DE2820281A1 - HOSE PUMP WITH HIGH DOSING ACCURACY - Google Patents

Description

Translated fromGerman

-Ing-HoUhausef ^-Ing-HoUhausef ^

8. Mail 9788. Mail 978

! Dr. Eduard Fresenius !! Dr. Eduard Fresenius!

Chemisch- pharmazeutische Industrie K GChemical-pharmaceutical industry K G

Apparate KG Hessenring 82, 638o Bad Homburg v.d. H.Apparate KGHessenring 82, 638o Bad Homburg v.d. H.

"Schlauchpumpe mit hoher Dosier- j"Peristaltic pump with high dosage j

genauigkeit" jaccuracy "j

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einem Schlauch odereinem schlauchartig ausgebildeten Hohlkörper aus elastischem Material als Pumpelement. Die Erfindung bezweckt speziell,eine Pumpe dieser Art mit hoher Dosiergenauigkeit zu schaffen.The invention relates to a pump with a hose ora hose-like hollow body made of elastic material as a pump element. The invention aims specificallyto create a pump of this type with high metering accuracy.

Schlauchpumpen werden vorzugsweise verwendet, wenn eine Verunreinigung des Fördermediums unbedingt vermieden werden muß,z.B. in der Analysetechnik oder in der Medizintechnik. Der hierfür maßgebende Vorteil besteht darin, daß das Fördermedium ausschließlich mit dem Schlauch in Berührung kommt, der alsbilliger Einmalartikel bei Bedarf leicht ausgewechselt werden kann.Peristaltic pumps are preferably used when contamination of the pumped medium must be avoided at all costs,e.g. in analysis technology or in medical technology. The decisive advantage for this is that the delivery medium only comes into contact with the hose that is used asCheaper single-use items can be easily exchanged if necessary.

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Schlauchpumpen sind bisher in Form von Finger- und Rollenpumpen bekannt. Bei beiden Bauarten handelt es sich um peiis taltischePumpen, bei denen eine oder mehrere durch äußere Einwirkung erzeugte Engstellen entlang des Schlauches wandern und dadurchdas im Schlauch befindliche Medium gleichsinnig transportieren. Im allgemeinen wird der Schlauchquerschnitt an der Engstelleauf Null reduziert, d.h. der Schlauch wird durch die äußere Einwirkung vollständig zusammengequetscht. Vor und hinterder Engstelle nimmt der Schlauch aufgrund seiner elastizität annähernd seinen normalen kreisförmigen Querschnitt an.Peristaltic pumps are previously known in the form of finger and roller pumps. Both types are peiist tablesPumps in which one or more constrictions caused by external influences migrate along the hose and therebytransport the medium in the hose in the same direction. In general, the hose cross-section is at the constrictionreduced to zero, i.e. the hose is completely squeezed together by external influences. Before and afterDue to its elasticity, the hose almost assumes its normal circular cross-section at the constriction.

Bei der gebräuchlichsten Ausführung der Rollenpumpen ist der Schlauch kreisbogenförmig gegen die Innenseite eines ebenfallskreisbogenförmigen Widerlagers (Stator) gelegt. Ein Rotor, dessen Achse im Mittelpunkt des Kreisbogens gelagert ist, trägtan seinem Ifafang Walzen (Rollen), die auf dem gegen den Atatoranliegenden Schlauch abrollen, wobei sie den Schlauch in Druckpunkt zusammenquetschen und somit das Fördermedium in Drehrichtungdes Rotors transportieren. Bei einer vereinfachten Bauform, der statorlosen Rollenpumpe, entfällt das äußere Widerflager. Stattdessen wird der über die Walzen des Rotors gelegteIn the most common version of roller pumps, the hose is also in the shape of a circular arc against the inside of oneArc-shaped abutment (stator) placed. A rotor, the axis of which is mounted in the center of the arc, carrieson his ifafang rollers (rollers) that on the against the atatorRoll off the adjacent hose, squeezing the hose together in the pressure point and thus the conveying medium in the direction of rotationof the rotor. With a simplified design, the statorless roller pump, the outer counter bearing is omitted. Instead, the one placed over the rollers of the rotor

I Schlauch so stark angespannt, daß er auch ohne den Andruck j gegen ein Widerlager an den Auflagestellen auf den Walzenvollständig zusammengequetscht wird.The hose is so tightly tensed that, even without the pressure j, it is against an abutment at the contact points on the rollersis completely squeezed together.

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Bei den Fingerpumpen ist der Schlauch gerade ausgestreckt, wo bei er mit seiner Wand auf der einen Seite in seiner ganzenLänge einem festen Widerlager aufliegt, während auf der entgegengesetzten Seite eine größere Anzahl von senkrecht zurIn the case of the finger pumps, the hose is straight out, whereas in the case of it with its wall on one side in its entiretyLength of a fixed abutment rests, while on the opposite side a larger number of perpendicular to

ι Längsachse des Schlauches beweglichen Stempeln so aufgereiht jι Longitudinal axis of the hose movable punches so lined up j

I ist, daß durch Betätigung eines beliebigen Stempels der Schlauch¹durch diesen gegen das Widerlager gedrückt und dabei zusammengequetscht wird. Ein Antriebsmechanismus für die Stempel bewirkt,daß diese Bewegung von allen Stempeln der Reihe nach in Förderrichtung fortschreitend ausgeführt wird, wobei immermindestens einer der Stempel niedergedrückt ist, um ein Zurückfließen des Fördermediums zu verhindern.I is that by actuating any punch, the hose¹ is pressed against the abutment by this and thereby squeezed together. A drive mechanism for the punches causes this movement to be carried out by all punches in sequence in the conveying direction, with at least one of the punches always being depressed in order to prevent the conveying medium from flowing back.

Schlauchpumpen sind für eine exakte Dosierung des geförderten ; Mediums nur bedingt geeignet. Haßgebend hierfür sind u. a.! die Toleranzen des Schlauchinnendurchmessers und danit derPeristaltic pumps are for an exact metering of the pumped; Medium suitable only to a limited extent. Hatred for this are inter alia.! the tolerances of the hose inside diameter and then the

inneren Querschnittfläche des Schlauches. Bei Schläuchen, die nach dem Extrusionsverfahren hergestellt sind, liegen dieToleranzen des Innendurchmessers auto, bei sehr sorgfältigerinner cross-sectional area of the hose. In the case of hoses that are manufactured using the extrusion process, theTolerances of the inner diameter auto, with very careful

Herstellung in der Größenordnung von 2 - 3%,woraus sich fürdie Querschnittsfläche und somit für die Fördermenge pro Zeiteinheit von Schlauchpumpen üblicher Bauart bereits eineMindest-Abweichung in der Größenordnung von 4 - 6%ergibt.Production in the order of magnitude of 2 - 3%, which already resultsin a minimum deviation of the order of magnitude of 4 - 6% for the cross-sectional area and thus for the delivery rate per unit of time of peristaltic pumps of conventional design.

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Ein weiterer wesentlicher Grund für die ungenaue Dosierung ist die im Laufe der Zeit eintretende Ermüdung des Schlauchmaterials,die dazu führt, daß der Schlauch nach Entlastung durch Nachlassen der Elastizität nicht mehr vollständig seineursprüngliche Form annimmt. Dies bedeutet eine VerminderungAnother major reason for the inaccurate dosage is the fatigue of the hose material that occurs over time,which leads to the fact that the hose is no longer completely its after relief due to a decrease in elasticitytakes on its original shape. This means a decrease

der inneren Querschnittsfläche und ein Nachlassen der Förder- jthe inner cross-sectional area and a decrease in the conveyance j

leistung. Diese Ermüdung schreitet besonders rasch fort, wenn jpower. This fatigue progresses particularly rapidly when j

das Zusammenquetschen des Schlauches mit übermäßiger Kraft er- j folgt, die über das Maß, das zum vollständigen Verschließen jdes Schlauchquerschnitts notwendig ist, hinausgeht.the squeezing of the hose with excessive force takes place, which is beyond the extent required for complete closure jof the hose cross-section is necessary.

Als sehr wichtige Einflußgräße ist ferner der Eingangsdruck auf der Saugseite der Pumpe zu nennen. Abhängig von dem Verhältniszwischen Eingangsdruck und elastischen Eigenschaften des Schlauches ergibt sich bei unterschiedlichen Eingangs-Druckwertenein unterschiedlicher Füllgrad des Schlauches und damit eine Veränderung der Förderleistung. Hierbei spieltauch die erwähnte Ermüdung des Schlauchmaterials eine erhebliche Rolle. Besonders bei negativen Eingangsdrucken kanndieser Effekt sehr stark in Erscheinung treten.Another very important influencing factor is the inlet pressure on the suction side of the pump. Depending on the ratiobetween the inlet pressure and the elastic properties of the hose results with different inlet pressure valuesa different filling level of the hose and thus a change in the delivery rate. Here playsThe aforementioned fatigue of the hose material also plays a significant role. Especially with negative inlet pressuresthis effect is very evident.

Schließlich ist als möglicher Fehlereinfluß noch ungenaues Einlegen des Pumpenschlauches zu nennen, indem der Pumpenschlauchz.B. tordiert oder mit unterschiedlüaer alaler Spannungim Pumpenkopf fixiert wird.Finally, imprecise insertion of the pump hose, by removing the pump hose, should be mentioned as a possible influence of the errore.g. twisted or with different tensionis fixed in the pump head.

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile herkömmlicher Konstruktionen von Schlauchpumpenzu vermindern. Sie bezweckt den Bau von Schlauchpumpen, die von vornherein eine höhere Dosiergenauigkeit aufweisenund diese über eine lange Betriebsdauer unverändert beibehalten,.The present invention is based on the stated disadvantages of conventional hose pump constructionsto diminish. Its purpose is the construction of peristaltic pumps that have a higher metering accuracy from the outsetand keep them unchanged over a long period of operation.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß dieDruckelemente von Stempeln gebildet sind, die lediglich radial zu dem Schlauch in einer vorbestimmten Reihenfolgebewegbar sind und jeweils einander benachbarte Bereiche des Schlauches unter Querschnittsverringerung gegen das Widerlagerpressen.To solve this problem, the invention provides that thePrinting elements are formed by stamps, which are only radially to the hose in a predetermined orderare movable and in each case adjacent areas of the hose with a reduction in cross-section against the abutmentpress.

Weitere Merkmale ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung und den Ansprüchen. 'Further features emerge from the following description and the claims. '

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Abbildungen beispielsweisebeschrieben. Es zeigt:The invention is exemplified below with reference to the figuresdescribed. It shows:

Fig. 1: eine vereinfachte Darstellung des aktiven Teils :Fig. 1: a simplified representation of the active part:

einer Pumpe zur Veranschaulichung des Arbeits- ja pump to illustrate the working j

prinzips,principle,

Fig. 2: eine schematische Darstellung des BewegungsablaufsFig. 2: a schematic representation of the sequence of movements

für den aktiven Teil einer Pumpe,for the active part of a pump,

i - 6i - 6

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•J.• J.

Fig. 3: ein erstes Ausführungsbeispiel für den Antriebst·mechanismus,Fig. 3: a first embodiment for the drivemechanism,

Fig. 4: ein zweites Ausführungsbeispiel für den Antrieb^mechanismus,Fig. 4: a second embodiment for the drive ^mechanism,

Fig. 5: einen Pumpenschlauch mit Halterung als vorgefertigte Einheit.Fig. 5: a pump hose with holder as a prefabricated unit.

In Figur 1 bezeichnet 1 den Pumpenschlauch, der auf der einen Seite gegen ein feststehendes Widerlager 2 anliegt. Auf deranderen Seite sind drei bewegliche Stempel angeordnet, und zwar ein Kolbenstempel 3 und Ventilstempel 4 und 5.In FIG. 1, 1 denotes the pump hose, which on one side rests against a stationary abutment 2. On theOn the other side, three movable plungers are arranged, namely a piston plunger 3 and valve plungers 4 and 5.

Diese Stempel werden durch einen entsprechenden Mechanismus in der gleichen Art betätigt wie Kolben und Ventile einer Kolbenfpumpe. Der Bewegungsablauf ist der Vollständigkeit halber in Fig. 2 veranschaulicht. Zum Zeitpunkt t₁ ist der Auslaß-Ventilstempel5 geschlossen, der Einlaß-Ventilstempel 4 geöffnet, und der Kolbenstempel 3 befindet sich in seiner Extremstellung,in der er den Schlauchquerschnitt maximal freigibt. Infolgedessen ist in diesem Ansaugzustand der Schlauch mit dem Fördermejdium gefüllt, das von oben angesaugt wurde. Zum Zeitpunkt t₂hat der Einlaß-Ventilstempel den Schlauch an der Einlaßseite wieder abgeklemmt. Zum Zeitpunkt t, ist der Auslaß-VentilstempeljThese plungers are actuated by a corresponding mechanism in the same way as pistons and valves of a piston pump. The sequence of movements is illustrated in FIG. 2 for the sake of completeness. At time t₁ , the outlet valve plunger 5 is closed, the inlet valve plunger 4 is open, and the piston plunger 3 is in its extreme position in which it maximally releases the hose cross-section. As a result, in this suction condition, the hose is filled with the Fördermej medium that was sucked in from above. At time t₂ , the inlet valve plunger has again clamped the hose on the inlet side. At time t, the exhaust valve stem is j

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[ wieder geöffnet, um das nachfolgende Ausdrücken des Schlauch-[reopened to allow the subsequent squeezing out of the hose

i ii i

909846/0192 .⁰RiGINALINSPECTED909846/0192.⁰ RiGINALINSPECTED

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• 40·• 40

inh_alts durch den Kolbenstempel vorzubereiten. Zum Zeitpunktt» ist dieser Vorgang bereits beendet. Zum Zeitpunkt t,- hatder Auslaß-Ventilstempel den Schlauch am Ausgang erneut abgeklemmt,und danach, zum Zeitpunkt tr, gibt der Einlaß-Ventilstempelden Einlaß wieder frei. Anschließend folgt der gleiche Zustand wie zum Zeitpunkt t^ und so weiter.inh_a lts prepare through the piston ram. This process has already ended at time t ». At time t, - the outlet valve plunger has again clamped the hose at the outlet, and then, at time tr , the inlet valve plunger opens the inlet again. This is followed by the same state as at time t ^ and so on.

Um den Einfluß des Eingangsdruckes auf den Füllgrad des Schlauches herabzusetzen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daßder Kolbenstempel den Schlauch in der Stellung, in der er am weitesten vom Widerlager entfernt ist, nicht völlig freigibt,sondern ihn noch um einen bestimmten Betrag, z.B. in der Größenordnung von 1/3 seines Außendurchmessers, zusammengedrückthält. Dadurch liegt der Schlauch auch in dieser äußerste^ Stellung noch mit einer gewissen Vorspannung am Widerlager undam Kolbenstempel an und hat demzufolge nur eine sehr geringe Tendenz, seine innere Querschnittsfläche unter dem Einflußunterschiedlicher Druckwerte zu verändern. Auch bei einer Ermüdung des Schlauchmaterials durch die Beanspruchung in derPumpe, die sich in einer Abflachung des Schlauchquerschnitts äußern würde, ist diese Maßnahme wirksam.In order to reduce the influence of the inlet pressure on the degree of filling of the hose, the invention provides thatthe piston piston does not completely release the hose in the position in which it is furthest away from the abutment,but it is still compressed by a certain amount, e.g. on the order of 1/3 of its outer diameterholds. As a result, even in this extreme position, the hose still lies with a certain pretension on the abutment andon the piston ram and consequently has very little tendency to affect its internal cross-sectional areato change different pressure values. Even if the hose material becomes fatigued due to the stress in thePump, which would manifest itself in a flattening of the hose cross-section, this measure is effective.

Es kann außerdem vorgesehen werden, daß der Kolbenstempel den Schlauch nicht vollständig komprimiert, sondern daß in derIt can also be provided that the piston ram does not completely compress the hose, but that in the

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Stellung, in der er den geringsten Abstand vom Widerlager hat, dieser Abstand noch mehr als das Doppelte der Schlauchwandstärkebeträgt. Dadurch wird die Beanspruchung des Schlauchmaterials erheblich herabgesetzt.Position in which it has the smallest distance from the abutment, this distance even more than twice the hose wall thicknessamounts to. This considerably reduces the stress on the hose material.

Die genannten Maßnahmen, bei denen der maximal mögliche Hub des Kolbenstempels nicht ausgenutzt wird, vermindert außerdem denEinfluß der Toleranzen des Schlauchinnendurchmessers auf die Fördermenge pro Hub. Während bei maximalem Hub, d.h. völligerFreigabe des Schlauches einerseits und völliger Kompression andererseits, die Ungenauigkeit des Schlauchinnendurchmessersaufgrund der quadratischen Abhängigkeit des Schlauchquerschnitts vom Schlauchdurchmesser etwa mit ihrem doppelten prozentualenWert in das Hubvolumen eingeht, besteht im anderen Grenzfall wenn der Schlauch im weitgehend flachgedrückten Zustand gehaltenund mit entsprechend geringem Hub beaufschlagt wird, nur eine etwa lineare Abhängigkeit des Hubvolumens vom ursprünglichenSchlauchinnendurchmesser, so daß sich die prozentuale Ungeneuigkeit des Schlauchinnendurchmessers nur linear auf dasHubvolumen überträgt. Werden Betriebsverhältnisse gewählt, die itwischen den beiden genannten Grenzfällen liegen, so wirkt sichdie prozentuale Ungenauigkeit des Schlauchinnendurchmessers entsprechend mit einem zwischen 1 und 2 liegenden Faktor auf^!das Hubvolumen und somit auf die Förderleistung der Pumpe aus.The measures mentioned, in which the maximum possible stroke of the piston ram is not used, also reduces the influence of the tolerances of the inner diameter of the hose on the delivery rate per stroke. While with maximum stroke, i.e. complete release of the hose on the one hand and complete compression on the other hand, the inaccuracy of the hose inside diameter due to the quadratic dependence of the hose cross-section on the hose diameter is included in the stroke volume with about twice the percentage value, in the other limiting case there is when the hose is largely flattened is held and acted upon with a correspondingly small stroke, only an approximately linear dependency of the stroke volume on the original inner tube diameter, so that the percentage inaccuracy of the inner tube diameter is only transferred linearly to the stroke volume. If operating conditions are selected that lie between the two borderline cases mentioned, then the percentage inaccuracy of the hose inside diameter has a corresponding factor between 1 and 2^! the stroke volume and thus the delivery rate of the pump.

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Wenn beispielsweise ein Schlauch mit einem Innendurchmeser von1o mm + o,2 mm verwendet wird, d.h. mit einer Durchmessertoleranz von 2%,so ergibt sich bei maximalem Hub (1o mm) eine ühgenauigkeitdes Hubvolumens von ca. 4%.Wird der gleiche Schlauch in einer Pumpe der beschriebenen Art mit vermindertem Hub undeiner Variation der lichten Weite zwischen 1 mm und 6 mm betrieben, so beträgt die Ungenauigkeit des Hubvolumens nur etwa3 %·If, for example, a hose with an inner diameter of 10 mm + 0.2 mm is used, ie with a diametertolerance of 2%, the maximum stroke (10 mm) results in an accuracy of the stroke volume of approx. 4%. If the same hose is operated in a pump of the type described with a reduced stroke and a variation in the clearance between 1 mm and 6 mm, the inaccuracy of the stroke volume is only about3%

Damit ist von vornherein eine höhere Genauigkeit der Förderleistungerreicht. Außerdem wird diese höhere Genauigkeit aufgrund der zuvor beschriebenen Eigenschaften über sehr langeBetriebszeiten und weitgehend unabhängig von Schwankungen des Eingangsdruckes aufrechterhalten.This means that the delivery rate is more accurate from the outsetachieved. In addition, this higher accuracy will last for a very long time due to the properties described aboveOperating times and largely independent of fluctuations in the inlet pressure.

Ein Beispiel für eine mögliche Gestaltung des Antriebsmechanismus des Kolbenstempels ist schematisch in Fig. 3 gezeigt.Der Kolbenstempel 3 ist an einem Hebel 6 befestigt, welcher an einem Ende in eine« Gelenk 7 beweglich gelagert ist. DerHebel trägt eine drehbar gelagerte Rolle 8. Durch die Druckfeder 9 wird der Hebel mit der Rolle 8 gegen einen Nocken 1ogedruckt, der von einem in der Abbildung nicht dargestellten Motor mit Getriebe in Drehung versetzt wird. Entsprechend derKontur des Nockens 1o führt dann der Kolbenstempel 3 wegenAn example of a possible design of the drive mechanism of the piston ram is shown schematically in FIG. 3.The piston plunger 3 is attached to a lever 6 which is movably supported at one end in a joint 7. Of theThe lever carries a rotatably mounted roller 8. The compression spring 9 causes the lever with the roller 8 to move against a cam 1oprinted, which is set in rotation by a motor with gearbox, not shown in the figure. According to theThe piston ram 3 then leads the contour of the cam 1o

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28 2: ■ · ·^ 1■Al-28 2: ■ · · ^ 1■ Al-

der großen Länge des Hebels 6 eine quasi geradlinige Hin- und Herbewegung aus und komprimiert dementsprechend den Pumpenschlauch1,der an der anderen Seite gegen das Widerlager 2anliegt. Dieses Widerlager ist z.B. als arretierbare Klappe an der Frontplatte 11 ausgebildet.the great length of the lever 6 from a quasi straight back and forth movement and accordingly compresses the pump hose 1, which rests against the abutment 2 on the other side. This abutment is designed, for example, as a lockable flap on the front plate 11.

Für bestimmte Anwendungen, z.B. bei Infusionspumpen, ist einemöglichst gleichmäßige Flüssigkeitsförderung erwünscht. Es besteht hierzu die Möglichkeit, die beschriebene Anordnung alsGegentakt-Pumpensystem mit zwei Pumpenschläuchen auszubilden, wobei jeweils ein Schlauch sich in der Ansaugphase und derzweite in der Ausschubphase befindet.Bei der Eintakt-Ausführungin Fig. 3 ist durch entsprechende Formgebung des Nockens 1o dafür gesorgt, daß die Ansaugphase sehr kurz gegenüber der Ausschubphaseist, so daß eine gleichmäßige Flüssigkeitsabgabe mit kurzen Unterbrechungen stattfindet.For certain applications, e.g. infusion pumps, aThe most uniform possible liquid pumping is desirable. There is the possibility of using the described arrangement asTrain push-pull pump system with two pump hoses, with one hose in each case in the suction phase and thethe second is in the extension phaseIn Fig. 3 it is ensured by appropriate shaping of the cam 1o that the suction phase is very short compared to the extension phaseso that the liquid is dispensed evenly with short interruptions.

Der Antrieb für die Ventilstempel kann in gleicher Art wie der Antrieb des Kolbenstempels gestaltet sein. Eine Variante kanndarin bestehen, daß das Schließen der Ventile durch Federkraft und das Öffnen durch den Nockenantrieb erfolgt. Hierzu ist dieDruckfeder 9 durch eine Zugfeder zu ersetzen und der Nockenantrieb auf der entgegengesetzten Seite des Hebels 6 anzuordnen.The drive for the valve plunger can be designed in the same way as the drive for the piston plunger. A variant canconsist in closing the valves by spring force and opening by the cam drive. For this purpose, theTo replace the compression spring 9 by a tension spring and to arrange the cam drive on the opposite side of the lever 6.

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Auch andere bekannte Antriebsmechanismen sind geeignet, die eine annähernd lineare Bewegung erzeugen und insbesondere fürden Antrieb des Kolbenstempels einen genau definierten Hub gewährleisten.Other known drive mechanisms that generate an approximately linear movement are also suitable, and in particular forensure the drive of the piston ram a precisely defined stroke.

Eine besonders für Infusionspumpen geeignete Ausführung des Antriebsmechanismusfür den Kolbenstempel ist in Fig. 4 angegeben. Die Hin- und Herbewegung des Hebels 6 wird in diesem Falle durcheine in wechselnder Richtung gedrehte Kurbelscheibe 12 hervor- 'A version of the drive mechanism that is particularly suitable for infusion pumpsfor the piston ram is given in FIG. 4. The reciprocating movement of the lever 6 is in this case bya crank disk 12 rotated in alternating directions

gerufen, die über die Schubstange 13 mit dem Hebel 6 verbundencalled, which is connected to the lever 6 via the push rod 13

ist. Der Antrieb der Kurbelscheibe 12 erfolgt durch einen elektrischenGetriebemotor mit umkehrbarer Drehrichtung, wobei die Steuerung der Drehrichtungsumkehr durch die Bewegung des Hebels6 selbst ausgelöst wird.Z_ndiesem Zwdck trägt der Hebel Kontaktstücke14, die in den Extremstellungen des Hebels mit fest- | stehenden Kontakten 15 und 16 in Berührung kommen. Durch dieangeschlossenen Leitungen stehen die Kontakte mit einem Schaltgerät in Verbindung, das in bekannter Weise die Drehrichtungs- iis. The crank disk 12 is driven by an electric geared motor with a reversible direction of rotation, the control of the reversal of the direction of rotation being triggered by the movement of the lever 6 itself.Z_n this Zwdck carries the lever contact pieces 14 in the extreme positions of the lever with fixed | standing contacts 15 and 16 come into contact. Through the connected lines, the contacts are connected to a switching device which, in a known manner, controls the direction of rotation

j umkehr bewirkt. Die in Fig. 4 gezeigte Anordnung hat den Vorteil),j causes reversal. The arrangement shown in Fig. 4 has the advantage),

daß der Hub durch entsprechendes Justieren der Kontakte 15 und 1J5that the stroke can be achieved by adjusting contacts 15 and 1J5

variiert werden kann. Die Schaltsignale können außerdem zur ιelektrischen Funktionskontrolle sowie zum elektrischen Zählen der Pumpenhübe benutzt werden. Diese Anordnung bietet fernerdie Möglichkeit, unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten fürcan be varied. The switching signals can also be used to ιelectrical function control as well as for electrical counting of the pump strokes. This arrangement also offersthe possibility of different rotation speeds for

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beide Drehrichtungen des Motors anzuwenden und dadurch das Zeitverhältnis von Ansaugphase und Ausdrückphase der Pumpezu verändern. Dies ist bei sehr großem Variationsbereich der Förderleistung vorteilhaft, weil dadurch die Bewegungsgeschwindigkeitenauch bei der höchsten einzustellenden Förderleistung noch in kontrollierbaren Grenzen gehalten werden können.to use both directions of rotation of the motor and thereby the time ratio of the suction phase and the discharge phase of the pumpto change. This is advantageous in the case of a very large range of variation in the conveying capacity, because it reduces the speed of movementcan still be kept within controllable limits even at the highest delivery rate to be set.

Das beschriebene Arbeitsprinzip der Pumpe bietet die Möglichkeit, den erzeugten Druck größenordnungsmäßig zu messen undzu überwachen, z.B. im Hinblick darauf, daß ein bestimmter Druckbereich nicht überschritten wird. Dies ist u. a. von Interesse,um ein Strömungshindernis auf der Abflußseite zu erkennen und einer dadurch bedingten Störung vorzubeugen. Hierzuwird die Tatsache ausgenutzt, daß bei dem beschriebenen Arbeitsprinzip im Gegensatz zu anderen Schlauchpumpen, dieeine hohe Undefinierte Reibungs- und Walkarbeit verbrauche, ein großer Teil der Antriebsenergie des Kolbenstempels tatsächlichin P^umparbeit umgesetzt wird, wobei die Kraft des Kolbenstempels abzüglich der für die Verformung des Schlauches selbstnotwendigen Kraft dem erzeugten Druck proportional ist. Verwendet man zum Antrieb z.B. einen Gleichstrommotor mit hohemWirkungsgrad und sorgt außerdem für geringe Reibungsverluste des Antriebsmechanismus, so ist der von dem Motor währendder Ausschubphase aufgenommene Strom ein indirektes Maß fürThe described working principle of the pump offers the possibility of measuring the magnitude of the pressure generated andto be monitored, e.g. with a view to ensuring that a certain pressure range is not exceeded. This is i.a. of interest,in order to detect a flow obstacle on the discharge side and to prevent a disturbance caused by it. For thisthe fact is exploited that in contrast to other peristaltic pumps, thea high amount of undefined friction and flexing work actually consume a large part of the drive energy of the piston ramis converted into P ^ umparbeit, whereby the force of the piston piston minus that for the deformation of the hose itselfnecessary force is proportional to the pressure generated. For example, if you use a DC motor with a highEfficiency and also ensures low friction losses of the drive mechanism, so that of the motor is duringthe current consumed during the extension phase is an indirect measure of

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den am Ausgang der Pumpe herrschenden Druck. In Ausgestaltungdes Erfindungsgedankens ist daher vorgesehen, den vom Motoraufgenommenen Strom jeweils in einem bestimmten Zeitbereich der Ausschubphase zu messen und mit einem vorgegebenen Sollwert zu vergleichen. Dies kann z.B. dadurch geschehen, daßdie Spannung, die an einem im Stromkreis des Motors liegenden Widerstand abfällt, einen Eingang eines Spannungskomparatorszugeführt wird, während am anderen Eingang des !Comparators ein vorgegebener Spannungswert liegt.the pressure prevailing at the outlet of the pump. In developmentof the inventive concept is therefore provided by the engineto measure the current consumed in each case in a specific time range of the extension phase and to compare it with a specified target value. This can be done, for example, bythe voltage that drops across a resistor in the electric circuit of the motor, an input of a voltage comparatorwhile the other input of the comparator has a specified voltage value.

Die Ausgangsspannung des Komparators wird einem Eingang einesUND-Gatters zugeführt. Am zweiten Eingang des UND-Gatters liegt das Abfragesignal, das mit dem Antrieb synchronisiertist, um die Abfrage auf einen bestimmten Ausschnitt der Ausschubphase zu beschränken. Am Ausgang des UND-Gatters stehtdemzufolge ein Signal zur Verfügung, das Auskunft über die Überschreitung eines bestimmten Druckes gibt. Dieses Signalkann z.B. zur Auslösung eines Warnsignals oder anderer Funktionen benutzt werden.The output voltage of the comparator becomes an input of aAND gate supplied. The query signal, which synchronizes with the drive, is at the second input of the AND gateis to limit the query to a specific section of the extension phase. At the output of the AND gate standsconsequently a signal is available that provides information about the exceedance of a certain pressure. This signalcan e.g. be used to trigger a warning signal or other functions.

Bei einer Anwendung der Pumpe als Infusionspumpe kann eine Drucküberwachung der beschriebenen Art dazu dienen, schwerwiegendeFälle von paravasaler Infusion zu verhindern. Diese können auftreten, wenn die Infusionskanüle sich aus dem Blutgefäßin das umgebende Gewebe verlagert, so daß die Flüssigkeit in das Gewebe austritt, was allerdings mit einem erhöhtenWhen the pump is used as an infusion pump, pressure monitoring of the type described can be used to detect seriousPrevent cases of extravascular infusion. These can occur when the infusion cannula is removed from the blood vesselshifted into the surrounding tissue, so that the liquid escapes into the tissue, which, however, with an increased

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Strömungswiderstand verbunden ist. Eine zweckmäßige Gestaltung des Systems kann für diese Anwendung darin bestehen, daß derjeweils in einem bestimmten Zeitabschnitt der Ausschubphase gemessene Strom auf einem Anzeigeinstrument angezeigt wird,das mit einem verstellbaren Maximum-Grenzwertzeiger versehen und mit einer Vorrichtung zur Auslösung eines Alarmsignalsgekoppelt ist, um anzuzeigen, wann der Meßwert den Grenzwert überschreitet.Flow resistance is connected. An expedient design of the system for this application can consist in that theThe current measured in a specific time segment of the extension phase is displayed on a display instrument,which is provided with an adjustable maximum limit value pointer and a device for triggering an alarm signalis coupled to indicate when the measured value exceeds the limit value.

Eine andere zweckmäßige Ausgestaltung kann darin bestehen, daß der Vergleichewert, bei dessen Überschreitung das Alarmsignalausgelöst wird, von der Einstellung der Pumpengeschwindigkeit gemacht wird, und zwar in dem Sinne, daß der Vergleichswert mit höherer Einstellung der Pumpengeschwindigkeit ebenfallshöher wird. Damit wird der Einfluß des Strömungswiderstandes in der abführenden Leitung, insbesondere der Strömungswiderstandder Infusionskanüle, mit einer gewissen Annäherung vorab berücksichtigt.Another expedient embodiment can consist in that the comparison value, when exceeded, the alarm signalis triggered, is made of the setting of the pump speed, in the sense that the comparison value with a higher setting of the pump speed is alsogets higher. This reduces the influence of the flow resistance in the discharging line, in particular the flow resistancethe infusion cannula, taken into account in advance with a certain approximation.

Um Fehler durch ungenaues Einlegen des Pumpenschlauches zu ver_meiden und darüber hinaus die Handhabung zu vereinfachen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Pumpenschlauch, der beimedizinischen Anwendungen relativ häufig ausgewechselt werden muß, mit einer Haltevorrichtung zu versehen, die z.B. gemäßFig. 4 aus einem Haltebügel 17 besteht, der mit Paßbohrungen 18In order to avoid errors caused by inaccurate insertion of the pump hoseavoid and, moreover, to simplify handling, is provided according to the invention, the pump hose, which is inmedical applications must be replaced relatively frequently, to be provided with a holding device, e.g.Fig. 4 consists of a bracket 17 with fitting bores 18

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oder ähnlichen Formelementen versehen ist, welche beim Einlegen mit entsprechenden Gegenstücken, z.B. Paßstiften, andem feststehenden Teil der Pumpe in Eingriff gebracht werden, um den Pumpenschlauch in eine genau definierte Lage gegenüberdem Antriebsmechanismus zu bringen. Die Haltevorrichtung, die zusammen mit dem Pumpenschlauch eine vorgefertigte Einheitbildet, gewährleistet, daß der Pump ens chi auch nicht verdreht wird und mit einer genau festgelegten Dehnung geradlinigzwischen den Anschlußstücken ausgespannt ist. Die in Fig.A ">'gezeigte Gestaltung des Haltebügels 17 mit den Paßbohrungen 18 stellt lediglich ein Ausführungsbeispiel dar. Auch die Gestaltungder Endstücke 19 und 2o und die Art der Befestigung des Pumpenschlauches 1 an der Haltevorrichtung können den Erfordernissenentsprechend abgewandelt werden.or similar shaped elements which, when inserted, are brought into engagement with corresponding counterparts, for example dowel pins, on the stationary part of the pump in order to bring the pump hose into a precisely defined position relative to the drive mechanism. The holding device, which forms a prefabricated unit together with the pump hose, ensures that the pump ens chi is not twisted and is stretched in a straight line between the connecting pieces with a precisely defined stretch. The design of the retaining bracket 17 with the fitting bores 18 shown in FIG.A ">' represents only one exemplary embodiment. The design of the end pieces 19 and 20 and the type of attachment of the pump hose 1 to the holding device can also be modified as required.

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Claims (1)

Translated fromGerman

Ansprüche:Expectations:1,jSchlauchpumpe, bei der ein elastischer Schlauch an einem
Widerlager anliegt und mittels Druckelementen zur Förderung eines Mediums in seinem Querschnitt verringert wird, dadurchgekennzeichnet, daß die Druckelemente von Stempeln
(3, 4, 5) gebildet sind, die lediglich radial zu dem ; Schlauch (1) in einer vorbestimmten Reihenfolge bewegbar1, j Peristaltic pump in which an elastic hose is attached to a
Abutment rests and is reduced in its cross section by means of pressure elements for conveying a medium, characterized in that the pressure elements of stamps
(3, 4, 5) are formed that are only radial to the; Hose (1) movable in a predetermined orderj sind und jeweils einander benachbarte Bereiche des Schlauchetj are and areas of the hose that are adjacent to one anotherunter Querschnittsverringerung gegen das Widerlager (2) j pressen. jpress against the abutment (2) j while reducing the cross-section. j2. Schlauchpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß !einander benachbart drei Stempel vorgesehen sind. :2. Peristaltic pump according to claim 1, characterized in that!three stamps are provided adjacent to one another. :3. Schlauchpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß '3. Peristaltic pump according to claim 2, characterized in that 'der mittlere Stempel (3) in Schlauchlängsrichtung einethe middle punch (3) in the longitudinal direction of the hosegrößere Breite als die beiden außenliegenden Stempel (4, 5) jgreater width than the two outer punches (4, 5) jaufweist. jhaving. j4. Schlauchpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch |gekennzeichnet, daß die Stempel in ihrer Ruhestellung den
Schlauch auf ein vorbestimmtes Maß beanspruchen.4. Peristaltic pump according to one of the preceding claims, characterized | marked that the stamp in its rest position the
Stress the hose to a predetermined level.ORIGINAL INSPECTED ' 909846/0192ORIGINAL INSPECTED '909846/01925. Schlauchpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel in ihrer Arbeitsstellung den Schlauch nicht vollständig komprimieren.5. Peristaltic pump according to one of the preceding claims, characterized in that the punch does not completely compress the hose in its working position.6. Schlauchpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche 1-5,6. Peristaltic pump according to one of the preceding claims 1-5,dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel von einer Nocken- ,characterized in that the stamps of a cam,welle (1o) her in ihrer Hubbewegung angetrieben sind, j deren Nocken nach einem vorgegebenen Programm versetztangeordnet sind.shaft (1o) are driven in their lifting movement, j whose cams are offset according to a predetermined programare arranged.7· Schlauchpumpe nach einem vorherigen Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel von Kurbeltrieben(12, 13) her in ihrer Hubbewegung nach einem vorbestimmten Programm angetrieben sind.7 · Peristaltic pump according to one of the preceding claims 1-5, characterized in that the stamps of crank drives(12, 13) are driven in their lifting movement according to a predetermined program.8. Schlauchpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbewegungen für öffnenund Schließen des Schlauches unterschiedlich beschleunigt sind.8. Peristaltic pump according to one of the preceding claims, characterized in that the lifting movements for openand closing the hose are accelerated differently.9. Schlauchpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbewegungen der Stempelunterschiedlich gestaltet sind.9. Peristaltic pump according to one of the preceding claims, characterized in that the stroke movements of the stampare designed differently.«-ι«-Ι909846/0192909846/019210. Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 7-9» dadurchgekennzeichnet, daß der Kurbeltrieb eine in der Drehrichtung oszillierende Antriebswelle (12a) aufweist,deren Bewegungsumkehr von Kontakten (14, 15, 16) gesteuertist, die mit dem Stempel verbunden sind.10. Peristaltic pump according to one of claims 7-9 »therebycharacterized in that the crank mechanism has a drive shaft (12a) which oscillates in the direction of rotation,their reversal of movement is controlled by contacts (14, 15, 16)associated with the stamp.11. Schlauchpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (1) mit einerHalterung (17) verbunden ist, die mittels Rasteinrichtungen (18) ein stets gleiches Einlegen relativ zu demWiderlager sichert.11. Peristaltic pump according to one of the preceding claims, characterized in that the hose (1) with aBracket (17) is connected, which by means of locking devices (18) always the same insertion relative to theSecures abutment.0 9 8 U / ΪΜ 9 20 9 8 U / ΪΜ 9 2