DE29724578U1

DE29724578U1 - Peristaltische Pumpe

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Publication number: DE29724578U1
Application number: DE29724578U
Authority: DE
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2007-08-08
Also published as: BR9809093A; CA2285299A1; AU6728198A; AU743140B2; WO1998047551A1; JP2001523995A; US6106249A; CN1254296A; CA2285299C

Description

Anmelder: Societd des Produits Nestle S.A.

Aktenzeichen: 297 24 578.3

Peristaltische Pumpe

Die Erfindung betrifft eine peristaltische Pumpe, die zur Verwendung in Systemen zur Verabreichung von Flüssigkeiten an einen Patienten geeignet ist.

Systeme zur Verabreichung von Flüssigkeiten an einen Patienten sind allgemein bekannt. Die Weise des Vorantreibens der Flüssigkeit zum Patienten kann durch Gravitation, mittels auf einen verformbaren Behälter aufgebrachten Druck oder mittels einer Pumpe erfolgen. In Pumpen-betriebenen Verabreichungssystemen muß die:Pumpe die Flüssigkeit in einer gesteuerten, kontinuierlichen Weise verabreichen können. Eine peristaltische Pumpe ist ein besonderes Beispiel für eine in Pumpen-betriebenen Verabreichungssystemen verwendete Pumpe. Peristaltische Pumpen sind jedoch Rückstromproblemen unterworfen.

Deshalb besteht ein Bedarf nach einer peristaltischen Pumpe, welche die Flüssigkeit in einer gesteuerten, kontinuierlichen Weise ohne Rückstrom von Flüssigkeit verabreichen kann.

Die Erfindung betrifft eine peristaltische Pumpe zum Vorantreiben von Flüssigkeit durch ein flexibles Schlauchsegment bzw. Rohrsegment, wobei die Pumpe umfaßt:

eine Nockenwelle, die mehrere Nocken trägt, wobei jeder eine Antriebsoberfläche aufweist, wobei die Antriebsoberflächen von benachbarten Nocken um die Nockenwelle herum von einander um einen Winkel versetzt bzw. beabstandet angeordnet (spaced at an angle) sind;

mehrere Nockenstößel, die jeweils in einer gemeinsamen Richtung senkrecht zu der Achse der Nockenwelle reziprok sind bzw. sich jeweils in einer gemeinsamen Richtung senkrecht zu der Achse der Nockenwelle hin- und herbewegen, wobei jeder Nockenstößel eine auf der Antriebsoberfläche von einem Nocken angeordnete bzw. reitende Nockenoberfläche und eine Schlauch-eingreifende Oberfläche für einen Eingriff mit dem flexiblen Schlauchsegment aufweist, wobei mindestens einer der Nockenstößel ein Drosselnockenstößel (restriction cam follower) ist, dessen Schlauch-eingreifende Oberfläche mit dem flexiblen Schlauchsegment für eine längere Zeitspanne als jene der anderen Nocken in Eingriff kommt; und

ein Motor zum Drehen der Nockenwelle, wobei die Nocken bewirken, daß die

Nockenstößel jeweils mit dem flexiblen Schlauchsegment in Eingriff kommen und dieses verschließen bzw. abschließen (to occlude), um eine sich ausbreitende Depressionswelle bzw. Niederdrückungswelle in dem flexiblen Schlauchsegment zum Vorantreiben von Flüssigkeit zu bilden; wobei die Drosselnockenstößel einen Rückstrom der Flüssigkeit verhindern.

Vorzugsweise erstrecken sich die Schlauch-eingreifenden Oberflächen der Drosselnockenstößel von den Nocken weiter weg, als die Schlauch-eingreifenden Oberflächen der anderen Nockenstößel. Dies kann bereitgestellt werden, indem die Schlauch-eingreifende Oberfläche von jedem Drosselnockenstößel mit einer planaren Schlauch-eingreifenden Oberfläche bereitgestellt wird, während die anderen Nockenstößel eine konkave Schlauch-eingreifende Oberfläche aufweisen;. . ... .- .

Ein Drosselnockenstößel wird vorzugsweise als endständiger Nockenstößel angebracht; insbesondere als endständiger Nockenstößel in Vorwärtspumprichtung der Pumpe.

Der Drosselnockenstößel zieht sich vorzugsweise zurück, um das flexible Schlauchsegment lediglich dann zu öffnen, wenn der hintere endständige Nockenstößel vollständig ausgefahren ist.

Vorzugsweise umfaßt die Pumpe weiter Erfassungseinrichtungsmittel zum Bestimmen der Drehrichtung und -geschwindigkeit der Nockenwelle. Die Erfassungseinrichtungsmittel können umfassen

eine Scheibe, die sich in Übereinstimmung mit der Nockenwelle dreht, wobei die Scheibe mehrere im wesentlichen identische Öffnungen aufweist, die durch sie, gleich beabstandet um ihre Achse angeordnet vorliegen; und

ein Erfassungseinrichtungspaar, das in Ausrichtung auf die Öffnungen, benachbart zu der Scheibe angebracht ist, wobei die Erfassungseinrichtungen bestimmen können, ob beide Erfassungseinrichtungen auf die selbe Öffnung ausgerichtet sind, ob eine Erfassungseinreichtung auf eine Öffnung ausgerichtet ist, die andere es jedoch nicht ist; und ob beide Erfassungseinrichtungen nicht auf eine Öffnung ausgerichtet sind, wobei die Drehrichtung und -geschwindigkeit der Scheibe aus dieser Information berechenbar sind.

Jeder Nocken ist in Bezug auf seine benachbarten Nocken vorzugsweise unter einem Winkel

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von 30° ausgerichtet. Zwölf Nocken können bereitgestellt werden.

Die Pumpe kann weiter ein Gehäuse mit einer Kammer umfassen durch welche sich das Schlauchsegment erstreckt und in welche sich die Nockenstößel in reziproker Weise bzw. in hin- und herbewegender Weise erstrecken, wobei die Kammer ein abnehmbares Wand-Element aufweist, welches das Schlauchsegment zwischen ihm und den Schlaucheingreifenden Oberflächen der Nockenstößel zurückhält.

Vorzugsweise kann der Motor die Welle in und entgegen dem Uhrzeigersinn drehen, wodurch ermöglicht wird, daß Flüssigkeit durch das Schlauchsegment in beide Richtungen vorangetrieben werden kann.

Die Nockenstößel sind vorzugsweise in einer linearen Anordnung auf der Welle angeordnet und sind derart angeordnet, daß eine Umdrehung der Nockenwelle eine Phasenverschiebung in der Hin- und Herbewegung der Nockenstößel entlang der linearen Anordnung bewirkt. Folglich "schreitet" die Verschließung bzw. Abschließung in dem Schlauchsegment von einem Schlauchbereich zu dem nächsten in einer kontinuierlichen, wellenähnlichen Weise voran. Dies treibt die Flüssigkeit durch das Schlauchsegment voran und folglich durch einen Flüssigkeits-Strömungseinrichtungssatz zu dem Patienten hin.

Die Pumpe umfaßt vorzugsweise eine oder mehrere Erfassungseinrichtung(en) zur Erfassung von Fluß-Parametern oder von Parametern, die auf den Druck in dem Schlauchsegment hinweisen. Ein Beispiel für eine geeignete Erfassungseinrichtung ist eine Druck-Erfassungseinrichtung, die den Durchmesser des Schlauchsegments erfaßt (der einen Hinweis auf den Flüssigkeitsdruck in dem Schlauchsegment gibt). Ein bestimmtes Beispiel einer derartigen Druck-Erfassungseinrichtung ist ein Dehnungsmeßgerät bzw. Längungsmeßgerät (strain gauge). Die Bestimmung des Drucks kann wichtig sein, um das Vorliegen von Fließproblemen, derart wie beispielsweise eine Verschließung bzw. ein Verschluß in dem Strömungseinrichtungssatz (flow set), und das Vorliegen von undichten Stellen zu bestimmen. Ein anderes Beispiel für eine geeignete Erfassungseinrichtung kann eine Erfassungseinrichtung sein, die untersucht, ob Lufttaschen oder Schaum in dem Schlauchsegment vorliegen. Ein besonderes Beispiel für eine derartige Erfassungseinrichtung ist eine Ultraschall-Erfassungseinrichtung, welche die Abschwächung eines Ultraschall-Signals erfaßt, das durch das Schlauchsegment durchläuft, was bei Flüssigkeit oder Gas unterschiedlich ist. Die Erfassungseinrichtungen können mit der Steuereinheit für die Pumpe gekoppelt sein, wobei beim Erfassen eines fehlerhaften Fluß-Parameters oder beim Vorliegen von Lufttaschen oder Schaum, die Steuereinheit zum Anhalten der Pumpe

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und optional ebenfalls zum Erzeugen eines Alarmsignals veranlaßt werden kann.

Erfindungsgemäße Ausführungsformen werden nun beschrieben, wobei diese lediglich als ^Beispiel angeführt werden, wobei eine Bezugnahme auf die Zeichnungen erfolgt, worin: ■■'■■' ■ ■

Fig. 1 eine isometrische Vorderansicht einer Pumpe ist, wobei die Aufnahmeeinrichtungstür vor einem Eingriff mit einem Schlauchsegment eines Strömungseinrichtungssatzes offen ist,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch die Linien II-II in Fig. 1 zeigt, wobei die Tür geschlossen und ein Schlauchsegment in der Aufnahmeeinrichtung ist;

Fig. 3 eine isometrische Rückansicht der Pumpe ist, wobei die Abdeckung-entfernt ist, um die inneren Komponenten zu zeigen;

Fig. 4 die Metall-Trägerstruktur abgesondert zeigt, die den elektrischen Motor und die Nockenwelle enthält, wobei einige Nocken entfernt sind, um die Welle offenzulegen;

Fig. 5 ein isometrische Ansicht eines Segments der Nockenwelle mit einigen Nocken darauf ist, welche die Winkelabweichung bzw. Winkelumleitung (angular diversion) zwischen benachbarten Nocken erläutert;

Fig. 6A und 6B Axialansichten von zwei Arten von Nocken zeigen, die sich voneinander in der Winkelausrichtung der Wellen-aussparenden Innenöffnung bzw. Bohrung (bore) unterscheiden;
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Fig. 7 zwei Nockenstößel abgesondert zeigt; wobei

Fig. 7A einen Nockenstößel mit einer konkaven Schlauch-eingreifenden Oberfläche zeigt; und
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Fig. 7B einen endständigen Nockenstößel mit einer flachen Schlauch-eingreifenden Oberfläche zeigt;

Fig. 8 eine schematische Darstellung ist, die eine Seitenansicht von zwei unterschiedlichen Nockenstößeln zeigt, die beide in zwei Betriebszuständen vorliegen, wobei

Fig. 8A die Nockenstößel in einer ausgefahrenen Stellung zeigt, wobei sie auf ein

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Schlauchsegment drücken und dieses verschließen, und

Fig. 8B die Nockenstößel in einer zurückgezogenen Stellung außer Eingriff mit dem "Schlauchsegment zeigt, um derart die Innenöffnung vollständig zu öffnen und einen Strom von Flüssigkeit dort hindurch zu ermöglichen; und

Fig. 9 eine Seitenansicht ist, wobei die Nockenwelle mit den darauf angebrachten Nocken, die Nockenstößel und das Schl'auchsegment in kontinuierlichen, aufeinanderfolgenden

Phasen des Pumpenbetriebs abgesondert gezeigt werden.
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Nun wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, wobei eine Pumpe 10 ein Gehäuse 12

umfaßt, das eine Benutzerschnittstelleneinheit 14 und einen.Pumpaufbau 16. aufweist. Die mjk Benutzerschnittstelle 14 weist eine Tastatur 18, ein Audio-Signal-Element 20 und eine Anzeige 22 auf. Die Tastatur 18 kann zum Starten bzw. Initiieren oder zum Stoppen der Pumpe und zur Eingabe von Daten, derart wie von Fließgeschwindigkeit, Fließzeit und dergleichen, verwendet werden. Das Audio-Signal-Element 20 ist gewöhnlich ein kleiner Lautsprecher zum Bereitstellen von Alarmsignalen.

Der Pumpaufbau 16 ist in einem rechteckigen Becken 26 in dem Gehäuse 12 angeordnet und enthält eine Motor-Träger-Struktur 33 und eine Tür 28, welche die Öffnung des Beckens 26 schließt. Die Tür 28 ist mit der Motor-Träger-Struktur 33 durch die Schwenk-Elemente 30, die Drehpunktseinrichtungen bzw. Zapfen 31 und die Schwenkbefestigungs-Elemente 32 schwenkbar verbunden. Die Schwenk-Elemente 30 sind einstückig mit der Tür 28 ausgebildet und durch die Drehpunktseinrichtungen 31 mit den Schwenkbefestigungs-Elementen 32 verbunden, die einstückig mit der Motor-Träger-Struktur 33 ausgebildet sind. Die Schwenkbefestigungs-Elemente 32 sind an einem Ende eines Vorsprungs 32' der Motor-Träger-Struktur 33 angeordnet. Die Tür 28 enthält ebenfalls eine Feststelleinrichtung 34 mit einem Freigabe-Hebel 35, einer vorspannenden Feder 36 und einem Haken 37. Der Haken 37 kommt mit einer seitlichen Schulter 38 einer Verschluß-Aussparung 39 in dem Gehäuse 12 in Eingriff, um die Tür 28 zu verschließen, die auf das Gehäuse 12 geschlossen wird.

Ein Kanal 40 zur Aufnahme eines flexiblen Schlauchsegments 42 eines Strömungseinrichtungssatzes (nicht gezeigt) erstreckt sich quer durch das Gehäuse 12, zwischen einem Paar von Öffnungen 42 und 44 in den Seitenwänden des Gehäuses 12. Der Kanal 40 definiert eine erste Achse 45. Der Kanal 40 weist ein Paar von wohl-geformten Bereichen 46 und 48 an beiden Enden auf, die durch einen Primärkanalbereich 50 getrennt sind. Der Primärkanalbereich 50 des Kanals 40 weist zwei Paare von gegenüberliegenden Schlauch-

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zentralisierenden bzw. Schlauch-zentrierenden Segmenten 54 und 56 auf. Benachbart zu einer Öffnung 42, weist der Kanal 40 einen Zwischenraum bzw. Höhlung (cavity) 60 auf, der zusammen mit der Öffnung 42, als Verbindungsbereich bzw. Sockel zur Aufnahme einer geformten Verbindüngseinrichtung 62 dient, die in das bzw. mit dem Schlauchsegment 42 gekoppelt ist. Das Einpassen der geformten Verbindungseinrichtung 62 in den Verbindungsbereich stellt einen korrekten Eingriff des Schlauchsegments 42 mit der Pumpe 10 sicher. Weiterhin kann der Zwischenraum 60 einen Mikroschalter enthalten (nicht gezeigt), um ein Signal an die Steuereinheit der Pumpe 10 bereitzustellen, das den Eingriff des Schlauchsegments 42 mit der Pumpe 10 anzeigt.
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Weiterhin enthält die Türe 32 ein Paar von Vorsprüngen 84 und 86, das unterstützend wirkt, das Schlauchsegment 42Jn enganliegender Weise in den Kanal 40 zuschieben, während die Tür 32 geschlossen wird.

Ein Wandelement 70 ist durch die Schwenkelemente 78 mit den Drehpunktseinrichtungen 31 schwenkbar gekoppelt. Das Wandelement 70 weist eine planare, Schlauch-eingreifende Fläche 72 auf und weist in Entsprechung zu den zentralisierenden Segmenten 54 und 56 zwei Paare von Aussparungen 74 auf. Das Wandelement 70 ist mittels vorspannender Federn 80 mit der Tür 32 gekoppelt, wodurch ein Schließen der Tür 32 eine Vorspannungskraft auf das Wandelement 70 überträgt.

Jeder wohlgeformte Bereich 46 und 48 weist an seiner Boden-Oberfläche (nicht gezeigt) eine Erfassungseinrichtung auf. Eine der Erfassungseinrichtungen ist eine Ultraschall-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Bestandteile der Flüssigkeit, die das Schlauchsegment 42 durchläuft, wobei insbesondere bestimmt wird, ob diese Blasen oder Lufttaschen enthält. Die andere Erfassungseinrichtung ist ein Dehnungsmeßgerät zum Erfassen des Durchmessers des Schlauchsegments 42 zum Bestimmen des Drucks der Flüssigkeit in dem Schlauchsegment 42. Jegliche geeignete Erfassungseinrichtung kann verwendet werden. Geeignete Erfassungseinrichtungen sind bekannt.

Die Boden-Oberfläche des Primärkanalbereichs 50 des Kanals 40 ist mit einer Ware bzw. einem Textilerzeugnis bzw. Gewebe 90 ausgekleidet. Wenn das Schlauchsegment 42 einmal in dem Kanal 40 angeordnet und die Tür 32 geschlossen ist, wird deshalb das Schlauchsegment 42 zwischen der Schlauch-eingreifenden Fläche 72 des Wandelements 70 und der Ware 90 zurückgehalten (siehe Fig. 2). Die Ware 90 kann eine Kunststofffolie oder dergleichen sein. Die Ware 90 dient zum Schützen des Schlauchsegments 42 vor Abnutzung und Reißen.

• ·

Der Pump-Mechanismus der Pumpe 10 ist aus mehreren Nocken 100 und Nockenstößeln 94 gebildet; die gezeigte Ausführungsform weist zwölf auf. Wie anhand der Figuren 2 und 7 am 'besten ersichtlich ist, weisen die Nockenstößel 94 eine Schlauch-eingreifende Oberfläche 96 an einem Ende und eine Nocken-Oberfläche 98 an ihrem gegenüberliegenden Ende auf. Die Nocken-Oberfläche 98 von jedem Nockenstößel 94 liegt auf einem Nocken 100. Bestimmte der Nockenstößel 94 weisen eine konkave Schlauch-eingreifende Oberfläche 96 auf, die zum Zentralisieren des Schlauchsegments 42 in der Kammer 40 dient. Dies verhindert Deformierungen in der linearen Anordnung des Schlauchsegments 42.

Jeder Nocken 100 ist auf einer sechseckigen Welle 102 exzentrisch befestigt, die in einer Achse parallel zu der ersten Achse 45 liegt. Wenn sich die_:Nocken 100.mit der Welle 102

fjgrt drehen, so induzieren sie aufgrund der exzentrischen Anordnung der Nocken 100 auf der

sechseckigen Welle 102, daß sich die Nockenstößel 94 in linearer Weise in einer Richtung 106 senkrecht zu der ersten Achse 45 hin- und herbewegen. Während dieser Hin- und Herbewegung bewegen sich die Nockenstößel 94 zwischen einer ersten, ausgefahrenen Stellung, in der sie einen Bereich des Schlauchssegments 42 bis zur Verschließung niederdrücken, und einer zweiten, zurückgezogenen Stellung (wie in Fig. 2 gezeigt), in welcher die Innenöffnung 43 des Schlauchsegments 42 offen ist, um einen Flüssigkeitsstrom zu ermöglichen.

Wie am besten in Fig. 6 veranschaulicht wird, weist jeder Nocken 100 eine sechseckige Innenöffnung 140 auf, in der die sechseckige Welle 102 aufgenommen wird. Weiterhin weist jeder Nocken 100 eine sichelförmige Aussparung 142 in jeder Seite auf. Eine zylindrische Innenöffnung 144 erstreckt sich durch jeden Nocken 100, von der Aussparung 142 in einer Seite zu der Aussparung 142 in der anderen Seite. Ein zylindrischer Stift 146 ragt von einer Seite des Nockens 100 von innerhalb der Aussparung 142 nach außen vor. Vom Zentrum der Innenöffnung 140 aus erfaßt, beträgt der Winkel zwischen der zylindrischen Innenöffnung 144 und dem zylindrischen Stift 146 auf der Seite 30°.

Die Nocken 100 werden in zwei unterschiedlichen Konfigurationen bereitgestellt. Eine Konfiguration ist als Nocken 100' in Fig. 6A erläutert. Bei dieser Konfiguration ist die sichelförmige Aussparung 142 zentral über einer Seite der sechseckigen Innenöffnung 140 ausgerichtet. Die andere Konfiguration wird als Nocken 100" in Fig. 6B erläutert. Bei dieser Konfiguration ist die sichelförmige Aussparung 142 zentral über einer Ecke bzw. Spitze der sechseckigen Innenöffnung 142 ausgerichtet. Folglich unterscheiden sich die beiden Konfigurationen in der relativen Ausrichtung der sechseckigen Innenöffnung 144 in Bezug

auf den Rest des Nockens 100 von einander, wobei der Unterschied der Ausrichtung 30° beträgt.

"Die Nocken 100 sind auf der sechseckigen Welle 102 derart angebracht, daß auf einen Nocken 100' mit der einen Konfiguration ein Nocken 100" mit der anderen Konfiguration folgt. Auf diese Weise sind die benachbarten Nocken 100 unter einem Winkel von 30° in Bezug zu einander ausgerichtet. Bei Anbringung auf der sechseckigen Welle 102 paßt der von einem Nocken 100' vorragende zylindrische Stift 146 in die zylindrische Innenöffnung 144 des benachbarten Nockens 100". Auf diese Weise wird eine lineare Anordnung von Nocken 100 erreicht, wobei jeder Nocken 100 unter einem Winkel von 30° auf jeglichen benachbarten Nocken 100 ausgerichtet ist. Die Summe der Winkel zwischen allen zwölf Nocken 100, insbesondere zwischen dem ersten Nocken 100 in der Anordnung und dem Letzten, beträgt 330°. Dies bedeutet, daß eine Phasendifferenz von 30° in dem Hin- und Herbewegungs-Zyklus des Nockenstößels 94 an einem Ende und jenem am anderen Ende vorliegt.

Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, ragen die Nocken-Oberflächen 98 der Nockenstößel 94 durch die Öffnungen 112 in der Motor-Träger-Struktur 33 zu den Nocken 100 hin vor. Die Nocken sind in drei Gruppen von jeweils vier Nocken angeordnet, wobei jede Gruppe einer der Öffnungen 112 entspricht. Die drei Gruppen sind voneinander durch Abstandselemente 111 getrennt.

Jedes Abstandselement 111 weist eine zylindrische Innenöffnung an einem Ende zum Aufnehmen eines vpn dem benachbarten Nocken 100 vorragenden, zylindrischen. Stifts 146 auf. Auch wird jedes Abstandselement 111 an einem gegenüberliegenden Ende mit einem zylindrischen Stift (nicht gezeigt) für ein Eingreifen in die zylindrische Innenöffnung 144 von einem Nocken 100 an jenem Ende bereitgestellt. Ein Ring bzw. Bügel bzw. eine Einfassung (nicht gezeigt) ist an beiden Enden der Anordnung von Nocken 100 angebracht, um die Nocken 100 in Position auf der sechseckigen Welle 102 zu halten. Der Ring an einem Ende weist einen zylindrischen Stift für ein Eingreifen in die zylindrische Innenöffnung 144 des benachbarten Nockens 100 auf und der Ring an dem anderen Ende weist eine zylindrische Innenöffnung zur Aufnahme des zylindrischen Stifts 146 von seinem benachbarten Nocken 100 auf.

Einer der Nockenstößel, ein in Fig. 7B erläuterter Drosselnockenstößel 94', erstreckt sich in seiner ausgefahrenen Stellung im Vergleich zu den anderen Nockenstößeln 94 weiter zu dem Schlauchsegment 42 hin. Dies kann über mehrere Wege bereitgestellt werden.

Beispielsweise kann der Drosselnockenstößel 94' geringfügig länger als die anderen Nockenstößel 94 sein. Alternativ kann der Drosselnockenstößel 94' mit einer geraden bzw. flachen (straight) oder konvexen Schlauch-eingreifenden Oberfläche 96' bereitgestellt 'werden, falls die Nockenstößel 94 eine konkave Schlauch-eingreifende Oberfläche 96 aufweisen. In dem Fall, daß der Drosselnockenstößel 94' mit einer geraden Schlaucheingreifenden Oberfläche 96' bereitgestellt wird, so ist die Gesamtlänge des Drosselnockenstößel 94' die gleiche wie die von allen arideren Nockenstößeln 94. Wenn alle Nockenstößel 94 identisch wären, so würde sich das Schlauchsegment 42 an dem vorderen Nockenstößel 94 vor der vollständigen Verschließung des Schlauchsegments 42 an dem hinteren Nockenstößel 94 öffnen. Dies würde während des kurzen Zeitintervalls vor der vollständigen Verschließung des Schlauchsegments 42 an dem hinteren Nockenstößel 94 in geringem Ausmaß zu einem Flüssigkeitsrückstrom führen. Dieses Problem kann jedoch durch die Bereitstellung eines Drosselnockenstößels 94' vermieden werden. Gewöhnlich weist die Pumpe 10 eine Pumprichtung auf, die als Vorwärts-Pumprichtung definiert ist. Der Drosselnockenstößel 94' ist vorzugsweise als der vorwärts-endständige Nockenstößel bzw. endständige Nockenstößel in Vorwärtsrichtung angeordnet.

Die vollständig ausgefahrene und vollständig zurückgezogene Stellung eines Standard-Nockenstößels 94 und eines Drosselnockenstößels 94' werden in den Fig. 8A und 8B erläutert. Fig. 8A erläutert beide Typen von Nockenstößeln 94 und 94' in deren vollständig ausgefahrener Stellung, in der sie einen Bereich des Schlauchsegments 42 unter Vermittlung der Ware 90 verschließen. Im Falle des Standard-Nockenstößels 94, kommt der Sattel 148 der Schlauch-eingreifenden Oberfläche 96 mit dem Schlauchsegment 42 in Eingriff. Da der Drosselnockenstößel 94' eine planare Schlauch-eingreifende Oberfläche 96' aufweist, erstreckt sich die Schlauch-eingreifende Oberfläche 96' weiter zur Wand 72 hin und drückt folglich das Schlauchsegment 42 im Vergleich mit dem Standard-Nockenstößel 94 in einem größeren Ausmaß. In Fig. 8B werden beide Typen von Nockenstößel 94 und 94' in ihrer vollständig zurückgezogenen Stellung mit dem vollständig geöffneten Schlauchsegment 42 erläutert, um einen Strom von Flüssigkeit durch dessen Innenöffnung 43 zu ermöglichen.

Ein elektrischer Motor 108 ist auf der Motor-Träger-Struktur befestigt. Dies ist am besten in Fig. 4 ersichtlich. Der elektrische Motor 108 weist ein Zahnrad bzw. ein Getrieberad 120 auf, das an ein Getrieberad 122 auf der sechseckigen Welle 102 gekoppelt ist. Der Motor 108 ist mit einer Steuereinheit 136 durch ein Kabel 138 verbunden.

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Ein Kodiereinrichtungsrad 124 ist auf dem Ende der sechseckigen Welle 102 befestigt. Das Kodiereinrichtungsrad 124 weist mehrere Öffnungen 126 auf, die durch es und in einem

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Kreis um das Zentrum des Kodiereinrichtungsrads 124 angeordnet sind. Jede Öffnung 126 weist genau die gleiche Größe und Gestalt wie jede andere Öffnung 126 auf. Weiterhin ist jede Öffnung 126 in einem Abstand von dem Zentrum des Kodiereinrichtungsrads 124 'angeordnet, der gleich jenem irgendeiner anderer Öffnung 126 ist. Ebenso ist der Winkel zwischen irgendeinem Paar von Öffnungen 126 der gleiche wie jener zwischen irgendeinem anderen Paar von Öffnungen, derart, daß die Öffnungen 126 um das Zentrum des Kodiereinrichtungsrads 124 herum gleich beabstandet sind. Der Bogen-Abstand zwischen jedem Paar von Öffnungen 126 ist näherungsweise gleich der Bogen-Abmessung von jeder Öffnung 126.

Ein Paar von optischen Erfassungseinrichtungen 130 sind an der Motor-Träger-Struktur 33 in enger Nähe zu dem Kodiereinrichtungsrad 124 und zu einander befestigt. Die optischen Erfassungseinrichtungen 130 sind derart auf die Öffnungen 126 ausgerichtet, daß sie bestimmen können, ob eine Öffnung 126 vor ihnen vorliegt oder nicht. Weiterhin ist der Abstand zwischen den optischen Erfassungseinrichtungen 130 derart, daß beide Erfassungseinrichtungen vor einer Öffnung 126 oder vor der Fläche zwischen einem Paar von Öffnungen 126 ausgerichtet werden können.

An irgendeinem Punkt der Drehung des Kodiereinrichtungsrads 124 liegen vier mögliche Situationen vor. Erstens können beide Erfassungseinrichtungen vor einer Öffnung 126 sein. Zweitens kann die erste Erfassungseinrichtung vor einer Öffnung 126 sein, während die zweite vor der Fläche zwischen zwei Öffnungen 126 ist. Drittens kann die zweite Erfassungseinrichtung vor einer Öffnung 126 sein, während die erste vor der Fläche zwischen zwei Öffnungen 126 ist. Schließlich können beide Erfassungseinrichtungen vor der Fläche zwischen zwei Öffnungen 126 sein. Folglich können die Erfassungseinrichtungen 130 verwendet werden, um die Drehrichtung und -geschwindigkeit der Öffnungen 126 zu verfolgen und können somit verwendet werden, um die Drehrichtung und -geschwindigkeit der Pumpe 10 zu bestimmen. Hieraus kann die Fließrichtung und die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch das Schlauchsegment 42 bestimmt werden.

Die Erfassungseinrichtungen 130 werden vorzugsweise derart gesteuert, daß wenn eine Erfassungseinrichtung nicht arbeitend ist, die andere Erfassungseinrichtung 130 nicht funktionieren wird. Dies verhindert Fehlzählungsprobleme, die entstehen können, wenn lediglich eine Erfassungseinrichtung 130 in Betrieb wäre.

Fig. 9 zeigt drei kontinuierliche, aufeinanderfolgende Phasen des Betriebs der Pumpe 10. Wenn die Nockenwelle 102 und die Nocken 100 sich drehen, so bewegt sich der

Verschließungs-Punkt des Schlauchsegments 42 in einer wellenähnlichen Weise von links 150 (Fig. 9A) zur Mitte des Segments 152 (Fig. 9B) und nach rechts 154 (Fig. 9C). Diese

Sequenz wird kontinuierlich wiederholt und folglich wird ein Flüssigkeitskörper ·%
"kontinuierlich von links nach rechts vorangetrieben. Der Drosselnockenstößel 94' ist gewöhnlich der am weitesten rechts gelegene. Da er sich in seiner ausgefahrenen Stellung weiter erstreckt, verschließt er das Schlauchsegment 42 etwas länger als die anderen Nockenstößel 94. Dies verhindert einen Rückstrom von Flüssigkeit.

Zahlreiche Modifikationen können an den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Beispielsweise ist es nicht notwendig zwölf Nocken 100 zu verwenden; jegliche geeignete

Anzahl an Nocken 100 kann verwendet werden. Ebenfalls ist es nicht-notwendig eine ) sechseckige Welle 102 zu verwenden. Statt dessen kann eine Welle mit jeglichem geeigneten Querschnitt verwendet werden. Wenn beispielsweise eine Welle 102 mit achteckigem Querschnitt verwendet wird, so werden benachbarte Nocken 100 unter einem Winkel von ungefähr 22,5° in Bezug aufeinander ausgerichtet sein. In diesem Fall, wird die Gesamtzahl an Nocken 100 zweckmäßigerweise 16 sein. Weiterhin ist nicht notwendig, daß die Nocken 100 auf der Welle 102 in Vierergruppen angebracht werden.

Weiterhin bewirkt die beschriebene Ausführungsform eine einzelne, fortschreitende Depression bzw. Niederdrückung in dem Schlauchsegment. Jedoch ist dies nicht wesentlich und die Nocken 100 können derart angeordnet werden, um eine Depressionswelle mit mehr als einem Zyklus zu bewirken.

Claims

1. Peristaltische Pumpe zum Vorantreiben von Flüssigkeit durch ein flexibles Schlauchsegment, wobei die Pumpe umfaßt:
eine Nockenwelle, die mehrere Nocken trägt, wobei jeder eine Antriebsoberfläche aufweist, wobei die Antriebsoberflächen von benachbarten Nocken um die Nockenwelle herum von einander um einen Winkel versetzt sind;
mehrere Nockenstößel, die sich jeweils in einer gemeinsamen Richtung senkrecht zu der Achse der Nockenwelle hin- und herbewegen, wobei jeder Nockenstößel eine auf der Antriebsoberfläche von einem Nocken angeordnete Nockenoberfläche und eine Schlauch-eingreifende Oberfläche für einen Eingriff mit dem flexiblen Schlauchsegment aufweist, wobei mindestens einer der Nockenstößel ein Drosselnockenstößel ist, dessen Schlauch-eingreifende Oberfläche mit dem flexiblen Schlauchsegment für eine längere Zeitspanne als jene der anderen Nockenstößel in Eingriff kommt; und
ein Motor zum Drehen der Nockenwelle, wobei die Nocken bewirken, daß die Nockenstößel jeweils mit dem flexiblen Schlauchsegment in Eingriff kommen und dieses verschließen, um eine sich ausbreitende Depressionswelle in dem flexiblen Schlauchsegment zum Vorantreiben von Flüssigkeit zu bilden; wobei die Drosselnockenstößel einen Rückstrom der Flüssigkeit verhindern.

2. Pumpe nach Anspruch 1, worin sich die Schlauch-eingreifenden Oberflächen der Drosselnockenstößel von den Nocken weiter weg erstrecken, als die Schlaucheingreifenden Oberflächen der anderen Nockenstößel.

3. Pumpe nach Anspruch 2, worin die Schlauch-eingreifenden Oberflächen der Drosselnockenstößel eine planare, Schlauch-eingreifende Oberfläche aufweisen, während die anderen Nockenstößel eine konkave Schlauch-eingreifende Oberfläche aufweisen.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin ein Drosselnockenstößel als endständiger Nockenstößel angebracht ist.

5. Pumpe nach Anspruch 4, worin der Drosselnockenstößel als endständiger Nockenstößel in Vorwärtspumprichtung der Pumpe angebracht ist.

6. Pumpe nach Anspruch 5, worin der endständige Nockenstößel sich zurückzieht, um das flexible Schlauchsegment lediglich dann zu öffnen, wenn der hintere endständige Nockenstößel vollständig ausgefahren ist.

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welche weiter umfaßt Erfassungseinrichtungsmittel zum Bestimmen der Drehrichtung und -geschwindigkeit der Nockenwelle.

8. Pumpe nach Anspruch 7, worin die Erfassungseinrichtungsmittel umfassen:
eine Scheibe, die sich in Übereinstimmung mit der Nockenwelle dreht, wobei die Scheibe mehrere im wesentlichen identische Öffnungen aufweist, welche durch sie, gleich beabstandet um ihre Achse, angeordnet sind; und
ein Erfassungseinrichtungspaar, das in Ausrichtung auf die Öffnungen, benachbart zu der Scheibe angebracht ist, wobei die Erfassungseinrichtungen bestimmen können, ob zu irgendeinem Zeitpunkt beide Erfassungseinrichtungen auf die selbe Öffnung ausgerichtet sind, eine Erfassungseinrichtung auf eine Öffnung ausgerichtet ist, die andere es jedoch nicht ist; oder beide Erfassungseinrichtungen nicht auf eine Öffnung ausgerichtet sind, wobei ein Verfolgen der Änderungen in einer Ausrichtung der Erfassungseinrichtungen auf die Öffnungen ermöglicht, daß die Drehrichtung und -geschwindigkeit der Scheibe berechnet werden.

9. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin jeder Nocken unter einem Winkel von 30° in Bezug auf seine benachbarte Nocken ausgerichtet ist.

10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welche weiter umfaßt ein Gehäuse mit einer Kammer durch die sich das Schlauchsegment erstreckt und in die sich die Nockenstößel hin- und herbewegend erstrecken, wobei die Kammer ein abnehmbares Wand-Element aufweist, welches das Schlauchsegment zwischen ihm und den Schlauch-eingreifenden Oberflächen der Nockenstößel zurückhält.