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WO2015132645A1 - Pompe volumetrique avec mecanisme de purge - Google Patents

Pompe volumetrique avec mecanisme de purge Download PDF

Info

Publication number
WO2015132645A1
WO2015132645A1 PCT/IB2015/000250 IB2015000250W WO2015132645A1 WO 2015132645 A1 WO2015132645 A1 WO 2015132645A1 IB 2015000250 W IB2015000250 W IB 2015000250W WO 2015132645 A1 WO2015132645 A1 WO 2015132645A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pump
pump according
drive
port switch
port
Prior art date
Application number
PCT/IB2015/000250
Other languages
English (en)
Inventor
Florent Junod
Thierry Navarro
Original Assignee
Swissinnov Product Sarl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Swissinnov Product Sarl filed Critical Swissinnov Product Sarl
Priority to US15/123,121 priority Critical patent/US20170234307A1/en
Publication of WO2015132645A1 publication Critical patent/WO2015132645A1/fr

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/0003—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving the distribution member forming both the inlet and discharge distributor for one single pumping chamber
    • F04B7/0007—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving the distribution member forming both the inlet and discharge distributor for one single pumping chamber and having a rotating movement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/14212—Pumping with an aspiration and an expulsion action
    • A61M5/14216—Reciprocating piston type
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
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    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/14212—Pumping with an aspiration and an expulsion action
    • A61M5/14216—Reciprocating piston type
    • A61M5/1422—Reciprocating piston type with double acting or multiple pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/02—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having two cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B13/00—Pumps specially modified to deliver fixed or variable measured quantities
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/0003—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving the distribution member forming both the inlet and discharge distributor for one single pumping chamber
    • F04B7/0015—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving the distribution member forming both the inlet and discharge distributor for one single pumping chamber and having a slidable movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/0057—Mechanical driving means therefor, e.g. cams
    • F04B7/0061—Mechanical driving means therefor, e.g. cams for a rotating member

Definitions

  • the invention relates to a positive displacement pump, incorporating a purge mechanism and pressure sensors, consisting of two reciprocating pistons for the precise and variable dispensing of liquid, medicine, food, detergent, cosmetic product, chemical compound or any other type of fluid, gel or gas.
  • a second problem is that it is not possible to purge the pump chambers and the fluid circuit of the pump without mounting the pump on the drive and put it into operation. It is often necessary to be able to purge rooms before or when function of a pump to empty all air or other fluid before the perfusion of a patient for example.
  • the present invention relates to a high performance pump composed of two opposing reciprocating pistons directly integrating a manually operated purge mechanism and input and output pressure measuring elements.
  • This invention solves the problems discussed above and allows for simplified development for the very large scale production of pumps with an element in contact with the interchangeable pumped fluid, preferably inexpensive disposable plastics.
  • the pump preferably comprises two pistons, parallel in opposition, placed in two cavities, preferably cylindrical, of a pump body, comprising at least one input port and at least one output port in connection with a preferably rotary switch port , movable axially along its axis of rotation or perpendicular to the axis of the piston (s), and held in abutment against a seal located in the pump body, by a biasing element preferably in the form of a spring.
  • Each input and output port has respectively at least one connecting channel with a cavity located on one side of the pump body and closed by a flexible element fixed on the pump body.
  • the principle of pressure measurement consists of connecting each port to a cavity closed by a flexible element fixed on the pump body and brought into contact with a second cavity located on the drive of the pump so that the flexible element forms a sealed interface between the two cavities and deforms under the influence of the pressure difference between the two cavities.
  • Each cavity located on the drive is connected to a pressure sensor preferably placed in the drive for measuring the pressure exerted on each flexible element corresponding to the pressure in each pumping chamber.
  • the drive of the pump consists mainly of a support, a guide carriage actuated by an eccentric axis connected to a rotor fixed on an actuator, preferably in the form of a motor.
  • the movement of the pistons is synchronously adapted to the switching element of the input and output ports via an oblong located on the guide carriage supporting the piston holding elements.
  • the purge principle of the pump is to move the port switch preferably axially along its axis of rotation, so as to create a gap between the seal in connection with the pump inlet and outlet ports. The fluid can then move freely between the input and output ports without having to connect the pump to the drive.
  • Each piston is composed of a drive support having preferably a "V" shaped opening for positioning the two pistons in top dead center, reducing the volume of each chamber to a minimum, so as to be able to completely purge the fluidic circuit pump before being connected to the drive. This function also allows the pump to be connected to the drive regardless of the position of the drive carriage.
  • the pump is particularly well suited for low-cost production as it consists only of easily injectable plastic parts that can be assembled automatically. Description of the drawings
  • FIG. 1 is an overview of the pump attached to a drive
  • FIG. 2 is a view from above of the pump attached to a drive
  • FIG. 3 is a longitudinal section along the line A-A of FIG.
  • FIG. 4 is a longitudinal section along the line B-B of FIG. 2
  • Figure 5 is a top view of the workout
  • FIG. 6 is a perspective bottom view of the pump
  • FIG. 7 is a side view of the pump attached to a drive
  • FIG. 8 is a longitudinal section along the line F-F of FIG. 7
  • FIG. 9 is a longitudinal section along the line C-C of FIG. 7;
  • FIG. 10 is a longitudinal section along line D-D of FIG.
  • FIG. 12 is a perspective top view of the pump
  • FIG. 13 is a perspective view of the port switch
  • Fig. 14 is a perspective view of the port switching seal.
  • Fig. 15 is a perspective view of a piston.
  • FIG. 16 is a perspective view of a flexible element
  • FIG. 17 is a perspective bottom view of a second variant of the pump
  • the pump 3 comprises a cover 7 with a central opening 18 preferably of circular shape, fixed to the pump body 6.
  • the cover 7 comprises two openings 18 ', 18 ", preferably from and other central opening 18.
  • Two flexible elements 10,10 ' are fixed on the cover 7 so as to close the cavities 138,139 in connection with the channels 38,39 connecting the cavities 138,139 with the input ports and 8.9
  • a port switch 12 is placed between the cover 7 and the pump body 6 to compress a port switching sealing element 15 placed between the pump body 6 and the port switch 12.
  • two opposed, preferably eccentric, parallel pistons 23, 23 ' are placed in openings, preferably of circular section, located on either side of the pump body 6 so as to form two pumping chambers 24 , 24 'with the pistons 23,23'.
  • the openings 18 ', 18 are preferably oblong and parallel to the pump chambers 24,24'.
  • the input port 8 is connected to the port switch 12 towards its center between the port switching seal 15 and the seal, preferably circumferential 19 '.
  • the output port 9 is connected to the port switch 12 on its periphery between the port switching seal 15 and the seal, preferably circumferential 19.
  • the pumping chambers 24, 24 ' are in contact with each other. with the cavities 51, 51 'of the switching sealing element 15 via the channels 25, 25'.
  • the recesses 54, 55 located on the port switch 12 make it possible to connect the cavities 51, 51 'connected to the input and output ports 8, 9 with the pumping chambers 24,24 'alternately during rotation of the port switch 12.
  • a guide member 57 is preferably integrated with the port switch 12.
  • the port switch 12 is driven by a guiding element 30 preferably in the form of a pin, located eccentrically on the rotor 31, so as to be housed in the cavity 16 positioned on the face lower of the port switch 12.
  • a stop element 66 located in the cavity 16 serves to support the guide element 30 when the rotor 31 rotates, so as to drive the port switch 12 by rotation about its axis .
  • the cavity 16 is preferably the longest possible in order to be able to insert the pump 3 on the drive 2 whatever the position of the rotor 31.
  • the pistons 23, 23 ' are connected to the guide carriage 33 via the holding elements 20, 20', preferably in the form of pins, which are received in the holes 29, 29 '.
  • the holding elements 20, 20 ' are fixed on either side of the guide carriage 33 having an oblong 35 at its center, in which a guide element 32 is placed, preferably in the form of a bearing or a bearing. , positioned eccentrically on the rotor 31.
  • each flexible element 10, 10 forms a sealed interface respectively between the cavities 138, 139 situated on the pump body 6 and the cavities 238, 239 located on the drive 2 when the pump 3 and the drive 2 are assembled.
  • Each cavity 238,239 is connected to a channel 339, and another (not shown) which are each connected to a pressure sensor (not shown) so as to be able to measure the pressure exerted in the cavities 238,239 corresponding to the pressures applied to the flexible elements 10, 10 'deforming under the influence of the pressures in the cavities 138, 139 equivalent to the pressures in the inlet and outlet ports 8, 9 in connection with the pumping chambers 24.24.
  • an air sensor 4 is placed around a tube connected to the output port 9 so as to detect the presence of air output of the pump.
  • a second air sensor (not shown) can be placed at the inlet of the pump in the same way.
  • a pusher 14 is attached to the port switch 12 by means of a fastener 13.
  • One or two return elements 11, 11 ' preferably in the form of lamellae or spring, positioned between the pusher 14 and the pump body 6 ensures (s) the maintenance of the port switch 12 against the sealing element 15 even when the pump 3 is not assembled to the drive 2.
  • the port switch 12 moves axially so as to create a gap between the sealing member 15 and the port switch 12 which has the effect of setting the input and output ports 8,9 to connection and thus allow the fluid to move freely by gravity or under the influence of pressure between the inlet and the outlet of the pump.
  • the pistons 23, 23 ' can be manually positioned in top dead center in order to reduce the volume of the pumping chambers 24, 24' minimum, it is then possible to completely purge the fluidic circuit of the pump 3 by pressing the pusher 14 and allowing the fluid to flow freely between the inlet and the outlet 8, 9 of the pump 3 without having to connect the pump 3 to the drive 2.
  • the elements of 20,20 ' are respectively supported on the openings "V"21,21' pistons 23,23 'and move the latter gradually until the holding elements 20,20' are housed in the holes 29,29 'pistons 23,23' in final position.
  • This mechanism makes it possible to insert the pump 3 on the drive 2 regardless of the position of the holding elements 20, 20 '.
  • the cover 7 comprises two flaps 77, 77 ', preferably perpendicular to the cover 7, so as to close the pumping chambers 24, 24' at their lower end and thus prevent any access to the pumping chambers 24, 24 'by external elements such as for example dust, fluid particles or utensils.
  • An unillustrated pump control system may be added to control the pump drive in a programmable or manual manner.
  • Position sensors may be added to the moving or stationary parts of the system to measure displacement, velocity, pressure, flow, or force on one or more elements of the system, as well as their proper operation.
  • Alerts may be sent by wire or wireless link to an external control system based on the data measured by one of the sensors to shut down the system or inform the user of the usage parameters.
  • the external control system can be adapted to drive the closed-loop actuator according to the parameters measured by the sensor (s) and an associated algorithm.
  • the pump, drive and control system can be assembled in a housing optionally including a battery or rechargeable battery element forming a compact portable device.
  • One or more control elements such as a button, a switch, a voice command, gesture recognition or facial recognition can be added to the housing.
  • the pump or housing may be adapted to receive one or more fluid diffusion members such as a tube, a nozzle, a needle, a mixer, a subcutaneous injection system, an aerosol dispenser, or any other element of diffusion.
  • the pump or the housing may be connected to a removable reservoir containing the fluid to be dosed or to a fluid supply circuit optionally under pressure.
  • the drive may be embodied as a manually operable mechanical assembly to provide a low cost, optionally disposable fluid propellant such as, for example, for drug dose diffusion contained in an integrated reservoir such as a pre-filled cartridge. Once the cartridge is empty, the device can be discarded.
  • the pump and the drive can be integrated in many variants of fixed or mobile devices in different forms and using one or more external elements such as a camera, a laser sight, a sound sensor, a gas sensor, a sensor a pressure sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, an RFID tag, a barcode reader, a proximity sensor or any other type of indicator / sensor used to target or determine a parameter related to pumping fluid.
  • the system can be adapted to have several reservoirs or fluid supply at the inlet for dosing different fluids or rinsing the pump for example.
  • the elements constituting the pump are preferably plastic, metal or ceramic, they can be obtained by machining process, injection, sintering or any other industrial process.
  • the sealing elements are preferably made of thermoformed or overmolded elastomer.
  • the seals can be composed of O-rings or any other sealing element.
  • the seal between the fixed and movable parts can also be obtained by adjusting or running the parts.
  • the elements constituting the pump are preferably plastic and disposable.
  • the pump can be sterilized for dispensing food or medicine for example.
  • the choice of materials, however, is not limited to plastics.
  • the guide elements are preferably in the form of bearings or bearings. However, they may in some cases be removed or replaced by low friction and / or lubricated parts.
  • the measurement of the pressure on the flexible elements or flexible tubes can be carried out with strain gauges in direct or indirect contact with the flexible elements or flexible tubes.
  • the pump may consist of a single piston with a port switch adapted to alternately connect the pumping chamber with the input port and the output port.

Landscapes

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Abstract

Pompe comprenant préférablement deux pistons, parallèles en opposition, placés dans deux cavités, préférablement cylindriques, d'un corps de pompe, comprenant au moins un port d'entrée et au moins un port de sortie en liaison avec un commutateur de port préférablement rotatif, mobile axialement le long de son axe de rotation, et maintenu en appui dans le corps de pompe par un élément de rappel préférablement sous la forme d'un ressort.

Description

POMPE VOLUMETRIQUE AVEC MECANISME DE PURGE
L'invention concerne une pompe volumétrique, intégrant un mécanisme de purge et des capteurs de pression, constituée de deux pistons alternatifs pour la distribution précise et à débit variable de liquide, de médicament, d'aliment, de détergent, de produit cosmétique, de composé chimique ou tout autre type de fluide, gel ou gaz.
L'art antérieur
Il existe différents types de pompes volumétriques à pistons alternatifs tels que décrits dans les brevets PCT/IB2009/006189 et PCT/IB2010/001683 dont le principe consiste à remplir une chambre de pompage durant la rotation du moteur et vider l'autre chambre en même temps afin d'obtenir un débit continu. Ces systèmes utilisent une pompe interchangeable venant se fixer sur un entraînement composé d'un moteur et d'un ensemble mécanique qui assure le mouvement des pistons de manière synchrone avec le mouvement du commutateur de ports.
Bien que ces pompes puissent être utilisées dans de nombreuses applications dont notamment le domaine médical, un premier problème rencontré par ces systèmes est qu'ils ne permettent pas de mesurer la pression dans les chambres de pompage directement au niveau de la pompe, ce qui est souvent nécessaire dans les pompes à perfusion par exemple pour détecter une occlusion en entrée ou en sortie.
Un second problème est qu'il n'est pas possible de purger les chambres de pompages et le circuit fluidique de la de pompe sans monter la pompe sur l'entraînement et de mettre en fonction ce dernier. Il est souvent nécessaire de pouvoir purger les chambres avant ou lors de la mise en fonction d'une pompe afin de vider tout l'air ou tout autre fluide avant la mise sous perfusion d'un patient par exemple.
Description de l'invention La présente invention concerne une pompe performante composée de deux pistons alternatifs opposés intégrant directement un mécanisme de purge à actionnement manuel et des éléments de mesure de la pression en entrée et en sortie.
Cette invention résout les problèmes exposés précédemment et permet une mise au point simplifiée pour la production à très grande échelle de pompes avec un élément en contact avec le fluide pompé interchangeable, préférablement en plastique jetables bon marché.
La pompe comprend préférablement deux pistons, parallèles en opposition, placés dans deux cavités, préférablement cylindriques, d'un corps de pompe, comprenant au moins un port d'entrée et au moins un port de sortie en liaison avec un commutateur de port préférablement rotatif, mobile axialement le long de son axe de rotation ou perpendiculairement à l'axe du/des piston(s), et maintenu en appui contre un joint d'étanchéité situé dans le corps de pompe, par un élément de rappel préférablement sous la forme d'un ressort.
Chaque port d'entrée et sortie a respectivement au moins un canal de liaison avec une cavité située sur une face du corps de pompe et fermée par un élément flexible fixé sur le corps de pompe. Le principe de mesure de la pression consiste à relier chaque port à une cavité fermée par un élément flexible fixé sur le corps de pompe et mis en contact avec une seconde cavité située sur l'entraînement de la pompe de manière à ce que l'élément flexible constitue une interface étanche entre les deux cavités et se déforme sous l'influence de la différence de pression entre les deux cavités. Chaque cavité située sur l'entraînement est reliée à un capteur de pression préférablement placé dans l'entraînement permettant de mesurer la pression exercée sur chaque élément flexible correspondant à la pression dans chaque chambre de pompage.
L'entraînement de la pompe se compose principalement d'un support, d'un chariot de guidage actionné par un axe excentré relié à un rotor fixé sur un actuateur, préférablement sous la forme d'un moteur. Le mouvement des pistons est adapté de manière synchrone avec l'élément de commutation des ports d'entrée et sortie par l'intermédiaire d'un oblong situé sur le chariot de guidage supportant les éléments de maintien des pistons.
Le principe de purge de la pompe consiste à déplacer le commutateur de ports préférablement axialement, le long de son axe rotation, de manière à créer un espace entre le joint d'étanchéité en liaison avec les ports d'entrée et sortie de la pompe. Le fluide peut alors se déplacer librement entre les ports d'entrée et sortie sans devoir connecter la pompe sur l'entraînement. Chaque piston est composé d'un support d'entraînement ayant préférablement une ouverture en forme de « V » permettant de positionner les deux pistons en point mort haut, réduisant le volume de chaque chambre au minimum, de manière à pouvoir purger complètement le circuit fluidique de la pompe avant d'être connectée à l'entraînement. Cette fonction permet également d'assembler la pompe sur l'entraînement quelle que soit la position du chariot de guidage de l'entraînement. La pompe est particulièrement bien adaptée pour une production à faible coût étant donné qu'elle est formée uniquement de pièces facilement injectables en plastique et assemblables automatiquement Description des dessins
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description des exemples donnés, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels :
- La figure 1 est une vue d'ensemble de la pompe fixée sur un entraînement
- La figure 2 est une vue du dessus de la pompe fixée sur un entraînement
- La figure 3 est une coupe longitudinale selon la ligne A-A de la figure 2
- La figure 4 est une coupe longitudinale selon la ligne B-B de la figure 2
La figure 5 est une vue de dessus de l'entraînement
- La figure 6 est une vue de dessous en perspective de la pompe
- La figure 7 est une vue de côté de la pompe fixée sur un entraînement
- La figure 8 est une coupe longitudinale selon la ligne F-F de la figure 7
La figure 9 est une coupe longitudinale selon la ligne C-C de la figure 7 -
- La figure 10 est une coupe longitudinale selon la ligne D-D de la figure 7
- La figure 1 1 est une coupe longitudinale selon la ligne G-G de la figure 7
- La figure 12 est une vue de dessus en perspective de la pompe
- La figure 13 est une vue en perspective du commutateur de ports
La figure 14 est une vue en perspective du joint d'étanchéité de commutation de ports La figure 15 est une vue en perspective d'un piston
- La figure 16 est une vue en perspective d'un élément flexible
La figure 17 est une vue de dessous en perspective d'une seconde variante de la pompe Selon les figures 1, 3, 6 et 9, la pompe 3 comprend un capot 7 avec une ouverture centrale 18 préférablement de forme circulaire, fixé au corps de pompe 6. Le capot 7 comprend deux ouvertures 18', 18", préférablement de part et d'autre de l'ouverture centrale 18. Deux éléments flexibles 10,10' sont fixés sur le capot 7 de manière à fermer les cavités 138,139 en liaison avec les canaux 38,39 reliant les cavités 138,139 avec les ports d'entrée et sortie 8,9. Un commutateur de ports 12 est placé entre le capot 7 et le corps de pompe 6 de manière à compresser un élément d'étanchéité de commutation de ports 15 placé entre le corps de pompe 6 et le commutateur de ports 12.
Selon les figure 6 et 9, deux pistons 23,23' parallèles opposés, préférablement excentrés sont placés dans des ouvertures, préférablement de section circulaire, situés de part et d'autre du corps de pompe 6 de manière à former deux chambres de pompage 24,24' avec les pistons 23,23'. Les ouvertures 18', 18" sont préférablement de forme oblong et parallèles aux chambres de pompage 24,24'.
Selon les figures 3, 8, 9, 13 et 14, le port d'entrée 8 est en liaison avec le commutateur de ports 12 vers son centre entre le joint d'étanchéité de commutation de ports 15 et le joint d'étanchéité, préférablement circonférentiel 19'. Le port de sortie 9 est en liaison avec le commutateur de ports 12 sur sa périphérie entre le joint d'étanchéité de commutation de ports 15 et le joint d'étanchéité, préférablement circonférentiel 19. Les chambres de pompage 24,24' sont en liaison avec les cavités 51,51 ' de l'élément d'étanchéité de commutation 15 par l'intermédiaire des canaux 25,25'.
Selon les figures 3, 4, 8, 13, et 14, les évidements 54,55 situés sur le commutateur de ports 12 permettent de mettre en liaison les cavités 51,51 ' reliées aux ports d'entrée et sortie 8,9 avec les chambres de pompage 24,24' de manière alternée durant la rotation du commutateur de ports 12. Un élément de guidage 57 est préférablement intégré au commutateur de ports 12.
Selon les figures 5, 6 et 8, le commutateur de ports 12 est entraîné par un élément de guidage 30 préférablement sous forme de pin, situé de manière excentrée sur le rotor 31, afin de venir se loger dans la cavité 16 positionnée sur la face inférieure du commutateur de ports 12. Un élément d'arrêt 66 situé dans la cavité 16 sert d'appui à l'élément de guidage 30 lorsque le rotor 31 tourne, de manière à entraîner le commutateur de ports 12 par rotation autour de son axe. La cavité 16 est préférablement la plus longue possible afin de pouvoir insérer la pompe 3 sur l'entraînement 2 quel que soit la position du rotor 31. Selon les figures 4, 10 et 15, chaque piston 23,23' comprend respectivement un support 22,22' ayant une ouverture en « V » 21,21 ', se terminant par un trou 29,29' dans le piston, située perpendiculairement à l'axe du piston. Les pistons 23,23' sont connectés au chariot de guidage 33 par l'intermédiaire des éléments de maintien 20,20', préférablement sous forme de pins, venant se loger dans les trous 29,29'. Les éléments de maintien 20,20' sont fixés de part et d'autre sur le chariot de guidage 33 ayant un oblong 35 en son milieu, dans lequel est placé un élément de guidage 32, préférablement sous la forme d'un roulement ou palier, positionné de manière excentrique sur le rotor 31.
Selon les figures 3, 8, 9 et 1 1, chaque élément flexible 10,10' forme une interface étanche respectivement entre les cavités 138, 139 situées sur le corps de pompe 6 et les cavités 238,239 situées sur l'entraînement 2 lorsque la pompe 3 et l'entraînement 2 sont assemblés. Chaque cavité 238,239 est en liaison avec un canal 339, et autre (non représenté) qui sont connectés chacun à un capteur de pression (non représenté) de manière à pouvoir mesurer la pression exercée dans les cavités 238,239 correspondant aux pressions appliquées sur les éléments flexibles 10,10' se déformant sous l'influence des pressions dans les cavités 138,139 équivalentes aux pressions dans les ports d'entrée et sortie 8,9 en liaison avec les chambres de pompage 24,24'. Selon la figure 3, un capteur d'air 4 est placé autour d'un tube relié au port de sortie 9 de manière à pouvoir détecter la présence d'air en sortie de la pompe. Un second capteur d'air (non représenté) peut être placé à l'entrée de la pompe de la même façon.
Selon les figures 3 et 4, un poussoir 14 est attaché sur le commutateur de ports 12 à l'aide d'une fixation 13. Un ou deux éléments de rappel 11, 11 ', préférablement sous la forme de lamelles ou ressort, positionnés entre le poussoir 14 et le corps de pompe 6 assure(nt) le maintien du commutateur de ports 12 contre l'élément d'étanchéité 15 même lorsque la pompe 3 n'est pas assemblée à l'entraînement 2. Lorsque l'on appuie manuellement sur le poussoir 14 le commutateur de ports 12 se déplace axialement de manière à créer un espace entre l'élément d'étanchéité 15 et le commutateur de ports 12 ce qui a pour effet de mettre les ports d'entrée et sortie 8,9 en liaison et ainsi permettre au fluide de se déplacer librement par gravité ou sous l'influence de pression entre l'entrée et la sortie de la pompe. Les pistons 23,23' peuvent être positionnés manuellement en point mort haut afin de réduire le volume des chambres de pompages 24,24' au minimum, il est alors possible de purger complètement le circuit fluidique de la pompe 3 en appuyant le poussoir 14 et en laissant le fluide s'écouler librement entre l'entrée et la sortie 8,9 de la pompe 3 sans devoir connecter la pompe 3 à l'entraînement 2. Lors de l'insertion de pompé 3 sur l'entraînement 2 les éléments de maintien 20,20' viennent respectivement en appui sur les ouvertures en « V » 21,21 ' des pistons 23,23' et déplacent ces derniers progressivement jusqu'à ce que les éléments de maintien 20,20' se logent dans les trous 29,29' des pistons 23,23' en position finale. Ce mécanisme permet d'insérer la pompe 3 sur l'entraînement 2 quelle que soit la position des éléments de maintien 20,20'.
Selon la figure 17, le capot 7 comprend deux rabats 77,77', préférablement perpendiculaire au capot 7, de manière à venir fermer les chambres de pompage 24,24' à leur extrémité inférieure et ainsi éviter tout accès aux chambres de pompages 24,24' par des éléments externes tels que par exemple des poussières, des particules de fluide ou d'ustensiles.
Variations
Un système de contrôle de la pompe non illustré peut être ajouté afin de commander l'entraînement de la pompe de manière programmable ou manuelle. Des capteurs de position peuvent être ajoutés sur les parties mobiles ou fixes du système afin de mesurer le déplacement, la vitesse, la pression, le débit ou la force sur l'un ou plusieurs éléments du système, ainsi que leur bon fonctionnement. Des alertes peuvent être envoyées par liaison fïlaire ou sans-fil à un système de contrôle externe en fonction des données mesurées par l'un des capteurs afin d'arrêter le système ou d'informer l'utilisateur sur les paramètres d'utilisation. Le système de contrôle externe peut être adapté de manière à piloter l'actuateur en boucle fermée selon les paramètres mesurés par le(s) capteur(s) et un algorithme associé.
La pompe, l'entraînement et le système de contrôle peuvent être assemblés dans un boîtier incluant optionnellement une pile ou un élément de batterie rechargeable formant un appareil portable compact. Un ou plusieurs éléments de commande tel qu'un bouton, un interrupteur, une commande vocale, reconnaissance gestuelle ou faciale peuvent être ajouté au boîtier. La pompe ou le boîtier peuvent être adaptés pour recevoir un ou plusieurs éléments de diffusion du fluide tel qu'un tube, une buse, une aiguille, un mélangeur, un système d'injection sous cutané, un diffuseur d'aérosol ou tout autre élément de diffusion.
La pompe ou le boîtier peuvent être reliés à un réservoir amovible contenant le fluide à doser ou à un circuit d'alimentation continu de fluide optionnellement sous pression.
L'entraînement peut être réalisé sous la forme d'un ensemble mécanique pouvant être actionné manuellement afin d'obtenir un propulseur de fluide à faible coût optionnellement jetable comme par exemple pour la diffusion de dose de médicament contenu dans un réservoir intégré tel qu'une cartouche pré-remplie. Une fois la cartouche vide, l'appareil peut être jeté. La pompe et l'entraînement peuvent être intégrés dans de nombreuses variantes d'appareils fixes ou mobiles sous différentes formes et utilisant un ou plusieurs éléments externes tels qu'une caméra, une visée laser, un capteur sonore, un capteur de gaz, un capteur de pression, un capteur de température, un capteur d'humidité, un tag RFID, un lecteur de code barre, un capteur de proximité ou tout autre type de d'indicateur/capteur servant à cibler ou déterminer un paramètre en lien avec le pompage du fluide.
Le système peut être adapté de manière à avoir plusieurs réservoirs ou alimentation en fluide à l'entrée pour doser différents fluides ou rincer la pompe par exemple.
Les éléments constituant la pompe sont préférablement en plastique, en métal ou en céramique, ils peuvent être obtenus par procédé d'usinage, d'injection, de frittage ou tout autre procédé industriel. Les éléments d'étanchéité sont préférablement en élastomère thermoformé ou surmoulé. Les joints peuvent être composés d'O-rings ou tout autre élément d'étanchéité. L'étanchéité entre les parties fixes et mobiles peut également être obtenue par ajustement ou rodage des pièces.
Les éléments constituant la pompe sont préférablement en plastique et jetables. La pompe peut être stérilisée pour la distribution d'aliment ou de médicament par exemple. Le choix des matériaux n'est cependant pas limité aux plastiques.
Les éléments de guidage sont préférablement sous la forme de roulements ou paliers. Ils peuvent cependant être dans certains cas être supprimés ou remplacés par des pièces à faible coefficient de frottement et/ou lubrifiées. Dans une autre variante de l'invention, il est possible d'adapter la pompe et l'entraînement de manière à fixer des tubes souples, préférablement en silicone, en liaison avec les ports d'entrée et sortie pour mesurer la pression en entrée et sortie de la pompe par l'intermédiaire de capteur de pression en contact avec les tubes souples.
Dans une autre variante de l'invention, il est possible d'adapter la pompe et l'entraînement de manière à n'avoir qu'un seul piston et une seule chambre de pompage.
Dans une autre variante, la mesure de la pression sur les éléments flexibles ou tubes souples peut être réalisée avec des jauges de contraintes en contact direct ou indirect avec les éléments flexibles ou tubes souples.
Dans une autre variante la pompe peut se composer d'un seul piston avec un commutateur de port adapté de manière à relier alternativement la chambre de pompage avec le port d'entrée et le port de sortie. Bien que l'invention soit décrite selon plusieurs modes de réalisation, il existe d'autres variantes qui ne sont pas présentées. La portée de l'invention n'est donc pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment.

Claims

Revendications
1. Une pompe comprenant, au moins un piston (23,23') placé dans un corps de pompe (6), formant au moins une chambre de pompage (24,24'), ayant au moins un port d'entrée (8) et un port de sortie (9) en liaison avec un commutateur de port (12) mobile, caractérisée en ce que le commutateur de port (12) se déplace axialement par actionnement manuel.
2. Pompe selon la revendication 1, dont le corps de pompe (6) comprend deux chambres de pompage (24,24') opposées et parallèles.
3. Pompe selon la revendication 1, dont le commutateur de ports (12) comprend un élément de guidage (57).
4. Pompe selon la revendication 1, dont le(s) piston(s) (23,23') comprend/comprennent un support (22,22') ayant une ouverture en « V » (21,2 P).
5. Pompe selon la revendication 1 , comprenant un poussoir (14) connecté au commutateur de port (12).
6. Pompe selon la revendication 5, comprenant au moins un élément de rappel (1 1,11 ') positionné(s) entre le poussoir (14) et le corps de pompe (6).
12
7. Pompe selon l'une des revendications précédentes, dont chaque port d'entrée et sortie (8,9) est en liaison respectivement avec une cavité (138,139) située préférablement sur la face inférieure du corps de pompe (6).
Pompe selon la revendication 7, dont les cavités (138, 139) sont fermées par des éléments flexibles (10, 10').
Pompe selon l'une des revendications précédentes comprenant un capot (7) fixé sur le corps de pompe (6).
10. Pompe selon la revendication 9, dont le capot (7) comprend au moins une ouverture (18, 18', 18").
1 1. Pompe selon l'une des revendications précédentes, dont l'étanchéité entre les parties mobiles est réalisée avec au moins un élastomère.
12. Pompe selon l'une des revendications précédentes, dont les pièces sont en plastique et jetables.
13. Pompe selon l'une des revendications précédentes, dont les pièces sont stérilisées.
14. Pompe selon l'une des revendications précédentes, dont l'entraînement (2) comprend au moins un capteur de pression.
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