CN107551341A - 转动平稳的离心血泵 - Google Patents
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Abstract
一种转动平稳的离心血泵，它包括壳体以及安装在壳体中的叶轮，所述壳体正对叶轮中心处设有与叶轮中心孔配合的定位轴；叶轮安装在上盖和下盖之间的螺旋式血液通道的中心处；上盖和下盖上分别设有与血液通道连通的血液流入管和血液流出管；叶轮中的叶片包括主叶片和连接在主叶片外端的副叶片；其中主叶片沿着转子的圆周均匀排布，且主叶片与血液通道中血液旋转流动方向的夹角为钝角。本发明通过优化设计的叶轮以及相关结构设计，使得离心血泵在低转速下具有较高的泵出效率，保证了血液动脉压，低转速降低了磨损，延长了血泵寿命，还降低了能耗，提高了血泵的续航能力，而且低转速也降低了血泵工作压力控制的难度，使用和操作也更加简单方便。
Description
技术领域
本发明涉及离心血泵，尤其涉及一种转动平稳的离心血泵。
背景技术
血泵是一种血液供给辅助器械，它靠气动、电动或磁动力使血液压力差，以驱动血液循环供给流动，它主要用于全人工心脏和心室功能辅助。
目前较为常用血泵为离心血泵，它是将叶片装在血泵的转子上，当转子高速旋转时，这些叶片将引导血液并将其抛至外沿，叶片对血液的动力作用将形成动脉压，从而驱动血液循环泵出，该动脉压力的大小取决于叶轮的转速，一般情况下，转速越高所形成的动脉压也越高，血液的流速也越快。
当前离心血泵常见结构为中国专利ZL201380053302.9公开的离心血泵，它采用一种重量轻且可在叶轮上提供高转矩的离心血泵，其中叶轮轴向和径向居中而没有任何机械轴承，这种一种典型离心式磁悬浮心脏泵；虽然该结构降低了机械磨损，提高了叶轮工作机械性能，但在实际使用中还存在系列问题；该类结构的叶轮由于缺乏机械定位结构，低速转动稳定性差，其控制一般采用惯性稳定较高的高转速，然而叶片在高转速会破坏血浆，影响血液的功能，一方面需要精密的叶片，另一方面需要引进与高转速匹配的高难度压力控制方法；另外，磁悬浮结构还需要额外的能量供应，其能耗也较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种转动平稳的离心血泵，它具有结构可靠，低速平稳性好和泵出效率高的优点。
本发明是这样来实现的，一种转动平稳的离心血泵，它包括壳体以及安装在壳体中的叶轮，其特征在于，所述壳体正对叶轮中心处设有与叶轮中心孔配合的定位轴。
所述壳体包括上盖和下盖，叶轮安装在上盖和下盖之间的螺旋式血液通道的中心处；所述上盖和下盖上分别设有与血液通道连通的血液流入管和血液流出管。
优选的是：所述血液流入管的中心轴与血液流出管的中心轴垂直，其中血液流入管正对叶轮顶部。
所述叶轮包括转子以及转子圆周均匀排布的叶片；所述叶片包括主叶片和连接在主叶片外端的副叶片；其中主叶片沿着转子的圆周均匀排布，且主叶片与血液通道中血液旋转流动方向的夹角为钝角。
所述主叶片为直叶片，所述副叶片为伸出转子外缘的弧形叶片，且副叶片沿着背离血液通道中血液旋转流动的方向弯曲。
优选的是：所述定位轴具有限定叶轮纵向位移的卡接定位块。
本发明的有益效果为：本发明是一种在低转速下平稳运行的离心血泵，通过优化设计的叶轮以及相关结构设计，使得离心血泵在低转速下具有较高的泵出效率，保证了血液动脉压，低转速降低了磨损，延长了血泵寿命，还降低了能耗，提高了血泵的续航能力，而且低转速也降低了血泵工作压力控制的难度，使用和操作也更加简单方便。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构爆炸图。
图2为图1所示实施例的结构装配图。
图3为图2的侧视图。
图4为本发明血液进出以及定位轴结构的示意图。
图5为本发明血液旋转流动方向以及主叶片结构的示意图。
图6为本发明血液旋转流动方向以及副叶片结构的示意图。
图7为本发明血液旋转流动方向与主叶片夹角示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
如图1-3所示，本发明是这样实现的，该转动平稳的离心血泵包括壳体1以及安装在壳体1中的叶轮2，其结构特点是，所述壳体1正对叶轮2中心处设有与叶轮2中心孔配合的定位轴101；本发明与传统悬浮式或无定轴的离心血泵相比，它能够在叶轮2低转速的情况下依旧平稳正常工作，且叶轮2转动起来更加的平顺可靠；利用该离心血泵的低转速特性，可以实现血液低压泵出，降低血泵工作中叶轮2高速转动以及工作压力过大对血浆的破坏；在装配时，壳体1上的定位轴101与叶轮2中心孔卡接配合，并使叶轮2能够围绕定位轴101平稳转动；当然这种结构可以互换，即壳体1设置中心孔，而叶轮2设置与该中心孔配合的定位轴；除此之外，为了降低磨损，该定位轴101还可以采用非接触磁性轴，该定位轴101与中心孔的连接处还设有密封圈/垫，避免液体浸入配合处影响转动平顺性。
为了提高壳体1装配的便利性，所述壳体1采用分体式装配结构，它包括上盖102和下盖103，上盖102和下盖103通过卡接或螺栓可拆卸地连接在一起，叶轮2安装在上盖102和下盖103之间的螺旋式血液通道3的中心处；所述上盖102和下盖103上分别设有与血液通道3连通的血液流入管1021和血液流出管1031；在具体实施时，为了避免血液泵出对血液流入的干扰，所述血液流入管1021的中心轴与血液流出管1031的中心轴垂直，其中血液流入管1021正对叶轮2顶部；来自血液流入管1021的血液在重力作用下流入，然后在叶轮2的作用下沿着螺旋式血液通道3旋转，在压力的作用下从血液流出管1031流出，通过控制叶轮2的转速可以调节血液从血液流出管1031泵出的流速，由于实现了叶轮2的低速运转，大大提高了血泵适应性；在具体实施时，所述血液流入管1021和血液流出管1031均连接有电磁阀，并配合相应的流量传感器，叶轮2、电磁阀和流量传感器与控制器相连，这样控制器可通过需要调节电磁阀的开闭，以获得需要的血流流速，并调整叶轮2的转速，使得血泵具有与血液流速相适应的工作压力，保证血泵始终处于最佳工作状态。
本发明其中一个较为关键的技术点在于叶轮2，该叶轮2的结构使其在低转速下仍具有较高的泵出效率，其结构如图5和6所示，所述叶轮2包括转子201以及转子201圆周均匀排布的叶片202；在具体实施时，所述叶片202包括主叶片2021和连接在主叶片2021外端的副叶片2022；其中主叶片2021沿着转子201的圆周均匀排布，且主叶片2021与血液通道3中血液旋转流动方向的夹角为钝角，如图7所示，该钝角的工作角度α优选为120度-130度，在主叶片2021转动时，可使得靠近主叶片2021的血液沿着主叶片2021轴线方向离心甩出，由于血液整体螺旋流向与叶轮2转动相同，这样从主叶片2021甩出的血液能够很好地汇入到螺旋式血液通道3中，相比工作角度α为锐角的叶片，从主叶片2021甩出的血液能够扩散性更好，便于迅速与螺旋式血液通道3中的血液汇合，构成较为流速较为均匀的泵出血液。
为了使得血液平顺地汇入到螺旋式血液通道3中，所述主叶片2021为直叶片，所述副叶片2022为伸出转子201外缘的弧形叶片，且副叶片2022沿着背离血液通道3中血液旋转流动的方向弯曲，与传统全弧形叶片相比，采用直叶片的主叶片2021能够显著缩短液体流动路径，叶轮在同转速的情况下，血泵流量能够达到更大，提高了叶轮工作效率；同时结合伸出转子201外缘的副叶片2022，其弧形叶片一方面改善液体汇入的角度，另一方面副叶片2022直接插入到背离血液通道3中，在降低叶片形状对血浆影响的同时进一步增加血泵的血液流速。
本发明在具体实施时，所述转子201内均匀设有驱动强力磁铁，它在磁感应作用下带动叶片202旋转，而定位轴101还具有限定叶轮2纵向位移的卡接定位块如图4所示，可避免叶轮2转动中发生纵向窜动，提高运行的稳定性。
Claims (7)
1.一种转动平稳的离心血泵，它包括壳体(1)以及安装在壳体(1)中的叶轮(2)，其特征在于，所述壳体(1)正对叶轮(2)中心处设有与叶轮(2)中心孔配合的定位轴(101)。
2.如权利要求1所述转动平稳的离心血泵，其特征在于，所述壳体(1)包括上盖(102)和下盖(103)，叶轮(2)安装在上盖(102)和下盖(103)之间的螺旋式血液通道(3)的中心处；
所述上盖(102)和下盖(103)上分别设有与血液通道(3)连通的血液流入管(1021)和血液流出管(1031)。
3.如权利要求2所述转动平稳的离心血泵，其特征在于，所述血液流入管(1021)的中心轴与血液流出管(1031)的中心轴垂直，其中血液流入管(1021)正对叶轮(2)顶部。
4.如权利要求3所述转动平稳的离心血泵，其特征在于，所述叶轮(2)包括转子(201)以及转子(201)圆周均匀排布的叶片(202)。
5.如权利要求4所述转动平稳的离心血泵，其特征在于，所述叶片(202)包括主叶片(2021)和连接在主叶片(2021)外端的副叶片(2022)；
其中主叶片(2021)沿着转子(201)的圆周均匀排布，且主叶片(2021)与血液通道(3)中血液旋转流动方向的夹角为钝角。
6.如权利要求5所述转动平稳的离心血泵，其特征在于，所述主叶片(2021)为直叶片，所述副叶片(2022)为伸出转子(201)外缘的弧形叶片，且副叶片(2022)沿着背离血液通道(3)中血液旋转流动的方向弯曲。
7.如权利要求1-6中任意一项所述转动平稳的离心血泵，其特征在于，所述定位轴(101)具有限定叶轮(2)纵向位移的卡接定位块。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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