一種電磁驅動的磁懸浮章動心臟泵及其使用方法與流程

本發明涉及一種電磁驅動的磁懸浮章動心臟泵及其使用方法。

背景技術：

心臟泵是心室輔助裝置的關鍵部件，常見的心臟泵主要分為旋轉（葉片）式和容積式。旋轉式泵是依靠葉輪在殼體中旋轉，通過流體動力參數的變化實現能量的轉化，從而產生連續流動的的血液。由于這種泵在工作是處于高速旋轉，葉片會對血細胞產生極大地機械剪切，導致溶血和血栓的形成。容積式血泵是通過容積的改變來對液體做功，使其能量增加，通過單向閥的作用實現血液的定向流動。容積式心臟泵最大的缺點在于體積大，不易植入，且易感染，血栓和溶血也比較嚴重。如公開號cn105477705a的中國發明專利，其運動部件需要電機軸直接驅動，這種接觸性的運動副會對血細胞產生破壞，且血液容易從電機軸孔中發生泄漏。

技術實現要素：

本發明對上述問題進行了改進，即本發明要解決的技術問題是現有的心臟泵最大的缺點在于體積大，不易植入，且易感染，血栓和溶血也比較嚴重。

本發明的具體實施方案是：一種電磁驅動的磁懸浮章動心臟泵，包括具有入液口與出液口的泵體及設置于泵體內的章動盤，所述章動盤包括固定連接的不導磁內圈及外圈磁環構成，不導磁內圈中部的上表面及下表面設有半球殼磁體，所述泵體內的上表面及下表面設有對應章動盤半球殼磁體外周的半球殼磁罩，所述半球殼磁罩與半球殼磁體之間磁性相同使半球殼磁體與泵體內表面不接觸以使章動盤懸置于泵體內的流體容腔中，所述泵體上部設有驅動半球殼磁體發生偏斜的電磁驅動裝置，所述泵體內位于入液口與出液口之間阻隔機構，當電磁驅動裝置驅動半球殼磁體發生偏斜從而實現將外圈磁環與泵體內表面的線接觸從而與阻隔機構實現將泵體內的流體容腔分隔形成兩個區域。

進一步的，所述泵體包括外殼以及設置于外殼上下兩端的上蓋和下蓋，所述的半球殼磁罩分別嵌于上蓋的下表面及下蓋的上表面，所述上蓋及下蓋相向面為關于外圈磁環對稱設置的錐面，錐面方向由泵體外側向泵體中心逐漸向外圈磁環靠近。

進一步的，所述電磁驅動裝置包括設置于泵體上表面的電磁鐵，所述電磁驅動裝置包括設置于泵體上表面的電磁鐵，所述電磁鐵下端產生與外圈磁環上表面相反的磁極。

進一步的，所述阻隔機構包括滑槽板及隔板，章動盤的邊緣開設有以讓滑槽板穿過的槽口，章動盤的兩個半球殼磁體之間設有位于槽口內的銷釘，所述滑槽板朝向章動盤一端開設有供銷釘在豎直平面內滑動的滑槽，所述隔板及滑槽板上下兩端固定于泵體，隔板一端與滑槽板緊密配合另一端嵌于外殼內。

進一步的，所述磁瓦數量為4個。

進一步的，所述上蓋和下蓋具有置納滑槽板及隔板的凹槽。

進一步的，所述電磁鐵的個數與磁瓦個數相同且對應設置。

一種電磁驅動的磁懸浮章動心臟泵使用方便，其特征在于，包括如上述的一種電磁驅動的磁懸浮章動心臟泵，具體包括以下步驟：

（1）在泵體上部的電磁鐵按照順時針或逆時針順序通電，第一個電磁鐵通電時產生磁力吸附外圈磁環的一端，使章動盤傾斜，章動盤在電磁鐵作用下在液體容腔內處于傾斜狀態，且與液體容腔上下錐面成線接觸，接觸線將腔體分為兩個區域，與入液口相連的區域為入口區域，與出液口相連的區域為出口區域；

（2）電磁鐵依次通電一個周期后，章動盤也實現一個周期的章動運動，電磁鐵的通電頻率決定章動盤的運動速度，章動盤做與電磁鐵通電順序相同的圓周循環擺動，從而實現液體的輸入與泵出。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：該心臟泵采用電磁驅動，不需要電動機驅動章動盤，驅動部件與工作部件不接觸；工作部件章動盤采用磁體球副，實現完全的被動懸浮。具有無摩擦、無需潤滑、噪聲小、發熱少及能效比高等優點，徹底解決了泵體“跑液、冒液、滴液、漏液”等問題，同時降低了心室輔助泵產生溶血和血栓的概率及對血液的污染，極大程度提高了泵的性能與壽命。本發明采用電磁力作為心臟泵的動力，泵在體積上整體很小，結構緊湊，便于手術移植。

附圖說明

圖1為本發明分解結構示意圖。

圖2為本發明裝配狀態縱向剖面圖。

圖3為本發明俯視狀態流動腔室結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細的說明。

如圖1～3所示，一種電磁驅動的磁懸浮章動心臟泵，包括具有入液口110與出液口120的泵體10及設置于泵體10內的章動盤20，所述章動盤20包括固定連接的不導磁內圈210及外圈磁環240構成，不導磁內圈210中部的上表面設有上部半球殼磁體220，不導磁內圈210下表面設有下部半球殼磁體230，本實施例中，所述泵體10包括外殼101以及設置于外殼101上下兩端的上蓋102和下蓋103。

所述上蓋102及下蓋103相向面為關于外圈磁環220對稱設置的錐面，錐面方向由泵體外側向泵體中心逐漸向外圈磁環靠近。泵體10內的上蓋102下表面及下蓋103上表面對應設置有設有對應上部半球殼磁體220及下部半球殼磁體230的半球殼磁罩，所述半球殼磁罩包括設置在嵌于上蓋102的下表面的上部半球殼磁罩130及嵌于下蓋103上表面的下部半球殼磁罩140，半球殼磁罩與對應的半球殼磁體之間相向面磁性相同使半球殼磁體與泵體內表面不接觸以使章動盤懸置于泵體內的流體容腔中。

本實施例中，半球殼磁罩與對應的半球殼磁體之間為n極，本實施例中的上部半球殼磁體220及下部半球殼磁體230由4個弧形狀的磁瓦構成。

泵體上殼102設有驅動半球殼磁體發生偏斜的電磁驅動裝置，包括泵體上表面的電磁鐵30，本實施例中為了方便實現電磁鐵30的固定，所述電磁鐵30固定于上蓋102內，通電時，電磁鐵30下端產生與外圈磁環240上表面相反的磁極，這樣能夠吸附外圈磁環240的局部使其發生偏斜并與泵體的上殼及下殼線接觸。

所述泵體內位于入液口與出液口之間阻隔機構，當電磁驅動裝置驅動半球殼磁體發生偏斜從而實現將外圈磁環與泵體內表面的線接觸從而與阻隔機構實現將泵體內的流體容腔分隔形成兩個區域。

本實施例中，阻隔機構包括滑槽板40及隔板50，章動盤20的邊緣開設有以讓滑槽板40穿過的槽口250，章動盤20的兩個半球殼磁體之間設有位于槽口內的銷釘260，所述滑槽40板朝向章動盤一端開設有供銷釘在豎直平面內滑動的滑槽40，這樣當章動盤20偏斜過程中不會發生偏轉，所述隔板50及滑槽板上下兩端固定于泵體10中，隔板50一端與滑槽板緊密配合另一端嵌于外殼101內。本實施例中，上蓋102和下蓋103具有置納滑槽板及隔板的凹槽。

工作前，如圖2所示為非工作狀態其內部剖面，泵體10的液體容腔由一部分球面和上下兩個內錐面圍成。工作時，電磁鐵30按照一定順序（順時針或逆時針）通電，第一個電磁鐵通電時產生磁力吸附外圈磁環240的一端，使章動盤傾斜，電磁鐵依次通電一個周期后，章動盤20也實現一個周期的章動運動，電磁鐵30的通電頻率決定章動盤的運動速度。章動盤在電磁鐵作用下在液體容腔內處于傾斜狀態，且章動盤的上、下面分別與上蓋102和下蓋103的內錐面成線接觸，接觸線104將腔體分為兩個區域，與入液口110相連的區域為入口區域111，與出液口120相連的區域為出口區域121；

如圖3所示，當電磁鐵通電順序為逆時針旋轉時（俯視狀態下），章動盤20做逆時針圓周循環擺動，（在滑槽板40的限位作用下章動盤20不會發生自轉），接觸線也做逆時針轉動，且接觸線的轉速等于電磁鐵的通電循環速度，這時入口區域111不斷變大，形成負壓，流體從入口流入，出口區域121不斷變小，將流體從出口壓出，當接觸線轉到隔板位置時，入口區域111達到最大，出口區域達到最小，接觸線以很短的時間繞過隔板，將原來的入口區域變成出口區域，然后入口區域又從小不斷變大，出口區域從大不斷變小，如此循環，從而實現液體的輸入與泵出。

該心臟泵采用電磁驅動，不需要電動機驅動章動盤，驅動部件與工作部件不接觸；工作部件章動盤采用磁體球副，實現完全的被動懸浮。具有無摩擦、無需潤滑、噪聲小、發熱少及能效比高等優點，徹底解決了“跑液、冒液、滴液、漏液”的問題，同時降低了心室輔助泵產生溶血和血栓的概率及對血液的污染，極大程度提高了泵的性能與壽命。本發明采用電磁力作為心臟泵的動力，泵在體積上整體很小，結構緊湊，便于手術移植。

同時，上述本發明如果公開或涉及了互相固定連接的零部件或結構件，那么，除另有聲明外，固定連接可以理解為：能夠拆卸地固定連接(例如使用螺栓或螺釘連接)，也可以理解為：不可拆卸的固定連接(例如鉚接、焊接)，當然，互相固定連接也可以為一體式結構(例如使用鑄造工藝一體成形制造出來)所取代(明顯無法采用一體成形工藝除外)。

另外，上述本發明公開的任一技術方案中所應用的用于表示位置關系或形狀的術語除另有聲明外其含義包括與其近似、類似或接近的狀態或形狀。

本發明提供的任一部件既可以是由多個單獨的組成部分組裝而成，也可以為一體成形工藝制造出來的單獨部件。

最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案范圍當中。