一種出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵的制作方法
【專利摘要】一種出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵，包括泵體和驅(qū)動(dòng)線圈，泵體包括套筒，驅(qū)動(dòng)線圈設(shè)置在套筒外，在套筒內(nèi)前端部設(shè)置前導(dǎo)葉，中部設(shè)置轉(zhuǎn)子，尾端部設(shè)置后導(dǎo)葉，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)與套筒同軸的腔體，腔體內(nèi)設(shè)置與前導(dǎo)葉連接的相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸向滑動(dòng)的滑動(dòng)軸和與后導(dǎo)葉連接的固定于腔體內(nèi)表面的固定軸，固定軸與滑動(dòng)軸同軸，滑動(dòng)軸上與前導(dǎo)葉連接的一端通過(guò)半球結(jié)構(gòu)一支撐于前導(dǎo)葉的尾端，固定軸上與后導(dǎo)葉連接的一端通過(guò)半球結(jié)構(gòu)二支撐于后導(dǎo)葉的尾端，滑動(dòng)軸的另端和固定軸的另端之間設(shè)置彈性塞，腔體中環(huán)繞滑動(dòng)軸、彈性塞和固定軸設(shè)置有永磁體；在套筒尾端口部的內(nèi)壁上設(shè)置漸變結(jié)構(gòu)；本發(fā)明減弱了血細(xì)胞的破壞及凝血的形成概率，易加工安裝。
【專利說(shuō)明】—種出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵。
【背景技術(shù)】
[0002]世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)顯示，心血管疾病一直是威脅人類健康的第一殺手，占全球總死亡人數(shù)的30%左右，治療終末期心衰的有效途徑是心臟移植或采用植入式輔助人工心臟。雖然心臟移植已經(jīng)獲得很大成功，但心臟供體問(wèn)題難以解決，研制長(zhǎng)期可植入式微型血泵極為重要和迫切?，F(xiàn)在臨床應(yīng)用的血泵主要以軸流泵為主，軸流泵的流量性能比離心泵好，可以提供較大的血流量。血泵內(nèi)部的流場(chǎng)非常復(fù)雜，血泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)血液的流動(dòng)阻力和血泵的效率有很大影響，血細(xì)胞在血泵內(nèi)相對(duì)較高剪應(yīng)力環(huán)境下還會(huì)發(fā)生破裂造成溶血。由于有軸式軸流泵在前導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)子接觸區(qū)及后導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)子接觸區(qū)間隙的存在，導(dǎo)致間隙處有大量熱量產(chǎn)生且剪應(yīng)力較大，間隙處是凝血發(fā)生的主要部分，從而對(duì)患者的生命構(gòu)成極大的威脅，因此一種能減少間隙處凝血的發(fā)生的軸流泵非常重要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵，一方面由于漸變式套筒的存在，使出口處的軸向速度逐漸變小跟據(jù)伯努利定律壓差逐漸提升，且與傳統(tǒng)軸流血泵相比改善了后導(dǎo)葉及出口處的流場(chǎng)品質(zhì)；一方面由于套筒內(nèi)表面在后導(dǎo)葉區(qū)域沿出口方向的收縮式設(shè)計(jì)，后導(dǎo)葉部分更易固定，減小了加工與安裝難度。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵，包括泵體和驅(qū)動(dòng)線圈12，所述的泵體包括套筒13，驅(qū)動(dòng)線圈12設(shè)置在套筒13外，在套筒13內(nèi)的前端部設(shè)置前導(dǎo)葉4，中部設(shè)置轉(zhuǎn)子，尾端部設(shè)置后導(dǎo)葉6，所述轉(zhuǎn)子包括一個(gè)與套筒13同軸的腔體5，腔體5內(nèi)設(shè)置與前導(dǎo)葉4連接的相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸向滑動(dòng)的滑動(dòng)軸19和與后導(dǎo)葉6連接的固定于腔體5內(nèi)表面的固定軸17，固定軸17與滑動(dòng)軸19同軸，滑動(dòng)軸19上與前導(dǎo)葉4連接的一端通過(guò)半球結(jié)構(gòu)一 161支撐于前導(dǎo)葉4的尾端，固定軸17上與后導(dǎo)葉6連接的一端通過(guò)半球結(jié)構(gòu)二162支撐于后導(dǎo)葉6的尾端，滑動(dòng)軸19的另端和固定軸17的另端之間設(shè)置彈性塞18，腔體5中環(huán)繞滑動(dòng)軸19、彈性塞18和固定軸17設(shè)置有永磁體11 ;在套筒13尾端口部的內(nèi)壁上設(shè)置有漸變結(jié)構(gòu)21。
[0006]所述前導(dǎo)葉4上設(shè)置有螺旋狀的前導(dǎo)葉葉片I，后導(dǎo)葉6上設(shè)置有螺旋狀的后導(dǎo)葉葉片3。
[0007]所述腔體5的外部設(shè)置有轉(zhuǎn)子葉片2。
[0008]所述半球結(jié)構(gòu)一 161由設(shè)置在滑動(dòng)軸19端的凸起半球一 71和設(shè)置在前導(dǎo)葉4端的凹半球一 81組成；所述半球結(jié)構(gòu)二 162由設(shè)置在固定軸17端的凸起半球二 72和設(shè)置在后導(dǎo)葉6端的凹半球二 82組成。
[0009]所述凸起半球一 71和凸起半球二 72上均開(kāi)有小穴14，以降低加工與安裝難度。
[0010]所述漸變結(jié)構(gòu)21是指，從套筒13尾端口部向內(nèi)，筒徑逐漸變小，直至后導(dǎo)葉6所對(duì)應(yīng)位置后，再向內(nèi)逐漸變大，至腔體5后不再變化，最終在套筒13尾端口部形成漸變流動(dòng)區(qū)域20。
[0011 ] 所述腔體5靠近前導(dǎo)葉4的一端為錐形結(jié)構(gòu)一 9，靠近后導(dǎo)葉6的一端為錐形結(jié)構(gòu)二 10，
[0012]后導(dǎo)葉葉片與轉(zhuǎn)子出口處間隙
[0013]錐形結(jié)構(gòu)一 9與錐形結(jié)構(gòu)二 10相對(duì)稱。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果:①與傳統(tǒng)軸流血泵相比一種出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵由于套筒在出口處附近的漸變式設(shè)計(jì)使出口處的軸向速度逐漸變小跟據(jù)伯努利定律壓差逐漸提升，且與傳統(tǒng)軸流血泵相比改善了后導(dǎo)葉及出口處的流場(chǎng)品質(zhì)傳統(tǒng)軸流血泵對(duì)加工、安裝要求較高而一種出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵由于套筒內(nèi)表面在后導(dǎo)葉區(qū)域沿出口方向的收縮式設(shè)計(jì)，后導(dǎo)葉部分更易固定減小了加工與 安裝難度。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明提供的一種出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0016]圖2為泵體部分的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖3為泵體的前導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖4為泵體的后導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖5為泵體的轉(zhuǎn)子的部分結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵由泵體和驅(qū)動(dòng)線圈12兩部分組成。泵體包括套筒13，套筒13可采用圓柱形，驅(qū)動(dòng)線圈12設(shè)置在套筒13外，采用硅鋼片電磁線圈，通過(guò)控制器控制線圈內(nèi)的電流大小和方向產(chǎn)生交變磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可以達(dá)到11000 — 13000轉(zhuǎn)/分，從而可以產(chǎn)生100 — 120mmHg的壓差，驅(qū)動(dòng)血液進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)。
[0022]如圖1和圖2所示，套筒13內(nèi)的前端部設(shè)置前導(dǎo)葉4，中部設(shè)置轉(zhuǎn)子，尾端部設(shè)置后導(dǎo)葉6。如圖3所示，前導(dǎo)葉4上設(shè)置有螺旋狀的前導(dǎo)葉葉片1，如圖4所示，導(dǎo)葉6上設(shè)置有螺旋狀的后導(dǎo)葉葉片3。套筒13尾端口部的內(nèi)壁上設(shè)置有漸變結(jié)構(gòu)21。
[0023]如圖3、圖4和圖5所示，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)與套筒13同軸的腔體5，腔體5的外部設(shè)置有轉(zhuǎn)子葉片2。腔體5內(nèi)設(shè)置與前導(dǎo)葉4連接的相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸向滑動(dòng)的滑動(dòng)軸19和與后導(dǎo)葉6連接的固定于腔體5內(nèi)表面的固定軸17，固定軸17與滑動(dòng)軸19同軸，滑動(dòng)軸19上與前導(dǎo)葉4連接的一端通過(guò)半球結(jié)構(gòu)一 161支撐于前導(dǎo)葉4的尾端，半球結(jié)構(gòu)一 161由設(shè)置在滑動(dòng)軸19端的凸起半球一 71和設(shè)置在前導(dǎo)葉4端的凹半球一 81組成。固定軸17上與后導(dǎo)葉6連接的一端通過(guò)半球結(jié)構(gòu)二 162支撐于后導(dǎo)葉6的尾端，半球結(jié)構(gòu)二 162由設(shè)置在固定軸17端的凸起半球二 72和設(shè)置在后導(dǎo)葉6端的凹半球二 82組成，即，半球結(jié)構(gòu)二 162和半球結(jié)構(gòu)一 161均為軸碗結(jié)構(gòu)。凸起半球一 71和凸起半球二 72上均開(kāi)有小穴14。由于小穴14的存在能承受前后導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)子軸線一定程度的偏離，故可減小加工與安裝難度。
[0024]再如圖1所示，滑動(dòng)軸19的另端和固定軸17的另端之間設(shè)置彈性塞18，腔體5中環(huán)繞滑動(dòng)軸19、彈性塞18和固定軸17設(shè)置永磁體11。
[0025]除永磁體11外，泵體內(nèi)其余部件均為不導(dǎo)磁材料，如鈦合金，因?yàn)殁伜辖鸩粚?dǎo)磁，因此可以獲得較大的傳輸扭矩，而且鈦合金質(zhì)量輕并具有很好的生物相容性。
[0026]本發(fā)明中在腔體5靠近前導(dǎo)葉4的一端為錐形結(jié)構(gòu)一 9，靠近后導(dǎo)葉6的一端為錐形結(jié)構(gòu)二 10，錐形結(jié)構(gòu)二 10與后導(dǎo)葉葉片3之間形成間隙15。錐形結(jié)構(gòu)一 9與錐形結(jié)構(gòu)二 10相對(duì)稱。
[0027]漸變結(jié)構(gòu)21是指，從套筒13尾端口部向內(nèi)，筒徑逐漸變小，直至后導(dǎo)葉6所對(duì)應(yīng)位置后，再向內(nèi)逐漸變大，至腔體5后不再變化，最終在套筒13尾端口部形成漸變流動(dòng)區(qū)域20。
[0028]滑動(dòng)軸19和固定軸17均可自動(dòng)調(diào)節(jié)軸距，轉(zhuǎn)子、前導(dǎo)葉4以及后導(dǎo)葉6通過(guò)其連接起來(lái)，安裝時(shí)使 與前導(dǎo)葉4連接的滑動(dòng)軸19壓緊彈性塞18使彈性塞18受一定的壓力，由于漸變結(jié)構(gòu)21的存在，安裝與加工的難度降低。
[0029]本發(fā)明提供的一種出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵的套筒可用于其他軸流泵上，即對(duì)于具有不同前后導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)子的軸流泵仍可利用本發(fā)明的的漸變式套筒設(shè)計(jì)；且套筒的入口區(qū)也可采用類似設(shè)計(jì)。
【權(quán)利要求】
1.一種出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵，包括泵體和驅(qū)動(dòng)線圈(12)，其特征在于，所述的泵體包括套筒(13)，驅(qū)動(dòng)線圈(12)設(shè)置在套筒(13)外，在套筒(13)內(nèi)的前端部設(shè)置前導(dǎo)葉(4)，中部設(shè)置轉(zhuǎn)子，尾端部設(shè)置后導(dǎo)葉(6)，所述轉(zhuǎn)子包括一個(gè)與套筒(13)同軸的腔體(5)，腔體(5)內(nèi)設(shè)置與前導(dǎo)葉⑷連接的相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸向滑動(dòng)的滑動(dòng)軸(19)和與后導(dǎo)葉(6)連接的固定于腔體(5)內(nèi)表面的固定軸(17)，固定軸(17)與滑動(dòng)軸(19)同軸，滑動(dòng)軸(19)上與前導(dǎo)葉(4)連接的一端通過(guò)半球結(jié)構(gòu)一(161)支撐于前導(dǎo)葉(4)的尾端，固定軸(17)上與后導(dǎo)葉(6)連接的一端通過(guò)半球結(jié)構(gòu)二(162)支撐于后導(dǎo)葉(6)的尾端，滑動(dòng)軸(19)的另端和固定軸(17)的另端之間設(shè)置彈性塞(18)，腔體(5)中環(huán)繞滑動(dòng)軸(19)、彈性塞(18)和固定軸(17)設(shè)置有永磁體(11);在套筒(13)尾端口部的內(nèi)壁上設(shè)置有漸變結(jié)構(gòu)(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵，其特征在于，所述前導(dǎo)葉(4)上設(shè)置有螺旋狀的前導(dǎo)葉葉片(1)，后導(dǎo)葉(6)上設(shè)置有螺旋狀的后導(dǎo)葉葉片⑶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵，其特征在于，所述腔體(5)的外部設(shè) 置有轉(zhuǎn)子葉片(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵，其特征在于，所述半球結(jié)構(gòu)一(161)由設(shè)置在滑動(dòng)軸(19)端的凸起半球一(71)和設(shè)置在前導(dǎo)葉(4)端的凹半球一(81)組成；所述半球結(jié)構(gòu)二(162)由設(shè)置在固定軸(17)端的凸起半球二(72)和設(shè)置在后導(dǎo)葉(6)端的凹半球二(82)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵，其特征在于，所述凸起半球一(71)和凸起半球二(72)上均開(kāi)有小穴(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵，其特征在于，所述漸變結(jié)構(gòu)(21)是指，從套筒(13)尾端口部向內(nèi)，筒徑逐漸變小，直至后導(dǎo)葉(6)所對(duì)應(yīng)位置后，再向內(nèi)逐漸變大，至腔體(5)后不再變化，最終在套筒(13)尾端口部形成漸變流動(dòng)區(qū)域(20)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出口處漸變流動(dòng)區(qū)域的可植入微型軸流血泵，其特征在于，所述腔體(5)靠近前導(dǎo)葉(4)的一端為錐形結(jié)構(gòu)一(9)，靠近后導(dǎo)葉(6)的一端為錐形結(jié)構(gòu)二(10)，錐形結(jié)構(gòu)一(9)與錐形結(jié)構(gòu)二(10)相對(duì)稱。
【文檔編號(hào)】A61M1/12GK103977464SQ201410251384
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】張錫文, 余佳佳 申請(qǐng)人:清華大學(xué)