一种磁悬浮轴向端部双电机血泵的磁悬浮增压驱动总成制造技术

本发明专利技术公开了一种磁悬浮轴向端部双电机血泵的磁悬浮增压驱动总成，包括第一磁驱动装置、第二磁驱动装置和磁悬浮装置；第一磁驱动装置包括第一定子铁芯和第一定子线圈，第二磁驱动装置包括第二定子铁芯和第二定子线圈；磁悬浮装置包括转子和中间轴，中间轴内设有环形的第一永磁组件，转子包括叶轮，叶轮内沿径向方向依次设有环形的第二永磁组件和第三永磁组件，第一永磁组件和第二永磁组件同性磁极相对而排斥，第一定子线圈产生的第一电磁力方向与转子旋转的切线方向之间形成第一夹角，第二定子线圈产生的第二电磁力方向与转子旋转的切线方向之间形成第二夹角。本发明专利技术结构体积更小，使用成本低，且能够保证转子更加稳定的处于悬浮状态。于悬浮状态。于悬浮状态。

【技术实现步骤摘要】
一种磁悬浮轴向端部双电机血泵的磁悬浮增压驱动总成


[0001]本专利技术涉及生物医药产业
，具体涉及一种医疗器械的研究，更具体的涉及一种磁悬浮轴向端部双电机血泵的磁悬浮增压驱动总成。

技术介绍

[0002]在生物医药产业
，针对心力衰竭的研究越来越多，心力衰竭(heart failure)简称心衰，是指由于心脏的收缩功能和(或)舒张功能发生障碍，不能将静脉回心血量充分排出心脏，导致静脉系统血液淤积，动脉系统血液灌注不足，从而引起心脏循环障碍症候群，此种障碍症候群集中表现为肺淤血、腔静脉淤血。人工心脏作为用于弥补或代替心脏的泵血功能，为原本救治无望的心源性休克和心力衰竭患者提供了一种新的医疗手段。
[0003]人工心脏大致历经三代：第一代人工心脏采用搏动式血泵，通过泵内腔体积变化，模拟心脏运动，输出搏动流，将血液从左心室送入主动脉，达到辅助心室的效果。但是这一代人工心脏的植入具有高侵入性，并且机械故障率高，由于机械结构的影响，其血液相容性低。
[0004]第二代人工心脏采用轴流旋转式血泵，具有机械轴承，通过叶轮的旋转输出定常流，将血液从左心室送入主动脉，达到辅助心室的作用，这一代人工心脏体积大大减小，让血泵能够植入人胸腔，相比起第一代血泵只能植入腹腔来说，大大减少了病人的痛苦，增加病人的生活质量。然而这类血泵大部分还是植入腹腔，只有少部分植入胸腔，植入方式依然具有高侵入性。血泵工作时，血液浸没轴承，高速旋转的轴承造成血液损伤，降低了整个装置的血液相容性。
[0005]第三代人工心脏采用悬浮式旋转血泵，它又分为液力悬浮泵和磁悬浮泵，虽然液力悬浮泵体积较小，降低侵入性，但它主要是利用流体在减缩结构上产生的动压悬浮，在低转速时无法悬浮，血液相容性也并没有之前预计的那么优秀。因此，磁悬浮泵应运而生，磁悬浮泵转子和四周没有接触，能避免轴承摩擦对血液的损伤，血液相容性好，并且体积不大，可植入胸腔，是目前性能最好的血泵。
[0006]如在公开号为CN113663212A的专利技术专利申请中公开了一种二自由度电磁控制磁悬浮离心泵心脏辅助装置，该装置包括第一壳体，第一壳体内安装有磁悬浮离心泵，磁悬浮离心泵包括定子磁芯、磁悬浮线圈、驱动线圈和转子安装筒，定子磁芯的内侧壁上成对设置有径向内凸的内凸磁极，内凸磁极上缠绕有磁悬浮线圈，转子安装筒的周壁面上套装有驱动线圈，驱动线圈套装在定子磁芯内，且驱动线圈由成对设置的内凸磁极夹持，转子安装筒具有转子腔，转子腔内安装有转子体，转子体内包埋有呈环状的转子磁极和环状的感应磁环。该装置工作时，驱动线圈的三相绕组顺序馈电产生旋转磁场进而驱动转子体的高速旋转，而磁悬浮线圈馈电时则产生径向磁场与转子体磁极的磁力相互作用，进而调节转子体的径向位置，现有技术中的磁悬浮血泵多数采用上面的结构，即其中一个线圈来控制转子的转动，而另一个线圈则控制转子的悬浮，同时采用的是一个定子的结构形式，现有技术中
这种两个线圈一个定子的结构形式存在体积较大，使用成本高且转子悬浮状态不稳定的情况。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的上述不足，本专利技术要解决的技术问题是：如何提供一种结构体积更小，使用成本低，且能够保证转子更加稳定的处于悬浮状态的磁悬浮轴向端部双电机血泵的磁悬浮增压驱动总成。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种磁悬浮轴向端部双电机血泵的磁悬浮增压驱动总成，包括第一磁驱动装置、第二磁驱动装置和磁悬浮装置，所述第一磁驱动装置和所述第二磁驱动装置分别位于所述磁悬浮装置的轴向两侧；所述第一磁驱动装置包括第一定子铁芯、以及沿周向均匀分布在所述第一定子铁芯上的多个第一定子线圈，所述第二磁驱动装置包括第二定子铁芯、以及沿周向均匀分布在所述第二定子铁芯上的多个第二定子线圈，所述第一定子线圈和所述第二定子线圈内均通入三相交流电，以使得所述第一定子线圈和所述第二定子线圈均能产生旋转磁场；所述磁悬浮装置包括同轴设置的转子和中间轴，所述中间轴与所述第二磁驱动装置连接，所述转子环绕所述中间轴设置，所述中间轴内设有环形的第一永磁组件，所述转子包括叶轮，所述叶轮内沿径向方向依次设有环形的第二永磁组件和第三永磁组件，所述第一永磁组件和所述第二永磁组件同性磁极相对而排斥，且所述第一永磁组件和所述第二永磁组件之间的排斥力大于所述转子的重力，以使得所述转子径向悬浮并与所述中间轴之间具有径向间隙；所述第一定子线圈产生的旋转磁场对所述第三永磁组件产生的第一电磁力方向与所述转子旋转的切线方向之间形成第一夹角，以使得该第一电磁力能够分解为轴向方向的作用力以及沿所述转子旋转的切线方向的作用力；所述第二定子线圈产生的旋转磁场对所述第三永磁组件产生的第二电磁力方向与所述转子旋转的切线方向之间形成第二夹角，以使得该第二电磁力能够分解为轴向方向的作用力以及沿所述转子旋转的切线方向的作用力；且所述第一夹角和所述第二夹角均大于0
°
且方向相同大小相等。
[0009]本方案中，以转子旋转轴线所在的方向为轴向，与转子轴线垂直的方向为径向。
[0010]本专利技术的工作原理是：本专利技术的磁悬浮增压驱动总成在使用时，在径向方向，由于设置在中间轴内部的第一永磁组件和设置在叶轮上的第二永磁组件为同性磁极相对而相互排斥的状态，同时第一永磁组件和第二永磁组件之间的排斥力大于转子的重力（具体设计时，第一永磁组件和第二永磁组件之间的排斥力远远大于转子的重力，由此使得转子的重力可以忽略不仅），由于中间轴是与第二磁驱动装置连接的，故中间轴在径向方向处于静止状态，此时利用第一永磁组件和第二永磁组件之间的排斥力可以使得转子在径向方向也处于静止状态，且该排斥力还使得中间轴和转子之间具有径向间隙，由此实现转子的径向悬浮效果。同时，此时中间轴的第一永磁组件类似于传统电机轴承的内圈部分，而第二永磁组件则类似于轴承的外圈部分，由此本专利技术中轴承的内圈和外圈部分完全分离，从而使得转子可以达到更高的转速。
[0011]而在实现转子的轴向悬浮和旋转的效果时，分别向第一磁驱动装置的第一定子线圈和第二磁驱动装置的第二定子线圈内通入三相交流电，从而使得第一定子线圈和第二定
子线圈均能产生旋转磁场，第一定子线圈和第二定子线圈产生的旋转磁场同时作用在转子的第三永磁组件上，其中，第一定子线圈产生的旋转磁场对第三永磁组件产生的第一电磁力方向与转子旋转的切线方向之间形成第一夹角，此时第一定子线圈的旋转磁场对第三永磁组件产生的第一电磁力将分解为沿转子旋转的切线方向的作用力和轴向方向的作用力，第二定子线圈产生的旋转磁场对第三永磁组件产生的第二电磁力方向与转子旋转的切线方向之间形成第二夹角，此时第二定子线圈的旋转磁场对第三永磁组件产生的第二电磁力将分解为沿转子旋转的切线方向的作用力和轴向方向的作用力，此时，第一电磁力沿转子旋转的切线方向的作用力和第二电磁力沿转子旋转的切线方向的作用力将共同推动转子旋转，同时第一电磁力沿轴向方向的作用力和第二电磁力沿轴向方向的作用力将同时对转子实现向中间推或向两侧拉的效果，由于两个沿轴向方向的力相同，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮轴向端部双电机血泵的磁悬浮增压驱动总成，其特征在于，包括第一磁驱动装置、第二磁驱动装置和磁悬浮装置，所述第一磁驱动装置和所述第二磁驱动装置分别位于所述磁悬浮装置的轴向两侧；所述第一磁驱动装置包括第一定子铁芯、以及沿周向均匀分布在所述第一定子铁芯上的多个第一定子线圈，所述第二磁驱动装置包括第二定子铁芯、以及沿周向均匀分布在所述第二定子铁芯上的多个第二定子线圈，所述第一定子线圈和所述第二定子线圈内均通入三相交流电，以使得所述第一定子线圈和所述第二定子线圈均能产生旋转磁场；所述磁悬浮装置包括同轴设置的转子和中间轴，所述中间轴与所述第二磁驱动装置连接，所述转子环绕所述中间轴设置，所述中间轴内设有环形的第一永磁组件，所述转子包括叶轮，所述叶轮内沿径向方向依次设有环形的第二永磁组件和第三永磁组件，所述第一永磁组件和所述第二永磁组件同性磁极相对而排斥，且所述第一永磁组件和所述第二永磁组件之间的排斥力大于所述转子的重力，以使得所述转子径向悬浮并与所述中间轴之间具有径向间隙；所述第一定子线圈产生的旋转磁场对所述第三永磁组件产生的第一电磁力方向与所述转子旋转的切线方向之间形成第一夹角，以使得该第一电磁力能够分解为轴向方向的作用力以及沿所述转子旋转的切线方向的作用力；所述第二定子线圈产生的旋转磁场对所述第三永磁组件产生的第二电磁力方向与所述转子旋转的切线方向之间形成第二夹角，以使得该第二电磁力能够分解为轴向方向的作用力以及沿所述转子旋转的切线方向的作用力；且所述第一夹角和所述第二夹角均大于0
°
且方向相同大小相等。2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴向端部双电机血泵的磁悬浮增压驱动总成，其特征在于，所述第一定子铁芯包括若干个呈环形结构且内径依次增大的第一定子铁磁片，各所述第一定子铁磁片同轴线设置，且各所述第一定子铁磁片的径向端面均与相邻的所述第一定子铁磁片的径向端面贴合，以使得所述第一定子铁芯整体呈径向叠片的结构形式；所述第二定子铁芯包括若干个呈环形结构且内径依次增大的第二定子铁磁片，各所述第二定子铁磁片同轴线设置，且各所述第二定子铁磁片的径向端面均与相邻的所述第二定子铁磁片的径向端面贴合，以使得所述第二定子铁芯整体呈径向叠片的结构形式。3.根据权利要求1所述的磁悬浮轴向端部双电机血泵的磁悬浮增压驱动总成，其特征在于，所述叶轮包括叶轮体和叶轮盖，在所述叶轮体朝向所述第二磁驱动装置的一侧开设有环形的第一凹槽和多个第二凹槽，多个所述第二凹槽沿所述叶轮体的周向均布，所述第三永磁组件包括多个第三永磁体，且所述第三永磁体与所述第二凹槽一一对应并安装在所述第二凹槽内，所述第二永...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：重庆凯磁智能科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：