一种磁悬浮轴流式血泵制造技术

本实用新型专利技术涉及一种血泵，具体的说是一种生物医学工程领域的植入人体的磁悬浮轴流式血泵。本实用新型专利技术是“泵—机一体化”，其特征在于：叶轮轮毂、前、后导流叶轮毂内分别镶嵌着“凸—凹磁锥”，磁锥均为轴向磁向，且同性磁极相对，配合成两对“永磁悬浮轴承”，将叶轮完全悬浮起来；叶轮及前、后导流叶轮毂端口镶嵌着两对“凸盖—凹盖”，间隙配合成两对“滑动轴承”，其既支撑着叶轮平稳地进入悬浮状态，又保护了叶轮及永磁悬浮轴承的磁体，使之不会直接摩擦、碰撞和遭受腐蚀；叶轮轮毂内的转子磁钢两头各有一个软磁铁圈，用于屏蔽转子磁钢与前、后凸头磁锥之间的磁场干扰；叶轮叶片为两长加两短的变距螺旋叶片，流道为两进四出，有利于提高血泵的效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种人体专用血泵，具体的说是一种生物医学工程领域的植入人体的磁悬浮轴流式血泵。
技术介绍
目前公知的“轴流式血泵”比“离心式血泵”体积小，易植入，因此临床应用占有绝对量。“轴流式血泵”又根据有无机械轴承支撑分为“有轴轴流式血泵”和“悬浮轴流式血泵”。“有轴轴流式血泵”因轴承高速磨损容易产生机械故障，寿命短，并伴随着机械性溶血、血栓等并发症。“悬浮轴流式血泵”基本上都是“主动磁悬浮轴流式血泵”，其是由位置传感器、功率放大器、控制器一起组成的复杂的闭环控制系统来控制，虽然这样的血泵没有轴承，不会机械摩擦，泵的寿命长，机械性溶血较低，但是泵的系统复杂，血流死角多，面积大，血栓问题严重，且泵的体积和重量比“有轴轴流式血泵”大，增大了植入难度。由此可见，减小血泵的体积和重量，提高稳定性和工作寿命，降低溶血和血栓等并发症，是轴流式血泵优化的目标。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能降低溶血及血栓等并发症、稳定性好、工作寿命长、体积小、重量轻的永磁悬浮轴承的磁悬浮轴流式血泵。本技术是“泵—机一体化”，主要由泵壳、铁芯、线圈绕组、泵管、永磁轴承、叶轮、转子磁钢、前、后导流叶组成，其特征在于：叶轮轮毂前端内镶嵌一个凸头磁锥，前导流叶轮毂内镶嵌一个一头为凹窝的磁锥，两个磁锥均为轴向磁向，且同性磁极相对，二者配合成一对“前永磁悬浮轴承”；叶轮轮毂后端内镶嵌也一个凸头磁锥，后导流叶轮毂内镶嵌一个一头为凹窝的磁锥，两个磁锥均为轴向磁向，且同性磁极相对，二者配合成一对“后永磁悬浮轴承”，两对“永磁悬浮轴承”将叶轮完全悬浮起来。上述的“前永磁悬浮轴承”比“后永磁悬浮轴承”质量与磁力都大，便于对抗和平衡旋转叶轮受到的血液向前推力，使得叶轮悬浮起来。上述的前、后导流叶轮毂端口各镶嵌着一个陶瓷凹盖，叶轮轮毂前端口镶嵌着一个陶瓷凸盖，后端口为连体的金属凸盖，两对“凸盖—凹盖”成为间隙配合的“滑动轴承”, 其既支撑着叶轮平稳地进入悬浮状态，又保护了叶轮及永磁悬浮轴承的磁体，使之不会直接摩擦、碰撞和遭受腐蚀；“滑动轴承”自身会在在叶轮启动或变速时有些摩擦，当叶轮平稳运行进入完全悬浮状态时，滑动摩擦随之消失。上述的叶轮轮毂内的永磁转子磁钢两头各有一个软磁铁圈，用于屏蔽转子磁钢与两头的凸头磁锥的磁场干扰。上述的叶轮叶片为两长加两短的变距螺旋叶片，流道为两进四出，即叶轮的前段为两个对称的长螺旋叶片，在后段增加了两个对称的短螺旋叶片，这有利于血液扩散、整流，提高血泵的效率。上述的转子磁钢为钕铁硼永磁材料，磁向为径向。本技术与现有的技术相比有如下优点：本技术两对永磁悬浮轴承能对旋转叶轮形成“全悬浮”，没有机械摩擦，泵的寿命长，降低了机械性溶血和因摩擦热触发血栓的机会；并且因为这种结构比主动磁悬浮的结构简单，体积小，重量轻，容易植入人体。附图说明下面结合附图对本技术进一步说明。图1是本技术的结构剖视图。图2是叶轮及前、后导流叶组合立体示意图。图中：1.叶轮，2.叶轮叶片，3.叶轮轮毂，4.转子磁钢，5.前磁屏蔽圈，6.前凸头磁锥，7.前凸盖，8.前凹盖，9.前导流叶，10.前导流叶轮毂，11.前凹窝磁锥，12.后磁屏蔽圈，13.后凸头磁锥，14.后凸盖，15.后凹盖，16.后凹窝磁锥，17.后导流叶，18.后导流叶轮毂，19.泵管，20.泵壳，21.定子铁芯，22.线圈绕组，23.泵入口，24.泵出口。具体实施方式本技术是“泵—机一体化”，主要由泵壳20、定子铁芯21、线圈绕组22、泵管19、叶轮1、转子磁钢4、前导流叶9、后导流叶17及两对“永磁轴承”组成。叶轮轮毂3的前端内镶嵌一个凸头磁锥6，前导流叶轮毂10内镶嵌一个一头为凹窝的前凹窝磁锥11，两个磁锥均为轴向磁向，且同性磁极相对，二者配合成一对“前永磁悬浮轴承”；叶轮轮毂3的后端内镶嵌着一个后凸头磁锥13，后导流叶轮毂18内镶嵌一个一头为凹窝的后凹窝磁锥16，两个磁锥均为轴向磁向，且同性磁极相对，二者配合成一对“后永磁悬浮轴承”。两对“永磁悬浮轴承”径向和轴向都支撑着叶轮1，由于两对“永磁悬浮轴承”是“凸—凹”配合，中间加上“凸盖—凹盖”后，间隙非常小，使得叶轮1径向移动范围非常小，始终不能碰壁，因此其径向属于“悬浮状态”；叶轮1两头被两对“永磁悬浮轴承”顶住，轴向始终处于力的自动平衡状态，由于“前永磁悬浮轴承”比“后永磁悬浮轴承”的质量与磁力大，因此前者的悬浮配合间隙比后者的也大，对叶轮1的轴向向后磁推力也相对较大，使得叶轮1在静止时轴向位置往后偏，当叶轮1工作旋转时，血液对叶轮1有一个轴向向前推力，使得叶轮1轴向往前推移，转速加大，叶轮1往前位移量增加，“前永磁悬浮轴承”配合间隙减小，向后磁推力就增大，但是轴向向后磁推力始终对抗着血液对叶轮1的轴向向前推力，而且是自动力平衡，因此正常工作的叶轮1轴向始终处于“悬浮状态”，也就说，在一定转速范围内的叶轮1可以处于“全悬浮状态”。上述的叶轮轮毂3前端口镶嵌着一个陶瓷材料的前凸盖7，前导流叶轮毂10端口内镶嵌着一个陶瓷材料的前凹盖8，二者为“凸盖—凹盖”，间隙配合成一对“前滑动轴承”；叶轮轮毂3后端口为与轮毂连体的后凸盖14，后导流叶轮毂18端口内镶嵌着一个陶瓷材料的后凹盖15，二者为“凸盖—凹盖”，间隙配合一对“后滑动轴承”，两对“滑动轴承”既支撑着叶轮1平稳地进入悬浮状态，又保护了叶轮1及两对“永磁悬浮轴承”的磁体，使之不会直接摩擦、碰撞和遭受腐蚀，在血泵启动或变速时，“滑动轴承”自身会有些摩擦，当血泵调速后平稳运行，叶轮1进入完全悬浮状态时，滑动摩擦随之消失。上述的叶轮轮毂3内的转子磁钢4两头各有一个前磁屏蔽圈5和后磁屏蔽圈12，材料为硅钢、铁等导磁材料，用于屏蔽转子磁钢4与前凸头磁锥6和后凸头磁锥13之间的磁场干扰。上述的叶轮叶片2为两长加两短的变距螺旋叶片，流道为两进四出，即叶轮1的前段为两个对称的长螺旋叶片，在后段增加了两个对称的短螺旋叶片，这有利于血液扩散、整流，提高血泵的效率。上述的转子磁钢4为高磁能积的钕铁硼永磁材料，磁向为径向。轴流式血泵被植入到心衰病人的体内，泵入口23通过弯管与心室或心房切口处连通，泵出口24通过人造血管与人体主动脉切口吻合连通，当泵通电时，线圈绕组22 产生的旋转磁场与转子磁钢4的磁场相互作用，推动叶轮1旋转，抽吸、输送着血液，因此实现心脏辅助或心脏代替的功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁悬浮轴流式血泵，为“泵—机一体化”，主要由泵壳、铁芯、线圈绕组、泵管、永磁轴承、叶轮、转子磁钢、前、后导流叶组成，其特征在于：叶轮轮毂前端内镶嵌一个凸头磁锥，前导流叶轮毂内镶嵌一个一头为凹窝的磁锥，两个磁锥均为轴向磁向，且同性磁极相对，二者配合成一对“前永磁悬浮轴承”；叶轮轮毂后端内镶嵌也一个凸头磁锥，后导流叶轮毂内镶嵌一个一头为凹窝的磁锥，两个磁锥均为轴向磁向，且同性磁极相对，二者配合成一对“后永磁悬浮轴承”，两对“永磁悬浮轴承”将叶轮完全悬浮起来。

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮轴流式血泵，为“泵—机一体化”，主要由泵壳、铁芯、线圈绕组、泵管、永磁轴承、叶轮、转子磁钢、前、后导流叶组成，其特征在于：叶轮轮毂前端内镶嵌一个凸头磁锥，前导流叶轮毂内镶嵌一个一头为凹窝的磁锥，两个磁锥均为轴向磁向，且同性磁极相对，二者配合成一对“前永磁悬浮轴承”；叶轮轮毂后端内镶嵌也一个凸头磁锥，后导流叶轮毂内镶嵌一个一头为凹窝的磁锥，两个磁锥均为轴向磁向，且同性磁极相对，二者配合成一对“后永磁悬浮轴承”，两对“永磁悬浮轴承”将叶轮完全悬浮起来。
2.如权利要求1所述的一种磁悬浮轴流式血泵，其特征在于所述的“前永磁悬浮轴承”比“后永磁悬浮轴承”质量与磁力都大。
3.如权利要求1所述的一种磁悬浮轴流...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭远仪，张鲁锋，万峰，李国荣，陈海丰，田步升，郝宗超，祝会占，
申请(专利权)人：长治市久安人工心脏科技开发有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14