CN112546424A - 心脏泵用永磁悬浮径向轴承及离心式心脏泵 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种心脏泵用永磁悬浮径向轴承及离心式心脏泵；所述心脏泵用永磁悬浮径向轴承包括轴承定子以及轴承转子；所述轴承定子包括用于产生第一磁场的定子圆筒形磁钢，所述定子磁钢沿轴向充磁；所述轴承转子包括用于产生第二磁场的转子圆筒形磁钢，所述转子磁钢沿轴向充磁；所述第一磁场与所述第二磁场磁极方向相同，其相互排斥作用使所述轴承转子在高速稳定旋转时悬浮于所述轴承定子内。通过这种设置，使离心式心脏泵保留电磁悬浮轴承离心泵的优点，克服其缺点，有利于离心式心脏泵在临床普及推广应用；此外，永磁悬浮径向轴承比永磁悬浮轴向轴承具有更大的径向力，离心式心脏泵运转更加稳定可靠。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种心脏泵用永磁悬浮径向轴承及离心式心脏泵。
背景技术
动力血泵是人工心肺机和心室辅助装置的核心部件，主要用于为血液循环提供动力。
在动力血泵中，目前应用最普遍的是电磁悬浮轴承泵。电磁悬浮轴承泵利用变化的电流产生磁场使转子悬浮在磁场中，从而避免了机械接触及摩擦造成动力泵内产生凝血或者血栓。
然而电磁悬浮轴承泵不仅造价高昂难以普及，而且由于采用了电磁原理导致电磁信号干扰系统控制，极易引发致残、致死病人的严重后果，其安全性难以保障，为此，美国雅培（Abbott）公司去年底在全球范围收回CentriMag装置。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种心脏泵用永磁悬浮径向轴承，旨在解决现有技术电磁悬浮轴承泵不仅造价高昂病人用不起，而且由于采用了电磁悬浮原理导致电磁信号干扰系统控制、极易引发严重后果、其安全性难以保障的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种心脏泵用永磁悬浮径向轴承，其特征在于，所述心脏泵用永磁悬浮径向轴承包括轴承定子以及轴承转子；
所述轴承定子包括用于产生第一磁场的定子圆筒形磁钢，所述定子磁钢沿轴向充磁；
所述轴承转子包括用于产生第二磁场的转子圆筒形磁钢，所述转子磁钢沿轴向充磁；
所述第一磁场与所述第二磁场磁极方向相同，其相互排斥的作用使所述轴承转子高速稳定旋转时悬浮于所述轴承定子内。
优选地，所述转子磁钢的轴向尺寸大于所述定子磁钢，且所述转子磁钢的径向尺寸小于所述定子磁钢；
所述转子磁钢位于定子磁钢内、其两端均伸出所述定子磁钢之外。
本发明实施例还提供了一种离心式心脏泵，所述离心式心脏泵包括电机定子以及电机转子，所述电机转子上设置有叶轮；
所述电子转子通过如本发明实施例所述的心脏泵用永磁悬浮径向轴承设置于所述电子定子中部；所述心脏泵用永磁悬浮径向轴承的轴承定子设置于所述电机定子内侧，所述心脏泵用永磁悬浮径向轴承的轴承转子设置于所述电机转子的外侧。
优选地，所述离心式心脏泵还包括壳体，所述电机定子、所述电机转子以及所述叶轮，均设置于所述壳体内。
本发明实施例提供的心脏泵用永磁悬浮径向轴承包括用于产生第一磁场的轴承定子以及用于产生第二磁场的轴承转子，其中，轴承定子与轴承转子均沿轴向方向充磁，通过磁极相同的第一、二磁场的相互排斥作用使轴承转子高速稳定旋转时悬浮于轴承定子内，通过这种设置，相对于永磁悬浮轴向轴承，本发明实施例提供的心脏泵用永磁悬浮径向轴承的径向排斥作用更大，使得轴承转子能够更稳定地悬浮于轴承定子之中，轴承转子能更稳定地运行，提高了可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种心脏泵用永磁悬浮径向轴承的结构图。
附图中：1、轴承定子；2、定子磁钢；3、转子磁钢；4、轴承转子。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种心脏泵用永磁悬浮径向轴承的结构图，所述心脏泵用永磁悬浮径向轴承包括轴承定子1以及轴承转子4；
所述轴承定子1包括用于产生第一磁场的定子磁钢2，所述定子磁钢2沿轴向充磁；
所述轴承转子4包括用于产生第二磁场的转子磁钢3，所述转子磁钢3沿轴向充磁；
所述第一磁场与所述第二磁场磁极方向相同，其相互排斥的作用使所述轴承转子4高速稳定旋转时悬浮于所述轴承定子1内。
在本发明实施例中，轴承定子1和/或轴承转子4的磁钢采用的材料可以参考现有技术设置，本发明实施例对此不作特别限定。在本发明实施例中，工作时轴承转子4可相对于轴承定子1旋转，本发明实施例中所称轴向即为轴承转子4旋转轴确定出的方向，当然，该方向也可以由轴承转子4或者轴承定子1的对称轴确定。在本发明实施例中，轴向充磁指的是磁场沿轴向分布，即轴承定子1和/或轴承转子4的两端分别为磁场的两极。
在本发明实施例中，需要理解是，轴承定子1与定子磁钢2、轴承转子4与转子磁钢3可以完全等同也可以不完全等同，优选为不完全等同，轴承定子1和/或轴承转子4还包括与磁钢连接的辅助结构，例如用于与轴或者壳体连接的安装结构等。
本发明实施例提供的心脏泵用永磁悬浮径向轴承包括用于产生第一磁场的轴承定子1以及用于产生第二磁场的轴承转子4，其中，轴承定子1与轴承转子4均沿轴向方向充磁，通过第一、二磁场的相互作用使轴承转子4悬浮于轴承定子1内，通过这种设置，相对于永磁悬浮轴向轴承，本发明实施例提供的心脏泵用永磁悬浮径向轴承的径向排斥作用更大，使得轴承转子4能够更稳定地悬浮于轴承定子1之中，轴承转子4能更稳定地运行，提高了可靠性。
在本发明实施例中，磁场方向相同即第一磁场与第二磁场的两极朝向相同， 这种设置能够产生更大的径向作用力同时减小轴向作用力，从而使轴承转子4能够更稳定地悬浮于轴承定子1中。
本发明实施例提供的心脏泵用永磁悬浮径向轴承使第一磁场与第二磁场方向相同，可以增强轴承定子1与轴承转子4之间的径向作用力同时减小轴向作用力，从而使轴承转子4能够更稳定地在轴承定子1中运行。
如图1所示，在本发明一个实施例中，所述定子磁钢2和/或所述转子磁钢3为中空圆筒形。
在本发明实施例中，将定子磁钢2和/或转子磁钢3设置为中空圆筒形，且将定子磁钢2套设于转子磁钢3之外，使转子磁钢3位于定子磁钢2的磁场中且两者磁场方向相同，这种设置可以减小两者之间的轴向作用力，提高稳定性。
如图1所示，在本发明一个实施例中，所述转子磁钢3的轴向尺寸大于所述定子磁钢2，且所述转子磁钢3的径向尺寸小于所述定子磁钢2。
在本发明实施例中，作为本实施例的进一步方案，所述转子磁钢3的两端均伸出所述定子磁钢2之外。转子磁钢3的轴向尺寸大于定子磁钢2且转子磁钢3两端伸出定子磁钢2之外，这种结构下，所述定子磁钢2与所述转子磁钢3之间的径向排斥力大于轴向排斥力；而转子磁钢3的径向尺寸小于定子磁钢2的径向尺寸可以使得转子磁钢3在定子磁钢2中旋转且不与定子磁钢2接触，实现转子磁钢3的悬浮，从而避免了机械摩擦。此外需要理解的是，转子磁钢3的径向尺寸小于定子磁钢2，这里具体是指转子磁钢3位于定子磁钢2内部的部分的最大径向尺寸小于定子磁钢2圆筒形状的内径。
本发明实施例提供的心脏泵用永磁悬浮径向轴承通过限定转子磁钢3与定子磁钢2的尺寸大小关系，可以使定子磁钢2套设于转子磁钢3外侧，利用第一磁场与第二磁场的作用使轴承转子4能够稳定地在轴承定子1内部运行。
本发明实施例还提供了一种离心式心脏泵，所述离心式心脏泵包括电机定子以及电机转子，所述电机转子上设置有叶轮；
所述电机转子通过如本发明实施例所述的心脏泵用永磁悬浮径向轴承设置于所述电机定子中部。
在本发明实施例中，对于电机转子与定子工作的原理以及具体过程本发明实施例不作具体限定；电机转子上设置有叶轮，通过叶轮的旋转实现药液或者血液的吸入以及排出，利用的是叶轮旋转产生的离心作用，此部分内容可以参考现有技术实现，本发明实施例对此不作具体限定。
本发明实施例提供的离心式心脏泵，使用了本发明实施例提供的心脏泵用永磁悬浮径向轴承，该轴承通过第一、二磁场的相互作用使轴承转子4悬浮于轴承定子1内，通过这种设置，相对于永磁悬浮轴向轴承，本发明实施例提供的心脏泵用永磁悬浮径向轴承的径向排斥作用更大，使得轴承转子4能够更稳定地悬浮于轴承定子1之中，轴承转子4能更稳定地运行，提高了可靠性。
在本发明一个实施例中，所述心脏泵用永磁悬浮径向轴承的轴承定子1设置于所述电机定子内侧；所述心脏泵用永磁悬浮径向轴承的轴承转子4设置于所述电机转子的外侧。
在本发明实施例中，电机定子与轴承定子1之间可以采用可拆卸的连接方式实现相对固定，例如采用螺钉连接、过盈配合的轴孔安装、销子连接等。与之类似，轴承转子4与电转子之间可以采用键连接、轴孔过盈配合、销子连接等。具体的连接方式可以参考任何现有技术，本发明实施例对此不作具体限定。
在本发明一个实施例中，所述永磁轴承心脏泵还包括壳体，所述电机定子、所述电机转子以及所述叶轮均设置于所述壳体内，所述壳体连接有进口管道以及出口管道。
在本发明实施例中，对于壳体的材料以及形状不作具体限定，壳体与其它各个部分之间可以采用螺钉连接，此为可选的具体实现方式。此外，壳体还连接有进口管道以及出口管道，用于药液和/或血液的进出。作为一种可选的具体实现方式，进口管道位于叶轮的一个端面上，靠近叶轮的旋转轴；出口管位于叶轮作用区域的侧面。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种心脏泵用永磁悬浮径向轴承，其特征在于，所述心脏泵用永磁悬浮径向轴承包括轴承定子以及轴承转子；
所述轴承定子包括用于产生第一磁场的定子圆筒形磁钢，所述定子磁钢沿轴向充磁；
所述轴承转子包括用于产生第二磁场的转子圆筒形磁钢，所述转子磁钢沿轴向充磁；
所述第一磁场与所述第二磁场磁极方向相同，其相互排斥的作用使所述轴承转子高速稳定旋转时悬浮于所述轴承定子内。
2.根据权利要求1所述的心脏泵用永磁悬浮径向轴承，其特征在于，所述转子磁钢的轴向尺寸大于所述定子磁钢，且所述转子磁钢的径向尺寸小于所述定子磁钢；
所述转子磁钢位于定子磁钢内、其两端均伸出所述定子磁钢之外。
3.一种离心式心脏泵，其特征在于，所述离心式心脏泵包括电机定子以及电机转子，所述电机转子上设置有叶轮；
所述电子转子通过如权利要求1-2任意一项所述的心脏泵用永磁悬浮径向轴承设置于所述电子定子中部；所述心脏泵用永磁悬浮径向轴承的轴承定子设置于所述电机定子内侧，所述心脏泵用永磁悬浮径向轴承的轴承转子设置于所述电机转子的外侧。
4.根据权利要求3所述的离心式心脏泵，其特征在于，所述离心式心脏泵还包括壳体，所述电机定子、所述电机转子以及所述叶轮，均设置于所述壳体内。
Priority Applications (1)
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| CN202011523558.XA CN112546424A (zh) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | 心脏泵用永磁悬浮径向轴承及离心式心脏泵 |
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ID=75032064
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| CN202011523558.XA Pending CN112546424A (zh) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | 心脏泵用永磁悬浮径向轴承及离心式心脏泵 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN112546424A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4083431A1 (de) * | 2021-04-26 | 2022-11-02 | Levitronix GmbH | Elektromagnetischer drehantrieb, zentrifugalpumpe und pumpeneinheit |
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2020
- 2020-12-22 CN CN202011523558.XA patent/CN112546424A/zh active Pending
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