CN108744096B - 一种磁力驱动高流量搏动式血泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁力驱动高流量搏动式血泵，其包括安装支架；至少两个安装在所述安装支架的支撑面上的磁力推动装置，所述磁力推动装置包括驱动线圈、双通接头、内囊和磁屏蔽筒；每两个所述磁力推动装置分为一组并配设有一组驱动组件，所述驱动组件包括一个支点、一条平衡支杆、两条连接推杆和两个永磁活塞。本发明将多个磁力推动装置整合并两个一组由所述驱动组件联动，可有效减小发热，成倍数增加整机的功率，同时增加流量，工作状况可得到有效的改善，可获得较佳的工作结果。

Description

一种磁力驱动高流量搏动式血泵

技术领域

本发明属于电磁泵技术领域，具体涉及一种磁力驱动高流量搏动式血泵。

背景技术

目前常用的血泵主要有辊压式血泵和离心式血泵。辊压泵从1935年开始使用，优点在于预加载可以提供一个恒定的流量，最高流量450毫升/分钟，单泵无法满足体外膜肺氧合(exteacoporal membrane oxygenation,ECMO)，心脏直视手术中的体外循环等高血流量(3000～6000毫升/分钟)的需求。为提高流量，多泵并联使用，血细胞的过分挤压，血细胞的大量破坏，造成溶血，因而不适宜作长时间支持，辊压泵的血流在高速条件下呈波动很小的流体，近似线流。另外辊压泵过高的转速会造成软管没有充分充盈，流量反而下降，甚至断流。以上特点，限制了辊压泵的应用。离心泵作为第二代血泵，其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，使之输入输出存在压差，从而推动血流流动，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，从而降低了微血栓的发生，离心泵在泵血时提供的连续灌注，血流呈线流，而非搏动流，长时间支持，一定程度上造成组织器官血管上皮的损伤，另外目前使用离心泵费用非常昂贵。

血泵作为体外支持系统的基本核心设备，可广泛应用体外循环，离体器官的保存，体外膜肺氧合(ECMO)，连续性肾脏替代治疗(CRRT)。因此研发一款近似人体心脏搏动，具有高流量搏动式血泵有其必要性和实用性。

专利申请号201611244533X(公开号CN106593891A)公开了一种磁力驱动装置，但是该磁力驱动装置还处于开发中，其中的电磁线圈会产生较大的热量，而且易受外界磁场的影响，另外该装置的流量也有待提高。因此，为了获得较佳的工作结果，还需要做进一步的优化以增加其实用性，改善其工作状况。

发明内容

本发明基于现有的磁力驱动装置(公开号CN106593891A)的工作状况有待改善，旨在提供一种结构简单、磁力驱动、高流量、低溶血性、搏动流体的磁力驱动高流量搏动式血泵，从而得以改善工作状况，获得较佳的工作结果。

本发明的磁力驱动高流量搏动式血泵包括：

安装支架，所述安装支架具有支撑面；

至少两个安装在所述支撑面上的磁力推动装置，所述磁力推动装置包括驱动线圈、双通接头、内囊和磁屏蔽筒；所述驱动线圈呈筒状，内部为泵血腔；所述磁屏蔽筒设于所述驱动线圈外围；所述内囊置于所述泵血腔中并可轴向伸缩，所述内囊的顶端囊口与所述双通接头密封连接，所述内囊底端设有不锈钢薄片；所述双通接头固定在所述驱动线圈顶端，所述双通接头设有流入口和流出口，所述流入口和流出口中设有单向阀；

每两个所述磁力推动装置分为一组并配设有一组驱动组件，所述驱动组件包括一个支点、一条平衡支杆、两条连接推杆和两个永磁活塞，所述支点设于所述支撑面下面并位于两个所述磁力推动装置中间下方，所述平衡支杆的中间点与所述支点铰接，所述平衡支杆两端分别与两条所述连接推杆底端连接，所述连接推杆顶端与所述永磁活塞底端连接，所述永磁活塞滑配在所述泵血腔中且顶端与所述不锈钢薄片吸附连接。

本发明中，磁力推动装置作为基本单元，其中的驱动线圈及其控制电路的设置可参考专利CN106593891A。

每两个磁力推动装置组成一组通过所述驱动组件联动，一个输出另一吸入，所述平衡支杆的作用是平衡永磁活塞的重力，同时由于所述驱动线圈的相位控制，使所述平衡支杆连接的两组驱动力合并后在输出的泵血腔合并输出，达到输出力增大而单个线圈的驱动电流减小，减小发热的效果，成倍数增加整机的功率。

本发明中，所述磁屏蔽筒起到屏蔽磁作用，使基本单元间不构成干扰，同时也使得周围设备不受磁干扰。

较佳的，所述驱动组件还包括一条可伸缩的支点调节杆，所述支点调节杆竖直连接于所述支撑面下面，所述支点设于所述支点调节杆的底端，所述平衡支杆两端与所述连接推杆底端连接的位点可移动调节。

进一步的，所述支点调节杆内可设置螺纹杆，中段可设有调节长度的调节旋钮。调节所述支点调节杆的长度从而控制所述平衡支杆，改变平衡支杆上下摆动幅度，精确控制腔内每搏输出量。

较佳的，所述磁力推动装置数量为四个，分为两组，对应的两组所述驱动组件并排设置并通过一条横杆连接，所述横杆的两端作为所述支点与所述平衡支杆的中间点铰接，同时与所述支点调节杆的底端连接。各组均可设置独立的控制系统，两组也可以协动和联动。

较佳的，所述磁屏蔽筒与所述驱动线圈之间构成冷却腔，所述冷却腔和所述泵血腔顶部由套设的冷却腔封盖和泵血腔封盖隔离，底部由下托盖密封托住，所述下托盖中设有隔离圈将所述泵血腔和所述冷却腔隔离，所述双通接头置于泵血腔封盖上面，所述泵血腔封盖上设有压紧盖将所述双通接头压紧；所述冷却腔内置冷却液，所述磁屏蔽筒上下部设有冷却液口；所述磁屏蔽筒之间以铜管、冷却片相连，构成组间冷却回路。

较佳的，所述下托盖与所述驱动线圈之间，以及所述泵血腔封盖与所述驱动线圈之间设有密封圈。以此提高所述冷却腔和所述泵血腔之间的密封隔离性能，避免渗漏。

较佳的，所述磁力驱动高流量搏动式血泵还包括温度感应反馈控制系统，包括处理器和与所述处理器连接的温度传感器、冷却液泵和散热扇，所述温度传感器设于所述驱动线圈外围，所述冷却液泵设于所述冷却回路上，所述散热扇设于所述磁力推动装置一侧。

较佳的，其还包括钣金外壳，所述钣金外壳两侧设有通风孔，所述钣金外壳前面设有与所述驱动线圈的控制电路连接的开关和调节旋钮，所述钣金外壳前面设有用于显示所述磁力推动装置工作状态的显示器。

较佳的，所述内囊为低弹力乳胶囊，内壁为光滑的疏水层，外壁设有若干环形增厚圈，底部由所述不锈钢薄片密封连接。

较佳的，所述单向阀为塑料蝶瓣状单向阀。

较佳的，其还包括Y形的连接桥，所述连接桥一端为主干接口并设有管口螺纹，所述连接桥另一端为两个分支接口并设有套筒螺帽，所述连接桥的转角处和连接部位为平滑的圆弧形；同一所述连接桥的两个所述分支接口与两个流入口连接，或者与两个流出口连接。

本发明的主要有益效果在于：

本发明的磁力驱动高流量搏动式血泵是基于现有的磁力推动装置的改进，将多个磁力推动装置整合并两个一组由所述驱动组件联动，可有效减小发热，成倍数增加整机的功率，同时增加流量，工作状况可得到有效的改善，可获得较佳的工作结果。具体体现在但不限于以下几点。

1、本发明将两个磁力推动装置分为一组通过同一所述驱动组件联动，一个输出另一吸入，所述平衡支杆的作用是平衡永磁活塞的重力，同时由于所述驱动线圈的相位控制，使所述平衡支杆连接的两组驱动力合并后在输出的泵血腔合并输出，达到输出力增大而单个线圈的驱动电流减小，减小发热的效果，成倍数增加整机的功率。另外，所述磁屏蔽筒和所述驱动线圈之间形成冷却腔，可有效地分散所述驱动线圈产生的热量，可进一步改善工作状况。

2、本发明中，所述磁屏蔽筒可起到屏蔽磁作用，使基本单元间不构成干扰，同时也使得周围设备不受磁干扰。

3、本发明中，所述内囊和所述双通接头的组合，以及所述双通接头流入口和流出口配有单向阀，可使得血液的吸入和输出有序进行，避免出现回流情况。而且通过连接桥连接可自由实现组内或组间各流入(出)口的并联，进而实现高流量的搏动式泵送血液。

附图说明

图1为本发明磁力驱动高流量搏动式血泵的整机示意图；

图2为本发明内部安装结构示意图；

图3为本发明磁力推动装置的安装示意图；

图4为本发明磁力推动装置与驱动组件的结构示意图；

图5为本发明磁力推动装置的爆炸示意图；

图6为本发明内囊和双通接头的示意图；

图7为本发明支点调节杆的示意图；

图8为本发明连接桥的示意图。

附图标记

磁力推动装置1，驱动线圈11，双通接头12，流入口121，流出口122，单向瓣膜阀123，内囊13，环形增厚圈131，不锈钢薄片132，磁屏蔽筒14，冷却液口141，冷却腔封盖15，泵血腔封盖16，下托盖17，隔离圈171，压紧盖18，密封圈19；

钣金外壳2，通风孔21，总开关22，调节旋钮23，大屏触摸显示屏24；

安装支架3；

驱动组件4，支点调节杆41，调节螺母411，上固定轴413，螺纹杆412，平衡支杆42，连接推杆43，永磁活塞44，横杆45；

盖板5；

连接桥6，管口螺纹61，套筒螺帽62；

散热扇7。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。

实施例1

图1所示为本发明一较佳实施例的磁力驱动高流量搏动式血泵，其包括四个磁力推动装置1和包覆在外面的钣金外壳2。图2～图4为磁力推动装置1的安装示意图，磁力推动装置1固定在安装支架3的支撑面上并由下面的驱动组件4联动工作，上面有盖板5盖住。

每个磁力推动装置1包括驱动线圈11、双通接头12、内囊13和磁屏蔽筒14。图5为单个磁力推动装置1的爆炸示意图(内囊13见图6)。其中驱动线圈11呈筒状，内部为泵血腔，驱动线圈11及其控制电路的设置可参考专利CN106593891A。磁屏蔽筒14与驱动线圈11之间构成冷却腔，冷却腔和泵血腔顶部由套设的冷却腔封盖15和泵血腔封盖16隔离，其中泵血腔封盖16螺接在驱动线圈11顶端，冷却腔封盖15压住泵血腔封盖16，实现双重压紧密封；双通接头12置于泵血腔封盖16上面，并通过螺接的压紧盖18压紧。而冷却腔和泵血腔底部由下托盖17密封托住，下托盖17中设有隔离圈171将泵血腔和冷却腔隔离。较佳的，下托盖17与驱动线圈11之间，以及泵血腔封盖16与驱动线圈11之间设有密封圈19，以此提高冷却腔和泵血腔之间的密封隔离性能，避免渗漏。较佳的，冷却腔内置冷却液，磁屏蔽筒上下部设有冷却液口141；四个磁力推动装置1的磁屏蔽筒14之间以铜管、冷却片相连，构成组间冷却回路。

如图6所示，内囊13为低弹力乳胶囊，内壁为光滑的疏水层以防血细胞附着，外壁设有若干环形增厚圈131能使其有序收缩，底部由不锈钢薄片132密封，顶端囊口与双通接头12密封连为一体。内囊13穿过泵血腔封盖16置于泵血腔中并可轴向伸缩。双通接头12上部设有流入口121和流出口122，流入口121和流出口122中设有单向瓣膜阀123。

驱动组件4分为两组，分别驱动同为一组的两个磁力推动装置2。如图4所示，每组驱动组件4包括一条可伸缩的支点调节杆41、一条平衡支杆42、两条连接推杆43和两个永磁活塞44。支点调节杆41竖直连接于支撑面下面。两组驱动组件4的支点调节杆41底端通过横杆45连接，横杆45的两端作为支点位于两个磁力推动装置1中间下方，平衡支杆42的中间点铰接在横杆45的两端，连接推杆43底端铰接在平衡支杆42两端，连接推杆43顶端与永磁活塞44底端连接，永磁活塞44滑配在泵血腔中且顶端与内囊13底端的不锈钢薄片吸附连接。较佳的，平衡支杆42两端设有齿状的卡口，连接推杆43通过可松紧的销轴及卡夹结构与平衡支杆42铰接；支点调节杆41如图7所示，其中包括固定轴413，调节螺母411，螺纹杆412，通过调节螺母411可调节整个支点调节杆41的长度的。调节支点调节杆41的长度以及平衡支杆42有效连接长度，从而改变连接推杆43上下摆动的幅度，进而控制泵血腔内每搏输出量。

较佳的，其还包括如图8所示的Y形的连接桥6(可配置4个)，连接桥6一端为主干接口并设有管口螺纹61，连接桥6另一端为两个分支接口并设有套筒螺帽62，连接桥6的转角处和连接部位为平滑的圆弧形，最大程度的减少湍流；同一连接桥6的两个分支接口与两个流入口连接，或者与两个流出口连接，自由实现组内或组间各流入(出)口的并联。

较佳的，如图1所示，钣金外壳2两侧设有通风孔21，前面设有总开关22、两个调节旋钮23以及大屏触摸显示屏24。两个调节旋钮23与驱动线圈的控制电路连接，分别独立控制两组磁力推动装置2和驱动组件4的工作参数，两组磁力推动装置2可设置独立的控制系统，也可以协动和联动。大屏触摸显示屏24可即时显示各驱动组件的压力，流量，工作频率，温度，工作曲线等信息，也是人机交流的界面。

较佳的，其还包括温度感应反馈控制系统，包括处理器和与处理器连接的温度传感器、冷却液泵和散热扇7，温度传感器设于驱动线圈外围，冷却液泵设于冷却回路上，散热扇7设于盖板5一侧(如图2)。

本发明还可内置各类压力、温度、流量感应器，各类数据汇总内置PCU储存记录，可根据给定参数最优匹配各组驱动组件的工作频率，电流与电压。

实际组装与使用

一、管路连接和组装(以一组驱动组件为例)

1.将两个双通接头12分别在两个泵血腔顶部，内囊13置入泵血腔内，底部不锈钢薄片吸附于永磁活塞44上，然后将压紧盖18与泵血腔封盖16螺纹连接并密封。

2.二个连接桥6分别将连接两个双通接头12的流出口与流入口并联，螺帽拧紧密闭。

3.连接桥6上端口分别接医用塑料管。

4.医用塑料管接5‰肝素生理盐水1000毫升。

二、排气与预冲

1.将整机放置较低位置。

2.开启预冲模式20分钟，永磁活塞44以低速、低频上下活动，因整机开口均向上，故可排尽管路中气体，同时管路肝素化。

三、连接目标，设定参数，启动工作。

四、另外一组驱动组件也可以按以上步骤连接、组装、排气和预冲后，可设定不同的参数，独立工作。例如以不同的参数同时向肝脏的动脉和门静脉泵血。

五、为获得更高的压力与流量，可将两组驱动组件按以上步骤完成连接，组装，在以连接桥将两组的流出口和流入口并联，完成后以同样的参数运行即可。

本发明的磁力驱动高流量搏动式血泵是基于现有的磁力推动装置的改进，将多个磁力推动装置整合并两个一组由驱动组件联动，可有效减小发热，成倍数增加整机的功率，同时增加流量，工作状况可得到有效的改善，可获得较佳的工作结果。具体体现在但不限于以下几点。

1、本发明将两个磁力推动装置分为一组通过同一驱动组件4联动，一个输出另一吸入，平衡支杆42的作用是平衡永磁活塞的重力，同时由于驱动线圈11的相位控制，使平衡支杆42连接的两组驱动力合并后在输出的泵血腔合并输出，达到输出力增大而单个线圈的驱动电流减小，减小发热的效果，成倍数增加整机的功率。磁屏蔽筒14和驱动线圈11之间形成冷却腔，可有效地分散驱动线圈14产生的热量，可进一步改善工作状况。

2、本发明中，磁屏蔽筒14起到屏蔽磁作用，使基本单元间不构成干扰，同时也使得周围设备不受磁干扰。

3、本发明中，所述内囊和所述双通接头的组合，以及所述双通接头流入口和流出口配有单向阀，可使得血液的吸入和输出有序进行，避免出现回流情况。而且通过连接桥连接可自由实现组内或组间各流入(出)口的并联，进而实现高流量的搏动式泵送血液。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创新的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种磁力驱动高流量搏动式血泵，其特征在于，其包括：

安装支架，所述安装支架具有支撑面；

至少两个安装在所述支撑面上的磁力推动装置，所述磁力推动装置包括驱动线圈、双通接头、内囊和磁屏蔽筒；所述驱动线圈呈筒状，内部为泵血腔；所述磁屏蔽筒设于所述驱动线圈外围；所述内囊置于所述泵血腔中并可轴向伸缩，所述内囊的顶端囊口与所述双通接头密封连接，所述内囊底端设有不锈钢薄片；所述双通接头固定在所述驱动线圈顶端，所述双通接头设有流入口和流出口，所述流入口和流出口中设有单向阀；

每两个所述磁力推动装置分为一组并配设有一组驱动组件，所述驱动组件包括一个支点、一条平衡支杆、两条连接推杆和两个永磁活塞，所述支点设于所述支撑面下面并位于两个所述磁力推动装置中间下方，所述平衡支杆的中间点与所述支点铰接，所述平衡支杆两端分别与两条所述连接推杆底端连接，所述连接推杆顶端与所述永磁活塞底端连接，所述永磁活塞滑配在所述泵血腔中且顶端与所述不锈钢薄片吸附连接。

2.如权利要求1所述的磁力驱动高流量搏动式血泵，其特征在于，所述驱动组件还包括一条可伸缩的支点调节杆，所述支点调节杆竖直连接于所述支撑面下面，所述支点设于所述支点调节杆的底端，所述平衡支杆两端与所述连接推杆底端连接的位点可移动调节。

3.如权利要求2所述的磁力驱动高流量搏动式血泵，其特征在于，所述磁力推动装置数量为四个，分为两组，对应的两组所述驱动组件并排设置并通过一条横杆连接，所述横杆的两端作为所述支点与所述平衡支杆的中间点铰接，同时与所述支点调节杆的底端连接。

4.如权利要求3所述的磁力驱动高流量搏动式血泵，其特征在于，其还包括外壳，所述外壳的上盖板设有双通连接口，所述外壳两侧设有通风孔，所述外壳前面设有与所述驱动线圈的控制电路连接的开关和调节旋钮，所述外壳前面设有用于显示所述磁力推动装置工作状态的显示器。

5.如权利要求1所述的磁力驱动高流量搏动式血泵，其特征在于，所述磁屏蔽筒与所述驱动线圈之间构成冷却腔，所述冷却腔和所述泵血腔顶部由套设的冷却腔封盖和泵血腔封盖隔离，底部由下托盖密封托住，所述下托盖中设有隔离圈将所述泵血腔和所述冷却腔隔离，所述双通接头置于泵血腔封盖上面，所述泵血腔封盖上设有压紧盖将所述双通接头压紧；所述冷却腔内置冷却液，所述磁屏蔽筒上下部设有冷却液口；所述磁屏蔽筒之间以铜管、冷却片相连，构成组间冷却回路。

6.如权利要求5所述的磁力驱动高流量搏动式血泵，其特征在于，所述下托盖与所述驱动线圈之间，以及所述泵血腔封盖与所述驱动线圈之间设有密封圈。

7.如权利要求5所述的磁力驱动高流量搏动式血泵，其特征在于，其还包括温度感应反馈控制系统，包括处理器和与所述处理器连接的温度传感器、冷却液泵和散热扇，所述温度传感器设于所述驱动线圈外围，所述冷却液泵设于所述冷却回路上，所述散热扇设于所述磁力推动装置一侧。

8.如权利要求1所述的磁力驱动高流量搏动式血泵，其特征在于，所述内囊为低弹力乳胶囊，内壁为光滑的疏水层，外壁设有若干环形增厚圈，底部由所述不锈钢薄片密封连接。

9.如权利要求1所述的磁力驱动高流量搏动式血泵，其特征在于，所述单向阀为塑料蝶瓣状单向阀。

10.如权利要求1所述的磁力驱动高流量搏动式血泵，其特征在于，其还包括Y形的连接桥，所述连接桥一端为主干接口并设有管口螺纹，所述连接桥另一端为两个分支接口并设有套筒螺帽，所述连接桥的转角处和连接部位为平滑的圆弧形；同一所述连接桥的两个所述分支接口与两个流入口连接，或者与两个流出口连接。

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