磁悬浮泵

文档序号:557342 发布日期:2021-05-18 浏览:34次 >En<

阅读说明:本技术 磁悬浮泵 (Magnetic suspension pump ) 是由 余顺周 罗次华 孔令林 黄�俊 于 2019-10-30 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种磁悬浮泵,磁悬浮泵包括叶轮、控制组件及电机,叶轮能够旋转,控制组件包括控制电路板,电机包括转子及定子,转子与叶轮固接,定子与控制电路板固接,且定子与控制电路板电性连接,定子能够产生旋转磁场以使转子能够悬浮并旋转,以使叶轮能够随转子悬浮并旋转,控制电路板能够控制定子产生的磁场强度。上述磁悬浮泵通过将电机与控制器集成于一体,使得磁悬浮泵的体积变小,有利于磁悬浮泵的整体体积的缩小。(The invention provides a magnetic suspension pump which comprises an impeller, a control assembly and a motor, wherein the impeller can rotate, the control assembly comprises a control circuit board, the motor comprises a rotor and a stator, the rotor is fixedly connected with the impeller, the stator is fixedly connected with the control circuit board, the stator is electrically connected with the control circuit board, the stator can generate a rotating magnetic field to enable the rotor to suspend and rotate, so that the impeller can suspend and rotate along with the rotor, and the control circuit board can control the magnetic field intensity generated by the stator. The magnetic suspension pump integrates the motor and the controller into a whole, so that the volume of the magnetic suspension pump is reduced, and the reduction of the whole volume of the magnetic suspension pump is facilitated.)

磁悬浮泵

技术领域

本发明涉及介入医疗器械技术领域,尤其涉及一种磁悬浮泵。

背景技术

心血管疾病的发病率成逐年上升趋势,心源性休克、心脏功能衰竭属危重病患死亡率极高;目前治疗心血管疾病的器械主要是人工心室辅助装置,且人工心室辅助装置主要为磁悬浮离心血泵,通过电机控制器控制电机内的电机线圈通电,使电机线圈产生旋转的电磁场,以驱动磁叶轮转动,以使血液从磁悬浮离心血泵的入液口吸入,经叶轮后将液体出口排出,从而实现血液的循环流动。然而,目前的磁悬浮离心血泵的电机控制器与电机都是设置在外壳内部,但设置并不合理,导致磁悬浮血泵的体积较大。

发明内容

基于此,有必要提供一种体积较小的磁悬浮泵。

一种磁悬浮泵,所述磁悬浮泵包括叶轮、控制组件及电机,所述叶轮能够旋转,所述控制组件包括控制电路板,所述电机包括转子及定子,所述转子与所述叶轮固接,所述定子与所述控制电路板固接,且所述定子与所述控制电路板电性连接,其中,所述定子能够产生旋转磁场以使所述转子能够悬浮并旋转,以使所述叶轮能够随所述转子悬浮并旋转,所述控制电路板能够控制所述定子产生的磁场强度。

本发明的磁悬浮泵的电机的定子与控制电路板固接而将电机的定子与控制器集成于一体,叶轮与转子固接而集成在一起,有利于减小电机及电机控制器的占用空间,使磁悬浮血泵的内部空间得到合理利用,有利于减小磁悬浮泵的整体体积,实现磁悬浮血泵的小型化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是第一实施方式的磁悬浮泵的立体结构示意图;

图2是图1所示的磁悬浮泵的立体分解示意图;

图3为图1所示的磁悬浮血泵的剖视图;

图4是图2所示的磁悬浮泵的连接框的剖视图;

图5是图2所示的磁悬浮泵的定子与控制组件的组装后的立体结构示意图图;

图6是图5所示的定子与控制组件的组装后的侧视图;

图7是图5所示的控制组件的立体结构示意图;

图8是本发明第二实施例提供的磁悬浮泵的定子和控制组件组装后的结构示意图;

图9是图8所示的控制组件的立体结构示意图;

图10是本发明第三实施例提供的磁悬浮泵的控制组件的结构示意图;

图11是图10所示的控制组件的立体结构示意图;

图12是本发明第四实施例提供的磁悬浮泵的控制组件的结构示意图;

图13是本发明第五实施例提供的磁悬浮泵的定子和控制组件组装后的结构示意图;

图14是图13所示的控制组件的立体结构示意图;

图15是本发明第六实施例提供的磁悬浮泵的定子和控制组件组装后的结构示意图;

图16是图15中的控制组件的立体结构示意图;

图17是本发明第七实施例提供的磁悬浮泵的定子和控制组件组装后的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,本发明的左心房与右心房之间的组织称为房间隔,所述“近端”是指靠近输送器连接位置的一端,所述“远端”为远离输送器连接位置的一端。轴向指装置中轴线所在方向,径向为与中轴线垂直的方向,该定义只是为了表述方便,并不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1至图3,第一实施例提供的磁悬浮泵100,其包括外壳20及设置于外壳20内的叶轮40、控制组件60和电机70。叶轮40能够旋转,控制组件60包括控制电路板62,电机70包括固接于叶轮40的转子72及与控制电路板62固接的定子74,定子74与控制电路板62电性连接,定子74能够产生磁场以使转子72能够悬浮并旋转,以使叶轮40能够随转子72悬浮并旋转,控制电路板60能够控制定子74产生的磁场强度。即控制组件60用于控制电机70的工作。

在其中一个实施例中,磁悬浮泵100为磁悬浮心室辅助离心血泵,磁悬浮心室辅助离心血泵适用于治疗急性心梗、重症心肌炎以及心脏手术后并发急性心源性休克所引发的心脏衰竭等。

本发明的磁悬浮泵100的定子74与控制组件60集成于一体,有利于减小电机70及用于控制电机70工作的控制组件60的占用空间,使外壳20的内部空间得到合理利用,有利于减小磁悬浮泵100的整体体积,实现磁悬浮血泵100的小型化。

如图3所示,具体地,外壳20具有间隔的容置腔27和密封腔28,外壳20上开设有与容置腔27连通的入液口21和出液口22。控制组件60和定子74均收容于密封腔28内。具体在图示的实施例中,外壳20包括第一壳体23、中壳24及第二壳体26,中壳24固接于第一壳体23与第二壳体26之间,第一壳体23与中壳24共同围设成容置腔27,第二壳体26与中壳24共同围设成密封腔28。

具体地,第一壳体23包括上盖231及设置于上盖231上、一端与上盖231固接的入口管232,上盖231具有与入口管232连通的第一容置空间233(如图7所示),入液口21为入口管232远离上盖231的一端的开口。本实施例中,第一壳体23的外周壁凸设第一延伸杆234,第一延伸杆234上开设有沿其延伸方向延伸、且连通第一容置空间233的通槽(图未标)。上盖231远离入口管232的一侧边缘设置有卡接缘236。

请一并参阅图2~图4,中壳24朝向第一壳体23一侧的轮廓与第一壳体23远离入口管232的一侧的轮廓相似,中壳24朝向第一壳体23的一侧中部开设有第二容置空间242,中壳24的第二容置空间242与第一壳体23的第一容置空间233对应且相通,第二容置空间242和第一容置空间233共同构成外壳20的容置腔27。本实施例中,第一容置空间242的内径等于第二容置空间242的内径。中壳24的外周壁凸设第二延伸杆243,第二延伸杆243上开设有沿其延伸方向延伸、且与第二容置空间242相通的通槽244,中壳24的通槽244与第一壳体23的第一延伸杆234的通槽对应且连通,以构成与容置腔27连通的出口管,出液口22为该出口管的远离容置腔27的一端。

中壳24上形成有收容桶247,收容桶24与容置腔27连通,收容桶24的底部朝密封腔28的内部延伸,收容桶24与容置腔27共同收容叶轮40,转子72至少部分收容于收容桶24中。具体在图示的实施例中,中壳24背离第一容置空间242的一侧开设安装空间245,中壳24在第二容置空间242与安装空间245之间形成隔板246,隔板246的中部朝安装空间245内凹陷形成收容桶247。收容桶247的横截面为圆环形。收容桶247内设置有定位柱248,定位柱248设置在叶轮40的旋转轴线上,并沿叶轮40的旋转轴线延伸。即定位柱248位于收容桶247的内底面的中部,并延伸至第一容置空间242内。中壳24朝向第一壳体23的一侧的边缘开设有与卡接缘236相配合的卡接槽249。

如图2所示,第二壳体26与中壳24密封连接,第二壳体26面朝中壳24的一侧开设固定空间262,固定空间262与安装空间245相通,以共同构成密封腔28。第二壳体26的外周壁设置用于连接线缆的连接部264,线缆通过该连接部264与密封腔28内的控制组件60电性连接。其中,线缆中含有电源线和信号线。

叶轮40的横截面为圆形。叶轮40的一侧设置有基座403,叶轮40与基座403为一体结构,基座403为中空的环形结构,转子72设置于基座403内(如图3所示)。旋转孔405的内径大于定位柱248的直径,以便于中壳24的定位柱248插入旋转孔405内。叶轮40开设有连通孔406,连通孔406沿叶轮40的轴心线延伸,并与旋转孔405连通,叶轮40上还开设若干与连通孔406连通、且沿叶轮40的径向延伸的出液槽407,在叶轮40的周向上,若干出液槽407间隔均匀排列。具体地,基座403与叶轮40共轴。旋转孔405的轴心线与连通孔406的轴心线共线。本实施例中,转子72为永磁铁。

请一并参阅图2、图5-图7,定子74包括定子轭741、若干定子齿743及若干定子线圈745,若干定子齿743固接于定子轭741上,若干定子线圈745分别安装在若干定子齿743上,若干定子线圈745均与控制电路板62电连接。具体在图示的实施例中,定子轭741为环状结构,定子轭741具有两个相对的开口746。收容桶247部分收容于定子轭741中。若干定子线圈745间隔地设置于定子轭741的内周壁,若干定子线圈745沿定子轭741的内周壁的周向间隔排列。具体地,若干定子齿743沿定子轭741的内周壁的周向间隔均匀排列一圈,若干定子线圈745分别套接于若干定子齿743。本实施例中,定子齿743的数量为六个,六个定子齿743沿定子轭741的内周壁的周向环形阵列,每相邻的两个定子齿743之间角度为60度;定子线圈745的数量为六个,六个定子线圈745分别套接于六个定子齿743。可以理解,定子齿743的数量不限于为六个,定子齿743的数量可以根据需要进行设置。每一定子齿743包括沿定子轭741的径向延伸的杆部及设置于杆部远离定子轭741一端的极靴,每一杆部上一个定子线圈745。

进一步地,控制组件60还包括与控制电路板62电性连接的传感部件64,传感部件64用于检测转子72的位置,并且能够将转子72的位置数据传输给控制电路板62。其中,控制电路板62能够根据位置数据控制定子线圈745的电流大小。传感部件64及控制电路板62均与定子轭741固接。其中,传感部件64、定子轭741及控制电路板62沿转子72的旋转轴线排列。具体在图示的实施例中,传感部件64和控制电路板62分别位于定子轭741的相对的两侧,并分别与定子轭741的两个开口746相对设置。传感部件64具有通孔645,收容桶247穿设于通孔645。具体地,通孔645大致为圆形,通孔645的轴心线与转子72的旋转轴线重合。

具体地,传感部件64包括电性连接于控制电路板62的传感电路板642,以及设置在传感电路板642上的传感器644。传感器644用于检测转子72的位置,并且能够将转子72的位置数据通过传感电路板642传输给控制电路板62。传感电路板642及控制电路板62分别固接于定子轭741的两侧,并分别与定子轭741的两个开口746相对设置。具体地,通孔645位于传感电路板642的中部。传感电路板642为圆环形结构。传感器644为若干个,若干个传感器644环绕转子72设置。具体地,若干传感器644沿通孔645的边缘均匀间隔排列。若干传感器644均为位置传感器,例如霍尔传感器、涡电流传感器等。若干传感器644可以设置于传感电路板642背向控制电路板62的一侧,也可以设置于传感电路板642朝向控制电路板62的一侧,或者分别设置于传感电路板642相对的两侧。本实施例中,传感器644的数量为六个,六个传感器644沿通孔645的边缘间隔排列,即相邻的两个传感器644之间的弧所对应的圆心角的度数为60度。需要说明的是,传感器644的数量不限于六个,传感器644的数量可以根据需要进行设定。

如图5及图6所示,本实施例中,控制电路板62及传感电路板642通过连接杆748固定连接于定子轭741相对的两侧。更具体地,控制电路板62及传感电路板642分别与定子轭741的两个开口746相对。连接杆748的中部与定子轭741固接,传感电路板642和控制电路板62分别固接于连接杆748的两端。在图示的实施例中,连接杆748为若干个。

如图7所示,控制电路板62与传感电路板642通过柔性电路板69电性连接,由于柔性电路板69能够弯折,能够方便控制电路板62与传感电路板642的安装。具体地,控制电路板62为圆形板。

请一并参阅图1-图3所示,组装磁悬浮泵100时,将控制组件60及定子74置入第二壳体26的固定空间262内,传感电路板642邻近固定空间262的开口处,且使控制组件60电性连接于线缆连接部264内的线缆;将中壳24覆盖于第二壳体26上,使收容桶247插入传感电路板642的通孔645及定子74的内腔,此时,控制组件60套设于收容桶247,第二壳体26的固定空间262与中壳24的安装空间245围成能密封地收纳控制组件60的密封腔28;将叶轮40的基座403插设于收容桶247内,中壳24的定位柱248插入叶轮40的旋转孔405内,从而使传感电路板642及定子74套设于转子72周围;将第一壳体23覆盖于中壳24上,第一壳体23的第一延伸杆234与中壳24的第二延伸杆243配合,卡接缘236卡固于卡接槽249内,此时,第一壳体23的第一容置空间233与中壳24的第二容置空间242围成容置腔27,叶轮40及转子72悬浮于容置腔27内,第一延伸杆234的通槽与第二延伸杆243的通槽244围成连通容置腔27的具有出液口227的出口管。

使用磁悬浮泵100时,定子74接通电源后,定子线圈745在电流作用下产生磁场,在磁场的作用下,叶轮40和转子72悬浮于容置腔27内,并在该磁场的作用下旋转,即叶轮40产生离心力并悬浮于第一壳体23与中壳24围成容置腔27中。在叶轮40旋转过程中,悬浮的叶轮40与外壳20的内壁无任何机械接触,叶轮40产生的离心引力,将血液从外壳20的入液口226轴向吸入容置腔27内,再在离心力的作用下,血液经连通孔406及出液槽407从第一延伸杆234的通槽与第二延伸杆243的通槽244围成的出口管的出液口227排出。叶轮40的位置和转速,由控制电路板62通过位于传感电路板642上的传感器644进行精确的调节,使叶轮40处于稳定旋转状态。由于这种磁悬浮血泵不存在机械磨损和摩擦产热,减小了对血液的机械破坏,起到了很好的血液保护作用;并且控制组件60与定子74集成于一体后安装至外壳20内,能减少占用外壳20的内部空间,从而能减少磁悬浮泵100的整体体积。

在其他实施列中,容置腔27和收容桶247的侧壁上涂覆有抗凝血材料涂层,优选亲水性聚合物和/或血清蛋白,以进一步减小了对血细胞和血液有形成分的机械破坏。

在其他实施例中,叶轮40的外表面也涂覆抗凝血材料涂层。

请一并参阅图8及图9,第二实施例提供的磁悬浮泵的结构与第一实施例的结构相似,不同之处在于:第二实施例中的控制组件60a与第一实施例中的控制组件60略有不同。具体地,在第二实施例中,传感电路板642a开设若干第一缺口646,若干第一缺口646的位置分别与若干定子齿743的位置相对应,且若干定子线圈745部分收容于若干第一缺口646。若干个第一缺口646沿通孔645的边缘间隔设置。具体地,每一第一缺口646连通通孔645。通过使定子线圈745部分收容于第一缺口646,从而减少了控制组件60a在叶轮40的轴向上的长度,使控制组件60a的体积变少,进一步减少控制组件60a占用外壳20的内部空间。

传感电路板642的每相邻的两个第一缺口646之间设置有传感器644。每相邻的两个定子线圈745之间设置有传感器644,若干传感器644与若干定子线圈745相互错位,从而使传感器644不被定子线圈745遮挡。

请一并参阅图10及图11,第三实施例提供的磁悬浮泵的结构与第二实施例的结构相似,若干定子线圈745仍然分别插入对应的第一缺口646,不同之处在于:第三实施例中的控制组件60b与第二实施例中的控制组件60a略有不同。具体地,在第三实施例中,控制电路板62a为环形电路板,即控制电路板62a的中部开设收容孔622,收容孔622的位置与定子轭741的内孔的位置相对应.定子线圈745部分收容于收容孔622中。具体地,控制电路板62a通过收容孔622套设于定子74上。从而进一步减少了控制组件60b在轴向上的长度,使控制组件60b的体积变少,进一步减少控制组件60b占用外壳的内部空间。控制电路板62a也可以通过若干连接杆748固定连接于定子轭741或直接贴合连接于定子轭741的侧面,本实施例中,传感电路板642a直接贴接固定于定子轭741的侧面。

请参阅图12,第四实施例提供的磁悬浮泵的结构与第三实施例的结构相似,不同之处在于:第四实施例中的控制电路板62b与第三实施例中的控制电路板62a略有不同。在第四实施例中,控制电路板62b对应若干定子线圈745开设若干第二缺口624,若干第二缺口624的位置分别与若干定子齿的位置相对应,且若干定子线圈745部分收容于若干第二缺口624内。若干第二缺口624沿收容孔622的边缘间隔设置,且每一第二缺口624连通收容孔622。此时,控制电路板62b可以通过若干连接杆固定连接于定子轭741或控制电路板62b直接贴合连接于定子轭741的侧面。本实施例中的控制电路板62b及传感电路板642a均不占用外壳轴向上的内部空间。

请一并参阅图13及图14,第五实施例提供的磁悬浮泵的结构与第一实施例的结构相似,不同之处在于:第五实施例中的控制组件60d与第一实施例中的控制组件60略有不同。在第五实施例中,控制电路板62c的中部开设收容孔622,收容孔622用于中壳24的收容桶247的穿插。控制电路板62c与传感电路板642层叠,且设置于定子轭741的同侧,控制电路板62c与传感电路板642之间有间隙且通过连接器626电性连接。连接器626包括设置于传感电路板642的插头及设置于控制电路板62c的插座,插头插接于插座以实现传感电路板642与控制线路板62c的电连接。本实施例中,控制电路板62c通过若干连接杆748固定连接于定子轭741,以减少了控制组件60d在轴向上的长度,使控制组件60d的体积变少,即减少控制组件60d占用外壳的内部空间。

请一并参阅图15及图16,第六实施例提供的磁悬浮泵的结构与第三实施例的结构相似,不同之处在于:第六实施例中的控制组件60e与第三实施例中的控制组件60b略有不同。在第六实施例中,控制电路板62c与传感电路板642a层叠,且套设于定子74上,控制电路板62c与传感电路板642a之间有间隔且通过连接器626电性连接,定子74的定子线圈745分别插入收容孔622及第一缺口646内。本实施例中的控制组件60e能减少了轴向上的长度,使控制组件60e的体积变少,进一步减少控制组件60e占用外壳的内部空间。

本实施例中,控制电路板62c与传感电路板642a层叠并套设于定子74,使控制电路板62c与传感电路板642a位于定子轭741与隔板246之间。在其他实施例中,控制电路板62c与传感电路板642a层叠并可以套设于定子74,使控制电路板62c与传感电路板642a位于定子轭741与第二壳体26的底板之间。

在其他实施例中,控制电路板62c对应若干定子线圈745开设若干缺口,每一缺口连通收容孔622。当控制电路板62c套设于定子74上,使若干定子线圈745分别部分收容于若干缺口内。

请参阅图17,第七实施例提供的磁悬浮泵的结构与第一实施例的结构相似,不同之处在于:第七实施例提供的控制组件60f省略了传感电路板,而将若干传感器644集成于控制电路板62e上。具体地,控制电路板62e为环状结构的电路板,即控制电路板62e的中部开设圆形的通孔627,若干传感器644沿通孔627的边缘周向间隔均匀排列。控制电路板62e的通孔627用于中壳24的收容桶247的穿插。控制电路板62e通过若干连接杆748连接于定子轭741的一侧。本实施例中的控制组件60f由于省略了传感电路板,能进一步减少了控制组件60f的体积,进一步减少控制组件60f占用外壳的内部空间。

以上是本发明实施例的实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明实施例原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

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