CN101773691A - 一种永磁悬浮式血泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种永磁悬浮式血泵。泵上盖内部腔体由正圆台和上涡形流道空腔组成，正圆台锥面嵌有悬浮永磁磁环；泵下盖内部腔体由倒圆台和下涡形流道空腔组成，倒圆台锥面嵌有悬浮永磁磁环，泵下盖中间柱形突起内嵌有电磁线圈；转子由圆环固定架和齿状体叶片组成，每个齿状体叶片外表面正锥形面段和倒锥形面段内分别嵌有悬浮永磁磁片，其内表面圆柱段面上分别嵌有驱动永磁磁片。工作时，血液从泵进口处流入，通过齿状体叶片之间的流道从转子中流过，再沿着上下泵盖间的涡形流道流向泵出口。本发明能够保证血泵内微小间隙血液的及时更新，同时保证血泵磨损少、发热量小和功耗小。

Description

一种永磁悬浮式血泵
技术领域
本发明涉及医疗器械，特别是涉及一种永磁悬浮式血泵。
背景技术
目前，应用在血泵中的轴承主要有机械接触式轴承和非接触式轴承两大类。机械接触式轴承存在电机轴承磨损和摩擦发热而诱发血栓的问题，严重地制约了血泵的发展及其在临床上的广泛应用。因此，非接触式轴承成为现代血泵的研究热点。
非接触式轴承分主动控制悬浮轴承、被动控制悬浮轴承、混合式轴承。主动控制悬浮轴承主要为电磁悬浮轴承(例如参见美国专利US7470246)，它已被成功地应用在血泵上，它主要是通过电磁线圈通电产生磁力将转子悬浮在泵内。美、日、德等国率先从事此项技术研究多年，至今仍存在许多技术问题，产品均多处于试用阶段。混合式轴承技术也已被美国Arrow International公司和澳大利亚HeartWare公司成功地应用产品中，并进入了临床试验阶段。
对于上述两种轴承技术都存在以下问题：
(1)主动磁悬浮轴承需要更多的能量输入。
(2)为了使电磁悬浮轴承功能稳定，需要高精度的控制结构，从而增加了整个控制系统的复杂性。
发明内容
本发明的目的是提供一种永磁悬浮式血泵，在血泵工作时，避免磨损和摩擦发热等诱发血栓的因素，并且无需复杂的控制。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明包括泵上盖和悬浮永磁磁片、泵下盖、转子、驱动永磁磁片、电磁线圈和悬浮永磁磁环；其中：
泵上盖内部腔体形状分为上部的正圆台空腔和下部的上涡形流道空腔两部分，上部的正圆台空腔锥面壳体内嵌有与锥面平行放置的悬浮永磁磁环，上部的正圆台空腔中心开有泵进口；
泵下盖内部腔体形状分为下部的倒圆台空腔和上部的下涡形流道空腔两部分，下部的倒圆台空腔锥面壳体内嵌有与锥面平行放置的悬浮永磁磁环，中间的圆柱形壁面内嵌有形状为环状的电磁线圈；
转子由六个形状相同的齿状体叶片沿圆周方向等间隔等分安装在上、下两个圆环固定架上构成，齿状体叶片的外表面由上部的正锥形面段、中间的圆柱形面段以及下部的倒锥形面段组成，齿状体叶片的内表面为圆柱形的内柱面段，每个齿状体叶片的正锥形面段内均分别嵌有一个与锥面平行放置的悬浮永磁磁片，倒锥形面段内均分别嵌有一个与锥面平行放置的悬浮永磁磁片，每个内柱面段内均分别嵌有一个驱动永磁磁片，正锥形面段与泵上盖上部的正圆台空腔锥度相同，倒锥形面段与泵下盖下部的倒圆台空腔锥度相同；
转子装在泵下盖的倒圆台中，转子位于泵上盖和泵下盖组成的腔体内，泵上盖的上涡形流道空腔和泵下盖的下涡形流道空腔组合成泵出口，内腔壁面与转子的表面之间的间隙为0.1～0.5mm。
所述正圆台空腔内锥面锥角α为30～40°，倒圆台空腔内锥面锥角β为30～40°。
所述圆环固定架其高度为2～2.5mm、壁厚为2mm。
本发明具有的有益效果是：
(1)采用了永磁悬浮的轴承结构，避免了磨损和摩擦发热等诱发血栓因素的产生，避免了复杂的控制系统和位移传感器，同时能够提高血泵的可靠性和抗冲击能力。
(2)采用了新型的转子结构，使转子和上下泵盖之间的微小间隙中的血液能够及时更新，从而减小血液破坏。
(3)由于悬浮方式为被动悬浮，其能量消耗比主动控制悬浮轴承小，从而有效的减少血泵的附加重量，有利于血泵向轻型化、便携式方向发展。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
图2是本发明泵上盖剖面示意图。
图3是本发明泵下盖剖面示意图。
图4是本发明转子结构示意图。
图5是图4转子结构剖面示意图。
图6是本发明主流道原理图。
图7是图6主流道原理P-P剖视图。
图8是本发明悬浮剖面原理图。
图9是图8悬浮剖面原理T视图。
图中：1、泵上盖，1A、正圆台空腔，1B、上涡形流道空腔，2、悬浮永磁磁片，3、泵出口，4、泵下盖，4A、倒圆台空腔，4B、下涡形流道空腔，5、转子，5A、圆环固定架，5B、齿状体叶片，5C、正锥形面段，5D、倒锥形面段，5E、内柱面段，6、驱动永磁磁片，7、电磁线圈，8、悬浮永磁磁环，9、泵进口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，说明本发明的具体实施方式。
如图1～图5所示，本发明包括泵上盖1和悬浮永磁磁片2、泵下盖4、转子5、驱动永磁磁片6、电磁线圈7和悬浮永磁磁环8；其中：
泵上盖1内部腔体形状分为上部的正圆台空腔1A和下部的上涡形流道空腔1B两部分，上部的正圆台空腔1A锥面壳体内嵌有与锥面平行放置的悬浮永磁磁环8，上部的正圆台空腔1A中心开有泵进口9；
泵下盖4内部腔体形状分为下部的倒圆台空腔4A和上部的下涡形流道空腔4B两部分，下部的倒圆台空腔4A锥面壳体内嵌有与锥面平行放置的悬浮永磁磁环8，中间的圆柱形壁面内嵌有形状为环状的电磁线圈7；
转子5由六个形状相同的齿状体叶片5B沿圆周方向等间隔等分安装在上、下两个圆环固定架5A上构成，齿状体叶片5B的外表面由上部的正锥形面段5C、中间的圆柱形面段以及下部的倒锥形面段5D组成，齿状体叶片5B的内表面为圆柱形的内柱面段5E，每个齿状体叶片5B的正锥形面段5C内均分别嵌有一个与锥面平行放置的悬浮永磁磁片2，倒锥形面段5D内均分别嵌有一个与锥面平行放置的悬浮永磁磁片2，每个内柱面段5E内均分别嵌有一个驱动永磁磁片6，正锥形面段5C与泵上盖1上部的正圆台空腔1A锥度相同，倒锥形面段5D与泵下盖4下部的倒圆台空腔4A锥度相同；
转子5装在泵下盖4的倒圆台中，转子5位于泵上盖1和泵下盖4组成的腔体内，泵上盖1的上涡形流道空腔1B和泵下盖4的下涡形流道空腔4B组合成泵出口3，内腔壁面与转子5的表面之间的间隙为0.1～0.5mm。
所述正圆台空腔1A内锥面锥角α为30～40°，倒圆台空腔4A内锥面锥角β为30～40°。
所述圆环固定架5A其高度为2～2.5mm、壁厚为2mm。
所述齿状体叶片5B的正锥形面段5C的锥形角γ为30～40°，其倒锥形面段5D的锥形角θ为30～40°
图6和图7示意性的表示了本发明主流道原理图。当电磁线圈7中通电时，转子5会在交变电流产生的交变磁场作用下以ω转速顺时针转动，血液从泵进口9处流入，通过齿状体叶片5B之间的流道从转子5中流过，再沿着上下泵盖间的涡形流道流向泵出口3。转子5采用六片全开式叶片形式，并且六个叶片通过上、下两个圆环固定架5A固定，使整个泵内的血液尤其是微小缝隙中的血液在转子5转动时能够及时更新，避免了流动死区的存在，减少了血液的破坏。
图8和图9示意性地表示了本发明悬浮剖面原理图。泵工作过程中，泵内充满血液，当转子5处于中心平衡位置时，泵上盖1上的悬浮永磁磁环8和转子5上部的悬浮永磁磁片2的相互作用形成永磁悬浮轴承，使得转子5受到斜向下的两个力F1和F2的支承作用，同时泵下盖4上的悬浮永磁磁环8和转子5下部的悬浮永磁磁片2的相互作用形成永磁悬浮轴承，使得转子5受到斜向上的两个力F3和F4的支承作用，F1、F2、F3、F4处于相对平衡状态；当转子偏移中心位置时，偏移方向上对应的力会增大，偏移方向反向上的力会减小，从而驱使转子向着偏移方向反向运动，最终保持转子在泵内稳定悬浮。

Claims (3)

1.一种永磁悬浮式血泵，其特征在于：包括泵上盖(1)和悬浮永磁磁片(2)、泵下盖(4)、转子(5)、驱动永磁磁片(6)、电磁线圈(7)和悬浮永磁磁环(8)；其中：
泵上盖(1)内部腔体形状分为上部的正圆台空腔(1A)和下部的上涡形流道空腔(1B)两部分，上部的正圆台空腔(1A)锥面壳体内嵌有与锥面平行放置的悬浮永磁磁环(8)，上部的正圆台空腔(1A)中心开有泵进口(9)；
泵下盖(4)内部腔体形状分为下部的倒圆台空腔(4A)和上部的下涡形流道空腔(4B)两部分，下部的倒圆台空腔(4A)锥面壳体内嵌有与锥面平行放置的悬浮永磁磁环(8)，中间的圆柱形壁面内嵌有形状为环状的电磁线圈(7)；
转子(5)由六个形状相同的齿状体叶片(5B)沿圆周方向等间隔等分安装在上、下两个圆环固定架(5A)上构成，齿状体叶片(5B)的外表面由上部的正锥形面段(5C)、中间的圆柱形面段以及下部的倒锥形面段(5D)组成，齿状体叶片(5B)的内表面为圆柱形的内柱面段(5E)，每个齿状体叶片(5B)的正锥形面段(5C)内均分别嵌有一个与锥面平行放置的悬浮永磁磁片(2)，倒锥形面段(5D)内均分别嵌有一个与锥面平行放置的悬浮永磁磁片(2)，每个内柱面段(5E)内均分别嵌有一个驱动永磁磁片(6)，正锥形面段(5C)与泵上盖(1)上部的正圆台空腔(1A)锥度相同，倒锥形面段(5D)与泵下盖(4)下部的倒圆台空腔(4A)锥度相同；
转子(5)装在泵下盖(4)的倒圆台中，转子(5)位于泵上盖(1)和泵下盖(4)组成的腔体内，泵上盖(1)的上涡形流道空腔(1B)和泵下盖(4)的下涡形流道空腔(4B)组合成泵出口(3)，内腔壁面与转子(5)的表面之间的间隙为0.1～0.5mm。
2.根据权利要求1所述的一种永磁悬浮式血泵，其特征在于：所述正圆台空腔(1A)内锥面锥角α为30～40°，倒圆台空腔(4A)内锥面锥角β为30～40°。
3.根据权利要求1所述的一种永磁悬浮式血泵，其特征在于：所述圆环固定架(5A)其高度为2～2.5mm、壁厚为2mm。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102895709A (zh) * 2012-10-30 2013-01-30 浙江大学 液力悬浮式血泵
CN103591028A (zh) * 2013-10-23 2014-02-19 北京航天控制仪器研究所 一种用于治疗心脏功能衰竭的心尖植入式离心泵
CN105169504A (zh) * 2015-10-19 2015-12-23 济南大学 一种磁液耦合式被动悬浮轴流血泵
CN105196788A (zh) * 2015-10-14 2015-12-30 浙江大学 一种内轮与外轮相分离的转速可控的推斥性磁悬浮轮子
CN105477706A (zh) * 2016-01-14 2016-04-13 山东大学 双定子混合支承人工心脏泵
WO2021120724A1 (zh) * 2019-12-18 2021-06-24 山东大学 一种体外循环血泵及方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3644491B2 (ja) * 2000-09-11 2005-04-27 株式会社ジェイ・エム・エス ターボ式血液ポンプ
CN101513546B (zh) * 2009-03-26 2010-11-10 浙江大学 用于人工心脏的液力悬浮轴承
CN101601875B (zh) * 2009-06-11 2011-08-31 浙江大学 用于可植入式离心血泵中的血液被动控制悬浮轴承

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102895709A (zh) * 2012-10-30 2013-01-30 浙江大学 液力悬浮式血泵
CN103591028A (zh) * 2013-10-23 2014-02-19 北京航天控制仪器研究所 一种用于治疗心脏功能衰竭的心尖植入式离心泵
CN103591028B (zh) * 2013-10-23 2016-08-24 北京精密机电控制设备研究所 一种用于治疗心脏功能衰竭的心尖植入式离心泵
CN105196788A (zh) * 2015-10-14 2015-12-30 浙江大学 一种内轮与外轮相分离的转速可控的推斥性磁悬浮轮子
CN105196788B (zh) * 2015-10-14 2017-05-10 浙江大学 一种内轮与外轮相分离的转速可控的推斥性磁悬浮轮子
CN105169504A (zh) * 2015-10-19 2015-12-23 济南大学 一种磁液耦合式被动悬浮轴流血泵
CN105169504B (zh) * 2015-10-19 2017-05-17 济南大学 一种磁液耦合式被动悬浮轴流血泵
CN105477706A (zh) * 2016-01-14 2016-04-13 山东大学 双定子混合支承人工心脏泵
CN105477706B (zh) * 2016-01-14 2018-01-26 山东大学 双定子混合支承人工心脏泵
WO2021120724A1 (zh) * 2019-12-18 2021-06-24 山东大学 一种体外循环血泵及方法

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