[發明專利]差項迭代曲線流道的單軸變速二級異步心臟泵及使用方法

有效

• 申請號: 202010640748.3
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111888552B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 戴景;鄭源;闞闞;許哲;陳會向;張付林;戴杰
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: A61M60/216
• 分類號: A61M60/216;A61M60/419
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 吳樹山

1.一種差項迭代曲線流道的單軸變速二級異步心臟泵，其特征在于，包括帶泵進口(6)和泵出口(2)的泵殼流道(39)，所述泵殼流道(39)中設有固定導葉體(3)，第一級葉輪(5)與第二級葉輪(4)通過鍵固定在傳動軸(8)上；還包括直流永磁電機(1)通過減震支座(37)固定在所述固定導葉體(3)的輪轂內側，頻率傳感器(38)的外殼與固定導葉輪轂尾部(9)鑲嵌為一個整體，所述固定導葉體(3)設有繞x軸均布的多個導葉葉片，所述固定導葉體(3)通過導葉葉片固定在泵殼流道(39)的殼腔內壁上；

所述泵殼流道(39)的殼腔內壁型線為差項迭代曲線，所述第二級葉輪(4)中心坐標原點的豎直向上為y軸正方向、水平向右為x軸正方向，所述第二級葉輪(4)中心坐標原點的豎直向上與所述殼腔內壁的交點為差項迭代曲線的一階導數零點，所述殼腔內壁的差項迭代曲線縱坐標的遞推方程為：a_n＝a_n-2+a_n-3,n＞4,n∈Z⁺，a₁、a₂、a₃的值由設計者給定，其中a₁的值為第二級葉輪(4)的半徑，n的值從第二級葉輪(4)中心至泵進口(6)單調遞增，其中：n為泵進口(6)至第二級葉輪(4)中心距離L的等分數，即將L均勻的分為n等份，a_n為第二級葉輪(4)中心至泵進口(6)的內壁型線的第n等份的縱坐標值，所述第二級葉輪(4)中心至泵進口(6)的內壁型線的每一個坐標表示為其中x_n為第x等份；所述泵殼流道(39)的內壁型線分為第二級葉輪(4)中心至泵進口(6)與第二級葉輪(4)中心至泵出口(2)兩段，且這兩段關于y軸呈軸對稱。

2.根據權利要求1所述的一種差項迭代曲線流道的單軸變速二級異步心臟泵，其特征在于：所述第一級葉輪(5)的葉片數為3片，所述第二級葉輪(4)的葉片數為4或5片；所述固定導葉體(3)的葉片數為7片。

3.根據權利要求2所述的一種差項迭代曲線流道的單軸變速二級異步心臟泵，其特征在于：所述第一級葉輪(5)的葉片數與第二級葉輪(4)葉片數或者第二級葉輪(4)葉片數與固定導葉體(3)葉片數均為兩兩互質數。

4.根據權利要求3所述的一種差項迭代曲線流道的單軸變速二級異步心臟泵，其特征在于：所述泵殼流道(39)的過流部件的材質均為生物相容性良好的鈷鉻合金、二氧化鋯或TC4鈦合金材料。

5.根據權利要求4所述的一種差項迭代曲線流道的單軸變速二級異步心臟泵，其特征在于：所述第一級葉輪(5)的出口旋向與第二級葉輪(4)的進口旋向相同，所述第二級葉輪(4)出口旋向與固定導葉體(3)進口旋向相同。

6.根據權利要求5所述的一種差項迭代曲線流道的單軸變速二級異步心臟泵，其特征在于，第二級葉輪輪轂(22)、第一級葉輪輪轂(29)、固定導葉體(3)的輪轂的內部均設有安裝其它傳動部件的空心腔體。

7.根據權利要求1-6任一項所述的一種差項迭代曲線流道的單軸變速二級異步心臟泵的實現方法，其特征在于，傳動軸(8)通過鍵把直流永磁電機(1)的動力傳遞給第一級葉輪(5)；傳動軸(8)通過鍵把動力傳遞給行星架(13)，前行星傳動齒輪(14)與后行星傳動齒輪(15)通過行星齒輪傳動軸(35)連接，后行星傳動齒輪(15)與空心齒輪(17)進行嚙合，前行星傳動齒輪(14)與齒圈(19)進行嚙合，齒圈(19)通過緊固螺栓(18)把動力傳遞給第二級葉輪輪轂(22)，前行星傳動齒輪(14)、后行星傳動齒輪(15)、空心齒輪(17)、齒圈(19)組成行星齒輪系統，使第二級葉輪(4)的轉速大于第一級葉輪(5)，第二級葉輪(4)與第一級葉輪(5)的旋轉方向相同。

8.根據權利要求7所述的一種差項迭代曲線流道的單軸變速二級異步心臟泵的實現方法，其特征在于，所述直流永磁電機(1)的轉速可調，具體是：頻率傳感器(38)的卡門渦脫落頻率f的測量，根據公式計算得到，其中：Sh為斯特魯哈數，數值通過體外試驗得到，V為實際的血液流速、d為固定導葉輪轂尾部(9)出口端處對應的流道寬度。