【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】心脏泵驱动器和轴承相关申请的交叉引用本申请要求2017年4月5日提交的美国临时专利申请No.62/482,048，和2017年7月31日提交的美国临时专利申请No.62/539,083的权益和优先权，上述每个美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文中。
本专利技术涉及一种心脏泵，尤其涉及一种包含改善的流动特性的心脏泵。
技术介绍
在本说明书中，对任何先前出版物(或从其获得的信息)或任何已知问题的引用均不是，也不应该被视为承认或认可或以任何形式暗示先前出版物(或从其获得的信息)或已知问题构成了本说明书所涉领域的公知常识。随着普通人群的年龄增长以及用于心脏移植的供体器官数量仍然有限，基于旋转叶轮的机械泵在治疗心力衰竭方面的应用正在增加。设备可被用于将患者桥接至心脏移植以康复或实际上作为替代的目的。WO2004098677和WO2006053384A1均描述了以相同速度旋转的双侧叶轮，叶轮的每一侧分别被配置为辅助左右心脏。这有效地引入了关于独立控制并因此平衡从设备的左侧和右侧流出的能力的固有问题，即，叶轮转速的增加将使两个腔体的流出量相应地增加。WO2006053384A1通过引入使旋转的叶轮在腔体内轴向移位从而同时更改设备每一侧的相对效率的能力，解决了这一问题。然而，当激活用于实现该轴向移位的控制方法时，此类泵需要使用来自压力传感器等的反馈信号来主动控制和维持所需的设定轴向位置。这种控制方法将固有地消耗过多量的电功率，并引入与血液接触传感器的长期可靠性有关的问题。US-8...
【技术保护点】
1.一种心脏泵，包含：/na)限定腔体的外壳，所述腔体包含：/ni)至少一个与腔体的轴线对准的入口；以及，/nii)至少一个被设置在所述腔体的圆周外壁中的出口；/nb)设置在所述腔体内的叶轮，所述叶轮包含转子和安装在所述转子上的叶片，用于将流体从所述入口径向向外推动到所述出口；/nc)驱动器，用于在所述腔体中旋转所述叶轮，所述驱动器包含：/ni)多个周向间隔开的永久驱动器磁体，其被安装在所述转子的第一面内并紧邻所述转子的第一面；以及，/nii)多个周向间隔开的驱动器线圈，其被安装在所述外壳内，靠近紧邻所述腔体的第一端，每个线圈缠绕在驱动器定子的相应的驱动器定子极上，并且与所述驱动器磁体基本径向对准，所述驱动器线圈被配置为产生与所述驱动器磁体协作的驱动器磁场，/n从而使所述叶轮旋转；以及，/nd)磁性轴承，包含：/ni)第一和第二环形磁性轴承构件，安装在所述转子的第二面内并紧邻所述转子的第二面，第一磁性轴承构件被设置在第二磁性轴承构件的径向外侧；/nii)多个沿周向间隔开的基本为U形的轴承定子，其被安装在所述外壳中且紧邻所述腔体的第二端，每个U形的轴承定子具有第一和第二轴承定子腿，所述第...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170405 US 62/482,048;20170731 US 62/539,0831.一种心脏泵，包含：
a)限定腔体的外壳，所述腔体包含：
i)至少一个与腔体的轴线对准的入口；以及，
ii)至少一个被设置在所述腔体的圆周外壁中的出口；
b)设置在所述腔体内的叶轮，所述叶轮包含转子和安装在所述转子上的叶片，用于将流体从所述入口径向向外推动到所述出口；
c)驱动器，用于在所述腔体中旋转所述叶轮，所述驱动器包含：
i)多个周向间隔开的永久驱动器磁体，其被安装在所述转子的第一面内并紧邻所述转子的第一面；以及，
ii)多个周向间隔开的驱动器线圈，其被安装在所述外壳内，靠近紧邻所述腔体的第一端，每个线圈缠绕在驱动器定子的相应的驱动器定子极上，并且与所述驱动器磁体基本径向对准，所述驱动器线圈被配置为产生与所述驱动器磁体协作的驱动器磁场，
从而使所述叶轮旋转；以及，
d)磁性轴承，包含：
i)第一和第二环形磁性轴承构件，安装在所述转子的第二面内并紧邻所述转子的第二面，第一磁性轴承构件被设置在第二磁性轴承构件的径向外侧；
ii)多个沿周向间隔开的基本为U形的轴承定子，其被安装在所述外壳中且紧邻所述腔体的第二端，每个U形的轴承定子具有第一和第二轴承定子腿，所述第一和第二轴承定子腿分别与所述第一和第二磁性轴承构件相互作用；以及，
iii)在每个轴承定子上的至少一个轴承线圈，所述轴承线圈产生磁场，该磁场与所述磁性轴承构件协作，从而实现以下操作至少之一：
(1)控制所述叶轮的轴向位置；以及，
(2)至少部分限制所述叶轮的径向运动。
2.根据权利要求1所述的心脏泵，其中：
a)所述第一和第二轴承定子腿分别与所述第一和第二磁性轴承构件基本磁体对准；
b)所述第一和第二轴承定子腿分别与所述第一和第二磁性轴承构件基本径向对准；
c)所述第一和第二轴承定子分别与所述第一和第二磁性轴承构件协作，从而当所述轴承定子腿与所述磁性轴承构件基本对准时，来自单个轴承的径向力约为0N-2N；
d)所述第一和第二轴承定子腿中至少一个相对于第一和第二磁性轴承构件中的对应的一个径向偏移一段距离，该距离为下面至少之一：
i)少于1mm；
ii)少于0.5mm；以及，
iii)少于0.2mm。
3.根据权利要求1或2所述的心脏泵，其中：所述驱动器定子包含软磁复合芯，该软磁复合芯包含从环形驱动器定子轭沿轴向方向延伸的多个驱动器定子极。
4.根据权利要求3所述的心脏泵，其中，所述驱动器定子轭的厚度至少为以下之一：
a)在1mm至2.5mm之间；
b)约1.75mm。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的心脏泵，其中，所述驱动器定子极是以下至少之一：
a)楔形的；
b)三角形的；以及，
c)梯形的。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的心脏泵，其中，相邻的驱动器定子极由槽隔开，该槽具有以下至少之一：
a)至少下列之一的宽度：
i)在4mm至7.4mm之间；
ii)约6mm；以及，
b)至少下列之一的深度：
i)在4mm至14mm之间；
ii)约11.25mm。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的心脏泵，其中，所述驱动器定子具有以下至少之一：
a)至少为如下之一的内半径：
i)在14mm至18mm之间；以及，
ii)约16mm；以及，
b)至少为如下之一的外半径：
i)在22mm至25mm之间；以及，
ii)约24.5mm。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的心脏泵，其中，每个驱动器磁体具有如下至少之一：
a)为如下至少之一的相交角度：
i)在15°至36°之间；以及，
ii)约25°；以及，
b)至少为以下之一的厚度：
i)在0.8mm至3mm之间；
ii)约2.6mm。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的心脏泵，其中，每个驱动器磁体都安装在环形转子驱动器轭上。
10.根据权利要求9所述的心脏泵，其中，心脏泵包含形成转子驱动器轭和转子轴承轭的公共轭。
11.根据权利要求9或10所述的心脏泵，其中，所述转子驱动器轭厚度至少为以下之一：
a)在1mm至5mm之间；以及，
b)在1.5mm至2.5mm之间；以及，
c)约1.9mm。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的心脏泵，其中：
a)驱动器磁体的数量至少为以下之一：
i)8；
ii)10；
iii)14；以及，
iv)16；以及，
b)定子极数至少为以下之一：
i)12；
ii)15；以及，
iii)18。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的心脏泵，其中，所述驱动器包含12个转子极，所述12个转子极被构成为以下至少一项：
a)一个三相马达；以及，
b)两个三相马达。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的心脏泵，其中，所述驱动器包含使用三角形配置和星形配置中的至少一种连接的多个线圈。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的心脏泵，其中，所述驱动器和转子配置成使得以下至少一项：
a)所述转子的所述第一面与所述腔体的所述第一端之间的间隔为以下至少之一：
i)在使用中，2mm至5mm之间；
ii)在使用中，2mm至3mm之间；以及，
iii)在使用中，大约2.3mm；
b)驱动器定子极面和驱动器磁体面之间的间隔至少为以下之一：
i)在使用中，2.5mm至6mm之间；
ii)在使用中，2.5mm至4mm之间；以及，
iii)在使用中，大约3.2mm；
c)驱动器定子磁轭和驱动器磁轭之间的间隔至少为以下之一：
i)在使用中，7mm至25mm之间；
ii)在使用中，8mm至20mm之间；以及，
iii)在使用中，大约17mm；以及，
d)驱动器定子极面与驱动器磁轭之间的间隔至少为以下之一：
i)在使用中，4mm至8mm之间；
ii)在使用中，4.5mm至7mm之间；以及，
iii)在使用中，大约5.8mm。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的心脏泵，其中，所述转子的所述第一面与所述腔体的所述第一端之间的间隔为以下至少之一：
a)在使用中，至少2.3mm；以及，
b)在使用中，足以容纳所述叶轮的轴向运动。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的心脏泵，其中，所述叶片安装在所述转子的所述第一面上且在所述转子的所述第一面与所述腔体的所述第一端之间，并且其中所述叶片的高度至少为以下之一：
a)在1.5mm至5mm之间；
b)在1.5mm至2.5mm之间；
c)在1.8mm至2.2mm之间；
d)约2mm。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的心脏泵，其中，每个轴承定子腿至少具有以下中的一个：
a)至少为下列之一的宽度：
i)在2mm至4mm之间；
ii)针对所述第一轴承定子腿的约3.6mm；以及，
iii)针对所述第二轴承定子腿的约2.9mm；以及，
b)至少为如下之一的长度：
i)在5mm至35mm之间；以及，
ii)约14.8mm。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的心脏泵，其中，所述至少一个轴承线圈被缠绕在所述第一轴承定子腿上。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的心脏泵，其中，至少一个轴承定子腿至少在所述轴承定子腿的一端附近比相应的磁性轴承构件窄。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的心脏泵，其中，至少一个轴承定子腿靠近所述轴承定子腿的一端向内渐缩。
22.根据权利要求21所述的心脏泵，其中，渐缩部至少具有以下之一：
a)至少为如下之一的高度：
i)在0mm至10mm之间；以及，
ii)约5mm；
b)至少为如下之一的宽度：
i)在0mm至4mm之间；以及，
ii)在0.5mm至2mm之间。
23.根据权利要求21或22所述的心脏泵，其中，所述渐缩部被构造成以下至少之一：
a)朝向磁性轴承构件的中心线；以及，
b)使得当所述转子从中心径向位置径向偏移时，来自单个轴承的径向回复力增加。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的心脏泵，其中，所述第一和第二磁性轴承构件中的至少一个包含环形永久轴承磁体。
25.根据权利要求1至24中任一项所述的心脏泵，其中，所述第一和第二磁性轴承构件中的至少一个包含环形铁构件。
26.根据权利要求1至25中任一项所述的心脏泵，其中，第一和第二磁性轴承构件中的至少一个具有以下至少之一：
a)至少为以下之一的厚度：
i)在1mm至3mm之间；以及，
ii)约2.4mm；以及，
b)至少为以下之一的宽度：
i)在3mm至4.5mm之间；
ii)约2.5mm；以及，
iii)约3.5mm。
27.根据权利要求1至26中任一项所述的心脏泵，其中，第一和第二磁性轴承构件被设置在共同的环形叠片或实心铁轴承转子轭上。
28.根据权利要求27所述的心脏泵，其中，所述轴承转子轭至少具有以下中的一项：
a)至少为以下之一的宽度：
i)在10mm至13mm之间；以及，
ii)约11mm；以及，
b)至少为以下之一的厚度：
i)在1mm至5mm之间；以及，
ii)在1.5mm至2.5mm之间；以及，
iii)约1.9mm。
29.根据权利要求1至28中任一项所述的心脏泵，其中，所述第一和第二磁性轴承构件中的至少一个朝向所述第二转子面向内渐缩。
30.根据权利要求29所述的心脏泵，其中，所述渐缩部被构造成至少以下之一：
a)朝向磁性轴承构件的中心线；以及，
b)使得当所述转子从中心径向位置径向偏移时，来自单个轴承的径向回复力增加。
31.根据权利要求29或30所述的心脏泵，其中，所述第一和第二磁性轴承构件中的至少一个包含渐缩铁靴。
32.根据权利要求1至31中任一项所述的心脏泵，其中，所述第二轴承定子腿是渐缩的，并且所述第二磁性轴承构件包含永磁体。
33.根据权利要求32所述的心脏泵，其中，所述第一轴承定子腿基本上没有渐缩，并且所述第一轴承磁性构件是环形铁构件。
34.根据权利要求32所述的心脏泵，其中，所述第一轴承定子腿是渐缩的，并且所述第一轴承磁性构件是环形的永磁体。
35.根据权利要求1至34中任一项所述的心脏泵，其中，心脏泵提供至少部分左心室功能。
36.根据权利要求1至35中任一项所述的心脏泵，其中，心脏泵提供至少部分右心室功能。
37.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·蒂姆斯，M·克林海耶，N·格雷特雷克斯，A·菲拉托夫，
申请(专利权)人：毕瓦克公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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