CN103977464B - 一种出口处渐变流动区域的可植入微型轴流血泵 - Google Patents

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Abstract

一种出口处渐变流动区域的可植入微型轴流血泵，包括泵体和驱动线圈，泵体包括套筒，驱动线圈设置在套筒外，在套筒内前端部设置前导叶，中部设置转子，尾端部设置后导叶，转子包括一个与套筒同轴的腔体，腔体内设置与前导叶连接的相对于转子轴向滑动的滑动轴和与后导叶连接的固定于腔体内表面的固定轴，固定轴与滑动轴同轴，滑动轴上与前导叶连接的一端通过半球结构一支撑于前导叶的尾端，固定轴上与后导叶连接的一端通过半球结构二支撑于后导叶的尾端，滑动轴的另端和固定轴的另端之间设置弹性塞，腔体中环绕滑动轴、弹性塞和固定轴设置有永磁体；在套筒尾端口部的内壁上设置渐变结构；本发明减弱了血细胞的破坏及凝血的形成概率，易加工安装。

Description

一种出口处渐变流动区域的可植入微型轴流血泵
技术领域
本发明属于生物医学工程技术领域，特别涉及一种出口处渐变流动区域的可植入微型轴流血泵。
背景技术
世界卫生组织统计显示，心血管疾病一直是威胁人类健康的第一杀手，占全球总死亡人数的30％左右，治疗终末期心衰的有效途径是心脏移植或采用植入式辅助人工心脏。虽然心脏移植已经获得很大成功，但心脏供体问题难以解决，研制长期可植入式微型血泵极为重要和迫切。现在临床应用的血泵主要以轴流泵为主，轴流泵的流量性能比离心泵好，可以提供较大的血流量。血泵内部的流场非常复杂，血泵的内部结构对血液的流动阻力和血泵的效率有很大影响，血细胞在血泵内相对较高剪应力环境下还会发生破裂造成溶血。由于有轴式轴流泵在前导叶与转子接触区及后导叶与转子接触区间隙的存在，导致间隙处有大量热量产生且剪应力较大，间隙处是凝血发生的主要部分，从而对患者的生命构成极大的威胁，因此一种能减少间隙处凝血的发生的轴流泵非常重要。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种出口处渐变流动区域的可植入微型轴流血泵，一方面由于渐变式套筒的存在，使出口处的轴向速度逐渐变小跟据伯努利定律压差逐渐提升，且与传统轴流血泵相比改善了后导叶及出口处的流场品质；一方面由于套筒内表面在后导叶区域沿出口方向的收缩式设计，后导叶部分更易固定，减小了加工与安装难度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种出口处渐变流动区域的可植入微型轴流血泵，包括泵体和驱动线圈12，所述的泵体包括套筒13，驱动线圈12设置在套筒13外，在套筒13内的前端部设置前导叶4，中部设置转子，尾端部设置后导叶6，所述转子包括一个与套筒13同轴的腔体5，腔体5内设置与前导叶4连接的相对于转子轴向滑动的滑动轴19和与后导叶6连接的固定于腔体5内表面的固定轴17，固定轴17与滑动轴19同轴，滑动轴19上与前导叶4连接的一端通过半球结构一161支撑于前导叶4的尾端，固定轴17上与后导叶6连接的一端通过半球结构二162支撑于后导叶6的尾端，滑动轴19的另端和固定轴17的另端之间设置弹性塞18，腔体5中环绕滑动轴19、弹性塞18和固定轴17设置有永磁体11；在套筒13尾端口部的内壁上设置有渐变结构21。
所述前导叶4上设置有螺旋状的前导叶叶片1，后导叶6上设置有螺旋状的后导叶叶片3。
所述腔体5的外部设置有转子叶片2。
所述半球结构一161由设置在滑动轴19端的凸起半球一71和设置在前导叶4端的凹半球一81组成；所述半球结构二162由设置在固定轴17端的凸起半球二72和设置在后导叶6端的凹半球二82组成。
所述凸起半球一71和凸起半球二72上均开有小穴14，以降低加工与安装难度。
所述渐变结构21是指，从套筒13尾端口部向内，筒径逐渐变小，直至后导叶6所对应位置后，再向内逐渐变大，至腔体5后不再变化，最终在套筒13尾端口部形成渐变流动区域20。
所述腔体5靠近前导叶4的一端为锥形结构一9，靠近后导叶6的一端为锥形结构二10，
后导叶叶片与转子出口处间隙
锥形结构一9与锥形结构二10相对称。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：①与传统轴流血泵相比一种出口处渐变流动区域的可植入微型轴流血泵由于套筒在出口处附近的渐变式设计使出口处的轴向速度逐渐变小跟据伯努利定律压差逐渐提升，且与传统轴流血泵相比改善了后导叶及出口处的流场品质；②传统轴流血泵对加工、安装要求较高而一种出口处渐变流动区域的可植入微型轴流血泵由于套筒内表面在后导叶区域沿出口方向的收缩式设计，后导叶部分更易固定减小了加工与安装难度。
附图说明
图1为本发明提供的一种出口处渐变流动区域的可植入微型轴流血泵的结构简图。
图2为泵体部分的结构图。
图3为泵体的前导叶结构图。
图4为泵体的后导叶结构图。
图5为泵体的转子的部分结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，本发明提供的一种出口处渐变流动区域的可植入微型轴流血泵由泵体和驱动线圈12两部分组成。泵体包括套筒13，套筒13可采用圆柱形，驱动线圈12设置在套筒13外，采用硅钢片电磁线圈，通过控制器控制线圈内的电流大小和方向产生交变磁场驱动转子旋转，转速可以达到11000－13000转/分，从而可以产生100－120mmHg的压差，驱动血液进行循环流动。
如图1和图2所示，套筒13内的前端部设置前导叶4，中部设置转子，尾端部设置后导叶6。如图3所示，前导叶4上设置有螺旋状的前导叶叶片1，如图4所示，导叶6上设置有螺旋状的后导叶叶片3。套筒13尾端口部的内壁上设置有渐变结构21。
如图3、图4和图5所示，转子包括一个与套筒13同轴的腔体5，腔体5的外部设置有转子叶片2。腔体5内设置与前导叶4连接的相对于转子轴向滑动的滑动轴19和与后导叶6连接的固定于腔体5内表面的固定轴17，固定轴17与滑动轴19同轴，滑动轴19上与前导叶4连接的一端通过半球结构一161支撑于前导叶4的尾端，半球结构一161由设置在滑动轴19端的凸起半球一71和设置在前导叶4端的凹半球一81组成。固定轴17上与后导叶6连接的一端通过半球结构二162支撑于后导叶6的尾端，半球结构二162由设置在固定轴17端的凸起半球二72和设置在后导叶6端的凹半球二82组成，即，半球结构二162和半球结构一161均为轴碗结构。凸起半球一71和凸起半球二72上均开有小穴14。由于小穴14的存在能承受前后导叶与转子轴线一定程度的偏离，故可减小加工与安装难度。
再如图1所示，滑动轴19的另端和固定轴17的另端之间设置弹性塞18，腔体5中环绕滑动轴19、弹性塞18和固定轴17设置永磁体11。
除永磁体11外，泵体内其余部件均为不导磁材料，如钛合金，因为钛合金不导磁，因此可以获得较大的传输扭矩，而且钛合金质量轻并具有很好的生物相容性。
本发明中在腔体5靠近前导叶4的一端为锥形结构一9，靠近后导叶6的一端为锥形结构二10，锥形结构二10与后导叶叶片3之间形成间隙15。锥形结构一9与锥形结构二10相对称。
渐变结构21是指，从套筒13尾端口部向内，筒径逐渐变小，直至后导叶6所对应位置后，再向内逐渐变大，至腔体5后不再变化，最终在套筒13尾端口部形成渐变流动区域20。
滑动轴19和固定轴17均可自动调节轴距，转子、前导叶4以及后导叶6通过其连接起来，安装时使与前导叶4连接的滑动轴19压紧弹性塞18使弹性塞18受一定的压力，由于渐变结构21的存在，安装与加工的难度降低。
本发明提供的一种出口处渐变流动区域的可植入微型轴流血泵的套筒可用于其他轴流泵上，即对于具有不同前后导叶、转子的轴流泵仍可利用本发明的的渐变式套筒设计；且套筒的入口区也可采用类似设计。

Claims (5)

1.一种出口处渐变流动区域的可植入微型轴流血泵，包括泵体和驱动线圈(12)，其特征在于，所述的泵体包括套筒(13)，驱动线圈(12)设置在套筒(13)外，在套筒(13)内的前端部设置前导叶(4)，中部设置转子，尾端部设置后导叶(6)，所述转子包括一个与套筒(13)同轴的腔体(5)，腔体(5)内设置与前导叶(4)连接的相对于转子轴向滑动的滑动轴(19)和与后导叶(6)连接的固定于腔体(5)内表面的固定轴(17)，固定轴(17)与滑动轴(19)同轴，滑动轴(19)上与前导叶(4)连接的一端通过半球结构一(161)支撑于前导叶(4)的尾端，固定轴(17)上与后导叶(6)连接的一端通过半球结构二(162)支撑于后导叶(6)的尾端，滑动轴(19)的另端和固定轴(17)的另端之间设置弹性塞(18)，腔体(5)中环绕滑动轴(19)、弹性塞(18)和固定轴(17)设置有永磁体(11)；在套筒(13)尾端口部的内壁上设置有渐变结构(21)；
所述前导叶(4)上设置有螺旋状的前导叶叶片(1)，后导叶(6)上设置有螺旋状的后导叶叶片(3)；
所述渐变结构(21)是指，从套筒(13)尾端口部向内，筒径逐渐变小，直至后导叶(6)所对应位置后，再向内逐渐变大，至腔体(5)后不再变化，最终在套筒(13)尾端口部形成渐变流动区域(20)。
2.根据权利要求1所述的出口处渐变流动区域的可植入微型轴流血泵，其特征在于，所述腔体(5)的外部设置有转子叶片(2)。
3.根据权利要求1所述的出口处渐变流动区域的可植入微型轴流血泵，其特征在于，所述半球结构一(161)由设置在滑动轴(19)端的凸起半球一(71)和设置在前导叶(4)端的凹半球一(81)组成；所述半球结构二(162)由设置在固定轴(17)端的凸起半球二(72)和设置在后导叶(6)端的凹半球二(82)组成。
4.根据权利要求3所述的出口处渐变流动区域的可植入微型轴流血泵，其特征在于，所述凸起半球一(71)和凸起半球二(72)上均开有小穴(14)。
5.根据权利要求1所述的出口处渐变流动区域的可植入微型轴流血泵，其特征在于，所述腔体(5)靠近前导叶(4)的一端为锥形结构一(9)，靠近后导叶(6)的一端为锥形结构二(10)，锥形结构一(9)与锥形结构二(10)相对称。
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