[发明专利]一种混合式被动悬浮离心血泵

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械，特别是涉及一种混合式被动悬浮离心血泵。

背景技术

目前，应用在血泵中的轴承主要有机械接触式轴承和非接触式轴承两大类。 机械接触式轴承存在电机轴承磨损和摩擦发热而诱发血栓的问题，严重地制约 了血泵的发展及其在临床上的广泛应用。因此，非接触式轴承成为现代血泵的 研究热点。

非接触式轴承分主动控制悬浮轴承、被动控制悬浮轴承、混合式轴承。主 动控制悬浮轴承主要为电磁悬浮轴承(例如参见美国专利US7470246)，它已被 成功地应用在血泵上，它主要是通过电磁线圈通电产生磁力将转子悬浮在泵内。 美、日、德等国率先从事此项技术研究多年，至今仍存在许多技术问题，产品 均多处于试用阶段。混合式轴承技术也已被美国Arrow International公司和澳大 利亚HeartWare公司成功地应用产品中，并进入了临床试验阶段。

对于上述两种轴承技术都存在以下问题：

(1)主动磁悬浮轴承需要更多的能量输入。

(2)为了使电磁悬浮轴承功能稳定，需要高精度的控制结构，从而增加了 整个控制系统的复杂性。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合式被动悬浮离心血泵，在血泵工作时，避免 磨损和摩擦发热等诱发血栓的因素，并且无需复杂的控制。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明包括外壳和悬浮永磁磁环、转子、电磁线圈、驱动永磁磁环和悬浮 永磁磁片，其中：

外壳内部腔体形状分为上部的正圆台空腔和下部的倒圆台空腔两部分组合 而成，上部的正圆台空腔锥面壳体内嵌有形状为正锥形的悬浮永磁磁环，下部 的倒圆台空腔锥面壳体内嵌有形状为倒锥形的电磁线圈，上部的正圆台空腔上 部开有泵进口，下部的倒圆台空腔下部开有泵出口；

转子下端为一个与外壳下部的倒圆台空腔锥度相同的倒锥形圆环，倒锥形 圆环内嵌有驱动永磁磁环，倒锥形圆环的外表面上部开有上螺旋形引流槽，外 表面下部开有下螺旋形引流槽，倒锥圆环内表面沿圆周方向等分分布两个倒锥 形螺旋导叶；转子上端沿圆周方向等分分布6个锥形圆环段，每个锥形圆环段 都分别嵌有1个悬浮永磁磁片，锥形圆环段与外壳上部的正圆台空腔锥度相同；

转子装在外壳内，外壳的内腔壁面与转子的表面之间的间隙为0.1～0.5mm。

所述的正圆台空腔锥面锥角β为50～60°，倒圆台空腔锥面锥角α为65～ 75°。

所述的转子上端沿圆周方向等分分布6个锥形圆环段，其圆周方向弧度为 30°。

所述的转子下端倒锥形圆环外表面下部沿圆周方向等分分布12个螺距为 80mm，高度为8mm，槽深为1～1.5mm，槽宽为1～2mm从下往上看为顺时针 的下螺旋形引流槽；倒锥形圆环外表面上部圆周方向上每隔30°等分分布2个 为一对，共12个螺距为80mm，高度为8mm，槽深为1～1.5mm，槽宽为1～2mm 从下往上看为顺时针的上螺旋形引流槽，每对上螺旋形引流槽的上端出口分别 位于各自的两个锥形圆环段之间。

所述的转子下端倒锥形圆环内表面圆周等分分布两个从下往上看为逆时针 的倒锥形螺旋导叶，其螺距为12mm，高度为40mm，其中间形成6～8mm螺旋 导叶中心孔。

本发明具有的有益效果是：

(1)采用了永磁悬浮和液力悬浮共同作用的混合式被动悬浮轴承结构，避 免了磨损和摩擦发热等诱发血栓因素的产生，避免了复杂的控制系统和位移传 感器，同时能够提高血泵的可靠性和抗冲击能力。

(2)由于悬浮方式为被动悬浮，其能量消耗比主动控制悬浮轴承小，从而 有效的减少血泵的附加重量，有利于血泵向轻型化、便携式方向发展。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是本发明外壳剖面示意图。

图3是本发明转子结构原理图。

图4是图3转子结构剖面示意图。

图5是图3转子结构螺旋导叶示意图。

图6是图5螺旋导叶仰视图。

图7是本发明主流道原理图。

图8是本发明副流道原理图。

图9是图8副流道三维原理图。

图10是本发明悬浮剖面原理图。