專利名稱：磁控?zé)o閥搏動(dòng)式血泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于血液泵技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種磁控?zé)o閥搏動(dòng)式血泵。
背景技術(shù)：
心臟病是中老年人的多見病，而心肌衰竭是導(dǎo)致死亡的重要原因，目前治療晚期心肌衰竭的唯一有效方法是心臟移植。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前能夠進(jìn)行心臟移植的，只占等待心臟移植人數(shù)的5％，在等待心臟移植的過程中，約20％的病人死亡。由于供體心臟的奇缺，故人們對(duì)人工心臟寄予厚望。人工心臟的主要部件是維持心臟供血功能的電動(dòng)血泵，人工心臟血泵按其產(chǎn)生血流的性質(zhì)分為搏動(dòng)泵和非搏動(dòng)泵兩類。非搏動(dòng)血泵主要有轉(zhuǎn)子泵、離心泵和軸流泵。離心泵是目前臨床上應(yīng)用最廣的一種，由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力推動(dòng)血液流動(dòng)。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，可能產(chǎn)生血栓、血液成分破壞、氣栓和感染等問題。采用磁懸浮無軸承電機(jī)的離心血泵，可在一定程度上解決泵對(duì)紅細(xì)胞的破壞和長(zhǎng)期運(yùn)行問題，但磁懸浮血泵需要多個(gè)自由度的實(shí)時(shí)控制，技術(shù)十分復(fù)雜。搏動(dòng)泵產(chǎn)生搏動(dòng)血流，更加符合生理要求，由于其血液接觸面的組織相容性好，對(duì)血液成份破壞小。按驅(qū)動(dòng)器的類型搏動(dòng)泵分為氣動(dòng)泵和電動(dòng)泵兩種類型，氣動(dòng)泵是以氣體為推動(dòng)力使囊性的人工心室收縮和舒張而推動(dòng)血液運(yùn)動(dòng)；電動(dòng)推板型泵是以電力推動(dòng)一擋板來回運(yùn)動(dòng)，使人工心室收縮和舒張使血液經(jīng)人工心室的進(jìn)、出口瓣膜而成單方向搏動(dòng)性血流?，F(xiàn)有的搏動(dòng)泵的缺點(diǎn)是體積較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜和價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種磁控?zé)o閥搏動(dòng)式血泵。它保留了搏動(dòng)式血泵符合人體生理特性和對(duì)血液成分破壞小的優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)血泵的缺點(diǎn)，采用磁控驅(qū)動(dòng)器，以解決傳統(tǒng)氣動(dòng)和電動(dòng)機(jī)構(gòu)力能密度小、血泵體積較大的弊端，泵體采用無閥門結(jié)構(gòu)以簡(jiǎn)化血泵控制、增加可靠性和運(yùn)行壽命。
本發(fā)明磁控?zé)o閥搏動(dòng)式血泵，包括控制器、無閥泵和驅(qū)動(dòng)器，無閥泵與驅(qū)動(dòng)器通過無閥泵上的連桿相連，驅(qū)動(dòng)器通過其上的控制繞組與控制器相連，通過控制器控制該血泵的整個(gè)工作過程。無閥泵包括泵體、彈性板、入口導(dǎo)管和出口導(dǎo)管、傳遞驅(qū)動(dòng)力的連桿，泵體為上端開口的長(zhǎng)方體，彈性板的四周固定在泵體上端，與連桿固定連接，在泵體的側(cè)壁上開有帶有錐度的入口和出口，所設(shè)入口和出口的數(shù)量、錐度大小及錐形方向相同，入口導(dǎo)管和出口導(dǎo)管分別與入口和出口相連接。入口和出口設(shè)在泵體的同一壁面或不同壁面，錐度的大小根據(jù)泵體容積大小和流量而定，其范圍為5°～7°，入口和出口的數(shù)量至少為一對(duì)，為了增加泵的流量，入口和出口的數(shù)量可以為多對(duì)，連桿用非導(dǎo)磁材料制成。
根據(jù)磁控驅(qū)動(dòng)器的工作原理的不同，驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)有三種電磁式驅(qū)動(dòng)器、磁控形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器和永磁偏置差動(dòng)控制磁控驅(qū)動(dòng)器。
電磁式驅(qū)動(dòng)器包括導(dǎo)磁鐵心、導(dǎo)磁動(dòng)鐵、動(dòng)鐵復(fù)位彈簧和控制繞組，其連接關(guān)系為導(dǎo)磁鐵心截面為帶有開口的矩形框，導(dǎo)磁動(dòng)鐵置于導(dǎo)磁鐵心的開口中，導(dǎo)磁動(dòng)鐵的下端與無閥泵的連桿相連接，導(dǎo)磁動(dòng)鐵上端與導(dǎo)磁鐵心的內(nèi)壁之間安裝有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧具有上下限位的頂蓋和底蓋，頂蓋固定在導(dǎo)磁鐵心的內(nèi)壁上，底蓋固定在導(dǎo)磁動(dòng)鐵的上表面，導(dǎo)磁動(dòng)鐵與導(dǎo)磁鐵心之間留有間隙，保證導(dǎo)磁動(dòng)鐵沿導(dǎo)磁鐵心自由上下移動(dòng)，控制繞組纏繞在導(dǎo)磁鐵心上靠近控制器的一側(cè)。
磁控形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器是用鎳-錳-鎵合金磁控元件代替電磁式驅(qū)動(dòng)器中的導(dǎo)磁動(dòng)鐵，將復(fù)位彈簧置于無閥泵的泵體中，具體結(jié)構(gòu)為復(fù)位彈簧的頂蓋固定在無閥泵上的彈性板上，底蓋固定在無閥泵泵體下壁的內(nèi)表面上，擋板固定在導(dǎo)磁鐵心內(nèi)部的開口上方，擋板與無閥泵的連桿之間為磁控元件，磁控元件與連桿、擋板之間均為面接觸，磁控元件、連桿與導(dǎo)磁鐵心之間均留有間隙，保證磁控元件和連桿沿導(dǎo)磁鐵心自由上下移動(dòng)。
永磁偏置差動(dòng)控制磁控驅(qū)動(dòng)器包括非導(dǎo)磁的聯(lián)接器和控制繞組、聯(lián)接件、聯(lián)接板、兩個(gè)相同的導(dǎo)磁鐵心、兩個(gè)具有相同尺寸、性能和磁化方向的永磁體、兩個(gè)非導(dǎo)磁隔磁板、兩個(gè)尺寸、性能相同的鎳-錳-鎵合金磁控元件，其連接關(guān)系為聯(lián)接器的兩側(cè)分別為磁控元件、隔磁板、永磁體，導(dǎo)磁鐵心的中間帶有凹槽，兩端的形狀結(jié)構(gòu)分別與磁控元件、隔磁板、永磁體的安裝結(jié)構(gòu)配合，聯(lián)接器置于兩導(dǎo)磁鐵心的凹槽中部，兩磁控元件分別置于鐵心上部和下部的空隙中，兩隔磁板分別固定在導(dǎo)磁鐵心的端部凹槽中，兩永磁體分別置于兩導(dǎo)磁鐵心形成的上下凹槽中，磁控元件與導(dǎo)磁鐵心間留有間隙，保證磁控元件自由上下移動(dòng)，兩磁控元件與聯(lián)接器、隔磁板之間為面接觸，接觸面之間無自由間隙，配合嚴(yán)密，聯(lián)接器與傳遞驅(qū)動(dòng)力的連桿通過聯(lián)接件連接，以使其將驅(qū)動(dòng)器的輸出位移全部傳送給無閥泵的彈性板，兩導(dǎo)磁鐵心通過四塊非導(dǎo)磁的聯(lián)接板用螺栓連接在一起，控制繞組纏繞在導(dǎo)磁鐵心上靠近控制器的一側(cè)。
本發(fā)明的工作過程當(dāng)控制器給控制繞組通電和斷電循環(huán)工作時(shí)，將產(chǎn)生使無閥泵連續(xù)工作的驅(qū)動(dòng)力，彈性板在驅(qū)動(dòng)器的壓力或拉力作用下允許有足夠大的彈性變形，圖中虛線表示彈性板的最大變形位置；連桿將驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)力傳給無閥泵的彈性板，驅(qū)動(dòng)器通過連桿帶動(dòng)無閥泵的彈性板上下變形使無閥泵的容積增大或減小，使無閥泵內(nèi)的液體產(chǎn)生負(fù)壓或正壓，從而使液體試圖由入口和出口進(jìn)入無閥泵內(nèi)或流出泵體，由于無閥泵入口和出口具有的錐形結(jié)構(gòu)，使由入口流入無閥泵內(nèi)的總是比流出的多，而與之相反，由出口流入無閥泵內(nèi)的總是比流出的少，因此，當(dāng)彈性板在驅(qū)動(dòng)器的帶動(dòng)下連續(xù)做上下變形時(shí)，無閥泵將產(chǎn)生單向流動(dòng)的搏動(dòng)血流。通過調(diào)節(jié)通入控制繞組電流的大小，可改變彈性板的變形量，從而調(diào)節(jié)無閥泵每個(gè)工作周期的流量。通過控制器改變控制繞組的通電和斷電時(shí)間周期，可控制無閥泵的搏動(dòng)頻率和單位時(shí)間內(nèi)的流量。
本發(fā)明的有益效果是無閥泵只有帶錐度的液體入口和出口，沒有安裝限制液體流向的控制閥門，因而整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠和使用壽命長(zhǎng)。電磁式驅(qū)動(dòng)器的導(dǎo)磁動(dòng)鐵與導(dǎo)磁鐵心不直接接觸，而且導(dǎo)磁動(dòng)鐵承受的電磁力是隨著導(dǎo)磁動(dòng)鐵位置上移而逐漸減小，不會(huì)產(chǎn)生任何撞擊和噪聲。磁控形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器采用了磁控形狀記憶合金元件控制無閥泵彈性板變形，使本發(fā)明具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。永磁偏置差動(dòng)控制磁控驅(qū)動(dòng)器，由于永磁體提供了偏置磁場(chǎng)，而控制繞組僅需提供產(chǎn)生差動(dòng)磁場(chǎng)的勵(lì)磁電流，故需要的勵(lì)磁功率可大大降低。同時(shí)由于取消了復(fù)位彈簧，從而提高了驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載能力和無閥泵的控制性能，提高了整體機(jī)械性能。


圖1為本發(fā)明采用電磁式驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)原理示意圖，圖2為本發(fā)明采用磁控形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)原理示意圖，圖3為本發(fā)明采用永磁偏置差動(dòng)控制磁控驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)原理示意圖，圖4為圖3中驅(qū)動(dòng)器的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為圖3的局部側(cè)視剖視圖，為驅(qū)動(dòng)器的聯(lián)接器與無閥泵的連桿連接示意圖，圖6為鎳-錳-鎵合金元件在施加控制磁場(chǎng)前后的形狀變化對(duì)比；圖中1泵體，2彈性板，3入口，4出口，5入口導(dǎo)管，6出口導(dǎo)管，7連桿，8導(dǎo)磁鐵心，9復(fù)位彈簧，10導(dǎo)磁動(dòng)鐵，11控制繞組，12控制器，13磁控元件，14擋板，15永磁體，16、隔磁板，17聯(lián)接器，18聯(lián)接板，19聯(lián)接件，I為加磁場(chǎng)前的磁控元件，II為加磁場(chǎng)后的磁控元件，δ為磁控元件的變形率。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述本發(fā)明包括無閥泵、驅(qū)動(dòng)器和控制器12，無閥泵與驅(qū)動(dòng)器通過無閥泵上的連桿7相連，驅(qū)動(dòng)器通過其上的控制繞組11與控制器12相連，通過控制器12控制該血泵的工作。無閥泵包括泵體1、高強(qiáng)度彈性板2、入口導(dǎo)管5、出口導(dǎo)管6和傳遞驅(qū)動(dòng)力的非導(dǎo)磁連桿7，其連接關(guān)系為泵體1為上端開口的長(zhǎng)方體，彈性板2的四周固定在泵體1上端，與連桿固定連接，在泵體1的側(cè)壁上開有帶有錐度的入口3和出口4，所開的入口3和出口4的數(shù)量、錐度大小及錐形方向相同，入口導(dǎo)管5和出口導(dǎo)管6分別與入口3和出口4相連接。
實(shí)施例1如圖1所示，采用電磁式驅(qū)動(dòng)器的無閥血泵。電磁式驅(qū)動(dòng)器包括導(dǎo)磁鐵心8、導(dǎo)磁動(dòng)鐵10、復(fù)位彈簧9和控制繞組11，其連接關(guān)系為導(dǎo)磁鐵心8截面為帶有開口的矩形框，導(dǎo)磁動(dòng)鐵10置于導(dǎo)磁鐵心8的開口中，導(dǎo)磁動(dòng)鐵10的下端與無閥泵的連桿7相連接，導(dǎo)磁動(dòng)鐵10上端與導(dǎo)磁鐵心8的內(nèi)壁之間安裝有復(fù)位彈簧9，復(fù)位彈簧9具有上下限位的頂蓋和底蓋，頂蓋固定在導(dǎo)磁鐵心8的內(nèi)壁上，底蓋固定在導(dǎo)磁動(dòng)鐵10的上表面，導(dǎo)磁動(dòng)鐵10與導(dǎo)磁鐵心8之間留有間隙，保證導(dǎo)磁動(dòng)鐵10沿導(dǎo)磁鐵心8自由上下移動(dòng)，控制繞組11纏繞在導(dǎo)磁鐵心8上靠近控制器12的一側(cè)。此實(shí)施例中的無閥泵是在泵體1相對(duì)側(cè)壁上分別開有一個(gè)入口3和一個(gè)出口4，入口3和出口4的錐度為5°，錐形方向?yàn)榕c入口導(dǎo)管5連接的錐口大，與出口導(dǎo)管6連接的錐口小?？刂破鞑捎脭?shù)字電路構(gòu)成的方波脈沖發(fā)生器，輸出脈沖的寬度和頻率可調(diào)，用其控制為無閥血泵驅(qū)動(dòng)器控制繞組11供電的直流電路的中的電力電子開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷，電力電子開關(guān)器件為功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管或絕緣柵雙極晶體管；控制繞組11的電流大小則可通過采用斬波器調(diào)節(jié)直流供電電壓進(jìn)行控制。
其工作原理當(dāng)控制繞組11無電流時(shí)，導(dǎo)磁鐵心8中無磁場(chǎng)產(chǎn)生，導(dǎo)磁動(dòng)鐵10不承受電磁力，在復(fù)位彈簧9的作用下向下移動(dòng)，通過連桿7使無閥泵彈性板2承受壓力而向下彎曲變形，因泵體1容積變小，無閥泵內(nèi)液體受壓而對(duì)泵體1的內(nèi)壁產(chǎn)生壓力，由于入口3和出口4具有左大右小的相同錐度，顯然出口4處的液體壓力要比入口3處的壓力大，因而從出口4處排出的液體要比從入口3處排出量大。當(dāng)控制繞組11通入電流后，導(dǎo)磁鐵心8內(nèi)產(chǎn)生磁通，磁通的特性是希望以路徑最短和磁阻最小的路徑閉合，從而對(duì)導(dǎo)磁動(dòng)鐵10產(chǎn)生電磁吸力而使其向上移動(dòng)，通過連桿7帶動(dòng)無閥泵的彈性板2向上變形，隨著無閥泵體容積的逐漸增大，泵體1內(nèi)外的壓力差由正壓變?yōu)樨?fù)壓，入口導(dǎo)管5和出口導(dǎo)管6處的液體在負(fù)壓作用下將進(jìn)入泵體1，同樣由于入口3和出口4具有左大右小的相同錐度，顯然出口4處的液體壓力要比入口處的壓力小，因而從出口4進(jìn)入泵的液體要比從入口3處進(jìn)入量小。從控制繞組11斷電到通電，為本發(fā)明的一個(gè)工作周期。從上述分析可知，在一個(gè)工作周期內(nèi)，通過入口3進(jìn)入無閥泵的液體要比排出無閥泵的液體要多，與此相反通過出口4排出無閥泵的液體要比進(jìn)入無閥泵的液體要多，而通過入口3和出口4進(jìn)入無閥泵的液體總流量等于排出無閥泵的液體總流量。從總體看液體是從入口3流入無閥泵泵體1而從出口4流出泵體，當(dāng)控制繞組11通電和斷電循環(huán)工作時(shí)，將產(chǎn)生使無閥泵連續(xù)工作的驅(qū)動(dòng)力，使無閥泵產(chǎn)生單向流動(dòng)的搏動(dòng)液流。通過控制器12調(diào)節(jié)通入控制繞組11電流的大小，可改變電磁驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)磁動(dòng)鐵10的位移和彈性板2的變形量，從而調(diào)節(jié)無閥泵每個(gè)工作周期的流量。通過控制器12改變控制繞組11的通電和斷電時(shí)間周期，可控制無閥泵的搏動(dòng)頻率和單位時(shí)間內(nèi)的流量。
實(shí)施例2如圖2所示，采用磁控形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器的無閥血泵。該磁控形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器是用鎳-錳-鎵合金磁控元件13代替實(shí)施例1中的導(dǎo)磁動(dòng)鐵10，將復(fù)位彈簧9置于無閥泵的泵體1中，具體結(jié)構(gòu)為復(fù)位彈簧9的頂蓋固定在無閥泵上的彈性板2上，底蓋固定在無閥泵泵體1下壁的內(nèi)表面上，擋板14固定在導(dǎo)磁鐵心8內(nèi)部的開口上方，擋板14與無閥泵的連桿7之間為磁控元件13，磁控元件13與連桿7、擋板14之間均為面接觸，磁控元件13、連桿7與導(dǎo)磁鐵心8之間均留有間隙，保證磁控元件13和連桿7沿導(dǎo)磁鐵心8上下移動(dòng)。此實(shí)施例中的無閥泵是在泵體相同側(cè)壁上開有1對(duì)入口和出口，入口和出口的錐度為6°，錐形方向?yàn)榕c入口導(dǎo)管5連接的錐口大，與出口導(dǎo)管6連接的錐口小?？刂破鞑捎脭?shù)字電路構(gòu)成的方波脈沖發(fā)生器，輸出脈沖的寬度和頻率可調(diào)，用其控制為無閥血泵驅(qū)動(dòng)器控制繞組11供電的直流電路的中的電力電子開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷，電力電子開關(guān)器件為功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管或絕緣柵雙極晶體管；控制繞組11的電流大小則可通過采用斬波器調(diào)節(jié)直流供電電壓進(jìn)行控制。
其工作原理磁控形狀記憶合金是一種在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生變形并具有形狀記憶功能的鎳-錳-鎵合金。如圖6所示，當(dāng)對(duì)于具有特定晶格取向的鎳-錳-鎵合金元件施加磁場(chǎng)時(shí)，合金元件在垂直于磁場(chǎng)方向上產(chǎn)生與磁場(chǎng)大小近似成正比的伸長(zhǎng)變形，其變形率δ為4％，最大變形率可達(dá)10％以上，而且具有很大的力能密度。當(dāng)磁場(chǎng)撤銷后鎳-錳-鎵合金元件具有形狀記憶功能，通過施加外壓力可使其恢復(fù)原形。本發(fā)明利用鎳-錳-鎵合金的這種特有的性能，構(gòu)成了高力能密度的搏動(dòng)式無閥血泵的磁控形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器?？刂评@組11通電后產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直穿過鎳-錳-鎵合金磁控元件13，該磁控元件13伸長(zhǎng)變形使連桿7下移使無閥泵的彈性板2向下彎曲變形，無閥泵體1容積減小而產(chǎn)生正壓，無閥泵泵體1內(nèi)的液體通過錐形入口和出口向外排放，如上所述，由于錐形口的作用，導(dǎo)致通過出口排出的流量比通過入口排出的流量多；當(dāng)控制繞組11斷電后施加在磁控元件13上的磁場(chǎng)消失，該磁控元件13在彈簧壓力作用下恢復(fù)原形，同時(shí)由于彈性板2在連桿7的拉力下向上彎曲變形，無閥泵泵體1容積增大產(chǎn)生負(fù)壓使無閥泵外的液體試圖通過錐形入口和出口進(jìn)入泵體1，同樣由于錐形口的作用致使通過入口比通過出口進(jìn)入無閥泵的液體多。通過對(duì)控制繞組11的周期性的通電和斷電，便可獲得單方向的搏動(dòng)液流。
實(shí)施例3如圖3、圖4、圖5所示，采用永磁偏置差動(dòng)控制磁控驅(qū)動(dòng)器的無閥血泵。是例1和例2的一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)，取消了復(fù)位彈簧，采用了永磁偏置磁路和差動(dòng)控制方式。其結(jié)構(gòu)包括非導(dǎo)磁的聯(lián)接器17、控制繞組11、聯(lián)接件19、聯(lián)接板18、兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的導(dǎo)磁鐵心8、具有相同尺寸、性能和水平磁化方向的永磁體15、非導(dǎo)磁隔磁板16；尺寸和性能相同的鎳-錳-鎵合金磁控元件13，其連接關(guān)系為聯(lián)接器17的兩端分別為磁控元件13、隔磁板16、永磁體15，其兩側(cè)為導(dǎo)磁鐵心8，導(dǎo)磁鐵心8的中間帶有凹槽，兩端的形狀結(jié)構(gòu)分別與磁控元件13、隔磁板16、永磁體15的安裝結(jié)構(gòu)配合，聯(lián)接器17置于兩導(dǎo)磁鐵心8的凹槽中部，兩磁控元件13分別置于導(dǎo)磁鐵心8上部和下部的空隙中，兩隔磁板16分別固定在導(dǎo)磁鐵心8的端部凹槽中，兩永磁體15分別置于兩導(dǎo)磁鐵心8形成的上下凹槽中，磁控元件13與導(dǎo)磁鐵心8間留有間隙，保證磁控元件13上下移動(dòng)，兩磁控元件13與聯(lián)接器17、隔磁板16之間為面接觸，接觸面之間無自由間隙，聯(lián)接器17與傳遞驅(qū)動(dòng)力的連桿7通過聯(lián)接件19連接，如圖4所示；兩導(dǎo)磁鐵心8由四塊非導(dǎo)磁的聯(lián)接板18用螺栓連接在一起，如圖5所示；控制繞組11纏繞在導(dǎo)磁鐵心8上靠近控制器12的一側(cè)；無閥泵的連桿7位于兩導(dǎo)磁鐵心8下方凹槽中永磁體15的下方。此實(shí)施例中的無閥泵是在相對(duì)側(cè)壁上開有2對(duì)入口和出口，入口和出口的錐度為7°，錐形方向?yàn)榕c入口導(dǎo)管5連接的錐口大，與出口導(dǎo)管6連接的錐口小?？刂破鞑捎脭?shù)字電路構(gòu)成的方波脈沖發(fā)生器，輸出的脈沖寬度和頻率可調(diào)，通過邏輯電路變?yōu)橄辔幌嗖?80°的兩組脈沖信號(hào)，用其控制為無閥血泵驅(qū)動(dòng)器控制繞組11供電逆變器的電力電子開關(guān)器件(功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管或絕緣柵雙極晶體管)的導(dǎo)通和關(guān)斷，供給驅(qū)動(dòng)器控制繞組11正負(fù)半波對(duì)稱的交流方波電流，電流大小則可采用斬波器通過調(diào)節(jié)逆變器直流供電電壓進(jìn)行控制。
其工作原理如下當(dāng)控制繞組11無電流時(shí)，僅有兩個(gè)永磁體15產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過鎳-錳-鎵合金磁控元件13，由于磁路結(jié)構(gòu)對(duì)稱，磁控元件13中的磁場(chǎng)方向相同大小相等，因而兩磁控元件13的變形相同，故聯(lián)接器17處于中間位置不輸出位移，相應(yīng)的無閥泵彈性板2處于正常位置。當(dāng)控制繞組11通入電流后，將產(chǎn)生一個(gè)通過兩磁控元件13閉合的磁通，在兩個(gè)磁控元件13中的大小相等但方向相反，該磁通與兩個(gè)永磁體15產(chǎn)生的磁通在兩元件中一個(gè)相加而另一個(gè)相減，由于上下兩磁控元件13承受的磁場(chǎng)不同而產(chǎn)生的變性量不同，磁場(chǎng)強(qiáng)的伸長(zhǎng)而磁場(chǎng)弱的縮短，其結(jié)果將使聯(lián)接器17產(chǎn)生向下或向上的位移，通過連桿7帶動(dòng)無閥泵彈性板2作相應(yīng)變形。驅(qū)動(dòng)器輸出位移的大小、方向和頻率，可通過控制器12改變控制繞組11電流的大小、方向和供電頻率進(jìn)行控制。
權(quán)利要求
1.一種磁控?zé)o閥搏動(dòng)式血泵，包括有控制器，其特征在于它還包括有無閥泵、驅(qū)動(dòng)器，無閥泵與驅(qū)動(dòng)器通過無閥泵上的連桿相連，驅(qū)動(dòng)器通過其上的控制繞組與控制器相連，通過控制器控制該血泵的整個(gè)工作過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控?zé)o閥搏動(dòng)式血泵，其特征在于所述的無閥泵包括泵體、彈性板、入口導(dǎo)管和出口導(dǎo)管、傳遞驅(qū)動(dòng)力的連桿，其連接關(guān)系為泵體為上端開口的長(zhǎng)方體，彈性板的四周固定在泵體上端，與連桿固定連接，在泵體的側(cè)壁上開有帶有錐度的入口和出口，所設(shè)入口和出口的數(shù)量、錐度大小及錐形方向相同，入口導(dǎo)管和出口導(dǎo)管分別與入口和出口相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控?zé)o閥搏動(dòng)式血泵，其特征在于在泵體上所設(shè)的帶有錐度的入口和出口在同一壁面或不同壁面，錐度范圍為5°～7°，入口和出口的數(shù)量至少為一對(duì)，連桿用非導(dǎo)磁材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控?zé)o閥搏動(dòng)式血泵，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式有三種電磁式驅(qū)動(dòng)器、磁控形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器和永磁偏置差動(dòng)控制磁控驅(qū)動(dòng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁控?zé)o閥搏動(dòng)式血泵，其特征在于所述的電磁式驅(qū)動(dòng)器包括導(dǎo)磁鐵心、導(dǎo)磁動(dòng)鐵、復(fù)位彈簧和控制繞組，其連接關(guān)系為導(dǎo)磁鐵心截面為帶有開口的矩形框，導(dǎo)磁動(dòng)鐵置于導(dǎo)磁鐵心的開口中，導(dǎo)磁動(dòng)鐵的下端與無閥泵的連桿相連接，導(dǎo)磁動(dòng)鐵上端與導(dǎo)磁鐵心的內(nèi)壁之間安裝有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧具有上下限位的頂蓋和底蓋，頂蓋固定在導(dǎo)磁鐵心的內(nèi)壁上，底蓋固定在導(dǎo)磁動(dòng)鐵的上表面，導(dǎo)磁動(dòng)鐵與導(dǎo)磁鐵心之間留有間隙，保證導(dǎo)磁動(dòng)鐵沿導(dǎo)磁鐵心自由上下移動(dòng)，控制繞組纏繞在導(dǎo)磁鐵心上靠近控制器的一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁控?zé)o閥搏動(dòng)式血泵，其特征在于所述的磁控形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器是用鎳-錳-鎵合金磁控元件代替電磁式驅(qū)動(dòng)器中的導(dǎo)磁動(dòng)鐵，將復(fù)位彈簧置于無閥泵的泵體中，具體結(jié)構(gòu)為復(fù)位彈簧的頂蓋固定在無閥泵上的彈性板上，底蓋固定在無閥泵泵體下壁的內(nèi)表面上，擋板固定在導(dǎo)磁鐵心內(nèi)部的開口上方，擋板與無閥泵的連桿之間為磁控元件，磁控元件與連桿、擋板之間均為面接觸，磁控元件、連桿與導(dǎo)磁鐵心之間均留有間隙，保證磁控元件和連桿沿導(dǎo)磁鐵心自由上下移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁控?zé)o閥搏動(dòng)式血泵，其特征在于所述的永磁偏置差動(dòng)控制磁控驅(qū)動(dòng)器包括非導(dǎo)磁的聯(lián)接器、控制繞組、聯(lián)接件、聯(lián)接板、兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的導(dǎo)磁鐵心、兩個(gè)具有相同尺寸、性能和磁化方向的永磁體、兩個(gè)非導(dǎo)磁隔磁板、兩個(gè)尺寸和性能相同的鎳-錳-鎵合金磁控元件，其連接關(guān)系為聯(lián)接器的兩端分別為磁控元件、隔磁板、永磁體，其兩側(cè)為導(dǎo)磁鐵心，導(dǎo)磁鐵心的中間帶有凹槽，兩端的形狀結(jié)構(gòu)分別與磁控元件、隔磁板、永磁體的安裝結(jié)構(gòu)配合，聯(lián)接器置于兩導(dǎo)磁鐵心的凹槽中部，兩磁控元件分別置于導(dǎo)磁鐵心上部和下部的空隙中，兩隔磁板分別固定在兩導(dǎo)磁鐵心的端部凹槽中，兩永磁體分別置于兩導(dǎo)磁鐵心形成的上下凹槽中，磁控元件與導(dǎo)磁鐵心間留有間隙，保證磁控元件自由上下移動(dòng)，兩磁控元件與聯(lián)接器、隔磁板之間為面接觸，接觸面之間無自由間隙，聯(lián)接器與傳遞驅(qū)動(dòng)力的連桿通過聯(lián)接件連接，兩導(dǎo)磁鐵心通過四塊非導(dǎo)磁的聯(lián)接板用螺栓連接在一起，控制繞組纏繞在導(dǎo)磁鐵心上靠近控制器的一側(cè)。
全文摘要
一種磁控?zé)o閥搏動(dòng)式血泵，屬于血液泵技術(shù)領(lǐng)域。它包括控制器、無閥泵和驅(qū)動(dòng)器，無閥泵與驅(qū)動(dòng)器通過無閥泵上的連桿相連，驅(qū)動(dòng)器通過其上的控制繞組與控制器相連，通過控制器控制該血泵的整個(gè)工作過程。本發(fā)明的有益效果是無閥泵只有帶錐度的液體入口和出口，沒有安裝限制液體流向的控制閥門，因而整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠和使用壽命長(zhǎng)。電磁式驅(qū)動(dòng)器的導(dǎo)磁動(dòng)鐵與導(dǎo)磁鐵心不直接接觸，不會(huì)產(chǎn)生任何撞擊和噪聲。磁控形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器采用了磁控形狀記憶合金元件控制無閥泵彈性板變形，使本發(fā)明具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。永磁偏置差動(dòng)控制磁控驅(qū)動(dòng)器，由于永磁體提供了偏置磁場(chǎng)，故需要的勵(lì)磁功率大大降低，提高了整體機(jī)械性能。
文檔編號(hào)A61M1/10GK1775314SQ200510047820
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者王鳳翔, 葛超, 邢軍強(qiáng), 魯軍, 張鳳閣 申請(qǐng)人:沈陽工業(yè)大學(xué)