一种基于阿基米德螺旋线叶轮和滚动轴承的磁驱离心泵的制作方法
【专利摘要】本发明是一种基于阿基米德螺旋线叶轮和滚动轴承的磁驱离心泵，包括电机、与电机转子连接的主动磁环、以及与主动磁环非接触布置并通过磁力传动扭矩的从动磁环，所述主动磁环和从动磁环中间气隙内设有隔离密封套，所述从动磁环与叶轮转子固接在一起，所述叶轮转子通过滚动轴承支撑和限位，叶轮转子与滚动轴承外圈联接，所述滚动轴承内圈锁紧在一根支撑轴上，支撑轴与泵壳底座连接固定，所述叶轮转子的叶轮曲面曲线为阿基米德螺旋线。采用本发明技术方案，通过磁性联轴器来传递扭矩，电机轴与离心泵转子没有机械接触。避免血液泄漏和被污染，且叶轮表面形状为阿基米德螺旋线，其能够减少对血液成份的破坏。
【专利说明】 一种基于阿基米德螺旋线叶轮和滚动轴承的磁驱离心泵
【技术领域】
[0001]本发明属于医用超精密泵领域，具体而言，涉及一种基于阿基米德螺旋线叶轮和滚动轴承的磁驱离心泵。
【背景技术】
[0002]医用离心泵的应用领域主要有心脏手术体外循环、心室辅助循环、心脏移植手术、体外膜肺支持、主动脉手术、肝、肾移植术中应用体外循环等。在传统离心泵中，由于转子轴密封处存在摩擦，离心泵高速运转的时候，会产生较大的热量，从而容易导致血栓，而且转子轴密封处血液停滞不动，也容易导致血栓。在叶轮离心泵中，叶轮的形状设计很关键，叶轮曲线的好坏决定离心泵对血液的破坏程度。
[0003]在本发明中，通过磁性联轴器来传递扭矩，且叶轮表面形状为阿基米德螺旋线，其能够减少对血液成份的破坏，并且设置支撑轴和滚动轴承来对叶轮转子支撑和限位，解决了上述问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，采用的离心泵为磁力驱动离心泵，离心泵转子与电机轴之间的传动通过磁性联轴器来实现。磁性联轴器最大的特点在于通过设置在主从磁转子中间气隙内的隔离密封套，可以将从动磁转子以及被传动件完全密封起来，并且在没有机械接触的情况下，通过磁力作用将主动件的运动与动力传递给被动件。
[0005]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:
一种基于阿基米德螺旋线叶轮和滚动轴承的磁驱离心泵，包括电机、与电机转子连接的主动磁环、以及与主动磁环非接触布置并通过磁力传动扭矩的从动磁环，所述主动磁环和从动磁环中间气隙内设有隔离密封套，所述从动磁环与叶轮转子固接在一起，所述叶轮转子通过滚动轴承支撑和限位，叶轮转子与滚动轴承外圈联接，所述滚动轴承内圈锁紧在一根支撑轴上，支撑轴与泵壳底座连接固定，所述叶轮转子的叶轮曲面曲线为阿基米德螺旋线。
[0006]进一步的，所述从动磁环和主动磁环上分别交错镶嵌有多块永磁体。
[0007]进一步的，所述叶轮转子与从动磁环为一体式结构。
[0008]进一步的，所述泵壳底座上方封接有泵壳上盖，并且之间通过O型圈密封。
[0009]进一步的，所述泵壳底座和泵壳上盖的材料采用具有较好生物相容性的聚碳酸酯。
[0010]进一步的，所述叶轮转子的一端与泵壳底座，叶轮转子其余部分在泵壳底座与泵壳上盖形成的腔室内悬空设置。
[0011]本发明的有益效果是:
离心泵对血液不产生机械挤压，所以对血液有形成分破坏较轻。离心泵适用于大流量传输，流量一般在0-10L/min。离心泵提供的压力在0-600mmHg。离心泵安全性高。血液传输中有少量气泡，会集中在中心部位而不被传输出去。离心泵具有体积小，重量轻，摩擦小，操作简单等优点。磁力驱动离离心泵转子与电机轴之间的传动通过磁性联轴器来实现。电机轴与离心泵转子没有机械接触。避免血液泄漏和被污染，解决离心泵输入轴密封难的问题，泵头可一次性更换，更换操作简便，降低成本，叶轮表面形状为阿基米德螺旋线，其能够减少对血液成份的破坏。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的内部剖视结构示意图；
图2是图1中滚动轴承结构局部放大图；
图3是本发明采用的阿基米德螺旋线叶轮示意图。
[0013]图中标号说明:1、锁紧螺母，2、轴承，3、连接轴座，4、主动磁环，5、安装座，6、泵壳底座，7、从动磁环，8、0型圈，9、泵壳上盖，10、螺钉，11、叶轮转子，12、螺钉，13、螺母，14、滚动轴承，15、支撑轴，16、被动侧底座，17、被动侧盖子。
【具体实施方式】
[0014]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
[0015]如图1所示，电机带动主动磁环4旋转,主动磁环通过磁力将转动传递给从动磁环7。从动磁环7与叶轮转子11为一体，从而实现电机驱动叶轮转子11转动。叶轮转子11、从动磁环7、泵壳上盖9和底座6采用具有较好生物相容性的材料聚碳酸酯，10块永磁体交错镶嵌在从动磁环7和主动磁环4中。由于采用磁力驱动，从而使得电机与叶轮转子11之间无需机械接触就能传递扭矩。避免了叶轮转子11轴密封带来的问题，简化了泵壳底座6的结构。
[0016]如图1所示，叶轮转子11 (即离心泵转子)只有一端与壳体接触，整个叶轮转子11其余部分在静止或运动状态下都是悬空的。假设叶轮转子11发生径向向下移动，则磁性轴承下方径向距离缩小，则气隙中的磁密增加，使磁性轴承下部磁环的抵抗力增大，将叶轮转子11推回到中心。叶轮转子11沿径向其他方向的运动也类似这种情况。因此，叶轮转子11径向是稳定的。由于主动磁环4和从动磁环7是相互吸引的，叶轮转子11将被主动磁环4吸引，压在泵壳底座6上，因此轴向也是稳定的。
[0017]如图2所示，叶轮转子11由滚动轴承14支撑和限位，滚动轴承14内圈锁紧在支撑轴15上，并与泵壳底座6连接固定；滚动轴承14外圈与叶轮转子11和从动磁环7联接，同时旋转。
[0018]如图3所示是本发明所采用的基于阿基米德螺旋线设计的叶轮，其曲线曲面形状能够减少对血液成本的破坏。
[0019]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于阿基米德螺旋线叶轮和滚动轴承的磁驱离心泵，其特征在于，包括电机、与电机转子连接的主动磁环(4)、以及与主动磁环(4)非接触布置并通过磁力传动扭矩的从动磁环(7 )，所述主动磁环(4)和从动磁环(7 )中间气隙内设有隔离密封套，所述从动磁环(7)与叶轮转子(11)固接在一起，所述叶轮转子(11)通过滚动轴承(14)支撑和限位，叶轮转子(11)与滚动轴承(14)外圈联接，所述滚动轴承(14)内圈锁紧在一根支撑轴(15)上，支撑轴(15)与泵壳底座(6)连接固定，所述叶轮转子(11)的叶轮曲面曲线为阿基米德螺旋线。
2.根据权利要求1所述的基于阿基米德螺旋线叶轮和滚动轴承的磁驱离心泵，其特征在于，所述从动磁环(7)和主动磁环(4)上分别交错镶嵌有多块永磁体。
3.根据权利要求1所述的基于阿基米德螺旋线叶轮和滚动轴承的磁驱离心泵，其特征在于，所述叶轮转子(11)与从动磁环(7)为一体式结构。
4.根据权利要求1所述的基于阿基米德螺旋线叶轮和滚动轴承的磁驱离心泵，其特征在于，所述泵壳底座(6)上方封接有泵壳上盖(9)，并且之间通过O型圈(8)密封。
5.根据权利要求3所述的基于阿基米德螺旋线叶轮和滚动轴承的磁驱离心泵，其特征在于，所述泵壳底座(6)和泵壳上盖(9)的材料采用具有较好生物相容性的聚碳酸酯。
6.根据权利要求1或4所述的基于阿基米德螺旋线叶轮和滚动轴承的磁驱离心泵，其特征在于，所述叶轮转子(11)的一端与泵壳底座(6)，叶轮转子(11)其余部分在泵壳底座(6)与泵壳上盖(9)形成的腔室内悬空设置。
【文档编号】F04D13/06GK104373358SQ201410641042
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】查卿, 周艺 申请人:中国科学院苏州生物医学工程技术研究所