CN115459507A - 导管泵电机 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种在杜绝血液进入电机内的同时又能减小进入血液的冲洗液流量的导管泵电机，壳体内同轴布置有转子和定子，所述的转子包括固定连接的转轴和转子铁芯，转轴的两端通过轴承与壳体内壁构成轴向限位、周向转动配合，转轴的远端凸伸至壳体外部并与叶轮固定连接，壳体内临近叶轮侧的转轴和壳体之间设置有橡胶套。通过在转轴和壳体之间设置有橡胶套，能够减小甚至完全封堵住转轴和壳体间隙，如果有冲洗液进入的话，由于转轴和壳体的间隙变小了，在不改变出口压力的前提下，能够减小出口的流量，达到减少冲洗液进入血液中的量的目的，避免血液压力升高或心脏负担的加重，有利于提高心脏手术的成功率。

Description

导管泵电机

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种导管泵电机结构的改进。

背景技术

导管泵作为心室辅助装置的一种，可以经皮引入心脏中并且可以被构造为通过血液的循环泵送或连续泵送来辅助或代替自然的心脏泵功能，为心源性休克和急性心力衰竭提供血流动力支持。导管泵包括连接外部支持装置的导管、电机、叶轮、套管、猪尾管、血液流入口和血液流出口等。在使用时，猪尾管和带有血液流入口的部分套管伸入到左心室中，血液流出口、电机等部件位于主动脉管中，电机工作带动叶轮转动，将左心室中的血液输送到主动脉管中。作为导管泵的核心部件---电机，包括壳体，转轴通过轴承或支承件置于壳体内，转子铁芯固定在转轴上并构成同步转动，转子铁芯的外周套设有定子，叶轮固定连接在转轴的远端端部并与转轴同步转动抽吸血液。由于转轴和壳体之间，以及转轴与轴承或支承件之间不可避免地存在间隙，因此在叶轮对血液进行泵送的时候会有血液进入这些间隙凝结成血栓，阻断转轴的旋转。

为了解决上述问题，行业内最常用的做法就是反向注入冲洗液，如名称为《心脏手术泵血电机》(公开号：CN114915109A)的中国专利申请，即从电机的近端(远离叶轮一侧)注入生理盐水、一定浓度的肝素等冲洗液来抵抗血液向电机壳体内的进入，清洗液最终从临近叶轮一侧的远端转轴与轴承或支承件间隙流出，并与血液混合进入人体内。然而，过多的冲洗液进入人体可能会导致血液压力升高或加重心脏负担，这是在心脏手术过程中和术后康复阶段所不希望看到的，极有可能会造影响手术的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种在杜绝血液进入电机内的同时又能减小进入血液的冲洗液流量的导管泵电机。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种导管泵电机，包括壳体，壳体内同轴布置有转子和定子，所述的转子包括固定连接的转轴和转子铁芯，转轴的两端通过轴承与壳体内壁构成轴向限位、周向转动配合，转轴的远端凸伸至壳体外部并与叶轮固定连接，壳体内临近叶轮侧的转轴和壳体之间设置有橡胶套。

所述的橡胶套整体呈皮碗状，皮碗的碗口朝向远端布置，碗底开设有供转轴穿过的通孔，皮碗的外周与壳体内壁固定连接，橡胶套的内圈处朝向远端侧弯折有密封唇边，所述的密封唇边自橡胶套的内圈向转轴中心、向远端悬伸布置。

所述的橡胶套与远端轴承之间的转轴上还设置有反橡胶套，反橡胶套的结构与橡胶套的结构镜像对称设置。

壳体内开设有流道，流道的一端延伸至壳体近端端部、另一端与橡胶套和反橡胶套之间的第一腔室相通，清洗液自流道进入第一腔室内并驱动橡胶套与反橡胶套发生变形，清洗液一部分自橡胶套与转轴间隙流入并与血液混合，另一部分自反橡胶套与转轴间隙流入电机内部。

转子铁芯的外壁上开设有螺旋输送槽，螺旋输送槽将进入电机内部的冲洗液自远端向近端输送，并与近端处的冲洗液混合后再次进入流道内构成内循环。

橡胶套在转轴上间隔设置有两组，流道的末端一分为二，一路与橡胶套、反橡胶套之间的第一腔室相通，另一路与两橡胶套之间的第二腔室相通。

壳体内开设有气道，气道的一端延伸至壳体近端端部、另一端与橡胶套和反橡胶套之间的第一腔室相通，气道的近端通过真空冷却装置抽吸第一腔室内的气体，橡胶套与反橡胶套在压力差作用下发生变形并密封转轴。

橡胶套在转轴上间隔设置有两组，气道的远端与反橡胶套、临近反橡胶套的橡胶套之间的第一腔室相通。

转轴两端的轴承均为球轴承，位于远端侧的轴承的外圈与壳体内壁固定，所述的橡胶套固定在该轴承的内圈上并密封内圈与转轴间隙，冲洗液自近端轴承间隙进入电机内部并从远端轴承的外圈与内圈的间隙流出。

所述的橡胶套固定于内圈远端端面上。

橡胶套包括套设在转轴上的环形胶圈，环形胶圈内环远端面向内延伸有内置唇边，内置唇边与转轴外壁贴合并密封。

上述方案中，通过在转轴和壳体之间设置有橡胶套，能够减小甚至完全封堵住转轴和壳体间隙，如果有冲洗液进入的话，由于转轴和壳体的间隙变小了，在不改变出口压力的前提下，能够减小出口的流量，达到减少冲洗液进入血液中的量的目的，避免血液压力升高或心脏负担的加重，有利于提高心脏手术的成功率。

附图说明

图1为本发明中实施例1的剖视图；

图2为本发明中实施例2的剖视图；

图3为图2中部分放大示意图；

图4为图2中胶套的立体图；

图5为本发明中实施例3的剖视图；

图6为图5中部分放大示意图；

图7为图5中胶套的立体图。

具体实施方式

为了便于理解，首先我们对下文中所涉及到的方位进行定义：“近端”、“近侧”指的是临近操作者/医生的一侧，“远端”、“远侧”指的是远离操作者/医生的一侧即临近心脏的一侧，下面结合图1-图7对本发明作进一步详细论述。

一种导管泵电机，包括壳体10，壳体10内同轴布置有转子20和定子30，所述的转子20包括固定连接的转轴21和转子铁芯22，转轴21的两端通过轴承40与壳体10内壁构成轴向限位、周向转动配合，转轴21的远端凸伸至壳体10外部并与叶轮50固定连接，壳体10内临近叶轮侧的转轴21和壳体10 之间设置有橡胶套60。通过在转轴21和壳体10之间设置有橡胶套60，能够减小甚至完全封堵住转轴21和壳体10的间隙，若转轴21和壳体10的间隙完全封堵住，则血液无法进入电机内部，因此也不需要再设置冲洗设备；若转轴 21和壳体10的间隙只是减小了而不是完全封堵住，则还是会有血液进入电机内部的可能性，因此还是需要配备冲洗设备，但是由于转轴21和壳体10的间隙减小了，在不改变出口压力的前提下(因为只有冲洗液的压力大于血液的压力，才能阻挡血液的进入)，能够减小出口的流量，达到减少冲洗液进入血液中的量的目的，避免血液压力升高或心脏负担的加重，有利于提高心脏手术的成功率。

作为本发明的优选方案，参阅图3，所述的橡胶套60整体呈皮碗状，皮碗的碗口朝向远端布置，碗底开设有供转轴21穿过的通孔61，皮碗的外周与壳体10内壁固定连接，橡胶套60的内圈处朝向远端侧弯折有密封唇边62，所述的密封唇边62自橡胶套60的内圈向转轴21中心、向远端悬伸布置。这里优选将橡胶套60固定在壳体10内壁上(当然也可以将橡胶套60固定在转轴21 上，只要能够实现稳定的安装即可，但是考虑到壳体10是不动件，而转轴21 是高速转动件，考虑到橡胶套60的稳定性，优选将橡胶套60固定在壳体10 内壁上)，可以通过胶粘等方法来实现，橡胶套60与转轴21是转动配合，在自然状态下橡胶套60与转轴21之间可以是小间隙配合，也可以是抵触配合，以减小橡胶套60与转轴21的摩擦，对转轴21的顺畅转动无影响的同时也减少热量的产生，由于密封唇边62的存在，当橡胶套60的近端受到来自血液的压力时，密封唇边62会产生变形，向近端移动，径向束紧并密封转轴21，从而有效地阻止血液的进入。

进一步的，所述的橡胶套60与远端轴承40之间的转轴21上还设置有反橡胶套70，反橡胶套70的结构与橡胶套60的结构镜像对称设置。即反橡胶套 70整体也呈皮碗状，皮碗的碗口朝向近端布置，碗底开设有供转轴21穿过的通孔，皮碗的外周与壳体10内壁固定连接，反橡胶套70的内圈处朝向近端侧弯折有反向密封唇边72，所述的反向密封唇边72自反橡胶套70的内圈向转轴 21中心、向近端悬伸布置。由于橡胶套60与反橡胶套70的设置，当橡胶套 60与反橡胶套70与转轴密封时，使得橡胶套60与反橡胶套70之间的第一腔室A能够形成一个密闭的环境，为后面真空环境或压力环境的建立提供基本保障。

实施例1

要想在对整个电机的工作原理不做太大改动的前提下，又能够达到尽量减小冲洗液的流量的目的，那么我们采用的方案为：壳体10内开设有流道12，流道12的一端延伸至壳体10近端端部、另一端与橡胶套60和反橡胶套70之间的第一腔室A相通，清洗液自流道12进入第一腔室A内并驱动橡胶套60 与反橡胶套70发生变形，清洗液一部分自橡胶套60与转轴21间隙流入并与血液混合，另一部分自反橡胶套70与转轴21间隙流入电机内部。如图4所示，橡胶套60在冲洗液的压力下，密封唇边62会进一步产生变形，使得橡胶套60 与转轴21外壁之间出现间隙，同理反橡胶套70在冲洗液的压力下与转轴21 外壁之间也会出现间隙，第一腔室A内一部分的清洗液从橡胶套60间隙中流出与血液混合，另一部分从反橡胶套70间隙中流出并进入电机内部，对电机进行冷却，保证电机的正常运转。

为了将电机产生的热量输送出去，转子铁芯22的外壁上开设有螺旋输送槽221，螺旋输送槽221将进入电机内部的冲洗液自远端向近端输送，并与近端处的冲洗液混合后再次进入流道12内构成内循环。冲洗液将电机内部的热量带走后，与新的冲洗液混合再次进入流道12内，新的冲洗液将从电机内部出来的冲洗液温度降低后再次进入第一腔室A内，周而复始。

作为本实施例的优选方案，橡胶套60在转轴21上间隔设置有两组，流道 12的末端一分为二，一路与橡胶套60、反橡胶套70之间的第一腔室A相通，另一路与两橡胶套60之间的第二腔室B相通。从而进一步保证冲洗液能够进入血液中，实现对血液进行阻挡。

实施例2

现有技术中，都是采用冲洗液反向冲洗的方式来抵挡血液进入电机内部的，因此为了使冲洗液配合导管泵使用需要配置冲洗泵、检测冲洗液压力的传感器等部件，有一定的生产成本。为了彻底解决这个问题，如图1-图3所示，壳体 10内开设有气道11，气道11的一端延伸至壳体10近端端部、另一端与橡胶套60和反橡胶套70之间的第一腔室A相通，气道11的近端通过真空冷却装置抽吸第一腔室A内的气体，橡胶套60与反橡胶套70在压力差作用下发生变形并密封转轴21。这样向第一腔室A内抽真空的时候，橡胶套60的两侧由于压差的存在，橡胶套60的密封唇边62会进一步产生变形，向近端移动，径向束紧并密封转轴21，血液的压力加上压差的双重作用，大大提高了密封唇边 62对转轴21密封的可靠性；同理反橡胶套70的两侧由于压差的存在，反向密封唇边72会产生变形，向远端移动，径向束紧并密封转轴21，第一腔室A的两侧都实现密封，这样才能在第一腔室A内建立起真空环境。该实施例中，完全不需要向电机内部注入冲洗液，因此就不需要配置冲洗泵、检测冲洗液压力的传感器等部件，大大降低了生产成本，同时，电机工作时产生的热量以及转轴与橡胶套60、反橡胶套70摩擦产生的热量能够被真空冷却装置及时地抽吸并冷却，确保电机的正常运转。

进一步的，橡胶套60在转轴21上间隔设置有两组，气道11的远端与反橡胶套70、橡胶套60之间的第一腔室A相通。设置两道橡胶套60能够确保第一腔室A真空环境的稳定性，确保整个电机的正常工作。

实施例3

行业内一般的做法是，转轴21的近端使用轴承、远端使用普通支承件，如陶瓷套，这样远端的间隙大，造成过多的冲洗液进入血液中，为了解决这个问题，参阅图5-图7所示，转轴21两端的轴承40均为球轴承，位于远端侧的轴承40的外圈41与壳体10内壁固定，可以通过胶粘等方式，在保证稳定连接的前提下消除外圈41与壳体10的间隙，所述的橡胶套60固定在该轴承40 的内圈42上并密封内圈42与转轴21间隙，冲洗液也不可能从内圈42与转轴 21之间流出，因此冲洗液只能够自近端轴承40间隙进入电机内部并从远端轴承40的外圈41与内圈42的微小间隙流出。外圈41与内圈42的间隙很小，从而在保证冲洗液压力大于血液压力的前提下，减小冲洗液进入血液的量，提高手术的成功率。

进一步的，如图6所示，所述的橡胶套60固定于内圈42远端端面上，这种结构装配非常简单。

具体的结构如图7所示，橡胶套60包括套设在转轴21上的环形胶圈63，环形胶圈63内环远端面向内延伸有内置唇边64，内置唇边64与转轴21外壁贴合并密封，阻挡血液从外圈41与转轴21的间隙进入电机内部。

Claims (11)

1.一种导管泵电机，包括壳体(10)，壳体(10)内同轴布置有转子(20)和定子(30)，所述的转子(20)包括固定连接的转轴(21)和转子铁芯(22)，转轴(21)的两端通过轴承(40)或支承件与壳体(10)内壁构成轴向限位、周向转动配合，转轴(21)的远端凸伸至壳体(10)外部并与叶轮(50)固定连接，其特征在于：壳体(10)内临近叶轮侧的转轴(21)和壳体(10)之间设置有橡胶套(60)。

2.根据权利要求1所述的导管泵电机，其特征在于：所述的橡胶套(60)整体呈皮碗状，皮碗的碗口朝向远端布置，碗底开设有供转轴(21)穿过的通孔(61)，皮碗的外周与壳体(10)内壁固定连接，橡胶套(60)的内圈处朝向远端侧弯折有密封唇边(62)，所述的密封唇边(62)自橡胶套(60)的内圈向转轴(21)中心、向远端悬伸布置。

3.根据权利要求2所述的导管泵电机，其特征在于：所述的橡胶套(60)与远端轴承(40)支承件之间的转轴(21)上还设置有反橡胶套(70)，反橡胶套(70)的结构与橡胶套(60)的结构镜像对称设置。

4.根据权利要求3所述的导管泵电机，其特征在于：壳体(10)内开设有流道(12)，流道(12)的一端延伸至壳体(10)近端端部、另一端与橡胶套(60)和反橡胶套(70)之间的第一腔室(A)相通，清洗液自流道(12)进入第一腔室(A)内并驱动橡胶套(60)与反橡胶套(70)发生变形，清洗液一部分自橡胶套(60)与转轴(21)间隙流入并与血液混合，另一部分自反橡胶套(70)与转轴(21)间隙流入电机内部。

5.根据权利要求4所述的导管泵电机，其特征在于：转子铁芯(22)的外壁上开设有螺旋输送槽(221)，螺旋输送槽(221)将进入电机内部的冲洗液自远端向近端输送，并与近端处的冲洗液混合后再次进入流道(12)内构成内循环。

6.根据权利要求4所述的导管泵电机，其特征在于：橡胶套(60)在转轴(21)上间隔设置有两组，流道(12)的末端一分为二，一路与橡胶套(60)、反橡胶套(70)之间的第一腔室(A)相通，另一路与两橡胶套(60)之间的第二腔室(B)相通。

7.根据权利要求3所述的导管泵电机，其特征在于：壳体(10)内开设有气道(11)，气道(11)的一端延伸至壳体(10)近端端部、另一端与橡胶套(60)和反橡胶套(70)之间的第一腔室(A)相通，气道(11)的近端通过真空冷却装置抽吸第一腔室(A)内的气体，橡胶套(60)与反橡胶套(70)在压力差作用下发生变形并密封转轴(21)。

8.根据权利要求7所述的导管泵电机，其特征在于：橡胶套(60)在转轴(21)上间隔设置有两组，气道(11)的远端与反橡胶套(70)、橡胶套(60)之间的第一腔室(A)相通。

9.根据权利要求1所述的导管泵电机，其特征在于：转轴(21)两端的轴承(40)均为球轴承，位于远端侧的轴承(40)的外圈(41)与壳体(10)内壁固定，所述的橡胶套(60)固定在该轴承(40)的内圈(42)上并密封内圈(42)与转轴(21)间隙，冲洗液自近端轴承(40)间隙进入电机内部并从远端轴承(40)的外圈(41)与内圈(42)的间隙流出。

10.根据权利要求9所述的导管泵电机，其特征在于：所述的橡胶套(60)固定于内圈(42)远端端面上。

11.根据权利要求9所述的导管泵电机，其特征在于：橡胶套(60)包括套设在转轴(21)上的环形胶圈(63)，环形胶圈(63)内环远端面向内延伸有内置唇边(64)，内置唇边(64)与转轴(21)外壁贴合并密封。

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