[发明专利]用于心脏血泵的被动式悬浮轴承

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种医疗器械技术领域的悬浮轴承，具体是的说，是一种用于心脏血泵的被动式悬浮轴承。

背景技术

目前，应用在血泵中的轴承主要有机械接触式轴承和非接触式轴承两大类，前者存在轴承磨损和因此诱发血栓的问题，严重地制约了人工血泵的发展及其在临床上的广泛应用。因此，非接触式轴承成为当今血泵的重要研究方向。

非接触式轴承分为主动控制悬浮轴承、被动控制悬浮轴承、混合式轴承。主动控制悬浮轴承主要为磁悬浮轴承，它已被成功应用于血泵(例如参见美国专利US6716157B2)，主要是通过磁力作用将转子悬浮在泵内。混合式轴承技术也已被美国Arrow International公司和澳大利亚HeartWare公司成功地应用于产品中，并进入了临床试验阶段。

磁悬浮轴承和混合式轴承技术都存在以下问题：这类轴承需要更多的能量输入；为了使轴承功能稳定，需要高精度的控制结构，从而增加了控制系统的复杂性。

已有的被动控制悬浮轴承一般是应用液力动压原理，实现转子的悬浮(例如参见美国专利US6227797B1)。其存在的问题是动压间隙较小，使得流过这一区域的血液受到极大的剪切应力，因而容易导致溶血效应。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种用于心脏血泵的被动式悬浮轴承，该轴承具有较大的间隙，在血泵工作时，避免磨损诱发血栓和剪切应力过大引起溶血，并且无需复杂的控制。

本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括上泵壳、下泵壳、叶轮、电磁线圈、永磁磁钢、第一血液入口、流道、泵出口、第二血液入口，上泵壳、下泵壳构成泵壳定子，叶轮构成叶轮转子，叶轮内部有由叶轮中心通到叶片表面的流道，第一血液入口布置在下泵壳上，第二血液入口布置在上泵壳上，上泵壳、下泵壳的孔内嵌入电磁线圈，叶轮放在上泵壳、下泵壳所包围形成的空腔之中，叶轮上下端面的孔内装入永磁磁钢，叶轮上下叶片对称，血液从第一血液入口和第二血液入口流入；随着叶轮的旋转，大部分血液经叶片之间的空间流到泵出口，小部分血液经叶轮内部的流道喷射至泵壳上，血液经副流道与主流道汇合在叶轮边缘处，经泵出口流出。

进一步地，在本发明中，叶轮3结构沿回转轴线上下对称，上下各有4至6对叶片，其叶片入口角度为20至60度，出口角度为20至60度；叶轮3的锥面3A特征角度α为0至20度，叶轮3的锥面3B特征角度β为30至60度。

更进一步地，在本发明中，上泵壳1、下泵壳2的内表面与对应的叶片3的上表面相平行，且二者之间的间隙为150至300μm。

更进一步地，在本发明中，流道7共有上下4至6对，分别通到上下对应叶片上表面接近末端的位置，流道7的出流角为40至90度。

本发明的有益效果是：采用了被动悬浮轴承结构，避免了磨损和摩擦发热等诱发血栓的因素的产生；轴承为被动悬浮，避免了复杂的控制系统和位移传感器；该轴承间隙比液力动压悬浮轴承间隙更大，避免了小间隙带来的高剪切应力和溶血效应；被动式悬浮轴承的外部能量消耗小于磁悬浮轴承，有利于增加血泵的使用时间，有利于血泵向轻型化、便携化发展。

附图说明

图1为本发明的结构原理示意图；

图2为本发明的副流道示意图；

图3为本发明的转子结构示意图；

图4为本发明的转子剖面及α和β角示意图；

附图中的标号分别为：1、上泵壳，2、下泵壳，3、叶轮，4、电磁线圈，5、永磁磁钢，6、第一血液入口，7、流道，8、泵出口，9、第二血液入口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例