CN205460099U - 一种新型离心式人工心脏泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及人工心脏泵领域，解决的问题是克服现有心脏泵，结构复杂、转子质量大、功耗较高的缺点，提出了一种新型离心式人工心脏泵。该装置包括泵体外壳、径向永磁轴承、右电机定子、血液输出口、左电机定子、凹型口、血液输入口、转轴和电机转子叶轮，泵体外壳轴向两侧内壁的中间位置设有2个凹型口，轴向两侧内壁的偏下位置设有2个血液输入口，径向内壁的居中位置设有血液输出口，血液输出口的左右两侧设有左、右电机定子，左电机定子包括左电机定子铁芯和左电机定子绕组，右电机定子包括右电机定子铁芯和右电机定子绕组，转轴中间位置设有电机转子叶轮，电机转子叶轮左右两侧设有2个径向永磁轴承。装置置于人体中，实现供血功能。

Description

一种新型离心式人工心脏泵

技术领域

本实用新型涉及一种人工心脏泵，尤其是一种新型离心式人工心脏泵。

背景技术

第三代人工心脏泵采用非接触磁悬浮技术，通过电磁力或永磁力的作用，实现人工心脏泵的稳定悬浮及血液驱动功能，常见的悬浮方式包括电磁悬浮和混合磁悬浮，其中电磁悬浮控制灵活，但功耗较高，相对而言，混合磁悬浮在稳定悬浮的前提下，具有更好的节能效果。

由于人工心脏泵需长期置于人体中，要求人工心脏泵具有体积小、质量轻、功耗低等特点，即而在设计人工心脏泵时，应尽量简化结构，减小转子质量，并配合永磁悬浮降低功耗。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有人工心脏泵结构复杂、转子质量大、功耗较高的缺点，提出了一种新型离心式人工心脏泵。技术方案是：一种新型离心式人工心脏泵，包括泵体外壳、径向永磁轴承、右电机定子、血液输出口、左电机定子、凹型口、血液输入口、转轴和电机转子叶轮，所述泵体外壳轴向两侧内壁的中间位置设有2个凹型口，轴向两侧内壁的偏下位置设有2个血液输入口，径向内壁的居中位置设有血液输出口，血液输出口的左右两侧分别设有左电机定子和右电机定子，所述左电机定子包括左电机定子铁芯和左电机定子绕组，所述右电机定子包括右电机定子铁芯和右电机定子绕组，所述转轴中间位置设有电机转子叶轮，所述电机转子叶轮左右两侧设有2个径向永磁轴承。

本实用新型的技术方案还有：所述电机转子叶轮为4齿结构，左电机定子和右电机定子均为12齿结构，所述左电机定子和右电机定子，大小相等、形状相同，且左电机定子以轴线为旋转轴顺时针或逆时针旋转15度后，可在轴向上与右电机定子对齐。

本实用新型的技术方案还有：所述2个径向永磁轴承，在转轴上产生径向和轴向永磁斥力，实现电机转子叶轮的被动磁悬浮。

本实用新型的技术方案还有：所述左电机定子绕组和右电机定子绕组，均为双绕组结构，包括主绕组和悬浮力绕组，所述主绕组通电后，提供电磁转矩，驱动电机转子叶轮旋转，所述悬浮力绕组通电后，提供径向二自由度电磁力，调节电机转子叶轮径向位置，实现径向稳态磁悬浮。

本实用新型的技术方案还有：所述电机转子叶轮旋转后，驱动血液经由血液输入口流入人工心脏泵，经由血液输出口流出人工心脏泵，即而实现人工心脏泵的供血功能。

本实用新型的技术方案还有：所述转轴两端呈凸尖状，当轴向失调情况下，可抵在凹型口中转动，增加人工心脏泵运行的稳定性。

本实用新型的有益技术效果是：利用径向永磁轴承，为人工心脏泵提供永磁偏置，降低系统功耗；电机转子叶轮，即作为电机转子与左电机定子和右电机定子构成双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机，又作为转子叶轮，旋转时驱动血液离心式流动；采用的双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机，在保留传统双绕组12/8极磁悬浮开关磁阻电机径向调节能力的前提下，将电机转子设计成4齿结构，进而降低了电机转子质量。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2是本实用新型一个实施例的左电机定子、右电机定子和电机转子叶轮的结构示意图。

图3是本实用新型一个实施例的左电机定子绕组示意图。

图4是本实用新型一个实施例的右电机定子绕组示意图。

图中：1 泵体外壳，2 径向永磁轴承，3 右电机定子，31右电机定子铁芯，32右电机定子绕组，4血液输出口，5左电机定子，51左电机定子铁芯，52左电机定子绕组，6凹型口，7血液输入口，8转轴，9电机转子叶轮。

具体实施方式

本实用新型由泵体外壳1、径向永磁轴承2、右电机定子3、血液输出口4、左电机定子5、凹型口6、血液输入口7、转轴8和电机转子叶轮9组成，所述泵体外壳1轴向两侧内壁的中间位置设有2个凹型口6，轴向两侧内壁的偏下位置设有2个血液输入口7，径向内壁的居中位置设有血液输出口4，血液输出口4的左右两侧分别设有左电机定子5和右电机定子3，所述左电机定子5包括左电机定子铁芯51和左电机定子绕组52，所述右电机定子3包括右电机定子铁芯31和右电机定子绕组32，所述转轴8中间位置设有电机转子叶轮9，所述电机转子叶轮9左右两侧设有2个径向永磁轴承2。

如图2所示，左电机定子5、右电机定子3和电机转子叶轮9构成了双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机；所述电机转子叶轮9为4齿结构，左电机定子5和右电机定子3均为12齿结构；所述左电机定子5和右电机定子3，大小相等、形状相同，且左电机定子5以轴线为旋转轴顺时针或逆时针旋转15度后，可在轴向上与右电机定子3对齐。

分别如图3和图4所示，左电机定子绕组52绕在左电机定子铁芯51上，右电机定子绕组32绕在右电机定子铁芯31上，且二者均为双绕组结构，包括主绕组和悬浮力绕组；主绕组通电后，提供电磁转矩，驱动电机转子叶轮9旋转；悬浮力绕组通电后，提供径向二自由度电磁力，调节电机转子叶轮9径向位置，实现径向稳态磁悬浮。

如图3所示，左电机定子绕组52按绕组导通顺序可分为：左绕组A相、左绕组B相和左绕组C相；如图4所示，右电机定子绕组32按绕组导通顺序可分为：右绕组A相、右绕组B相和右绕组C相；工作时，左电机定子绕组52和右电机定子绕组32循环间隔导通，导通顺序为“左绕组A相-右绕组A相-左绕组B相-右绕组B相-左绕组C相-右绕组C相”。

如图1所示，2个径向永磁轴承2，在转轴8上产生径向和轴向永磁斥力，实现电机转子叶轮9的被动磁悬浮；通过调节悬浮力绕组，动态调节电机转子叶轮9的径向位置，实现人工心脏泵的径向稳态磁悬浮；通过调节主绕组，动态调节电机转子叶轮9的驱动转速，实现人工心脏泵的转速控制；在悬浮力绕组和主绕组的控制下，电机转子叶轮9稳定旋转，驱动血液经由血液输入口7流入人工心脏泵，经由血液输出口4流出人工心脏泵，即而实现人工心脏泵的供血功能；由于该人工心脏泵为离心式驱动，径向稳定更为重要，所以未加轴向电磁调节，当轴向失调情况下，转轴8两端呈凸尖状，可抵在凹型口6中转动，即而增加了人工心脏泵运行的稳定性。

Claims (6)

1.一种新型离心式人工心脏泵，包括泵体外壳(1)、径向永磁轴承(2)、右电机定子(3)、血液输出口(4)、左电机定子(5)、凹型口(6)、血液输入口(7)、转轴(8)和电机转子叶轮(9)，所述泵体外壳(1)轴向两侧内壁的中间位置设有2个凹型口(6)，轴向两侧内壁的偏下位置设有2个血液输入口(7)，径向内壁的居中位置设有血液输出口(4)，血液输出口(4)的左右两侧分别设有左电机定子(5)和右电机定子(3)，所述左电机定子(5)包括左电机定子铁芯(51)和左电机定子绕组(52)，所述右电机定子(3)包括右电机定子铁芯(31)和右电机定子绕组(32)，所述转轴(8)中间位置设有电机转子叶轮(9)，所述电机转子叶轮(9)左右两侧设有2个径向永磁轴承(2)。

2.根据权利要求1所述的一种新型离心式人工心脏泵，其特征在于：所述电机转子叶轮(9)为4齿结构，左电机定子(5)和右电机定子(3)均为12齿结构，所述左电机定子(5)和右电机定子(3)，大小相等、形状相同，且左电机定子(5)以轴线为旋转轴顺时针或逆时针旋转15度后，可在轴向上与右电机定子(3)对齐。

3.根据权利要求1所述的一种新型离心式人工心脏泵，其特征在于：所述2个径向永磁轴承(2)，在转轴(8)上产生径向和轴向永磁斥力，实现电机转子叶轮(9)的被动磁悬浮。

4.根据权利要求1所述的一种新型离心式人工心脏泵，其特征在于：所述左电机定子绕组(52)和右电机定子绕组(32)，均为双绕组结构，包括主绕组和悬浮力绕组，所述主绕组通电后，提供电磁转矩，驱动电机转子叶轮(9)旋转，所述悬浮力绕组通电后，提供径向二自由度电磁力，调节电机转子叶轮(9)径向位置，实现径向稳态磁悬浮。

5.根据权利要求1所述的一种新型离心式人工心脏泵，其特征在于：所述电机转子叶轮(9)旋转后，驱动血液经由血液输入口(7)流入人工心脏泵，经由血液输出口(4)流出人工心脏泵，即而实现人工心脏泵的供血功能。

6.根据权利要求1所述的一种新型离心式人工心脏泵，其特征在于：所述转轴(8)两端呈凸尖状，当轴向失调情况下，可抵在凹型口(6)中转动，增加人工心脏泵运行的稳定性。