CN114768087A - 一种磁悬浮式离心血泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁悬浮式离心血泵，涉及医疗器械设备技术领域，包括泵组件以及悬浮离心组件；泵组件包括泵腔上壳、泵腔下壳以及布置在泵腔上壳与泵腔下壳间的叶轮机构，泵腔上壳与泵腔下壳配合连接已在内部形成离心空腔；泵腔上壳顶部设有血液流入通道，泵腔下壳底部设有血液流出通道；悬浮离心组件包括布置在泵腔下壳内的环形软铁，所述环形软铁表面呈环形缠绕有多组电磁线圈，在泵腔下壳外侧布置有与电磁线圈连接的控制器，该所述悬浮离心组件在带动叶轮机构悬浮的同时驱动叶轮机构高速自转，相较于传统的磁悬浮式叶轮需要外加伺服电机进行驱动，本发明实施例的磁悬浮式离心血泵结构更加简单，在离心空腔内所占用的空间更小。

Description

一种磁悬浮式离心血泵

技术领域

本发明涉及医疗器械设备技术领域，具体涉及一种磁悬浮式离心血泵。

背景技术

心功能衰竭、重症爆发性心肌炎、心脏外科手术后、急性心肌梗塞等疾病或情况发生后，不但会减少器官血液供给，且随时会有心跳骤停的可能，因此，在对此类疾病的治疗中，越来越多地会采取血液辅助循环的做法，目前，血液辅助循环通常采用磁悬浮离心血泵来实现。

目前国际市场上应用最多的是美国的四大产品，其中两个为第二代血泵，两个为三代血泵，二代血泵为轴承式结构，主要缺点是：轴承很容易磨损，严重制约了血泵的使寿命；因为轴承摩擦，造成的溶血相对严重；第三代血泵为磁悬浮式结构，虽然使用寿命长，但是也有新问题，主要问题是现有磁悬浮式机构，参考专利申请号为：202011449637.0，专利名称为“一种控位悬浮离心式血泵”的专利文件，公开了利用内磁芯组、外磁芯组实现悬浮式叶轮的技术方案，然而该专利文件中的叶轮虽然可以实现悬浮，但是其仍然需要外加伺服电机驱动其转动，外加的驱动机构不仅增加了改血泵的体积与质量，且难以对叶轮转动时产生的轴向力与悬浮磁力进行平衡性调节，稳定性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁悬浮式离心血泵，解决以下技术问题：

现有技术中叶轮虽然可以实现悬浮，但是其仍然需要外加伺服电机驱动其转动，外加的驱动机构不仅增加了改血泵的体积与质量，且难以对叶轮转动时产生的轴向力与悬浮磁力进行平衡性调节，稳定性较差。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种磁悬浮式离心血泵，包括泵组件以及悬浮离心组件，所述泵组件包括泵腔上壳6、泵腔下壳1以及布置在泵腔上壳6与泵腔下壳1间的叶轮机构，泵腔上壳6与泵腔下壳1配合连接已在内部形成离心空腔；

泵腔上壳6顶部设有血液流入通道7，泵腔下壳1底部设有血液流出通道101；

悬浮离心组件布置在离心空腔内，用于带动叶轮机构悬浮的同时进行离心转动；

其中，悬浮离心组件包括布置在泵腔下壳1内的环形软铁204，所述环形软铁204表面呈环形缠绕有多组电磁线圈8，叶轮机构外呈圆周阵列周向布置有多组永磁铁201，电磁线圈8产生磁力并与所述永磁体201配合形成磁通路径。

优选的，泵腔上壳6与血液流入通道7间设有多组通孔701，血液流入通道7与通孔701连接，通孔701连通所述离心空腔。

优选的，，叶轮机构包括布置在离心空腔内的第一叶轮组5以及第二叶轮组3，其中，所述第一叶轮组5与第二叶轮组3通过连接机构连接。

优选的，第一叶轮组5包括第一转轮501，第一转轮501一侧设有第一转轮轴502，第一转轮轴502外圆面呈圆周阵列周向布置多组第一叶片504。

优选的，第二叶轮组3包括第二转轮303，第二转轮303二侧设有第二转轮轴302，第二转轮303外圆面呈圆周阵列周向布置多组第二叶片304。

优选的，所述第一转轮501位于靠向泵腔上壳6的一端，第二转轮303位于靠向泵腔下壳1的一端。

优选的，连接机构包括布置在第一转轮501底面的通槽503，通槽503内圆面呈圆周阵列布置有多组卡槽504，第二转轮轴302顶端外圆面布置有多组卡座301。

优选的，第二转轮303底部与转子203连接，转子203连接轴芯202，轴芯202另一端与转子叶轮2固定连接，转子叶轮2外圆面呈圆周阵列周向布置有多组永磁铁201，在所述转子叶轮2底部设有陶瓷球102，所述环形软铁204中部设有陶瓷凹槽801，陶瓷球102顶住陶瓷凹槽801以组成一组滑动轴承。

优选的，泵腔上壳6朝向泵腔下壳1的一端呈圆周阵列布设多组L型支杆601，L型支杆601与泵腔上壳6外圆面同步弯曲；

其中，泵腔下壳1朝向泵腔上壳6的一端呈圆周阵列布设多组插槽102，插槽102两侧槽壁与泵腔下壳1外圆面同步弯曲，在插槽102内侧还设有环形通槽104。

本发明的有益效果：

（1）悬浮离心组件带动离心空腔内的叶轮机构在悬浮的同时高速转动，进而将血液通过血液流入通道吸入离心空腔内，而后将离心空腔内的血液通过血液流出通道排出，在本实施例中，该所述悬浮离心组件在带动叶轮机构悬浮的同时驱动叶轮机构高速自转，相较于传统的磁悬浮式叶轮需要外加伺服电机进行驱动，本发明实施例的磁悬浮式离心血泵结构更加简单，在离心空腔内所占用的空间更小；

（2）第一转轮轴插接在通槽内的同时所述卡座与卡槽卡接配合，进而在对第一转轮与第二转轮连接固定时，将第二转轮轴插接在通槽内即可，拆装更加方便。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种磁悬浮式离心血泵的结构示意图；

图2是本发明一种磁悬浮式离心血泵的立体结构示意图一；

图3是本发明一种磁悬浮式离心血泵的立体结构示意图二；

图4是本发明一种磁悬浮式离心血泵的立体结构示意图三；

图5是本发明一种磁悬浮式离心血泵中插槽的结构示意图；

图6是本发明一种磁悬浮式离心血泵中L型支杆的结构示意图；

图7是本发明一种磁悬浮式离心血泵中不完全卡盘的结构示意图。

图中：1、泵腔下壳；2、转子叶轮；3、第二叶轮组；4、第一密封槽；5、第一叶轮组；6、泵腔上壳；7、血液流入通道；8、电磁线圈；101、血液流出通道；102、插槽；103、挡圈；104、环形通槽；201、永磁体；202、轴芯；203、转子；204、环形软铁；205、不完全卡盘；206、连接槽；301、卡座；302、第二转轮轴；303、第二转轮；401、第一密封圈；402、第二密封圈；501、第一转轮；502、第一转轮轴；503、通槽；504、第一叶片；601、L型支杆；701、通孔。

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图3所示，本发明为一种磁悬浮式离心血泵，包括泵组件以及悬浮离心组件；

所述泵组件包括泵腔上壳6、泵腔下壳1以及布置在泵腔上壳6与泵腔下壳1间的叶轮机构，泵腔上壳6与泵腔下壳1配合连接已在内部形成离心空腔；

泵腔上壳6顶部设有血液流入通道7，泵腔下壳1底部设有血液流出通道101；

所述悬浮离心组件布置在离心空腔内，用于带动叶轮机构悬浮的同时进行离心转动，其中，在进行血液循环时，悬浮离心组件带动离心空腔内的叶轮机构在悬浮的同时高速转动，进而将血液通过血液流入通道7吸入离心空腔内，而后将离心空腔内的血液通过血液流出通道101排出，在本实施例中，该所述悬浮离心组件在带动叶轮机构悬浮的同时驱动叶轮机构高速自转，相较于传统的磁悬浮式叶轮需要外加伺服电机进行驱动，本发明实施例的磁悬浮式离心血泵结构更加简单，在离心空腔内所占用的空间更小。

请参阅图4，悬浮离心组件包括布置在泵腔下壳1内的环形软铁204，所述环形软铁204表面呈环形缠绕有多组电磁线圈8，在泵腔下壳1外侧布置有与电磁线圈8连接的控制器，其中，叶轮机构外呈圆周阵列周向布置有多组永磁铁201，电磁线圈8产生磁力并与所述永磁体201配合形成磁通路径，产生旋转磁场，感应出涡流，以使所述叶轮机构高速旋转的同时并稳定悬浮在离心空腔内；

泵腔下壳1内圆面呈周向布置有多组定位块205，定位块205一端与泵腔下壳1固定，另一端与环形软铁204固定，在泵腔下壳1内，起到对环形软铁204稳固的作用；

叶轮机构包括布置在离心空腔内的第一叶轮组5以及第二叶轮组3，其中，所述第一叶轮组5与第二叶轮组3通过连接机构连接；

请参阅图5，第一叶轮组5包括第一转轮501，第一转轮501一侧设有第一转轮轴502，第一转轮轴502外圆面呈圆周阵列周向布置多组第一叶片504，所述第一叶片504从第一转轮轴502顶部往所述第一转轮501的边缘延伸，其中，所述第一叶片504沿着顺时针方向或逆时针方向弯曲，为了使得所述第一转轮501转动时，血液通过血液流入通道7吸入离心空腔内，所述第一叶片504的弯曲方向与所述第一转轮501的旋转方向相同；

第二叶轮组3包括第二转轮303，第二转轮303二侧设有第二转轮轴302，第二转轮303外圆面呈圆周阵列周向布置多组第二叶片304，所述第二叶片304沿着顺时针方向或逆时针方向弯曲，为了使得所述第二转轮303转动时，离心腔内的血液在所述第二叶片304的作用下通过泵腔下壳1底部的血液流出通道101流出，所述第二叶片304的弯曲方向与所述第二转轮303的旋转方向相同，进一步的，所述第二叶片304的弯曲方向与第一叶片504的弯曲方向相同；

其中，所述第一转轮501位于靠向泵腔上壳6的一端，第二转轮303位于靠向泵腔下壳1的一端，悬浮离心组件在带动第二转轮303以及第一转轮501转动时，第一转轮501带动第一叶片504转动，将血液通过血液流入通道7输送至离心空腔内，与此同时，第二转轮303带动第二叶片304转动，将离心空腔内的血液抽出，通过第二转轮303与第一转轮501同步转动，有效提高了本发明实施例血泵中血液的流动效率以及流动稳定性，且不会产生血栓，且所述第二叶片304以及第一叶片504均与泵腔上壳6以及泵腔下壳1内壁留有间隙，因此，在转动时对血液的剪切作用力很小，不会对血液造成影响；

请参阅图6，连接机构包括布置在第一转轮501底面的通槽503，通槽503内圆面呈圆周阵列布置有多组卡槽504，第二转轮轴302顶端外圆面布置有多组卡座301，第二转轮轴302插接在通槽503内的同时使得卡座301与卡槽504卡接配合，进而在对第一转轮501与第二转轮303连接固定时，将第二转轮轴302插接在通槽503内即可，拆装更加方便；

其中，在所述第一转轮501端面还设置有第一密封槽4，第一密封槽4内设置有第一密封圈401，用于对第二转轮501与第一转轮303连接端进行密封；

请参阅图7，第二转轮303底部与转子203连接，转子203连接轴芯202，所述轴芯202另一端与转子叶轮2固定连接，转子叶轮2外圆面呈圆周阵列周向布置有多组永磁铁201，在所述转子叶轮2底部设有陶瓷球102，所述环形软铁204中部设有陶瓷凹槽801，陶瓷球102镶嵌在转子叶轮2的下端，陶瓷凹槽801边沿平齐，陶瓷球102顶住陶瓷凹槽801以组成一组滑动轴承，用于支撑叶轮机构。

泵腔上壳6与血液流入通道7间设有多组通孔701，血液流入通道7末端与通孔701连接，通孔701连通所述离心空腔。

泵腔上壳6朝向泵腔下壳1的一端呈圆周阵列布设多组L型支杆601，L型支杆601与泵腔上壳6外圆面同步弯曲；

其中，泵腔下壳1朝向泵腔上壳6的一端呈圆周阵列布设多组插槽102，插槽102两侧槽壁与泵腔下壳1外圆面同步弯曲，在插槽102内侧还设有环形通槽104，在对泵腔上壳6与泵腔下壳1连接时，将L型支杆601插入至插槽102内，而后旋转所述泵腔上壳6，使得L型支杆601刚好与环形通槽104卡接配合，进而实现对泵腔下壳1与泵腔上壳6的连接固定，且便于拆装；

其中，在泵腔下壳1与泵腔上壳6的连接端还设有第二密封圈402，第二密封圈402间还设有多组用于插接L型支杆601的插孔，所述第二密封圈402用于对泵腔下壳1与泵腔上壳6的连接端进行密封处理。

在所述泵腔下壳1内还设有一组环形的挡圈103，挡圈103用于对输入至的血液进行承载，避免血液落在电磁线圈8表面，挡圈103与泵腔下壳1形成离心腔，第二叶片304位于离心腔内，离心腔与血液流出通道101连通，通过第二叶片304转动，第二叶片304在转动的过程中将离心腔内的血液通过血液流出通道101抽出。

为了便于对轴芯202与第二转轮303进行拆装，所述轴芯202朝向第二转轮303的一端设置不完全卡盘205，第二转轮303朝向轴芯202的端部设有与不完全卡盘203配合卡接的连接槽206，不完全卡盘205嵌入至连接槽206内。

本发明的工作原理：电磁线圈8产生磁力并与所述永磁体201配合形成磁通路径，产生旋转磁场，感应出涡流，以使所述叶轮机构高速旋转的同时并稳定悬浮在离心空腔内，悬浮离心组件在带动第一转轮303以及第二转轮501转动时，第二转轮501带动第二叶片504转动，将血液通过血液流入通道7输送至离心空腔内，与此同时，第一转轮303带动第一叶片304转动，将离心空腔内的血液抽出。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种磁悬浮式离心血泵，包括泵组件以及悬浮离心组件，其特征在于，所述泵组件包括泵腔上壳6、泵腔下壳1以及布置在泵腔上壳6与泵腔下壳1间的叶轮机构，泵腔上壳6与泵腔下壳1配合连接已在内部形成离心空腔；

泵腔上壳6顶部设有血液流入通道7，泵腔下壳1底部设有血液流出通道101；

悬浮离心组件布置在离心空腔内，用于带动叶轮机构悬浮的同时进行离心转动；

其中，悬浮离心组件包括布置在泵腔下壳1内的环形软铁204，所述环形软铁204表面呈环形缠绕有多组电磁线圈8，叶轮机构外呈圆周阵列周向布置有多组永磁铁201，电磁线圈8产生磁力并与所述永磁体201配合形成磁通路径。

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮式离心血泵,其特征在于，泵腔上壳6与血液流入通道7间设有多组通孔701，血液流入通道7与通孔701连接，通孔701连通所述离心空腔。

3.根据权利要求2所述的一种磁悬浮式离心血泵,其特征在于，叶轮机构包括布置在离心空腔内的第一叶轮组5以及第二叶轮组3，其中，所述第一叶轮组5与第二叶轮组3通过连接机构连接。

4.根据权利要求3所述的一种磁悬浮式离心血泵,其特征在于，第一叶轮组5包括第一转轮501，第一转轮501一侧设有第一转轮轴502，第一转轮轴502外圆面呈圆周阵列周向布置多组第一叶片504。

5.根据权利要求4所述的一种磁悬浮式离心血泵,其特征在于，第二叶轮组3包括第二转轮303，第二转轮303二侧设有第二转轮轴302，第二转轮303外圆面呈圆周阵列周向布置多组第二叶片304。

6.根据权利要求5所述的一种磁悬浮式离心血泵,其特征在于，所述第一转轮501位于靠向泵腔上壳6的一端，第二转轮303位于靠向泵腔下壳1的一端。

7.根据权利要求6所述的一种磁悬浮式离心血泵,其特征在于，连接机构包括布置在第一转轮501底面的通槽503，通槽503内圆面呈圆周阵列布置有多组卡槽504，第二转轮轴302顶端外圆面布置有多组卡座301。

8.根据权利要求6所述的一种磁悬浮式离心血泵,其特征在于，第二转轮303底部与转子203连接，转子203连接轴芯202，轴芯202另一端与转子叶轮2固定连接，转子叶轮2外圆面呈圆周阵列周向布置有多组永磁铁201，在所述转子叶轮2底部设有陶瓷球102，所述环形软铁204中部设有陶瓷凹槽801，陶瓷球102顶住陶瓷凹槽801以组成一组滑动轴承。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种磁悬浮式离心血泵,其特征在于，泵腔上壳6朝向泵腔下壳1的一端呈圆周阵列布设多组L型支杆601，L型支杆601与泵腔上壳6外圆面同步弯曲；

其中，泵腔下壳1朝向泵腔上壳6的一端呈圆周阵列布设多组插槽102，插槽102两侧槽壁与泵腔下壳1外圆面同步弯曲，在插槽102内侧还设有环形通槽104。

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