CN110509122B - 血管支架管材内壁磁粒研磨抛光用双磁极对直流电磁铁 - Google Patents

血管支架管材内壁磁粒研磨抛光用双磁极对直流电磁铁 Download PDF

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Abstract

本发明公开了血管支架管材内壁磁粒研磨抛光用双磁极对直流电磁铁。该直流电磁铁包括励磁线圈、磁轭、导向座、导向套和磁轭支座，直流电磁铁有两个正负极相对的磁极对，每个磁极对之间的间隙大小根据血管支架管材的直径确定，每个磁极的表面都加工有多个机构和尺寸都相同的沟槽，磁隙的两侧面安装有形状和尺寸相同的导向座和导向套。直流电磁铁的两个磁极对的磁场强度由励磁电流的大小进行控制。该双磁极对直流电磁铁用于血管支架管材内壁磁粒研磨抛光机，能够同时对不同材质、不同长度、不同孔径的两条血管支架管材进行内壁表层加工，快速去除内壁表面的缺陷层，降低血管支架在植入血管后对病人产生血流物沉积、血栓和堵塞等现象的发生。

Description

血管支架管材内壁磁粒研磨抛光用双磁极对直流电磁铁
技术领域
本发明属于超细长管材内壁表面均匀微量去除和镜面抛光加工领域，尤其是超细长血管支架管材内壁表面的缺陷层去除和镜面抛光。
背景技术
血管支架是指在管腔球囊扩张成形的基础上，在病变段置入内支架以达到支撑狭窄闭塞段血管，减少血管弹性回缩及再塑形，保持管腔血流通畅的目的。部分内支架还具有预防再狭窄的作用。主要分为冠脉支架、脑血管支架、肾动脉支架和大动脉支架等。
血管支架依照材质分为金属钽、医用不锈钢、镍钛合金、镁基合金和铁基合金等。血管支架应用临床治疗后取得了令人瞩目的疗效，但易导致血栓形成，支架内再狭窄、堵塞率高等。而血管支架管材的制造过程中所产生的表层金属变质而产生的毒副作用，是导致产生血流物沉积、血管炎症、血栓从而造成血管支架内再狭窄及堵塞的重要原因，血管支架内壁粗糙度高、光洁度低也是导致血流物沉积造成血管支架内再狭窄的重要原因之一。
已有的研究表明，去除血管支架管材内壁存在的变质和缺陷层、提高表面光洁度，提高血管支架内壁的表面完整性，能够显著降低血管支架在植入血管后对病人产生毒副作用、血流物沉积、血栓和血管再狭窄、堵塞等现象的发生。
目前国际上现有的各种血管支架管材长度大都在2m以内，由于此类细长管直径小、长度大，传统的抛光加工方法都无法实现其内壁表层的微量均匀去除和抛光，为此本专利发明人发明了本磁粒研磨抛光机，并在应用中取得了优异的效果。本磁粒研磨抛光机能够对不同材质、不同长度、不同孔径的两条血管支架管材进行内壁表层均匀微量去除和抛光，快速去除内壁的变质和缺陷表层，提高血管支架内壁的表面完整性，显著降低血管支架在植入血管后对病人产生毒副作用、血流物沉积、血栓和血管再狭窄、堵塞等现象的发生。
磁粒研磨抛光的磁极可以使用永磁铁，也可以使用电磁铁。由于电磁铁磁场强度可控，这样就可以通过调节励磁电流的大小控制磁场强度，在进行血管支架管材的表面缺陷层去除时，提供大的磁场强度；在进行多次往复抛光时，磁场强度可由逐渐强变弱，实现粗抛光到精抛光，在提高抛光效率的同时，达到低的表面粗糙度；在加工结束后，关闭励磁电流，消除磁场，在不需要卸下血管支架管材的情况下，就可以用水将关内的磁性磨料冲洗掉。
发明内容
针对永磁铁磁场发生器产生的磁场强度较小、磁场强度不可随意调节、磁性磨料更新受到限制等缺点，发明人发明了血管支架管材内壁磁粒研磨抛光用双磁极对直流电磁铁，本发明采用了以下技术方案：
1.血管支架管材内壁磁粒研磨抛光用双磁极对直流电磁铁，包括励磁线圈101、磁轭102、导向座103、导向套104和磁轭支座106组成，磁轭102呈旋转90度的“日”字结构，在垂直方向有三个边：中间边、左部边、右部边，其中中间边绕有励磁线圈101，左部边、右部边的中部相同位置都开有上下面平行的缝隙，即磁极对磁隙；励磁线圈101通电时左部边缝隙的上下磁极便形成一个磁极对，右部边缝隙的上下磁极也形成一个磁极对；磁极对磁隙的大小根据血管支架管材6的直径确定；每个磁极对磁隙的上下磁极端面，都加工有多个结构形状和尺寸都相同的齿和槽，齿和槽的方向垂直于安装好的血管支架管材6的轴心线，磁隙105中的磁场强度沿血管支架管材6轴心线存在梯度变化；磁轭102左部边和右部边的中部缝隙两边都安装有结构尺寸均相同的导向座103，导向座中心开有通孔，缝隙两边的导向座通孔同轴且平行于缝隙的上下磁极端面，在每个导向座103通孔都安装有结构尺寸均相同的导向套104，左部边的两个导向套104在一个轴线上，右部边的两个导向套104也在一个轴线上；两条血管支架管材6分别从左部边的两个导向套104和右部边的两个导向套104穿过后，保持平行且均位于中部缝隙的中间部位。
2.所述的血管支架管材内壁磁粒研磨抛光用双磁极对直流电磁铁，其通过控制直流电源电流大小控制直流电磁铁1两对磁极磁隙105的磁场强度，从而控制磁性磨料对血管支架管材6内壁的压力和切削力大小。
3.所述的血管支架管材内壁磁粒研磨抛光用双磁极对直流电磁铁，其直流电磁铁1的两对磁极的每个磁极的端面上加工有形状和尺寸相同、分布均匀的齿，齿长方向垂直于血管支架管材6的轴心线，保证磁隙105中的磁场沿血管支架管材6轴心线方向形成理想的磁场强度梯度变化。
4.所述的血管支架管材内壁磁粒研磨抛光用双磁极对直流电磁铁，其直流电磁铁1的磁轭102左部边、右部边的中部都开有缝隙，抛光时两条血管支架管材6分别从导向套104穿过保持位于两个磁极对磁隙105的中间位置，直流电磁铁1能够同时对两条血管支架管材6进行内壁表层去除和抛光加工。
本发明与现有技术相比，其优点是：
1.通过控制直流电源电流大小控制直流电磁铁1两对磁极磁隙105的磁场强度，从而控制磁性磨料对血管支架管材6内壁的压力和切削力大小。
2.直流电磁铁1的两对磁极的每个磁极的端面上加工有结构形状和尺寸相同、分布均匀的齿和槽，齿和槽的方向垂直于血管支架管材6的轴心线，保证磁隙105中的磁场沿血管支架管材6轴心线方向形成理想的磁场强度梯度变化。
3.直流电磁铁1的磁轭102左部边、右部边的中部都开有缝隙，抛光时两条血管支架管材6分别从导向套(104)穿过保持位于两个磁极对磁隙105的中间位置，直流电磁铁1能够对两条血管支架管材6进行内壁表层去除和抛光加工。
4.通过调节励磁电流的大小控制磁场强度，在进行血管支架管材的表面缺陷层去除时，提供大的磁场强度；在进行多次往复抛光时，磁场强度可由逐渐强变弱，实现粗抛光到精抛光，在提高抛光效率的同时，达到低的表面粗糙度；关闭励磁电流就可消除磁场，在不需要卸下血管支架管材的情况下，就可以用水将管内的磁性磨料冲洗掉，用于加工过程中的磁性磨料更换和加工结束后管内的磁性磨料冲洗。
附图说明
图1为直流电磁铁的结构示意图，其中：101-励磁线圈，102-磁轭，103-导向座，104-导向套，105-磁隙，106-磁轭支座。
图2为电磁铁磁力驱动的血管支架管材内壁自动磁粒研磨抛光机的整体结构示意图，其中：1-直流电磁铁，2-电磁铁移动传动装置，3-血管支架管材夹持与旋转驱动装置，4-机座，5-数控系统，6-血管支架管材。
图3为电磁极移动传动装置的结构示意图，其中：201-同步带导轨，202-滑台，203-限位开关，204-步进电机，205-电机法兰座，206-同步带。
图4为血管支架管材夹持与旋转驱动装置的结构示意图，其中：301-后支座，302-伺服电机与固定架连接板，303-1、303-2、303-3、303-4-交流伺服电机，304-交流伺服电机支架，305-手紧式自锁夹头支架，306-1、306-2、306-3、306-4-手紧式自锁夹头，307-手动平移台旋钮，308-伺服电机与手动平移台连接板，309-手动平移台支座，310-丝杠，311-手动平移台滑台，312-前支座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
如图1所示，直流电磁铁1包括励磁线圈101、磁轭102、导向座103、导向套104和磁轭支座106组成，磁轭102呈旋转90度的“日”字结构，在垂直方向有三个边：中间边、左部边、右部边，其中中间边绕有励磁线圈201，左部边、右部边的中部都开有缝隙，缝隙的大小根据血管支架管材6的直径确定；在两对磁极的每个磁极的端面上加工有多个形状和尺寸都相同的齿，齿的齿长方向垂直于血管支架管材6的轴心线，保证磁隙105中的磁场沿血管支架管材6轴心线方向形成理想的磁场强度梯度变化；磁轭102左部边和右部边的中部缝隙两边各安装有两个导向座103，每个导向座103中都安装有形状和尺寸均相同的导向套104，左部边的两个导向套104在一个轴线上，右部边的两个导向套104也在一个轴线上；两条血管支架管材6分别从左部边的两个导向套104和右部边的两个导向套104穿过后，保持平行且均位于中部缝隙的中间部位；端面上加工的齿的截面形状可以是矩形、梯形、山形等不同形状。
如图2所示，电磁铁磁力驱动的血管支架管材内壁自动磁粒研磨抛光机的整体结构包括直流电磁铁1、电磁铁移动传动装置2、血管支架管材夹持与旋转驱动装置3、机座4和数控系统5。
如图3所示，所述电磁铁移动传动装置2由同步带导轨201、滑台202、限位开关203、步进电机204、电机法兰座205、联轴器和同步带206组成；同步带导轨201固定于机座4上，步进电机204通过电机法兰座205固定在同步带导轨201端部；滑台202安装于同步带导轨201上，并连接在同步带206上；直流电磁铁2安装固定在滑台202上；限位开关203安装在同步带导轨201的两端，对滑台202的移动起限位作用；步进电机204通过联轴器驱动带轮转动带动同步带206运动，同步带206带动滑台202在同步带导轨201上做往复移动。
如图4所示，所述的血管支架管材夹持与旋转驱动装置3由后支座301、伺服电机与固定架连接板302、交流伺服电机303-1、303-2、303-3、303-4、交流伺服电机支架304、手紧式自锁夹头支架305、手紧式自锁夹头306-1、306-2、306-3、306-4、手动平移台旋钮307、伺服电机与手动平移台连接板308、手动平移台支座309、丝杠310、手动平移台滑台311和前支座312组成，后支座301和前支座312上方安装有四个交流伺服电机303-1、303-2、303-3、303-4，交流伺服电机303-1、303-2、303-3、303-4的主轴上均安装有手紧式自锁夹头支架305，手紧式自锁夹头支架305安装有手紧式自锁夹头306-1、306-2、306-3、306-4，一条血管支架管材6由手紧式自锁夹头306-1、306-2夹持，另一条血管支架管材6由手紧式自锁夹头306-3、306-4夹持。
所述的前支座312和后支座301均安装在机座4上，机座4上开有两条平行槽，前支座312固定，后支座301能够沿两条平行槽滑动，通过调整后支座301在机座4上的位置，从而调整后支座301与前支座312的距离，实现对不同长度血管支架管材6的安装；前支座312上面安装有手动平移台，手动平移台由手动平移台滑台311、手动平移台旋钮307、丝杠310与手动平移台支座309组成，交流伺服电机303-3、303-4安装于交流伺服电机支架304上，交流伺服电机支架304通过伺服电机与手动平移台连接板308固定于手动平移台滑台311上，通过转动手动平移台旋钮307实现对血管支架管材6的拉紧。
对血管支架管材内壁进行缺陷层去除和抛光步骤如下：
1.将直流电磁铁1移动到靠近后支座301的位置，将两条血管支架管材6分别从导向套104穿过、保持位于两个磁极对磁隙105的中间位置，再使血管支架管材6的一端靠近后支座301，另一端靠近前支座312，由手紧式自锁夹头306-3、306-4将靠近前支座312的一端夹持。
2.通过数控系统5调节使直流电磁铁1的磁场强度达到确定值，从靠近后支座301的血管支架管材6一端，通过注射器向血管支架管材6内注入定量的磁性磨料和研磨液混合的悬浊液，并使悬浊液的位置位于磁隙105的中间部位，由磁极对吸住。
3.血管支架管材6由血管支架管材夹持与旋转驱动装置3夹持并拉紧。
4.按照工艺要求由数控系统5控制直流电源电流大小从而控制直流电磁铁1两对磁极磁隙105的磁场强度到确定值，按给定的转速控制交流伺服电机303-1、303-2、303-3、303-4驱动血管支架管材6做旋转运动，同时给定的移动速度控制直流电磁铁1做直线运动，控制血管支架管材6内磁性磨料沿内壁的运动轨迹，从而使得装入血管支架管材6内的磁性磨料在磁场的作用下与血管支架管材6内壁发生轨迹呈螺旋的相对运动，实现对血管支架管材6内壁表层的微量去除和抛光；每当直流电磁铁1移动到限位位置，数控系统5就会控制其做反向移动，这样就实现了磁性磨料在血管支架管材6内的往复移动。
5.加工完毕后，数控系统5将输入直流电磁铁1的电源关闭，直流电磁铁1的平动和血管支架管材6的转动停止，松开血管支架管材6两端的手紧式自锁夹头306-1、306-2、306-3、306-4，将血管支架管材6用高速水流从一端管口注入，让磁性磨料流出，将内壁清洗干净。
对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.血管支架管材内壁磁粒研磨抛光用双磁极对直流电磁铁，其特征在于：包括励磁线圈(101)、磁轭(102)、导向座(103)、导向套(104)和磁轭支座(106)组成，磁轭(102)呈旋转90度的“日”字结构，在垂直方向有三个边：中间边、左部边、右部边，其中中间边绕有励磁线圈(101)，左部边、右部边的中部相同位置都开有上下面平行的缝隙，即磁极对磁隙；励磁线圈(101)通电时左部边缝隙的上下磁极便形成一个磁极对，右部边缝隙的上下磁极也形成一个磁极对；磁极对磁隙的大小根据血管支架管材(6)的直径确定；每个磁极对磁隙的上下磁极端面，都加工有多个结构形状和尺寸都相同的齿和槽，齿和槽的方向垂直于安装好的血管支架管材(6)的轴心线，磁隙(105)中的磁场强度沿血管支架管材(6)轴心线存在梯度变化；磁轭(102)左部边和右部边的中部缝隙两边都安装有结构尺寸均相同的导向座(103)，导向座中心开有通孔，缝隙两边的导向座通孔同轴且平行于缝隙的上下磁极端面，在每个导向座(103)通孔都安装有结构尺寸均相同的导向套(104)，左部边的两个导向套(104)在一个轴线上，右部边的两个导向套(104)也在一个轴线上；两条血管支架管材(6)分别从左部边的两个导向套(104)和右部边的两个导向套(104)穿过后，保持平行且均位于中部缝隙的中间部位。
2.根据权利要求1所述的血管支架管材内壁磁粒研磨抛光用双磁极对直流电磁铁，其特征在于：通过控制直流电源电流大小控制直流电磁铁(1)两对磁极磁隙(105)的磁场强度，从而控制磁性磨料对血管支架管材(6)内壁的压力和切削力大小。
3.根据权利要求1所述的血管支架管材内壁磁粒研磨抛光用双磁极对直流电磁铁，其特征在于：直流电磁铁(1)的两对磁极的每个磁极的端面上加工有形状和尺寸相同、分布均匀的齿，齿长方向垂直于血管支架管材(6)的轴心线，保证磁隙(105)中的磁场沿血管支架管材(6)轴心线方向形成理想的磁场强度梯度变化。
4.根据权利要求1所述的血管支架管材内壁磁粒研磨抛光用双磁极对直流电磁铁，其特征在于：直流电磁铁(1)的磁轭(102)左部边、右部边的中部都开有缝隙，抛光时两条血管支架管材(6)分别从导向套(104)穿过保持位于两个磁极对磁隙(105)的中间位置，直流电磁铁(1)能够同时对两条血管支架管材(6)进行内壁表层去除和抛光加工。
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