CN219001738U - 一种血泵用蜗壳 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种血泵用蜗壳，蜗壳具有环形蜗腔，且沿液体流动方向，环形蜗腔的腔体逐渐变大，环形蜗腔所围成的蜗壳为顶盖，顶盖的内侧壁设置有用于导流血液的圆锥凸起，顶盖的内侧壁上还设置有挡环，圆锥凸起位于挡环内，且挡环与圆锥凸起之间则形成容纳叶轮顶部的环形腔。本实用新型的有益效果是：通过设置挡环，能够在挡环内外两侧形成压差，进而在相同输出功率的作用下，能够降低该混磁血泵的功耗，进而该混磁血泵的发热量小。

Description

一种血泵用蜗壳

技术领域

本实用新型涉及应用植入式心脏辅助装置，特别是一种血泵用蜗壳。

背景技术

应用植入式心脏辅助装置实现长期循环支持已经成为临床上治疗晚期心衰的有效方法。近年来迅速发展的“持续流血泵”比较适合于长期体内植入。“持续流血泵”主要包括轴流泵和离心泵两种，均采用高速旋转的叶轮驱动血液流动。传统的叶轮支撑系统是机械轴承，可以在径向和轴向同时限制旋转叶轮的运动，且刚度大，结构紧凑。机械轴承的缺点是互相滑动的接触面在工作时会产生摩擦、磨损和局部温度升高，在轴承周围形成血液滞留区和血栓附着点。第三代植入式心脏辅助装置高速旋转的叶轮由悬浮轴承支撑，如目前在美国常用的 “HeartMate 3”和“HeartWare HVAD”离心泵。但植入体内长期应用的血泵需要克服一些重要的缺点，比如：血栓栓塞、出血、感染、血泵磨损和血液成分破坏等。用磁力控制旋转叶轮的五自由度全悬浮体积较大，较小身材的病人体内植入比较困难，不适合亚洲人种及儿童应用。

血泵的体积小，且植入到人体内，在血泵工作过程当中，血泵会发热，若血泵的功率大，其发热量也就大，则很容易造成人体发烧，而血泵又对输出功率有要求，因此需要一种输出功率大且功耗低的混磁血泵，经过发明人的长期研究，对血泵的蜗壳进行改进，通过设置挡环，从而使得挡环内外两侧具有压差，从而满足相同输出功率的情况下，血泵的功耗低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种血泵用蜗壳。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种血泵用蜗壳，蜗壳具有环形蜗腔，且沿液体流动方向，蜗腔的腔体逐渐变大，环形蜗腔所围成的蜗壳为顶盖，顶盖的内侧壁设置有用于导流血液的圆锥凸起。

可选的，顶盖的外侧壁上沿圆锥凸起方向开设有第一锥形槽，第一锥形槽与圆锥凸起同轴设置。

可选的，顶盖的内侧壁上还设置有挡环，圆锥凸起位于挡环内，且挡环与圆锥凸起之间则形成容纳叶轮顶部的环形腔。

可选的，挡环的底部为径向向外翻的外翻部，且其翻折处通过圆弧过渡，外翻部的端部为半圆弧。

可选的，蜗壳的底部设置有连接端盖，连接端盖上开设有沉降的密封台阶。

可选的，蜗壳的出液管上设置有止退卡槽。

本实用新型具有以下优点：本实用新型的蜗壳，通过设置挡环，能够在挡环内外两侧形成压差，进而在相同输出功率的作用下，能够降低该混磁血泵的功耗，进而该混磁血泵的发热量小。

附图说明

图1 为混磁血泵的结构示意图；

图2 为混磁血泵的剖视示意图；

图3 为转子径向调节组件和转子轴向调节组件的安装示意图；

图4 为支撑壳体的结构示意图；

图5 为转子径向调节组件的结构示意图；

图6 为第一线圈的安装示意图；

图7 为转子组件的结构示意图一；

图8 为转子组件的结构示意图二；

图9 为转子组件的剖视示意图；

图10 为安装腔的开设位置示意图；

图11 为转子壳体的结构示意图；

图12 为第一磁钢安装在盖板上的结构示意图；

图13 为转子铁芯安装在盖板上的结构示意图；

图14 为封堵件的结构示意图；

图15 为蜗壳的结构示意图一；

图16 为蜗壳的结构示意图二；

图17 为图16中A-A的剖视图；

图18 为图17中B处的放大示意图；

图19 为止退卡槽的结构示意图；

图中，11-连接端盖，12-蜗壳，13-圆锥凸起，14-出液管，15-环形蜗腔，16-密封台阶，17-挡环，18-止退卡槽，19-第一锥形槽，20-第一环形锥磁钢，21-封盖，101-转子壳体，102-第一磁钢，103-第二磁钢，104-盖板，105-转子铁芯，106-叶片，107-第二环形锥磁钢，108-封堵件，109-隔板，110-第三磁钢，111-第二锥形槽，112-内筒，113-限位台阶，114-限位腔，115-压环，116-圆形封闭口，117-外筒，119-凸环，120-锥形扩口，121-上圆环，122-锥形环，123-下圆环，201-定子铁芯201，202-第一线圈，203-第二线圈，204-磁极，205-第一霍尔传感器，100-转子组件，301-支撑壳体，302-端板，303-上电路板，304-下电路板，305-垫块，306-进液管，307-上壳体，308-下壳体，309-磁通缺口，310-第三线圈，311-容纳腔。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种混磁血泵，如图1和图2所示，包括支撑组件、具有环形蜗腔15的蜗壳12、转子组件100、转子径向调节组件和转子轴向调节组件，蜗壳12密封安装在支撑组件上，且支撑组件和蜗壳12之间形成液体流动腔体，如图3和图4所示，支撑组件上开设有容纳腔311，流动腔体和容纳腔311连通，如图9和图10所示，转子组件100顶部中心安装有环锥状的第二永磁组件，如图15和图16所示，环形蜗腔15所围成的蜗壳12为顶盖，如图15和图16所示，顶盖的内侧壁设置有用于导流血液的圆锥凸起13，如图17所示，圆锥凸起13内安装有环锥状的第一永磁组件，转子组件100在第一永磁组件和第二永磁组件的磁力作用下悬浮在容纳腔311内，支撑组件上安装有转子径向调节组件和转子轴向调节组件，转子径向调节组件环绕在转子组件100的外侧，转子轴向调节组件位于转子组件100的下侧，在本实施例中，由于第一永磁组件第二永磁组件都为环锥状，且由于在放置转子组件100时，会尽量的使第一永磁组件和第二永磁组件同轴，而将转子组件100防松后，转子组件100则会在第一永磁组件和第二永磁组件的磁吸力作用下自动对中，并且第一永磁组件和第二永磁组件的磁吸力能够克服掉转子组件100的重力，从而使得转子组件100悬浮在容纳腔311内。

在本实施例中，沿液体流动方向，如图15所示，环形蜗腔15的腔体逐渐变大，如图16和图17所示，顶盖的外侧壁上沿圆锥凸起13方向开设有第一锥形槽19，第一锥形槽19与圆锥凸起13同轴设置，如图15和图18所示，顶盖的内侧壁上还设置有挡环17，圆锥凸起13位于挡环17内，且挡环17与圆锥凸起13之间则形成容纳叶轮顶部的环形腔，在本实施例中，由于挡环17的设置，从而使得挡环17与叶轮之间形成了血液通过的间隙，由于叶轮在实际使用过程中，叶轮处于个高速转动，从而使得挡环17内侧的环形腔与挡环17外侧的环形蜗腔15形成压差，即环形腔内的血液压力大力环形蜗腔15内的血液压力，因此从环形腔内血液流入到环形蜗腔15内的血液则具有增压的作用，因此挡环17的设置，可以使得该混磁血泵在相同的血液输出功率作用下，其对混磁血泵的功耗则会降低，进而混磁血泵的发热量也就降低，其对电能的消耗也就减少，因此该混磁血泵的续航能力得到增加，而当混磁血泵的功耗相同时，该混磁血泵的输出功率也就能够得到增加。

在本实施例中，如图18所示，所述挡环17的底部为径向向外翻的外翻部，且其翻折处通过圆弧过渡，所述外翻部的端部为半圆弧，因此挡环17不会出现死角，且具有导流的作用，进而血液在通过挡环17时不会出现死血，保证了该混磁血泵使用的可靠性。

在本实施例中，如图17和图18所示，蜗壳12的底部设置有连接端盖11，连接端盖11上开设有沉降的密封台阶16，安装时，连接端盖11与支撑组件的支撑壳体301之间通过螺钉连接，在支撑壳体301的顶部设置有一凸环119，蜗壳12安装后，凸环119则与密封台阶16接触，且在凸环119的端面上开设有环形的密封凹槽，而密封凹槽内则安装O形密封圈，进而实现蜗壳12与支撑壳体301的密封安装，避免漏液。

在本实施例中，如图19所示，蜗壳12的出液管14上设置有止退卡槽18，从而便于出液管14与其他输血管道连接。

在本实施例中，如图2和图17所示，第一永磁组件包括第一环形锥磁钢20和封盖21，第一环形锥磁钢20配合安装在第一锥形槽19内，封盖21将第一锥形槽19的槽口密封，且封盖21将第一环形锥磁钢20抵紧，进一步的，在第一环形锥磁钢20的顶部设置有一抵接平面，封盖21的底部则与抵接平面接触，而第一锥形槽19的槽口向上延伸形成圆孔，而封盖21则为圆形，优选的，封盖21与圆孔之间为紧配合，由于该混磁血泵的检修频率非常低，因此封盖21与圆孔之间可以直接焊死。

在本实施例中，如图3、图5和图6所示，所示转子径向调节组件包括定子铁芯201、第一线圈202、第二线圈203，定子铁芯201呈圆环状，且定子铁芯201的内环上设置有凸起的磁极204，且磁极204均匀分布在同一圆周上，第一线圈202安装在磁极204上，第二线圈203缠绕在定子铁芯201的内侧，且第一线圈202位于定子铁芯201与第二线圈203之间，转子组件100在第二线圈203的磁力作用下旋转，在本实施例中，第二线圈203的残绕方式与现有的磁悬浮电机的残绕方式相同，且其驱动转子组件100转动的原理也相同，因此则不再对第二线圈203的结构以及如何驱动转子组件100转动进行详细说明。

在本实施例中，如图12所示，转子组件100内具有分布在同一圆周上的第一磁钢102，且相邻两第一磁钢102的磁极204相反，第一线圈202的数量是第一磁钢102数量的正整数倍，定子铁芯201的内环上还安装有检测第一磁钢102位置的第一霍尔传感器205，进一步的，第一霍尔传感器205成对安装，且两个霍尔传感器均匀分布在同一圆周上，即两个霍尔传感器之间的夹角为180°，通过第一霍尔传感器205检测第一磁钢102对其的磁力变化，可以得出第一磁钢102的偏斜方向以及偏斜量，进而可以通过改变第一线圈202的磁力大小，从而改变第一线圈202对转子组件100的磁力大小和方向，进而实现转子组件100的径向调节。

在本实施例中，第一线圈202的数量是第一磁钢102数量的正整数倍，如第一磁钢102为两组，即第一磁钢102的个数为四个，第一线圈202的个数则是四的正整数个，如第一线圈202为四个或八个或十二个，而第一磁钢102则需要与对应的第一线圈202相对应，由于而在本实施中，当转子组件100没有偏斜的时候，第一线圈202产生的磁场对对应的第一磁钢102产生的磁力同为吸引力或排斥力，而由于相邻第一磁钢102的磁极204是相反的，第一磁钢102在周向上是旋转的，第一线圈202的位置是固定的，因此当第一磁钢102在旋转过程中，第一线圈202的磁场方向则会需要不断的变化，从而实现第一线圈202产生的磁场对对应的第一磁钢102产生的磁力同为吸引力或排斥力，优选的，第一磁钢102的个数为四个，而第一线圈202的个数为八个，因此当第一磁钢102旋转1圈时，所有第一线圈202磁场变换的次数则为八次，假设1分钟转子组件100转1000转，此时第一磁钢102则转了1000转，而第一线圈202磁场变换的次数则为8000次，而当转子组件100在转动过程中偏斜后，第一霍尔传感器205则会检测到第一磁钢102的磁力变化，通过调节对应第一线圈202的磁力大小，从而改变第一线圈202对转子组件100磁力，进而实现转子组件100的径向调节。

在本实施例中，如图4所示，转子轴向调节组件包括上壳体307、下壳体308和第三线圈310，下壳体308上靠近上壳体307的端面上开设有环形凹槽，第三线圈310安装在环形槽内，上壳体307安装在支撑组件内，且下壳体308与上壳体307的底部连接，且上壳体307和下壳体308之间形成磁通缺口309，转子组件100的底部安装有第二磁钢103，磁通缺口309位于第二磁钢103的下方，进一步的，在支撑组件上安装有第二霍尔传感器，优选的，第二霍尔传感器安装在沉槽的槽底，第二霍尔传感器能检测到第三线圈310的磁力变化，通过检测到第三线圈310的磁力变化，从而可以监测到转子组件100的轴向位移，通过改变第三线圈310的磁力大小，进而可以改变第三线圈310对第二磁钢103的磁力大小，从而改变转子组件100的轴向受力，进而改变其轴向位置，实现转子组件100的轴向调节。

在本实施例中，如图8和图9所示，转子组件100包括转子壳体101，如图10和图11所示，转子壳体101内安装有第一磁钢102和第二磁钢103，且转子壳体101的底部通过盖板104封盖21，转子壳体101上轴向开设有流道，流道与转子壳体101同轴设置，流道的出液口为锥形扩口120，转子壳体101的出液端嵌设有第二永磁组件，第二永磁组件与锥形扩口120同轴设置, 转子壳体101的顶部设置有均匀分布在同一圆周的叶片106，叶片106与转子壳体101的顶部形成叶轮，叶片106位于锥形扩口120的外侧，且叶片106位于流动腔体内，进一步的，第二永磁组件包括第二环形锥磁钢107和封堵件108，转子壳体101的出液端开设有第二锥形槽111，第二锥形槽111的槽底与流道之间形成限位台阶113，第二环形锥磁钢107配合安装在第二锥形槽111的锥面上，且第二环形锥磁钢107通过安装在第二锥形槽111内的封堵件108固定，如图14所示，封堵件108为回转体结构，封堵件108的中部为锥形环122，第二环形锥磁钢107套装在锥形环122上，且封堵件108的上端面与转子壳体101的上端面齐平，封堵件108的下端面与限位台阶113贴合，进一步的，封堵件108的上端为径向外凸的上圆环121，封堵件108的下端为轴向下凸的下圆环123，上圆环121与锥形环122连接，且锥形环122的外侧与上圆环121之间形成上折弯角，锥形环122的外侧与下圆环123之间形成下折弯角，第二环形锥磁钢107上靠近锥形环122的上角位于上折弯角内，第二环形锥磁钢107上靠近锥形环122的下角位于下折弯角内，第二锥形槽111的上端为圆形封闭口116，上圆环121紧配合在圆形封闭口116内，优选的，上圆环121与圆形封闭口116为紧配合连接，进一步的，由于第二环形锥磁钢107的检修频率较低，因此第二环形锥磁钢107不会倾斜拆卸，从而上圆环121与圆形封闭口116可以焊接连接。

在本实施例中，如图转子壳体101的顶部设置有凸环119，凸环119的内环顶部则为圆形封闭口116，叶片106的端部则与所述凸环119的外侧壁连接。

在本实施例中，如图11所示，转子壳体101上具有外筒117和内筒112，内筒112的内孔则为流道，如图10所示，外筒117和内筒112之间形成安装第一磁钢102的安装腔，盖板104将安装腔封盖21，且盖板104的内孔与内筒112的外圆贴合，如图13所示，在盖板104上同轴安装有转子铁芯105，且转子铁芯105底部与盖板104抵接，转子铁芯105的顶部与安装腔的腔底抵接，盖板104上开设有均匀分布在同一圆周上的隔板109，隔板109的内侧与转子铁芯105的外圆贴合，两相邻隔板109和转子铁芯105之间构成限位腔114，如图12所示，限位腔114内安装有第一磁钢102，且相邻磁钢的磁性相反，转子铁芯105与盖板104之间安装有第二磁钢103，进一步的，安装腔的腔底设置有凸起的压环115，压环115压住第一磁钢102的顶部，当第一磁钢102安装好后，第一磁钢102在限位腔114、压环115和封盖21的作用下不会出现移动，进而保证了该混磁血泵使用的可靠性，保证了第一霍尔传感器205对第一磁钢102的磁力大小检测的可靠性。

在本实施例中，盖板104的顶部开设有下沉台阶，转子铁芯105的顶部开设有上沉台阶，第二磁钢103则卡在所述上沉台阶和下沉台阶的腔体内，从而实现第二磁钢103的安装。

在本实施例中，盖板104的顶部开设有凹槽，凹槽内安装有第三磁钢110，且第三磁钢110位于一限位腔114的下方，也就是说，第三磁钢110则对应一个第一磁钢102，通过霍尔传感器对第三磁钢110的检测，可以判定出转子组件100此时所在的位置，进而便于转子组件100的径向位置调节。

在本实施例中，支撑组件包括支撑壳体301和端板302，支撑壳体301上朝向蜗壳12的方向开设有沉槽，沉槽的底部开设有环形安装槽，环形安装槽位于容纳腔311的外侧，转子径向调节组件安装在环形安装槽内，转子轴向调节组件安装在沉槽的槽底，沉槽的槽底设置有多个凸柱，凸柱上安装有控制转子径向调节组件和转子轴向调节组件的电路板组件，支撑壳体301的底部密封安装有端板302，容纳槽的槽底开设有一流道孔，流动孔沿远离蜗壳12的方向延伸并形成进液管306，且进液管306依次穿过电路板组件和端板302，且端板302与进液管306之间为密封安装，优选的，电路板组件为两块，即上电路板303和下电路板304，其中下电路板304用于对转子径向调节组件的控制，而上电路板303则用于对转子轴向调节组件的控制，由于混磁血泵的体积较小，采用两块电路板分开控制，可以降低对电路板的要求，从而便于电路板的制造，进一步的，两块电路板在轴向方向上间隔设置，而两块电路板均通过螺钉安装在支撑壳体301内，而两块电路板之间则通过垫块305隔开。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种血泵用蜗壳，所述蜗壳具有环形蜗腔，且沿液体流动方向，所述环形蜗腔的腔体逐渐变大，其特征在于：所述环形蜗腔所围成的蜗壳为顶盖，所述顶盖的内侧壁设置有用于导流血液的圆锥凸起，所述顶盖的内侧壁上还设置有挡环，所述圆锥凸起位于所述挡环内，且所述挡环与所述圆锥凸起之间则形成容纳叶轮顶部的环形腔。

2.根据权利要求1所述的一种血泵用蜗壳，其特征在于：所述顶盖的外侧壁上沿所述圆锥凸起方向开设有第一锥形槽，所述第一锥形槽与所述圆锥凸起同轴设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种血泵用蜗壳，其特征在于：所述挡环的底部为径向向外翻的外翻部，且其翻折处通过圆弧过渡，所述外翻部的端部为半圆弧。

4.根据权利要求1所述的一种血泵用蜗壳，其特征在于：所述蜗壳的底部设置有连接端盖，所述连接端盖上开设有沉降的密封台阶。

5.根据权利要求1所述的一种血泵用蜗壳，其特征在于：所述蜗壳的出液管上设置有止退卡槽。

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