DE3116862A1

DE3116862A1 - "peristaltische pumpe"

Info

Publication number: DE3116862A1
Application number: DE19813116862
Authority: DE
Inventors: Kjell 19434 Upplands Väsby Jidling; Karl-Erik 17540 Järfälla Wistedt
Original assignee: LKB Produkter AB
Current assignee: Pfizer Health AB
Priority date: 1980-04-28
Filing date: 1981-04-28
Publication date: 1982-01-28
Also published as: GB2075128A; JPS57391A; FR2481375A1

Description

Peristaltische Pumpe

Die Erfindung betrifft eine peristaltische Pumpe zum Pumpen eines Mediums in einam elastisch verformbaren Rohr. Eine derartige Pumpe besitzt zuei einander gegenüberliegende, fest miteinander gekoppelte Backen^ die mit Ausnehmungen versehen sind, und mehrere Rollen aufweisen, die zwischen den Ausnehmungen in einem bestimmten inneren Abstand auf einem Kreisumfang aufgehängt sind. Das Rohr ist zwischen den Rollen und einer der Ausnehmungen angeordnet. Mit den Rollen ist eine Antriebseinrichtung verbunden, so daß die Rallen am Rohr entlang rollen-können und dabei den Inhalt im Rohr in diesem entlang pressen.

Bei peristaltischen Pumpen handelt es sich um solche, in welchen das zu pumpende Medium in einem elastischen Rohr enthalten ist.' Der Pumpeffekt wird durch Verformung des Rohres erzielt, wobei die Verformung bzw. die Verformungen des Rohres sich entlang dem Rühr bewegen. Peristaltische Pumpen werden insbesondere zu Laborzwecken verwendet. Die Vorteile derartiger Pumpen bestehen darin, daß das zu pumpende Medium mit der Pumpe nicht in direkter Berührung steht, so daß das zu pumpende Medium nicht verunreinigt wird. Schwierigkeiten ergeben sich bei diesen Pumpen dahingehend, daß eine erhebliche Pulsation der Strömung auftritt, die zu einer beträchtlichen Abnutzung des Rohres führt, und die Strömungseigenschaften ändert. In den meisten peristaltischen Pumpen wird der Förderdruck dadurch erzielt, daß das Rohr im wesentlichen halbkreisförmig mit einem festen Außenradius angeordnet wird und mehrere Rallen gegen den Innenradius des Rohrs unter Druck angelegt werden, so daß der Innenteil des Rohres gegen den auf dem Außenradius liegenden Rahrteil gedrückt wird. Zur'Verringerung der Rohrabnutzung ist es wesentlich, daß keine tangentialen Kräfte zwischen den Rallen und dem Rohr auftreten. Außerdem muß der von den Rollen gegen das Rohr ausgeübte Druck innerhalb bestimmter Grenzen eingehalten werden. Um dies zu erreichen, kann man mechanisch die Verformbarkeit des Rohres einstellen, was z.B. durch entsprechende Idahl des Rohres oder durch Einstellung eines definierten Druckes geschehen kann. Auch ist es möglich, unter Ausnutzung der Schwerkraft oder unter Verwendung von Federn den Rallendruck gegen das Rohr in bestimmten Grenzen zu halten. Die Federkräfte können dabei auf die einzelnen Rollen wirken oder entlang der gesamten Rahrausdehnung.

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Diese Verfahren leiden jedoch alle unter dem Mangel der Einstellbarkeit zur Veränderung der Rohreigenschaften oder an Schwierigkeiten bei der Einstell· mg der Verformbarkeit des Rohres auf optimale Werte.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese Schwierigkeiten zu beseitigen und eine peristaltische Pumpe zu schaffen, bei denen Änderungen der Rahreigenschaf ten oder Schwierigkeiten bei der Einstellung der Verformbarkeit des Rohres weitgehend behoben sind.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. In den Unteransprüchen sind Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

In den beiliegenden Figuren ist ein Aqsführungsbeispiel dargestellt. Diese Figuren dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch eine peristaltische Pumpe, die ein Ausführungsbeispiel ist und

Fig. 2 zwei verschiedene Ansichten der Backen, welche bei der in der a und b Fig. 1 dargestellten Pumpe verwendet werden;

In der Fig. 1 sind zwei Backen 1 und 2 dargestellt, die fest miteinander rit Hilfe zweier Klappverschlüsse 11 und 12 verbunden sind. Die Backen 1 und 2 besitzen zwei einander gegenüberliegende halbkreisförmige Ausnehmungen, die sich über einen Winkelbereich von etwas weniger als 180 erstrecken. Zwischen den Backen 1 und 2 befindet sich eine Anzahl van Rollen 3, die auf einem Ring 5 gelagert sind, derart, daß sie entlang der kreisförmigen Segmente abrollen können. Die Lagerung ist so ausgestaltet, daß eine bestimmte radiale Verschiebung der Rollen möglich ist. Die Rollen werden voneinander durch Distanzstücke k im Abstand gehalten. Die Distanzstücke h sind am Ring 5 befestigt. Zwischen den Rollen 3 und einem der Backen - in der Fig. ist es der Backen 1 - befindet sich ein Rohr 1G, in welchem das zu pumpende Medium vorhanden ist. Das Rohr 10 erstreckt sich in einer Rinne 13 entlang einem kreisförmigen Segment und wird am Backen 1 befestigt. Dies erfolgt dadurch, daß das Rohr,bevor der Backen 2 mit dem Backen 1 verbunden wird, in Rillen lif, 15, deren Breite etwas geringer ist als der Außendurchmesser des Rohres (Fig. 2a und 2b) eingesteckt,und fest-

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gelegt wird. Ein aus einem Ring 6 , vier Armen 7 und einer Nabe 8 bestehendes elastisches Element steht mit den Rollen 3 in Berührung. In der Mittel der Wabe 8 befindet sich eine Antriebswelle 9, über Deiche auf die Nabe eine tangentials, jedoch nicht radiale, Kraft übertragen wird.

Die dargestellte Vorrichtung hat die folgende Arbeitsweise. Das Rohr 1D, welchen das zu pumpende Medium enthält bzui. führt, wird in den beiden Rillen 14 und 15 festgelegt und am Backen 14 aufgespannt. Der Radius der Ausnehmung am Backen 1 ist so bemessen, daß dann, wenn der Backen 1 am gegenüberliegenden Backen 2 befestigt ist, das Rohr über die Rollen 3 mit einer gewünschten Spannung aufliegt. Dabei wird der elastische Ring etwas verformt und nimmt eine leicht ovale Gestalt an, da die Segmente der Backen 1 und 2 sich über einen Winkel, der etwas kleiner als 180 ist, erstrecken. üJenn die Antriebswelle 9 sich dreht, treibt der Ring 6 die Rollen 3 entlang dem Rohr in Drehrichtung, welche durch den Pfeil in der Fig. 1 bezeichnet ist, an. Die vier Arme 7 sind so gestaltet, d.h. so elastisch ausgebildet, daß sie auf den Ring keine radialen Kräfte, sondern nur tangentiale Kräfte ausüben. Die auf das Rohr ausgeübte radiale Kraft ist somit bestimmt durch die Differenz zwischen dem Radius des V/erlaufs des Rohres und dem Rollradius im Backen 1, wenn die vom Rohr ausgeübte Gegenkraft nicht ausreicht, die Rollen aus der Rollbahn zu bewegen. Die elastische Kraft des Ringes S drückt somit die Rollen in Richtung der Rollbahn im Backen 1, wobei der Ring 6 während einer vollen Umdrehung auf die Rollen keinen Druck ausübt, jedoch einen anwachsenden und abfallenden Druck auf die Rollen ausübt, wenn diese in der Ausnehmung des Backen 1 am Rohr abgerollt werden. Auf diese Weise läßt sich die unerwünschte Pulsation der Strömung verringern.

Das Element in der Mitte der Pumpe kann natürlich auf verschiedene Art und Weise ausgebildet sein, um eine nachgiebige Berührung des Ringes 6 gegen die Rollen 3 zu erzielen. Die Arme 7 können z.B. durch Gummi ausgetauscht sein oder durch eine Anordnung, welche Trägerstifte am Außenring aufweist.

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Leerseite

Claims

Patentanwälte
Steinsdorfstr. 21-22 · D-8000 München 22 · Tel. 089/229441 · Telex: 05/22208

LKB-Produkter AB
Box 305, 161 26 Bromma, Schuieden

Peristaltische Pumpe

Patentansprüche:

Peristaltische Pumpe, bei der ein Medium in einem elastischen Rohr gepumpt wird mit zwei einander gegenüberliegenden, fest miteinander verbundenen Backen, die Ausnehmungen aufweisen, in denen auf einem Kreisumfang mehrere Rollen und zwischen den Rollen und einer der Ausnehmungen das Rohr angeordnet sind, und mit einem an die Rollen gekoppelten Antriebsmittel, das
die Rollen zum Befördern des Rohrinhalts im Rohr am Rohr abrollt, dadurch gekennzeichnet , daß die Rollen (3) um eine bestimmte Strecke in radialer Richtung verschiebbar gelagert sind und daß die jeweiligen Seiten der Rollen (3), welche von den Backen abgewendet sind, mit einem elastischen Bauteil (6, 7, 8) in Berührung stehen, das entlang wenigstens eines Teils des Rollwegs auf die Rollen (3) einen nachgiebigen Druck ausübt.

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2. Peristaltische Pumpe nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmittel (9) eine tangentiale Kraft überträgt und mit dem elastischen Element (6, 7, B) verbunden ist.
3. Peristaltische Pumpe nach Anspruch 1 oder Z, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ausnehmungen der Backen (1, 2) kreissegmentförmig ausgebildet sind und sich über einen Winkel, der um einen geringen Betrag geringer ist als 180° erstrecken.
k. Peristaltische Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß an einem (1) der Backen an den Enden der Ausnehmung Rillen (14, 15) vorgesehen sind, die eine geringere Breite aufweisen als der Durchmesser des Rohres (1D), so daß das Rohr (10) vor dem Verbinden der Backen (1 und 2) miteinander in diesen Rillen (14, 15) befestigbar ist.
5. Peristaltische Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß auf die Rollen (3) aufeinanderfolgend ein anwachsender und dann abnehmender Druck dann ausgeübt wird, wenn diese am Rohr (10) abrollen.

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