pas obturé ou
oblitéré.
La faible déformation de la tubulure déformable 11,
dans cet état, n'est en rien préjudiciable à son
utilisation ultérieure, quelle que soit la durée de
stockage pendant laquelle elle est maintenue en cet état.
Par contre, puisqu'elle n'est que faiblement déformée, elle
n'est pas oblitérée et pourrait laisser passer,
passivement, un fluide mis sous pression à l'une de ses
extrémités.
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L'introduction de l'axe d'entrainement 30, telle que
représentée sur les Figures 5 et 6, produit un écartement
des galets par rapport au centre et entra~ne la compression
de la tubulure 11 entre la surface d'appui 12 du boitier et
la surface d'appui 24 des galets.
Cette mise en compression entraine l'obturation ou
oblitération complète de la tubulure.
Par ailleurs, cette compression exerce une force
élastique appliquant les galets 14, plus particulièrement
leurs zones cylindriques 22, 23 sur l'axe d'entrainement
30.
Ainsi, lors de la rotation de cet axe d'entra~nement
30, les galets 14 sont entrainés en rotation par friction.
Ils tournent sur eux-mêmes et leur axe de rotation
tourne lui-même autour de l'axe d'entrainement 30.
On comprend que lors de l'utilisation des cassettes
connues, la dissociation de la cassette de l'axe
d'entrainement 30 ramène les différents éléments
constitutifs de la cassette en leur état initial,
représenté aux Figures 3 et 4, par l'effet de l'élasticité
de la canalisation 11 qui reprend sa forme initiale et
ramène les galets en contact les uns avec les autres.
La canalisation 11 n'étant plus alors oblitérée, elle
est susceptible de laisser circuler le liquide qu'elle
contient, par exemple lorsqu'une différence de pression
existe entre la canalisation d'entree 8 et la canalisation
de sortie 9.
Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le
boîtier 40 de la cassette comporte un element élastique,
non represente, cooperant avec l'axe de rotation 30, de
telle sorte que celui-ci, une fois introduit en position
dans la cassette, ne puisse plus être extrait. Il peut
s'agir, par exemple, d'un doigt elastique fixe au fond du
boitier et cooperant avec une gorge menagee sur l'axe
d'entra~nement 30.
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Ainsi, le tube élastique 11 est définitivement
oblitéré par l'introduction de l'axe de rotation 30 qui est
elle-même définitive.
Dans ce cas, l'axe d'entra~nement 30 doit être changé
à chaque fois que l'on change de cassette. L'axè moteur 32,
solidaire du bloc moteur 2, comporte alors un organe
d'accouplement 31 assurant la jonction avec l'axe
d'entra f nement 30.
Dans un deuxième mode de réalisation préféré, le
bo~tier 40 est équipé d'un disque S0, positionné par
rapport à celui-ci par des encoches 51, 52, et comportant
un doigt élastiqu~ 53, éventuellement équipé d'une butée
54, apte à coopérer avec le cylindre 27 des galets 14.
Une collerette 55 prévue sur le disque 50 concourt à
son positionnement par rapport au bo~tier 40.
La butée 54 est concentrique de l'axe d'entraînement
30.
Sa position radiale, définie par sa distance r4 à
l'axe 30, est telle que, lorsque les galets 14 sont en
position de montage, position dans laquelle la tubulure 11
telle qu'indiquée plus haut est faiblement déformée, cette
butée cylindrique est en appui sur l'une des bases d'au
moins l'un des galets 14. Ainsi, ces galets 14 sont libres
et sont positionnés uniquement par l'effet de la force de
rappel élastique produite par la tubulure 11 et par leur
encombrement respectif.
Lors de l'introduction de l'axe d'entra~nement 30, les
galets 14 sont repoussés, tel qu'indiqué plus haut, vers
l'extérieur de la cassette et autorisent l'engagement de la
butée 54 au niveau de la partie cylindrique 27 du galet 14,
tel que représenté sur la Figure 6.
Ainsi, lors du retrait de l'axe d'entra~nement 30, tel
que représenté sur les Figures 7 et 8, le galet 14, tendant
à reprendre sa position de montage initial par l'effet de
la force élastique exercée par le tube déformable 11, en
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est empêché par la butée 54. Ainsi, l'obturation ou
oblitération du tube 11 est maintenue, même en l'absence de
l'axe d'entra~nement 30.
Afin d'éviter une perturbation éventuelle du mouvement
des galets 14 lors de l'utilisation de la pompè, la butée
54 a une dimension telle qu'elle est maintenue à distance,
sans contact avec le cylindre 27, lors de la présence de
l'axe d'entra~nement 30.
Telle que décrite jusqu'à présent et représentée sur
les Figures 3 à 8, la cassette de l'invention ne comporte
qu'un seul disque placé au voisinage de l'une des bases des
galets 14.
Toutefois, il est possible de prévoir un tel disque
sur chacune des bases, au-dessus et en dessous des galets.
La dimension angulaire de la butée 54 est déterminée
de telle manière que, quelle que soit la position des
galets à l'intérieur de la cassette, l'un au moins d'entre
eux soit en appui sur cette butée et assure, avec la
meilleure sécurité, l'oblitération du tube 11. Ce résultat
est obtenu avec une butée angulaire 54 s'étendant sur un
angle d'au moins 120 et, de préférence, égal à 132
environ.
Lors du montage, les galets se positionnent à une
distance rl de l'axe d'entraînement 30. Lorsque l'axe
d'entra~nement 30 est introduit, leur position radiale
devient r2 et lorsque celui-ci est enlevé, la position
radiale des galets 14 devient r3. r2 est supérieur à rl et
le déplacement des galets en cette position produit
l'oblitération complète du tube déformable 11. r3 est
également supérieur à rl et lorsque les galets 14 occupent
la position correspondante, l'oblitération complète du tube
11 est également réalisée. Toutefois, afin de limiter les
forces de frottement produites par le disque 50 lors du
fonctionnement de la cassette, r3 est légèrement inférieure
à r2.
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Un autre mode de réalisation de l'invention est
proposé dans le cas où les galets comportent des moyeux 60
et sont maintenus par des séparateurs 61.
Ce mode de réalisation est schématiquement représenté
sur les Figures 9 et lO. Seuls les séparatèurs et les
~ galets sont représentés, les autres éléments de la cassette
étant analogues a ceux décrits plus haut.
Le séparateur 61 comprend alors, pour chacun des
galets 14, un premier logement 62 correspondant a une
première position radiale r5 des galets, et un deuxieme
logement 63 correspondant a une deuxieme position radiale
r6 des galets.
Ces premiers logements 62 et deuxiemes logements 63
sont séparés par des butées 64, 65 ménageant entre elles un
espace de dimension inférieure au diametre du moyeu 60. Ces
premier et deuxieme logements forment ainsi un élément
d'extrémité de chaque bras 66 du séparateur 61 déformable
lorsqu'une pression est exercée par le moyeu 60. Cette
déformation permet le passage du moyeu 60 du premier
logement 62 au deuxième logement 63.
La distance radiale r6 du deuxième logement 63 est
supérieure à la distance radiale r5 du premier logement 62.
Lors du montage de la cassette, les moyeux 60 et
galets 14 sont placés dans les premiers logements.
Lors de l'introduction de l'axe d'entra~nement 30
entre les galets, celui-ci exerce une force de pression sur
les moyeux 60, imposant leur passage par déformation
élastique de l'extrémité des bras 66 vers les deuxième
logements 63.
Lors de l'extraction de l'axe d'entra~nement 30, la
force élastique de rappel exercée par la tubulure
déformable 11 est insuffisante pour produire le rappel des
moyeux dans les premiers logements 62.
Ainsi, ceux-ci restent maintenus dans les deuxième
logements 63 et maintiennent l'oblitération du tube 11.
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Dans cette description, on a désigné par axe
d'entra~nement 30, l'axe d'entra~nement des galets en tant
qu'élément matériel, mais aussi comme définissant sa
position théorique, y compris lorsque la pompe est
dissociée de son bloc moteur, donc que l'axe n'est pas
matériellement présent.
Les signes de référence insérés après les
caractéristiques techniques mentionnées dans les
revendications, ont pour seul but de faciliter la
compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement
la portée.
