CN114159694B - 一种磁悬浮脉动轴流式心脏泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种磁悬浮脉动轴流式心脏泵，包括前导叶、定子、转子和后导叶，前导叶位于所述磁悬浮脉动轴流式心脏泵的进口，后导叶位于所述磁悬浮脉动轴流式心脏泵的出口；前导叶包括前导叶体、前导叶叶片、前导叶线圈和前导叶轴；定子包括泵体和定子线圈；转子包括转子轴、转子叶片、前轴向永磁体、后轴向永磁体和径向永磁体；所述后导叶包括后导叶体、后导叶叶片、后导叶线圈和后导叶轴；转子轴位于前导叶轴和后导叶轴内部；所述定子线圈与径向永磁体作用驱动转子转动；通过前导叶线圈和后导叶线圈与转子的前轴向永磁体和后轴向永磁体共同作用，形成磁悬浮状态和轴向脉动。

Description

一种磁悬浮脉动轴流式心脏泵
技术领域
本发明属于医疗器械领域，尤其涉及一种磁悬浮脉动轴流式心脏泵。
背景技术
健康的心脏是人类健康的基础，心脏疾病一直是困扰人类的重要顽疾。在人体心脏因病损而部分或完全丧失功能而不能维持全身正常循环时，可移植一种用人工材料制造的机械装置以暂时或永久地部分或完全代替心脏功能、推动血液循环，这种装置即人工心脏。随着机械结构、电机控制和材料等技术的进步，人工心脏经历了从第一代仿生人工心脏到第二代功能性人工心脏的发展，目前已经发展到第三代磁悬浮人工心脏。磁悬浮人工心脏通过磁悬浮驱动方式，具有体积更小、输送效率更高的优点，解决了溶血、血栓等不利影响。
心脏泵是为了解决心脏疾病，帮助输送血液的装置。常见的心脏泵包括离心式和轴流式等，由于离心式心脏泵易于采用磁悬浮驱动，磁悬浮方式更多见于离心式心脏泵，因此目前广泛使用磁悬浮离心式心脏泵，但是离心式结构的体积和质量更大，具有不易做到便携的缺点；再者，目前的磁悬浮离心泵的供血是稳定持续供血，与人类的脉动式泵血不同，容易引起机体的排斥，需要更长的时间适应。虽然轴流式心脏泵的体积更小、质量更轻、流量更大，但是目前难于做到磁悬浮驱动方式；再者，轴流式心脏泵主要采用轴承支撑，增加了轴流式心脏泵的制造成本和维修难度。
综上所述，提供一种具有结构简单、紧凑、安全、可靠、加工便捷、维修成本低、效率高和节能等优点的心脏泵，在实现磁悬浮支撑的基础上，减少轴承等部件的介入，有效降低溶血和血栓，实现了脉动泵血功能，已经成为亟需解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于针对上述问题，提供一种磁悬浮脉动轴流式心脏泵，包括前导叶、定子、转子和后导叶，其特征在于，所述前导叶位于所述磁悬浮脉动轴流式心脏泵的进口，所述后导叶位于所述磁悬浮脉动轴流式心脏泵的出口；所述前导叶包括前导叶体2、前导叶叶片6、前导叶线圈3和前导叶轴5；所述定子包括泵体1和定子线圈7；所述转子包括转子轴15、转子叶片9、前轴向永磁体4、后轴向永磁体14和径向永磁体8；所述后导叶包括后导叶体11、后导叶叶片10、后导叶线圈12和后导叶轴13；所述转子轴15位于前导叶轴5和后导叶轴13内部；所述定子线圈7与径向永磁体8作用驱动转子转动；通过前导叶线圈3和后导叶线圈12与转子的前轴向永磁体4和后轴向永磁体14共同作用，形成磁悬浮状态和轴向脉动。
优选的，所述定子线圈7的数量m与所述转子的径向永磁体8数量n的关系为m＝n+1，其中，n>3。
优选的，所述前导叶叶片6数量a与后导叶叶片10数量b相等，并且与转子叶片9数量c的关系为a＝b，且与c互为质数。
优选的，所述前导叶轴5为锥孔结构，所述锥孔角度为8°～50°。
优选的，所述后导叶轴13为锥孔结构，所述锥孔角度为8°～50°。
优选的，所述转子与定子之间的径向间隙为50μm～1000μm。
优选的，所述转子与定子之间的轴向间隙为1mm～10mm。
优选的，所述前导叶轴5与后导叶轴13为盲孔结构，并与转子轴15为间隙配合。
优选的，所述前导叶叶片6的旋转方向与转子叶片9的旋转方向一致，并与后导叶叶片10的旋转方向相反。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
1)本发明采用磁悬浮支撑，减少轴承等部件的介入，有效降低溶血和血栓；
2)本发明采用轴向电磁支撑和可移动方式，实现了脉动泵血功能，具有结构简单、紧凑、安全、可靠、加工便捷、维修成本低、效率高和节能等优点。
附图说明
图1为本发明的一种磁悬浮脉动轴流式心脏泵的结构示意图；
图2为本发明图1中A-A截图示意图；
图3为本发明图1中B-B截图示意图。
图4为本发明图1中C-C截图示意图。
图中附图标记为：
1-泵体；2-前导叶体；3-前导叶线圈；4-前轴向永磁体；5-前导叶轴；6-前导叶叶片；7-定子线圈；8-径向永磁体；9-转子叶片；10-后导叶叶片；11-后导叶体；12-后导叶线圈；13-后导叶轴；14-后轴向永磁体；15-转子轴。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
下面通过参考附图描述的实施例以及方位性的词语均是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个宽泛实施例中，一种磁悬浮脉动轴流式心脏泵，包括前导叶、定子、转子和后导叶，其特征在于，所述前导叶位于所述磁悬浮脉动轴流式心脏泵的进口，所述后导叶位于所述磁悬浮脉动轴流式心脏泵的出口；所述前导叶包括前导叶体2、前导叶叶片6、前导叶线圈3和前导叶轴5；所述定子包括泵体1和定子线圈7；所述转子包括转子轴15、转子叶片9、前轴向永磁体4、后轴向永磁体14和径向永磁体8；所述后导叶包括后导叶体11、后导叶叶片10、后导叶线圈12和后导叶轴13；所述转子轴15位于前导叶轴5和后导叶轴13内部；所述定子线圈7与径向永磁体8作用驱动转子转动；通过前导叶线圈3和后导叶线圈12与转子的前轴向永磁体4和后轴向永磁体14共同作用，形成磁悬浮状态和轴向脉动。
优选的，所述定子线圈7的数量m与所述转子的径向永磁体8数量n的关系为m＝n+1，其中，n>3。
优选的，所述前导叶叶片6数量a与后导叶叶片10数量b相等，并且与转子叶片9数量c的关系为a＝b，且与c互为质数。
优选的，所述前导叶轴5为锥孔结构，所述锥孔角度为8°～50°。
优选的，所述后导叶轴13为锥孔结构，所述锥孔角度为8°～50°。
优选的，所述转子与定子之间的径向间隙为50μm～100μm。
优选的，所述转子与定子之间的轴向间隙为1mm～10mm。
优选的，所述前导叶轴5与后导叶轴13为盲孔结构，并与转子轴15为间隙配合。
优选的，所述前导叶叶片6的旋转方向与转子叶片9的旋转方向一致，并与后导叶叶片10的旋转方向相反。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种磁悬浮脉动轴流式心脏泵，包括前导叶、定子、转子和后导叶，其特征在于，所述前导叶位于所述磁悬浮脉动轴流式心脏泵的进口，所述后导叶位于所述磁悬浮脉动轴流式心脏泵的出口；所述前导叶包括前导叶体(2)、前导叶叶片(6)、前导叶线圈(3)和前导叶轴(5)；所述定子包括泵体(1)和定子线圈(7)；所述转子包括转子轴(15)、转子叶片(9)、前轴向永磁体(4)、后轴向永磁体(14)和径向永磁体(8)；所述后导叶包括后导叶体(11)、后导叶叶片(10)、后导叶线圈(12)和后导叶轴(13)；所述转子轴(15)位于前导叶轴(5)和后导叶轴(13)内部；所述定子线圈(7)与径向永磁体(8)作用驱动转子转动；通过前导叶线圈(3)和后导叶线圈(12)与转子的前轴向永磁体(4)和后轴向永磁体(14)共同作用，形成磁悬浮状态和轴向脉动；
所述前导叶叶片(6)的数量a与后导叶叶片(10)的数量b相等，并且与转子叶片(9)的数量c的关系为a＝b，且与c互为质数；
所述前导叶轴(5)为锥孔结构，且锥孔角度为8°～50°；
所述后导叶轴(13)为锥孔结构，且锥孔角度为8°～50°。
2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮脉动轴流式心脏泵，其特征在于，所述定子线圈(7)的数量m与所述转子的径向永磁体(8)的数量n的关系为m＝n+1，其中，n>3。
3.根据权利要求1-2任一所述的一种磁悬浮脉动轴流式心脏泵，其特征在于，所述转子与定子之间的径向间隙为50μm～1000μm。
4.根据权利要求1-2任一所述的一种磁悬浮脉动轴流式心脏泵，其特征在于，所述转子与定子之间的轴向间隙为1mm～10mm。
5.根据权利要求1-2任一所述的一种磁悬浮脉动轴流式心脏泵，其特征在于，所述前导叶轴(5)与后导叶轴(13)为盲孔结构，并与转子轴(15)为间隙配合。
6.根据权利要求1-2任一所述的一种磁悬浮脉动轴流式心脏泵，其特征在于，所述前导叶叶片(6)的旋转方向与转子叶片(9)的旋转方向一致，并与后导叶叶片(10)的旋转方向相反。
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