本發(fā)明屬于電磁領域，具體涉及一種磁力驅動結構。

背景技術：

目前在國內(nèi)心臟手術中最常使用的是滾柱泵和離心泵。滾柱泵是通過泵柱對泵管的擠壓來驅動液體流動，而離心泵通過泵葉高速旋轉，增大液體的離心力，借此使得液體流動。類似離心泵的另一種軸流式泵體通過高速旋轉的葉輪直接推動液體流動。滾柱泵對液體的剛性擠壓使得血細胞受到嚴重的破壞，離心泵和軸流式泵體的高速旋轉的葉輪與液體的直接接觸對血細胞都有一定程度的破壞，且破壞的程度與泵的轉速成正比。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種搏動型的電磁驅動泵。

本發(fā)明提供了一種電磁驅動泵，具有這樣的特征，包括泵體，具有泵體管和兩個套在泵體管上的工作腔，工作腔的內(nèi)壁與泵體管的外壁之間具有間隙；兩組線圈組件,繞在泵體管上且位于間隙中；以及控制單元，與線圈組件連接，包括控制線路，其中，泵體還包括：磁性部件、兩個鐵芯以及兩個牽引部件，磁性部件固定設置在泵體管內(nèi)且位于泵體管的中部，兩個鐵芯設置在泵體管內(nèi)且分別位于磁性部件的兩端，鐵芯與泵體管的內(nèi)壁之間具有間隙，兩個工作腔設置在泵體管上且分別位于磁性部件的兩端，工作腔靠近磁性部件的一端與泵體管固定連接，兩個牽引部件分別位于工作腔遠離磁性部件的一端且分別與兩個工作腔和兩個鐵芯相連，控制電路控制通往不同的線圈組件的直流電電流的時間和方向，鐵芯在線圈組件產(chǎn)生的磁場中與磁性部件相互作用后，沿著泵體管的內(nèi)壁作往復直線運動。

在本發(fā)明提供的電磁驅動泵中，還可以具有這樣的特征：其中，泵體管的橫截面呈圓形，磁性部件的橫截面也呈圓形。

另外，在本發(fā)明提供的電磁驅動泵中，還可以具有這樣的特征：其中，磁性部件為永磁體。

另外，在本發(fā)明提供的電磁驅動泵中，還可以具有這樣的特征：其中，磁性部件采用釹鐵硼稀土材料制成。

另外，在本發(fā)明提供的電磁驅動泵中，還可以具有這樣的特征：其中，工作腔的橫截面呈環(huán)形。

另外，在本發(fā)明提供的電磁驅動泵中，還可以具有這樣的特征：其中，工作腔采用柔性材料制成。

另外，在本發(fā)明提供的電磁驅動泵中，還可以具有這樣的特征：其中，工作腔還包括兩根分別與工作腔連通的連接管。

另外，在本發(fā)明提供的電磁驅動泵中，還可以具有這樣的特征：其中，兩個連接管內(nèi)分別設置有兩個不同向的分別與工作腔相連通的單向閥。

另外，在本發(fā)明提供的電磁驅動泵中，還可以具有這樣的特征：其中，兩個線圈組件中的線圈的纏繞方向和匝數(shù)均相同。

另外，在本發(fā)明提供的電磁驅動泵中，還可以具有這樣的特征：其中，泵體還包括設置在鐵芯和磁性部件之間的緩沖件，且該緩沖件與磁性部件相連。

發(fā)明的作用與效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的電磁驅動泵，包括泵體、設置在泵體中的線圈組件以及與線圈組件相連的控制單元。

本發(fā)明提供的電磁驅動泵通過電磁耦合作用原理，利用磁場力來壓縮和伸展中空螺紋管腔體，從而帶動泵體整體進行交替的收縮與舒張。將該電磁驅動泵應用于醫(yī)療設備技術領域中制造成搏動式血泵，與常見的滾柱泵和離心泵相比較，由于在整個泵液過程中沒有對液體施加剛性擠壓力，降低了對液體造成的損壞程度，能夠避免離心泵的連續(xù)灌注泵血對人體組織臟器及大腦的損傷。

進一步地，本發(fā)明提供的電磁驅動泵使用磁力驅動，結構更加緊湊，減小了設備的體積。

進一步地，本發(fā)明提供的電磁驅動泵在應用于體外循環(huán)時，產(chǎn)生的脈沖血壓能改善末梢循環(huán)，從而改善腦部的供氧。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施例中電磁驅動泵結構示意圖；

圖2是本發(fā)明的實施例中中空螺紋管式工作腔的外形示意圖；

圖3是本發(fā)明的實施例中工作腔受到拉伸，液體被吸入的示意圖；

圖4是本發(fā)明的實施例中工作腔受到壓縮，液體被排出的示意圖；以及

圖5是本發(fā)明的實施例中電磁驅動泵在體外循環(huán)時應用的示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實施例結合附圖對本發(fā)明所涉及的電磁驅動泵作具體闡述。

實施例

電磁驅動泵100包括泵體10、兩組線圈組件20以及控制單元。

如圖1所示，泵體10包括泵體管11、磁性部件12、第一工作腔13、第二工作腔14、第一鐵芯15、第一牽引部件16、第二鐵芯17、第二牽引部件18以及兩個緩沖件19。

泵體管11為直線管，實施例中泵體管11呈對稱階梯型，包括左部管、中部管以及右部管，其橫截面均為圓形，左部管和右部管形狀大小相同，其直徑小于中部管，在泵體管11中部管的兩端分別設置有環(huán)型擋片，用于分別連接第一工作腔13和第二工作腔14。

磁性部件12設置在泵體管11內(nèi)且位于泵體管11的中部管，磁性部件12與泵體管11固定連接，實施例中磁性部件12的N極如圖1所示在磁性部件12的左端，S極在右端，磁性部件12的橫截面呈圓形，磁性部件12為永磁體，采用釹鐵硼稀土材料制成。

第一工作腔13和第二工作腔14分別設置在泵體管11的左部管和右部管上，且分別位于磁性部件12的兩端。

第一工作腔13套在泵體管11的左部管上，包括第一連接進管131和第一連接出管132。第一工作腔13的內(nèi)壁與泵體管11的左部管的外壁之間具有間隙，第一工作腔13臨近磁性部件12的一端與泵體管11的環(huán)型擋片固定連接，實施例中第一工作腔13的橫截面呈環(huán)形，采用醫(yī)用高分子柔性材料制成。

第一連接進管131設置在第一工作腔13的一端且與第一工作腔13連通，第一連接進管131中設置有與第一工作腔13相連通的單向進閥；實施例中，如圖1所示，第一連接進管131設置在第一工作腔13的右端的下方。

第一連接出管132設置在第一工作腔13的一端且與第一工作腔13連通，第一連接出管132中設置有與第一工作腔13相連通的單向出閥；實施例中，如圖1所示，第一連接出管132設置在第一工作腔13的右端的上方。

第二工作腔14套在泵體管11的右部管上，包括第二連接進管141和第二連接出管142。第二工作腔14的內(nèi)壁與泵體管11的右部管的外壁之間具有間隙，第二工作腔14臨近磁性部件12的一端與泵體管11的環(huán)型擋片固定連接，如圖2所示，實施例中第二工作腔14的橫截面呈環(huán)形，采用醫(yī)用高分子柔性材料制成。

第二連接進管141設置在第二工作腔14的一端且與第二工作腔14連通，第二連接進管141中設置有與第二工作腔14相連通的單向進閥；實施例中，如圖1所示，第二連接進管141設置在第二工作腔14的左端的上方。

第二連接出管142設置在第二工作腔14的一端且與第二工作腔14連通，第二連接出管142中設置有與第二工作腔14相連通的單向出閥；實施例中，如圖1所示，第二連接出管142設置在第二工作腔14的左端的下方。

如圖1所示，第一鐵芯15設置在泵體管11的左部管內(nèi)，位于磁性部件12的左端，第一鐵芯15與左部管的內(nèi)壁之間具有間隙，第一鐵芯15與左部管為間隙配合，在間隙中設置有潤滑介質(zhì)，用于減小第一鐵芯15與左部管之間的摩擦阻力。

第一牽引部件16設置在第一工作腔13的左端，包括第一調(diào)節(jié)桿161和第一牽引管162。

第一調(diào)節(jié)桿161上具有外螺紋，一端設置在第一工作腔13內(nèi)且位于泵體管11的左部管內(nèi)，與左部管之間具有間隙，第一調(diào)節(jié)桿161的一端與第一鐵芯15的一端固定膠合連接，實施例中，第一調(diào)節(jié)桿161的右端與第一鐵芯15的左端連接，第一調(diào)節(jié)桿161采用塑料制成。

第一牽引管162具有與第一調(diào)節(jié)桿161外螺紋相配的內(nèi)螺紋，套在第一調(diào)節(jié)桿161上，與第一調(diào)節(jié)桿161螺紋配合，第一牽引管162的一端與第一工作腔13的一端固定連接，實施例中，第一牽引管162的右端具有圓環(huán)片，該圓環(huán)片與第一工作腔13左端固定連接。

通過旋轉螺紋調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)桿161和磁性部件12的距離，用于改變第一鐵芯15的運動行程，從而達到控制第一工作腔13的泵液量的效果。

第二鐵芯17設置在泵體管11的右部管內(nèi)，位于磁性部件12的右端，第二鐵芯17與右部管的內(nèi)壁之間具有間隙，第二鐵芯17與右部管為間隙配合，在間隙中設置有潤滑介質(zhì)，用于減小第二鐵芯17與右部管之間的摩擦阻力。

第二牽引部件18設置在第二工作腔14的右端，包括第二調(diào)節(jié)桿181和第二牽引管182。

第二調(diào)節(jié)桿181上具有外螺紋，一端設置在第二工作腔14內(nèi)且位于泵體管11的右部管內(nèi)，與右部管之間具有間隙，第二調(diào)節(jié)桿181的一端與第二鐵芯17的一端固定膠合連接，實施例中，第二調(diào)節(jié)桿181的左端與第二鐵芯17的右端相連接，第二調(diào)節(jié)桿181采用塑料制成。

第二牽引管182上具有與第二調(diào)節(jié)桿181外螺紋相配的內(nèi)螺紋，套在第二調(diào)節(jié)桿181上，與第二調(diào)節(jié)桿181螺紋配合，第二牽引管182的一端與第二工作腔14的一端固定連接，實施例中，第二牽引管182的左端具有圓環(huán)片，該圓環(huán)片與第二工作腔14的右端固定連接。

通過旋轉螺紋調(diào)節(jié)第二調(diào)節(jié)桿181和磁性部件12的距離，用于改變第二鐵芯17的運動行程，從而達到控制第二工作腔14的泵液量的效果。

兩個緩沖件19分別設置在磁性部件12的兩端且分別與磁性部件12相連，分別位于第一鐵芯15與磁性部件12之間以及第二鐵芯17與磁性部件12之間，實施例中緩沖件19為緩沖墊，采用橡膠制成。

線圈組件20包括由導線分別纏繞在泵體管11的左部管和右部管上的復數(shù)個線圈，兩組線圈組件20分別位于第一工作腔13的內(nèi)壁與泵體管11的左部管的外壁之間的間隙和第二工作腔14的內(nèi)壁與泵體管11的右部管的外壁之間的間隙中。實施例中兩組線圈組件20分別繞在泵體管11的左部管和右部管上，且分別與左部管和右部管固定連接，兩組線圈組件20的線圈纏繞方向和匝數(shù)均相同。

控制單元包括控制線路、兩個傳感器以及控制模塊。

控制線路與兩個線圈組件20連接。

兩個傳感器分別設置在左部管和右部管中，與控制線路相連，用于分別采集第一鐵芯15和第二鐵芯17的位置信號發(fā)送給控制模塊。

線圈組件20通電后產(chǎn)生的電磁場使得第一鐵芯15和第二鐵芯17分別成為磁鐵，在同性相斥、異性相吸的原理下與磁性部件12相互作用后，第一鐵芯15和第二鐵芯17分別在泵體管11的左部管和右部管內(nèi)作往復直線運動，分別通過第一牽引部件16和第二牽引部件18拉伸和壓縮第一工作腔13和第二工作腔14，控制模塊接收兩個傳感器采集的第一鐵芯15和第二鐵芯17的位置信號后，通過控制線路控制通往不同的線圈組件20的直流電電流的時間和方向，使得第一鐵芯15和第二鐵芯17按照設定的頻率作往復直線運動，從而使得第一工作腔13和第二工作腔14按照設定的頻率進行拉伸和壓縮。

下面結合附圖3、附圖4說明電磁驅動泵100的工作原理。

過程一，如圖3所示，兩個線圈組件20分別固定在泵體管11的左部管和右部管上，通電之后，線圈組件20產(chǎn)生與磁性部件12磁極方向相同的磁場，位于左部管和右部管內(nèi)的第一鐵芯15和第二鐵芯17被磁化，第一鐵芯15和第二鐵芯17作為臨時的磁鐵具有與磁性部件12近端相同的磁極，因而兩者相互排斥，第一鐵芯15以速度v向左運動，第二鐵芯17以速度v向右運動。由于第一鐵芯15和第二鐵芯17分別與第一調(diào)節(jié)桿161和第二調(diào)節(jié)桿181膠合連接，第一調(diào)節(jié)桿161和第二調(diào)節(jié)桿181分別與第一牽引管162和第二牽引管182螺紋連接，所以此刻第一鐵芯15和第二鐵芯17分別帶動第一工作腔13和第二工作腔14向外伸展。第一工作腔13和第二工作腔14的腔體體積變大，使得內(nèi)部產(chǎn)生負壓，出單向閥關閉，進單向閥打開，液體從第一連接進管131流入第一工作腔13內(nèi)，從第二連接進管141流入第二工作腔14內(nèi)，直至第一工作腔13、第二工作腔14被拉伸到最大的狀態(tài)。

過程二，如圖4所示，兩個線圈組件20分別固定在泵體管11的左部管和右部管上，通電之后，線圈組件20產(chǎn)生與磁性部件12磁極方向相異的磁場，位于左部管和右部管內(nèi)的第一鐵芯15和第二鐵芯17被磁化，第一鐵芯15和第二鐵芯17作為臨時的磁鐵具有與磁性部件12近端相異的磁極，因而兩者相互吸引，第一鐵芯15以速度v向右運動，第二鐵芯17以速度v向左運動。由于第一鐵芯15和第二鐵芯17分別與第一調(diào)節(jié)桿161和第二調(diào)節(jié)桿181膠合連接，第一調(diào)節(jié)桿161和第二調(diào)節(jié)桿181分別與第一牽引管162和第二牽引管182螺紋連接，所以此刻第一鐵芯15和第二鐵芯17分別帶動第一工作腔13和第二工作腔14向內(nèi)壓縮。第一工作腔13和第二工作腔14的腔體體積變小，使得內(nèi)部壓強升高，出單向閥打開，進單向閥關閉，液體從第一連接出管132流出第一工作腔13，從第二連接出管142流出第二工作腔14，直至第一工作腔13、第二工作腔14被壓縮到最小的狀態(tài)。

控制模塊控制電流重復上述過程1到過程2給對應的線圈組件20通電，電磁驅動泵100就能搏動泵血，直至控制模塊發(fā)出指令停止通電。

如圖5所示，電磁驅動泵100應用于體外循環(huán)時，兩側的第一工作腔13和第二工作腔14同步在時間上交替收縮舒張，血液從患者的靜脈經(jīng)第一連接進管131流入第一工作腔13內(nèi)，從第一連接出管132流出第一工作腔13經(jīng)過氧合器到達儲血池，從第二連接進管141流入第二工作腔14內(nèi)，從第二連接出管142流出第二工作腔14輸入患者的動脈，完成類似心臟各腔室泵血的功能。

實施例的作用與效果

根據(jù)本實施例所涉及的電磁驅動泵，包括泵體、設置在泵體中的線圈組件以及與線圈組件相連的控制單元。

本實施例提供的電磁驅動泵通過電磁耦合作用原理，利用磁場力來壓縮或伸展中空螺紋管腔體，從而帶動泵體整體進行交替的收縮與舒張。將該電磁驅動泵應用于醫(yī)療設備技術領域中制造成搏動式血泵，與常見的滾柱泵和離心泵相比較，由于在整個泵液過程中沒有對液體施加剛性擠壓力，降低了對液體造成的損壞程度，能夠避免離心泵的連續(xù)灌注泵血對人體組織臟器及大腦的損傷。

另外，通過第一調(diào)節(jié)桿第二調(diào)節(jié)桿螺紋旋轉來調(diào)節(jié)第一鐵芯、第二鐵芯與永磁鐵的距離，可改變第一鐵芯、第二鐵芯的運動行程，從而達到控制第一工作腔和第二工作腔的泵液量。

進一步地，采用具有良好的抗疲勞強度的彈性軟質(zhì)及生物相容性好的醫(yī)用高分子材料制成的中空螺紋管式腔體，內(nèi)壁光滑，能很大程度上防止對血細胞的傷害，在應用于體外循環(huán)時，產(chǎn)生的脈沖血壓能改善末梢循環(huán)，改善腦部的供氧。

上述實施方式為本發(fā)明的優(yōu)選案例，并不用來限制本發(fā)明的保護范圍。