CN110064084A - 一种磁悬浮离心血泵 - Google Patents

Abstract

本发明专利公开了一种磁悬浮离心血泵，包括离心泵本体和磁悬浮旋转控制器，所述离心泵本体包括外部壳体和内部转子，所述外部壳体包括上壳体和下壳体，所述内部转子包括上部导流层和下部动力层，所述上部导流层包括带孔圆片、支撑条和普通圆片，所述下部动力层包括支撑盘、强磁铁和金属环，磁悬浮旋转控制器包括离心泵支撑架、驱动装置和电子控制设备。本发明专利通过离心泵本体、磁悬浮旋转控制器、进液管和排液管的设置，解决了传统的离心血泵都是将叶片安装在旋转轴上，位于血泵内部的轴转动会产生热量，对血液的温度造成一定影响的问题，该磁悬浮离心血泵，具备可借助磁力来驱动转子运动的优点。

Description

一种磁悬浮离心血泵

技术领域

本发明专利涉及离心血泵技术领域，具体为一种磁悬浮离心血泵。

背景技术

离心式血泵是将叶片装在血泵的轴上，当轴高速旋转时，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，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，当血袋的压力减少时，外部的血液就会流入血袋，类似于心脏的舒张过程，当动力部分挤压血袋时，血袋的容积减少，从而把血液挤压出去，类似于心脏的收缩过程，全人工心脏和辅助循环装置，主要目的是模拟自然心脏，血泵的主要类型是容积式血泵，容积式血泵是由一个血袋、控制血流方向的瓣及动力部分组成，单向瓣允许血液从进口端流入，从出口端流出。

离心式血泵因其只需要通过离心力即可实现血液循环而受到广泛使用，但是传统的离心血泵都是将叶片安装在旋转轴上，位于血泵内部的轴转动会产生热量，对血液的温度造成一定影响，为此提出一种可借助磁力来驱动转子运动的磁悬浮离心血泵以解决此问题。

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种磁悬浮离心血泵，具备可借助磁力来驱动转子运动的优点，解决了传统的离心血泵都是将叶片安装在旋转轴上，位于血泵内部的轴转动会产生热量，对血液的温度造成一定影响的问题。

为实现上述目的，本发明专利提供如下技术方案：一种磁悬浮离心血泵，包括离心泵本体和磁悬浮旋转控制器，所述离心泵本体包括外部壳体和内部转子，所述外部壳体包括上壳体和下壳体，所述内部转子包括上部导流层和下部动力层，所述上部导流层包括带孔圆片、支撑条和普通圆片，所述下部动力层包括支撑盘、强磁铁和金属环，所述磁悬浮旋转控制器包括离心泵支撑架、驱动装置和电子控制设备，所述离心泵本体的顶部和侧面分别连通有进液管和排液管。

优选的，所述带孔圆片的表面开设有孔洞，且该孔洞与进液管之间连通。

优选的，所述支撑条的数量为六个，所述支撑条位于带孔圆片和普通圆片之间并与其拼接。

优选的，所述普通圆片的底部设置有四个固定点，且四个固定点与下部动力层之间相连。

优选的，所述支撑盘的顶部开设有凹槽，且凹槽的数量为四个，四个凹槽呈九十度排列在支撑盘的内侧。

优选的，所述强磁铁的数量一共为六个，且它们均位于支撑盘表面凹槽的内侧。

优选的，所述金属环位于支撑盘内侧的中心处。

优选的，所述离心泵支撑架位于离心泵本体的正下方，所述离心泵支撑架的表面设置有开口。

优选的，所述离心泵支撑架的形状为圆管状，且其上方的内径大于下方的内径。

优选的，所述驱动装置位于离心泵支撑架的下部，所述驱动装置共计八个模块。

与现有技术相比，本发明专利的有益效果如下：

1、本发明专利通过离心泵本体、磁悬浮旋转控制器、进液管和排液管的设置，解决了传统的离心血泵都是将叶片安装在旋转轴上，位于血泵内部的轴转动会产生热量，对血液的温度造成一定影响的问题，该磁悬浮离心血泵，具备可借助磁力来驱动转子运动的优点，值得推广。

2、本发明专利通过设置带孔圆片的表面开设有孔洞，且该孔洞与进液管之间连通，用于流入血液，通过设置支撑条位于带孔圆片和普通圆片之间，以形成中空，用于离心血液，通过在普通圆片的底部设置有四个固定点，用于对上部导流层和下部动力层之间进行连接，通过设置离心泵支撑架的形状为圆管状，且其上方的内径大于下方的内径，用于保证将离心泵本体安装至离心泵支撑架的内侧，以便对离心泵本体和磁悬浮旋转控制器进行拼接，通过电子控制设备的设置，用于控制驱动装置进行磁力变化。

附图说明

图1为本发明专利结构示意图；

图2为本发明专利磁悬浮旋转控制器的结构正视图；

图3为本发明专利离心泵本体的结构剖面图；

图4为本发明专利离心泵本体的结构剖面图；

图5为本发明专利离心泵本体的局部结构剖面图；

图6为本发明专利下部动力层的结构俯视图；

图7为本发明专利磁悬浮旋转控制器的结构俯视图。

图中：1离心泵本体、101外部壳体、1011上壳体、1012下壳体、102内部转子、1021上部导流层、10211带孔圆片、10212支撑条、10213普通圆片、1022下部动力层、10221支撑盘、10222强磁铁、10223金属环、2磁悬浮旋转控制器、201离心泵支撑架、202驱动装置、203电子控制设备、3进液管、4排液管。

具体实施方式

下面将结合本发明专利实施例中的附图，对本发明专利实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明专利保护的范围。

在本发明专利的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明专利的限制。此外，在本发明专利的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-7，一种磁悬浮离心血泵，包括离心泵本体1和磁悬浮旋转控制器2，离心技术是利用物体高速旋转时产生强大的离心力，使置于旋转体中的悬浮颗粒发生沉降或漂浮，从而使某些颗粒达到浓缩或与其他颗粒分离之目的，这里的悬浮颗粒往往是指制成悬浮状态的细胞、细胞器、病毒和生物大分子等，离心机转子高速旋转时，当悬浮颗粒密度大于周围介质密度时，颗粒离开轴心方向移动，发生沉降；如果颗粒密度低于周围介质的密度时，则颗粒朝向轴心方向移动而发生漂浮，离心泵本体1包括外部壳体101和内部转子102，转子是一个科技名词，指由轴承支撑的旋转体，如光盘等自身没有旋转轴的物体，当它采用刚性连接或附加轴时，可视为一个转子，根据ISO标准，由轴承支撑的旋转体称为转子，转子多为动力机械和工作机械中的主要旋转部件，典型的转子有透平机械转子、电机转子、各种泵的转子和透平压缩机的转子等，转子在某些特定的转速下转动时会发生很大的变形并引起共振，引起共振时的转速称为转子的临界转速，外部壳体101包括上壳体1011和下壳体1012，内部转子102包括上部导流层1021和下部动力层1022，上部导流层1021包括带孔圆片10211、支撑条10212和普通圆片10213，下部动力层1022包括支撑盘10221、强磁铁10222和金属环10223，强磁铁10222也是“稀土强磁”，也就是指钕铁硼强磁铁，钕铁硼具有体积小、重量轻和磁性强的特点，是迄今为止性能价格比最佳的磁体，生产钕铁硼永磁材料的主要原材料有稀土金属钕、金属镨、纯铁、铝、硼铁合金以及其他稀土原材料，钕铁硼行业的核心技术主要体现在制造工艺上，具体体现在其产品的均匀性、一致性、加工质量、镀层质量等方面，钕铁硼作为第三代稀土永磁材料，具有很高的性能价格比，其广泛应用于能源、交通、机械、医疗、IT、家电等行业，金属环10223是用直径不等的金属丝，如钢丝、铜丝、铁丝等加工制成的有一定规格的拉簧等形状的环圈，磁悬浮旋转控制器2包括离心泵支撑架201、驱动装置202和电子控制设备203，磁悬浮技术是指利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术，磁悬浮技术实现形式比较多，主要可以分为系统自稳的被动悬浮和系统不能自稳的主动悬浮等，磁悬浮技术的系统，是由转子、传感器、控制器和执行器四部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分，假设在参考位置上，转子受到一个向下的扰动，就会偏离其参考位置，这时传感器检测出转子偏离参考点的位移，作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号，然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在执行磁铁中产生磁力，从而驱动转子返回到原来平衡位置，因此，不论转子受到向下或向上的扰动，转子始终能处于稳定的平衡状态，离心泵本体1的顶部和侧面分别连通有进液管3和排液管4，带孔圆片10211的表面开设有孔洞，且该孔洞与进液管3之间连通，支撑条10212的数量为六个，支撑条10212位于带孔圆片10211和普通圆片10213之间并与其拼接，普通圆片10213的底部设置有四个固定点，且四个固定点与下部动力层1022之间相连，支撑盘10221的顶部开设有凹槽，且凹槽的数量为四个，四个凹槽呈九十度排列在支撑盘10221的内侧，强磁铁10222的数量一共为六个，且它们均位于支撑盘10221表面凹槽的内侧，金属环10223位于支撑盘10221内侧的中心处，离心泵支撑架201位于离心泵本体1的正下方，离心泵支撑架201的表面设置有开口，离心泵支撑架201的形状为圆管状，且其上方的内径大于下方的内径，驱动装置202位于离心泵支撑架201的下部，驱动装置202共计八个模块，通过设置带孔圆片10211的表面开设有孔洞，且该孔洞与进液管3之间连通，用于流入血液，通过设置支撑条10212位于带孔圆片10211和普通圆片10213之间，以形成中空，用于离心血液，通过在普通圆片10213的底部设置有四个固定点，用于对上部导流层1021和下部动力层1022之间进行连接，通过设置离心泵支撑架201的形状为圆管状，且其上方的内径大于下方的内径，用于保证将离心泵本体1安装至离心泵支撑架201的内侧，以便对离心泵本体1和磁悬浮旋转控制器2进行拼接，通过电子控制设备203的设置，用于控制驱动装置202进行磁力变化，通过离心泵本体1、磁悬浮旋转控制器2、进液管3和排液管4的设置，解决了传统的离心血泵都是将叶片安装在旋转轴上，位于血泵内部的轴转动会产生热量，对血液的温度造成一定影响的问题，该磁悬浮离心血泵，具备可借助磁力来驱动转子运动的优点，值得推广。

工作原理：磁悬浮旋转控制器2内部多极磁环在电机下转动，通过内部转子102中间隔的多极磁和磁圈与其下方的多极磁，产生磁悬浮和磁力带动离心泵本体1的内部转子102悬浮转动，从而使血液流动，达到旋转离心的效果，离心力为血液流出提供动力，从而保证满足人体血液循环所需的血流和血压，该离心血泵通过借助磁力来驱动转子运动，解决了传统的离心血泵都是将叶片安装在旋转轴上，位于血泵内部的轴转动会产生热量，对血液的温度造成一定影响的问题。

本文旨在提供一种技术方案，离心泵和磁力悬浮均为现有技术，根据文中所描述的各个结构部件，即可得知整个装置的工作，文中各个结构部件之间连接均采用现有技术中常规的连接方式，电子控制设备所外接的供电和控制元件在此也不作为重点描述。

综上所述：该磁悬浮离心血泵，通过离心泵本体1、磁悬浮旋转控制器2、进液管3和排液管4的配合使用，解决了传统的离心血泵都是将叶片安装在旋转轴上，位于血泵内部的轴转动会产生热量，对血液的温度造成一定影响的问题。

尽管已经示出和描述了本发明专利的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明专利的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明专利的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种磁悬浮离心血泵，包括离心泵本体和磁悬浮旋转控制器，其特征在于：所述离心泵本体包括外部壳体和内部转子，所述外部壳体包括上壳体和下壳体，所述内部转子包括上部导流层和下部动力层，所述上部导流层包括带孔圆片、支撑条和普通圆片，所述下部动力层包括支撑盘、强磁铁和金属环，所述磁悬浮旋转控制器包括离心泵支撑架、驱动装置和电子控制设备，所述离心泵本体的顶部和侧面分别连通有进液管和排液管。

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮离心血泵，其特征在于：所述带孔圆片的表面开设有孔洞，且该孔洞与进液管之间连通。

3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮离心血泵，其特征在于：所述支撑条的数量为六个，所述支撑条位于带孔圆片和普通圆片之间并与其拼接。

4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮离心血泵，其特征在于：所述普通圆片的底部设置有四个固定点，且四个固定点与下部动力层之间相连。

5.根据权利要求1所述的一种磁悬浮离心血泵，其特征在于：所述支撑盘的顶部开设有凹槽，且凹槽的数量为四个，四个凹槽呈九十度排列在支撑盘的内侧。

6.根据权利要求5所述的一种磁悬浮离心血泵，其特征在于：所述强磁铁的数量一共为六个，且它们均位于支撑盘表面凹槽的内侧。

7.根据权利要求1所述的一种磁悬浮离心血泵，其特征在于：所述金属环位于支撑盘内侧的中心处。

8.根据权利要求1所述的一种磁悬浮离心血泵，其特征在于：所述离心泵支撑架位于离心泵本体的正下方，所述离心泵支撑架的表面设置有开口。

9.根据权利要求1或8所述的一种磁悬浮离心血泵，其特征在于：所述离心泵支撑架的形状为圆管状，且其上方的内径大于下方的内径。

10.根据权利要求1所述的一种磁悬浮离心血泵，其特征在于：所述驱动装置位于离心泵支撑架的下部，所述驱动装置共计八个模块。