一种可隔离轴承磨损颗粒的密封结构的制作方法

本发明涉及一种介入医疗器械中的密封结构，尤其涉及一种可隔离轴承磨损颗粒的密封结构，用于实现动力源位于体外的介入式泵血导管装置中，减少颗粒进入体内。

背景技术：

普通的带密封盖的轴承主要为了防止轴承内润滑脂在轴承运行中，从轴承里飞出；也防止使用环境中的飞尘，粉尘进入轴承，增加摩擦损耗，影响轴承的寿命。

普通的防水轴承是在普通的带密封盖的轴承进行改造，主要在普通密封盖外沿加上橡胶圈，把原来普通密封盖与轴承内圈的间隙用橡胶圈填补，但密封性比较差，只能防溅，不能长时间液体冲刷。

然而轴承密封一般可以分为静密封、动密封、伪静密封以及转化为静密封的动密封。其中静密封是密封集合面间没有相对运动的密封。动密封是密封元件之间彼此有相对运动的密封，又分为往复密封、旋转密封和复合运动密封。伪静密封是一种介于静密封与动密封之间的密封形式，表面上看是静密封，实际上处于微动状态，如机械密封或干气密封中补偿环处的副密封就属于这种密封形式，另外，为了彻底解决动密封问题，出现了如屏蔽泵、磁力传动泵和全封闭压缩机等将动力密封转化为静密封的机械设备。

专利文献cn208535163公开了一种轴承密封结构，通过橡胶密封圈与转轴过盈配合，当转轴高速旋转与停止，橡胶密封圈作往复密封，避免液体进去轴承里。但是轴承所在的结构是浸泡在血液中的，该专利中所提到的结构，转轴与橡胶密封圈在运行时会产生磨损颗粒，颗粒进入人体血液会形成血栓。此外，该专利结构的密封性比较差，只能防溅，不能长时间承受液体冲刷而不产生磨损颗粒。

专利文献cn109114037公开了一种轴承密封结构，通过磁体流体来防止液体进去，该结构无磨损，零泄漏，结构简单，使用寿命长等特点。但是该专利结构需要比较大空间去实施，而介入医疗器械产品空间比较小，无法实施该结构。

由上可见，轴承密封结构在介入医疗器械领域中，无法直接采用已有的改善方案。一方面，因为工业领域成熟技术方案对应都需要较大的传动结构外径(最小外径不小于10mm)，因此无法应用在介入医疗器械的使用场景中。另一方面，现有成熟技术方案更侧重于优先满足密封效果，可密封构件在起到密封时候，也会产生颗粒，随着颗粒进入体内形成血栓，因此无法满足医疗器械介入的使用情景。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种可隔离轴承磨损颗粒的密封结构，能够向高速转动转轴持续提供冷却的同时减少产生的磨损颗粒避免其进入患者体内，同时避免人体血液从传动结构回流，并避免液体对传动结构持续的冲洗。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种可隔离轴承磨损颗粒的密封结构，包括转轴和轴承，其中，所述转轴的一端设有近端密封盖和近端固定架，另一端设有远端密封盖和远端固定架；所述转轴的近端和驱动动力装置的转动元件相连，所述转轴与近端密封盖、远端密封盖之间留有隔离间隙；所述近端密封盖的外沿、近端固定架、远端固定架、远端密封盖的外沿及转轴之间形成灌注流入环腔；所述远端固定架、远端密封盖的内壁、近端固定架、近端密封盖的内壁及转轴之间形成静止密封腔，所述轴承的滚珠位于静止密封腔内。

上述的可隔离轴承磨损颗粒的密封结构，其中，所述驱动动力装置的壳体上具有流动液灌注入口管路和静止液灌注入口管路，所述流动液灌注入口管路与灌注流入环腔相连通，所述静止液灌注入口管路与静止密封腔相连通。

上述的可隔离轴承磨损颗粒的密封结构，其中，所述流动液灌注入口管路与灌注流入环腔之间通过金属管或医用软管相连通；所述静止液灌注入口管路与静止密封腔之间通过金属管或医用软管相连通。

上述的可隔离轴承磨损颗粒的密封结构，其中，所述灌注流入环腔和静止密封腔延伸至驱动动力装置的壳体内，所述驱动动力装置的转动元件位于静止密封腔内，所述驱动动力装置的壳体内设有灌注隔离腔。

上述的可隔离轴承磨损颗粒的密封结构，其中，所述转轴与远端密封盖之间的隔离间隙构成环形湍流旋涡区，并在远端密封盖内侧的隔离间隙处构成三角形死区。

上述的可隔离轴承磨损颗粒的密封结构，其中，所述转轴的额定转速为40,000rpm，转动直径为2.0mm，所述转轴与远端密封盖之间的隔离间隙为0.2mm～3.0mm。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：1.向传动转轴提供冷却液，防止转轴高速转动时产生局部高温，对患者的身体器官有烧伤危害。2.充分隔离传动转轴与轴承运行过程中产生的颗粒物，防止颗粒物进入患者体内，形成血栓。

附图说明

图1为本发明实施例中的密封结构示意图；

图2为本发明实施例中带密封的转轴连接驱动动力装置后的结构示意图；

图3为本发明实施例中灌注液形成湍流示意图。

图中：

1转轴2轴承3近端密封盖

4远端密封盖5驱动动力装置6静止密封腔

7灌注流入环腔8近端固定架9远端固定架

10灌注隔离腔11流动液灌注入口管路12静止液灌注入口管路

13叶轮14环形湍流旋涡区

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明实施例中的密封结构示意图；图2为本发明实施例中带密封的转轴连接驱动动力装置后的结构示意图。

请参见图1和图2，本发明提供的可隔离轴承磨损颗粒的密封结构，包括转轴1和轴承2，其中，所述转轴1的一端设有近端密封盖3和近端固定架8，另一端设有远端密封盖4和远端固定架9；所述转轴1的远端和驱动动力装置5相连。

其中，转轴1远端与预期使用的结构进行连接，近端与预期使用的驱动动力结构,比如与驱动动力装置5连接。

其中，密封结构是由远端密封盖4与近端密封盖3构成。密封盖与转轴1之间有一定的间隙，因此当转轴转动时候，转轴1与密封盖不会产生磨损颗粒。

其中，远端固定架9和近端固定架9连接封闭管道容纳所述转轴1、远端密封盖4、轴承2、近端密封盖3及灌注液。

其中，整个结构内灌注液有两种；一种是不流动的灌注液，不流动的灌注液是由远端固定架9、远端密封盖4、转轴1、轴承2、近端密封盖3、驱动动力结构及流动的灌注液包裹住。另一种是流动的灌注液，流动的灌注液流过近端密封盖1外沿、近端固定架1、远端固定架1、远端密封盖4外沿及转轴。流动的灌注液也起到防止血液回流的作用，而转动的磨损颗粒是由转轴、轴承及驱动动力结构产生的，产生于不流动的灌注液里，不进入患者体内。

其中，在近端处所述灌注流入环腔7和静止密封腔6直接延伸或者通过金属管或医用软管延伸至驱动动力装置5的壳体内，所述驱动动力装置5的转动元件位于静止密封腔6内，所述驱动动力装置的壳体内具有灌注隔离腔10，将静止密封腔6和灌注流入环腔7分隔开，使流动的灌注液与不流动的灌注液不会有汇合点，如图2所示；所述驱动动力装置5的壳体上具有流动液灌注入口管路11和静止液灌注入口管路12，所述流动液灌注入口管路11与灌注流入环腔7相连通，所述静止液灌注入口管路12与静止密封腔6相连通。

术前准备时，灌注液在灌注泵的驱动下由灌注入口管路进入流动区域(近端密封盖外沿、近端固定架构、远端固定架构、远端密封盖外沿及转轴)，再从流动区域进入不流动区域(远端密封盖、转轴、轴承、近端密封盖及驱动动力结构)。

术中使用时，不流动区域充满灌注液后，后续灌注液不再进入不流动区域内。此时最终进入患者体内的灌注容量与灌注泵的泵出流量相等，监控单个灌注泵的泵出流量即可了解进入患者体内的总灌注液容量。其中，灌注液持续从远端固定架9的前沿通过，而此时该结构充满了灌注液，使人体的血液无法回流到该结构，保证血液血细胞不会遭到破坏。

产品运行时，远端的叶轮13旋转，带动远端密封盖4与叶轮13间隔离间隙内灌注液旋转。当间隙空间足够时，在离心和灌注动力的相互作用下，会在间隙中构成环形湍流旋涡区14。进一步的，湍流旋涡会在远端密封盖内侧的流动间隙处构成三角形死区，不再有介质流动或交换，从而实现对不流动区域内灌注液的密封隔离，如图3所示。

所述湍流为有意诱发的局部可控湍流，湍流特征受叶轮与密封盖间间隙、额定转速和负载的转动直径见的相互关系控制。当额定转速为40,000rpm、负载转动直径为2.0mm时，负载与远端密封盖的间隙需大于0.2mm，才能通过湍流稳定实现密封隔离。实际应用中，间隙距离的最小取值由所需实现的额定转速和转动部件外径决定。进一步的，可总结为由需密封区域内液体径向旋转的线速度决定。线速度越大，需要越宽的隔离间隙。经过反复测试，间隙推荐值为0.2mm-3.0mm，当前述间隙小于推荐值时，湍流位于间隙外，间隙内为正常填充介质且流速均匀分布，对不流动区域的液体隔离效果下降。进一步地，优选间隙为0.3mm-2.0mm。

本发明在实现轴润滑、磨损颗粒密封的同时，可以使液体持续从轴承2近端进入，并从轴承2远端流出；通过诱导实现局部可控湍流构件流场死区来进行液体密封的形式，在高速旋转的时候不与任何零件产生摩擦，从而能够隔离住密封部件内的磨损颗粒，防止颗粒进入人体形成血栓。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。