具有蜗形壳体的流体泵制造技术

本发明专利技术涉及流体泵(1)，制造流体泵(1)的方法和操作流体泵(1)的另一方法，其中流体泵(1)包括壳体(2)，壳体(2)具有用于接收流体(F)的入口开口(31)，用于排出流体(F)并包围叶轮(4)的出口开口(32)，叶轮(4)在壳体(2)内旋转以将流体(F)从入口开口(31)泵送到出口开口(32)，以及用于驱动叶轮(4)的马达组装件，其中壳体(2)成形为建立360°转动角度的单个转动蜗形，从而提供从单个转动蜗形的0°转动角度处的流体进入点(21a)到位于360°转动角度的流体退出点(21c)周向围绕叶轮(4)进行定位的第一输送通道(21)，第一输送通道(21)连接至出口开口(32)，其中第一输送通道(21)在垂直于叶轮(4)的旋转平面(41)的径向方向(RD)上具有第一横截面区域(21F)，其中第一横截面区域(21F)的尺寸按照在进入点(21a)和退出点(21b)之间的转动角度的单调递增函数而增加，其中单调递增函数(MIF)在从第一转动角度(21b)到位于退出点(21b)的360°转动角度的第一转动角度间隔(21i)具有平均斜率，小于在从0°转动角度到第一转动角度(21b)的第二转动角度间隔(21s)的平均斜率，以增加至少在分配给第一转动角度间隔(21i)的第一输送通道(21)的区域中所输送流体(F)的速度。

A fluid pump with a worm shaped shell

The invention relates to a fluid pump (1), a method of making a fluid pump (1) and another method of operating a fluid pump (1), in which a fluid pump (1) includes a housing (2), a housing (2) having an entrance opening (31) for receiving a fluid (F), which is used to discharge an outlet opening (32) of a fluid (F) and a enclosure impeller (4), and the impeller (4) is rotated within the shell (2) to remove the fluid (F) from the fluid (F). \ The inlet opening (31) pump is sent to the outlet opening (32), and the motor assembly for driving the impeller (4), in which the shell (2) is formed as a single rotating worm that establishes a 360 degree angle of rotation, thus providing a fluid entry point (21a) from a 0 degree angle of rotation of a single rotating worm to a fluid exit point (21c) Zhou Xiangwei at the angle of rotation at 360 degrees. The first delivery channel (21) is positioned around the impeller (4), and the first conveying channel (21) is connected to the outlet opening (32), in which the first transmission channel (21) has a first cross section area (21F) on the radial direction (RD) perpendicular to the rotating plane (41) of the impeller (4), in which the size of the first cross section area (21F) is at the entry point (21a) and retreats. The monotonous increasing function of the rotation angle between the point (21b) is increased, in which the monotone increasing function (MIF) has an average slope at the first rotation angle interval (21i) from the first rotation angle (21b) to the 360 degree rotation angle at the exit point (21b), which is less than the second rotation angle interval from the 0 degree rotation angle to the first rotation angle (21b). The average slope of (21s) is to increase the speed at which the fluid (F) is transported at least in the area of the first delivery channel (21) allocated to the first rotation angle interval (21i).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有蜗形壳体的流体泵
本专利技术涉及一种具有蜗形壳体的流体泵，一种制造所述流体泵的方法，及一种操作所述流体泵的方法。
技术介绍
流体泵广泛用于不同的
，以通过输送系统从一点到另一点泵送流体。流体泵也可以用作用于长期支持的心室辅助装置(VAD)的旋转血液泵，其包括在血液泵内的叶轮，将血液从入口开口泵送到出口开口。主要应用仍是作为左心室辅助装置(LVAD)来支持体循环。近年来，所谓的连续流动装置已经完全取代了用于成人患者人群的脉动装置。这是由于许多原因，包括高功率密度(以更小的设备增加液压输出)，更高的耐用性及包括较少侵入性技术选项的更容易地植入。血液泵不能在代表随着时间流逝血液恒定流动的恒定工作点(布局点)操作，因为人类的血液流动随着时间强烈变化，而且还受到进一步的相关环境条件的影响。在开发作为长期辅助装置的旋转血液泵期间的主要挑战是用于这种操作的血液泵内的叶轮的轴承设计。一种方法是将转子完全悬浮在壳体中，以避免旋转部件和静止部件之间的机械接触。WO2014/000753A1给出了旋转式血液泵的一个例子。在正常操作过程中，叶轮必须保持在一定的位置或位置范围内以有效地输送血液。因此必须应用轴承来补偿力，例如，在操作过程中作用在叶轮上的流体动力。为了最小化轴承的功率消耗和/或简化轴承(例如，需要更少的轴承部件)时，在操作期间作用在叶轮上的力，特别是径向指向力，应尽可能小。血液作为泵送流体的有效原理也可应用于其他具有类似特性的流体。希望得到一种流体泵，其中至少在部分负载的操作期间作用在叶轮上的流体动力的径向指向力比根据现有技术的流体泵小。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种流体泵，其中至少在部分负载的操作期间作用在叶轮上的流体动力的径向指向力比根据现有技术的流体泵小。这个目的通过一种用于输送流体的流体泵来解决。该流体泵包括壳体，壳体具有用于接收流体的入口开口，用于排出流体并包围叶轮的出口开口，叶轮在壳体内旋转以将流体从入口开口泵送到出口开口；以及驱动叶轮的马达组装件，其中壳体成形为建立360°转动角度的单个转动蜗形，以提供第一输送通道，第一输送通道从在单个转动蜗形的0°转动角度的流体进入点到在单个转动蜗形的360°转动角度的流体退出点周向围绕叶轮进行定位，第一输送通道连接到出口开口，其中，第一输送通道在垂直于叶轮的旋转平面的径向方向上具有第一横截面区域，其中第一横截面区域的尺寸按照进入点和退出点之间的转动角度的单调递增函数而增大，其中单调递增函数从第一转动角度到在退出点的360°转动角度的第一转到角度间隔中具有平均斜率，平均斜率小于在0°转动角度与第一转动角度之间的第二转动角度间隔中的平均斜率，以增大至少在分配给第一转动角度间隔的第一输送通道的区域中的所输送的流体的速度。这里术语“流体”表示适于用根据本专利技术的流体泵泵送的任何流体，特别是粘度大于2mPa*s的粘胶流体。在另一个实施例中，粘度还小于5mPa*s。在又一个实施例中，流体是血液。血液通常具有3.6mPa*s的粘度。术语“单个转动蜗形”表示面向所输送的流体的壳体内部形状，其中第一输送通道布置在围绕叶轮的一个单个转动中，从作为单个转动的起始点(也表示一个完整(单个)转动的0°转动角度)的蜗形舌部延伸至终点(也表示一个完整(单个)转动的360°转动角度)，其中第一输送通道进入出口开口或进入与出口开口连接的另一个通道。第一输送通道或蜗形舌部的起始点也表示流体进入点。恰好在0°转动角度(这是蜗形舌部面向所输送流体的边缘的位置)处，横截面区域的尺寸几乎为零。这里，术语“几乎为零的尺寸”表示一个尺寸，该尺寸不存在或者对于流体来说太小而不能通过，或者代表对于不影响壳体内的流动条件的流体而言可忽略不计的通过率。为了避免任何误解，流体可以退出包括叶片的叶轮，叶片以在0°转动角度和360°转动角度之间的任何位置处输送流体，其中在0°转动角度处的流体进入点表示第一点，其中流体可以进入输送通道，以围绕叶轮流动并在一个单个转动中在流体退出点离开输送通道。在一个实施例中，叶片可以布置在承载永磁体的叶轮本体的顶部，以便由马达组装件驱动，马达组装件包括电磁体，以便将驱动力施加到叶轮。旋转轴表示叶轮的旋转轴线，其中叶轮的旋转平面垂直于旋转轴。在一个实施例中，入口开口布置在叶轮的中心。在另一个实施例中，叶轮布置成通过叶轮向输送通道输送流体，叶轮包括顶板和底板，在顶板和底板具有输送布置有输送流体的叶片。这里顶板或底板可以包括永磁体，以便由马达组装件驱动，马达组装件包括电磁体，以便向叶轮施加驱动力。第一输送通道的第一横截面区域表示第一输送通道的在沿着叶轮的径向方向看去的区域，该第一横截面区域还布置成垂直于叶轮的旋转平面。横截面区域可具有任何合适的形状，从而提供平行于和垂直于叶轮的旋转轴线具有相同尺寸的输送通道。根据具体应用和流体，横截面区域可以是矩形，椭圆形或圆形区域。第一横截面区域的尺寸从0°转动角度到360°转动角度连续地(单调地)递增。横截面区域的尺寸的递增描述为取决于从0°转动角度到360°转到角度范围的转动角度的尺寸的函数。这个尺寸函数表示为单调递增函数。术语“单调”表示这样的事实，作为转动角度的函数的尺寸将是恒定的或随着转动角度而增大的。尺寸的随着转动角度的单调递增函数不包括任何间隔，其中随着从流体进入点到流体退出点的输送通道，尺寸减小。从0°转动角度到360°转动角度的单调增加函数分成两部分，在0°转动角度与第一转动角度之间的第二转动角度间隔，及随后的从第一转动角度到360°转动角度的第一转动角度间隔，360°转动角度对应于所传输的流体从单个转动蜗形出来的退出点。单调递增函数可以具有任何形状，其中在从第一转动动角度到在退出点处的360°转动角度的第一转动角度间隔的平均斜率小于在0°转动角度和第一转动角度之间的第二转动角度间隔的平均斜率。单调递增函数可以由两条直线组成，其中连接第一转动角度和360°转动角度的第一直线的斜率小于连接0°转动角度和第一转动角度的第二直线的斜率，其中在第一转动角度间隔内的平均斜率等于第一直线的斜率，对于第二直线也是如此。在一个实施例中，单调增加函数可以在第二转动角度间隔内具有凸形形状，并且在第一转动角度间隔内具有另一形状，例如，具有小于第二转动角度间隔的凸线的平均斜率的恒定斜率的直线。术语凸形形状表示一个函数，其二阶导数为正。在其他实施例中，单调递增函数可以具有除了满足如上所述的斜率条件的直线之外的其它形状。在另一个实施例中，无论单调递增函数在第二转动角度间隔内的形状如何，单调递增函数在第一转动角度与360°转动角度之间的第一转动角度间隔内具有凹形形状。术语凹形形状表示一个函数，其二阶导数为负。凹形形状是与凸形形状相反的形状。在任何情况下，第一转动角度表示小于360°的任何合适的转动角度，以能够限定第一转动角度与360°转动角度之间的间隔的长度大于0。由于叶轮包括对称布置的叶片，将流体从入口开口输送到出口开口，因此每转动角度间隔离开叶轮的流体体积大致相等，第一输送通道的横截面区域必须至少线性地增加作为转动角度的函数以提供以恒定速度流动的流体，其中线性增加的斜率取决于设计流率。通过增加每转动角度小于线性增加的横截面区域，流体的压力将下降，导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流体泵(1)，用于输送流体(F)，所述流体泵(1)包括壳体(2)，所述壳体(2)具有用于接收流体(F)的入口开口(31)；用于排出流体(F)并包围叶轮(4)的出口开口(32)，所述叶轮(4)在所述壳体(2)内旋转以将流体(F)从所述入口开口(31)泵送到所述出口开口(32)；以及马达组装件，用于驱动所述叶轮(4)，其中，所述壳体成形为建立360°转动角度的单个转动蜗形，以提供第一输送通道(21)，所述第一输送通道(21)从在所述单个转动蜗形的0°转动角度的流体进入点到在360°转动角度的流体退出点周向围绕所述叶轮(4)进行定位，所述第一输送通道(21)连接到所述流体出口开口(32)，其中，所述第一输送通道(21)在垂直于所述叶轮(4)的旋转平面(41)的径向方向(RD)上具有第一横截面区域(21F)，其中所述第一横截面区域(21F)的尺寸按照进入点(21a)和退出点(21b)之间的转动角度的单调递增函数(MIF)而增大，且所述单调递增函数(MIF)从第一转动角度(21b)到在所述退出点(21b)的360°转动角度在第一转动角度间隔(21i)中具有平均斜率，所述平均斜率小于0°转动角度与所述第一转动角度(21b)之间在第二转动角度间隔(21s)中的平均斜率，以增大至少在分配给所述第一转动角度间隔(21i)的第一输送通道(21)的区域(211)中的所输送的流体(F)的速度。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.05 EP 15193212.61.一种流体泵(1)，用于输送流体(F)，所述流体泵(1)包括壳体(2)，所述壳体(2)具有用于接收流体(F)的入口开口(31)；用于排出流体(F)并包围叶轮(4)的出口开口(32)，所述叶轮(4)在所述壳体(2)内旋转以将流体(F)从所述入口开口(31)泵送到所述出口开口(32)；以及马达组装件，用于驱动所述叶轮(4)，其中，所述壳体成形为建立360°转动角度的单个转动蜗形，以提供第一输送通道(21)，所述第一输送通道(21)从在所述单个转动蜗形的0°转动角度的流体进入点到在360°转动角度的流体退出点周向围绕所述叶轮(4)进行定位，所述第一输送通道(21)连接到所述流体出口开口(32)，其中，所述第一输送通道(21)在垂直于所述叶轮(4)的旋转平面(41)的径向方向(RD)上具有第一横截面区域(21F)，其中所述第一横截面区域(21F)的尺寸按照进入点(21a)和退出点(21b)之间的转动角度的单调递增函数(MIF)而增大，且所述单调递增函数(MIF)从第一转动角度(21b)到在所述退出点(21b)的360°转动角度在第一转动角度间隔(21i)中具有平均斜率，所述平均斜率小于0°转动角度与所述第一转动角度(21b)之间在第二转动角度间隔(21s)中的平均斜率，以增大至少在分配给所述第一转动角度间隔(21i)的第一输送通道(21)的区域(211)中的所输送的流体(F)的速度。2.根据权利要求1所述的流体泵(1)，其特征在于，所述单调递增函数(MIF)在所述第一转动角度间隔(21i)中具有凹形形状。3.根据权利要求2所述的流体泵(1)，其特征在于，所述第一转动角度(21b)定位在所述单个转动蜗形的270°转动角度处，优选地在180°转动角度处。4.根据任一前述权利要求所述的流体泵(1)，其特征在于，所述单调递增函数(MIF)的所述第一转动角度(21b)表示所述单调递增函数(MIF)的拐点。5.根据任一前述权利要求所述的流体泵(1)，其特征在于，所述单调递增函数(MIF)在所述0°转动角度与所述第一转动角度(21b)之间至少线性地增加。6.根据权利要求5所述的流体泵(1)，其特征在于，所述单调递增(MIF)函数在所述0°转动角度与所述第一转动角度(21b)之间具有凸形形状。7.根据任一前述权利要求所述的流体泵(1)，其特征在于，所述第一横截面区域(21)在360°和180°的转动角度处的尺寸之间的比率小于1.33。8.根据任一前述权利要求所述的流体泵(1)，其特征在于，所述壳体(2)还成形以提供围绕所述叶轮(4)的第二输送通道(22)，所述第二输送通道(22)布置在所述第一输送通道(21)与所述叶轮(4)之间，其中所述第二输送通道(22)在垂直于所述叶轮(4)的旋转平面(41)的径向方向上具有第二横截面区域(22F)，其中所述第二横截面区域(22F)在所述单个转动蜗形的流体进入点(21a)处的尺寸大于预定的最小尺寸。9.根据权利要求8所述的流体泵(1)，其特征在于，所述第二输送通道(22)在所述叶轮(4)的径向方向(RD)上具有为叶轮(4)的半径(4r)的至少5％，优选地至少7％，更优选地至少10％的宽度(22W)。10.根据权利要求8或9所述的流体泵(1)，其特征在于，所述第二横截面区域(22F)从在所述单个转动蜗形的0°转动角度的所述流体进入点(21a)至在360°转动角度的所述流体退出点(21c)的尺寸恒定。11.根据任一前述权利要求所述的流体泵(1)，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯·亨泽勒，罗兰德·格雷费，
申请(专利权)人：兰英之心有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE