[發明專利]旋轉式血泵

無效

• 申請號: 201010119502.8
• 申請日: 2004-09-14
• 公開（公告）號: CN101927038A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: R·萬普勒;D·蘭西斯
• 申請（專利權）人: 索羅泰克公司
• 主分類號: A61M1/10
• 分類號: A61M1/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 曹若

本申請有關申請日為2004年9月14日且名稱為“旋轉式血泵”的申請號200480034041.7的分案申請。

發明領域

本發明涉及旋轉式泵。特別涉及用于各種轉子和葉輪結構的軸承。

發明背景

一般旋轉式泵使用一葉輪，其中，該葉輪的運動用機械接觸軸承在5個自由度(兩個角自由度，三個平動自由度)上受到限制。某些工作流體會受到機械接觸軸承的破壞。用具有接觸軸承的泵抽運的血會發生血細胞溶解，即破壞血細胞。一般來說，某些場合需要使用能抽運需要小心處理的工作流體如血的高效液壓且高功率的泵。

Wampler等人的美國專利No.6,234,772B1(“Wampler”)說明了一種有徑向磁斥力軸承和軸向流體動力軸承的離心血泵。Woodard等人的美國專利No.6,250,880B1(“Woodard”)說明了一種其葉輪只受液體動力支撐的離心血泵。

兩血泵都是基于軸向磁通間隙電動機的設計。葉輪中攜帶電動機的驅動磁鐵，從而用作電動機轉子。在此兩種情況中，驅動磁鐵都位于葉輪的葉片中。驅動繞組的位置在泵室外但在用作電動機定子的泵殼體內。由于電動機與泵一體化，因此省略了驅動軸和泵的密封。該泵/電動機包括增強用于驅動葉輪的磁通的背鐵。

兩血泵的問題都是液力不足，其至少一部分的原因是將磁鐵設置在葉輪葉片中要求大且非常規的葉片幾何形狀。

該泵要有效工作必須克服葉片攜帶的磁鐵與背鐵之間很大的自然軸向吸力。盡管葉片與泵殼體之間不發生接觸，但液力軸承會由于與液力軸承承載的負載有關的剪切力造成血細胞的破壞。因此只使用液力軸承可能對血有害。

發明內容

鑒于公知血泵和方法的不足，旋轉式泵用各種“非接觸”軸承機構取代機械接觸軸承。用各種轉子和殼體設計特征實現磁軸承和液力軸承。這些設計特征可組合在一起。由于不使用機械接觸軸承，因此泵的使用壽命延長，對工作流體如血的破壞減小。

在一實施例中，該泵包括一磁推力軸承。該泵包括界定泵室的泵殼體。該泵殼體有伸入該泵室中的心軸。該心軸設有包括第一和第二磁鐵的心軸磁鐵組件。該心軸磁鐵組件的第一和第二磁鐵的位置互相緊臨，其磁向量相反。該泵包括有可圍繞該心軸轉動的葉輪的轉子。該轉子的非葉片部中設有包括第一和第二磁鐵的轉子磁鐵組件。該轉子磁鐵組件的第一和第二磁鐵的位置互相緊臨，其磁向量相反。心軸和轉子磁鐵組件的相對方向選擇成使得心軸和轉子磁鐵組件互相吸引。該轉子可包括開槽孔。在各實施例中，含有的液力軸承用于徑向支撐或軸向支撐或徑向和軸向支撐。

附圖說明

下面結合例示性附圖舉例說明本發明，在各附圖中相同部件用同一標號表示，附圖中：

圖1為一有一被動軸向磁軸承的泵的剖面圖；

圖2示出該被動軸向磁軸承一實施例；

圖3示出該被動軸向磁軸承的中央和偏心設置；

圖4示出一葉輪實施例；以及

圖5示出該泵的一實施例用于醫學中。

具體實施方式

圖1示出一離心血泵的一個實施例。該泵包括界定在進口114和出口116之間的泵室112的殼體110。在該泵室中，轉子120圍繞從該泵殼體底部伸出的心軸130轉動。該轉子還包括界定提供流體流動面的葉輪的葉片部。該葉輪包括一個或多個在葉輪轉動時推動流體的葉片121。

“轉子”和“葉輪”在某些上下文中的意思相同。例如，轉子轉動時，轉子的葉片部也轉動，因此可以說轉子轉動，也可說葉輪轉動。但需要時可用“轉子的非葉片部”或“葉輪之外的轉子”專指轉子的在葉片之外的部分。轉子的每一葉片都可稱為葉輪，但葉輪一般指一個或多個葉片的集合。

該泵建立在活動磁鐵軸向磁通間隙電動機結構。在一實施例中，該電動機為一無刷DC電動機。轉子中的磁鐵122的磁向量與轉子轉動軸線190平行。在所示實施例中，驅動磁鐵位于轉子的非葉片部內。

驅動繞組140位于泵殼體內。電力加到驅動繞組生成與驅動磁鐵互相作用的隨時間而變的電流，使得葉輪轉動。一背鐵150增強電動機轉子磁鐵產生的磁通。在一實施例中，轉子底面124或下泵殼體的相對表面118具有這樣的表面(如172)：在轉子與殼體之間間隙小于一預定閾值時能形成液力軸承。在一實施例中，該預定閾值為0.0002-0.003英寸。