DE4018857A1 - Indirect drive for membrane blood pump - has computer-controlled EM linear drive with armature coated with non-magnetic material - Google Patents

Indirect drive for membrane blood pump - has computer-controlled EM linear drive with armature coated with non-magnetic material

Info

Publication number
DE4018857A1
DE4018857A1 DE4018857A DE4018857A DE4018857A1 DE 4018857 A1 DE4018857 A1 DE 4018857A1 DE 4018857 A DE4018857 A DE 4018857A DE 4018857 A DE4018857 A DE 4018857A DE 4018857 A1 DE4018857 A1 DE 4018857A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
armature
drive
pressure chambers
magnetic
stroke
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4018857A
Other languages
German (de)
Inventor
Wolfgang Dr Ing Heinrich
Ralf Dipl Ing Schueler
Juergen Dipl Ing Weygh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ILMENAU TECH HOCHSCHULE
Original Assignee
ILMENAU TECH HOCHSCHULE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ILMENAU TECH HOCHSCHULE filed Critical ILMENAU TECH HOCHSCHULE
Publication of DE4018857A1 publication Critical patent/DE4018857A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00—Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/80—Constructional details other than related to driving
    • A61M60/845—Constructional details other than related to driving of extracorporeal blood pumps
    • A61M60/851—Valves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00—Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/10—Location thereof with respect to the patient's body
    • A61M60/122—Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body
    • A61M60/126—Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body implantable via, into, inside, in line, branching on, or around a blood vessel
    • A61M60/135—Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body implantable via, into, inside, in line, branching on, or around a blood vessel inside a blood vessel, e.g. using grafting
    • A61M60/139—Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body implantable via, into, inside, in line, branching on, or around a blood vessel inside a blood vessel, e.g. using grafting inside the aorta, e.g. intra-aortic balloon pumps
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00—Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/20—Type thereof
    • A61M60/295—Balloon pumps for circulatory assistance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00—Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/40—Details relating to driving
    • A61M60/424—Details relating to driving for positive displacement blood pumps
    • A61M60/427—Details relating to driving for positive displacement blood pumps the force acting on the blood contacting member being hydraulic or pneumatic
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00—Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/40—Details relating to driving
    • A61M60/497—Details relating to driving for balloon pumps for circulatory assistance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00—Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/20—Type thereof
    • A61M60/247—Positive displacement blood pumps
    • A61M60/253—Positive displacement blood pumps including a displacement member directly acting on the blood
    • A61M60/268—Positive displacement blood pumps including a displacement member directly acting on the blood the displacement member being flexible, e.g. membranes, diaphragms or bladders
    • A61M60/274—Positive displacement blood pumps including a displacement member directly acting on the blood the displacement member being flexible, e.g. membranes, diaphragms or bladders the inlet and outlet being the same, e.g. para-aortic counter-pulsation blood pumps

Abstract

Both end faces of the armature are bored. It is directly inserted in a cylindrical guide sleeve with position sensors and electrically controllable valves. The sleeve is sealed at both ends by non-magnetic closure lids (2, 3).$ The drive medium is formed in one of two pressure chambers (4, 5) defined by the guide sleeve (1), closure lids and the armature (6). Flow channels (7, 8) are provided in the closure lids. The armature is sealed w.r.t. the guide sleeve. The armature is longer than the magnetic circuit of the e.m. linear drive (O).$ USE/ADVANTAGE - Assisted blood circulation. Pneumatic drive for intra-aorta balloon pulsation. Clear, simple mechanical construction, reliable, low noise, easily controlled.

Description

Die Erfindung eignet sich zum Einsatz in der Medizintechnik, insbesondere zum indirekten Antrieb einer oder zum alternie­ renden indirekten Antrieb zweier Membranblutpumpen, z. B. für die assistierte Blutzirkulation. Darüber hinaus ist die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung als pneumatischer Antrieb für die intraaortale Ballonpulsation einsetzbar.The invention is suitable for use in medical technology, especially for the indirect drive of one or alternie Renden indirect drive of two diaphragm blood pumps, for. B. for the assisted blood circulation. In addition, the invented device according to the invention as a pneumatic drive for the Intra-aortic balloon pulsation can be used.

In den Patentschriften DE 27 03 933, DE 25 57 475, DE 26 19 293 wird die Realisierung einer pneumatischen bzw. hydraulischen Betä­ tigung von Membranblutpumpen dargelegt. Die beschriebenen Antriebsaggregate stellen eine pulsierende Luft- bzw. Flüssig­ keitssäule bereit, die über ein geschlossenes System die Membran der eigentlichen Blutpumpe antreibt und dadurch die Pumpwirkung hervorruft. Ein wesentlicher Nachteil dieser An­ triebsaggregate ist ihr aufwendiger und voluminöser Aufbau, der sich besonders bei transportablen Systemen (Totalherzer­ satz oder Assistsystem) hinsichtlich der Miniaturisierbar­ keit auswirkt. Der erfindungsgemäßen Vorrichtung nahestehende Lösungen werden in den Patentschriften DE 34 22 357, DE 28 43 054 und DE 27 41 024 dargelegt. Es handelt sich dabei um Kolbenpum­ pen, deren Antriebskolben in einem Zylinder hin und her bewegt wird, so daß der das Antriebsmedium (Flüssigkeit oder Gas) alternierend komprimiert wird bzw. expandiert. Der Antrieb des Kolbens erfolgt durch ein zusätzliches elektromechanisches oder elektrohydraulisches Antriebsaggregat und bringt die Nachteile von Getrieben und mechanischen Koppelstellen mit sich. Auch die bekannte Antriebsdruckerzeugung über eine Membran bzw. Rollmembran, die durch einen separaten Antrieb bestätigt werden muß, stellt eine funktionelle Trennung von Antrieb und Pumpe zur Druckerzeugung dar.In the patents DE 27 03 933, DE 25 57 475, DE 26 19 293 the implementation of a pneumatic or hydraulic actuator membrane blood pumps. The described Drive units provide a pulsating air or liquid ready column that has a closed system Drives the membrane of the actual blood pump and thereby the Pumping effect. A major disadvantage of this type power units is their complex and voluminous structure, which is particularly useful in portable systems (total heart set or assist system) with regard to miniaturization effect. The device related to the invention Solutions are described in the patents DE 34 22 357, DE 28 43 054 and DE 27 41 024. It is piston pump pen whose drive piston moves back and forth in a cylinder so that the drive medium (liquid or gas) is alternately compressed or expanded. The drive of the Piston is done by an additional electromechanical or electro-hydraulic drive unit and brings the Disadvantages of gearboxes and mechanical coupling points yourself. The well-known drive pressure generation via a Membrane or rolling membrane, which is operated by a separate drive must be confirmed represents a functional separation of Drive and pump for generating pressure.

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum pneumatischen oder hydraulischen Antrieb einer oder zum alternierenden Antrieb zweier Membranblutpumpen zu schaffen, bei der die Zahl der zu bewegenden mechanischen Teile deutlich reduziert ist und damit im Vergleich zu bekannten Lösungen folgende positive Effekte erzielt werdenThe aim of the invention is to provide a device for pneumatic or hydraulic drive one or alternating Drive two diaphragm blood pumps to create the number  of the mechanical parts to be moved is significantly reduced and thus the following positive in comparison to known solutions Effects are achieved

  • - einfacher Aufbau;- easy construction;
  • - hoher Grad der Miniaturisierbarkeit;- high degree of miniaturization;
  • - erhöhte Zuverlässigkeit;- increased reliability;
  • - sehr gute Steuerbarkeit;- very good controllability;
  • - kostengünstige Lösung.- inexpensive solution.

Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zum indirekten Antrieb einer oder zum alternieren­ den Antrieb zweier Membranblutpumpen, über ein gasförmiges oder flüssiges Antriebsmedium, wobei im Gegensatz zu allen be­ kannten Lösungen der mechanische Aufbau deutlich reduziert ist.The object of the invention is to create a Device for indirectly driving one or alternating the drive of two membrane blood pumps, via a gaseous one or liquid drive medium, whereas in contrast to all be Known solutions significantly reduced the mechanical structure is.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll tragbar, zuverlässig und geräuscharm sein.The device according to the invention should be portable, reliable and be quiet.

Unter Verwendung eines elektromagnetischen Linearantriebs, dessen Anker von beiden Stirnseiten her ausgedreht ist, mit einem nichtmagnetischen Material beschichtet ist und direkt in einer zylindrischen Führungsbuchse geführt ist, wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, daß die Führungs­ buchse von beiden Stirnseiten her abgedichtet ist und der Anker direkt auf das Antriebsmedium drückt, also eine Funk­ tionsintegration darin besteht, daß der Anker des elektro­ magnetischen Linearantriebs und der Kolben der Pumpe identisch sind.Using an electromagnetic linear actuator, the anchor of which is turned out from both ends, with is coated with a non-magnetic material and directly in is guided by a cylindrical guide bush task solved in that the leadership is sealed from both ends and the Anchor presses directly on the drive medium, i.e. a radio tion integration is that the anchor of the electro magnetic linear actuator and the piston of the pump are identical.

Das Antriebsmedium befindet sich in einer oder beiden Druck­ kammern, die durch die an die Führungsbuchse von den Stirnsei­ ten her angesetzten Verschlußdeckel, durch die Führungsbuchse selbst und den Anker abgegrenzt sind.The drive medium is in one or both pressures chambers through the to the guide bushing of the forehead through the guide bushing itself and the anchor are delimited.

Die notwendigen Strömungskanäle für den oder die Druck­ schläuche zu der oder den Blutpumpen sind in den Verschluß­ deckeln angeordnet.The necessary flow channels for the pressure or pressure hoses to the blood pump or pumps are in the closure lids arranged.

Der elektromagnetische Linearantrieb besitzt in der einfach­ sten Ausführung als Umkehrhubmagnet zwei Erregerwicklungen, die über eine mikrorechnerintegrierte elektronische Steuereinrich­ tung zyklisch entsprechend den technischen und physiologischen Erfordernissen angesteuert werden. Dadurch bewegt sich der Anker mit spezieller Geometrie zur Beeinflussung der Magnet­ kennlinie (Kraft-Weg Verlauf) periodisch zwischen seinen End­ lagenstellungen in der Führungsbuchse hin und her. Das Volumen der beiden Druckkammern ändert sich und die Pumpwirkung setzt ein. Während der Ankerbewegung entsteht in einer Druckkammer ein Sog und in der anderen ein Druck entsprechend den Strö­ mungs- und Druckverhältnissen in den nachfolgenden pneumati­ schen bzw. hydraulischen Strecken. Der elektromagnetische Linearantrieb gewährleistet eine aktive Bewegung des Ankers in beide Richtungen.The electromagnetic linear drive has in the simple Most version as a reversing solenoid two excitation windings  via a micro computer-integrated electronic control unit tion cyclically according to the technical and physiological Requirements are controlled. This moves the Anchor with special geometry to influence the magnet characteristic (force-displacement curve) periodically between its end positions in the guide bush back and forth. The volume of the two pressure chambers changes and the pumping action continues a. During the armature movement occurs in a pressure chamber one suction and in the other a pressure corresponding to the currents pressure and pressure ratios in the following pneumati or hydraulic routes. The electromagnetic Linear drive ensures active movement of the armature in both directions.

Durch die beschriebene Funktionsintegration entsteht eine wesentliche Vereinfachung und Erhöhung der Zuverlässigkeit des Antriebes im Vergleich zum bekannten Stand der Technik. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die beiden Verschlußdeckel als zylindrische Verlängerungen der Führungsbuchse ausgebildet sind. Der Anker ragt in seinen Um­ kehrstellungen um mindestens die Hälfte seines Maximalhubes in den jeweiligen Verschlußdeckel hinein. In beiden Verschlußdec­ keln sind n Sensoren, vorzugsweise Lichtschranken so ange­ bracht, daß sie beim Gegenüberstehen der Ankermantelfläche ihren Signalpegel ändern.The described function integration creates a significant simplification and increase the reliability of the Drive compared to the known prior art. A advantageous embodiment of the invention provides that the two caps as cylindrical extensions of the Guide bushing are formed. The anchor protrudes into its surroundings reverse positions by at least half of its maximum stroke in the respective cover. In both closure dec n sensors, preferably light barriers, are attached brings that when facing the anchor surface change their signal level.

Der Anker ist gleichlang wie der Magnetkreis des elektromagne­ tischen Linearantriebs oder länger. Die Lagesensoren tasten jeweils die Ankerstellung über der Hälfte seines Hubes an. Der Gesamthub des Ankers wird also in 2n diskreten Schritten er­ faßt. Im einfachsten Fall ist nur jeweils ein Sensor zur Erfassung der Umkehrstellung des Ankers angeordnet.The armature is the same length as the magnetic circuit of the electromagnetic table linear actuator or longer. The position sensors feel the anchor position over half of its stroke. The The total stroke of the armature is thus in 2n discrete steps sums up. In the simplest case, only one sensor is available at a time Detection of the reverse position of the armature arranged.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die als Schlauchanschlüsse ausgebildeten Strömungskanäle um maxi­ mal die Hälfte des Ankerhubes in die Druckkammern hineinragen und die Außenkonturen der hineinragenden Teile der Schlauchan­ schlüsse der Innenkontur des Ankers so angepaßt sind, daß in der jeweiligen Umkehrstellung des Ankers das Volumen der ent­ sprechenden Druckkammer minimiert ist und zusätzlich zu den Hauptöffnungen an den Außenkonturen der Schlauchanschlüsse ver­ teilte Strömungsöffnungen angeordnet sind. Dadurch wird eine effektive Zirkulation des Antriebsmediums in der Druckkammer und eine dadurch herbeigeführte Kühlung des Umkehrhubmagneten von innen her gewährleistet. Gleichzeitig reduziert sich das Volumen der pneumatischen oder hydraulischen Antriebsstrecke bis zur eigentlichen Blutpumpe.Another embodiment of the invention provides that the flow channels designed as hose connections by maxi times half of the anchor stroke protrude into the pressure chambers and the outer contours of the protruding parts of the hose conclusions of the inner contour of the armature are adjusted so that in the respective reverse position of the armature, the volume of the ent speaking pressure chamber is minimized and in addition to the  Verify main openings on the outer contours of the hose connections divided flow openings are arranged. This will make one effective circulation of the drive medium in the pressure chamber and cooling of the reversing solenoid caused thereby guaranteed from the inside. At the same time, this is reduced Volume of the pneumatic or hydraulic drive line to the actual blood pump.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß aus­ gehend von jeder Druckkammer je eine pneumatische bzw. hydrau­ lische Verbindung mit einem elektrisch steuerbaren Ventil, vorzugsweise Magnetventil, zu einem gemeinsamen flexiblen Aus­ gleichsgefäß besteht. Während der Öffnungszeit eines der elektrisch steuerbaren Ventile wird eine Teilmenge des Antriebsmediums in das flexible Ausgleichsgefäß geleitet. Da­ durch wird der Membranhub in der entsprechenden anzutreibenden Membranblutpumpe verringert und damit das ausgestoßene Blutvo­ lumen reduziert. Diese Maßnahme wird dann erforderlich, wenn eine Balance der Blutvolumenströme zweier angeschlossener Membranblutpumpen, die alternierend angetrieben werden, auf­ rechterhalten werden muß. Voraussetzung für die spezielle Be­ einflussung der Blutvolumenströme ist ihre Messung oder mittelbare Registrierung der Disbalance und das Vorhandensein der dazu erforderlichen Steuerungsmöglichkeiten. Über das Aus­ gleichsgefäß lassen sich weiterhin durch wechselseitiges Öffnen bzw. Schließen der Ventile zu entsprechenden Zeitpunk­ ten eventuelle Antriebsmedienübertritte von einer Druckkammer in die andere bei Undichtheiten zwischen Anker und Führungs­ buchse ausgleichen.Another embodiment of the invention provides that one pneumatic or hydraulic from each pressure chamber connection with an electrically controllable valve, preferably solenoid valve, to a common flexible off there is an equal vessel. During the opening hours one of the electrically controllable valves will be a subset of the Drive medium passed into the flexible expansion tank. There through the membrane stroke is driven in the corresponding Membrane blood pump reduced and thus the expelled blood vo lumen reduced. This measure becomes necessary when a balance of the blood volume flows of two connected Diaphragm blood pumps, which are driven alternately must be maintained. Requirement for the special loading Influence of blood volume flows is their measurement or indirect registration of the imbalance and existence the necessary control options. About the end equilibrium can continue to be reciprocal Open or close the valves at the appropriate time possible transfer of drive media from a pressure chamber in the other in case of leaks between anchor and guide balance the socket.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist gegenüber dem bekannten Stand der Technik durch den hohen Grad der Funktionsintegra­ tion folgende Vorteile auf:The device according to the invention has compared to the known State of the art due to the high degree of functional integration the following advantages:

  • - Vereinfachung des mechanischen Aufbaus und gute Miniaturisierbarkeit;- Simplification of the mechanical structure and good miniaturizability;
  • - sehr gute Steuerbarkeit der Vorrichtung an sich und der Blutvolumenströme der angeschlossenen Blutpumpen - Very good controllability of the device itself and the blood volume flows of the connected blood pumps  
  • - weitgehend impulsarmer Betrieb durch Reduzierung der bewegten Massen auf das notwendige Minimum;- largely low-pulse operation through reduction the moving masses to the necessary minimum;
  • - absolute Geräuscharmut.- absolute low noise.

Die Erfindung wird nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Die Zeichnung zeigt inThe invention is illustrated below using two exemplary embodiments explained. The drawing shows in

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung der Vorrichtung in ihrer einfachsten Konfi­ guration, Fig. Guration 1 is a schematic sectional view of the device in its simplest confectionary,

Fig. 2 zeigt die realisierte, vorteilhaft ausge­ staltete Variante der Erfindung. Fig. 2 shows the realized, advantageously designed variant of the invention.

Als elektromagnetischer Linearantrieb 0, wird ein allgemein bekannter Umkehrhubmagnet, bestehend aus zwei Magnetkreisen mit zwei Erregerwicklungen 0.a und 0.b verwendet. Der Anker 6 des Umkehrhubmagneten ist von beiden Stirnseiten her zum Zwecke der Magnetkennlinienbeeinflussung konisch ausgedreht, mit einem nichtmagnetischen Material beschichtet und direkt in einer zylindrischen Führungsbuchse 1 geführt.A generally known reversing stroke magnet, consisting of two magnetic circuits with two excitation windings 0 .a and 0 .b, is used as the electromagnetic linear drive 0 . The armature 6 of the reversing lifting magnet is tapered from both ends for the purpose of influencing the magnetic characteristic, coated with a non-magnetic material and guided directly in a cylindrical guide bushing 1 .

Erfindungsgemäß ist die Führungsbuchse 1 jeweils durch einen von den Stirnseiten her angesetzten nichtmagnetischen Ver­ schlußdeckel 2 und 3 abgedichtet. In den Druckkammern 4 und 5, die durch die Führungsbuchse 1 die Verschlußdeckel 2 und 3 und den Anker abgegrenzt sind, befindet sich das Antriebsmedium, das bei der Bewegung des Ankers 6 (zwischen seinen Umkehrstel­ lungen 9 und 10) durch die Strömungskanäle 7 und 8 aus den entsprechenden Druckkammern 4 und 5 entweicht und über pneuma­ tische bzw. hydraulische Verbindungen zu der oder den anzu­ treibenden Blutpumpen gelangt. Mit der Vorrichtung können durch diese Maßnahmen zwei Blutpumpen alternierend angetrieben werden. Bleibt ein Strömungskanal z. B. 8 offen, so ist der Antrieb nur einer Blutpumpe gewährleistet.According to the invention the guide sleeve 1 is in each case sealed by a forth for the next of the end faces of the non-magnetic Ver end cover 2 and 3. FIG. In the pressure chambers 4 and 5 , which are delimited by the guide bushing 1, the closure caps 2 and 3 and the armature, there is the drive medium which, during the movement of the armature 6 (between its reversal positions 9 and 10 ) through the flow channels 7 and 8 escapes from the corresponding pressure chambers 4 and 5 and arrives via pneumatic or hydraulic connections to the blood pump or pumps to be driven. These measures can be used to alternately drive two blood pumps with the device. Remains a flow channel z. B. 8 open, the drive is guaranteed only one blood pump.

In der realisierten Variante (Fig. 2) ist der Anker 6 um 5 mm länger als der Magnetkreis des Umkehrhubmagneten. Dadurch ragt der Anker 6 in seinen Umkehrstellungen um die Hälfte sei­ nes Maximalhubes plus 2,5 mm in die jeweiligen Verschlußdeckel 2 bzw. 3, die als zylindrische Verlängerung der Führungsbuchse 1 ausgebildet sind, hinein.In the implemented variant ( FIG. 2), the armature 6 is 5 mm longer than the magnetic circuit of the reversing lifting magnet. As a result, the armature 6 protrudes in its reversed positions by half its maximum stroke plus 2.5 mm into the respective closure caps 2 and 3 , which are designed as a cylindrical extension of the guide bush 1 .

In den Verschlußdeckeln 2 und 3 sind jeweils fünf Lagesensoren 13 in gleichmäßigen Abständen angeordnet. Als Sensoren kommen Lichtschranken zum Einsatz, die beim Gegenüberstehen der Anker­ mantelfläche 14 ihren Signalpegel wechseln. Dadurch wird die Ankerstellung in zehn diskreten Schritten erfaßt und einer steuerungstechnischen Auswertung zugänglich.In the caps 2 and 3 , five position sensors 13 are arranged at regular intervals. Light barriers are used as sensors, which change their signal level when the armature mantle surface 14 faces one another. As a result, the anchor position is recorded in ten discrete steps and accessible for control engineering evaluation.

Die Strömungskanäle 7 und 8 sind als Schlauchanschlüsse ausge­ bildet und ragen um die Hälfte des Ankerhubes in die Druckkam­ mern 4 und 5 hinein. Die Außenkontur 7.1 und 8.1 der Schlauchanschlüsse sind der Innenkontur 6.1 des Ankers 6 so angepaßt, daß das Volumen der jeweiligen Druckkammer 4 bzw. 5 minimiert ist. Dadurch wird das Volumen des zu komprimierenden Antriebsmediums (Gas oder Flüssigkeit) auf das notwendige Minimum reduziert.The flow channels 7 and 8 are formed as hose connections and protrude by half the armature stroke into the pressure chambers 4 and 5 . The outer contour 7.1 and 8.1 of the hose connections are adapted to the inner contour 6.1 of the armature 6 so that the volume of the respective pressure chamber 4 or 5 is minimized. This reduces the volume of the drive medium to be compressed (gas or liquid) to the necessary minimum.

Die in den Erregerwicklungen 0.a und 0.b entstehende Wärme wird teilweise über die Oberfläche des Umkehrhubmagneten 0 abge­ strahlt und teilweise auf den Anker 6 bzw. auf die Verschluß­ deckel 2 und 3 übertragen. Zur besseren Wärmeabfuhr (Kühlung) sind die Verschlußdeckel mit Kühlrippen 15 umgeben. Zum Zwecke einer effektiven Medienzirkulation in den Druckkammern 4 und 5 sind zusätzlich zu den Hauptöffnungen 7.2 und 8.2 verteilte kleine Strömungsöffnungen 7.3 und 8.3 an den Außenkonturen 7.1 und 8.1 der Schlauchanschlüsse angeordnet.The heat generated in the excitation windings 0 .a and 0 .b is partially abge radiated over the surface of the reversing solenoid 0 and partially transferred to the armature 6 or to the closure covers 2 and 3 . For better heat dissipation (cooling), the sealing covers are surrounded by cooling fins 15 . For the purpose of effective media circulation in the pressure chambers 4 and 5 , in addition to the main openings 7.2 and 8.2 , small flow openings 7.3 and 8.3 are arranged on the outer contours 7.1 and 8.1 of the hose connections.

Ausgehend von beiden Druckkammern 4 und 5 sind mit je einem steuerbaren Ventil 12a bzw. 12b versehene pneumatische bzw. hydraulische Verbindungen 11a und 11b zu einem flexiblen Aus­ gleichsgefäß 16 hergestellt. Durch diese Maßnahme kann die Balance der Blutvolumenströme zweier angeschlossener Membran­ blutpumpen, die alternierend angetrieben werden, aufrecht erhalten werden. Während der Öffnungszeit eines der Ventile 12a oder 12b wird eine Teilmenge des Antriebsmediums in das flexible Ausgleichsgefäß 16 geleitet und dadurch der Membran­ hub der entsprechenden anzutreibenden Blutpumpe verringert. Ein wechselseitiges Öffnen bzw. Schließen der Ventile 12a und 12b gestattet den Ausgleich von Antriebsmedienübertritten von einer Druckkammer in die andere bei Undichtheiten zwischen Anker und Führungsbuchse.Starting from both pressure chambers 4 and 5 , pneumatic or hydraulic connections 11 a and 11 b, each provided with a controllable valve 12 a or 12 b, are produced to form a flexible compensation vessel 16 . This measure allows the balance of the blood volume flows of two connected membrane blood pumps, which are driven alternately, to be maintained. During the opening time of one of the valves 12 a or 12 b, a subset of the drive medium is passed into the flexible expansion tank 16 and the membrane stroke of the corresponding blood pump to be driven is thereby reduced. A mutual opening or closing of the valves 12 a and 12 b allows the compensation of drive medium transfers from one pressure chamber to the other in the event of leaks between the armature and the guide bushing.

Die Vorrichtung ist in dieser Ausführung anwendbarThe device can be used in this embodiment

  • . für den pneumatischen oder hydraulischen Antrieb einer Membranblutpumpe, . for the pneumatic or hydraulic drive one Membrane blood pump,  
  • . für den alternierenden pneumatischen oder hydrau­ lischen Antrieb zweier Membranblutpumpen und. for the alternating pneumatic or hydraulic drive two diaphragm blood pumps and
  • . als Antrieb für die intraaortale Ballonpulsation.. as a drive for intra-aortic balloon pulsation.

Die hohe Flexibilität wird durch eine mikrorechnerintegrierte Steuereinheit mit freier Programmierbarkeit in Verbindung mit den integrierten Lagesensoren 13 erreicht. Durch Einbeziehung der Sensoren in den Steueralgorithmus ist es möglich, den aktuellen Ankerhub zu bestimmen bzw. zu verändern, die Membranstellungen indirekt zu erkennen und theoretische Blut­ durchflußwerte zu ermitteln. Damit ist ebenfalls eine leichte Anpassung an ein verändertes Schlagvolumen bei Einsatz einer anderen Blutpumpe möglich. The high flexibility is achieved by a microcomputer-integrated control unit with free programmability in connection with the integrated position sensors 13 . By including the sensors in the control algorithm, it is possible to determine or change the current armature stroke, to indirectly recognize the membrane positions and to determine theoretical blood flow values. This also allows easy adaptation to a changed stroke volume when using a different blood pump.

Verzeichnis der verwendeten BezugszeichenList of the reference symbols used

0 elektromagnetischer Linearantrieb
0.a - Erregerwicklung
0.b - Erregerwicklung
1 - Führungsbuchse
2 - Verschlußdeckel
3 - Verschlußdeckel
4 - Druckkammer
5 - Druckkammer
6 - Anker
6.1 - Innenkontur des Ankers
7 - Strömungskanal (Schlauchanschluß)
7.1 - Außenkontur des in die Druckkammer hineinragenden Teiles des Schlauchanschlusses
7.2 - Hauptöffnung
7.3 - kleine Strömungsöffnung
8 - Strömungskanal (Schlauchanschluß)
8.1 - Außenkontur des in die Druckkammer hineinragenden Teiles des Schlauchanschlusses
8.2 - Hauptöffnung
8.3 - kleine Strömungsöffnung
9 - Umkehrstellung des Ankers
10 - Umkehrstellung des Ankers
11a/b - pneumatische oder hydraulische Verbindung
12a/b - elektrisch steuerbares Ventil
13 - Lagesensoren
14 - Ankermantelfläche
15 - Kühlrippen 0 electromagnetic linear actuator
0 .a - excitation winding
0 .b - excitation winding
1 - guide bush
2 - cover
3 - cover
4 - pressure chamber
5 - pressure chamber
6 - anchor
6.1 - Inner contour of the anchor
7 - flow channel (hose connection)
7.1 - outer contour of the part of the hose connection protruding into the pressure chamber
7.2 - Main opening
7.3 - small flow opening
8 - flow channel (hose connection)
8.1 - External contour of the part of the hose connection protruding into the pressure chamber
8.2 - Main opening
8.3 - small flow opening
9 - Reverse position of the anchor
10 - Reverse position of the anchor
11 a / b - pneumatic or hydraulic connection
12 a / b - electrically controllable valve
13 - position sensors
14 - anchor surface
15 - cooling fins

Claims (4)

1. Vorrichtung, insbesondere zum indirekten Antrieb von Membranblutpumpen, unter Verwendung eines rechnergesteuer­ ten elektromagnetischen Linearantriebs, dessen Anker von beiden Stirnseiten her ausgedreht ist, mit einem nichtma­ gnetischen Material beschichtet ist und direkt in einer zylindrischen Führungsbuchse geführt ist, von Lagesensoren und elektrisch steuerbaren Ventilen, dadurch gekennzeich­ net, daß die Führungsbuchse (1) jeweils durch einen von beiden Stirnseiten her angesetzten nichtmagnetischen Ver­ schlußdeckel (2, 3) abgedichtet ist und in einer der beiden Druckkammern (4, 5), die durch die Führungsbuchse (1), die Verschlußdeckel (2, 3) und den Anker (6) abgegrenzt sind, sich das Antriebsmedium befindet und in den Verschluß­ deckeln (2, 3) Strömungskanäle (7, 8) angeordnet sind und der Anker (6) gegenüber der Führungsbuchse abgedichtet ist.1. Device, in particular for the indirect drive of diaphragm blood pumps, using a computer-controlled electromagnetic linear actuator, the armature of which is turned out from both ends, is coated with a non-magnetic material and is guided directly in a cylindrical guide bushing, by position sensors and electrically controllable valves characterized net gekennzeich, that the guide bush (1) in each case by one of two end faces for the next non-magnetic Ver end cover (2, 3) is sealed and in one of the two pressure chambers (4, 5) through the guide bush (1) Cap ( 2, 3 ) and the armature ( 6 ) are delimited, the drive medium is located and in the cap ( 2, 3 ) flow channels ( 7, 8 ) are arranged and the armature ( 6 ) is sealed against the guide bush. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (6) länger als der Magnetkreis des elektromagne­ tischen Linearantriebs (0) ist und in seinen Umkehrstel­ lungen (9, 10) um mindestens die Hälfte seines Maximalhubes in den jeweiligen Verschlußdeckel (2, 3), der als zylindrische Verlängerung der Führungsbuchse (1) ausgebil­ det ist, hineinragt und in jedem der beiden Verschlußdeckel (2, 3) bezüglich der jeweiligen Kante des beweglichen Ankers eine Anzahl Lagesensoren (13), vorzugsweise Lichtschranken, angeordnet sind.2. Device according to claim 1, characterized in that the armature ( 6 ) is longer than the magnetic circuit of the electromagnetic linear actuator ( 0 ) and in its reversal positions ( 9, 10 ) by at least half of its maximum stroke in the respective sealing cover ( 2nd , 3 ), which is designed as a cylindrical extension of the guide bushing ( 1 ), protrudes and a number of position sensors ( 13 ), preferably light barriers, are arranged in each of the two sealing covers ( 2, 3 ) with respect to the respective edge of the movable armature. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (7, 8) als Schlauchanschlüsse ausgebildet sind, die um maximal die Hälfte des Ankerhubes in die Druckkammern (4, 5) hineinragen und die Außenkonturen (7.1, 8.1) der hineinragenden Teile der Schlauchanschlüsse der Innenkontur (6.1) des Ankers (6) geometrisch angepaßt sind und in der jeweiligen Umkehrstellung (9, 10) des Ankers ein maximaler Spalt von einem Millimeter zwischen Anker (6) und dem jeweiligen Schlauchanschluß besteht.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the flow channels ( 7, 8 ) are designed as hose connections which protrude by a maximum of half the armature stroke in the pressure chambers ( 4, 5 ) and the outer contours ( 7.1, 8.1 ) of the protruding parts the hose connections of the inner contour ( 6.1 ) of the armature ( 6 ) are geometrically adapted and in the respective reverse position ( 9, 10 ) of the armature there is a maximum gap of one millimeter between the armature ( 6 ) and the respective hose connection. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von beiden Druckkammern (4, 5) pneumatische oder hydraulische Verbindungen (11a, 11b) mit je einem elektrisch steuerbaren Ventil (12a, 12b), vorzugsweise einem Magnetventil, zu einem gemeinsamen flexiblen Aus­ gleichsgefäß (16) besteht.4. The device according to claim 1, characterized in that starting from both pressure chambers ( 4, 5 ) pneumatic or hydraulic connections ( 11 a, 11 b), each with an electrically controllable valve ( 12 a, 12 b), preferably a solenoid valve a common flexible From expansion vessel ( 16 ).
DE4018857A 1989-06-19 1990-06-13 Indirect drive for membrane blood pump - has computer-controlled EM linear drive with armature coated with non-magnetic material Withdrawn DE4018857A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD89329714A DD295768A5 (en) 1989-06-19 1989-06-19 DEVICE, ESPECIALLY FOR THE INDIRECT DRIVE OF MEMBRANE BLOOD PUMPS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4018857A1 true DE4018857A1 (en) 1990-12-20

Family

ID=5610007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4018857A Withdrawn DE4018857A1 (en) 1989-06-19 1990-06-13 Indirect drive for membrane blood pump - has computer-controlled EM linear drive with armature coated with non-magnetic material

Country Status (2)

Country Link
DD (1) DD295768A5 (en)
DE (1) DE4018857A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19963306A1 (en) * 1999-12-16 2001-08-09 Peter Neubacher Blood pump operating drive provided by loudspeaker drive with magnetic system and sliding piston cooperating with mechanical ratchet device
DE10020546A1 (en) * 2000-04-27 2001-11-08 Krankenhausbetr Sgesellschaft Drive device for artificial ventricle to support blood circulation, has hydraulic fluid in working chamber of cylinder and piston arrangement, where piston stroke can be adjusted between two extremes
CN103845766A (en) * 2014-03-07 2014-06-11 上海市杨浦区市东医院 Non-contact electromagnetic coupling cylindrical liquid pump system
CN105709287A (en) * 2016-04-12 2016-06-29 上海理工大学 Electromagnetic coil driving type blood pump system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19963306A1 (en) * 1999-12-16 2001-08-09 Peter Neubacher Blood pump operating drive provided by loudspeaker drive with magnetic system and sliding piston cooperating with mechanical ratchet device
DE19963306C2 (en) * 1999-12-16 2003-02-27 Peter Neubacher Drive for blood pump
DE10020546A1 (en) * 2000-04-27 2001-11-08 Krankenhausbetr Sgesellschaft Drive device for artificial ventricle to support blood circulation, has hydraulic fluid in working chamber of cylinder and piston arrangement, where piston stroke can be adjusted between two extremes
DE10020546C2 (en) * 2000-04-27 2002-07-11 Krankenhausbetr Sgesellschaft Artificial ventricular drive device
CN103845766A (en) * 2014-03-07 2014-06-11 上海市杨浦区市东医院 Non-contact electromagnetic coupling cylindrical liquid pump system
CN103845766B (en) * 2014-03-07 2016-06-22 上海市杨浦区市东医院 Untouchable electromagnetic coupled cylinder type liquid pumping system
CN105709287A (en) * 2016-04-12 2016-06-29 上海理工大学 Electromagnetic coil driving type blood pump system

Also Published As

Publication number Publication date
DD295768A5 (en) 1991-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0381835B1 (en) Process and device for controlling a pressurised-air-actuated double diaphragm pump
EP2833936B1 (en) Suction pump unit
EP1657452B1 (en) Pneumatic oscillator
EP0266657B1 (en) Control device
DE4106988C2 (en)
DE19616191A1 (en) Control valve for a diaphragm pump
DE4018857A1 (en) Indirect drive for membrane blood pump - has computer-controlled EM linear drive with armature coated with non-magnetic material
DE1966459B2 (en) Pump with a cylindrical mass piston, which is mounted free-floating in a cylindrical chamber
US3548716A (en) Actuator valve system for two-stage fluid-operated unit
EP1072832B1 (en) Valve arrangement
DE3507011A1 (en) Liquid-conveying apparatus, preferably for colorants and chemicals
DE19844518A1 (en) Hydraulic flow amplifier for microsystems with drive diaphragm bending under energy supply
DE2413531C3 (en) Pneumatically driven double-acting piston engine
DE102016204956B4 (en) membrane valve
DE19742283A1 (en) Electromagnetically actuated pneumatic valve
DE1503464A1 (en) Electrically driven conveyor system
EP3861238A1 (en) Hydraulic microvalve
DE102004017898B4 (en) Suction device and handling device equipped therewith
DE19958013B4 (en) Pneumatic component for a switch bearing
DE1211452B (en) Control or multi-way spool driven by a piston
DE19948342A1 (en) Piston pump comprises linear drive having magnetic armature coupled with piston and working chambers each associated with valve carrier
WO1980000269A1 (en) Assembly of control valves for pneumatic control at low pressure and working pressure
DE1776139C3 (en) Hydraulic drive device
DE2237713A1 (en) CONTINUOUSLY OPERATING PRESSURE MEDIUM CONVERTER
AT399026B (en) DEVICE FOR CONTROLLING AND / OR MOVING FLUIDS

Legal Events

Date Code Title Description
8122 Nonbinding interest in granting licences declared
8139 Disposal/non-payment of the annual fee