CN209123025U - 电磁驱动搏动式血泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电磁驱动搏动式血泵，包括：泵体用于容纳血液，由上部的圆筒和下部的开口容器组成，开口容器设置有血液流入口和血液流出口，血液流入口设置有入口单向阀，血液流出口设置有出口单向阀；电磁线圈组具有至少一个电磁线圈，设置在圆筒的外周，电磁线圈的一端接入电源负极，电磁线圈的另一端接入电源正极；活塞设置在圆筒内，具有密封壳体和设置在密封壳体的内部的永磁体；杀菌过滤部设置在圆筒的顶端，以及控制部与电磁线圈组电性连接，控制电磁线圈的通电极性、通电顺序以及通电时间，永磁体在电磁线圈产生的电磁力驱动下，使活塞沿着圆筒的内壁作往复直线运动，使血液进入或离开泵体。
Description
技术领域
本实用新型涉及电磁领域，具体涉及一种电磁驱动搏动式血泵。
背景技术
临床上用于辅助循环的血泵系统中，可以根据其结构不同分为离心型血泵和搏动型血泵。目前，国内对搏动型血泵的研究多集中在离心泵方面，对电磁驱动搏动式血泵研究较少。
现有技术的离心型血泵还存在不足之处：⑴设备巨大，治疗费用高，对人员和技术的要求高；⑵离心型泵的高速旋转的叶轮与血液的直接接触对血细胞都有一定程度的破坏，且破坏的程度与泵的转速成正比。
实用新型内容
本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种电磁驱动搏动式血泵。
本实用新型提供了一种电磁驱动搏动式血泵，具有这样的特征，包括：泵体用于容纳血液，由上部的圆筒和下部的开口容器组成，圆筒的底端设置有限位器，圆筒与开口容器匹配密封连接，开口容器设置有血液流入口和血液流出口，血液流入口设置有入口单向阀，血液流出口设置有出口单向阀；电磁线圈组具有至少一个电磁线圈，设置在圆筒的外周，电磁线圈的一端接入电源负极，电磁线圈的另一端接入电源正极；活塞设置在圆筒内，具有密封壳体和设置在密封壳体的内部的永磁体；杀菌过滤部设置在圆筒的顶端，以及控制部与电磁线圈组电性连接，控制电磁线圈的通电极性、通电顺序以及通电时间，永磁体在电磁线圈产生的电磁力驱动下，使活塞沿着圆筒的内壁作往复直线运动，使血液进入或离开泵体。
在本实用新型提供的电磁驱动搏动式血泵中，还可以具有这样的特征：其中，电磁线圈组的外周设置有水冷却部，用于水冷却电磁线圈组，水冷却部为套筒。
在本实用新型提供的电磁驱动搏动式血泵中，还可以具有这样的特征：其中，电磁线圈组具有1～8个电磁线圈。
在本实用新型提供的电磁驱动搏动式血泵中，还可以具有这样的特征：其中，电磁线圈组具有多个电磁线圈，每个电磁线圈的缠绕方向和匝数均相同。
在本实用新型提供的电磁驱动搏动式血泵中，还可以具有这样的特征：其中，永磁体采用钕铁硼稀土材料的永磁体。
在本实用新型提供的电磁驱动搏动式血泵中，还可以具有这样的特征：其中，密封壳体采用柔性壳体。
在本实用新型提供的电磁驱动搏动式血泵中，还可以具有这样的特征：其中，密封壳体的外周设置有至少一个突出环，用于密封。
在本实用新型提供的电磁驱动搏动式血泵中，还可以具有这样的特征：其中，密封连接为圆筒与开口容器之间的过盈配合所形成的密封连接。
在本实用新型提供的电磁驱动搏动式血泵中，还可以具有这样的特征：其中，密封连接为圆筒与开口容器之间的密封圈所形成的密封连接。
在本实用新型提供的电磁驱动搏动式血泵中，还可以具有这样的特征：其中，入口单向阀为入口液控单向阀，入口液控单向阀的液控端与水冷却部连通，
出口单向阀为出口液控单向阀，出口液控单向阀的液控端与水冷却部连通。
实用新型的作用与效果
本实用新型所涉及的电磁驱动搏动式血泵通过电磁耦合作用原理，活塞中的永磁体在电磁线圈产生的电磁力驱动下，使活塞沿着圆筒的内壁作往复直线运动，从而带动泵体整体进行交替的收缩与舒张。将该电磁驱动搏动式血泵应用于辅助循环医疗中能形成搏动灌注，该搏动灌注不仅对血细胞损伤小，而且产生的高脉压差能改善人的大脑局部脑氧饱和度并提高组织的微循环，能有效减少对肾脏的损害，有利于患者的术后恢复；其次，该电磁驱动搏动式血泵结构简单，便于医护人员的操作与管理。
附图说明
图1是本实用新型的实施例中的电磁驱动搏动式血泵的剖面示意图；图2是本实用新型的实施例中的活塞的结构示意图；
图3是本实用新型的实施例中的活塞的剖面示意图；
图4是本实用新型的实施例中的活塞行程的位置示意图(底端位置)；图5是本实用新型的实施例中的活塞行程的位置示意图(中间位置)；以及
图6是本实用新型的实施例中的活塞行程的位置示意图(上端位置)。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型的电磁驱动搏动式血泵作具体阐述。
图1是本实用新型的实施例中的电磁驱动搏动式血泵的剖面示意图。
如图1所示，在本实施例中电磁驱动搏动式血泵100包括泵体1用于容纳血液，由圆筒2和开口容器3组成，圆筒2的底端设置有限位器202，圆筒2的顶端设置有杀菌过滤部6，确保圆筒2的工作区的无菌环境。
如图1所示，电磁线圈组4设置在圆筒2的外周，具有1～8个电磁线圈，每个电磁线圈均为逆时针紧密缠绕，一端接入电源负极，另一端接入电源正极，在本实施例中具有4个电磁线圈，分别为第一电磁线圈401、第二电磁线圈402、第三电磁线圈403以及第四电磁线圈404，每个电磁线圈的缠绕方向和匝数均相同。在本实施例中，水冷却部8为套筒，设置在电磁线圈组4的外周，用于冷却电磁线圈组4，改变冷却水流的速度可以控制电磁线圈的温度，使电磁线圈的温度保持在一定的范围内，防止电磁线圈组4由于温度过高发生短路烧毁。
控制部与电磁线圈组4电性连接(图未示)，控制各个电磁线圈的通电极性、通电顺序和通电时间，永磁体501在电磁线圈组4产生的电磁力驱动下，使活塞5沿着圆筒2的内壁作往复直线运动，使血液进入或离开泵体。
如图1所示，开口容器3与圆筒2匹配密封连接7，该密封连接7为开口容器3与圆筒2之间的过盈配合所形成的密封连接，或者为开口容器3与圆筒2之间的密封圈所形成的密封连接，在本实施例中采用过盈配合所形成的密封连接。
开口容器3设置有血液流入口302和血液流出口303，血液流入口302设置有入口单向阀304，血液流出口303设置有出口单向阀305。在本实施例中，入口单向阀304为入口液控单向阀，入口液控单向阀的液控端与水冷却部8连通，出口单向阀305为出口液控单向阀，出口液控单向阀的液控端与水冷却部8连通。通过调节水冷却部8的冷却水的液位来控制入口液控单向阀以及出口液控单向阀的开启阈值，可以适应不同病人的要求。
图2是本实用新型的实施例中的活塞的结构示意图；图3是本实用新型的实施例中的活塞的剖面示意图。
如图1至图3所示，活塞5设置在圆筒2内，具有密封壳体501和设置在密封壳体501的内部的永磁体502，外周设置有多个用于密封的突出环503，在本实施例中设置有两个突出环503，永磁体502采用钕铁硼稀土材料制成，密封壳体501采用柔性材料制成。
控制部与电磁线圈组4电性连接(图未示)，控制电磁线圈的通电极性、通电顺序和通电时间，使得4个电磁线圈分别产生与永磁体502相同或相反磁极的叠加磁场，永磁体501在电磁线圈组4产生的电磁力驱动下，使活塞5沿着圆筒2的内壁作往复直线运动。
本实施例的电磁驱动搏动式血泵100的工作过程如下：
图4是本实用新型的实施例中的活塞行程的位置示意图(底端位置)；图5是本实用新型的实施例中的活塞行程的位置示意图(中间位置)；以及图6是本实用新型的实施例中的活塞行程的位置示意图(上端位置)。
根据本实施例提供的电磁驱动搏动式血泵100，为了满足各种情况的需求，电磁驱动搏动式血泵100的搏动频率范围为30-150次/min，优选为50-80次/min。
本实施例中，搏动频率为60次/min，每个往复过程中，每个电磁线圈的通电时间为60/(2*S*N)＝30/S*N秒，其中，电磁线圈的数量为S,搏动频率为N次/分。
将血液流入口302和血液流出口303分别与辅助循环的血泵系统的血液流入口与血液流出口匹配相连接(图未示)。
控制部与电磁线圈组4电性连接，控制电磁线圈组4的每个电磁线圈按照第一电磁线圈401-第二电磁线圈402-第三电磁线圈403-第四电磁线圈404的通电顺序，依次将各个电磁线圈的下端接直流电源的负极，上端接直流电源正极，每个电磁线圈的通电时间为1/8秒，通电之后的各个电磁线圈的磁极性与永磁体501的磁极性相反。如图4至图6所示,永磁体501在各个电磁线圈依次产生的电磁吸引力的驱动下，使活塞5从圆筒2的底端运动到上端。此过程中其内部空间变大，内部压力减小，辅助循环的血泵系统的血液通过血液流入口302流入泵体1；
然后，控制部控制电磁线圈组4的每个电磁线圈按照第四电磁线圈404-第三电磁线圈403-第二电磁线圈402-第一电磁线圈401的通电顺序，依次将各个电磁线圈的下端接直流电源的正极，上端接直流电源负极，每个电磁线圈的通电时间为1/8秒，通电之后的各个电磁线圈的磁极性与永磁体501的磁极性相同。永磁体501在各个电磁线圈依次产生的电磁排斥力的驱动下，使活塞5从圆筒2的上端回到底端。此过程中其内部空间变小，内部压力增大，泵体1的血液通过血液流出口303排出进入辅助循环的血泵系统。
如此循环往复工作实现了电磁驱动搏动式血泵应用于辅助循环医疗中的搏动灌注。
进一步，在相同的搏动频率下，改变电磁线圈的使用数量可以改变电磁驱动搏动式血泵的流量。
本实施例中，电磁线圈的使用数量为4个，流量为6000ml/min。
电磁线圈的使用数量为3个时，控制部控制每个电磁线圈按照第一电磁线圈401-第二电磁线圈402-第三电磁线圈403的通电顺序，依次将各个电磁线圈的下端接直流电源的负极，上端接直流电源正极，每个电磁线圈的通电时间为1/6秒，通电之后的各个电磁线圈的磁极性与永磁体501的磁极性相反。永磁体501在各个电磁线圈依次产生的电磁吸引力的驱动下，使活塞5从圆筒2的底端运动到第三电磁线圈403上端对应的位置。此过程中其内部空间变大，内部压力减小，辅助循环的血泵系统的血液通过血液流入口302流入泵体1；然后，控制部控制每个电磁线圈按照第三电磁线圈403-第二电磁线圈402-第一电磁线圈401的通电顺序，依次将各个电磁线圈的下端接直流电源的正极，上端接直流电源负极，每个电磁线圈的通电时间为1/6秒，通电之后的各个电磁线圈的磁极性与永磁体501的磁极性相同。永磁体501在各个电磁线圈依次产生的电磁排斥力的驱动下，使活塞5反向运动从圆筒2的第三电磁线圈403上端对应的位置回到圆筒2的底端。此过程中其内部空间变小，内部压力增大，泵体1的血液通过血液流出口303排出进入辅助循环的血泵系统。流量为4000ml/min。
电磁线圈的使用数量为2个时，控制部控制每个电磁线圈按照第一电磁线圈401-第二电磁线圈402的通电顺序，依次将各个电磁线圈的下端接直流电源的负极，上端接直流电源正极，每个电磁线圈的通电时间为1/4秒，通电之后的各个电磁线圈的磁极性与永磁体501的磁极性相反。永磁体501在各个电磁线圈依次产生的电磁吸引力的驱动下，使活塞5从圆筒2的底端运动到第二电磁线圈403上端对应的位置。此过程中其内部空间变大，内部压力减小，辅助循环的血泵系统的血液通过血液流入口302流入泵体1；然后，控制部控制每个电磁线圈按照第二电磁线圈402-第一电磁线圈401的通电顺序，依次将各个电磁线圈的下端接直流电源的正极，上端接直流电源负极，每个电磁线圈的通电时间为1/4秒，通电之后的各个电磁线圈的磁极性与永磁体501的磁极性相同。永磁体501在各个电磁线圈依次产生的电磁排斥力的驱动下，使活塞5反向运动从圆筒2的第二电磁线圈403上端对应的位置回到圆筒2的底端。此过程中其内部空间变小，内部压力增大，泵体1的血液通过血液流出口303排出进入辅助循环的血泵系统。流量为3000ml/min。
实施例的作用与效果
本实用新型所涉及的电磁驱动搏动式血泵通过电磁耦合作用原理，永磁体在电磁线圈产生的电磁力驱动下，使活塞沿着圆筒的内壁作往复直线运动，从而带动泵体整体进行交替的收缩与舒张。将该电磁驱动搏动式血泵应用于医疗中形成搏动灌注，该搏动灌注不仅对血细胞损伤小，而且产生的高脉压差能改善人的大脑局部脑氧饱和度并提高组织的微循环，能有效减少对肾脏的损害，有利于患者的术后恢复；其次，该电磁驱动搏动式血泵结构简单，便于医护人员的操作与管理。
进一步，本实施例的电磁驱动搏动式血泵通过改变电磁线圈的数量和电磁线圈的通电时间来调节电磁驱动搏动式血泵的流量和搏动频率，可以满足治疗不同病人的要求。
另外，水冷却部可以控制电磁线圈的温度，使电磁线圈的温度保持在一定的范围内，防止电磁线圈组由于温度过高发生短路烧毁。
最后，通过调节水冷却部8的冷却水的液位来控制入口液控单向阀以及出口液控单向阀的开启阈值，可以适应不同病人的要求。
上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种电磁驱动搏动式血泵，其特征在于，包括：
泵体，用于容纳血液，由上部的圆筒和下部的开口容器组成，所述圆筒的底端设置有限位器，所述圆筒与所述开口容器匹配密封连接，所述开口容器设置有血液流入口和血液流出口，所述血液流入口设置有入口单向阀，所述血液流出口设置有出口单向阀；
电磁线圈组，该电磁线圈组具有至少一个电磁线圈，设置在所述圆筒的外周，所述电磁线圈的一端接入电源负极，所述电磁线圈的另一端接入电源正极；
活塞，设置在所述圆筒内，具有密封壳体和设置在所述密封壳体的内部的永磁体；
杀菌过滤部，设置在所述圆筒的顶端，以及
控制部，与所述电磁线圈组电性连接，控制所述电磁线圈的通电极性、通电顺序以及通电时间，所述永磁体在所述电磁线圈产生的电磁力驱动下，使所述活塞沿着所述圆筒的内壁作往复直线运动，使血液进入或离开所述泵体。
2.根据权利要求1所述的电磁驱动搏动式血泵，其特征在于：
其中，所述电磁线圈组的外周设置有水冷却部，用于水冷却所述电磁线圈组，所述水冷却部为套筒。
3.根据权利要求2所述的电磁驱动搏动式血泵，其特征在于：
其中，入口单向阀为入口液控单向阀，所述入口液控单向阀的液控端与所述水冷却部连通，
所述出口单向阀为出口液控单向阀，所述出口液控单向阀的液控端与所述水冷却部连通。
4.根据权利要求1所述的电磁驱动搏动式血泵，其特征在于：
其中，所述电磁线圈组具有1～8个所述电磁线圈。
5.根据权利要求1所述的电磁驱动搏动式血泵，其特征在于：
其中，所述电磁线圈组具有多个电磁线圈，每个所述电磁线圈的缠绕方向和匝数均相同。
6.根据权利要求1所述的电磁驱动搏动式血泵，其特征在于：
其中，所述永磁体采用钕铁硼稀土材料的永磁体。
7.根据权利要求1所述的电磁驱动搏动式血泵，其特征在于：
其中，所述密封壳体采用柔性壳体。
8.根据权利要求1所述的电磁驱动搏动式血泵，其特征在于：
其中，所述密封壳体的外周设置有至少一个突出环，用于密封。
9.根据权利要求1所述的电磁驱动搏动式血泵，其特征在于：
其中，所述密封连接为所述圆筒与所述开口容器之间的过盈配合所形成的密封连接。
10.根据权利要求1所述的电磁驱动搏动式血泵，其特征在于：
其中，所述密封连接为所述圆筒与所述开口容器之间的密封圈所形成的密封连接。
Priority Applications (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111789770A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-10-20 | 张家港江苏科技大学产业技术研究院 | 一种辅助流食进食装置 |
| CN112156254A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-01 | 北京航空航天大学 | 一种可反馈调节的体外循环人工心脏泵 |
| CN114404799A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-04-29 | 郭政 | 一种往复式磁力泵体、泵组及模拟心脏 |
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2017
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| CN112156254B (zh) * | 2020-10-14 | 2022-02-22 | 北京航空航天大学 | 一种可反馈调节的体外循环人工心脏泵 |
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