本發(fā)明涉及一種電磁驅(qū)動(dòng)的磁懸浮章動(dòng)心臟泵及其使用方法。

背景技術(shù)：

心臟泵是心室輔助裝置的關(guān)鍵部件，常見的心臟泵主要分為旋轉(zhuǎn)（葉片）式和容積式。旋轉(zhuǎn)式泵是依靠葉輪在殼體中旋轉(zhuǎn)，通過流體動(dòng)力參數(shù)的變化實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，從而產(chǎn)生連續(xù)流動(dòng)的的血液。由于這種泵在工作是處于高速旋轉(zhuǎn)，葉片會(huì)對(duì)血細(xì)胞產(chǎn)生極大地機(jī)械剪切，導(dǎo)致溶血和血栓的形成。容積式血泵是通過容積的改變來對(duì)液體做功，使其能量增加，通過單向閥的作用實(shí)現(xiàn)血液的定向流動(dòng)。容積式心臟泵最大的缺點(diǎn)在于體積大，不易植入，且易感染，血栓和溶血也比較嚴(yán)重。如公開號(hào)cn105477705a的中國(guó)發(fā)明專利，其運(yùn)動(dòng)部件需要電機(jī)軸直接驅(qū)動(dòng)，這種接觸性的運(yùn)動(dòng)副會(huì)對(duì)血細(xì)胞產(chǎn)生破壞，且血液容易從電機(jī)軸孔中發(fā)生泄漏。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明對(duì)上述問題進(jìn)行了改進(jìn)，即本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的心臟泵最大的缺點(diǎn)在于體積大，不易植入，且易感染，血栓和溶血也比較嚴(yán)重。

本發(fā)明的具體實(shí)施方案是：一種電磁驅(qū)動(dòng)的磁懸浮章動(dòng)心臟泵，包括具有入液口與出液口的泵體及設(shè)置于泵體內(nèi)的章動(dòng)盤，所述章動(dòng)盤包括固定連接的不導(dǎo)磁內(nèi)圈及外圈磁環(huán)構(gòu)成，不導(dǎo)磁內(nèi)圈中部的上表面及下表面設(shè)有半球殼磁體，所述泵體內(nèi)的上表面及下表面設(shè)有對(duì)應(yīng)章動(dòng)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(nèi)表面不接觸以使章動(dòng)盤懸置于泵體內(nèi)的流體容腔中，所述泵體上部設(shè)有驅(qū)動(dòng)半球殼磁體發(fā)生偏斜的電磁驅(qū)動(dòng)裝置，所述泵體內(nèi)位于入液口與出液口之間阻隔機(jī)構(gòu)，當(dāng)電磁驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)半球殼磁體發(fā)生偏斜從而實(shí)現(xiàn)將外圈磁環(huán)與泵體內(nèi)表面的線接觸從而與阻隔機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)將泵體內(nèi)的流體容腔分隔形成兩個(gè)區(qū)域。

進(jìn)一步的，所述泵體包括外殼以及設(shè)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(guān)于外圈磁環(huán)對(duì)稱設(shè)置的錐面，錐面方向由泵體外側(cè)向泵體中心逐漸向外圈磁環(huán)靠近。

進(jìn)一步的，所述電磁驅(qū)動(dòng)裝置包括設(shè)置于泵體上表面的電磁鐵，所述電磁驅(qū)動(dòng)裝置包括設(shè)置于泵體上表面的電磁鐵，所述電磁鐵下端產(chǎn)生與外圈磁環(huán)上表面相反的磁極。

進(jìn)一步的，所述阻隔機(jī)構(gòu)包括滑槽板及隔板，章動(dòng)盤的邊緣開設(shè)有以讓滑槽板穿過的槽口，章動(dòng)盤的兩個(gè)半球殼磁體之間設(shè)有位于槽口內(nèi)的銷釘，所述滑槽板朝向章動(dòng)盤一端開設(shè)有供銷釘在豎直平面內(nèi)滑動(dòng)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(nèi)。

進(jìn)一步的，所述磁瓦數(shù)量為4個(gè)。

進(jìn)一步的，所述上蓋和下蓋具有置納滑槽板及隔板的凹槽。

進(jìn)一步的，所述電磁鐵的個(gè)數(shù)與磁瓦個(gè)數(shù)相同且對(duì)應(yīng)設(shè)置。

一種電磁驅(qū)動(dòng)的磁懸浮章動(dòng)心臟泵使用方便，其特征在于，包括如上述的一種電磁驅(qū)動(dòng)的磁懸浮章動(dòng)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(shí)針或逆時(shí)針順序通電，第一個(gè)電磁鐵通電時(shí)產(chǎn)生磁力吸附外圈磁環(huán)的一端，使章動(dòng)盤傾斜，章動(dòng)盤在電磁鐵作用下在液體容腔內(nèi)處于傾斜狀態(tài)，且與液體容腔上下錐面成線接觸，接觸線將腔體分為兩個(gè)區(qū)域，與入液口相連的區(qū)域?yàn)槿肟趨^(qū)域，與出液口相連的區(qū)域?yàn)槌隹趨^(qū)域；

（2）電磁鐵依次通電一個(gè)周期后，章動(dòng)盤也實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期的章動(dòng)運(yùn)動(dòng)，電磁鐵的通電頻率決定章動(dòng)盤的運(yùn)動(dòng)速度，章動(dòng)盤做與電磁鐵通電順序相同的圓周循環(huán)擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)液體的輸入與泵出。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：該心臟泵采用電磁驅(qū)動(dòng)，不需要電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)章動(dòng)盤，驅(qū)動(dòng)部件與工作部件不接觸；工作部件章動(dòng)盤采用磁體球副，實(shí)現(xiàn)完全的被動(dòng)懸浮。具有無摩擦、無需潤(rùn)滑、噪聲小、發(fā)熱少及能效比高等優(yōu)點(diǎn)，徹底解決了泵體“跑液、冒液、滴液、漏液”等問題，同時(shí)降低了心室輔助泵產(chǎn)生溶血和血栓的概率及對(duì)血液的污染，極大程度提高了泵的性能與壽命。本發(fā)明采用電磁力作為心臟泵的動(dòng)力，泵在體積上整體很小，結(jié)構(gòu)緊湊，便于手術(shù)移植。

附圖說明

圖1為本發(fā)明分解結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明裝配狀態(tài)縱向剖面圖。

圖3為本發(fā)明俯視狀態(tài)流動(dòng)腔室結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1～3所示，一種電磁驅(qū)動(dòng)的磁懸浮章動(dòng)心臟泵，包括具有入液口110與出液口120的泵體10及設(shè)置于泵體10內(nèi)的章動(dòng)盤20，所述章動(dòng)盤20包括固定連接的不導(dǎo)磁內(nèi)圈210及外圈磁環(huán)240構(gòu)成，不導(dǎo)磁內(nèi)圈210中部的上表面設(shè)有上部半球殼磁體220，不導(dǎo)磁內(nèi)圈210下表面設(shè)有下部半球殼磁體230，本實(shí)施例中，所述泵體10包括外殼101以及設(shè)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(guān)于外圈磁環(huán)220對(duì)稱設(shè)置的錐面，錐面方向由泵體外側(cè)向泵體中心逐漸向外圈磁環(huán)靠近。泵體10內(nèi)的上蓋102下表面及下蓋103上表面對(duì)應(yīng)設(shè)置有設(shè)有對(duì)應(yīng)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(shè)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(duì)應(yīng)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(nèi)表面不接觸以使章動(dòng)盤懸置于泵體內(nèi)的流體容腔中。

本實(shí)施例中，半球殼磁罩與對(duì)應(yīng)的半球殼磁體之間為n極，本實(shí)施例中的上部半球殼磁體220及下部半球殼磁體230由4個(gè)弧形狀的磁瓦構(gòu)成。

泵體上殼102設(shè)有驅(qū)動(dòng)半球殼磁體發(fā)生偏斜的電磁驅(qū)動(dòng)裝置，包括泵體上表面的電磁鐵30，本實(shí)施例中為了方便實(shí)現(xiàn)電磁鐵30的固定，所述電磁鐵30固定于上蓋102內(nèi)，通電時(shí)，電磁鐵30下端產(chǎn)生與外圈磁環(huán)240上表面相反的磁極，這樣能夠吸附外圈磁環(huán)240的局部使其發(fā)生偏斜并與泵體的上殼及下殼線接觸。

所述泵體內(nèi)位于入液口與出液口之間阻隔機(jī)構(gòu)，當(dāng)電磁驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)半球殼磁體發(fā)生偏斜從而實(shí)現(xiàn)將外圈磁環(huán)與泵體內(nèi)表面的線接觸從而與阻隔機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)將泵體內(nèi)的流體容腔分隔形成兩個(gè)區(qū)域。

本實(shí)施例中，阻隔機(jī)構(gòu)包括滑槽板40及隔板50，章動(dòng)盤20的邊緣開設(shè)有以讓滑槽板40穿過的槽口250，章動(dòng)盤20的兩個(gè)半球殼磁體之間設(shè)有位于槽口內(nèi)的銷釘260，所述滑槽40板朝向章動(dòng)盤一端開設(shè)有供銷釘在豎直平面內(nèi)滑動(dòng)的滑槽40，這樣當(dāng)章動(dòng)盤20偏斜過程中不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，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(nèi)。本實(shí)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(tài)其內(nèi)部剖面，泵體10的液體容腔由一部分球面和上下兩個(gè)內(nèi)錐面圍成。工作時(shí)，電磁鐵30按照一定順序（順時(shí)針或逆時(shí)針）通電，第一個(gè)電磁鐵通電時(shí)產(chǎn)生磁力吸附外圈磁環(huán)240的一端，使章動(dòng)盤傾斜，電磁鐵依次通電一個(gè)周期后，章動(dòng)盤20也實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期的章動(dòng)運(yùn)動(dòng)，電磁鐵30的通電頻率決定章動(dòng)盤的運(yùn)動(dòng)速度。章動(dòng)盤在電磁鐵作用下在液體容腔內(nèi)處于傾斜狀態(tài)，且章動(dòng)盤的上、下面分別與上蓋102和下蓋103的內(nèi)錐面成線接觸，接觸線104將腔體分為兩個(gè)區(qū)域，與入液口110相連的區(qū)域?yàn)槿肟趨^(qū)域111，與出液口120相連的區(qū)域?yàn)槌隹趨^(qū)域121；

如圖3所示，當(dāng)電磁鐵通電順序?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)（俯視狀態(tài)下），章動(dòng)盤20做逆時(shí)針圓周循環(huán)擺動(dòng)，（在滑槽板40的限位作用下章動(dòng)盤20不會(huì)發(fā)生自轉(zhuǎn)），接觸線也做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，且接觸線的轉(zhuǎn)速等于電磁鐵的通電循環(huán)速度，這時(shí)入口區(qū)域111不斷變大，形成負(fù)壓，流體從入口流入，出口區(qū)域121不斷變小，將流體從出口壓出，當(dāng)接觸線轉(zhuǎn)到隔板位置時(shí)，入口區(qū)域111達(dá)到最大，出口區(qū)域達(dá)到最小，接觸線以很短的時(shí)間繞過隔板，將原來的入口區(qū)域變成出口區(qū)域，然后入口區(qū)域又從小不斷變大，出口區(qū)域從大不斷變小，如此循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)液體的輸入與泵出。

該心臟泵采用電磁驅(qū)動(dòng)，不需要電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)章動(dòng)盤，驅(qū)動(dòng)部件與工作部件不接觸；工作部件章動(dòng)盤采用磁體球副，實(shí)現(xiàn)完全的被動(dòng)懸浮。具有無摩擦、無需潤(rùn)滑、噪聲小、發(fā)熱少及能效比高等優(yōu)點(diǎn)，徹底解決了“跑液、冒液、滴液、漏液”的問題，同時(shí)降低了心室輔助泵產(chǎn)生溶血和血栓的概率及對(duì)血液的污染，極大程度提高了泵的性能與壽命。本發(fā)明采用電磁力作為心臟泵的動(dòng)力，泵在體積上整體很小，結(jié)構(gòu)緊湊，便于手術(shù)移植。

同時(shí)，上述本發(fā)明如果公開或涉及了互相固定連接的零部件或結(jié)構(gòu)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(dāng)然，互相固定連接也可以為一體式結(jié)構(gòu)(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(fā)明公開的任一技術(shù)方案中所應(yīng)用的用于表示位置關(guān)系或形狀的術(shù)語除另有聲明外其含義包括與其近似、類似或接近的狀態(tài)或形狀。

本發(fā)明提供的任一部件既可以是由多個(gè)單獨(dú)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(dú)部件。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。