第一弹性材料制成的泵转子制造技术

本发明专利技术涉及一种具有至少一个叶片(19，20，22，29，30，31，32)的用于泵的转子(13)，所述转子可被驱动绕转动轴(21)转动，以便在轴向或径向方向输送流体，所述转子能够在第一径向压缩状态和转子在没有外力作用时采用的第二径向扩展状态之间在径向可逆弹性变形，并且提供了转子的第三状态，在该第三状态，在流体载荷作用下的泵送操作中，转子从第一状态变化超过第二状态。

【技术实现步骤摘要】
第一弹性材料制成的泵转子
本专利技术属于机械和精密机械领域，并且涉及用于流体泵的转子。
技术介绍
美国临时申请序列号61/364,559(代理人案号ECP27(1)US)、美国临时申请序列号61/364,595(代理人案号ECP27(2)US)和美国临时申请序列号61/364,578(代理人案号ECP28US)通过引用并入本文。这种泵可以不同方式用于不同领域。尤其在用于很难接近的环境时，为了将转子以压缩的状态带到使用地点并在那里扩展并运转，使用可压缩可扩展的转子是明智的。特殊的应用，例如迂回管道系统中的泵。这种泵的另一种特殊的应用出现在医疗领域。那里使用的泵尤其用于侵入领域，即，将泵引入到患者体内。已知用不同形式输送泵，例如作为导管泵，穿过正常身体脉管，例如血管，并在那里或例如也在心室中操作。对于这种特殊应用，相应的泵必须在径向直径上具有特别小的结构。为了将这种泵设计成易于压缩和扩展的，可以采用多种措施。例如，已知这种机械装置，将相应的泵转子上的叶片设计成可被铰接、可被径向扩展和折叠。也已知至少部分地由所谓的记忆材料构成的转子，所述转子响应环境温度而改变形状，并且以这种方式扩展或压缩。例如，US2008/0114339A1已知一种具有轮毂的可压缩和可扩展的转子(叶轮)，所述转子带有各种叶片。轮毂和叶片可由相同的弹性结构材料构成，使得叶片可在靠轮毂放置的压缩形态和径向扩展的展开形态之间移动。为此，需要材料具有高弹性。例如，提出了将特别柔韧的聚氨酯作为材料。基本上，也可使用弹性聚合物。r>基本上，上述文件中的转子应当在压缩形式和扩展形式之间变形，一方面在应力应变关系曲线的线性范围内并且另外在应力应变关系曲线的非线性范围内，以便能进行必要的大变形行程。
技术实现思路
从现有技术出发，本专利技术的目的在于，制造上述类型的转子，即可以很大程度地压缩和扩展，并且即使重复的压缩和扩展也不会出现永久的材料变化。所述目的通过本专利技术的以下特征实现：一种具有至少一个叶片的用于泵的转子，所述转子可被驱动绕转动轴转动，以便在轴向或径向方向输送流体，并且所述转子在第一径向压缩状态和转子在没有外力作用时采用的第二径向扩展状态之间在径向可逆弹性变形，并且提供了转子的至少一个第三状态，在该第三状态，流体载荷作用下的泵送操作中，转子从第一状态变形超过第二状态。为此，在为了输送流体，转子可被驱动绕转动轴转动，并在轴向或径向方向驱动流体的情况下，提供了在第一径向压缩状态和第二径向扩展状态之间能够可逆弹形变形的转子，并且尽可能使滞后最小化或最佳的是完全没有滞后。从而，第二状态为转子的无外力状态，即没有外力作用时退回的形态，并且普遍不依赖于该无外力状态是从压缩状态还是从扩展的第三状态达到。另外，提供转子的至少一个第三状态，其中泵在流体载荷作用下操作，即通过施加在转子上的流体反作用力，转子，从第一状态来看，经由第二状态并且以相同方向进一步变形。由于根据转动速度，可提供多个这种状态，因此提到了“至少”。然而具体而言，该第三状态可在实现泵的最大泵功率时的转速下出现。为此，例如转子，尤其是优选以一个或多个输送叶片构成的输送元件构成，使得转子或输送元件在操作时从第二状态，或更确切的说，第二状态的几何形状，在沿泵送操作的转动方向转动期间，向第三状态的方向变形。为此，实质上，转子和/或输送元件从第一状态进入第二状态的变形，以相同的方向继续，直至进入第三状态。有利地，每个输送元件由此从第二状态进一步径向展开，从而增加泵送操作期间的流体阻力。因此，在转子的浸湿面积最小的情况下，可实现最佳的压缩/泵作用。相比以第二状态转动，转子以第三状态的几何形状转动时具有较大的流体阻力。就泵送操作期间的转动来说，例如输送元件在第二状态，相对于假设的完全径向取向，朝泵送操作的转动方向枢转/倾斜。在泵送操作期间，其首先沿径向取向的方向变形，也可能更进一步发生变形。从而，可以确保即使输送元件处于最大径向取向，转子也不会触及环绕的外壳。外壳和转子的尺寸比可调整为能达到输送元件可能的最大径向取向和伸展范围的比值，使得在操作期间输送元件的最大展开处转子和外壳之间的泵间隙是最佳的。从而，泵的效率和/或泵功率及其溶血特性是最佳的。只要输送元件不会变形和/或不会枢转超过转子的最大展开和/或伸展的状态，即可确保操作中最佳的泵间隙，并且转子不会触及外壳。至于泵的输送元件在流体反向压力作用下变形超出最大取向范围并再次径向压缩时，情况并非如此。操作期间，这种泵具有增大的泵间隙，除非可以接受转子在特定状态下磨外壳。作为第一近似，由此认为，最小但非接触的泵间隙是最佳的，其中泵间隙保证最低的流动损失并且从而在规定的操作直径具有最佳的泵功率。然而，如果间隙宽度小于最小值，可预期会增加对血液的损伤，这是由于血细胞挤在泵间隙中，从而被损伤。就本专利申请而言，已经证明泵间隙在0.01mm和1mm之间，尤其是在0.01mm和0.3mm之间，或特别在0.03mm和0.1mm之间是恰当的。这些值涉及泵处于人体或动物体内的扩展操作状态。取值范围涉及转子的最远径向突出点与环绕外壳的相应点之间的最小间隔。由此，最小的间隔在纯径向(从转子轴开始)确定。“环绕外壳的相应的点”可理解为转子转动中转子的相应点可最靠近的外壳内部的点。相应的值应在泵的“设计转动速度”即特定的操作状态下测得。例如，该转动速度可为泵的输送功率最大时的速度。然而，也可提供对特定疗法必要或实用的较高或较低的设计转动速度。因此，转子在任何情况下都被设计在本专利申请实施例的范围内，使得输送元件在寻求的最高操作转速下实现最佳的伸展/展开，在该速度下通常(但不是每种情况下必要地)也期望最大泵功率。为此，输送元件可通过相对于转子轮毂枢转来展开，或若各个输送元件在松弛状态弯曲或折叠，通过将输送元件伸展到径向最大来展开。利用输送元件适当的成型和/或增强，可以确保，实际上不发生或只在加速转动时以可以忽略的程度发生超过该状态的变形。相对于先前已知的泵，这是一个优势，已知泵的泵间隙会随着转动速度的增加而增加，其结果是，这种泵的流动损失增加并且不再可能有足够的功率增加。然而需要强调的是，以上所示的泵间隙的数值对任何类型的泵是有效的，不论泵间隙是否以及如何随着转动速度的增加而进一步降低。本专利技术不仅涉及一种转子，也涉及具有这种转子并具有内部容置转子的外壳的一种泵。有利地，内部的尺寸设计成在操作状态，尤其涉及到可压缩的外壳时，在外壳径向扩展之后，转子不会触碰外壳，事实上不仅是在输送元件充分扩展处于操作中，而且也在泵停止时，同样也在中间状态，例如泵的加速期间。有利地，在转子的输送元件置于的至少轴向部分区域，外壳的内部还可进一步在转动转子的长度上以恒定直径呈圆柱形配置，或根据转子转动轮廓配置。当转子在径向压缩状态和操作状态之间改变其长度，例如在径向压缩状态被加长时，这是特别有利的。转子可被配置成具有一个或多个叶片，所述叶片呈螺旋状环绕于轮毂上，可与轮毂一体连接，并可由与轮毂相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于泵的转子，所述转子可被驱动绕转动轴转动，以便在轴向或径向方向输送流体，并且所述转子可在第一径向压缩状态和转子在没有外力作用时采用的第二径向扩展状态之间在径向可逆弹性变形，并且提供了转子的至少一个第三状态，在该第三状态，流体载荷作用下的泵送操作中，转子从第一状态变形超过第二状态，其中所述转子配置成在停止期间从所述第三状态反弹回到所述第二状态。

【技术特征摘要】
2010.07.15 EP 10075303.7;2010.07.15 US 61/364,5781.一种具有至少一个叶片的用于泵的转子，所述转子能够被驱动绕转动轴转动，以便在轴向或径向方向输送流体，并且所述转子能够在第一径向压缩状态和转子在没有外力作用时采用的第二径向扩展状态之间在径向能够逆弹性变形，并且所述转子具有至少一个第三状态，在所述第三状态，流体载荷作用下的泵送操作中，转子以与从所述第一径向压缩状态向所述第二径向扩展状态形变的方向相反的方向转动，使得转子从所述第一径向压缩状态变形超过所述第二径向扩展状态进一步展开，其中所述转子配置成在停止期间从所述第三状态反弹回到所述第二径向扩展状态，其中所述转子在所述第三状态下的半径大于在所述第二径向扩展状态下的半径。


2.一种具有至少一个叶片的用于泵的转子，所述转子能够被驱动绕转动轴转动，以便在轴向或径向方向输送流体，并且所述转子能够在第一径向压缩状态和转子在没有外力作用时采用的第二径向扩展状态之间在径向能够逆弹性变形，并且所述转子具有至少一个第三状态，在所述第三状态，流体载荷作用下的泵送操作中，转子以与从所述第一径向压缩状态向所述第二径向扩展状态形变的方向相反的方向转动，使得转子从所述第一径向压缩状态变形超过所述第二径向扩展状态进一步展开，其中所述转子配置成在停止期间从所述第三状态反弹回到所述第二径向扩展状态；
其中所述至少一个叶片具有压力侧，并且在所述第二径向扩展状态，所述至少一个叶片的所述压力侧在垂直或平行于所述转动轴的所有横截面上都是内凹的，并且所述至少一个叶片的所述压力侧在所述第二径向扩展状态比在所述第三状态下更内凹。


3.根据权利要求1或2所述的转子，其中所述转子至少部分由弹性材料构成，所述弹性材料选自发泡聚氨酯、固体聚氨酯、热塑性弹性体、橡胶、超弹性材料和超弹性聚合物。


4.根据权利要求3所述的转子，其中所述弹性材料包括基于二异氰酸酯的聚氨酯。


5.根据权利要求3所述的转子，其中所述弹性材料由聚醚多元醇制得。


6.根据权利要求3所述的转子，其中所述弹性材料由有机填充多元醇制得，所述有机填充多元醇选自接枝、SAN或聚合物多元醇，或PHD多元醇。


7.根据权利要求3所述的转子，其中所述弹性材料配置成热塑性弹性体，所述热塑性弹性体选自聚酰胺TPE、共聚酯TPE、苯乙烯TPE、聚氨酯TPE和具有交联橡胶的热塑性弹性体，和/或
其中，所述弹性材料配置成天然或合成的橡胶，选自R橡胶、M橡胶、O橡胶、Q橡胶、T橡胶和U橡胶。


8.根据权利要求3所述的转子，其中所述弹性材料是通过添加剂机械增强，...

【专利技术属性】
技术研发人员：约尔格·舒马赫，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