CN111588928A - 一种血液泵送装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗器械领域，具体公开了一种血液泵送装置，包括血流管道、设在血流管道内的转子及同轴固定在血流管道内的引流筒，所述转子包括与血流管道同轴设置的转子圆筒及固定在转子圆筒内壁的转子叶片；所述引流筒的两端开口、内部中空；所述引流筒的中空部分同轴设有引流通道和泵喷通道，所述引流通道呈圆台状并且其直径沿血流方向逐渐减小，所述泵喷通道与引流通道的末端对接，所述转子圆筒安装在引流筒处于泵喷通道位置的筒壁上且与泵喷通道同轴设置。本发明可以有效减少装置的零部件数量，提高装置结构紧凑度，降低血流紊乱的可能性，同时有利于降低血流动力损耗，提升泵送效率。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种血液泵送装置。
背景技术
血液泵送装置简称血泵，主要用于体外辅助循环及心衰辅助中，是代替人体心脏跳动与血液循环的一个关键技术，对于重症急救及心血管疾病的治疗和发展具有重要的意义。血泵普遍采用高速旋转式的转子(离心式或轴流式)驱动血液单向流动，但由于转子与驱动电机需要连接传动轴，从而导致血液循环回路不能完全密封，容易造成血液污染，而且转子与泵体之间的微小缝隙形成的高剪应力区域，增加了对血细胞的破坏。目前，无轴式结构的血泵也逐渐应用于临床。
中国专利CN 110833638 A即公开了一种无轴式结构的血泵，其包括套筒、设在套筒内的转子及设在套筒外用于驱动转子旋转的驱动装置，转子包括与套筒同轴设置的转子圆筒及固定在转子圆筒内壁的转子叶片，转子的中部形成中空血液流道，套筒内位于转子后侧的位置设有引流通道，引流通道沿血流方向逐渐收窄并用于将周围血流引流至中间血流，其能够使从引流通道流出的血液恢复正常的层流状态，有效降低了随后流动过程中产生血液成分破坏和血栓发生的可能性。
然而，上述血泵更大的弊端在于，由于引流通道设在转子后侧，且引流通道由独立于转子的圆台状的引流筒内腔形成，不仅增加了装置零部件数量，降低了装置结构紧凑度，提高了血流紊乱的可能性，而且从转子泵送出来的血液在通过引流筒引流的同时也损耗了部分动力，从而降低了泵送效率。
因此，为解决上述技术问题，就需要一种血液泵送装置，有效减少装置的零部件数量，提高装置结构紧凑度，降低血流紊乱的可能性，同时有利于降低血流动力损耗，提升泵送效率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种血液泵送装置，有效减少装置的零部件数量，提高装置结构紧凑度，降低血流紊乱的可能性，同时有利于降低血流动力损耗，提升泵送效率。
为达到上述目的，本发明提供了一种血液泵送装置，包括血流管道、设在血流管道内的转子及同轴固定在血流管道内的引流筒，所述转子包括与血流管道同轴设置的转子圆筒及固定在转子圆筒内壁的转子叶片；所述引流筒的两端开口、内部中空；
所述引流筒的中空部分同轴设有引流通道和泵喷通道，所述引流通道呈圆台状并且其直径沿血流方向逐渐减小，所述泵喷通道与引流通道的末端对接，所述转子圆筒安装在引流筒处于泵喷通道位置的筒壁上且与泵喷通道同轴设置。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述转子圆筒的外壁嵌有永磁体，所述引流筒的筒壁中还安装有用于驱动转子圆筒旋转的电磁驱动线圈，所述电磁驱动线圈通过导线连接位于血流管道外的控制器，所述控制器控制电磁驱动线圈内的电流大小和方向以产生与永磁体配合的交变磁场以驱动转子圆筒旋转。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述引流筒的内壁设有转子安装槽和位于转子安装槽两端并与转子安装槽连通的轴承安装槽，所述转子圆筒通过设于轴承安装槽的转动轴承安装在转子安装槽中，且安装后所述转子圆筒的内壁与引流筒的内壁相平齐；
所述引流筒的筒壁中还设有线圈安装槽和与线圈安装槽连通的过线孔道，所述电磁驱动线圈固定在线圈安装槽中，所述导线穿入过线孔道而与电磁驱动线圈相连。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述转子叶片为螺旋叶片式结构，且所述转子叶片的侧壁与转子圆筒的内壁之间形成螺旋血液流道。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述引流筒处于引流通道位置的筒壁上安装有固定叶片，所述固定叶片为螺旋叶片式结构，且所述固定叶片的侧壁与引流筒的内壁之间形成螺旋血液流道。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述血流管道的管壁上位于引流筒左右两侧的位置均开设有监测孔，两个血流探测探头分别安装在两监测孔中并分别用于实时探测引流筒左右两侧的血流速度；两个所述血流探测探头均通信连接于控制器，使得所述控制器根据血流速度对电磁驱动线圈进行反馈控制。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述血流探测探头为超声多普勒式探头结构。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述引流筒通过支架固定在套筒内，且所述引流筒的外壁与血流管道的内壁之间具有间隙；
所述支架包括至少两根沿同一圆的周向均匀分布的支撑杆，所述支撑杆的内端固定于引流筒的侧壁、外端固定于血流管道侧壁，所述导线穿过其中一支撑杆后与控制器相连。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述支撑杆采用弹性材料制成，所述支撑杆的外端固定于血流管道内壁。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述支撑杆为刚性杆结构；所述血流管道的管壁上设有与支撑杆一一对应的定位孔，所述定位孔的孔壁覆盖有一柔性环套，所述柔性环套的顶端伸出定位孔后沿径向延伸形成压环部，所述支撑杆与柔性环套的中心孔过盈配合并穿出压环部后与一压紧螺母螺纹配合，所述压紧螺母压固在压环部顶面。
与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：
本发明提供的一种血液泵送装置，其转子设于泵喷通道，即转子设在引流筒中，可以有效减少装置的零部件数量，提高了装置结构紧凑度，降低了血流紊乱的可能性，同时血液经过导流后再泵送流出，有利于降低血流动力损耗，提升了泵送效率；此外，在血液进入泵喷通道之前，引流通道将周围血流引流至中间血流，以利用周围血流的动能提高中间血流的流速，进而进一步提高装置的泵送效率。
附图说明
图1为本发明一种结构的结构示意图；
图2为图1中A处放大图；
图3为图1中B处放大图；
图4为本发明另一种结构的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明；当然，附图为简化后的示意图，其比例大小并不构成对专利产品的限制。
实施例1
如图1至图3所示：本实施例提供了一种血液泵送装置，包括血流管道1、设在血流管道1内的转子及同轴固定在血流管道1内的引流筒2，所述转子包括与血流管道1同轴设置的转子圆筒31及固定在转子圆筒31内壁的转子叶片32；所述引流筒2的两端(左右两端)开口、内部中空。
血流管道1用于供血液流通，其长度可视具体需要而定，采用硬质管结构；在图1中，血流管道1的左侧即为血液流入口、右侧即为血液流出口，因此本实施例所述的血流方向即为从左至右的方向；转子圆筒31旋转时带动转子叶片32旋转，从而产生驱动血液流动的动力；引流筒2置入并定位在血流管道1的内部，引流筒2为一对称的回转体结构。
本实施例的血液泵送装置，其主要改进点就在于，所述引流筒2的中空部分同轴设有引流通道21和泵喷通道22，所述引流通道21呈圆台状并且其直径沿血流方向逐渐减小，所述泵喷通道22与引流通道21的末端对接，所述转子圆筒31安装在引流筒2处于泵喷通道22位置的筒壁上且与泵喷通道22同轴设置。
引流通道21左端为大径端、右端为小径端，其中心轴与血流管道1的中心轴重合；引流通道21的作用是将周围血流引流至中间血流，以利用周围血流的动能提高中间血流的流速，进而提高装置的泵送效率；泵喷通道22为直径不变的圆形通道，其直径与泵喷通道22的小端端直径相同，以实现泵喷通道22与引流通道21的末端对接；转子设于泵喷通道22，即转子设在引流筒2中，可以有效减少装置的零部件数量，提高了装置结构紧凑度，降低了血流紊乱的可能性，同时血液经过导流后再泵送流出，有利于降低血流动力损耗，提升了泵送效率。
本实施例中，所述转子圆筒31的外壁嵌有永磁体33，所述引流筒2的筒壁中还安装有用于驱动转子圆筒31旋转的电磁驱动线圈4，所述电磁驱动线圈4通过导线5连接位于血流管道1外的控制器6，所述控制器6控制电磁驱动线圈4内的电流大小和方向以产生与永磁体33配合的交变磁场以驱动转子圆筒31旋转。电磁驱动线圈4与永磁体33构成磁耦合驱动的结构，此为现有技术，在此不再赘述；在控制器6的控制下，可根据需要调节转子圆筒31的转速及转动方向；控制器6例如可为现有的单片机。
本实施例中，所述引流筒2的内壁设有转子安装槽23和位于转子安装槽23两端并与转子安装槽23连通的轴承安装槽24，所述转子圆筒31通过设于轴承安装槽24的转动轴承7安装在转子安装槽23中，且安装后所述转子圆筒31的内壁与引流筒2的内壁相平齐；转动轴承7优选为陶瓷轴承结构，套设在转子圆筒31外，可提高转子圆筒31的转动灵活度；转子圆筒31的内壁与引流筒2的内壁相平齐，有利于避免血液与转子圆筒31的端口接触，减少对血液的剪切破坏。所述引流筒2的筒壁中还设有线圈安装槽25和与线圈安装槽25连通的过线孔道26，所述电磁驱动线圈4固定(如通过粘接方式)在线圈安装槽25中，所述导线5穿入过线孔道26而与电磁驱动线圈4相连。转子安装槽23与线圈安装槽25可连通成一个槽位。
本实施例中，所述转子叶片32为螺旋叶片式结构，且所述转子叶片32的侧壁与转子圆筒31的内壁之间形成螺旋血液流道；转子叶片32旋转时，血液进入螺旋血液流道并在该流道中加速输送，有利于降低对血液的破坏并提高血液流速。
本实施例中，所述引流筒2处于引流通道21位置的筒壁上安装有固定叶片27，所述固定叶片27为螺旋叶片式结构，且所述固定叶片27的侧壁与引流筒2的内壁之间形成螺旋血液流道；固定叶片27的结构与转子叶片32相似，但固定叶片27始终固定不动，其仅仅通过形成螺旋血液流道对血液形成加速作用，而经过加速的血液在进入到转子叶片32的作用区域时，由于周向速度已得到了提升，可以有效避免空泡现象的发生，并降低装置运作时的噪音，可降低对血细胞的破坏。
本实施例中，所述血流管道1的管壁上位于引流筒2左右两侧的位置均开设有监测孔11，两个血流探测探头8分别安装在两监测孔11中并分别用于实时探测引流筒2左右两侧的血流速度；两个所述血流探测探头8均通信连接于控制器6，使得所述控制器6根据血流速度对电磁驱动线圈4进行反馈控制。监测孔11沿血流管道1的径向开设，可以是通孔或者盲孔，当设置为通孔时则需要进行密封，以防止血液渗漏；位于引流筒2左侧的血流探测探头8实时探测转子作用前的血流速度，位于引流筒2右侧的血流探测探头8实时探测转子作用后的血流速度，这两血流速度值具有预设的区间，当转子作用前的血流速度或者转子作用后的血流速度低于阈值时，控制器6则降低转子的转速，从而达到降低功率的效果，当转子作用后的血流速度高于阈值时则提高功率，从而实现自动控制。优选地，所述血流探测探头8为超声多普勒式探头结构。血流探测探头8可通过有线或者无线方式与控制器6相连接。
本实施例中，所述引流筒2通过支架固定在套筒内，且所述引流筒2的外壁与血流管道1的内壁之间具有间隙；引流筒2通过支架可浮置于血流管道1内，从而避免在引流筒2侧壁与血流管道1内壁之间形成血液滞留区；从图1可知，这一间隙是逐渐增大的，其大小可根据需要而定。所述支架包括至少两根沿同一圆的周向均匀分布的支撑杆28，所述支撑杆28的内端固定于引流筒2的侧壁、外端固定于血流管道1侧壁，所述导线5穿过其中一支撑杆28后与控制器6相连。支撑杆28的数量优选为三根，构成三角定位结构共同支撑引流筒2。支撑杆28为圆杆结构，以降低对血液的阻滞。
本实施例中，所述支撑杆28为刚性杆结构，此时支撑杆28可一体设于引流筒2，以便于加工成型；所述血流管道1的管壁上设有与支撑杆28一一对应的定位孔12，所述定位孔12的孔壁覆盖有一柔性环套91，所述柔性环套91的顶端伸出定位孔12后沿径向延伸形成压环部92，所述支撑杆28与柔性环套91的中心孔过盈配合并穿出压环部92后与一压紧螺母93螺纹配合，所述压紧螺母93压固在压环部92顶面。柔性环套91例如可以采用橡胶或者硅胶制成；柔性环套91的中心孔孔径小于支撑杆28的杆径，从而通过支撑杆28可对柔性环套91形成径向挤压，使柔性环套91固定并达到密封定位孔12的效果；压环部92、柔性环套91相连呈“T”形；压环部92、柔性环套91不仅起到密封作用，而且对支撑杆28形成柔性支撑，以消减转子运动时产生的沿支撑杆28传递的震动，降低装置运行噪音，防止支撑杆28与血流管道1因发生共振而松动；支撑杆28的顶端设置外螺纹与压紧螺母93螺纹连接。
实施例2
如图4所示，本实施例血液泵送装置与实施例1的血液泵送装置大体相同，区别在于，本实施例中，所述支撑杆28采用弹性材料制成，此时所述支撑杆28的外端固定于血流管道1内壁；同样可以消减转子运动时产生的沿支撑杆28传递的震动，降低装置运行噪音，防止支撑杆28与血流管道1因发生共振而松动。该结构特别适用于当血流管道1采用柔性材料制成的场合，此时血流管道1与支撑杆28还可以通过一体式设计而成。
最后说明的是，本文应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，在不脱离本发明原理的情况下，还可对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种血液泵送装置，包括血流管道、设在血流管道内的转子及同轴固定在血流管道内的引流筒，所述转子包括与血流管道同轴设置的转子圆筒及固定在转子圆筒内壁的转子叶片；所述引流筒的两端开口、内部中空；其特征在于：
所述引流筒的中空部分同轴设有引流通道和泵喷通道，所述引流通道呈圆台状并且其直径沿血流方向逐渐减小，所述泵喷通道与引流通道的末端对接，所述转子圆筒安装在引流筒处于泵喷通道位置的筒壁上且与泵喷通道同轴设置。
2.根据权利要求1所述的一种血液泵送装置，其特征在于：
所述转子圆筒的外壁嵌有永磁体，所述引流筒的筒壁中还安装有用于驱动转子圆筒旋转的电磁驱动线圈，所述电磁驱动线圈通过导线连接位于血流管道外的控制器，所述控制器控制电磁驱动线圈内的电流大小和方向以产生与永磁体配合的交变磁场以驱动转子圆筒旋转。
3.根据权利要求2所述的一种血液泵送装置，其特征在于：
所述引流筒的内壁设有转子安装槽和位于转子安装槽两端并与转子安装槽连通的轴承安装槽，所述转子圆筒通过设于轴承安装槽的转动轴承安装在转子安装槽中，且安装后所述转子圆筒的内壁与引流筒的内壁相平齐；
所述引流筒的筒壁中还设有线圈安装槽和与线圈安装槽连通的过线孔道，所述电磁驱动线圈固定在线圈安装槽中，所述导线穿入过线孔道而与电磁驱动线圈相连。
4.根据权利要求1所述的一种血液泵送装置，其特征在于：
所述转子叶片为螺旋叶片式结构，且所述转子叶片的侧壁与转子圆筒的内壁之间形成螺旋血液流道。
5.根据权利要求1所述的一种血液泵送装置，其特征在于：
所述引流筒处于引流通道位置的筒壁上安装有固定叶片，所述固定叶片为螺旋叶片式结构，且所述固定叶片的侧壁与引流筒的内壁之间形成螺旋血液流道。
6.根据权利要求2所述的一种血液泵送装置，其特征在于：
所述血流管道的管壁上位于引流筒左右两侧的位置均开设有监测孔，两个血流探测探头分别安装在两监测孔中并分别用于实时探测引流筒左右两侧的血流速度；两个所述血流探测探头均通信连接于控制器，使得所述控制器根据血流速度对电磁驱动线圈进行反馈控制。
7.根据权利要求6所述的一种血液泵送装置，其特征在于：
所述血流探测探头为超声多普勒式探头结构。
8.根据权利要求3所述的一种血液泵送装置，其特征在于：
所述引流筒通过支架固定在套筒内，且所述引流筒的外壁与血流管道的内壁之间具有间隙；
所述支架包括至少两根沿同一圆的周向均匀分布的支撑杆，所述支撑杆的内端固定于引流筒的侧壁、外端固定于血流管道侧壁，所述导线穿过其中一支撑杆后与控制器相连。
9.根据权利要求8所述的一种血液泵送装置，其特征在于：
所述支撑杆采用弹性材料制成，所述支撑杆的外端固定于血流管道内壁。
10.根据权利要求8所述的一种血液泵送装置，其特征在于：
所述支撑杆为刚性杆结构；所述血流管道的管壁上设有与支撑杆一一对应的定位孔，所述定位孔的孔壁覆盖有一柔性环套，所述柔性环套的顶端伸出定位孔后沿径向延伸形成压环部，所述支撑杆与柔性环套的中心孔过盈配合并穿出压环部后与一压紧螺母螺纹配合，所述压紧螺母压固在压环部顶面。
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