WO2005031167A1 - Peristaltic pump - Google Patents
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Abstract
The invention relates to a multi-channel peristaltic pump, wherein the housing is constituted by a dimensionally stable support frame (1) and a tube retainer (2) clipped thereto by means of a snap connection. A rotor (3) is provided with three rotatable delivery rolls (33a, 33b, 33c) and is mounted on the support frame (1). The tube retainer (2) is provided with a tube bed body (25) which defines on the inside a tube bed and at the end two legs (2a, 2b). Flexible tube sections (43) are received in the tube bed and can be squeezed by the delivery rolls (33a, 33b, 33c) to peristaltically deliver a medium. The two legs (2a, 2b) are resiliently elastic so that they can be radially clipped into the support frame (1). The tube bed body (25) has a substantially omega-shaped design and is provided with a continuous inlet and outlet area that ensures a peristaltic delivery of the respective medium with only few pulsations. The inventive pump is compact in design, consists of few components and can be quickly and easily assembled.
Description
Peristaltische Pumpe Peristaltic pump
Die Erfindung betrifft eine peristaltische Pumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a peristaltic pump according to the preamble of claim 1.
Peristaltische Pumpen der hier zur Rede stehenden Art sind grundsätzlich bekannt. Sie werden zur Förderung verschiedenster flüssiger oder gasförmiger Medien eingesetzt.Peristaltic pumps of the type in question are known in principle. They are used to pump a wide variety of liquid or gaseous media.
Ein grundsätzlicher Nachteil der peristaltischen Pumpen anhaftet besteht darin, dass ihr Fördervolumen nicht konstant ist, sondern mehr oder weniger pulsiert. Zudem unterliegt das vom Antriebsmotor pro Rotorumdrehung aufzubringende Drehmoment ebenfalls gewissen Schwankungen, was natürlich ebenso unerwünscht ist.A fundamental disadvantage of the peristaltic pumps is that their delivery volume is not constant, but pulsates more or less. In addition, the torque to be applied by the drive motor per rotor revolution is also subject to certain fluctuations, which is of course also undesirable.
Aus der DE 198 14 943 A1 ist eine gattungsgemässe Schlauchpumpe bekannt. Die Pumpe ist mi einem Pumpengehäuse versehen, in dem der Pumpenschlauch sowie ein mit zwei Einschnürmitteln in Form von Rollen versehener Rotor angeordnet ist. Die beiden Einschnürmittel liegen einander diametral gegenüber. Um einen möglichst kontinuierlichen Förderbetrieb zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, den Pumpenschlauch im Eintrittsbereich der Einschnürmittel in seinem Querschnitt zu vergrössern. Dadurch soll im Eintrittsbereich ein vergrössertes Volumen zur Förderung bereitgestellt und ein Rückfluss des Mediums von der Austrittsseite in den Pumpenschlauch vermieden werden. Unabhängig davon, ob mit den beschriebenen Merkmalen der gewünschte Effekt erzielt werden kann, unterliegt das vom Antriebsmotor pro Rotorumdrehung aufzubringende Drehmoment grossen Schwankungen. Zudem dürfte die Fertigung eines derartigen Pumpenschlauchs aufwendig sein. Auch muss darauf geachtet werden, dass der Schlauch ortgenau in die Pumpe eingelegt wird. Da Schläuche mit steigender Gebrauchsdauer die Tendenz haben länger zu werden, besteht zudem die Gefahr, dass das verbreiterte Schlauchstück mit zunehmendem Gebrauch wandert und der gewünschte Effekt allmählich verloren geht.A hose pump of the generic type is known from DE 198 14 943 A1. The pump is provided with a pump housing in which the pump hose and a rotor provided with two constricting means in the form of rollers are arranged. The two constricting means lie diametrically opposite one another. In order to enable the most continuous possible conveying operation, it is proposed to enlarge the cross section of the pump hose in the inlet area of the constriction means. This is intended to provide an increased volume for conveying in the inlet area and to prevent backflow of the medium from the outlet side into the pump hose. Regardless of whether the desired effect can be achieved with the features described, the torque to be applied by the drive motor per rotor revolution is subject to large fluctuations. In addition, the manufacture of such a pump hose is likely to be complex. It must also be ensured that the hose is inserted into the pump in the correct location. Since hoses tend to become longer with increasing service life, there is also the risk that the widened hose section will migrate with increasing use and the desired effect will gradually be lost.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildete Pumpe derart zu verbessern, dass sie ein pulsationsarmes Fördern ermöglicht, verschleissarm ist und einen hohen Wirkungsgrad besitzt, dass handelsübliche Schläuche verwendet werden können und dass die vom Antriebsmotor pro Rotorumdrehung aufzubringenden Drehmomentspitzen minimiert werden.The object of the present invention is to improve a pump designed in accordance with the preamble of claim 1 in such a way that it enables low-pulsation delivery, is low-wear and has a high degree of efficiency that commercially available hoses can be used and that the drive motor per rotor revolution torque peaks to be applied are minimized.
Diese Aufgabe wird mit einer Pumpe gelöst, die mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Merkmalen versehen ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der peristaltischen Pumpe sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 14 definiert.This object is achieved with a pump which is provided with the features stated in the characterizing part of claim 1. Advantageous developments of the peristaltic pump are defined in the dependent claims 2 to 14.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. In diesen Zeichnungen zeigt:A preferred exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to drawings. In these drawings:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung der peristaltischen Pumpe;Figure 1 is an exploded view of the peristaltic pump.
Fig. 2 die zusammengesetzte Pumpe gemäss Fig. 1 in einem ersten Querschnitt, und2 shows the assembled pump according to FIG. 1 in a first cross section, and
Fig. 3 die zusammengesetzte Pumpe gemäss Fig. 1 in einem weiteren Querschnitt.3 shows the assembled pump according to FIG. 1 in a further cross section.
Die Figur 1 zeigt eine sechskanalige peristaltische Pumpe in einer Explosionsdarstellung. Die Pumpe besteht im wesentlichen aus einem Tragrahmen 1 , einer Schlauchaufnahme 2, einem Rotor 3 sowie einem Anschlusselement 4 mit sechs daran angeordneten Schlauchabschnitten 43. Ein zur Kopplung mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor vorgesehenes Zahnrad 5 ist ebenfalls ersichtlich.Figure 1 shows a six-channel peristaltic pump in an exploded view. The pump essentially consists of a support frame 1, a hose receptacle 2, a rotor 3 and a connecting element 4 with six hose sections 43 arranged thereon. A gearwheel 5 provided for coupling to a drive motor (not shown) is also shown.
Der formstabil ausgebildete Tragrahmen 1 bildet zusammen mit der Schlauchaufnahme 2 das eigentliche Gehäuse der Pumpe. Zur drehbaren Lagerung des Rotors 3 sind am Tragrahmen 1 zwei Lagerbuchsen 11 angeordnet. Die beiden Stirnseiten des Tragrahmens 1 werden durch Platten 12 gebildet, welche mit Schlitzen 15a, 15b zum Fixieren des Tragrahmens 1 bzw. der gesamten Pumpe versehen sind. Schliesslich ist der Tragrahmen 1 auf beiden Seiten mit mehreren schlitzförmigen Aussparungen 13 versehen, in welchen Rastelemente 22 der Schlauchaufnahme 2 klemmend fixierbar sind, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.The dimensionally stable support frame 1 forms, together with the hose receptacle 2, the actual housing of the pump. For the rotatable mounting of the rotor 3, two bearing bushes 11 are arranged on the support frame 1. The two end faces of the support frame 1 are formed by plates 12 which are provided with slots 15a, 15b for fixing the support frame 1 or the entire pump. Finally, the support frame 1 is provided on both sides with a plurality of slot-shaped recesses 13, in which locking elements 22 of the hose receptacle 2 can be clamped, as will be explained in more detail below.
Die Schlauchaufnahme 2 weist einen im wesentlichen omegaförmig ausgebildeten Schlauchbettkörper 25 auf, der sich auf der Innenseite koaxial zur Drehachse des Rotors 3 über ca. 130° kreisbogenabschnittförmig erstreckt und ein Schlauchbett bildet. Omegaförmig heisst im vorliegenden Fall, dass der Schlauchbettkörper 25 im wesentlichen die Form eines grossen Omega (ü) aufweist. Im Endbereich bildet der Schlauchbettkörper 25 zwei Schenkel 2a, 2b, die von innen nach aussen in einem fliessenden Übergang von einer konkaven in eine konvexe Form übergehen. Das Schlauchbett wird durch nutförmige Ausnehmungen 21 in sechs Abschnitte unterteilt, die der Aufnahme der flexiblen Schlauchabschnitte 43 dienen. Anstelle der nutförmigen Ausnehmungen 21 zur Bildung von sechs Abschnitten könnte auch eine Schlauchmatte, bestehend aus sechs miteinander verbundenen Schläuchen, zum
Einsatz kommen. In diesem Fall könnte der Schlauchbettkörper 25 mit einer weitgehend glatten Innenseite versehen werden. Die beiden Schenkel 2a, 2b des Schlauchbettkörpers 25 sind auf der Aussenseite mit Rastnasen 22 versehen, mittels welchen die Schlauchaufnahme 2 an den schlitzförmigen Aussparungen 13 des Tragrahmens 1 fixierbar ist. Auf der Aussenseite des Schlauchbettkörpers 25 sind radial verlaufende Verstärkungsrippen 23 sowie axial verlaufende Verstärkungsrippen 24 vorgesehen. Die radial verlaufenden Verstärkungsrippen 23 erstrecken sich ca. 180° über die Aussenseite des Schlauchbettkörpers 25. Jedenfalls ist die Schlauchaufnahme 2 derart dimensioniert, dass die beiden Schenkel 2a, 2b des Schlauchbettkörpers 25 endseitig in radialer Richtung federelastisch nachgiebig sind und ein schnelles Fixeren der Schlauchaufnahme 2 im Sinne einer Schnappverbindung am Tragrahmen 1 ermöglichen.The hose receptacle 2 has an essentially omega-shaped hose bed body 25 which extends on the inside coaxially to the axis of rotation of the rotor 3 over approximately 130 ° in the form of a circular arc and forms a hose bed. In the present case, omega-shaped means that the tubular bed body 25 essentially has the shape of a large omega (ü). In the end region, the tubular bed body 25 forms two legs 2a, 2b, which transition from the inside to the outside in a smooth transition from a concave to a convex shape. The tube bed is divided into six sections by groove-shaped recesses 21, which serve to accommodate the flexible tube sections 43. Instead of the groove-shaped recesses 21 to form six sections, a tube mat consisting of six interconnected tubes could also be used Come into play. In this case, the tubular bed body 25 could be provided with a largely smooth inside. The two legs 2a, 2b of the tube bed body 25 are provided on the outside with locking lugs 22, by means of which the tube receptacle 2 can be fixed to the slot-shaped recesses 13 of the support frame 1. Radially extending reinforcing ribs 23 and axially extending reinforcing ribs 24 are provided on the outside of the tubular bed body 25. The radially extending reinforcing ribs 23 extend approximately 180 ° over the outside of the tubular bed body 25. In any case, the tubular receptacle 2 is dimensioned such that the two legs 2a, 2b of the tubular bed body 25 are resiliently resilient in the radial direction at the end and a quick fixing of the tubular receptacle 2 enable in the sense of a snap connection on the support frame 1.
Der Rotor 3 besteht aus einem Rotorkörper 31, der mit einer zentralen Achse 32 versehen ist, die in die Lagerbuchsen 11 des Tragrahmens 1 eingesetzt wird. Am Rotorkörper 31 sind drei in Form von Walzen ausgebildete Förderrollen 33 drehbar gelagert. Der Rotorkörper 3 ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt während die zentrale Achse 32 sowie die Förderrollen 33 vorzugsweise aus Metall bestehen.The rotor 3 consists of a rotor body 31 which is provided with a central axis 32 which is inserted into the bearing bushes 11 of the support frame 1. Three conveyor rollers 33 in the form of rollers are rotatably mounted on the rotor body 31. The rotor body 3 is preferably made of plastic, while the central axis 32 and the conveyor rollers 33 are preferably made of metal.
Das Anschlusselement 4 besteht aus einem Grundelement 41, an dem zwölf Rohrabschnitte 42 befestigt sind. An den oberen Teilen dieser Rohrabschnitte 41 sind insgesamt sechs flexible Schlauchabschnitte 43 angeordnet, welche sich nach dem Zusammenbau der Pumpe an der Innenseite des Schlauchbettkörpers 25 anlegen und zur peristaltischen Förderung eines Mediums durch die Förderrollen 33 abquetschbar sind. Es versteht sich, dass die Gestaltung des Ein- und Auslaufbereichs nicht auf eine sechskanalige Pumpe beschränkt ist, sondern die Anzahl der Kanäle praktisch beliebig variierbar ist.The connection element 4 consists of a base element 41 to which twelve pipe sections 42 are fastened. A total of six flexible hose sections 43 are arranged on the upper parts of these pipe sections 41, which, after the pump has been assembled, lie against the inside of the hose bed body 25 and can be squeezed off by the conveyor rollers 33 for the peristaltic conveying of a medium. It goes without saying that the design of the inlet and outlet area is not limited to a six-channel pump, but the number of channels can be varied practically as desired.
Der Zusammenbau der dargestellten Einzelteile zu einer Pumpe kann mit wenigen Handgriffen erfolgen, indem zuerst die einzelnen Schlauchabschnitte 43 am Anschlusselement 4 befestigt werden und danach der Rotor 3 von der Seite in die Schlaufen bildenden Schlauchabschnitte 43 eingeschoben wird. Danach wird die Schlauchaufnahme 2 u-förmig aufgestellt und der Rotor 3 zusammen mit dem Anschlusselement 4 und den daran angeschlossenen Schlauchabschnitten 43 von oben her eingeschoben. Anschliessend wird der Tragrahmen 1 aufgesetzt und ein Druck ausgeübt, so dass die Achse 32 des Rotors 3 sowie die Rastnasen 22 einschnappen. Schliesslich wird das Anschlusselement 4 am Tragrahmen 1 fixiert. Beim hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Anschlusselement 4 mittels Schrauben befestigt. Alternativ kann zum Befestigen des Anschlusselements 4 jedoch eine
Schnappverbindung vorgesehen werden, welche ein schnelles Fixieren des Anschlusselements 4 am Tragrahmen 1 ermöglicht. Der gesamte Zusammenbau der Pumpe kann sehr schnell und ohne die Zuhilfenahme von Werkzeugen von einer Seite her erfolgen, was einen Vorteil bei der automatischen Fertigung darstellt.The individual parts shown can be assembled into a pump in a few simple steps, by first fastening the individual hose sections 43 to the connecting element 4 and then inserting the rotor 3 from the side into the hose sections 43 forming the loops. The hose receptacle 2 is then set up in a U-shape and the rotor 3, together with the connecting element 4 and the hose sections 43 connected to it, is pushed in from above. Subsequently, the support frame 1 is put on and a pressure is exerted so that the axis 32 of the rotor 3 and the locking lugs 22 snap into place. Finally, the connection element 4 is fixed on the support frame 1. In the embodiment shown here, the connection element 4 is fastened by means of screws. Alternatively, however, one can be used to fasten the connecting element 4 Snap connection are provided, which enables a quick fixation of the connection element 4 on the support frame 1. The entire assembly of the pump can be done very quickly and without the aid of tools from one side, which is an advantage in automatic production.
Die Fig. 2 zeigt einen ersten Querschnitt durch die zusammengesetzte Pumpe. Aus dieser Darstellung sind insbesondere der Rotorkörper 31 zusammen mit den drei drehbar daran angeordneten und sich auf dem jeweiligen Schlauchabschnitt 43 abrollenden Förderrollen 33a, 33b, 33c, die Scblauchaufnahme 2 mit dem omegaförmig ausgebildeten Schlauchbettkörper 25 sowie die radialen und axialen Verstärkungsrippen 23, 24 ersichtlich. Die Verstärkungsrippen 23, 24 stellen sicher, dass die Schlauchaufnahme 2 formstabil ist und sich im Betrieb unter der Belastung der Förderrollen 33a, 33b, 33c nicht verformt. Wenn wie vorliegenden Fall von einer Drehrichtung D des Rotors 3 im Gegenuhrzeigersinn ausgegangen wird, so stellt der mit dem Bezugszeichen 35 versehene Bereich den Einlaufbereich dar, während der mit dem Bezugszeichen 36 versehene Bereich den Auslaufbereich 36 der Pumpe bildet. Durch die omegaformige Gestaltung des Schlauchbettkörpers 25 mit einem "weichen" Ein- und Auslaufbereich wird ein kontinuierliches und pulsationsarmes peristaltisches Fördern des jeweiligen Mediums sichergestellt. Ein weiterer Vorteil des weichen Ein- und Auslaufs ist die Reduktion von Drehmomentspitzen, welche Motor und Getriebe belasten würden. Die Pumpe kann sowohl im Uhrzeigersinn wie auch im Gegenuhrzeigersinn betrieben werden.2 shows a first cross section through the assembled pump. This illustration shows, in particular, the rotor body 31 together with the three conveyor rollers 33a, 33b, 33c, which are rotatably arranged thereon and roll on the respective hose section 43, the hose receptacle 2 with the omega-shaped hose bed body 25 and the radial and axial reinforcing ribs 23, 24. The reinforcing ribs 23, 24 ensure that the hose holder 2 is dimensionally stable and does not deform during operation under the load on the conveyor rollers 33a, 33b, 33c. If, as in the present case, a direction of rotation D of the rotor 3 in the counterclockwise direction is assumed, the area provided with the reference number 35 represents the inlet area, while the area provided with the reference number 36 forms the outlet area 36 of the pump. The omega-shaped design of the tubular bed body 25 with a "soft" inlet and outlet area ensures a continuous and low-pulsation peristaltic conveying of the respective medium. Another advantage of the soft inlet and outlet is the reduction of torque peaks, which would put a load on the engine and transmission. The pump can be operated both clockwise and counterclockwise.
Weicher bzw. kontinuierlicher Ein- und Auslaufbereich bedeutet, dass sowohl der Einlaufbereich 35 wie auch der Auslaufbereich 36 so gestaltet sind, dass durch die sich auf dem jeweiligen flexiblen Schlauchabschnitt 43 abrollende Förderrolle 33a, 33c der förderwirksame Schlauchquerschnitt kontinuierlich verkleinert bzw. vergrössert wird. Wichtig ist in diesem Zusammenhang, dass der Schlauchbettkörper 25 genau gefertigt ist und im Betrieb eine hohe Formtreue aufweist, so dass die vorgegebenen Abstände zwischen Förderrolle 33a, 33b, 33c und Schlauchbettkörper 25 eingehalten werden.A soft or continuous inlet and outlet area means that both the inlet area 35 and the outlet area 36 are designed in such a way that the conveying-effective hose cross-section is continuously reduced or enlarged by the conveying roller 33a, 33c rolling on the respective flexible hose section 43. It is important in this context that the tubular bed body 25 is manufactured precisely and has a high degree of dimensional accuracy during operation, so that the predetermined distances between the conveyor roller 33a, 33b, 33c and tubular bed body 25 are maintained.
Neben den genannten Vorteilen ergeben sich durch einen kontinuierlichen Ein- und Auslaufbereich 35, 36 weitere Vorteile, indem beispielsweise die bei der Rotation des Rotors 3 auftretenden Drehmomentschwankungen minimiert werden. Dies wird zusätzlich durch die Tatsache begünstigt, dass der Rotor 3 mit drei Förderrollen 33a, 33b, 33c versehen ist und der Einlaufbereich 35 gegenüber dem Auslaufbereich 36 um ca. 240° um die Drehachse des Rotors 3 versetzt ist, so dass sich die erste Förderrolle 33a in etwa in der Mitte des Einlaufbereichs 35 befindet, wenn sich die dritte Förderrolle 33c in etwa in der Mitte des Auslaufbereichs 36 befindet. Durch die gezeigte Gestaltung
- -In addition to the advantages mentioned, a continuous inlet and outlet area 35, 36 results in further advantages, for example by minimizing the torque fluctuations that occur during the rotation of the rotor 3. This is further favored by the fact that the rotor 3 is provided with three conveyor rollers 33a, 33b, 33c and the inlet area 35 is offset from the outlet area 36 by approximately 240 ° about the axis of rotation of the rotor 3, so that the first conveyor roller 33a is approximately in the middle of the inlet area 35 when the third conveyor roller 33c is approximately in the middle of the outlet area 36. Through the design shown - -
wird zudem auch ein hoher Wirkungsgrad erzielt und die mechanische Belastung der Schlauchabschnitte reduziert, was deren Lebensdauer erhöht. Da die Pumpe symmetrisch gestaltet ist kann sie auch bidirektional, d.h. in beiden Drehrichtungen betrieben werden. Aus der Darstellung gemäss Fig. 2 ist zudem ersichtlich, dass der jeweilige Schlauchabschnitt 43 im Einlaufbereich 35 und im Auslaufbereich 36 nicht ganz zusammengequetscht ist, während er nach dem Einlaufbereich 35 durch die entsprechende Förderrolle 33b vollständig abgequetscht ist und eine peristaltische Förderung des jeweiligen Mediums ermöglicht. Eine derartig gestaltete Pumpe eignet sich insbesondere auch zum zeilschonenden Fördern von flüssigen Medien wie beispielsweise Blut, da durch die spezifische Gestaltung des Ein- und Auslaufbereichs 35, 36 die Blutkörperchen geschont werden.high efficiency is also achieved and the mechanical stress on the hose sections is reduced, which increases their service life. Since the pump is designed symmetrically, it can also be bidirectional, i.e. can be operated in both directions. 2 also shows that the respective hose section 43 in the inlet area 35 and in the outlet area 36 is not completely squeezed, while after the inlet area 35 it is completely squeezed out by the corresponding conveyor roller 33b and enables peristaltic conveyance of the respective medium , A pump designed in this way is also particularly suitable for conveying liquid media such as blood, which is gentle on the lines, since the blood cells are spared by the specific design of the inlet and outlet areas 35, 36.
Die Ausbildung der Schlauchaufnahme 2 mit einem formstabilen Schlauchbettkörper 25 und federelastisch nachgiebigen Schenkeln 2a, 2b ermöglicht eine sehr schnelle und einfache Montage, indem die Schlauchaufnahme 2 einfach am Tragrahmen eingeklipst wird. Obwohl die Schenkel 2a, 2b für die Montage zwar federelastisch nachgiebig sein müssen, muss der Schlauchbettkörper 25 nach dem Fixieren eine hohe Masshaltigkeit und eine präzise Geometrie beibehalten. Dies wird u.a. dadurch erreicht, dass die federelastisch nachgiebigen Teile mittels äusserer formschlüssiger Abstützung am Tragrahmen 1 positioniert und versteift werden.The formation of the hose receptacle 2 with a dimensionally stable hose bed body 25 and resiliently flexible legs 2a, 2b enables a very quick and simple assembly by simply clipping the hose receptacle 2 onto the supporting frame. Although the legs 2a, 2b have to be resilient for the assembly, the tubular bed body 25 must maintain a high dimensional stability and a precise geometry after fixing. Among other things, this achieved in that the resiliently flexible parts are positioned and stiffened on the support frame 1 by means of external positive support.
Aus der Fig. 3, welche die zusammengesetzte Pumpe in einem Querschnitt zwischen zwei Schlauchabschnitten 43 zeigt, ist insbesondere die klemmende Fixierung des Schlauchbettkörpers 25 am Tragrahmen 1 ersichtlich. Die auf der Aussenseite des Schlauchbettkörpers 25 angeordneten Rastelemente 22 greifen in die schlitzförmigen Aussparungen 13 im Tragrahmen 1 ein. Die Rastelemente 22 greifen zudem formschlüssig an einem oberen, die schlitzförmigen Aussparungen 13 begrenzenden Steg 14 des Tragrahmens 1 an. Um eine hohe Steifigkeit im flexiblen Bereich des am Tragrahmen 1 fixierten Schlauchbettkörpers 25 sicherzustellen, werden die Schenkel 2a, 2b des Schlauchbettkörper 25 durch den Steg 14 des Tragrahmens 1 auf der Aussenseite formschlüssig abgestützt. Diese Gestaltung stellt insbesondere auch die präzise Einhaltung der optimierten Abstände zwischen den Förderrollen 33a, 33b, 33c und dem Schlauchbettkörper 25 sicher.3, which shows the assembled pump in a cross section between two hose sections 43, shows in particular the clamping fixation of the hose bed body 25 on the support frame 1. The locking elements 22 arranged on the outside of the tubular bed body 25 engage in the slot-shaped recesses 13 in the support frame 1. The latching elements 22 also engage in a form-fitting manner on an upper web 14 of the supporting frame 1 that delimits the slot-shaped recesses 13. In order to ensure a high degree of rigidity in the flexible region of the tubular bed body 25 fixed to the supporting frame 1, the legs 2a, 2b of the tubular bed body 25 are positively supported on the outside by the web 14 of the supporting frame 1. This design also ensures in particular the precise maintenance of the optimized distances between the conveyor rollers 33a, 33b, 33c and the tubular bed body 25.
Die einzelnen, elastischen Schlauchabschnitte 43 unterstützen die Fixierung des Schlauchbettkörpers 25 am Tragrahmen 1 zusätzlich, da die Förderrollen 33a, 33b, 33c des Rotors 3 den Schlauchbettkörper 25 über die Schlauchabschnitte 43 in radialer Richtung belasten, so dass dessen Fixierung am Tragrahmen 1 zusätzlich unterstützt wird.
Das Anschlusselement 4 ist derart ausgestaltet und auf die Schlauchaufnahme 2 und den Rotor 3 abgestimmt, dass der einzelne Schlauchabschnitt 43 im wesentlichen tangential in den Schlauchbettkörper 25 der Schlauchaufnahme 2 hinein- und auch wieder hinausgeführt wird.The individual, elastic tube sections 43 additionally support the fixing of the tube bed body 25 to the support frame 1, since the conveyor rollers 33a, 33b, 33c of the rotor 3 load the tube bed body 25 in the radial direction via the tube sections 43, so that its fixing to the support frame 1 is additionally supported , The connection element 4 is designed and matched to the hose receptacle 2 and the rotor 3 in such a way that the individual hose section 43 is guided substantially tangentially into and out of the hose bed body 25 of the hose receptacle 2.
Obwohl vorgängig immer auf das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel einer Pumpe mit 3 Förderrollen Bezug genommen wurde, versteht es sich, dass die Anzahl Förderrollen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung praktisch beliebig variierbar ist. Dabei muss der Schlauchbettkörper 25 den Rotor 3 in Abhängigkeit der Anzahl Förderrollen zumindest soweit umschlingen, dass immer zumindest eine Förderrolle 33a, 33b 33c aktiv ist, d.h. mit dem jeweiligen Schlauchabschnitt im Eingriff steht und diesen abquetscht. Die minimale Umschlingung bzw. der minimale Umschlingungswinkel kann dabei folgendermassen berechnet werden:Although reference was always made to the exemplary embodiment of a pump with 3 conveyor rollers shown in the drawings, it is understood that the number of conveyor rollers can be varied practically as desired within the scope of the invention defined by the claims. Depending on the number of conveyor rollers, the tubular bed body 25 must wrap around the rotor 3 at least to such an extent that at least one conveyor roller 33a, 33b 33c is always active, i.e. engages with the respective hose section and squeezes it. The minimum wrap or the minimum wrap angle can be calculated as follows:
Umschlingung = 360 Anzahl-FörderrollenWrapping = 360 number of conveyor rollers
Bei Anwendung von Schlauchpumpen für höhere Drücke kann es darüber hinaus vorteilhaft sein, mindestens zwei Förderrollen zu jedem Zeitpunkt im Eingriff zu haben. In diesem Fall wird die Umschlingung nach folgender Formel berechnet:When using peristaltic pumps for higher pressures, it can also be advantageous to have at least two conveyor rollers in operation at all times. In this case, the wrap is calculated using the following formula:
Umschlingung = 2x360 Anzahl FörderrollenWrapping = 2x360 number of conveyor rollers
Die berechnete Umschlingung ist jeweils als Mindestmass zu verstehen. Vorzugsweise wird die Umschlingung ca. 10° grösser gewählt, als der nach vorgängiger Formel berechnete Umschlingungswinkel. Unter Umschlingung ist derjenige Teil des Schlauchbetts zu verstehen, der den Rotor koaxial umfasst.The calculated wrap is to be understood as a minimum dimension. The wrap is preferably chosen to be approximately 10 ° larger than the wrap angle calculated according to the preceding formula. Wrapping is to be understood as that part of the hose bed which coaxially encompasses the rotor.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass eine erfindungsgemäss gestaltete, Pumpe ein pulsationsarmes Fördern ermöglicht, dass sie einen hohen Wirkungsgrad besitzt, verschleissarm ist und geringen Drehmomentschwankungen unterliegt. Zudem ist sie einfach und kompakt aufgebaut, besteht aus wenigen Teilen, kann schnell und ohne Werkzeug aus einer Montagerichtung zusammengebaut werden, so dass sie sich insbesondere auch für eine automatische Fertigung eignet. Ausserdem weist das aus Tragrahmen 1 und Schlauchaufnahme 2 bestehende Gehäuse der Pumpe nach dem Zusammenbau eine hohe Formtreue und Stabilität auf. Die Pumpe kann zudem bidirektional betrieben und universell eingesetzt werden. Sie eignet sich insbesondere auch zur zellschonenden Förderung von Flüssigkeiten wie beispielsweise Blut.
In summary, it can be stated that a pump designed according to the invention enables low-pulsation delivery, that it has a high degree of efficiency, is low-wear and is subject to low torque fluctuations. In addition, it is simple and compact, consists of a few parts, can be assembled quickly and without tools from one assembly direction, so that it is particularly suitable for automatic production. In addition, the housing of the pump consisting of the support frame 1 and hose receptacle 2 has a high degree of shape retention and stability after assembly. The pump can also be operated bidirectionally and used universally. It is also particularly suitable for the cell-friendly delivery of liquids such as blood.
Claims
1. Peristaltische Pumpe, mit einem in einem Gehäuse aufgenommenen Rotor (3), der mit zumindest einer drehbar gelagerten Förderrolle (33a, 33b, 33c) versehen ist, sowie einer Schlauchaufnahme (2) zur Aufnahme von zumindest einem flexiblen Schlauchabschnitt (43), welcher zur peristaltischen Förderung eines Mediums durch die Förderrolle (33a, 33b, 33c) abquetschbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchaufnahme (2) mit einem Schlauchbettkörper (25) zur Aufnahme von zumindest einem Schlauchabschnitt (43) versehen ist, wobei der Einlauf- und/oder Auslaufbereich (35, 36) des Schlauchbettkörpers (25) derart ausgebildet ist, dass durch die sich auf dem jeweiligen Schlauchabschnitt (43) abrollende Förderrolle (33a, 33b, 33c) der förderwirksame Schlauchquerschnitt kontinuierlich verkleinert bzw. vergrössert wird.1. peristaltic pump, with a rotor (3) accommodated in a housing, which is provided with at least one rotatably mounted conveyor roller (33a, 33b, 33c), and a hose receptacle (2) for receiving at least one flexible hose section (43), which can be squeezed by the conveyor roller (33a, 33b, 33c) for the peristaltic conveying of a medium, characterized in that the hose receptacle (2) is provided with a hose bed body (25) for receiving at least one hose section (43), the inlet and / or outlet area (35, 36) of the tubular bed body (25) is designed in such a way that the conveyor roller (33a, 33b, 33c) rolling on the respective tube section (43) continuously reduces or increases the tube cross-section effective for conveying.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchbettkörper (25), in Drehrichtung des Rotors (3) gesehen, im Einlaufbereich (35) in einem fliessenden Übergang von einer konvexen in eine konkave Form übergeht.2. Pump according to claim 1, characterized in that the tubular bed body (25), seen in the direction of rotation of the rotor (3), merges in a smooth transition from a convex to a concave shape in the inlet area (35).
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchbettkörper (25), in Drehrichtung des Rotors (3) gesehen, im Auslaufbereich (36) in einem fliessenden Übergang von einer konkaven in eine konvexe Form übergeht.3. Pump according to claim 1 or 2, characterized in that the tubular bed body (25), seen in the direction of rotation of the rotor (3), in the outlet area (36) in a smooth transition from a concave to a convex shape.
4. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Förderrollen (33a, 33b, 33c) vorgesehen sind und dass, bezüglich der Drehachse des Rotors (3), der Einlassbereich (35) in Bezug auf den Auslassbereich (36) derart angeordnet ist, dass wenn sich eine Förderrolle (33a) im Einlassbereich (35) befindet, sich eine andere Förderrolle (33c) gleichzeitig im Auslassbereich (36) befindet.4. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least two conveyor rollers (33a, 33b, 33c) are provided and that, with respect to the axis of rotation of the rotor (3), the inlet region (35) with respect to the outlet region (36) is arranged in such a way that when a conveyor roller (33a) is located in the inlet area (35), another conveyor roller (33c) is located in the outlet area (36) at the same time.
5. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchbettkörper (25) im wesentlichen omegaförmig ausgebildet ist.5. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular bed body (25) is substantially omega-shaped.
6. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchbettkörper (25) den Rotor (3) zumindest teilweise koaxial umschlingt.6. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular bed body (25) wraps around the rotor (3) at least partially coaxially.
7. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchbettkörper (25) zusammen mit einem Tragrahmen (1) das Gehäuse der Pumpe bildet, wobei der Schlauchbettkörper (25) endseitig zwei in radialer Richtung federelastisch nachgiebige Schenkel (2a, 2b) aufweist, welche mit Rastelementen versehen sind, mittels welchen der Schlauchbettkörper (25) im Sinne einer Schnappverbindung an Aussparungen (13) am Tragrahmen (1) eingeklipst werden kann.7. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular bed body (25) together with a supporting frame (1) forms the housing of the pump, the tubular bed body (25) at the end having two resiliently resilient legs (2a, 2b) in the radial direction. has, which are provided with latching elements, by means of which the tubular bed body (25) in the sense of a Snap connection to recesses (13) on the support frame (1) can be clipped.
8. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchbettkörper (25) derart ausgebildet ist, dass dessen Formtreue und Fixierung am Tragrahmen (1) zusätzlich zu der federelastischen Eigenspannung der Schenkel (2a, 2b) durch die Kraftwirkung des gequetschten Schlauchabschnitts bzw. der gequetschten Schlauchabschnitte (43) unterstützt wird.8. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular bed body (25) is designed such that its shape and fixation on the support frame (1) in addition to the resilient internal stress of the legs (2a, 2b) by the force of the squeezed hose section or the squeezed hose sections (43) is supported.
9. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchbettkörper (25) mit einer Vielzahl von radial und/oder axial verlaufenden Verstärkungsrippen (23, 24) versehen ist.9. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular bed body (25) is provided with a plurality of radially and / or axially extending reinforcing ribs (23, 24).
10. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchbettkörper (25) auf der Innenseite mit einer Vielzahl von nutförmigen Ausnehmungen (21) zur Aufnahme und Führung einer Vielzahl von Schlauchabschnitten (43) versehen ist.10. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the tube bed body (25) is provided on the inside with a plurality of groove-shaped recesses (21) for receiving and guiding a plurality of tube sections (43).
11. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderrollen (33a, 33b, 33c) walzenförmig ausgebildet sind und sich in axialer Richtung über die nutförmigen Ausnehmungen (21) hinweg erstrecken.11. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the conveyor rollers (33a, 33b, 33c) are roller-shaped and extend in the axial direction over the groove-shaped recesses (21).
12. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Schlauchabschnitt (43) im wesentlichen tangential in den Schlauchbettkörper (25) hinein- und auch wieder hinausgeführt ist.12. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the respective hose section (43) is guided substantially tangentially into the hose bed body (25) and also out again.
13. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) mit zumindest zwei Förderrollen (33a, 33b, 33c) versehen ist und dass der Schlauchbettkörper (25) den Rotor (3) um zumindest 360° geteilt durch die Anzahl-Förderrollen koaxial umschlingt.13. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor (3) is provided with at least two conveyor rollers (33a, 33b, 33c) and that the tubular bed body (25) divides the rotor (3) by at least 360 ° Number conveyor rollers coaxially wrapped.
14. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) mit drei Förderrollen (33a, 33b, 33c) versehen ist und der Einlaufbereich (35) gegenüber dem Auslaufbereich (36) um 210 bis 270°, vorzugsweise um ca. 240°, um die Drehachse des Rotors (3) versetzt ist. 14. Pump according to one of claims 1 to 12, characterized in that the rotor (3) is provided with three conveyor rollers (33a, 33b, 33c) and the inlet area (35) relative to the outlet area (36) by 210 to 270 °, is preferably offset by approximately 240 ° about the axis of rotation of the rotor (3).
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