用于流体泵的转子及其制造方法和模具技术

本发明专利技术涉及用于可压缩液体泵的转子，尤其是可以通过血管被引入病人体内的血液泵，其中所述转子包括一个或多个输送元件(15)，所述转子可在第一压缩状态和第二径向展开状态之间展开和压缩，所述转子至少部分地由塑料制成，所述塑料由加固元件，尤其是由纤维(10，11，13，18，19，55，56，62，63))加固，并且所述转子被设置为围绕转轴(14)转动。根据本发明专利技术，所述转子在第一压缩状态下拉紧，在第二展开状态下不受外力，存在第三状态，在所述第三状态下所述转子(42)在加压下处于操作状态。在所述第三状态下，在所述转子中的所述加固元件，尤其是纤维，至少部分地以拉伸方式延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于流体泵的转子及其制造方法和模具
本专利技术申请属于机械领域，具体地，涉及用于流体泵的转子。其尤其能够有利地用于关于导管泵的医学工程领域。
技术介绍
在流体泵领域，轴向泵或径向泵形式的转子泵在各种实施例中已经众所周知。在这两种情况下，通过转子和固定到所述转子上的叶轮元件的旋转，在轴向或者径向上加速待输送流体。这种类型的泵也可能已经按照现有技术进行了压缩，以将其通过节省空间的方式进行布置或运送。这特别适用于用于医疗应用的导管泵，其经常会被径向压缩和展开，使得能够通过导管或者患者体内的腔将其运送到施用部位然后在其运转之前在施用部位处对其进行展开。这样的泵被用于例如帮助患者的心脏输送血液，为此，所述泵通过血管被运送直到心室或心室内。在这种情况下，会给转子的压缩性和其小尺寸带来特别的挑战。在展开状态下，尽管转子具有压缩性，其必须可重现地呈现变化尽可能小的工作形式(即使在以最大旋转输送速度工作的情况下)，以防止效率下降和对待输送血液成分的损害。为了上述目的，已经考虑和检测了范围广泛的材料以及材料组合的使用。例如，已经从WO2010/063494A1中了解到了范围广泛的弹性体(以及与纤维加固的结合)的使用。WO2012/007141A1公开了一种通过纤维对泵转子的加固，所述纤维能够在转子中以定向形式布置(例如沿径向)。最后，WO2012/007140A1公开了一种具有加固元件的泵转子，能够大体上将所述加固元件设置在叶轮元件的外部，例如设置在叶轮元件的表面。
技术实现思路
因此，根据现有的技术背景，本专利技术的目的在于专利技术一种上述类型的塑料转子，其在压缩状态和展开状态之间的变形之后具有最低限度的松弛，且其几何形状的重现性尽可能的精确(至少在操作状态下)。所述目的由转子，用于制造转子的方法，以及转子的相应模具实现。这尤其得到用于可压缩流体泵的转子，尤其是能够通过血管被引入患者身体的血液泵，所述转子具有一个或多个叶轮元件且能够在压缩状态和第二径向展开状态之间进行径向压缩和展开，且至少部分地由塑料组成，所述塑料由线状加固元件，尤其是纤维加固，且所述转子旨在围绕着转轴旋转，所述转子在第一压缩状态下被拉紧，在第二展开状态下不受外力作用，且其中存在第三状态，其中在所述第三状态下假定转子处于带负载的操作状态，其特征在于，在第三状态下，在所述转子中的纤维至少部分地以拉伸的方式延伸。这种类型的液体泵通常在压缩状态下通过端口被引入血管(例如动脉)中，并前进直到心脏的附近或者部分地处于病人的心脏内，使其可以在此处展开。然而，本专利技术不限于这种类型的血液泵，而是还包括其他类型的具有可压缩、可展开转子的血液泵，或者其他的可以被引入用于医疗或非医疗目的系统的空腔中的液体泵。在压缩状态下，这样的泵的转子通常处于压缩应力下，例如通过外套管的收缩。例如，收缩外套管可以是导管，泵从其中划出以进行扩张。然而，所述泵的转子还可以在压缩状态下通过其他类型的外套管收缩。如果消除压缩力，则泵松弛，或至少泵的转子松弛，并转变到第二展开松弛状态，其中所述转子的径向范围与第一压缩状态相比显著增加。之后，如果泵通过驱动转子转动开始操作，则输送液体，转子转变到操作状态，其对应于在带有输送液体负载的负载状态。特别地，此操作状态应该通过转子的确定几何设计来实现，其应该最大程度地独立于负载的大小。此外，当转子在第二和第三状态之间转换时，转子应经过最小的形式变化。然而，在带有输送液体负载的第三状态下，转子可以以与第二膨胀状态相比转子的直径扩大的方式变形。加固转子的塑料材料的加固元件/纤维应该被布置在塑料材料的基体内，使得在第三状态下，它们至少部分地以拉伸状态延伸，且因此使转子的形式相对于负载稳定。此处，纤维旨在在纵向方向上经受拉力负载。由于纤维在纵向方面实际上是不可拉伸的，所以在纤维的纵向上的相应负载几乎不会导致基体形状的显著变化。因此，转子或者转子的单个元件(例如叶轮元件)从压缩状态改变到操作状态，可以没有困难地在形式上改变，直到纤维至少部分地拉伸。在这一点上，因为纤维锚定在转子的塑料材料中，使得纤维的纵向方向上的运动实际上不可能。即使在带负载的情况下，至少在所述纤维被拉伸的区域内的运动是不可能的。示例解决方案的特定的实施例提供了转子的加固元件/纤维在第三状态(操作状态)下至少部分地以拉伸方式在转子的区域内延伸，在所述区域内所述转子经历伸长应力，并基本上在伸长应力方向上延伸。所述加固元件/纤维应该至少部分的被布置在转子中伸长应力发生的方向上，使得通过将纵向力吸收进入纤维中来拦截这些伸长应力，且转子的形式实际上保持不变或不进一步地改变。例如，这需要至少某些加固元件/纤维在转子的叶轮元件内延伸，其外部已知为中性纤维。在弯曲力学领域已知为中性纤维和/或中性平面的区域，高强度的纤维不会提供任何的附加的转子稳定性。在此处的描述的转子中的中性纤维，在弯曲技术中通常是平面，因此术语弯曲中性平面或中性平面在本文中被用于提高术语的清楚程度。因为可以设置将超过一半的加固元件/纤维布置在转子和/或叶轮元件的区域中，其中转子和/或叶轮元件在操作状态下经受伸长应力。此处，如果大量纤维被布置在在负载下经受伸长应力的转子或者叶轮元件的区域中是特别有利的。此外，可以设置，对于转子而言，在第二展开状态和第三操作状态之间基本上不存在关于外形上的区别。为了在整体上使得转子具有特别好的稳定性，还可以将加固元件/纤维设置为在径向方向上超过转轴进行扩展。因此，单个叶轮元件不仅能抵抗弯曲而稳定，而且在相对于靠近转轴线的转子的一部分(例如轮毂)的枢转运动下也能稳定。此外，还可以有利地设置在操作状态下，至少部分纤维，特别是大量的加固元件/纤维部分地在直线上延伸。纤维的其他直线部分或者弯曲部分可以设置在所述加固元件/纤维在直线上延伸的部分之间。还可以设置在操作状态下，至少部分纤维，尤其是大量的加固元件/纤维，沿着叶轮元件的纵向方向延伸，其在材料强度科学的意义上具有比叶轮中性平面更小的曲率。由于加固元件/纤维的这种布置，确保了一方面在操作状态下，加固纤维已经强烈的拉伸，且在另一方面它们在叶轮元件的中性平面外延伸，因此在区域内其可以在负载下经受伸长应力。此外，还可以设置转子的塑料的肖氏硬度＜100D，尤其是＜80D。由于较低的肖氏硬度(例如也可以选择为小于80D)，使得嵌入的加固元件/纤维，在材料重度弯曲或屈曲的情况下可以被推入弹性基体，从而将曲率向下限制。这使得元件/纤维断裂的风险降低。此外，对于这种类型的转子，还可以设置第一比例(超过30％，尤其是50％)加固元件/纤维在所述转子的展开状态下，以大幅度拉伸的方式，从它们的距离转子轴最近的部分向距离转轴较远的第二部分延伸。所述转子也可以被设计成使得第一比例(超过加固元件/纤维的30％，特别是超过50％)的加固元件/纤维的长度具有至少为所述叶轮元件的最大高度的30％，尤其是至少为所述叶轮元件的最大高度的50％的相应长度，所述相应长度在所述展开状态下在所述转子(42)的径向方向上测量得到。这会带来稳定力，该稳定力贯穿转子的较大部分，并且整体上稳定该转子。此外，可以有利地设置在操作状态下，第一比例的加固元件/纤维基本上垂直于转轴。由于加固元件/纤维这样的定向，由待输送液体负载产生的转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于可压缩液体泵的转子，尤其是能够通过血管引入被引入病人体内的血液泵，所述转子包括一个或多个叶轮元件(15)并能够在第一压缩状态和第二径向展开状态之间进行径向压缩和展开，所述转子至少部分地由塑料组成，所述塑料由线状加固元件，尤其是由纤维(10，11，13，18，19，55，56，62，63)加固，且所述转子旨在围绕转轴(14)转动，其中，所述转子在所述第一压缩状态下拉紧，在所述第二展开状态下不受外力，且存在第三状态，在所述第三状态下所述转子(42)在负荷下处于操作状态，其特征在于，在所述第三状态下，在所述转子中的所述纤维至少部分地以拉伸方式延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.30 EP 15166042.0;2015.04.30 EP 15166045.31.一种用于可压缩液体泵的转子，尤其是能够通过血管引入被引入病人体内的血液泵，所述转子包括一个或多个叶轮元件(15)并能够在第一压缩状态和第二径向展开状态之间进行径向压缩和展开，所述转子至少部分地由塑料组成，所述塑料由线状加固元件，尤其是由纤维(10，11，13，18，19，55，56，62，63)加固，且所述转子旨在围绕转轴(14)转动，其中，所述转子在所述第一压缩状态下拉紧，在所述第二展开状态下不受外力，且存在第三状态，在所述第三状态下所述转子(42)在负荷下处于操作状态，其特征在于，在所述第三状态下，在所述转子中的所述纤维至少部分地以拉伸方式延伸。2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，在所述转子的第三状态(操作状态)下，所述转子的加固元件，尤其是所述转子的纤维(10，11，13，18，19，55，56，62，63)，至少部分地在所述转子(42)的区域以拉伸方式延伸，其中所述转子经受伸长应力，并且，所述加固元件基本上在所述伸长应力的方向上延伸。3.根据权利要求1或权利要求2所述的转子，其特征在于，超过一半的所述加固元件，尤其是超过一半的纤维(10，11，13，18，19，55，56，62，63)被布置在所述转子和/或所述叶轮元件的区域内，其中，所述转子或所述叶轮元件在所述操作状态下经受伸长应力。4.根据权利要求1，权利要求2或权利要求3所述的转子，其特征在于，对于所述转子(42)，在所述第二展开状态和所述第三操作状态之间基本上不存在关于外形上的不同。5.根据权利要求1，权利要求2，权利要求3或权利要求4所述的转子，其特征在于，加固元件，尤其是纤维(10，11，13，18，19，55，56，62，63)被设置为在所述径向方向上扩展超过所述转轴(14)。6.根据权利要求1，权利要求2，权利要求3，权利要求4或权利要求5所述的转子，其特征在于，在所述操作状态下，至少部分所述加固元件，尤其是至少部分纤维，尤其是所述加固元件/纤维(10，11，13，18，19，55，56，62，63)中的大多数呈局部直线延伸。7.根据权利要求1，权利要求2，权利要求3，权利要求4或权利要求5所述的转子，其特征在于，在所述操作状态下，至少部分所述加固元件，尤其是至少部分纤维(10，11，13，18，19，55，56，62，63)，尤其是所述加固元件/纤维中的大多数沿着所述叶轮元件(15)的纵向方向延伸，所述加固元件/纤维在材料强度科学的意义上具有比所述叶轮元件的中性纤维(中性轴)和/或中性平面更小的曲率。8.根据权利要求1-7中任一项所述的转子，其特征在于，所述转子(42)的塑料的肖氏硬度＜100D，尤其是＜80D。9.根据权利要求1-8中任一项所述的转子，其特征在于，大于30％，尤其是大于50％的第一比例的所述加固元件/纤维(10，11，13，18，19，55，56，62，63)在所述转子(42)的展开状态下基本上拉伸地从布置在最接近所述转子轴(14)的部分(10a，11a，13a)延伸到布置在距离所述转轴(14)较远的第二部分(10b，11b，13b)。10.根据权利要求1-9中任一项所述的转子，其特征在于，第一比例的所述加固元件/纤维(10，11，13，18，19，55，56，62，63)，大于30％的所述加固元件/纤维，尤其是大于50％的所述加固元件/纤维具有至少为所述叶轮元件的最大高度的30％，尤其是至少为所述叶轮元件(15)的最大高度的50％的相应长度，所述相应长度在所述展开状态下在所述转子(42)的径向方向上测量得到。11.根据权利要求9或权利要求10所述的转子，其特征在于，所述第一比例的所述加固元件/纤维(10，11，13，18，19，55，56，62，63)基本上垂直于所述转轴(14)延伸。12.根据权利要求1-11中任一项所述的转子，其特征在于，所述加固元件/纤维(10，11，13，18，19，55，56，62，63)的直径，尤其是所述第一比例的所述加固元件/纤维(10，11，13，18，19，55，56，62，63)的直径小于40微米。13.根据权利要求1-12中任一项所述的转子，其特征在于，所述加固元件/纤维(10，11，13，18，19，55，56，62，63)的表面设置有助黏剂。14.根据权利要求1-13中任一项所述的转子，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：托斯顿·西斯，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