專利名稱：一種微型軸流血泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種微型軸流血泵
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種微型軸流血泵。背景技術(shù)：
世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)顯示，心血管疾病一直是威脅人類健康的第一殺手，占全球總 死亡人數(shù)的30%左右，治療終末期心衰的有效途徑是心臟移植或采用植入式輔助人工心 臟。雖然心臟移植已經(jīng)獲得很大成功，但心臟供體問題難以解決，研制長(zhǎng)期可植入式微型血 泵極為重要和迫切?，F(xiàn)在臨床應(yīng)用的血泵主要以軸流泵為主，軸流泵的流量性能比離心泵 好，可以提供較大的血流量。血泵內(nèi)部的流場(chǎng)非常復(fù)雜，血泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)血液的流動(dòng)阻 力和血泵的效率有很大影響，血細(xì)胞在血泵內(nèi)相對(duì)較高剪應(yīng)力環(huán)境下還會(huì)發(fā)生破裂造成溶 血。另外在軸流血泵的流場(chǎng)中，空泡現(xiàn)象是很難避免的，這會(huì)對(duì)葉片表面造成巨大的破壞， 在人工血泵流場(chǎng)里，血液從前導(dǎo)葉部分流到轉(zhuǎn)子區(qū)域時(shí)，血液在前導(dǎo)葉部分只有軸向速度， 一旦流到轉(zhuǎn)子區(qū)域，其周向速度非常大，是其軸向速度的幾十倍；根據(jù)伯努利原理，在此處 壓強(qiáng)變得很低，低于血液的飽和蒸汽壓，將產(chǎn)生氣泡，當(dāng)氣泡向下游運(yùn)動(dòng)時(shí)，到達(dá)壓強(qiáng)較高 區(qū)域，氣泡會(huì)突然潰滅，這個(gè)過程會(huì)產(chǎn)生極大的壓強(qiáng)，從而造成血細(xì)胞的破壞，并造成血泵 葉片的破壞。因此，合理和優(yōu)化設(shè)計(jì)血泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)避免空泡和溶血現(xiàn)象非常重要。

實(shí)用新型內(nèi)容本發(fā)明的目的旨在提供一種微型軸流血泵，一方面可以使血液進(jìn)入轉(zhuǎn)子區(qū)域后， 使其周向速度逐漸提升，避免空泡現(xiàn)象發(fā)生，從而減小血細(xì)胞的破壞；一方面解決傳統(tǒng)軸流 血泵因永磁體和驅(qū)動(dòng)線圈的距離磁隙過大，而造成驅(qū)動(dòng)力不足的技術(shù)缺陷；另一方面通過 發(fā)明中空式血泵徹底避免了因傳統(tǒng)式血泵轉(zhuǎn)子葉片與套筒之間的微小縫隙而形成的高剪 應(yīng)力區(qū)域，從而減小血細(xì)胞的破壞。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種微型軸流血泵，其特征在于其包括套筒、設(shè)置在套筒內(nèi)的泵體以及設(shè)置在套 筒外的驅(qū)動(dòng)裝置；所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括電磁驅(qū)動(dòng)線圈和控制器；所述的泵體包括前導(dǎo)葉、 轉(zhuǎn)子以及后導(dǎo)葉。如上所述的一種微型軸流血泵，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子采用由轉(zhuǎn)子圓筒和轉(zhuǎn)子葉 片組成，轉(zhuǎn)子葉片生長(zhǎng)于轉(zhuǎn)子圓筒內(nèi)表面，轉(zhuǎn)子的中部設(shè)有中空血液流道，使轉(zhuǎn)子形成一體 化中空內(nèi)螺旋葉片式結(jié)構(gòu)。如上所述的一種微型軸流血泵，其特征在于在轉(zhuǎn)子圓筒的外表面嵌有永磁體，轉(zhuǎn) 子圓筒通過陶瓷軸承安裝在套筒上。如上所述的一種微型軸流血泵，其特征在于所述的前導(dǎo)葉和后導(dǎo)葉的輪轂均呈流 線形。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果①轉(zhuǎn)子葉片與轉(zhuǎn)子圓筒構(gòu) 成一體化轉(zhuǎn)子，由于轉(zhuǎn)子的葉片是與轉(zhuǎn)子圓筒內(nèi)表面相連接，故形成中空，避免了傳統(tǒng)血泵因葉片與套筒間的小縫隙而產(chǎn)生的高應(yīng)力區(qū)域，從而減小血細(xì)胞的破壞；②轉(zhuǎn)子的前半部 分葉片法向接近軸線方向，然后葉片法向逐漸轉(zhuǎn)向周向，這種設(shè)計(jì)可以使血液進(jìn)入轉(zhuǎn)子區(qū) 域后，使其周向速度逐漸提升，避免空泡現(xiàn)象發(fā)生。③傳統(tǒng)式軸流泵的永磁體在轉(zhuǎn)子中間， 造成永磁體和驅(qū)動(dòng)線圈的距離(磁隙)過大，從而驅(qū)動(dòng)力不足，而中空式血泵的永磁體嵌在 轉(zhuǎn)子部分的轉(zhuǎn)子圓筒外表面，這樣形成的磁隙小，驅(qū)動(dòng)力強(qiáng)，功耗大大降低，產(chǎn)熱也大大降 低。

圖1是本實(shí)用新型的剖視圖；圖2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式一種微型軸流血泵，其包括套筒1、設(shè)置在套筒1內(nèi)的泵體2以及設(shè)置在套筒1外 的驅(qū)動(dòng)裝置3 ；所述的驅(qū)動(dòng)裝置3包括電磁驅(qū)動(dòng)線圈31和控制器32 ；所述的泵體2包括前 導(dǎo)葉21、轉(zhuǎn)子22以及后導(dǎo)葉23。所述的轉(zhuǎn)子22采用由轉(zhuǎn)子圓筒221和轉(zhuǎn)子葉片222組成，轉(zhuǎn)子葉片222生長(zhǎng)于轉(zhuǎn) 子圓筒221內(nèi)表面，轉(zhuǎn)子22的中部設(shè)有中空血液流道M，使轉(zhuǎn)子22形成一體化中空內(nèi)螺旋 葉片式結(jié)構(gòu)。這樣就避免了傳統(tǒng)血泵因葉片轉(zhuǎn)子與外殼間的小縫隙而產(chǎn)生的高應(yīng)力區(qū)域， 從而減小血細(xì)胞的破壞。傳統(tǒng)式軸流泵的永磁體在轉(zhuǎn)子中部，造成永磁體和驅(qū)動(dòng)線圈的距 離(磁隙)過大，從而驅(qū)動(dòng)力不足，而中空式血泵的永磁體嵌在轉(zhuǎn)子部分的轉(zhuǎn)子圓筒外表 面，這樣形成的磁隙小，驅(qū)動(dòng)力強(qiáng)，功耗大大降低。在轉(zhuǎn)子圓筒221的外表面嵌有永磁體4，轉(zhuǎn)子圓筒221通過陶瓷軸承5安裝在套筒 1上。所述的前導(dǎo)葉21和后導(dǎo)葉22的輪轂均呈流線形。由于前導(dǎo)葉后導(dǎo)葉的輪轂分別 采用流線形設(shè)計(jì)和加工，減少血液在泵體內(nèi)的流動(dòng)分離，從而降低血液在血泵流道內(nèi)的沿 程壓力損失，提高效率血泵的工作效率，還可以減小對(duì)血細(xì)胞的破壞。所述的轉(zhuǎn)子圓筒外表面嵌有永磁體，泵體內(nèi)其余部件均為不導(dǎo)磁材料，如鈦合金， 因?yàn)殁伜辖鸩粚?dǎo)磁，因此可以獲得較大的傳輸扭矩，而且鈦合金質(zhì)量輕并具有很好的生物 相容性。套筒1可采用圓柱形，并利用端蓋進(jìn)行密封；泵體內(nèi)部的前端為起導(dǎo)流作用的前導(dǎo) 葉21，轉(zhuǎn)子22，尾部是后導(dǎo)葉23，通過套筒1將三者連接在一起。前導(dǎo)葉21的葉片法向非常接近軸線方向，然后葉片法向逐漸轉(zhuǎn)向周向，這種設(shè)計(jì) 可以使血液進(jìn)入轉(zhuǎn)子區(qū)域后，使其周向速度逐漸提升，壓力緩慢下降，避免壓力突然降低引 起的空泡現(xiàn)象，從而使葉片具有更長(zhǎng)的使用壽命，并減小對(duì)血細(xì)胞的破壞。電磁驅(qū)動(dòng)線圈31采用硅鋼片電磁線圈，設(shè)置在套筒外，通過控制器32控制電磁 驅(qū)動(dòng)線圈內(nèi)的電流大小和方向產(chǎn)生交變磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)葉片套體旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可以達(dá)到8000-11000 轉(zhuǎn)/分，從而可以產(chǎn)生100-120mmHg的壓差，驅(qū)動(dòng)血液進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種微型軸流血泵，其特征在于其包括套筒(1)、設(shè)置在套筒(1)內(nèi)的泵體O)以及 設(shè)置在套筒(1)外的驅(qū)動(dòng)裝置(3)；所述的驅(qū)動(dòng)裝置( 包括電磁驅(qū)動(dòng)線圈(31)和控制器 (32)；所述的泵體(2)包括前導(dǎo)葉(21)、轉(zhuǎn)子(22)以及后導(dǎo)葉(23) 0
2.按照權(quán)利要求1所述的一種微型軸流血泵，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子02)采用由轉(zhuǎn) 子圓筒(221)和轉(zhuǎn)子葉片(222)組成，轉(zhuǎn)子葉片(222)生長(zhǎng)于轉(zhuǎn)子圓筒021)內(nèi)表面，轉(zhuǎn)子 (22)的中部設(shè)有中空血液流道(M)，使轉(zhuǎn)子02)形成一體化中空內(nèi)螺旋葉片式結(jié)構(gòu)。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種微型軸流血泵，其特征在于在轉(zhuǎn)子圓筒021)的外表面 嵌有永磁體G)，轉(zhuǎn)子圓筒021)通過陶瓷軸承( 安裝在套筒(1)上。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種微型軸流血泵，其特征在于所述的前導(dǎo)葉和后導(dǎo)葉 (22)的輪轂均呈流線形。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種微型軸流血泵，其包括套筒、設(shè)置在套筒內(nèi)的泵體以及設(shè)置在套筒外的驅(qū)動(dòng)裝置；驅(qū)動(dòng)裝置包括電磁驅(qū)動(dòng)線圈和控制器；泵體包括前導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)子以及后導(dǎo)葉，轉(zhuǎn)子采用由轉(zhuǎn)子圓筒和轉(zhuǎn)子葉片組成，轉(zhuǎn)子葉片生長(zhǎng)于轉(zhuǎn)子圓筒內(nèi)表面，轉(zhuǎn)子的中部設(shè)有中空血液流道，使轉(zhuǎn)子形成一體化中空內(nèi)螺旋葉片式結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)①轉(zhuǎn)子的前半部分葉片法向接近軸線方向，然后葉片法向逐漸轉(zhuǎn)向周向，這種設(shè)計(jì)可以使血液進(jìn)入轉(zhuǎn)子區(qū)域后，使其周向速度逐漸提升，避免空泡現(xiàn)象發(fā)生。②本實(shí)用新型中空式血泵的永磁體嵌在轉(zhuǎn)子部分的轉(zhuǎn)子圓筒外表面，這樣形成的磁隙小，驅(qū)動(dòng)力強(qiáng)，功耗大大降低，產(chǎn)熱也大大降低。
文檔編號(hào)A61M1/12GK201894758SQ20102065167
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者張錫文, 祝雪嬌, 簡(jiǎn)子慶, 象天工 申請(qǐng)人:中山哈特人工心臟實(shí)驗(yàn)室有限公司