用于泵的具有叶轮叶片的径向可压缩和扩展的转子制造技术

本发明专利技术涉及一种用于泵的径向可压缩可扩展的转子(13，13a，13b)，具有至少一个叶轮叶片(20，22，36，36a，36b，36c，36d，36e，36f，36g，37，37a，37b，37c，37d，37e，37f，74，88，89，90)，其中所述叶轮叶片具有一个材料可弹性变形的叶轮叶片本体以及至少一个至少部分地嵌入叶轮叶片本体材料的加劲支柱(25，26，27，30，31，32，52，53，57，58，62，63，67，95)。支柱被设计为适当的尺寸、形状和布置，并被集成于叶轮叶片本体适当的空腔内，用来稳定叶轮叶片。还可提供额外的具有抗拉强度的元件。

Radially compressible and expanded rotor with impeller blade for pump

The invention relates to a rotor pump for radial compressible extension (13, 13a, 13b), with at least one impeller blade (20, 22, 36, 36a, 36B, 36C, 36d, 36e, 36F, 36g, 37, 37a, 37B, 37C, 37d, 37E, 37F. 74, 88, 89, 90), wherein the impeller blade with impeller blade body elastic deformation of a material and at least one at least partially embedded blade body material stiffening (25, 26, 27 pillars, 30, 31, 32, 52, 53, 57, 58, 62, 63 67, 95). The pillars are designed for proper size, shape, and arrangement and are integrated into the proper cavity of the impeller blade body to stabilize the blade of the impeller. Additional elements with tensile strength can also be provided.

【技术实现步骤摘要】
用于泵的具有叶轮叶片的径向可压缩和扩展的转子本申请为2011年07月01日递交的申请号为201180034885.1，专利技术名称为用于泵的具有叶轮叶片的径向可压缩和扩展的转子的分案申请
本专利技术属于机械工程和力学领域并涉及用于泵的转子。
技术介绍
美国临时申请序号61/364,559(代理人案号ECP27(1)US)，美国临时申请序号61/364,595(代理人案号ECP27(2)US)，美国临时申请序号61/364,578(代理人案号ECP28US)通过引用并入本申请。转子泵的使用方式广泛，因具有相应的转子设计和转子速度而功能强大。转子通常可以被设计为轴向输送或离心输送转子，并具有相应的叶轮叶片。这种泵令人特别感兴趣的地方在于，相对于它们的输送功率，它们的体积非常小，可以在运输时被压缩，在操作时被扩展。这种泵在医疗领域的特定应用涉及侵入式泵，它能以径向压缩状态被输送到病人体内，并可在体内扩展，以达到所期望的输送功率。这种泵可用作，例如，心脏辅助血液输送泵，并可通过血管被输送入体腔从而在那里径向展开。典型地，为了这一目的，转子以及容纳转子的相应的泵外壳都是可以径向压缩和展开的。例如，在美国专利7,393,181B2中已知这种泵。该泵具有一个转子，多个叶片被制成一体，且具有一轮毂，为了使转子可径向压缩，由于其材料具有弹性，从而在运输状态下，多个叶片可以折叠到所述轮毂上。在操作时，叶片自行竖起从而输送功率相应增加。转子的材料必须根据弹性性能和变形性能精心挑选，从而，一方面，能够容易地压到轮毂上，另一方面，能在操作时对被输送的液体施加足够的力。从美国专利申请2008/0114339A1中已知一个非常类似的泵，其相应的转子另外与一个同样可压缩可扩展的外壳相配合。在转子运行时，外壳通过竖立的转子叶片产生的力的作用被展开。
技术实现思路
针对在先
技术介绍
，本专利技术的潜在目的是提供一个用于泵的转子，该转子可在尽可能小的力的作用下径向压缩，另一方面，在操作时可以易于展开，并且在展开状态下具有所需要的稳定的推力作用。根据本专利技术，这个目的通过权利要求1的特征实现。为了这个目的，本专利技术提供了一种用于泵的径向可压缩可扩展的转子，具有至少一个叶轮叶片，其中，所述叶轮叶片具有叶轮叶片本体以及至少一个加劲支柱，所述叶轮叶片本体的材料弹性可变形，所述加劲支柱至少部分嵌入叶轮叶片本体的材料中。根据本专利技术，所述转子优选地呈现一种支撑结构(即支柱)，该支撑结构没有任何封闭的边缘结构或边缘曲线。这意味着，本专利技术中，各支柱或叶片优选地可在很大程度上相互独立地变形，从而一方面能使转子很好的压缩，另一方面，还可在泵操作时提供充分的稳定性/刚度。在泵操作时，由加劲支柱局部加劲的叶轮叶片本体在形变方面具有几何维持性能。在这方面，支柱不穿透叶轮叶片本体的表面，这样不会引起对流体的干扰。在叶轮叶片厚度方向测量，该叶轮叶片厚度(即叶轮叶片的总厚度，包括任何空腔)，即在压力侧和吸力侧之间，优选至少为80％，特别是100％的相邻或连接的支柱的最大厚度，有利地超过相邻或连接的支柱的最大厚度。在设置支柱的区域，包括沿横贯支柱轴向方向的区域，特别是在基本垂直于支柱轴向方向观察，叶片壁厚度有利的大体上恒定或完全恒定。支柱厚度可以设计为变化的，例如沿其轴向，在相对于转子轴径向向外的方向上减少。在这种情况下，叶轮叶片的厚度也可以在这个方向减小。此外，在由支柱加强的区域之外，例如在叶轮叶片的侧端部，叶轮叶片的厚度还可以增加或减少。通过几乎不变的叶轮叶片的厚度，实现了在没有任何较大涡流和具有最小的叶轮叶片表面的情况下的沿着叶轮叶片的流的优化。从而，各支柱在各个面均由叶轮叶片的塑料材料覆盖，(不同于，例如，在覆膜金属结构中)形成有利于流的均匀叶片表面。更加形状稳定的转子也根据覆膜金属结构制成，这些转子在流场压力下偏转小且更加均匀地偏转，而对加工公差也较不敏感；还有类似的转子，支柱之间膜的厚度很少达到10％的支柱厚度，在极端的情况下，最大50％的支柱厚度。对转子或叶轮叶片的不同力学要求，可以通过这种构造，分配给不同的材料或构件。可以建立和定位支柱，使它们不妨碍叶轮叶片从第一状态压缩到第二状态，但它们在另一方面，在第三状态，扩展状态，充分稳定转子。支柱因而吸收张力，鉴于叶轮叶片本体的材料具有所需的拉伸性。在这方面，转子或叶轮叶片的总质量和总体积也可以通过使用复合材料减至最小。这样，在第二状态，压缩状态下，能够具有小的直径。典型的，支柱通常由比叶轮叶片本体更硬的材料构成，例如硬塑料或金属合金或金属。该构造如此进行设计，以使转子在没有外力作用时，采用能被移动的第一状态，为了运输的目的，通过径向压缩形成一个第二状态，压缩状态，而它可以在操作中同样地从第一状态，通过竖立叶轮叶片，进入第三状态，扩展状态。由于转子的第一次状态相对于操作状态，已部分压缩，最终压缩所需的径向力应尽可能小。此外，叶轮叶片在第一状态优选位于提供使叶轮叶片在流体反压的作用下竖立起来，以及，它们的位置在第二状态，压缩状态为最优的位置。有利地，转子可以被设计为无轮毂的，支柱可以在径向相对于转动轴从第一轴向间距延伸至第二轴向间距。这意味着，支柱不必径向向内延伸至转动轴，只需在叶轮叶片中从那里开始径向向外延伸一个有限的距离。它们可以径向向外延伸至叶轮叶片端部，或者止于叶轮叶片端部之前的一个第二轴向间距。叶轮叶片自身可以是分离的，留出转动轴附近的空间，或者一个单个的贯通叶片可延伸过中部区域，例如，一个单螺旋叶片。在另一方面，可提供一轮毂与叶轮叶片连接，且该叶轮叶片以轮毂为中心转动。在这种情况，可以以一种简单的方式，通过轮毂将驱动力传到叶轮叶片上，而对于没有轮毂的转子，驱动力需要在端面传给叶轮叶片。至少有一个支柱，特别的，可以是多个支柱或所有支柱，可以有利地径向延伸入轮毂。该支柱可以，例如，作为一个个体或一个连接结构插入轮毂本体，或可被拉入轮毂本体的一个槽内以形成叶轮叶片的支撑结构。这样一个轮毂本体的槽状凹部通常沿外套表面螺旋延伸。在横截面上，该槽可以，例如，形成一个燕尾状，从而可靠地固定支柱。然而，也可以有利的提供，至少有一个支柱，特别是多个支柱或所有支柱，从轮毂外的第一轴向间距径向延伸至第二轴向间距。在这种情况下，例如，叶轮叶片可以容易地折叠到轮毂上。然而，折叠的一个相应的优化设计，也可能通过支柱延伸入轮毂本体，或穿过轮毂一体成型实现。支柱可以所有都相互连接或按组相互连接，有利的是，在转子处于展开状态观察时，支柱可以在靠近转动轴的支柱径向长度一半的范围内，相互连接。特别地，它们也可以在其靠近转动轴的端相互连接，只在那里连接也是有利的。支柱也可在它们远离转动轴的端部成对相互连接，从而形成环，各环在靠近转动轴的区域相互连接。从而，叶轮叶片在垂直于轴向载荷的方向得到了良好的加强，并且支柱使叶轮叶片平面形成良好的形变，以使在操作状态下，支柱也实现了良好的稳定性，但为了压缩，在叶轮叶片的轴向远端区域，支柱能相应地具有彼此之间的可移动性。支柱可为绳状体，例如丝线，也可以是金属状薄板体的扁平部分。在一个有利的实施例中，它们可以，例如，从完整的金属板冲压得到或通过相应的切割技术切割得到，例如，激光切割，蚀刻或侵蚀。有利的，支柱与叶轮叶片本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于泵的径向可压缩可扩展的转子(13，13a，13b)，具有至少一个叶轮叶片(19，20，22，36，36a，36b，36c，36d，36e，36f，36g，37，37a，37b，37c，37d，37e，37f，74，88，89，90)，其中，所述叶轮叶片具有一个材料可弹性变形的叶轮叶片本体，以及至少一个至少部分地嵌入叶轮叶片本体材料的加劲支柱(25，26，27，30，31，32，52，53，57，58，62，63，67，95)，并且其中所述叶轮叶片在压力侧和吸力侧间的厚度，达到至少为80％，特别是100％的所述支柱在相同方向的厚度，有利地超过所述支柱在相同方向的厚度，特别是超过支柱的各自最大厚度。

【技术特征摘要】
2010.07.15 EP 10075302.9;2010.07.15 US 61/364,5591.一种用于泵的径向可压缩可扩展的转子(13，13a，13b)，具有至少一个叶轮叶片(19，20，22，36，36a，36b，36c，36d，36e，36f，36g，37，37a，37b，37c，37d，37e，37f，74，88，89，90)，其中，所述叶轮叶片具有一个材料可弹性变形的叶轮叶片本体，以及至少一个至少部分地嵌入叶轮叶片本体材料的加劲支柱(25，26，27，30，31，32，52，53，57，58，62，63，67，95)，并且其中所述叶轮叶片在压力侧和吸力侧间的厚度，达到至少为80％，特别是100％的所述支柱在相同方向的厚度，有利地超过所述支柱在相同方向的厚度，特别是超过支柱的各自最大厚度。2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，在设置所述支柱的区域，叶轮叶片的厚度基本上或完全恒定，设置所述支柱的区域包括支柱间横贯支柱轴向方向的区域，特别是从基本垂直于一个或多个支柱的轴向方向观察。3.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述转子采用没有外力作用的第一状态，从所述第一状态，所述转子可以通过径向压缩进入第二状态，且从所述第一状态，所述至少一个叶轮叶片在操作中尤其可以通过在旋转中产生的流体反向压力和/或离心力被竖立起来变为第三扩展状态。4.根据权利要求1至3任一所述的转子，其特征在于，所述转子是无轮毂的，并且所述支柱沿径向方向相对于转动轴从一个第一轴向间距延伸至一个第二轴向间距；或者，所述至少一个叶轮叶片连接到一个轮毂(24，35，35a，35b，35c，35d，35e，35f，35g，81，91)并可相对于所述轮毂枢转。5.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，所述至少一个支柱(52，53)延伸到并进入所述轮毂(35d)；和/或至少一个支柱(57)从轮毂(35e)径向外侧的第一轴向间距(57)径向延伸至第二轴向间距(60)。6.根据权利要求1或之后的任一权利要求所述的转子，其特征在于，多个支柱(25，25，27，30，31，32，33)彼此相互连接。7.根据权利要求6所述的转子，其特征在于，所述支柱(25，26，27，30，31，32，33)，在靠近转动轴，支柱径向长度一半的范围内，特别是在支柱靠近转动轴的端部，彼此相互连接。8.根据权利要求7所述的转子，其特征在于，所述支柱(25，26，27，3...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·特尔纳，马里奥·谢科尔，
申请(专利权)人：ECP发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE