[發(fā)明專利]血泵

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201780059627.6
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN109789257A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設計）人: M·格蘭艾格爾;K·P·溫特韋伯
• 申請（專利權(quán)）人: 柏林心臟有限公司
• 主分類號: A61M1/10
• 分類號: A61M1/10;A61M1/12
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東;黃綸偉

本發(fā)明涉及一種血泵，其具有機械軸承部段。為此設有由金剛石構(gòu)成的球部段。

本發(fā)明的主題是根據(jù)權(quán)利要求1的血泵以及用于血泵的軸承部段。

在現(xiàn)有技術(shù)中知道了用于支承血泵中轉(zhuǎn)子的各種可能方式。此時最常見的是機械軸承、磁力軸承、流體動力軸承或上述軸承的混合形式。

在機械軸承情況下知道了所謂的“球/碗”軸承。因此例如US5707218描述了這種軸承，在此，球部段在軸向和徑向上都支承在球帽部段中。

這種機械軸承因壓緊力大而有許多缺點。

本發(fā)明的任務是提供一種用于血泵的軸承部段，其消除現(xiàn)有缺點。

根據(jù)本發(fā)明，該任務通過權(quán)利要求1的主題以及如權(quán)利要求1所述的血泵用軸承部段完成。

血泵包括殼體，殼體具有設于上游的入口、設于下游的出口和可轉(zhuǎn)動支承的具有軸線和葉片的轉(zhuǎn)子。此外設有用于支承轉(zhuǎn)子的機械軸承，其中該機械軸承包括至少一個球部段和至少一個至少部分容納該球部段的球帽部段。球部段在此是指如下的球部，其或是一個球體，或是因用一個平面截取球體而形成的球體部分。球部段被壓到球帽部段上，從而在兩個構(gòu)件之間存在形狀配合接合。

球帽部段在此是指球部的內(nèi)表面即球形罩內(nèi)表面或者球區(qū)的內(nèi)部。球形罩形成球部段表面的彎曲部。球區(qū)形成球形層或球形墊圈的彎曲表面部分。

在球帽部段中會注意到沿轉(zhuǎn)動軸線的球帽部段高度不應大于相應的球半徑。球部段和球帽部段至少在局部以轉(zhuǎn)動軸線為中心是旋轉(zhuǎn)對稱的，即球部段和球帽部段的疊置表面或相互壓緊表面是旋轉(zhuǎn)對稱的。轉(zhuǎn)動軸線在此基本上與轉(zhuǎn)子的軸線重合。

球部段由優(yōu)選借助由化學沉積法制成的硬質(zhì)材料構(gòu)成。在這里，硬質(zhì)材料例如是指金剛石、金屬碳化物或某些陶瓷材料。例如除了金剛石外，術(shù)語“硬質(zhì)材料”也包含氮化物如優(yōu)選立方晶氮化硼、氮化鈦或氮化硅、或者碳化物如優(yōu)選碳化硅、碳化硼、碳化鎢、碳化釩、碳化鈦或碳化鉭以及氧化物如優(yōu)選氧化鋁或二氧化鋯。硬質(zhì)材料因其硬度而具有良好的耐磨性。此外，金剛石具有良好的導熱性，因此由球部段和球帽部段之間的摩擦產(chǎn)生的熱可以良好地被流過血泵的流體如血吸收。通過化學氣相沉積法(CVD)制造的金剛石或其它的上述硬質(zhì)材料如氮化硅或氮化硼也具有如下優(yōu)點，它們相比于天然金剛石便宜許多并且經(jīng)常具有更好的導熱性。此外，可以通過現(xiàn)代的造型方法根據(jù)支承要求來設計球部段形狀。

機械軸承優(yōu)選承受大部分作用于轉(zhuǎn)子的軸向力。此外，優(yōu)選也由球帽部段承受一部分徑向作用的力。摩擦面在此通過球部段與球帽部段之間的接觸面預定。但在此要注意，在球部段和球帽部段之間有彈性液動態(tài)潤滑區(qū)或者混合摩擦區(qū)即由固體和液體造成的摩擦區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)存在很薄一層液體就像在這里是血或食鹽溶液。彈性流體動態(tài)潤滑不同于液壓動態(tài)支承。

為了獲得適當?shù)哪Σ撩嬖O定尺寸而可以規(guī)定，如此選擇球部段或球帽部段的曲率(即半徑)，由球部段的徑向和軸向作用力賦予球帽部段的力矢量垂直于該摩擦面。這可以指明球帽部段或球部段的待選擇的曲率半徑。

此外，可以如此選擇球部段的或球帽部段的曲率，如此設定球帽部段軸向面積(即球帽部段投影到垂直于轉(zhuǎn)動軸線的平面的面積)的大小與球帽部段徑向面積(即球帽部段徑向投影面積)的大小之比，其對應于軸向作用力與徑向作用力之比。

驅(qū)動力軸向/徑向(Fa/Fr)之比優(yōu)選限定出起點切向角度α_start>arctan(Fa/Fr)。

終點切向角度優(yōu)選由復合材料的摩擦值限定。適用的是α_end>arctan(μ)，低于該角度則出現(xiàn)自鎖，即存在摩擦過大的危險。

優(yōu)選地，就像所出現(xiàn)的那樣，球帽部段設計成是扁平的(即沿轉(zhuǎn)動軸線的橫向的半徑與平行于轉(zhuǎn)動軸線的高度之比明顯大于1)，即，將終點切向角度最大化，而在出現(xiàn)磨損情況下由球帽部段構(gòu)成的球無法抖動。