本發(fā)明涉及一種電磁驅(qū)動的磁懸浮章動心臟泵及其使用方法。

背景技術(shù)：

心臟泵是心室輔助裝置的關(guān)鍵部件，常見的心臟泵主要分為旋轉(zhuǎn)（葉片）式和容積式。旋轉(zhuǎn)式泵是依靠葉輪在殼體中旋轉(zhuǎn)，通過流體動力參數(shù)的變化實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，從而產(chǎn)生連續(xù)流動的的血液。由于這種泵在工作是處于高速旋轉(zhuǎn)，葉片會對血細胞產(chǎn)生極大地機械剪切，導(dǎo)致溶血和血栓的形成。容積式血泵是通過容積的改變來對液體做功，使其能量增加，通過單向閥的作用實現(xiàn)血液的定向流動。容積式心臟泵最大的缺點在于體積大，不易植入，且易感染，血栓和溶血也比較嚴(yán)重。如公開號cn105477705a的中國發(fā)明專利，其運動部件需要電機軸直接驅(qū)動，這種接觸性的運動副會對血細胞產(chǎn)生破壞，且血液容易從電機軸孔中發(fā)生泄漏。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明對上述問題進行了改進，即本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的心臟泵最大的缺點在于體積大，不易植入，且易感染，血栓和溶血也比較嚴(yán)重。

本發(fā)明的具體實施方案是：一種電磁驅(qū)動的磁懸浮章動心臟泵，包括具有入液口與出液口的泵體及設(shè)置于泵體內(nèi)的章動盤，所述章動盤包括固定連接的不導(dǎo)磁內(nèi)圈及外圈磁環(huán)構(gòu)成，不導(dǎo)磁內(nèi)圈中部的上表面及下表面設(shè)有半球殼磁體，所述泵體內(nèi)的上表面及下表面設(shè)有對應(yīng)章動盤半球殼磁體外周的半球殼磁罩，所述半球殼磁罩與半球殼磁體之間磁性相同使半球殼磁體與泵體內(nèi)表面不接觸以使章動盤懸置于泵體內(nèi)的流體容腔中，所述泵體上部設(shè)有驅(qū)動半球殼磁體發(fā)生偏斜的電磁驅(qū)動裝置，所述泵體內(nèi)位于入液口與出液口之間阻隔機構(gòu)，當(dāng)電磁驅(qū)動裝置驅(qū)動半球殼磁體發(fā)生偏斜從而實現(xiàn)將外圈磁環(huán)與泵體內(nèi)表面的線接觸從而與阻隔機構(gòu)實現(xiàn)將泵體內(nèi)的流體容腔分隔形成兩個區(qū)域。

進一步的，所述泵體包括外殼以及設(shè)置于外殼上下兩端的上蓋和下蓋，所述的半球殼磁罩分別嵌于上蓋的下表面及下蓋的上表面，所述上蓋及下蓋相向面為關(guān)于外圈磁環(huán)對稱設(shè)置的錐面，錐面方向由泵體外側(cè)向泵體中心逐漸向外圈磁環(huán)靠近。

進一步的，所述電磁驅(qū)動裝置包括設(shè)置于泵體上表面的電磁鐵，所述電磁驅(qū)動裝置包括設(shè)置于泵體上表面的電磁鐵，所述電磁鐵下端產(chǎn)生與外圈磁環(huán)上表面相反的磁極。

進一步的，所述阻隔機構(gòu)包括滑槽板及隔板，章動盤的邊緣開設(shè)有以讓滑槽板穿過的槽口，章動盤的兩個半球殼磁體之間設(shè)有位于槽口內(nèi)的銷釘，所述滑槽板朝向章動盤一端開設(shè)有供銷釘在豎直平面內(nèi)滑動的滑槽，所述隔板及滑槽板上下兩端固定于泵體，隔板一端與滑槽板緊密配合另一端嵌于外殼內(nèi)。

進一步的，所述磁瓦數(shù)量為4個。

進一步的，所述上蓋和下蓋具有置納滑槽板及隔板的凹槽。

進一步的，所述電磁鐵的個數(shù)與磁瓦個數(shù)相同且對應(yīng)設(shè)置。

一種電磁驅(qū)動的磁懸浮章動心臟泵使用方便，其特征在于，包括如上述的一種電磁驅(qū)動的磁懸浮章動心臟泵，具體包括以下步驟：

（1）在泵體上部的電磁鐵按照順時針或逆時針順序通電，第一個電磁鐵通電時產(chǎn)生磁力吸附外圈磁環(huán)的一端，使章動盤傾斜，章動盤在電磁鐵作用下在液體容腔內(nèi)處于傾斜狀態(tài)，且與液體容腔上下錐面成線接觸，接觸線將腔體分為兩個區(qū)域，與入液口相連的區(qū)域為入口區(qū)域，與出液口相連的區(qū)域為出口區(qū)域；

（2）電磁鐵依次通電一個周期后，章動盤也實現(xiàn)一個周期的章動運動，電磁鐵的通電頻率決定章動盤的運動速度，章動盤做與電磁鐵通電順序相同的圓周循環(huán)擺動，從而實現(xiàn)液體的輸入與泵出。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：該心臟泵采用電磁驅(qū)動，不需要電動機驅(qū)動章動盤，驅(qū)動部件與工作部件不接觸；工作部件章動盤采用磁體球副，實現(xiàn)完全的被動懸浮。具有無摩擦、無需潤滑、噪聲小、發(fā)熱少及能效比高等優(yōu)點，徹底解決了泵體“跑液、冒液、滴液、漏液”等問題，同時降低了心室輔助泵產(chǎn)生溶血和血栓的概率及對血液的污染，極大程度提高了泵的性能與壽命。本發(fā)明采用電磁力作為心臟泵的動力，泵在體積上整體很小，結(jié)構(gòu)緊湊，便于手術(shù)移植。

附圖說明

圖1為本發(fā)明分解結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明裝配狀態(tài)縱向剖面圖。

圖3為本發(fā)明俯視狀態(tài)流動腔室結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

如圖1～3所示，一種電磁驅(qū)動的磁懸浮章動心臟泵，包括具有入液口110與出液口120的泵體10及設(shè)置于泵體10內(nèi)的章動盤20，所述章動盤20包括固定連接的不導(dǎo)磁內(nèi)圈210及外圈磁環(huán)240構(gòu)成，不導(dǎo)磁內(nèi)圈210中部的上表面設(shè)有上部半球殼磁體220，不導(dǎo)磁內(nèi)圈210下表面設(shè)有下部半球殼磁體230，本實施例中，所述泵體10包括外殼101以及設(shè)置于外殼101上下兩端的上蓋102和下蓋103。

所述上蓋102及下蓋103相向面為關(guān)于外圈磁環(huán)220對稱設(shè)置的錐面，錐面方向由泵體外側(cè)向泵體中心逐漸向外圈磁環(huán)靠近。泵體10內(nèi)的上蓋102下表面及下蓋103上表面對應(yīng)設(shè)置有設(shè)有對應(yīng)上部半球殼磁體220及下部半球殼磁體230的半球殼磁罩，所述半球殼磁罩包括設(shè)置在嵌于上蓋102的下表面的上部半球殼磁罩130及嵌于下蓋103上表面的下部半球殼磁罩140，半球殼磁罩與對應(yīng)的半球殼磁體之間相向面磁性相同使半球殼磁體與泵體內(nèi)表面不接觸以使章動盤懸置于泵體內(nèi)的流體容腔中。

本實施例中，半球殼磁罩與對應(yīng)的半球殼磁體之間為n極，本實施例中的上部半球殼磁體220及下部半球殼磁體230由4個弧形狀的磁瓦構(gòu)成。

泵體上殼102設(shè)有驅(qū)動半球殼磁體發(fā)生偏斜的電磁驅(qū)動裝置，包括泵體上表面的電磁鐵30，本實施例中為了方便實現(xiàn)電磁鐵30的固定，所述電磁鐵30固定于上蓋102內(nèi)，通電時，電磁鐵30下端產(chǎn)生與外圈磁環(huán)240上表面相反的磁極，這樣能夠吸附外圈磁環(huán)240的局部使其發(fā)生偏斜并與泵體的上殼及下殼線接觸。

所述泵體內(nèi)位于入液口與出液口之間阻隔機構(gòu)，當(dāng)電磁驅(qū)動裝置驅(qū)動半球殼磁體發(fā)生偏斜從而實現(xiàn)將外圈磁環(huán)與泵體內(nèi)表面的線接觸從而與阻隔機構(gòu)實現(xiàn)將泵體內(nèi)的流體容腔分隔形成兩個區(qū)域。

本實施例中，阻隔機構(gòu)包括滑槽板40及隔板50，章動盤20的邊緣開設(shè)有以讓滑槽板40穿過的槽口250，章動盤20的兩個半球殼磁體之間設(shè)有位于槽口內(nèi)的銷釘260，所述滑槽40板朝向章動盤一端開設(shè)有供銷釘在豎直平面內(nèi)滑動的滑槽40，這樣當(dāng)章動盤20偏斜過程中不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，所述隔板50及滑槽板上下兩端固定于泵體10中，隔板50一端與滑槽板緊密配合另一端嵌于外殼101內(nèi)。本實施例中，上蓋102和下蓋103具有置納滑槽板及隔板的凹槽。

工作前，如圖2所示為非工作狀態(tài)其內(nèi)部剖面，泵體10的液體容腔由一部分球面和上下兩個內(nèi)錐面圍成。工作時，電磁鐵30按照一定順序（順時針或逆時針）通電，第一個電磁鐵通電時產(chǎn)生磁力吸附外圈磁環(huán)240的一端，使章動盤傾斜，電磁鐵依次通電一個周期后，章動盤20也實現(xiàn)一個周期的章動運動，電磁鐵30的通電頻率決定章動盤的運動速度。章動盤在電磁鐵作用下在液體容腔內(nèi)處于傾斜狀態(tài)，且章動盤的上、下面分別與上蓋102和下蓋103的內(nèi)錐面成線接觸，接觸線104將腔體分為兩個區(qū)域，與入液口110相連的區(qū)域為入口區(qū)域111，與出液口120相連的區(qū)域為出口區(qū)域121；

如圖3所示，當(dāng)電磁鐵通電順序為逆時針旋轉(zhuǎn)時（俯視狀態(tài)下），章動盤20做逆時針圓周循環(huán)擺動，（在滑槽板40的限位作用下章動盤20不會發(fā)生自轉(zhuǎn)），接觸線也做逆時針轉(zhuǎn)動，且接觸線的轉(zhuǎn)速等于電磁鐵的通電循環(huán)速度，這時入口區(qū)域111不斷變大，形成負壓，流體從入口流入，出口區(qū)域121不斷變小，將流體從出口壓出，當(dāng)接觸線轉(zhuǎn)到隔板位置時，入口區(qū)域111達到最大，出口區(qū)域達到最小，接觸線以很短的時間繞過隔板，將原來的入口區(qū)域變成出口區(qū)域，然后入口區(qū)域又從小不斷變大，出口區(qū)域從大不斷變小，如此循環(huán)，從而實現(xiàn)液體的輸入與泵出。

該心臟泵采用電磁驅(qū)動，不需要電動機驅(qū)動章動盤，驅(qū)動部件與工作部件不接觸；工作部件章動盤采用磁體球副，實現(xiàn)完全的被動懸浮。具有無摩擦、無需潤滑、噪聲小、發(fā)熱少及能效比高等優(yōu)點，徹底解決了“跑液、冒液、滴液、漏液”的問題，同時降低了心室輔助泵產(chǎn)生溶血和血栓的概率及對血液的污染，極大程度提高了泵的性能與壽命。本發(fā)明采用電磁力作為心臟泵的動力，泵在體積上整體很小，結(jié)構(gòu)緊湊，便于手術(shù)移植。

同時，上述本發(fā)明如果公開或涉及了互相固定連接的零部件或結(jié)構(gòu)件，那么，除另有聲明外，固定連接可以理解為：能夠拆卸地固定連接(例如使用螺栓或螺釘連接)，也可以理解為：不可拆卸的固定連接(例如鉚接、焊接)，當(dāng)然，互相固定連接也可以為一體式結(jié)構(gòu)(例如使用鑄造工藝一體成形制造出來)所取代(明顯無法采用一體成形工藝除外)。

另外，上述本發(fā)明公開的任一技術(shù)方案中所應(yīng)用的用于表示位置關(guān)系或形狀的術(shù)語除另有聲明外其含義包括與其近似、類似或接近的狀態(tài)或形狀。

本發(fā)明提供的任一部件既可以是由多個單獨的組成部分組裝而成，也可以為一體成形工藝制造出來的單獨部件。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。