CN219662650U - 一种柔性膜动磁驱动式血泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种柔性膜动磁驱动式血泵,包括泵壳,泵壳内设置有动磁式驱动器和波动传输组件,其中:动磁式驱动器包括定子组件和动子组件;波动传输组件包括形成波动传输流道的流道部件,波动传输流道内设置的柔性膜通过刚性膜片与动子组件连接,以使动子组件在定子组件产生的电磁驱动作用下借由刚性膜片带动柔性膜在波动传输流道内振动而产生波浪运动,从而使流入泵壳、进入流道部件的血液产生具有生理特征的波动泵送效果送出。本实用新型实现了对血液的波动输送,使血液流动具有脉动性生理特征,且运行稳定可靠,不易出现故障,成本低,适于推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种柔性膜动磁驱动式血泵,属于血泵技术领域。
背景技术
目前,中国心力衰竭患者逐年增加,心力衰竭治疗的有效手段之一是人工植入机械式心室辅助装置,且主要以左心室辅助装置为主。然而可用于临床的标准血泵主要分为轴流泵和离心泵,它们都属于旋转型泵,其转子的高速旋转会对血液成分造成损害,产生溶血、血栓和出血并发症,此外,它们是以单一泵速运行的,在临床使用时会导致患者脉搏压力降低,继而会出现与持续的非生理性血液泵送有关的并发症,如胃肠道出血、主动脉瓣功能不全或中风。
目前已出现一些可较好改善脉动性的血泵产品。例如,雅培公司研制出的HeartMate 3产品,其通过程序设定,周期性地改变转速,从而使流量产生变化,继而产生搏动血流,虽然这种流量变化不是根据心脏生理周期进行的,但同样可以产生一定脉压差,维持血管弹性,减少消化器官出血现象。又例如,永仁心医疗科技公司研制出的EVAHEART产品,其依靠独特开放式的叶轮设计,实现了仿生理脉动血流的部分功能,使得收缩期增加射血,舒张期减少射血,继而能够维持20~30mmHg的脉压差,产生搏动血流。但是,从实际使用方面看来,上述两种产品的实际临床效果不佳,并不能较好地恢复生理性脉搏。
公开号为CN110636873A的中国发明专利申请公开了一种具有矩形柔性膜的可植入系统,其提出了一种可起伏运动的薄膜,利用薄膜来推动血液流动,其对血液中的血细胞伤害较小,并能够产生与正常生理相似的脉动血流,产生较高的脉压差,很好地解决了上述提到的缺点。但是,其采用电磁致动器驱动薄膜做起伏运动,驱动力度有限,且有限的力密度会导致线圈和局部热点的显著升温,运动稳定性不好,另外,其内往复运动的动子为线圈,这极易引发故障,不适合作为血泵的动力源。
公开号为CN114712700A的中国发明专利申请公开了一种柔性膜磁阻驱动式可植入血泵及人工血泵系统,其很好地解决了上述公开号为CN110636873A的中国发明专利申请所存在的问题,但其组件构成较多,特别是带动柔性膜做起伏运动的振动组件需要安装在混合磁阻致动器的线性导向组件上,两者的装配需要高度匹配,否则会影响柔性膜的运动效果,可见,制作与装配难度较大,运动过程中也易出现故障。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种柔性膜动磁驱动式血泵,其实现了对血液的波动输送,使血液流动具有脉动性生理特征,且运行稳定可靠,不易出现故障,成本低,适于推广。
为了实现上述目的,本实用新型采用了以下技术方案:
一种柔性膜动磁驱动式血泵,其特征在于:它包括泵壳,泵壳内设置有动磁式驱动器和波动传输组件,其中:动磁式驱动器包括定子组件和动子组件;波动传输组件包括形成波动传输流道的流道部件,波动传输流道内设置的柔性膜通过刚性膜片与动子组件连接,以使动子组件在定子组件产生的电磁驱动作用下借由刚性膜片带动柔性膜在波动传输流道内振动而产生波浪运动,从而使流入泵壳、进入流道部件的血液产生具有生理特征的波动泵送效果送出。
本实用新型的优点是:
本实用新型一方面通过柔性膜与流道部件形成了上、下两个液袋的效果,基于流固耦合作用,实现了对血液的起伏波动输送,使血液的流动产生具有生理特征的脉动性,将对血液的损伤降到了最低,降低了溶血、血栓等并发症的发生风险,另一方面,动磁式驱动器提供的力密度高,驱动性能强、可靠,为柔性膜的稳定波动提供了保障,再一方面,本实用新型结构简洁,特别是带动柔性膜做起伏运动的动磁式驱动器易装配,不易出现故障,确保了柔性膜的运动效果,成本低,血液相容性良好,适于临床推广。
附图说明
图1是本实用新型柔性膜动磁驱动式血泵第一较佳实施例的立体剖视示意图。
图2是本实用新型柔性膜动磁驱动式血泵第一较佳实施例的分解示意图。
图3A是本实用新型柔性膜动磁驱动式血泵第一较佳实施例的动磁驱动原理说明示意图(刚性膜片向上移动)。
图3B是本实用新型柔性膜动磁驱动式血泵第一较佳实施例的动磁驱动原理说明示意图(刚性膜片向下移动)。
图4是柔性膜与刚性膜片的连接结构示意图。
图5是刚性膜片的结构示意图。
图6是流道部件的结构示意图。
图7是泵壳的结构示意图。
图8A是本实用新型柔性膜动磁驱动式血泵第一较佳实施例的柔性膜处于波动状态的示意图(刚性膜片向上移动)。
图8B是本实用新型柔性膜动磁驱动式血泵第一较佳实施例的柔性膜处于波动状态的示意图(刚性膜片向下移动)。
图9是本实用新型柔性膜动磁驱动式血泵第二较佳实施例的立体示意图(未示出泵壳)。
图10是图9的分解示意图。
图11是本实用新型柔性膜动磁驱动式血泵第二较佳实施例的动磁式驱动器与柔性膜的安装结构示意图。
图12是泵壳的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图12所示,本实用新型柔性膜动磁驱动式血泵包括泵壳10,泵壳10内设置有动磁式驱动器80和波动传输组件90,其中:动磁式驱动器80包括定子组件和动子组件;波动传输组件90包括形成波动传输流道53的流道部件50,波动传输流道53内设置的柔性膜60通过刚性膜片70与动子组件连接,即动磁式驱动器80为柔性膜60提供可靠的动力源,以使动子组件在动磁式驱动器80的定子组件产生的电磁驱动作用下借由刚性膜片70带动柔性膜60在波动传输流道53内振动而使柔性膜60产生波浪运动,从而使流入泵壳10、进入流道部件50的血液产生具有生理特征的波动泵送效果送出。
如图1和图2,以及图3A和图3B,定子组件包括上下相对的环状上线轴21和环状下线轴22,上线轴21、下线轴22上分别凹设有上线槽210、下线槽220,上线槽210、下线槽220内分别缠绕有上电磁线圈23、下电磁线圈24,上线槽210与下线槽220之间通过非磁性的分隔片25分隔,缠绕有上电磁线圈23的上线槽210形成上定子,缠绕有下电磁线圈24的下线槽220形成下定子,且上线槽210与下线槽220之间未设置分隔片25的空间形成振动空间41,振动空间41与流道部件50形成的波动传输流道53连通,上线轴21、下线轴22的中心孔及两个中心孔之间的空间共同形成一振动腔40,振动腔40内安装有动子组件,其中:
动子组件包括上磁体31、下磁体32,上磁体31即上动子,下磁体32即下动子,上磁体31与下磁体32之间通过工字型固定件35连接,上磁体31的顶部与固定安装在上线轴21的中心孔内的上弹性组件33连接,下磁体32的底部与固定安装在下线轴22的中心孔内的下弹性组件34连接,从泵壳10的高度方向来看,上磁体31、下磁体32分别与上线轴21、下线轴22对应设置,工字型固定件35与分隔片25对应设置,非磁性的刚性膜片70贯穿伸入振动空间41后与工字型固定件35连接,在这里,分隔片25对上定子、下定子起到了结构隔离的作用,且分隔片25与刚性膜片70一起对上定子、下定子起到了良好的电磁隔离作用,以获得更短的磁通回路,其中,上磁体31、下磁体32与工字型固定件35一起在上电磁线圈23、下电磁线圈24的电磁驱动作用及上弹性组件33、下弹性组件34的弹性限位作用下,在振动腔40内做上下振动并带动刚性膜片70在振动空间41内做上下振动,继而刚性膜片70带动柔性膜60在波动传输流道53内做上下振动,以使柔性膜60产生波浪运动。
如图2和图10,图中示出了分隔片25呈U状的情形,这样,分隔片25的开口所对空间即形成振动空间41,以用于刚性膜片70的伸入,并且在本实用新型中,分隔片25与刚性膜片70一起对上定子、下定子起到了良好的电磁隔离作用。
如图3A和图3B,上弹性组件33包括固定在上线轴21的中心孔内的上基座331、固定在上磁体31的顶部上的上基板333,以及连接在上基座331与上基板333之间的上弹簧332。进一步地,下弹性组件34包括固定在下线轴22的中心孔内的下基座341、固定在下磁体32的底部上的下基板343,以及连接在下基座341与下基板343之间的下弹簧342。
在实际设计中,上基座331上可间隔设有多个上凸柱3310,上凸柱3310用于与上弹簧332牢固连接,同样地,下基座341上可间隔设有多个下凸柱3410,下凸柱3410用于与下弹簧342牢固连接。
如图3A和图3B,工字型固定件35包括固定在上磁体31的底部的固定板351和固定在下磁体32的顶部上的倒T状固定座352,其中:刚性膜片70上设有卡孔71;当刚性膜片70借由卡孔71套在固定座352上后,通过固定板351与固定座352之间的固定连接来实现刚性膜片70与工字型固定件35的连接。
如图5,较佳地,刚性膜片70延伸有用于与柔性膜60固定连接的连接片72,柔性膜60通过粘接或浸塑等方式与连接片72结合成一体,其中:连接片72上开设有多个用于提高结合强度的加强孔洞721。
在本实用新型中,柔性膜60例如设计为有机硅或聚氨酯复合材料制成的柔软、易变形并具有弹性、生物相容性的薄片,柔性膜60的形状、薄厚及安装方式(如灌注环氧树脂胶粘接、螺丝固定等)不受局限,只要其在振动力、流体力等综合作用下可沿血液泵送方向产生大变形的波动效果即可。
进一步来说,柔性膜60应具有较小的密度,这样,其与较高密度的材料相比,既减小了柔性膜的质量,增加了灵敏度,提高了响应速度,又减少了刚性膜片70所需的刚度。同时,柔性膜60需具备低弹性模量才能产生大变形的波动效果。在实际制作中,柔性膜60可设计为具有小于8500Pa/(kg/m3)的比模量,其中,材料的比模量等于弹性模量/密度,也等于材料的应力/应变。另外,构成柔性膜60的材料的模量可以是各向同性的或各向异性的,不受局限。
在本实用新型中,上磁体31、下磁体32的磁性,上电磁线圈23、下电磁线圈24内所通电流方向不受局限,只要上动子在上定子的电磁驱动作用下产生的移动方向与下动子在下定子的电磁驱动作用下产生的移动方向相一致即可。
参考图3A和图3B来理解,上电磁线圈23和下电磁线圈24所通入的电流方向为同步切换控制,其中:
当上电磁线圈23和下电磁线圈24内所通电流方向一致时:若上磁体31和下磁体32均为一块永磁体构成,则上磁体31和下磁体32的磁性相同;若上磁体31和下磁体32均为多块不同磁性的永磁体交错层叠构成,即上下相邻永磁体的磁性相反,则从上到下的方向来看,上磁体31与下磁体32的磁性排布相同,即上磁体31从上到下的各永磁体的磁性排布与下磁体32从上到下的各永磁体的磁性排布相一致;
当上电磁线圈23和下电磁线圈24内所通电流方向相反时:若上磁体31和下磁体32均为一块永磁体构成,则上磁体31和下磁体32的磁性相反;若上磁体31和下磁体32均为多块不同磁性的永磁体交错层叠构成,即上下相邻永磁体的磁性相反,则从上到下的方向来看,上磁体31与下磁体32的磁性排布相反,即上磁体31从上到下的各永磁体的磁性排布与下磁体32从上到下的各永磁体的磁性排布相反,也可以说,上磁体31与下磁体32的磁性排布以工字型固定件35为基准上下对称。
进一步来说,当上磁体31和下磁体32均为多块不同磁性的永磁体交错层叠构成(即上下相邻永磁体的磁性相反)时,上磁体31的上下相邻永磁体之间可设有上加强片310,下磁体32的上下相邻永磁体之间可设有下加强片320,上加强片310、下加强片320的作用在于,抵抗感应磁场的干扰。
如图3A和图3B,图中示出了上磁体31、下磁体32的磁性,及上电磁线圈23、下电磁线圈24内所通电流方向的较佳设计,如图,上电磁线圈23和下电磁线圈24内所通电流方向相反,上磁体31和下磁体32均为2块不同磁性的永磁体构成,从上到下的方向来看,上磁体31与下磁体32的磁性排布相反,即,对于上磁体31,其上、下两块永磁体311、312的磁性分别为S、N,而对于下磁体32,其上、下两块永磁体321、322的磁性分别为N、S。特别地,在上、下两块永磁体311、312之间设有上加强片310,在上、下两块永磁体321、322之间设有下加强片320。
以图3A和图3B所示为例说明,当上电磁线圈23、下电磁线圈24内通入图3A所示方向的电流时,在上电磁线圈23产生的感应磁场与下电磁线圈24产生的感应磁场的作用下,上磁体31与下磁体32被向上或向下吸引拉拽,由此,刚性膜片70在上磁体31与下磁体32之间设置的工字型固定件35的刚性带动下向上或向下移动。于是,在上电磁线圈23、下电磁线圈24通入交流电流的作用下,刚性膜片70产生上下移动的效果,或说产生上下振动,继而刚性膜片70将其振动效果传递给柔性膜60,即带动柔性膜60振动,继而柔性膜60沿血液泵送方向产生波动运动效果。
在实际设计中,分别起到约束上电磁线圈23、下电磁线圈24作用的上线轴21、下线轴22可为导磁性能好的软铁、A3钢、铁氧体或软磁合金等材料制成,另外,为避免与血液相接触而引起血液相容性问题,可在上线轴21、下线轴22的外壁覆盖一层非导磁材料(如采用钛合金材质等熟知材料)制成的防护层。
上电磁线圈23、下电磁线圈24由铜或铝导线制成,采用面包型绕组,匝数不受局限,且上电磁线圈23引出的线缆经由上线轴21、泵壳10上开设的相应孔洞伸出而与外部的供电装置连接,同样地,下电磁线圈24引出的线缆经由下线轴22、泵壳10上开设的相应孔洞伸出而与外部的供电装置连接。
分隔片25、刚性膜片70可由非导磁材料(如采用钛合金材质等熟知材料)制成,另外,分隔片25的厚度限定了刚性膜片70的振动幅值,较佳地,分隔片25的厚度应不小于3.0mm。
在实际设计中,上磁体31、下磁体32还可为能够吸引铁、钴或镍这类物质的单个或多个磁性体组合形成的磁体。
在实际设计中,上基座331、上基板333、下基座341、下基板343、工字型固定件35、上加强片310、下加强片320可为导磁性能好的软铁、A3钢、铁氧体或软磁合金等材料制成。
如图6,呈矩形体状的流道部件50由上流道51和下流道52上下扣合而成,上流道51、下流道52两者相对的内表面上分别凹设有上流道凹槽510、下流道凹槽520,上流道凹槽510与下流道凹槽520形成波动传输流道53,其中:从沿泵壳10的长度方向切割流道部件50的纵截面来看,波动传输流道53由依次连通的矩形体状入口流道531、纵截面呈躺倒梯形的过渡流道532、扁平板状主流道533和躺倒圆台体状出口流道534构成;入口流道531的出口经由过渡流道532收缩成主流道533的入口,出口流道534的出口大于自身入口;刚性膜片70伸至入口流道531内与柔性膜60一端连接,柔性膜60的另一端,即不与刚性膜片70连接的一端处于主流道533内。
如图8A和图8B,上流道51与柔性膜60之间形成一液袋,下流道52与柔性膜60之间形成另一液袋。
在本实用新型中,波动传输流道53的上述结构设计目的在于,流入入口流道531的血液经由过渡流道532的收缩设计可加速自身的流动速度,随即流入主流道533,从而在主流道533内的柔性膜60的波浪运动作用下,使血液产生具有生理特征的波动泵送效果,而血液经由出口流道534也会产生加速流动的效果。
在实际设计中,如图1,泵壳10内可仅设有一个动磁式驱动器80,此一个动磁式驱动器80与一个波动传输组件90沿泵壳10的长度方向排布,以使波动传输流道53沿泵壳10的长度方向设置,其中:波动传输流道53的入口流道531沿与泵壳10的长度方向垂直的宽度方向延伸有流入口54并经由流入口54与泵壳10上的泵入口11相对,以使血液经由流入口54流入波动传输流道53;波动传输流道53的出口流道534沿泵壳10的长度方向直接与泵壳10上的泵出口12相对,以使血液经由波动传输流道53送出。
另外,参考图9至图11来理解,泵壳10内可沿泵壳10的宽度方向并排分离地设有两个动磁式驱动器80,此两个动磁式驱动器80之间设有一个波动传输组件90,从此两个动磁式驱动器80的振动空间41各自伸出的刚性膜片70贯穿流道部件50后连接成一体并与柔性膜60连接,较佳地,两个刚性膜片70连接成一体后共同延伸有用于与柔性膜60连接的连接片72,流道部件50形成的波动传输流道53沿泵壳10的长度方向设置,其中:波动传输流道53的入口流道531沿泵壳10的长度方向延伸有流入口54并经由流入口54与泵壳10上的泵入口11相对,以使血液经由流入口54流入波动传输流道53;波动传输流道53的出口流道534沿泵壳10的长度方向直接与泵壳10上的泵出口12相对,以使血液经由波动传输流道53送出;通入此两个动磁式驱动器80的电流方向为同步切换控制。在这里,两个刚性膜片70连接成一体的部分兼具分流的作用。
在实际设计中,流入口54通常设计为躺倒圆台体状,流入口54的入口设计为大于自身出口为宜。
在这里,血液从波动传输流道53流入振动空间41的量极小,可忽略不计,当然,也可在波动传输流道53与振动空间41之间的位置设计避免引起血液相容性问题的防护措施,在此不加以详述。
另外,如图10,波动传输流道53还可设计有用于容纳从振动空间41伸出并穿入流道部件50的刚性膜片部分的容纳通道55。
当然,对于泵壳10内设计有两个动磁式驱动器80和一个波动传输组件90的情形,也可沿泵壳10的长度方向排布两个动磁式驱动器80和一个波动传输组件90。总之,动磁式驱动器80和波动传输组件90的数量和排布方式不受局限。
在本实用新型中,泵壳10的形状不受局限。如图1,泵壳10通常呈矩形体状,其可由下壳体102和上盖101构成,其高度、宽度和长度方向如图所示。进一步来说,对于图9所示本实用新型血泵,泵壳10的泵入口11、泵出口12沿泵壳10的长度方向相对设置(如图12),但对于图1所示本实用新型血泵,泵壳10的泵入口11、泵出口12便没有沿泵壳10的长度方向相对设置(如图7)。
在本实用新型中,在泵壳10的长度方向上定义血液泵送方向,即血液经由柔性膜60被波动输送的方向,泵壳10的高度方向即上下方向,定义为刚性膜片70上下移动或说上下振动的方向。
以图1所示本实用新型血泵为例说明,在泵壳10内,动磁式驱动器80、波动传输组件90沿泵壳10的长度方向排布,动磁式驱动器80的上定子和下定子沿泵壳10的高度方向排布,同样,上动子和下动子沿泵壳10的高度方向排布,上电磁线圈23和下电磁线圈24以泵壳10的高度方向为轴缠绕,动子的运动方向、刚性膜片70及其带动柔性膜60的振动方向为沿泵壳10的高度方向,振动空间41、波动传输流道53沿泵壳10的长度方向形成,柔性膜60产生的波动泵送血液的方向为沿泵壳10的长度方向,更确切地说,血液沿泵壳10的宽度方向流入波动传输流道53,然后沿泵壳10的长度方向流出。
在本实用新型中,泵壳10、流道部件50可以是不锈钢、钴基、钛基合金或其它具有生物相容性的刚性材料制成。
在本实用新型中,通过设计刚性膜片70上下振动频率及振动幅值,并调整入口流道531、过渡流道532内的压力梯度,即可对血液流动的流量实现调节。在实际设计中,较佳地,刚性膜片70的振动幅值设为1.2mm、振动频率设为60Hz,其中,使得流经波动传输流道53的血液平均流量在2.3L/min~3.8L/min(脉动生理流量)之间,以满足进出泵壳10的血液压差为60mmHg。当然,刚性膜片70的振动频率介于0Hz与120Hz之间都是可以的,当然也可设计为其它振动频率。
在本实用新型中,凡是需要与血液接触的部件都应通过具有优良血液相容性的材质制成,如钛合金材质。
本实用新型基于电磁感应、机械振动和流固耦合原理实现,下面以图1所示本实用新型血泵为例说明工作过程和驱动原理。具有图9所示动磁式驱动器80的本实用新型血泵的第二较佳实施例的工作过程和驱动原理与图1所示基本相同,故不再详述。
如图3A和图3B所示,当上电磁线圈23、下电磁线圈24内不通入电流时,动子(上磁体31和下磁体32)在上弹性组件33、下弹性组件34的弹性限位作用下处于振动腔40的中间位置,于是刚性膜片70沿上下方向处于振动空间41的中间位置,即处于平衡状态。
当上电磁线圈23、下电磁线圈24内通入图3A所示方向的电流时,上磁体31在上电磁线圈23产生的感应磁场作用下被向上吸引,下磁体32在下电磁线圈24产生的感应磁场作用下同样被向上吸引,于是刚性膜片70在动子的刚性带动下向上移动。
当上电磁线圈23、下电磁线圈24内通入图3B所示方向的电流时,上磁体31在上电磁线圈23产生的感应磁场作用下被向下吸引,下磁体32在下电磁线圈24产生的感应磁场作用下同样被向下吸引,于是刚性膜片70在动子的刚性带动下向下移动。
由此,不断切换通入上电磁线圈23、下电磁线圈24的电流方向,即可使刚性膜片70实现上下振动效果,从而刚性膜片70带动柔性膜60做上下振动,继而柔性膜60产生起伏的波浪运动,血液被波动泵送。
图8A示出了刚性膜片70向上移动过程中的某一时刻状态,血液流入刚性膜片70和柔性膜60与入口流道531内底壁之间的空间内,并随着柔性膜60的波动传播,血液朝向出口流道534推送,此时上流道51与柔性膜60之间形成液袋A,下流道52与柔性膜60之间形成液袋B,液袋A和液袋B呈现向出口流道534流动的趋势,以将血液推出泵壳10。
图8B示出了刚性膜片70向下移动过程中的某一时刻状态,血液流入刚性膜片70和柔性膜60与入口流道531内顶壁之间的空间内,并随着柔性膜60的波动传播,血液朝向出口流道534推送,此时液袋A逐渐变小、消失,被下流道52与柔性膜60之间形成的液袋C取代,同样地,液袋B逐渐变小、消失,被上流道51与柔性膜60之间形成的液袋D取代,液袋C和液袋D呈现向出口流534流动的趋势,以将血液推出泵壳10。
优选地,柔性膜60产生的波动传播血液的速度宜控制在1.0m/s~2.0m/s之间,当然不受局限。
本实用新型的优点是:
本实用新型一方面通过柔性膜与流道部件形成了上、下两个液袋的效果,基于流固耦合作用,实现了对血液的起伏波动输送,使血液的流动产生具有生理特征的脉动性,将对血液的损伤降到了最低,降低了溶血、血栓等并发症的发生风险,另一方面,动磁式驱动器提供的力密度高,驱动性能强、可靠,为柔性膜的稳定波动提供了保障,再一方面,本实用新型结构简洁,特别是带动柔性膜做起伏运动的动磁式驱动器易装配,不易出现故障,确保了柔性膜的运动效果,成本低,血液相容性良好,适于临床推广。
以上所述是本实用新型较佳实施例及其所运用的技术原理,对于本领域的技术人员来说,在不背离本实用新型的精神和范围的情况下,任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变,均属于本实用新型保护范围之内。
Claims (8)
1.一种柔性膜动磁驱动式血泵,其特征在于:它包括泵壳,泵壳内设置有动磁式驱动器和波动传输组件,其中:动磁式驱动器包括定子组件和动子组件;波动传输组件包括形成波动传输流道的流道部件,波动传输流道内设置的柔性膜通过刚性膜片与动子组件连接,以使动子组件在定子组件产生的电磁驱动作用下借由刚性膜片带动柔性膜在波动传输流道内振动而产生波浪运动,从而使流入泵壳、进入流道部件的血液产生具有生理特征的波动泵送效果送出。
2.如权利要求1所述的柔性膜动磁驱动式血泵,其特征在于:
所述定子组件包括上下相对的环状上线轴和环状下线轴,上线轴、下线轴上分别凹设有上线槽、下线槽,上线槽、下线槽内分别缠绕有上电磁线圈、下电磁线圈,上电磁线圈引出的线缆经由上线轴、所述泵壳上开设的相应孔洞伸出而与外部的供电装置连接,下电磁线圈引出的线缆经由下线轴、所述泵壳上开设的相应孔洞伸出而与外部的供电装置连接,上线槽与下线槽之间通过非磁性的分隔片分隔,且上线槽与下线槽之间未设置分隔片的空间形成振动空间,振动空间与所述波动传输流道连通,上线轴、下线轴的中心孔及两个中心孔之间的空间共同形成一振动腔,振动腔内安装有所述动子组件,其中:
所述动子组件包括上磁体、下磁体,上磁体与下磁体之间通过工字型固定件连接,上磁体的顶部与固定安装在上线轴的中心孔内的上弹性组件连接,下磁体的底部与固定安装在下线轴的中心孔内的下弹性组件连接,非磁性的所述刚性膜片贯穿伸入振动空间后与工字型固定件连接,其中,上磁体、下磁体与工字型固定件一起在上电磁线圈、下电磁线圈的电磁驱动作用及上弹性组件、下弹性组件的弹性限位作用下,在振动腔内做上下振动并带动所述刚性膜片在振动空间内做上下振动。
3.如权利要求2所述的柔性膜动磁驱动式血泵,其特征在于:
所述上弹性组件包括固定在所述上线轴的中心孔内的上基座、固定在所述上磁体的顶部上的上基板,以及连接在上基座与上基板之间的上弹簧;
所述下弹性组件包括固定在所述下线轴的中心孔内的下基座、固定在所述下磁体的底部上的下基板,以及连接在下基座与下基板之间的下弹簧。
4.如权利要求2所述的柔性膜动磁驱动式血泵,其特征在于:
所述工字型固定件包括固定在所述上磁体的底部的固定板和固定在所述下磁体的顶部上的倒T状固定座,其中:所述刚性膜片上设有卡孔;当所述刚性膜片借由卡孔套在固定座上后,通过固定板与固定座之间的固定连接来实现所述刚性膜片与所述工字型固定件的连接。
5.如权利要求2所述的柔性膜动磁驱动式血泵,其特征在于:
所述上电磁线圈和所述下电磁线圈所通入的电流方向为同步切换控制,其中:
当所述上电磁线圈和所述下电磁线圈内所通电流方向一致时:若所述上磁体和所述下磁体均为一块永磁体构成,则所述上磁体和所述下磁体的磁性相同;若所述上磁体和所述下磁体均为多块不同磁性的永磁体交错层叠构成,则从上到下的方向来看,所述上磁体与所述下磁体的磁性排布相同;
当所述上电磁线圈和所述下电磁线圈内所通电流方向相反时:若所述上磁体和所述下磁体均为一块永磁体构成,则所述上磁体和所述下磁体的磁性相反;若所述上磁体和所述下磁体均为多块不同磁性的永磁体交错层叠构成,则从上到下的方向来看,所述上磁体与所述下磁体的磁性排布相反。
6.如权利要求2所述的柔性膜动磁驱动式血泵,其特征在于:
呈矩形体状的所述流道部件由上流道和下流道上下扣合而成,上流道、下流道两者相对的内表面上分别凹设有上流道凹槽、下流道凹槽,上流道凹槽与下流道凹槽形成所述波动传输流道,其中:所述波动传输流道由依次连通的矩形体状入口流道、纵截面呈躺倒梯形的过渡流道、扁平板状主流道和躺倒圆台体状出口流道构成;入口流道的出口经由过渡流道收缩成主流道的入口,出口流道的出口大于自身入口;所述刚性膜片伸至入口流道内与所述柔性膜一端连接,所述柔性膜的另一端处于主流道内。
7.如权利要求6所述的柔性膜动磁驱动式血泵,其特征在于:
所述泵壳内仅设有一个所述动磁式驱动器,此一个所述动磁式驱动器与一个所述波动传输组件沿所述泵壳的长度方向排布,以使所述波动传输流道沿所述泵壳的长度方向设置,其中:所述波动传输流道的所述入口流道沿所述泵壳的宽度方向延伸有流入口并经由流入口与所述泵壳上的泵入口相对,以使血液经由流入口流入所述波动传输流道;所述波动传输流道的所述出口流道直接与所述泵壳上的泵出口相对,以使血液经由所述波动传输流道送出。
8.如权利要求6所述的柔性膜动磁驱动式血泵,其特征在于:
所述泵壳内沿所述泵壳的宽度方向并排分离地设有两个所述动磁式驱动器,此两个所述动磁式驱动器之间设有一个所述波动传输组件,从此两个所述动磁式驱动器的所述振动空间各自伸出的所述刚性膜片贯穿所述流道部件后连接成一体并与所述柔性膜连接,所述流道部件形成的所述波动传输流道沿所述泵壳的长度方向设置,其中:所述波动传输流道的所述入口流道沿所述泵壳的长度方向延伸有流入口并经由流入口与所述泵壳上的泵入口相对,以使血液经由流入口流入所述波动传输流道;所述波动传输流道的所述出口流道直接与所述泵壳上的泵出口相对,以使血液经由所述波动传输流道送出;通入此两个所述动磁式驱动器的电流方向为同步切换控制。
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