CN201894758U - 一种微型轴流血泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微型轴流血泵，其包括套筒、设置在套筒内的泵体以及设置在套筒外的驱动装置；驱动装置包括电磁驱动线圈和控制器；泵体包括前导叶、转子以及后导叶，转子采用由转子圆筒和转子叶片组成，转子叶片生长于转子圆筒内表面，转子的中部设有中空血液流道，使转子形成一体化中空内螺旋叶片式结构。本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：①转子的前半部分叶片法向接近轴线方向，然后叶片法向逐渐转向周向，这种设计可以使血液进入转子区域后，使其周向速度逐渐提升，避免空泡现象发生。②本实用新型中空式血泵的永磁体嵌在转子部分的转子圆筒外表面，这样形成的磁隙小，驱动力强，功耗大大降低，产热也大大降低。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种微型轴流血泵。
【背景技术】
世界卫生组织统计显示，心血管疾病一直是威胁人类健康的第一杀手，占全球总死亡人数的30％左右，治疗终末期心衰的有效途径是心脏移植或采用植入式辅助人工心脏。虽然心脏移植已经获得很大成功，但心脏供体问题难以解决，研制长期可植入式微型血泵极为重要和迫切。现在临床应用的血泵主要以轴流泵为主，轴流泵的流量性能比离心泵好，可以提供较大的血流量。血泵内部的流场非常复杂，血泵的内部结构对血液的流动阻力和血泵的效率有很大影响，血细胞在血泵内相对较高剪应力环境下还会发生破裂造成溶血。另外在轴流血泵的流场中，空泡现象是很难避免的，这会对叶片表面造成巨大的破坏，在人工血泵流场里，血液从前导叶部分流到转子区域时，血液在前导叶部分只有轴向速度，一旦流到转子区域，其周向速度非常大，是其轴向速度的几十倍；根据伯努利原理，在此处压强变得很低，低于血液的饱和蒸汽压，将产生气泡，当气泡向下游运动时，到达压强较高区域，气泡会突然溃灭，这个过程会产生极大的压强，从而造成血细胞的破坏，并造成血泵叶片的破坏。因此，合理和优化设计血泵的内部结构对避免空泡和溶血现象非常重要。
【实用新型内容】
本发明的目的旨在提供一种微型轴流血泵，一方面可以使血液进入转子区域后，使其周向速度逐渐提升，避免空泡现象发生，从而减小血细胞的破坏；一方面解决传统轴流血泵因永磁体和驱动线圈的距离磁隙过大，而造成驱动力不足的技术缺陷；另一方面通过发明中空式血泵彻底避免了因传统式血泵转子叶片与套筒之间的微小缝隙而形成的高剪应力区域，从而减小血细胞的破坏。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种微型轴流血泵，其特征在于其包括套筒、设置在套筒内的泵体以及设置在套筒外的驱动装置；所述的驱动装置包括电磁驱动线圈和控制器；所述的泵体包括前导叶、转子以及后导叶。
如上所述的一种微型轴流血泵，其特征在于所述的转子采用由转子圆筒和转子叶片组成，转子叶片生长于转子圆筒内表面，转子的中部设有中空血液流道，使转子形成一体化中空内螺旋叶片式结构。
如上所述的一种微型轴流血泵，其特征在于在转子圆筒的外表面嵌有永磁体，转子圆筒通过陶瓷轴承安装在套筒上。
如上所述的一种微型轴流血泵，其特征在于所述的前导叶和后导叶的轮毂均呈流线形。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：①转子叶片与转子圆筒构成一体化转子，由于转子的叶片是与转子圆筒内表面相连接，故形成中空，避免了传统血泵因叶片与套筒间的小缝隙而产生的高应力区域，从而减小血细胞的破坏；②转子的前半部分叶片法向接近轴线方向，然后叶片法向逐渐转向周向，这种设计可以使血液进入转子区域后，使其周向速度逐渐提升，避免空泡现象发生。③传统式轴流泵的永磁体在转子中间，造成永磁体和驱动线圈的距离(磁隙)过大，从而驱动力不足，而中空式血泵的永磁体嵌在转子部分的转子圆筒外表面，这样形成的磁隙小，驱动力强，功耗大大降低，产热也大大降低。
【附图说明】
图1是本实用新型的剖视图；
图2是本实用新型结构示意图。
【具体实施方式】
一种微型轴流血泵，其包括套筒1、设置在套筒1内的泵体2以及设置在套筒1外的驱动装置3；所述的驱动装置3包括电磁驱动线圈31和控制器32；所述的泵体2包括前导叶21、转子22以及后导叶23。
所述的转子22采用由转子圆筒221和转子叶片222组成，转子叶片222生长于转子圆筒221内表面，转子22的中部设有中空血液流道24，使转子22形成一体化中空内螺旋叶片式结构。这样就避免了传统血泵因叶片转子与外壳间的小缝隙而产生的高应力区域，从而减小血细胞的破坏。传统式轴流泵的永磁体在转子中部，造成永磁体和驱动线圈的距离(磁隙)过大，从而驱动力不足，而中空式血泵的永磁体嵌在转子部分的转子圆筒外表面，这样形成的磁隙小，驱动力强，功耗大大降低。
在转子圆筒221的外表面嵌有永磁体4，转子圆筒221通过陶瓷轴承5安装在套筒1上。
所述的前导叶21和后导叶22的轮毂均呈流线形。由于前导叶后导叶的轮毂分别采用流线形设计和加工，减少血液在泵体内的流动分离，从而降低血液在血泵流道内的沿程压力损失，提高效率血泵的工作效率，还可以减小对血细胞的破坏。
所述的转子圆筒外表面嵌有永磁体，泵体内其余部件均为不导磁材料，如钛合金，因为钛合金不导磁，因此可以获得较大的传输扭矩，而且钛合金质量轻并具有很好的生物相容性。套筒1可采用圆柱形，并利用端盖进行密封；泵体内部的前端为起导流作用的前导叶21，转子22，尾部是后导叶23，通过套筒1将三者连接在一起。
前导叶21的叶片法向非常接近轴线方向，然后叶片法向逐渐转向周向，这种设计可以使血液进入转子区域后，使其周向速度逐渐提升，压力缓慢下降，避免压力突然降低引起的空泡现象，从而使叶片具有更长的使用寿命，并减小对血细胞的破坏。
电磁驱动线圈31采用硅钢片电磁线圈，设置在套筒外，通过控制器32控制电磁驱动线圈内的电流大小和方向产生交变磁场驱动叶片套体旋转，转速可以达到8000-11000转/分，从而可以产生100-120mmHg的压差，驱动血液进行循环流动。
Claims (4)
1.一种微型轴流血泵，其特征在于其包括套筒(1)、设置在套筒(1)内的泵体(2)以及设置在套筒(1)外的驱动装置(3)；所述的驱动装置(3)包括电磁驱动线圈(31)和控制器(32)；所述的泵体(2)包括前导叶(21)、转子(22)以及后导叶(23)。
2.按照权利要求1所述的一种微型轴流血泵，其特征在于所述的转子(22)采用由转子圆筒(221)和转子叶片(222)组成，转子叶片(222)生长于转子圆筒(221)内表面，转子(22)的中部设有中空血液流道(24)，使转子(22)形成一体化中空内螺旋叶片式结构。
3.按照权利要求2所述的一种微型轴流血泵，其特征在于在转子圆筒(221)的外表面嵌有永磁体(4)，转子圆筒(221)通过陶瓷轴承(5)安装在套筒(1)上。
4.按照权利要求1所述的一种微型轴流血泵，其特征在于所述的前导叶(21)和后导叶(22)的轮毂均呈流线形。
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