体外式磁悬浮血泵制造技术

公开一种改善转子刚度的体外式磁悬浮血泵，包括马达以及可操作地接合至马达的泵头。泵头包括泵壳、容纳于泵壳内并被配置为可悬浮于泵壳内并被马达驱动旋转的叶轮，叶轮包括叶轮壳体、设在叶轮壳体上的叶片，叶轮壳体内设有转子，转子的轴向高度在7.86～10.34mm，进一步为8.56～9.87mm，更进一步为8.834～9.537mm。9.537mm。9.537mm。

【技术实现步骤摘要】
体外式磁悬浮血泵


[0001]本公开总体上涉及一种体外式磁悬浮血泵。

技术介绍

[0002]血泵分为植入式、体外式和介入式，其中离心泵技术多用于植入式和体外式血泵。经过三代技术的演变，第三代磁悬浮式血泵是公认血液相容性最好的泵。磁悬浮式血泵应用磁悬浮系统，将泵内叶轮悬浮于泵壳之中，避免因机械轴承摩擦而产生的血细胞破坏，从而得到更好的血液相容性。血泵的设计通常是血液相容性和水力学性能之间的平衡，而影响血液相容性的因素有血液承受的剪切应力以及在剪切应力中暴露的时长。
[0003]现有植入式血泵设计大多针对心室辅助，缺乏可扩展性。而体外式血泵可以增加膜肺，扩展成为ECMO系统，如果具有高水力学性能甚至应用于心脏手术心肺转流机。
[0004]对于能扩展应用的体内式血泵，血泵的运转稳定性要求会更高，并且具有与心室辅助应用相当甚至更高的血液相容性要求。目前，适用于ECMO的体内式血泵多数为机械轴承，仅有美国一家公司应用体外式磁悬浮血泵技术。而绝大多数心肺转流机器都是使用的庞大且血液相容性低的蠕动泵。

技术实现思路

[0005]鉴于上述不足，本公开的一个目的是设计一种改善转子刚度的体外式磁悬浮血泵，以提升血泵的运转稳定性，以适用于心室辅助系统、ECMO系统甚至心肺转流机。
[0006]本公开的体外式磁悬浮血泵包括马达以及可操作地接合至马达的泵头。泵头包括泵壳、容纳于泵壳内并被配置为可悬浮于泵壳内并被马达驱动旋转的叶轮，叶轮包括叶轮壳体、设在叶轮壳体上的叶片，叶轮壳体内设有转子。转子的轴向高度在7.86～10.34mm，进一步为8.56～9.87mm，更进一步为8.834～9.537mm。
[0007]本公开的体外式磁悬浮血泵通过减小转子整体高度，可以减小主被动磁体的耦合面积，进而降低主被动磁体之间的磁力耦合作用对转子刚度的影响，提高转子的刚度，进而提升运转稳定性。
[0008]此外，通过改进平衡环结构，使其形成一径向凸出部，由原来的直环改为L形环或类L形环，从而增大转子的转动惯量，使得转子刚度变大，进而在物理或机械的角度上提升转子刚度，提升运转的稳定性。
附图说明
[0009]图1是本公开一个实施例提供的体外式磁悬浮血泵立体结构图；
[0010]图2是图1的马达(去除马达壳体)的俯视图；
[0011]图3是图2的C
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C剖面图；
[0012]图4是图1的泵头剖面图；
[0013]图5是图4的部分结构图；
[0014]图6是图5的局部放大图。
具体实施方式
[0015]本公开所用术语“上”“下”“高”“低”“顶”“底”是泵处于图4所示状态时的方位定义，“左”“右”是面对图4时的状态进行定义。
[0016]请参阅图1至图6，本实施例的体外式磁悬浮血泵包括马达100以及与马达100可拆卸接合的泵头101。泵头101与马达100之间的可操作地接合可采用公告号为CN209187707U、CN209204247U、CN209204246U描述的现有技，在此不作赘述。
[0017]泵头101包括泵壳102以及容纳于泵壳102内的叶轮113，叶轮113包括叶轮壳体150和位于叶轮壳体150上的叶片103。叶轮113可悬浮于泵壳102内，并可被马达100驱动而围绕旋转轴线A旋转，以将血液从泵壳102的入口106向出口107泵输。叶轮113在泵壳102内的悬浮可借助公告号为CN111561519B或者CN112546425B提供的已知实施例实现，在此不作赘述。
[0018]出口107具有沿切向通入泵腔110的输出流道，其外端具有血液输出口。入口106具有沿轴向Z通入泵腔110的输入流道，其上端具有血液输入口。输出流道的流向(延伸方向)与输入流道的流向相垂直。
[0019]泵壳102为塑料材质，以降低对磁悬浮系统的干扰。如图4所示，泵壳102包括上盖体和下盖体，上盖体固定盖合在下盖体构成泵壳102。入口106位于上盖体，出口107大部分位于下盖体。下盖体提供一朝上的敞口结构，被上盖体盖合形成泵腔110。
[0020]泵腔110为扁腔，泵腔110容纳叶轮113的叶片103。泵壳102还具有容纳叶轮壳体150的环形容纳腔109，环形容纳腔109位于泵腔110下方并与之连通，环形容纳腔109和入口106分别位于泵腔110轴向Z的两侧。环形容纳腔109连通于泵腔110的下侧，入口106连通在泵腔110的上侧。
[0021]该体外式磁悬浮血泵为离心式磁悬浮泵，叶片103包括沿周向交错分布的主叶片和分流叶片，通过设计分流叶片能够增加有效流通面积，稳定流场，进而提高泵的压头和泵效，能够在较低转速下提供更好的水力学性能。例如，在3000转的情况下能够达到8L/min的流量。
[0022]叶轮壳体150与泵壳102形成(纵)截面为U形的二次流道，在旋转轴线A两侧的U形流道连通形成大致呈W形的流道。由于血液的损伤会来自于高剪切应力以及在高剪切应力下的暴露时间，如此设计可降低血液在U形流道的留存时间(也称为：暴露时间，冲刷时间)，减小流道内的剪切应力对血液的损伤，能够有效降低泵抽对血液输送的不良影响。
[0023]U形的二次流道包括位于叶轮壳体150内侧的内环形间隙、位于叶轮壳体150底侧的底环形间隙、位于叶轮壳体150外侧的外环形间隙。二次流道可以保证完全冲刷时间低于0.5s。
[0024]叶轮113的驱动可借助磁耦合的方式实现。具体为：如图1、图2、图3所示，马达100的输出轴300设有主动磁体262，叶轮113的叶轮壳体150中设置有转子155。如图4所示，转子22包括与主动磁体262耦合的被动磁体60、与定子组件20耦合的转子永磁体64、以及间隔于被动磁体60(内磁体)和转子永磁体64(外磁体)之间的平衡环62。叶轮113借助主动磁体262与被动磁体60的耦合作用被马达100驱动，借助转子永磁体64与定子组件20的耦合作用实
现在泵壳102内的悬浮。
[0025]转子22还包括位于平衡环62与被动磁体30之间的屏蔽环61，被动磁体60包括多个弧形的磁单体，多个磁单体被屏蔽环61固定套设形成一个整体。屏蔽环61由导磁材料例如铁制作，用于将位于两侧的磁场隔离开，屏蔽耦合磁场与悬浮磁场，进而防止两侧的磁场互相干扰。该两侧的磁场分别为位于内侧的由主被动磁体262、60限定的用于实现耦合或驱动的磁场，以及位于外侧的由转子永磁体64与定子组件20限定的用于实现悬浮的磁场。
[0026]转子22还包括设在平衡环62外侧的纠偏环63，纠偏环63设在所述平衡环62外侧并由导磁材料制作。纠偏环63位于转子永磁体64的上方。转子永磁体64固定连接于纠偏环6363的轴向Z一侧，在面对图4或图5时，转子永磁体64固定连接于63的下表面。相应的，在径向F上，平衡环62间隔于61和纠偏环63、转子永磁体64之间。
[0027]具体的，被动磁体60粘接于屏蔽环61的内表面，屏蔽环61本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种体外式磁悬浮血泵，包括：马达；泵头，可操作地接合至所述马达，包括：泵壳，具有入口和出口；叶轮，容纳于所述泵壳内，被配置为可悬浮于所述泵壳内并被所述马达驱动旋转，以将血液从所述入口向所述出口泵输；所述叶轮包括：叶轮壳体、设在所述叶轮壳体上的叶片；所述叶轮壳体内设有转子，所述转子的轴向高度为7.86～10.34mm；进一步地，所述转子的轴向高度为8.56～9.87mm；更进一步的，所述转子的轴向高度为8.834～9.537mm。2.如权利要求1所述的体外式磁悬浮血泵，其中，在所述转子在所围绕旋转轴线的一侧的半纵截面上，定义一与所述旋转轴线平行的位于该半纵截面的中圆位置的中间线；其中，该半纵截面的重心位于该中间线的径向外侧，所述中圆位置定义为该半纵截面的外圆直径与内圆直径之和的二分之一直径位置。3.如权利要求2所述的体外式磁悬浮血泵，其中，所述半纵截面位于该中间线的径向外侧的重量大于位于该中间线的径向内侧的重量；或者，所述转子位于中圆和外圆之间的部分的重量大于转子位于中圆和内圆之间的部分的重量。4.如权利要求1
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3任一所述的体外式磁悬浮血泵，其中，所述马达包括设在马达轴上设有主动磁体、设在马达壳体内的定子组件；所述转子包括：与所述主动磁体耦合的被动磁体、位于所述被动磁体外侧并与所述定子组件耦合的转子永磁体、平衡环；所述叶轮借助所述主动磁体与被动磁体的耦合作用被所述马达驱动，借助所述转子永磁体与定子组件的耦合作用实现在所述泵壳内的悬浮；其中，所述平衡环具有沿轴向延伸且位于所述被动磁体与转子永磁体之间的轴向间隔部以及在径向向外凸出所述轴向间隔部的径向凸出部。5.如权利要求4所述的体外式磁悬浮血泵，其中，所述径向凸出部位于所述轴向间隔部的端部，并垂直于所述轴向间隔部沿径向向外延伸，位于所述转子永磁体的轴向一侧。6.如权利要求4所述的体外式磁悬浮血泵，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭任木，颜翊凡，徐博翎，
申请(专利权)人：苏州心擎医疗技术有限公司，
类型：发明
国别省市：