一种血泵泵头及磁悬浮血泵的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械设计技术领域，具体涉及一种血泵泵头及磁悬浮血泵。


背景技术：

2.在体外循环中，离心血泵及泵头代替了心脏的作用，负责将血液从人体引流，并提供离心力，将血液灌注回人体内。血液会直接与血泵泵头相接触，离心血泵泵头内部叶轮通过高速旋转，给血液提供循环动力，所以血泵泵头的设计非常关键，会影响运行的稳定性，并且决定了对循环血液的破坏大小。
3.目前市场上的离心血泵，以磁耦合驱动技术的离心泵为主，磁耦合驱动技术的离心泵及泵头的工作原理为通过离心泵内部的磁铁旋转带动泵头内部的磁铁高速旋转，磁铁固定在叶轮下面，进而带动叶轮的高速旋转，给血液提供动力；所以此类离心血泵泵头内部必然会需要旋转支撑轴，来维持叶轮的稳定。旋转支撑轴的高速旋转，会不可避免的产生热量，这些热量不可避免的会对血液造成损伤。此外，旋转支撑轴在高速运转的过程中，会不可避免的发生磨损，磨损产生的碎屑可能会进入人体内部，并且磨损会带来泵头运行的不稳定性以及减少泵头的使用寿命。
4.磁悬浮离心血泵及泵头的工作原理，为通过控制离心泵内部线圈的电流大小和方向，可以使泵头内部磁铁悬浮和旋转，磁铁固定在叶轮下面，进而带动叶轮的高速旋转，给血液提供动力。因此，此类离心血泵泵头不需要旋转轴的支撑，叶轮是通过磁力悬浮在蜗壳内部，并且通过磁力的作用进行旋转。因此在对血液的破坏，运行稳定性，以及是使用寿命上都优于磁耦合技术的离心血泵及泵头。
5.综上所述，需要设计一种满足体外循环动力需求、血液破坏小、运行稳定的离心血泵泵头。


技术实现要素：

6.针对背景技术中的问题，本实用新型提供了一种血泵泵头，包括：
7.螺旋式蜗壳，具有轴向上的血液入口和切向上血液出口；
8.封闭式叶轮，设置在所述螺旋式蜗壳内；所述封闭式叶轮包括同轴安装的底座和上盖，所述上盖朝向所述底座的一面上绕中心均布有多个螺旋式叶片；
9.驱动装置，与所述封闭式叶轮连接并驱动其在所述螺旋式蜗壳内转动；所述封闭式叶轮转动，带动血液自所述血液入口进入到所述螺旋式蜗壳内、从所述血液出口输出。
10.在一些实施例中，所述上盖与所述底座之间设置有第一定位组件，所述上盖与所述底座之间通过第一定位组件实现定位安装。
11.在一些实施例中，所述第一定位组件包括设置在所述叶片朝向所述底座的一侧上的第一定位件、设置在所述底座上对应位置处的第一定位孔，所述第一定位件插设在所述第一定位孔内实现定位安装。
12.在一些实施例中，所述驱动装置包括用于与旋转磁场线圈配合的磁铁，所述磁铁
安装在所述螺旋式蜗壳内并与所述封闭式叶轮连接，所述旋转磁场线圈绕所述磁铁周向设置，用于使所述磁铁悬浮并驱动所述磁铁旋转。
13.在一些实施例中，所述驱动装置还包括有磁铁安装壳，所述磁铁置于所述磁铁安装壳内，且所述磁铁安装壳安装在所述底座背向所述上盖的一侧上。
14.在一些实施例中，所述底座与所述磁体之间设置有第二定位组件，所述第二定位组件包括设置在所述底座朝向所述磁体一面上的第二定位件和设置在所述磁体上对应位置处的第二定位孔，所述第二定位件插设在所述第二定位孔内实现周向定位。
15.在一些实施例中，所述磁铁安装壳内中心处设置有定位柱，所述磁铁为环形磁铁，所述环形磁铁套设在所述定位柱上。
16.在一些实施例中，所述上盖上均布有6个螺旋式叶片。
17.本实用新型还提供了一种磁悬浮血泵，包括血泵座和安装在所述血泵座内的血泵泵头，所述血泵泵头采用如上所述的血泵泵头；
18.所述驱动装置为磁铁，所述血泵座内安装有旋转磁场线圈，所述血泵泵头安装到所述血泵座上后，所述磁铁位于所述旋转磁场线圈上，所述旋转磁场线圈使得所述磁铁带动所述封闭式叶轮悬浮在所述螺旋式蜗壳内，并带动所述封闭式叶轮旋转。
19.在一些实施例中，所述泵头座上设置有安装盘，所述血泵泵头可拆卸的安装在所述安装盘上。
20.在一些实施例中，所述安装盘上设置有至少一个卡口部，所述螺旋式蜗壳的外周设置有至少一个卡件，所述血泵泵头置于所述安装盘上后，相对于所述安装盘转动，使得所述卡件卡进所述卡口部内实现轴向上的限位。
21.在一些实施例中，所述安装盘上还设置有锁紧螺钉，所述血泵泵头安装到所述安装盘上后，所述锁紧螺钉抵在所述螺旋式蜗壳的周向上实现周向上的限位。
22.在一些实施例中，所述泵头座上设置有下沉安装部，所述旋转磁场线圈绕所述下沉安装部的四周设置；所述螺旋式蜗壳朝向所述泵头座的一面上具有向所述泵头座一侧延伸的延伸腔，所述磁铁位于所述延伸腔内；所述血泵泵头安装到所述泵头座上后，所述延伸腔伸进所述下沉安装部内。
23.本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
24.本实用新型提供的血泵泵头及磁悬浮血泵，其中叶轮采用由底座、上盖和螺旋式叶片构成的封闭式叶轮，对血液起到了更好的限制和引导作用，这就减少了液体在泵头内部流场发散带来的损耗，因此在相同的转速下，本实施例提供的封闭式叶轮可以提供更多的动力；与其他形式叶轮相比，同样的动力，本实施例听过的封闭式叶轮需要的转速更低，转速越低，对血液的损伤就会越少；因此本实施例提过的血泵泵头，保证了泵头运行的血流动力学特性、低血液破坏特性和稳定性。
附图说明
25.结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本实用新型的上述及其他特征和优点，其中：
26.图1为本实用新型提供的血泵泵头的结构示意图；
27.图2为本实用新型提供的血泵泵头的拆分示意图；
28.图3为本实用新型中封闭式叶轮的拆分示意图；
29.图4为本实用新型中封闭式叶轮的剖视图；
30.图5为本实用新型中叶片的示意图一；
31.图6为本实用新型中叶片的示意图二；
32.图7为本实用新型中叶片的示意图三；
33.图8为本实用新型提供的磁悬浮血泵的结构示意图；
34.图9为本实用新型中血泵座的结构示意图；
35.图10为本实用新型中旋转磁场线圈的结构示意图；
36.图11为本实用新型中血泵泵头的安装示意图。
具体实施方式
37.参见示出本实用新型实施例的附图，下文将更详细地描述本实用新型。然而，本实用新型可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本实用新型的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。
38.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
39.实施例1
40.参照图1-7，本实用新型提供了一种血泵泵头，包括螺旋式蜗壳110、封闭式叶轮120和驱动装置；螺旋式蜗壳110具有轴向上的血液入口和切向上血液出口；封闭式叶轮120设置在螺旋式蜗壳110内；封闭式叶轮120包括同轴安装的底座122和上盖121，上盖121朝向底座122的一面上绕中心均布有多个螺旋式叶片125；驱动装置与封闭式叶轮120连接并驱动其在螺旋式蜗壳110内转动；封闭式叶轮120转动，带动血液自血液入口进入到螺旋式蜗壳110内、从血液出口输出。
41.本实用新型提供的血泵泵头，其中叶轮采用由底座122、上盖121和螺旋式叶片125构成的封闭式叶轮，对血液起到了更好的限制和引导作用，这就减少了液体在泵头内部流场发散带来的损耗，因此在相同的转速下，本实施例提供的封闭式叶轮可以提供更多的动力；与其他形式叶轮相比，同样的动力，本实施例提过的封闭式叶轮需要的转速更低，转速越低，对血液的损伤就会越少；因此本实施例提过的血泵泵头，保证了泵头运行的血流动力学特性、低血液破坏特性和稳定性。
42.在本实施例中，如图2中所示，螺旋式蜗壳110由上蜗壳111和下蜗壳112构成，螺旋式蜗壳110上端中心处设置有进血口，边缘切向上设置有出血口，且出血口上还连接有出口管113，以便于与其他设备连接。当然，在其他实施例中螺旋式蜗壳110的结构形式并不局限于以上所述，可根据具体情况进行调整，此处不做限制。
43.在本实施例中，参照图3-4，上盖121与底座122之间设置有第一定位组件，上盖121与底座122之间通过第一定位组件实现定位安装。
44.具体的，第一定位组件包括设置在各个叶片125朝向底座122的一侧上的第一定位
件126、设置在底座122上对应位置处的第一定位孔127，各个第一定位件126分别插设在各第一定位孔127内实现定位安装；当然在其他实施例中，第一定位组件也可为设置在叶片125上的定位孔结构和设置在底座122上的定位件结构，此处不做限制，可根据具体情况进行调整，只要保证上盖121与底座122之间精准定位组合安装在一起即可。
45.在本实施例中，驱动装置包括用于与旋转磁场线圈配合的磁铁123，磁铁123安装在螺旋式蜗壳110内并与封闭式叶轮120连接，旋转磁场线圈绕所述磁铁周向设置，用于使磁铁123悬浮并驱动磁铁123旋转，从而带动封闭式叶轮120在螺旋式蜗壳110内悬浮旋转。当然，在其他实施例中驱动装置并不局限于磁悬浮驱动这一种方式，可根据具体情况进行调整，此处不做限制。
46.进一步的，参照图3-4，驱动装置还包括有磁铁安装壳124，磁铁123置于磁铁安装壳124内，且磁铁安装壳124安装在底座122背向上盖121的一侧上，从而实现了磁铁123安装到封闭式叶轮120上；
47.进一步的，磁铁安装壳123内中心处设置有定位柱，磁铁123为环形磁铁，环形磁铁套设在定位柱上。
48.进一步的，底座122与磁体123之间设置有第二定位组件，第二定位组件包括设置在底座122朝向磁体123一面上的多个第二定位件128和设置在磁体123上对应位置处的多个第二定位孔129，第二定位件128插设在第二定位孔129内，实现了磁铁123与封闭式叶轮120之间的周向定位，以便于磁铁123带动封闭式叶轮120一起随其旋转。
49.在本实施例中，上盖121上均布的螺旋式叶片125的数量可以为3、4、5、6等等，具体可根据具体情况进行调整，例如螺旋式叶片125的数量可以为图5中所示的4个，也可为图6中所示的5个，也可为图7中所示的6个，此处不做限制。
50.进一步的，由于叶片越多，泵头的水力特性一般就会较好，同时对血液的破坏程度可能会变大，实际应用中需要有一个平衡；因此本实施例中优选的螺旋式叶片125的数量为6个，在相同的转速和流量下，6个叶片的压升大约比4个叶片的高15毫米汞柱左右，效率更高，水力学特性更好，同时还能保证对血液不会造成太大的破坏。
51.实施例2
52.参照图8-11，本实施例提供了一种磁悬浮血泵，包括血泵座200和安装在血泵座200内的血泵泵头100，其中血泵泵头100采用实施例1中所述的血泵泵头。
53.在本实施例中，血泵泵头100内的驱动装置为磁铁123，血泵座200内安装有旋转磁场线圈202，血泵泵头100安装到血泵座200上后，磁铁123位于旋转磁场线圈202上，旋转磁场线圈202工作后，使得磁铁123带动封闭式叶轮120悬浮在螺旋式蜗壳110内，并带动封闭式叶轮120旋转。
54.其中，如图10中所示，旋转磁场线圈202包括多个位于均布在磁铁123侧面的第一线圈部分和周向均布在磁铁123相下方的第二线圈部分，第一线圈部分实现了磁铁123的旋转，第二线圈部分实现了磁铁123的悬浮；旋转磁场线圈202具体结构可采用现有技术中任意一种，此处不做限制，只要能够实现磁铁的悬浮与旋转即可。
55.在本实施例中，泵头座200上设置有安装盘210，血泵泵头100可拆卸的安装在安装盘210上。
56.具体的，安装盘210上设置有至少一个卡口部211，螺旋式蜗壳110的外周设置有至
少一个卡件114，血泵泵头100置于安装盘210内后，相对于安装盘210转动，使得卡件卡进卡口部211内实现轴向上的限位。其中，安装盘210具有一圈围边，围边上端向内延伸有第一延伸边，第一延伸边与围边内壁之间构成卡口部211；螺旋式蜗壳110的外圈边上也延伸有第二延伸边，第二延伸边构成卡件114。其中，安装盘210的围边上还设置有供出口管113伸出的缺口部213。
57.进一步的，安装盘上还设置有锁紧螺钉212，血泵泵头安装到安装盘210上后，旋转锁紧螺钉212使其抵在螺旋式蜗壳110的周向上实现周向上的限位。
58.当将血泵泵头100置于安装装盘上时，血泵泵头100的出口管113自缺口部213伸出，且此时卡口部211与卡件114相互错开；然后如图11中所示，旋转血泵泵头100，使得出口管113抵到缺口部213的一侧，此时卡件114刚好旋转到卡口部211内实现了轴向上的限位；然后再旋转锁紧螺钉212使其抵在螺旋式蜗壳110的周向上实现周向上的限位，从而即可实现了血泵泵头100与血泵座200之间的固定安装。
59.本实施例提供的血泵泵头100与血泵座200之间的可拆卸连接方式，结构简单，操作快捷方便；当然在其他实施例中血泵泵头100与血泵座200之间的快拆方式也可根据具体情况进行调整，此处不做限制。
60.在本实施例中，泵头座200上设置有下沉安装部214，旋转磁场线圈202绕下沉安装部214的四周和下方设置；螺旋式蜗壳110朝向泵头座200的一面上具有向泵头座200一侧延伸的延伸腔，磁铁123位于延伸腔内；血泵泵头100安装到泵头座200上后，延伸腔伸进下沉安装部内。
61.在本实施例中，泵头座200内还设置有控制器203以及与控制器连接的控制线缆204，控制器203还与旋转磁场线圈202连接，用于对其进行控制。

技术特征：
1.一种血泵泵头，其特征在于，包括：螺旋式蜗壳，具有轴向上的血液入口和切向上血液出口；封闭式叶轮，设置在所述螺旋式蜗壳内；所述封闭式叶轮包括同轴安装的底座和上盖，所述上盖朝向所述底座的一面上绕中心均布有多个螺旋式叶片；驱动装置，与所述封闭式叶轮连接并驱动其在所述螺旋式蜗壳内转动；所述封闭式叶轮转动，带动血液自所述血液入口进入到所述螺旋式蜗壳内、从所述血液出口输出。2.根据权利要求1所述的血泵泵头，其特征在于，所述上盖与所述底座之间设置有第一定位组件，所述上盖与所述底座之间通过第一定位组件实现定位安装。3.根据权利要求2所述的血泵泵头，其特征在于，所述第一定位组件包括设置在所述叶片朝向所述底座的一侧上的第一定位件、设置在所述底座上对应位置处的第一定位孔，所述第一定位件插设在所述第一定位孔内实现定位安装。4.根据权利要求1所述的血泵泵头，其特征在于，所述驱动装置包括用于与旋转磁场线圈配合的磁铁，所述磁铁安装在所述螺旋式蜗壳内并与所述封闭式叶轮连接，所述旋转磁场线圈绕所述磁铁周向设置，用于使所述磁铁悬浮并驱动所述磁铁旋转。5.根据权利要求4所述的血泵泵头，其特征在于，所述驱动装置还包括有磁铁安装壳，所述磁铁置于所述磁铁安装壳内，且所述磁铁安装壳安装在所述底座背向所述上盖的一侧上。6.根据权利要求5所述的血泵泵头，其特征在于，所述底座与所述磁体之间设置有第二定位组件，所述第二定位组件包括设置在所述底座朝向所述磁体一面上的第二定位件和设置在所述磁体上对应位置处的第二定位孔，所述第二定位件插设在所述第二定位孔内实现周向定位。7.根据权利要求5所述的血泵泵头，其特征在于，所述磁铁安装壳内中心处设置有定位柱，所述磁铁为环形磁铁，所述环形磁铁套设在所述定位柱上。8.根据权利要求1所述的血泵泵头，其特征在于，所述上盖上均布有6个螺旋式叶片。9.一种磁悬浮血泵，其特征在于，包括血泵座和安装在所述血泵座内的血泵泵头，所述血泵泵头采用权利要求1-8中任意一项所述的血泵泵头；所述驱动装置为磁铁，所述血泵座内安装有旋转磁场线圈，所述血泵泵头安装到所述血泵座上后，所述磁铁位于所述旋转磁场线圈上，所述旋转磁场线圈使得所述磁铁带动所述封闭式叶轮悬浮在所述螺旋式蜗壳内，并带动所述封闭式叶轮旋转。10.根据权利要求9所述的磁悬浮血泵，其特征在于，所述泵头座上设置有安装盘，所述血泵泵头可拆卸的安装在所述安装盘上。11.根据权利要求10所述的磁悬浮血泵，其特征在于，所述安装盘上设置有至少一个卡口部，所述螺旋式蜗壳的外周设置有至少一个卡件，所述血泵泵头置于所述安装盘上后，相对于所述安装盘转动，使得所述卡件卡进所述卡口部内实现轴向上的限位。12.根据权利要求11所述的磁悬浮血泵，其特征在于，所述安装盘上还设置有锁紧螺钉，所述血泵泵头安装到所述安装盘上后，所述锁紧螺钉抵在所述螺旋式蜗壳的周向上实现周向上的限位。13.根据权利要求9所述的磁悬浮血泵，其特征在于，所述泵头座上设置有下沉安装部，所述旋转磁场线圈绕所述下沉安装部的四周设置；所述螺旋式蜗壳朝向所述泵头座的一面
上具有向所述泵头座一侧延伸的延伸腔，所述磁铁位于所述延伸腔内；所述血泵泵头安装到所述泵头座上后，所述延伸腔伸进所述下沉安装部内。

技术总结
本实用新型提供了一种血泵泵头及磁悬浮血泵，其中血泵泵头包括：螺旋式蜗壳，具有轴向上的血液入口和切向上血液出口；封闭式叶轮，设置在所述螺旋式蜗壳内；所述封闭式叶轮包括同轴安装的底座和上盖，所述上盖朝向所述底座的一面上绕中心均布有多个螺旋式叶片；驱动装置，与所述封闭式叶轮连接并驱动其在所述螺旋式蜗壳内转动；所述封闭式叶轮转动，带动血液自所述血液入口进入到所述螺旋式蜗壳内、从所述血液出口输出。述血液出口输出。述血液出口输出。


技术研发人员：张震 代习伟 申跃跃
受保护的技术使用者：苏州恒瑞迪生医疗科技有限公司
技术研发日：2021.08.06
技术公布日：2022/5/25