CN1491324A - 用于轴向输送体液的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于轴向输送体液的装置。本发明的目的在于对轴流泵的入口区段和出口区段进行设计，从而即使在所述区段内存在流体偏转的情况也不会出现流体分离，而是在很大程度上保持流体分布不受干扰。

Description

用于轴向输送体液的装置
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于轴向输送体液的装置。
特别是诸如血液等体液通过加入能量可能会发生诸如乳化和分散等不可逆的变化，在相应的诸如泵等装置内输送时会不利地陷入不稳定的范围。
血液是一种特别脆弱的液体。脊椎动物的不透明的红色的体液在一闭合的血管系统中循环，其中心脏的周期的收缩将血液压入机体的不同的部位。同时血液对包括氧气和二氧化碳的呼吸气体以及养分、代谢产物和体内固有的活性物质进行输送。包括心脏的血管系统与外部隔绝密封，因而在健康的机体中当血液通过心脏被泵送到全身时，不会发生变化。
已知当血液与非身体固有的物质接触或者由于外部能量介入时很容易产生溶血或形成血栓，由于血栓的形成将会导致支血管系统的栓塞，因而会造成机体死亡。溶血表示红血球超过生理程度溶解-破坏的状态。溶血的原因可能是机械的或代谢的。溶血程度的增大将导致机体的多重受损并直至导致人员的死亡。
另一方面实践表明，可以在满足特定的结构前提条件下对心脏的泵功率进行辅助或甚至用人工心脏替代自然心脏。当然目前仅能在有限的情况下实现植入的心脏辅助泵或人工心脏的持续的工作，这是因为这种人工产品与血液和整个机体的相互作用总是会给血液和机体造成不利的变化的。
根据已有技术，轴流泵已经公知，所述轴流泵主要由一个圆柱形的管子构成，在管子内有一个作为贴靠在外部的电机定子的转子的输送件进行旋转。在具有叶片的转子旋转时，转子对液体进行轴向输送。
在WO 00/64030中披露了一种用于无损输送单相或多相液体的装置。在这种装置中以流向为基准在输送件(转子)的前面设置有一个进口导向装置并且以流向为基准在输送件的后面设置有一个出口导向装置。尽管血液在泵的通流范围内基本不会出现不利的变化，但经证明其缺点在于，在泵的入口导向装置前面的入口区段和在出口导向装置后面的出口区段会形成干扰流，所述干扰流会导致血液的变化。
本发明的目的在于对轴流泵的入口区段和出口区段进行设计，从而即使在所述区段内存在流体偏转的话也不会出现流体分离，而是在很大程度上保持流体分布不受干扰。
所述目的通过权利要求1特征部分的特征得以实现。
本发明的用于轴向输送体液的装置由管状的基本轴向输送液体的空心体构成，在空心体中轴向对准地设置有一个与空心体外面的位于泵机壳内的电机定子配合被旋转磁性支撑的输送件，其中输送件具有转子叶片，并且在流向上一个入口导向装置固定设置在输送件的前面和一个出口导向装置固定设置在输送件的后面，并且还包括有入口区段和出口区段，所述入口区段和出口区段可改变流向地安装在空心体上，其特征在于，一个具有入口弯角的装配在管状空心体上的入口弯管设置在入口区段，所述弯管在朝向入口导向装置方向上具有一个截面收缩，并且一个具有出口弯角的装配在空心体上的出口弯管设置在出口区段，所述出口弯管在流向上直至一出口圆筒具有一个截面收缩。
在从属权利要求中给出了本发明的有益的进一步设计。
在流向上一个流体扩散器和一个出口插管设置在出口圆筒之后。
入口弯管和出口弯管以及入口插管和出口插管最好由柔韧的材料构成，其中柔韧的材料主要由硅树脂和/或加强的硅树脂(织物)构成。所述材料的柔韧性可实现本发明的装置的最佳的手术植入以及其在胸腔内的功能。
根据本发明的进一步设计，出口弯管和入口弯管具有由柔韧的材料构成的个别区段。
入口弯管的半径与入口弯管的入口直径的比例为1∶2。
流体扩散器在流向上具有一个截面扩展。
本发明轴流泵的入口区段和出口区段的设计将导致对流体平稳的加速，而不会出现对流体的扰动。其中特别是本发明的入口弯角被设计在45°至50°之间在流体截面变化的情况下是最为有利的。出口弯角在85°至95°之间。本发明实现的对流体导向的有益的特点如下：
-对入口弯管的特殊的成型可实现对流向入口导向装置的流体的持续的加速；
-通过对入口导向装置的相应的设计可实现流体向输送件的最佳的流入；
-在输送件内实现能量的最佳的传递；
-在出口导向装置中实现对流体的调整和压力降低；
-对出口弯管的特殊的设计可实现在弯曲的区段内对流体的持续的加速；
-实现与出口插管的连接件的区段内对流体的调整，优选以旋转对称的扩散器的方式实现截面的逐步扩展。本发明装置—特殊的有益的设计是通过对入口弯管和出口弯管选用弹性的不变形的材料实现的，所述材料可以对本发明装置与心室以及主动脉连接区段内由于生理造成持续的移动进行吸收。
下面将对照附图对本发明做进一步的说明。图中示出：
图1为具有入口弯管和出口弯管的轴流泵的剖面示意图；
图2出口弯管的剖面示意图，和
图3入口弯管的剖面示意图。
图1示意示出具有入口弯管12和出口弯管13的轴流泵。利用入口管头28入口弯管12被固定在圆筒状的空心体1的入口区段10上。利用出口管头29出口弯管12被固定在圆筒状的空心体1的出口区段11上。在圆筒状的空心体1内，以流向为基准有一个具有导向叶片9的固定的入口导向装置6、一个悬浮设置的输送件2，所述输送件由一个电机转子4、一个转子叶片5和一个托环30构成。在流向上一固定的具有出口导向叶片16的出口导向装置7设置在电机转子4的后面。利用一设置在泵机壳8内的电机定子3将所述电机转子4置于旋转状态。本实施例轴流泵中在出口弯管13上有一个流体扩散器25。有待输送的血液通过入口插管18进入入口弯管12的入口圆筒20并且然后根据入口弯管12的弯曲14其流向被偏转一个入口弯角15并被导入入口管头28内。入口弯管下游侧具有一个直至入口区段10的截面收缩。这时血液通过电机转子4上的入口导向装置6和出口导向装置7进入圆筒状的空心体1的出口区段11。在此血液进入出口弯管13的出口管头29并且在出口弯管13内其流向被偏转一个出口弯角14。在此又有一个出口弯管13的截面收缩。出口弯管13的出口圆筒19在此例如与流体扩散器25连接，所述流体扩散器在朝向出口插管17的下游侧具有一个持续的截面扩展。由于设置有对血液流以入口弯角15偏转的入口弯管12和对血液以出口弯角14偏转的出口弯管13，所以可以实现无干扰的流动。
图2为出口弯管13的示意剖面图，所述出口弯管将有待输送的血液通过泵出口27、出口区段11和弯曲部23导入出口圆筒19并接着导入出口扩散器25和出口插管17。通过采用此方式的对流体的导向可有益地避免流动的血液与出口弯管13内壁22的分离。
在图3剖面图中示意示出的入口弯管12将来自入口插管18经入口圆筒30的血液偏转一个入口弯角20，导入入口管头28。在此的下游侧直至入口管头28有一个持续的截面收缩。血液然后通过入口区段10被送入泵入口26。由于在此处本发明的持续的流体截面收缩，因而流体不会与入口弯管12壁21分离。
          附图标记对照表
1       空心体
2       输送件
3       电机定子
4       电机转子
5       转子叶片
6       进口导向装置
7       出口导向装置
8       泵机壳
9       导向叶片
10      入口区段
11      出口区段
12      入口弯管
13      出口弯管
14      出口弯角
15      入口弯角
16      出口导向叶片
17      出口插管
18      入口插管
19      出口圆筒
20      入口圆筒
21      壁
22      壁
23      弯管
24      弯管
25      流体扩散器
26      泵入口
27      泵出口
28      入口管头
29      出口管头
30      托环

Claims (7)

1.用于轴向输送体液的装置，由管状的基本轴向输送液体的空心体(1)构成，在空心体中轴向对准地设置有一个与空心体(1)外面的位于泵机壳(8)内的电机定子(3)配合被旋转支撑的输送件(2)，其中输送件(2)具有转子叶片(5)，并且在流向上一入口导向装置(6)固定设置在输送件(2)的前面和一出口导向装置(7)固定设置在输送件(2)的后面，并且还包括入口区段(10)和出口区段(11)，所述入口区段和出口区段可改变流向地安装在空心体(1)上，其特征在于，一个具有入口弯角(14)的装配在管状空心体(1)上的入口弯管(12)设置在入口区段，所述弯管在朝向入口导向装置(6)方向上具有一个截面收缩，并且一个具有出口弯角(15)的装配在空心体(1)上的出口弯管(13)设置在出口区段，出口弯管在流向上直至一出口圆筒(19)具有一个截面收缩。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，在流向上一个流体扩散器(25)和一个出口插管(17)设置在出口圆筒(19)之后。
3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，入口弯管(12)和出口弯管(13)以及入口插管(17)和出口插管(18)由柔韧的材料构成。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，柔韧的材料主要由硅树脂和/或加强的硅树脂(织物)构成。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，出口弯管(13)和入口弯管(12)具有由柔韧的材料构成的区段。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，入口弯管(12)的半径和入口弯管(12)的入口直径的比例为1∶2。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，流体扩散器(25)在流向上具有一个截面收缩。
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