CN106668966B - 一种电磁驱动泵 - Google Patents

Abstract

根据本发明所涉及的电磁驱动泵，包括具有磁性部件的泵体、复数个线圈组件以及控制电路，控制通往不同的线圈组件的直流电电流的先后时间顺序，使得复数个线圈组件产生与磁性部件对应的相反磁极的叠加磁场，磁性部件在叠加磁场中沿着外层壳体作直线往复运动。本发明提供的电磁驱动泵通过电磁力作为驱动力，通过磁场力来驱动目标机构，减小了设备的体积。进一步地，可以控制线圈组件产生的交替变化的磁场，使磁性部件在该磁场的作用下作具有模拟心脏泵血的搏动规律的往复运动，将该电磁驱动泵应用于医疗设备技术领域中制造成搏动式血泵，能够避免离心泵的连续灌注泵血对人体组织脏器及大脑的损伤。

Description

一种电磁驱动泵

技术领域

本发明涉及一种泵，具体涉及一种电磁驱动泵。

背景技术

临床上用于辅助循环的血泵系统装置中，常见的有辊压式血泵和离心式血泵。辊压泵一直是体外循环支路最常用的血泵，辊压泵从1935年开始使用，它的优点是独立的预加载可以提供一个恒定的流量，较适合小儿使用。小儿使用时可作小流量精细调节，作脱离训练也比较方便。但由于其机械结构的影响，使得辊压泵易产生气栓和微栓，易泵脱。有调查显示辊压泵有达56％之高的泵故障率。离心泵作为第二代血泵有了很好地改进，离心泵的工作原理是利用旋转体中心产生负压，旋转体周围产生高压，使得输入输出口存在压差，从而推动血液流动。目前的第三代磁悬浮离心泵采用了磁悬浮技术，使得血泵的溶血性又进一步降低，同时磁悬浮技术避免了机械结构与血液的直接接触，从而降低了微栓的发生率，但其缺点在于，离心泵在泵血时提供的是连续灌注，这在一定程度上造成了对人体组织脏器及大脑的损伤。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种搏动型的电磁驱动泵。

本发明提供了一种电磁驱动泵，具有这样的特征，包括：泵体，具有内层壳体和套在内层壳体上且与内层壳体相连的外层壳体，内层壳体与外层壳体之间具有间隙；设置在间隙中的且绕在内层壳体上的复数个线圈组件；以及与线圈组件连接的控制电路，其中，泵体还包括：两个磁性部件、储血腔以及两个工作腔，储血腔设置在外层壳体上，两个磁性部件设置在外层壳体上且分别位于储血腔的两端，磁性部件的一端与储血腔固定连接，两个工作腔设置在外层壳体上且分别位于泵体的两端，工作腔的一端与磁性部件固定连接，另一端与泵体的一端固定连接，控制电路控制通往不同的线圈组件的直流电电流的先后时间顺序，使得复数个线圈组件产生与磁性部件对应的相反磁极的叠加磁场，磁性部件在叠加磁场中沿着外层壳体作直线往复运动。

在本发明提供的电磁驱动泵中，还可以具有这样的特征：其中，外层壳体和内层壳体均呈管状。

另外，在本发明提供的电磁驱动泵中，还可以具有这样的特征：其中，内层壳体内设置有铁芯。

另外，在本发明提供的电磁驱动泵中，还可以具有这样的特征：其中，磁性部件呈环状。

另外，在本发明提供的电磁驱动泵中，还可以具有这样的特征：其中，线圈组件包括复数层导线绕成的叠加的线圈。

另外，在本发明提供的电磁驱动泵中，还可以具有这样的特征：其中，线圈组件的剖面呈V形。

另外，在本发明提供的电磁驱动泵中，还可以具有这样的特征：其中，线圈组件有3层线圈。

另外，在本发明提供的电磁驱动泵中，还可以具有这样的特征：其中，工作腔呈圆管状，其横截面呈环形，采用柔性材料制成。

另外，在本发明提供的电磁驱动泵中，还可以具有这样的特征：其中，泵体还包括两根根连接管，该连接管的一端与工作腔相连通，另一端与储血腔相连通。

另外，在本发明提供的电磁驱动泵中，还可以具有这样的特征：其中，连接管内设置有从储血腔流向工作腔的单向阀。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的电磁驱动泵，包括泵体、复数个线圈组件以及控制电路，控制通往不同的线圈组件的直流电电流的先后时间顺序，使得复数个线圈组件产生与磁性部件对应的相反磁极的叠加磁场，磁性部件在叠加磁场中沿着外层壳体作直线往复运动。

本发明提供的电磁驱动泵通过电磁力作为驱动力，有别于其他的驱动控制原理，通过磁场力来驱动目标机构，减小了设备的体积。

进一步地，可以控制线圈组件产生的交替变化的磁场，使磁性部件在该磁场的作用下作具有模拟心脏泵血的搏动规律的往复运动，将该电磁驱动泵应用于医疗设备技术领域中制造成搏动式血泵，能够避免离心泵的连续灌注泵血对人体组织脏器及大脑的损伤。

附图说明

图1是本发明的实施例中电磁驱动泵主视剖面示意图；

图2是本发明的实施例中图1中A向示意图；

图3是本发明的实施例中第一工作腔示意图；

图4是本发明的实施例中磁性部件示意图；

图5是本发明的实施例中线圈组件示意图；以及

图6是本发明的实施例中磁性部件运动原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明所提供的电磁驱动泵作具体阐述。

如图1、图2所示，电磁驱动泵100包括泵体、复数个线圈组件以及具有控制器的控制电路。

泵体包括外层壳体1、内层壳体2、铁芯3、第一出口管4，第一限位器5、第一工作腔6、第一磁性部件7、储血腔8、第二磁性部件11、第二工作腔12、第二限位器13、第二出口管14、第一连接管23以及第二连接管24。

外层壳体1在本实施例中为直圆管。

内层壳体2在本实施例中为直圆管，外层壳体1套装在内层壳体2上，内层壳体2与外层壳体1之间具有间隙，外层壳体1与内层壳体2在管的两端分别相连。

铁芯3呈圆柱形状，设置在内层壳体2的圆管内。

第一限位器5和第二限位器13为圆环板，分别设置在外层壳体1的外端面上的两端。

第一工作腔6和第二工作腔12分别设置在外层壳体1的两端，可以沿外层壳体1进行轴向移动。第一工作腔6的一端与第一限位器5固定连接，另一端与第一磁性部件7固定连接，第二工作腔12的一端与第二限位器13固定连接，另一端与第二磁性部件11固定连接，第一工作腔6和第二工作腔12的一端端面上分别设置有凹槽。如图3所示，本实施例中，第一工作腔6和第二工作腔12均为封闭的折叠圆管，其横截面呈环形，可以被拉伸和压缩，均采用柔性材料制成，该柔性材料为医用无毒透明聚氯乙烯塑料。

储血腔8设置在外层壳体1上，包括进血口9、输药口10。实施例中，储血腔8呈圆柱形，剖面呈圆环形状。

进血口9设置在储血腔8的外侧，与外界供血源连通。

输药口10设置在储血腔8的外侧，位于进血口9的一侧，用于输入药物和采集血液样品。

第一磁性部件7和第二磁性部件11呈环状，分别设置在外层壳体1上且分别位于第一工作腔6和第二工作腔12的凹槽内，分别位于储血腔8的两端，第一磁性部件7的一端与储血腔8的一端固定连接，另一端与第一工作腔6固定连接，第二磁性部件11的一端与储血腔8的另一端固定连接，另一端与第二工作腔12固定连接。第一磁性部件7和第二磁性部件11磁性部件可以为环形磁性块。如图4所示，本实施例中，第一磁性部件7和第二磁性部件11均包括圆环28和复数个磁性块29。

圆环28在本实施例中采用塑料制成。

磁性块29为永磁体，10个磁性块29均匀的镶嵌在圆环28上。

第一连接管23的一端与第一工作腔6的一端连通，另一端与储血腔8的一端连通，第一连接管23内设置有从储血腔8流向第一工作腔6的单向阀。

第二连接管24的一端与第二工作腔12的一端连通，另一端与储血腔8的一端连通，第二连接管24内设置有从储血腔8流向第二工作腔12的单向阀。

实施例中，绕在内层壳体2上的线圈组件的个数为8，分别设置在内层壳体2与外层壳体1之间的间隙中，如图1所示，从右到左依次编号为15-22，每个线圈组件均包括复数层导线绕成的叠加的线圈，每个线圈组件均具有位于线圈组件两端的两个接线端。

线圈组件的剖面呈V形，本实施例中，线圈组件有3层线圈，如图5所示，从下到上依次编号为25、26、27，其中下层线圈25全部缠绕，中层线圈26从两端向内缠绕，空出线圈组件的中间位置；上层线圈27只缠绕线圈组件的两端。

控制电路与8个线圈组件连接，控制器控制通往不同的线圈组件的直流电电流的先后时间顺序，使得8个线圈组件分别产生与磁性部件对应的相反磁极的叠加磁场，磁性部件在叠加磁场中沿着外层壳体作直线往复运动。

下面结合附图6说明电磁驱动泵100的工作原理。

将血液通过进血口9注入储血腔8，线圈组件15-22中的每个线圈组件的左端接直流电源的负极，右端接直流电源正极，通电之后，如图6所示，线圈组件21的左侧是N级，右侧是S级。当泵体处于第一工作腔6被压缩到最小，第二工作腔12被拉伸到最大的状态时，储血腔8中的血液通过第二连接管24单向得流入第二工作腔12。

过程1，对线圈组件21通电，第一磁性部件7在磁场力的作用下向右运动，同时对线圈组件19通电，第二磁性部件11也在磁场力的作用下向右运动。最终，第一磁性部件7停留在线圈组件21的中间位置，第二磁性部件11停留在线圈组件19的中间位置。由于第一磁性部件7和第二磁性部件11向右运动，带动第一工作腔6被拉伸，其内部空间变大，内部压力减小，储血腔8内部的血液通过第一连接管23单向流入第一工作腔6；同时，第二工作腔12被压缩，内部空间减小，内部压力变大，第二工作腔12内部的血液通过第二出口管14被泵出。

过程2，然后依次对线圈组件20和线圈组件18通电，使得第一磁性部件7和第二磁性部件11继续向右运动，直至泵体处于第二工作腔12被压缩到最小，第一工作腔6被拉伸到最大的状态。

过程3，改变通往线圈组件的电流方向，按照上述过程1、2中方法，依次对线圈组件通电，使得第一磁性部件7和第二磁性部件11向左运动，直至泵体处于第一工作腔6被压缩到最小，第二工作腔12被拉伸到最大的状态。

控制器控制电流导通，重复上述过程1到过程3给对应的线圈通电，电磁驱动泵100就能搏动泵血，直至控制器关闭，停止通电。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的电磁驱动泵，包括泵体、复数个线圈组件以及控制电路，控制通往不同的线圈组件的直流电电流的先后时间顺序，使得复数个线圈组件产生与磁性部件对应的相反磁极的叠加磁场，磁性部件在叠加磁场中沿着外层壳体作直线往复运动。

本实施例提供的电磁驱动泵通过电磁力作为驱动力，有别于其他的驱动控制原理，通过磁场力来驱动目标机构，减小了设备的体积。进一步地，可以控制线圈组件产生的交替变化的磁场，使磁性部件在该磁场的作用下作具有模拟心脏泵血的搏动规律的往复运动，将该电磁驱动泵应用于医疗设备技术领域中制造成搏动式血泵，能够避免离心泵的连续灌注泵血对人体组织脏器及大脑的损伤。

另外，本实施例使用的电磁线圈组采用从内到外缠绕三层电磁线圈的绕法，三层线圈产生的磁场进行叠加，外面两层线圈产生的磁场使电磁线圈组两端的磁场强度增强，从而使得永磁体在磁场中受到相同大小的磁场力，使永磁体能稳定的运动。

进一步地，本实施例在内层壳体中设置有铁芯，能够增强通电线圈组产生的电磁场，使磁场强度变大。

进一步地，本实施例中将工作腔外置，有利于使用时观察血泵的工作状况。

进一步地，本实施例的工作腔采用与生物相容性良好的柔性材料制成，可以降低血液受到机械损伤的机率，同时也可避免了血栓的生成。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电磁驱动泵，其特征在于，包括：

泵体，具有内层壳体和套在所述内层壳体上且与所述内层壳体相连的外层壳体，所述内层壳体与所述外层壳体之间具有间隙；

设置在所述间隙中的且绕在所述内层壳体上的复数个线圈组件；以及

与所述线圈组件连接的控制电路，

其中，所述泵体还包括：两个磁性部件、储血腔以及两个工作腔，

所述储血腔设置在所述外层壳体上，

两个所述磁性部件设置在所述外层壳体上且分别位于所述储血腔的两端，所述磁性部件的一端与所述所述储血腔固定连接，

两个所述工作腔设置在所述外层壳体上且分别位于所述泵体的两端，所述工作腔的一端与所述磁性部件固定连接，另一端与所述泵体的一端固定连接，

所述控制电路控制通往不同的所述线圈组件的直流电电流的先后时间顺序，使得复数个所述线圈组件产生与所述磁性部件对应的相反磁极的叠加磁场，

所述磁性部件在叠加磁场中沿着所述外层壳体作直线往复运动。

2.根据权利要求1所述的电磁驱动泵，其特征在于：

其中，所述外层壳体和内层壳体均呈管状。

3.根据权利要求2所述的电磁驱动泵，其特征在于：

其中，所述内层壳体内设置有铁芯。

4.根据权利要求1所述的电磁驱动泵，其特征在于：

其中，所述磁性部件呈环状。

5.根据权利要求1所述的电磁驱动泵，其特征在于：

其中，所述线圈组件包括复数层导线绕成的叠加的线圈。

6.根据权利要求5所述的电磁驱动泵，其特征在于：

其中，所述线圈组件的剖面呈V形。

7.根据权利要求6所述的电磁驱动泵，其特征在于：

其中，所述线圈组件有3层线圈。

8.根据权利要求1所述的电磁驱动泵，其特征在于：

其中，所述工作腔呈圆管状，其横截面呈环形，采用柔性材料制成。

9.根据权利要求1所述的电磁驱动泵，其特征在于：

其中，所述泵体还包括二根连接管，该连接管的一端与所述工作腔相连通，另一端与所述储血腔相连通。

10.根据权利要求9所述的电磁驱动泵，其特征在于：

其中，所述连接管内设置有从所述储血腔流向所述工作腔的单向阀。