CN113037008A - 一种磁悬浮泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种磁悬浮泵，该磁悬浮泵包括泵壳、叶轮和磁悬浮电机，泵壳内设有泵腔，叶轮可旋转地容置于泵腔内；磁悬浮电机包括转子、定子和传感器，转子设于泵腔内，且与叶轮连接以带动叶轮同步旋转，定子设于泵壳的外部，且转子可旋转地设置于定子内部空间；转子带动叶轮在泵腔内悬浮旋转，以驱动泵腔内的流体流动。本发明技术方案对使得磁悬浮泵的结构得到大幅度优化，缩小磁悬浮泵的外形体积，进一步提升和扩展磁悬浮泵的使用范围。

Description

一种磁悬浮泵

技术领域

本发明涉及生物医疗器械技术领域，特别涉及一种磁悬浮泵，适用于血液泵。

背景技术

心脏是人生命中的永动机，一旦发生故障难以修复，利用人工心脏部分或全部替代心脏功能成为心脏病患者生命延续的关键，过去利用机械轴承人工心脏泵会产生摩擦和发热，使血细胞破损，引起溶血、凝血和血栓，甚至危及病人生命，而采用磁悬浮轴承的磁悬浮血液泵不仅效率高，而且可以防止血细胞破损，避免溶血、凝血和血栓等问题，有助于缓解心血管病患者的疾苦，提高患者生活质量。

现有磁悬浮血液泵通常是磁悬浮轴承内置在泵壳内部，磁悬浮轴承分别位于叶轮的两端，进而实现叶轮的悬浮转动。然而，该结构的磁悬浮血液泵的轴向长度较长，导致其外形体积较大，制约和限制了磁悬浮血液泵在生物医疗领域的进一步应用。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种磁悬浮泵，适用于血液泵，旨在简化泵体结构，大幅度缩小泵体的外形体积，从而拓展磁悬浮泵的使用范围。

为实现上述目的，本发明提出的磁悬浮泵包括泵壳、叶轮和磁悬浮电机，所述泵壳内设有泵腔，所述泵壳还设有连通所述泵腔的进口和出口，所述叶轮可旋转地容置于所述泵腔内；

所述磁悬浮电机包括转子、定子和传感器，所述转子设于所述泵腔内，且与所述叶轮连接以带动所述叶轮同步旋转，所述转子包括第一永磁环、第二永磁环及转子铁芯，所述转子铁芯具有沿径向朝外延伸有多个凸极，多个所述凸极沿所述转子铁芯的周向分布，所述第一永磁环和所述第二永磁环分别设于所述转子铁芯的两端，且所述第一永磁环和所述第二永磁环均为轴向充磁，且充磁方向相反；所述定子设于所述泵壳的外部，且所述转子可旋转地设置于所述定子内部空间；

所述定子包括：

多个线圈绕组，沿所述转子的周向呈间隔分布，每一所述线圈绕组包括一定子铁芯，所述定子铁芯沿轴向延伸，且所述定子铁芯上沿其延伸方向排列绕制有悬浮线圈和驱动线圈，所述悬浮线圈用以将所述转子悬浮于所述定子内，所述驱动线圈用以驱动所述转子悬浮，所述传感器与所述悬浮线圈相连接，用以控制所述转子相对所述定子的径向悬浮间隙；以及

永磁限位组件，固设于所述定子铁芯上，所述转子可旋转地设置于所述永磁限位组件内，所述永磁限位组件分别与所述第一永磁环和所述第二永磁环形成封闭磁场，以限制所述转子相对所述定子的轴向偏移；

所述转子带动所述叶轮在所述泵腔内悬浮旋转，以驱动所述泵腔内的流体流动。

优选地，所述永磁限位组件包括均为轴向充磁的第三永磁环和第四永磁环，所述第三永磁环和所述第四永磁环沿轴向呈间隔设置，且所述转子位于所述第三永磁环和所述第四永磁环的内部；所述第一永磁环对应所述第三永磁环设置，且两者的充磁方向相反，以形成封闭磁场；所述第二永磁环对应所述第四永磁环设置，且两者的充磁方向相反，以形成封闭磁场；

所述凸极位于所述第三永磁环和所述第四永磁环之间。

优选地，所述定子铁芯包括铁芯杆部和引磁部，所述铁芯杆部呈轴向延伸设置，所述悬浮线圈和所述驱动线圈绕制于所述铁芯杆部，所述引磁部自所述铁芯杆部的一端沿所述定子的径向朝内侧延伸；

所述引磁部位于所述第三永磁环和所述第四永磁环之间，且所述引磁部与所述凸极呈相对的间隔设置。

优选地，所述悬浮线圈位于所述驱动线圈靠近所述引磁部的一侧，所述悬浮线圈与所述引磁部呈间隔设置。

优选地，所述定子还包括导磁固定座，所述铁芯杆部远离所述引磁部的一端固定于所述导磁固定座。

优选地，所述永磁限位组件还包括第五永磁环，所述第五永磁环层叠设置于所述第三永磁环背对所述第四永磁环的一端，所述第五永磁环的充磁方向为径向充磁，以使所述第三永磁环和所述第五永磁环呈海尔贝克阵列状排布；和/或

所述永磁限位组件还包括第六永磁环，所述第六永磁环层叠设置于所述第四永磁环背对所述第三永磁环的一端，所述第六永磁环的充磁方向为径向充磁，以使所述第四永磁环和所述第六永磁环呈海尔贝克阵列状排布。

优选地，所述转子内置固定于所述叶轮内。

优选地，所述叶轮包括叶片座和盖板，所述叶片座设有叶片，所述叶片座的一端开设有供容置所述转子的容置槽，所述盖板盖合于所述容置槽的槽口以将所述转子固定于所述容置槽内。

优选地，所述叶片座设有沿其旋转方向呈贯通设置第一导流孔，且所述第一导流孔朝向所述进口设置；所述容置槽位于所述叶片座背对所述进口的一端，所述第一导流孔与所述容置槽相连通；所述盖板对应所述第一导流孔的位置开设有第二导流孔；

所述转子铁芯的内部设有呈贯通设置的过流孔，所述过流孔分别与所述第一永磁环和所述第二永磁环的内部相连通，以使所述第一导流孔、所述过流孔和所述第二导流孔依次导通。

优选地，所述泵壳包括：

上泵盖，其中心处设置有所述进口；以及

下泵盖，呈桶状设置，所述上泵盖密封扣合于所述下泵盖的敞口处，所述上泵盖和下泵盖；

所述上泵盖和所述下泵盖上分别具有一缺口，以合围形成所述出口，所述出口与所述进口的开口方向呈垂直设置，所述叶轮的旋转轴线对应所述进口，所述叶轮旋转的离心作用驱动所述泵腔内的流体从所述进口流向所述出口。

优选地，所述磁悬浮泵还包括一基座，所述基座的一端部的中心处对应所述下泵盖设置有安装凹槽，以使所述泵壳插接固定于所述安装凹槽内，所述定子内置固定于所述基座内。

本发明还提出一种血液泵，包括磁悬浮泵，所述磁悬浮泵内通过的流体为血液，所述磁悬浮泵包括泵壳、叶轮和磁悬浮电机，所述泵壳内设有泵腔，所述泵壳还设有连通所述泵腔的进口和出口，所述叶轮可旋转地容置于所述泵腔内；

所述磁悬浮电机包括转子、定子和传感器，所述转子设于所述泵腔内，且与所述叶轮连接以带动所述叶轮同步旋转，所述转子包括第一永磁环、第二永磁环及转子铁芯，所述转子铁芯具有沿径向朝外延伸有多个凸极，多个所述凸极沿所述转子铁芯的周向分布，所述第一永磁环和所述第二永磁环分别设于所述转子铁芯的两端，且所述第一永磁环和所述第二永磁环均为轴向充磁，且充磁方向相反；所述定子设于所述泵壳的外部，且所述转子可旋转地设置于所述定子内部空间；

所述定子包括：

多个线圈绕组，沿所述转子的周向呈间隔分布，每一所述线圈绕组包括一定子铁芯，所述定子铁芯沿轴向延伸，且所述定子铁芯上沿其延伸方向排列绕制有悬浮线圈和驱动线圈，所述悬浮线圈用以将所述转子悬浮于所述定子内，所述驱动线圈用以驱动所述转子悬浮，所述传感器与所述悬浮线圈相连接，用以控制所述转子相对所述定子的径向悬浮间隙；以及

永磁限位组件，固设于所述定子铁芯上，所述转子可旋转地设置于所述永磁限位组件内，所述永磁限位组件分别与所述第一永磁环和所述第二永磁环形成封闭磁场，以限制所述转子相对所述定子的轴向偏移；

所述转子带动所述叶轮在所述泵腔内悬浮旋转，以驱动所述泵腔内的流体流动。

本发明技术方案通过采用磁悬浮电机驱动叶轮旋转，实现了将其定子位于磁悬浮泵的泵壳外部，转子位于磁悬浮泵的泵壳内部，进而可以大幅度简化泵壳的内部结构，缩小泵壳的体积；同时，对于磁悬浮电机而言，采用设计新的定子结构和转子结构，分别通过定子上的悬浮线圈和驱动线圈实现转子悬浮和驱动旋转，永磁限位组件限制转子的轴向偏移，通过传感器反馈控制悬浮线圈实现对转子径向悬浮间隙的控制；如此，磁悬浮电机的结构大幅度简化，泵壳的外形尺寸也进一步缩小改善，从而使得磁悬浮泵的结构得到大幅度优化，缩小磁悬浮泵的外形体积，进一步提升和扩展磁悬浮泵的使用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明磁悬浮泵一实施例的结构示意图；

图2为图1中磁悬浮泵的泵壳与基座的分离示意图；

图3为图1中磁悬浮泵的内部结构示意图；

图4为图3中泵壳内部的结构示意图；

图5为图3中基座内部的结构示意图；

图6为图2中泵壳内部的叶轮位置示意图；

图7为图4中泵壳内部结构的分解示意图；

图8为图6中叶轮的爆炸图；

图9为图6中基座内的定子驱动叶轮转动的结构示意图；

图10为图3中磁悬浮泵的磁悬浮电机的结构示意图；

图11为图10中磁悬浮电机的磁场磁感线传递示意图；

图12为本发明磁悬浮泵中磁悬浮电机的另一实施例的结构示意图；

图13为图12中磁悬浮电机的永磁限位组件的永磁环呈呈海尔贝克阵列状排布的示意图；

图14为本发明磁悬浮泵另一较佳实施例中泵壳的内部分解示意图；

图15为图14中泵壳内部叶轮的内部构造爆炸图；

图16为图14中磁悬浮泵工作状态下泵壳内部的流体流向示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种磁悬浮泵，该磁悬浮泵可应用于驱动水、油、血液等液体介质，也可以应用于驱动燃气、惰性气体以及空气等气体介质。下面以该磁悬浮泵应用于生物医疗器械领域的血液泵为例(此时驱动的流体介质为血液)，对该磁悬浮泵做以具体说明。

在本发明一实施例中，参照图1至图11，该磁悬浮泵1包括泵壳10、叶轮20和磁悬浮电机30，泵壳10内设有泵腔100，泵壳10还设有连通泵腔100的进口101和出口102，叶轮20可旋转地容置于泵腔100内；

磁悬浮电机30包括转子310、定子320和传感器，转子310设于泵腔100内，且与叶轮20连接以带动叶轮20同步旋转，转子310包括第一永磁环311、第二永磁环312及转子铁芯313，转子铁芯313具有沿径向朝外延伸有多个凸极314，多个凸极314沿转子铁芯313的周向分布，第一永磁环311和第二永磁环312分别设于转子铁芯313的两端，且第一永磁环311和第二永磁环312均为轴向充磁，且充磁方向相反；定子320设于泵壳10的外部，且转子310可旋转地设置于定子320内部空间；

定子320包括：

多个线圈绕组321，沿转子310的周向呈间隔分布，每一线圈绕组321包括一定子铁芯321a，定子铁芯321a沿轴向延伸，且定子铁芯321a上沿其延伸方向排列绕制有悬浮线圈321d和驱动线圈321e，悬浮线圈321d用以将转子310悬浮于定子320内，驱动线圈321e用以驱动转子310悬浮，传感器与悬浮线圈321d相连接，用以控制转子310相对定子320的径向悬浮间隙；以及

永磁限位组件322，固设于定子铁芯321a上，转子310可旋转地设置于永磁限位组件322内，永磁限位组件322分别与第一永磁环311和第二永磁环312形成封闭磁场，以限制转子310相对定子320的轴向偏移；

转子310带动叶轮20在泵腔100内悬浮旋转，以驱动泵腔100内的流体流动。

具体地，磁悬浮泵1的泵壳10采用蜗壳状离心式结构，叶轮20可旋转地设置在泵壳10的泵腔100内，泵腔100内形成有连通进口101和出口102的流道，叶轮20位于流道内；当叶轮20旋转时，叶轮20上的叶片211产生的离心力驱动流道内的流体从进口101向出口102的方向流道，从而实现磁悬浮泵1输送流体或使流体增压的效果。

在本实施例中，该磁悬浮泵1采用磁悬浮电机30来驱动叶轮20的旋转，其中磁悬浮电机30括定子320、转子310和传感器(图未示出)，转子310位于泵壳10的泵腔100内部，转子310与叶轮20相连接，实现同步旋转，定子320位于泵壳10的外侧，定子320对转子310可产生悬浮力以及旋转驱动力，进而使得转子310在定子320内悬浮转动，最终实现叶轮20在泵腔100内的流道中悬浮转动。转子310包括第一永磁环311、第二永磁环312及转子铁芯313，转子铁芯313呈柱状设置，转子铁芯313的外周表面沿径向朝外延伸有凸极314，凸极314的数量为多个，多个凸极314沿转子铁芯313的周向分布，且优选为均匀分布。第一永磁环311和第二永磁环312分别位于转子铁芯313的两端，由于第一永磁环311和第二永磁环312均为轴向充磁且充磁方向相反，第一永磁环311和第二永磁环312相互朝向彼此的一侧的磁场极性相同，为了抑制克服第一永磁环311和第二永磁环312之间的磁排斥力，第一永磁环311和第二永磁环312分别采用胶粘、卡扣连接等方式固定于转子铁芯313的端部，对于具体采用的固定方式，此处不作具体限定。第一永磁环311和第二永磁环312可以采用高磁通密度永磁材料制成，例如钕铁硼永磁、永磁铁氧体、铁铬钴系永磁合金材料等。

对于定子320而言，定子铁芯321a上分别绕制有两组线圈，即悬浮线圈321d和驱动线圈321e，其中悬浮线圈321d和驱动线圈321e沿定子320的轴向排布；悬浮线圈321d和驱动线圈321e相互独立通电工作，悬浮线圈321d通过产生励磁悬浮磁场，使得转子310悬浮于该励磁悬浮磁场内，驱动线圈321e产生励磁驱动磁场，从而驱动转子310旋转。需要说明的是，悬浮线圈321d和驱动线圈321e分别独立工作，通入悬浮线圈321d和驱动线圈321e的电流大小、频率以及波形均不相同，进而产生的励磁驱动磁场和励磁悬浮磁场不存在发生磁场耦合的现象，保证了转子310相对定子320分别独立地实现悬浮和转动，互不影响。驱动线圈321e驱动转子310转动的方式采用永磁同步方式，此处不作具体说明。

悬浮线圈321d和驱动线圈321e可以依次抵接设置，或者悬浮线圈321d和驱动线圈321e呈间隔设置。在本实施例中，悬浮线圈321d和驱动线圈321e优选采用间隔排布的方式，从而可以减少励磁驱动磁场和励磁悬浮磁场的相互干扰。

为了保障转子310可稳定地在定子320内悬浮转动，定子铁芯321a还固定设置有永磁限位组件322，转子310可旋转地设置于永磁限位组件322内，永磁限位组件322分别与第一永磁环311和第二永磁环312形成封闭磁场，进而使得第一永磁环311和第二永磁环312不会在沿本磁悬浮电机30的轴线方向上发生轴向偏移。

可以理解的是，由于转子310与叶轮20相互连接，当永磁限位组件322对转子310产生力学作用时，叶轮20也受到永磁限位组件322的影响，进而实现叶轮20在泵腔100的流道内稳定悬浮。

本磁悬浮电机30中，悬浮线圈321d可产生励磁悬浮磁场，转子310在悬浮过程中，转子310与定子320之间始终保持有一定的间隔气隙，在电机的径向方向上，传感器(图未示出)用于检测转子310的径向偏移，根据传感器反馈的转子310的径向偏移来控制悬浮线圈321d的电流大小，调整转子310的径向偏移，进而以保证转子310与定子320之间保持稳定的径向气隙。上述传感器的设置位置有多处，可以设于转子310上，也可以设于定子320上。例如当传感器位于定子320上时，传感器可以设置在相邻的两个线圈绕组321之间，即传感器分布在相邻的两个定子铁芯321a的间隙内。传感器可以采用霍尔元器件实现对转子310径向偏移的检测。

本发明技术方案通过采用磁悬浮电机30驱动叶轮20旋转，实现了将其定子320位于磁悬浮泵1的泵壳10外部，转子310位于磁悬浮泵1的泵壳10内部，进而可以大幅度简化泵壳10的内部结构，缩小泵壳10的体积；同时，对于磁悬浮电机30而言，采用设计新的定子320结构和转子310结构，分别通过定子320上的悬浮线圈321d和驱动线圈321e实现转子310悬浮和驱动旋转，永磁限位组件322限制转子310的轴向偏移，通过传感器反馈控制悬浮线圈321d实现对转子310径向悬浮间隙的控制；如此，磁悬浮电机30的结构大幅度简化，泵壳10的外形尺寸也进一步缩小改善，从而使得磁悬浮泵1的结构得到大幅度优化，缩小磁悬浮泵1的外形体积，进一步提升和扩展磁悬浮泵1的使用范围。

进一步地，上述永磁限位组件322包括均为轴向充磁的第三永磁环322a和第四永磁环322b，第三永磁环322a和第四永磁环322b沿轴向呈间隔设置，且转子310位于第三永磁环322a和第四永磁环322b的内部；第一永磁环311对应第三永磁环322a设置，且两者的充磁方向相反，以形成封闭磁场；第二永磁环312对应第四永磁环322b设置，且两者的充磁方向相反，以形成封闭磁场；上述转子310的凸极314位于第三永磁环322a和第四永磁环322b之间。其中，第三永磁环322a和第四永磁环322b可以采用高磁通密度永磁材料制成，例如钕铁硼永磁、永磁铁氧体、铁铬钴系永磁合金材料等。第三永磁环322a间隔地套设于第一永磁环311的外部，且第一永磁环311的极性与第三永磁环322a的极性相反，进而在第一永磁环311和第三永磁环322a之间能够形成封闭磁场，进而使得第一永磁环311受到第三永磁环322a的磁场作用，限制第一永磁环311沿引擎旋转轴线方向的移动，从而限制转子310的轴向偏移；同理，第四永磁环322b间隔地套设于第二永磁环312的外部，且第四永磁环322b的极性与第二永磁环312的极性相反，进而在第四永磁环322b和第二永磁环312之间能够形成封闭磁场，进而使得第二永磁环312受到第四永磁环322b的磁场作用，限制第二永磁环312沿引擎旋转轴线方向的移动，从而限制转子310的轴向偏移。由于第三永磁环322a和第四永磁环322b的充磁方向是相反的，转子310受到第三永磁环322a的磁场作用力与转子310受到第四永磁环322b的磁场作用力的方向正好相反，从而确保转子310能稳定地悬浮在第三永磁环322a和第四永磁环322b之间，从而实现对转子310的轴向偏移的限制作用。

参照图12和图13，并结合图10和图11在本实施例的另一优选实施方案中，对于上述磁悬浮电机30而言，其永磁限位组件322还包括第五永磁环322c，第五永磁环322c层叠设置于第三永磁环322a背对第四永磁环322b的一端，第五永磁环322c的充磁方向为径向充磁，以使第三永磁环322a和第五永磁环322c呈海尔贝克阵列状(Halbach Array)排布。由于第三永磁环322a和第五永磁环322c组成呈海尔贝克阵列(Halbach Array)，即可实现通过最少量的永磁铁产生最强的磁场，海尔贝克阵列磁环结构分解后的轴向磁场与径向磁场的相互迭加使得朝向引磁部321c一侧的磁场强度大幅度提升，可有效地减小磁悬浮电机30的体积，提升磁悬浮电机30的功率密度。

同理，永磁限位组件322还包括第六永磁环322d，第六永磁环322d层叠设置于第四永磁环322b背对第三永磁环322a的一端，第六永磁环322d的充磁方向为径向充磁，以使第四永磁环322b和第六永磁环322d呈海尔贝克阵列状(Halbach Array)排布。由于第四永磁环322b和第六永磁环322d组成呈海尔贝克阵列(Halbach Array)，即可实现通过最少量的永磁铁产生最强的磁场，海尔贝克阵列磁环结构分解后的轴向磁场与径向磁场的相互迭加使得朝向引磁部321c一侧的磁场强度大幅度提升。

需要说明的是，本实施例中，上述永磁限位组件322中除了设置第五永磁环322c、第六永磁环322d之外，还可以根据磁悬浮电机30的电机参数设计要求，再次层叠增设相应的永磁环，并且这些永磁环仍可分别与第三永磁环322a、第五永磁环322c组成海尔贝克阵列状(Halbach Array)永磁结构，从而进一步提升朝向引磁部321c一侧的磁场强度。当然，增设的永磁环，也可以与第四永磁环322b、第六永磁环322d组成海尔贝克阵列状(HalbachArray)永磁结构，此处不再一一赘叙。

在本实施例中，对于转子310而言，其凸极314的数量至少为四个；对于定子320而言，其线圈绕组321的数量至少为四组，多个线圈绕组321沿转子310的周向呈间隔均匀的分布，转子310位于多个线圈绕组321围合形成的空间区域内。作为本发明实施例的一优选实施方案，凸极314的数量为四个且成十字型排布，线圈绕组321的数量为六组。

上述定子320还包括导磁固定座323，定子铁芯321a的一端固定于导磁固定座323，多个线圈绕组321和导磁固定座323围合形成一供容置转子310旋转的容纳空间。导磁固定座323一方面用于固定定子铁芯321a，使得定子320的多个线圈绕组321固定于导磁固定座323处，实现定子320结构的稳固；另一方面，导磁固定座323与定子铁芯321a相互接触，线圈绕组321上形成的磁场磁感线可以通过定子铁芯321a在导磁固定座323内传递，提高磁能利用率。

其中，定子铁芯321a与导磁固定座323的固定方式有多种，对于定子铁芯321a而言，铁芯杆部321b的一端设置有引磁部321c，其另一端可直接采用插接固定或者焊接固定的方式与导磁固定座323相连接，此处不作具体限定。作为一优选方案，铁芯杆部321b与导磁固定座323采用插接固定方式，进而可以便于定子320的装配。

需要说明的是，导磁固定座323面向转子310的一侧中心位置处设置有隆起部323a，该隆起部323a的隆起凸出方向朝向转子310方向，如此一来，隆起部323a位于在多个线圈绕组321的中心区域，有助于提升磁能利用率。

在本实施例中，上述转子310优选内置固定于叶轮20内，从而降低转子310对泵腔100内部的流道的占用，增强泵腔100内的流道的流通性；同时，也有助于简化泵腔100的内部构造。

进一步地，继续参照图7和图8，对于上述叶轮20而言，其具体包括叶片座210和盖板220，其中叶片座210具有一容置槽212，叶片座210上形成有多个叶片211，转子310固设于容置槽212内，盖板220盖合于容置槽212的槽口，进而实现将转子310内置于叶轮20内。

在上述实施例中，上述叶轮20的内部不是贯通的，叶轮20内部没有形成流体流道，进而流体介质是在叶轮20的外部流动的。

在本磁悬浮泵1的另一较佳实施例中，叶轮20内部也可以形成流体流道，从而位于泵腔100内的流体介质不仅可以从叶轮20的外部流动，还可以从叶轮20的内部流动，从而进一步提高磁悬浮泵1的流量。具体的，参照图14至图16，在本磁悬浮泵1的另一较佳实施例中，叶片座210设有沿其旋转方向呈贯通设置第一导流孔213，且第一导流孔213朝向进口101设置，以利于进口101处的流体介质向第一导流孔213方向流动；容置槽212位于叶片座210背对进口101的一端，第一导流孔213与容置槽212相连通；盖板220对应第一导流孔213的位置开设有第二导流孔221；转子铁芯213的内部设有呈贯通设置的过流孔315，过流孔315分别与第一永磁环311和第二永磁环312的内部相连通，以使第一导流孔213、过流孔315和第二导流孔221依次导通，。进而在叶轮20内部形成与泵腔100相连通的流体流道。

对于本磁悬浮泵1而言，其泵壳10优选采用分体式结构，进而以实现便于装配的目的。其中，该泵壳10包括上泵盖110和下泵盖120，上泵盖110的中心处设置有进口101，下泵盖120呈桶状设置，上泵盖110密封扣合于下泵盖120的敞口处，上泵盖110和下泵盖120；上泵盖110和下泵盖120上分别具有一缺口，以合围形成出口102，出口102与进口101的开口方向呈垂直设置，叶轮20的旋转轴线对应进口101(叶轮20的旋转轴方向与进口101的开口方向平行或者重合，优选为重合设置)，叶轮20旋转的离心作用驱动泵腔100内的流体从进口101流向出口102。

进一步地，本磁悬浮泵1还包括一基座40，基座40的一端部的中心处对应下泵盖120设置有安装凹槽401，以使泵壳10插接固定于安装凹槽401内，定子320内置固定于基座40内。基座40可实现对整个定子320的封装包裹，进而保障定子320的工作可靠性。

需要说明的是，在上述实施例中，基座40与泵壳10是以可拆卸地连接固定，从而便于整体性地更换泵壳10以及其中的内部元件。例如，以血液泵为例，由于泵壳10内集成设置有转子310、叶轮20等内部元件，本磁悬浮泵1在长时间工作的工况下，泵壳10以及其中的内部元件在驱动血液流动时，泵壳10以及其中的内部元件属于医学耗材，因而需要方便更换安装，而在本实施例中，基座40与泵壳10可拆卸地插接固定在一起，进而具有易于更换的特点，进而可以改善血液泵的工作可靠性。

本发明还提出一种血液泵，该血液泵包括磁悬浮泵，磁悬浮泵内通过的流体为血液。该磁悬浮泵的具体结构参照上述实施例，由于本血液泵采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种磁悬浮泵，其特征在于，包括泵壳、叶轮和磁悬浮电机，所述泵壳内设有泵腔，所述泵壳还设有连通所述泵腔的进口和出口，所述叶轮可旋转地容置于所述泵腔内；

所述磁悬浮电机包括转子、定子和传感器，所述转子设于所述泵腔内，且与所述叶轮连接以带动所述叶轮同步旋转，所述转子包括第一永磁环、第二永磁环及转子铁芯，所述转子铁芯具有沿径向朝外延伸有多个凸极，多个所述凸极沿所述转子铁芯的周向分布，所述第一永磁环和所述第二永磁环分别设于所述转子铁芯的两端，且所述第一永磁环和所述第二永磁环均为轴向充磁，且充磁方向相反；所述定子设于所述泵壳的外部，且所述转子可旋转地设置于所述定子内部空间；

所述定子包括：

多个线圈绕组，沿所述转子的周向呈间隔分布，每一所述线圈绕组包括一定子铁芯，所述定子铁芯沿轴向延伸，且所述定子铁芯上沿其延伸方向排列绕制有悬浮线圈和驱动线圈，所述悬浮线圈用以将所述转子悬浮于所述定子内，所述驱动线圈用以驱动所述转子悬浮，所述传感器与所述悬浮线圈相连接，用以控制所述转子相对所述定子的径向悬浮间隙；以及

永磁限位组件，固设于所述定子铁芯上，所述转子可旋转地设置于所述永磁限位组件内，所述永磁限位组件分别与所述第一永磁环和所述第二永磁环形成封闭磁场，以限制所述转子相对所述定子的轴向偏移；

所述转子带动所述叶轮在所述泵腔内悬浮旋转，以驱动所述泵腔内的流体流动。

2.如权利要求1所述的磁悬浮泵，其特征在于，所述永磁限位组件包括均为轴向充磁的第三永磁环和第四永磁环，所述第三永磁环和所述第四永磁环沿轴向呈间隔设置，且所述转子位于所述第三永磁环和所述第四永磁环的内部；所述第一永磁环对应所述第三永磁环设置，且两者的充磁方向相反，以形成封闭磁场；所述第二永磁环对应所述第四永磁环设置，且两者的充磁方向相反，以形成封闭磁场；

所述凸极位于所述第三永磁环和所述第四永磁环之间。

3.如权利要求2所述的磁悬浮泵，其特征在于，所述定子铁芯包括铁芯杆部和引磁部，所述铁芯杆部呈轴向延伸设置，所述悬浮线圈和所述驱动线圈绕制于所述铁芯杆部，所述引磁部自所述铁芯杆部的一端沿所述定子的径向朝内侧延伸；

所述引磁部位于所述第三永磁环和所述第四永磁环之间，且所述引磁部与所述凸极呈相对的间隔设置。

4.如权利要求3所述的磁悬浮泵，其特征在于，所述悬浮线圈位于所述驱动线圈靠近所述引磁部的一侧，所述悬浮线圈与所述引磁部呈间隔设置。

5.如权利要求3所述的磁悬浮泵，其特征在于，所述定子还包括导磁固定座，所述铁芯杆部远离所述引磁部的一端固定于所述导磁固定座。

6.如权利要求3所述的磁悬浮泵，其特征在于，所述永磁限位组件还包括第五永磁环，所述第五永磁环层叠设置于所述第三永磁环背对所述第四永磁环的一端，所述第五永磁环的充磁方向为径向充磁，以使所述第三永磁环和所述第五永磁环呈海尔贝克阵列状排布；和/或

所述永磁限位组件还包括第六永磁环，所述第六永磁环层叠设置于所述第四永磁环背对所述第三永磁环的一端，所述第六永磁环的充磁方向为径向充磁，以使所述第四永磁环和所述第六永磁环呈海尔贝克阵列状排布。

7.如权利要求1所述的磁悬浮泵，其特征在于，所述转子内置固定于所述叶轮内。

8.如权利要求7所述的磁悬浮泵，其特征在于，所述叶轮包括叶片座和盖板，所述叶片座设有叶片，所述叶片座的一端开设有供容置所述转子的容置槽，所述盖板盖合于所述容置槽的槽口以将所述转子固定于所述容置槽内。

9.如权利要求8所述的磁悬浮泵，其特征在于，所述叶片座设有沿其旋转方向呈贯通设置第一导流孔，且所述第一导流孔朝向所述进口设置；所述容置槽位于所述叶片座背对所述进口的一端，所述第一导流孔与所述容置槽相连通；所述盖板对应所述第一导流孔的位置开设有第二导流孔；

所述转子铁芯的内部设有呈贯通设置的过流孔，所述过流孔分别与所述第一永磁环和所述第二永磁环的内部相连通，以使所述第一导流孔、所述过流孔和所述第二导流孔依次导通。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的磁悬浮泵，其特征在于，所述泵壳包括：

上泵盖，其中心处设置有所述进口；以及

下泵盖，呈桶状设置，所述上泵盖密封扣合于所述下泵盖的敞口处，所述上泵盖和下泵盖；

所述上泵盖和所述下泵盖上分别具有一缺口，以合围形成所述出口，所述出口与所述进口的开口方向呈垂直设置，所述叶轮的旋转轴线对应所述进口，所述叶轮旋转的离心作用驱动所述泵腔内的流体从所述进口流向所述出口。

11.如权利要求10所述的磁悬浮泵，其特征在于，所述磁悬浮泵还包括一基座，所述基座的一端部的中心处对应所述下泵盖设置有安装凹槽，以使所述泵壳插接固定于所述安装凹槽内，所述定子内置固定于所述基座内。

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