CN104373356B - 一种基于钢球的医用半磁悬浮离心泵 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种基于钢球的医用半磁悬浮离心泵，包括电机、与电机转子连接的主动磁环、以及与主动磁环非接触布置并通过磁力传动扭矩的从动磁环，所述主动磁环和从动磁环中间气隙内设有隔离密封套，所述从动磁环与叶轮转子固接在一起，所述叶轮转子的径向通过被动侧底座支撑，其轴向通过钢球单向限位，所述叶轮转子通过上顶块压紧钢球，钢球设置在被动侧底座上，钢球下端通过下顶块压紧泵壳底座。采用本发明技术方案，相对于一般的滑动轴承，机械摩擦接触减少，发热量也减少，从而可以提高血泵的抗血栓能力。

Description

一种基于钢球的医用半磁悬浮离心泵
技术领域
在本发明属于医用超精密泵领域，具体而言，涉及一种基于钢球的医用半磁悬浮离心泵。
背景技术
医用离心泵的应用领域主要有心脏手术体外循环、心室辅助循环、心脏移植手术、体外膜肺支持、主动脉手术、肝、肾移植术中应用体外循环等。在传统离心泵中，由于转子轴密封处存在摩擦，离心泵高速运转的时候，会产生较大的热量，从而容易导致血栓，而且转子轴密封处血液停滞不动，也容易导致血栓，而一般的转子使用的滑动轴承，机械摩擦接触大，发热量高，容易导致血栓，本发明通过钢球面接触来改善上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种基于钢球的医用半磁悬浮离心泵，离心泵转子与电机轴之间的传动通过磁性联轴器来实现。磁性联轴器最大的特点在于通过设置在主从磁转子中间气隙内的隔离密封套，可以将从动磁转子以及被传动件完全密封起来，并且在没有机械接触的情况下，通过磁力作用将主动件的运动与动力传递给被动件，离心泵转子则通过钢球来限位。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种基于钢球的医用半磁悬浮离心泵，包括电机、与电机转子连接的主动磁环、以及与主动磁环非接触布置并通过磁力传动扭矩的从动磁环，所述主动磁环和从动磁环中间气隙内设有隔离密封套，所述从动磁环与叶轮转子固接在一起，所述叶轮转子的径向通过被动侧底座（9）支撑，其轴向通过钢球单向限位，所述叶轮转子通过上顶块压紧钢球，钢球设置在被动侧底座上，钢球下端通过下顶块压紧泵壳底座。
进一步的，所述从动磁环和主动磁环上分别交错镶嵌有多块永磁体。
进一步的，所述叶轮转子与从动磁环为一体式结构。
进一步的，所述泵壳底座上方封接有泵壳上盖，并且之间通过O型圈密封。
进一步的，所述泵壳底座和泵壳上盖的材料采用具有较好生物相容性的聚碳酸酯。
进一步的，所述叶轮转子的一端与泵壳底座连接，叶轮转子其余部分在泵壳底座与泵壳上盖形成的腔室内悬空设置。
本发明的有益效果是:
采用本发明技术方案，电机轴与离心泵转子没有机械接触。避免血液泄漏和被污染，相对于一般的滑动轴承，本发明通过钢球限位，机械摩擦接触减少，发热量也减少，从而可以提高血泵的抗血栓能力。
附图说明
图1是本发明的内部结构示意图；
图2是图1中钢球结构局部放大图。
图中标号说明：1、锁紧螺母,2、轴承,3、主动侧底座,4、主动磁环,5、安装座,6、被动侧盖子,7、从动磁环,8、泵壳底座,9、被动侧底座,10、磁铁,11、O型圈,12、泵壳上盖,13、叶轮转子,14、螺钉,15、上顶块,16、螺钉,17、钢球,18、下顶块,19、法兰盘,20、联轴器,21、电机安装座,22、电机,23、管子插头。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
如图1所示，电机22带动主动磁环4旋转，主动磁环4通过磁力将转动传递给从动磁环7。从动磁环7与叶轮转子13为一体，从而实现电机22驱动叶轮转子13转动。叶轮转子13、从动磁环7、泵壳上盖12和泵壳底座8采用具有较好生物相容性的材料聚碳酸酯，10块永磁体交错镶嵌在从动磁环7和主动磁环4中。由于采用磁力驱动，从而使得电机22与叶轮转子13之间无需机械接触就能传递扭矩。避免了叶轮转子13轴密封带来的问题，简化了泵壳底座8的结构。
叶轮转子13（即离心泵转子）只有一端与泵壳底座接触，整个叶轮转子13其余部分在静止或运动状态下都是悬空的。如图所示，假设叶轮转子13发生径向向下移动，则磁性轴承下方径向距离缩小，则气隙中的磁密增加，使磁性轴承下部磁环的抵抗力增大，将叶轮转子13推回到中心。叶轮转子13沿径向其他方向的运动也类似这种情况。因此，叶轮转子13径向是稳定的。由于主动磁环4和从动磁环7是相互吸引的，叶轮转子13将被主动磁环吸引，压在壳体上，因此轴向也是稳定的。
如图2所示，叶轮转子13径向由径向磁性轴承支撑，轴向由磁性联轴器和钢球17单向限位。虽然径向磁性轴承的刚度没有滑动轴承的大，在受到外力干扰后，径向位移变大。但是由于具有离心泵高转速的特性，当磁性联轴器带动叶轮转子13作高速旋转的时候，叶轮转子13会产生陀螺效应，使叶轮转子13径向趋于稳定。磁悬浮离心泵相对于滑动轴承，机械摩擦接触减少，发热量也减少，从而可以提高血泵的抗血栓能力。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于钢球的医用半磁悬浮离心泵，包括电机（22）、与电机转子连接的主动磁环（4）、以及与主动磁环（4）非接触布置并通过磁力传动扭矩的从动磁环（7），所述主动磁环（4）和从动磁环（7）中间气隙内设有隔离密封套，所述从动磁环（7）与叶轮转子（13）固接在一起，其特征在于，所述叶轮转子（13）的径向通过被动侧底座（9）支撑，其轴向通过钢球（17）单向限位，所述被动侧底座（9）支撑采用磁性轴承，所述叶轮转子（13）通过上顶块（15）压紧钢球（17），钢球（17）设置在被动侧底座（9）上，钢球（17）下端通过下顶块（18）压紧泵壳底座（8），所述叶轮转子（13）的一端与泵壳底座（8）连接，叶轮转子（13）其余部分在泵壳底座（8）与泵壳上盖（12）形成的腔室内悬空设置。
2.根据权利要求1所述的基于钢球的医用半磁悬浮离心泵，其特征在于，所述从动磁环（7）和主动磁环（4）上分别交错镶嵌有多块永磁体。
3.根据权利要求1所述的基于钢球的医用半磁悬浮离心泵，其特征在于，所述叶轮转子（13）与从动磁环（7）为一体式结构。
4.根据权利要求1所述的基于钢球的医用半磁悬浮离心泵，其特征在于，所述泵壳底座（8）上方封接有泵壳上盖（12），并且之间通过O型圈（11）密封。
5.根据权利要求4所述的基于钢球的医用半磁悬浮离心泵，其特征在于，所述泵壳底座（8）和泵壳上盖（12）的材料采用具有较好生物相容性的聚碳酸酯。
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CN105797226A (zh) * 2016-03-14 2016-07-27 正仁（北京）医疗仪器有限公司 磁悬浮滚轴式心脏泵
CN112112815B (zh) * 2020-09-22 2021-05-18 华中科技大学 一种泵体轴承一体化的超薄微型泵
CN116292320B (zh) * 2023-05-11 2023-07-25 季华实验室 一种涡轮泵及oled喷墨打印机
CN116440404B (zh) * 2023-05-18 2024-03-08 苏州心岭迈德医疗科技有限公司 一种基于磁力驱动的封闭式微型泵
CN116531654B (zh) * 2023-05-18 2023-11-07 苏州心岭迈德医疗科技有限公司 一种微型泵

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6439845B1 (en) * 2000-03-23 2002-08-27 Kidney Replacement Services, P.C. Blood pump
JP3834610B2 (ja) * 2001-07-12 2006-10-18 独立行政法人産業技術総合研究所 動圧軸受を備えた人工心臓ポンプ
JP4059316B2 (ja) * 2002-06-06 2008-03-12 三菱重工業株式会社 血液ポンプ
CN103191476B (zh) * 2012-08-03 2015-03-11 上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心 一种单支点磁动力离心式血泵
CN204419598U (zh) * 2014-11-14 2015-06-24 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 一种基于钢球的医用半磁悬浮离心泵

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