CN104107466A - 半叶片转子式轴流血泵 - Google Patents

Abstract

一种半叶片转子式轴流血泵，它包括有内筒、前导、转子、后导，所述的前导拥有三个直叶片；转子拥有两个旋转叶片，转子轮毂只有前1/2部分上分布有两个旋转叶片即半叶片结构，使转子的叶尖间隙长度缩短一半；后导拥有三个旋转大叶片和三个旋转小叶片，该旋转大叶片和旋转小叶片间隔分布，旋转大叶片有1/2的长度悬臂并且伸入转子区域，形成悬臂叶片结构；转子外表面流道部分采用枣核形的光滑的三次样条曲线制成。本发明的有益效果是：由前导、转子及后导组成的整体流道采用枣核形的结构设计，采用光滑的三次样条曲线，既提高了血泵的压升也改善了泵内流场分布，同时减少了转静交界面面积，降低了轴承处血栓形成的风险。

Description

半叶片转子式轴流血泵

技术领域

本发明专利涉及轴流血泵技术领域，是一种半叶片转子式轴流血泵既转子上仅有一半叶片、后导整流器的叶片悬臂并且伸入转子区域的血泵结构，该结构极大降低了转子叶尖位置血液破坏，血泵内转子部件设计成枣核型结构以降低轴承区域血栓的轴流血泵。

背景技术

各种原因引起心力衰竭的主要后果就是心脏的泵血能力减弱。循环辅助血泵的作用是补偿或替代心脏功能，使心脏的前负荷下降，有利于心肌代谢和营养的恢复和平衡，促进心脏功能的恢复，对于不能完全恢复心脏功能的心脏，可以替代自然心脏并发挥其生理泵血功能。循环辅助血泵是挽救急性心衰患者生命的必须手段。急性心力衰竭(心衰)临床上以急性左心衰竭最为常见，指急性发作或加重的左心功能异常所致的心肌收缩力明显降低、心脏负荷加重，引起肺循环充血而出现急性肺淤血、肺水肿并可伴组织器官灌注不足和心原性休克的临床综合征。此时就需要循环辅助血泵的帮助才能使患者心肌恢复，降低死亡风险，挽救患者生命。辅助循环血泵在心力衰竭、心源性休克救治、心肺复苏、心脏移植前过渡支持治疗、替代治疗方面有巨大的应用潜力。

循环辅助血泵分为搏动式和旋转式两种，旋转式循环辅助血泵分为轴流血泵和离心血泵两种，轴流血泵拥有体积小、易植入体内的特点，因此目前国际上对轴流血泵的认可度高于离心血泵。

轴流血泵泵体主要包括前导、转子、后导和内筒。血泵通过转子旋转对流经的血液做功，提供血流量和压升，从而减轻心脏的泵血负担。前导调节血泵的入流，后导整流器起提高压力、整流的作用。

传统上，轴流血泵前导、转子和后导都由轮毂和叶片两种几何特征构成，转子叶尖与内筒之间存在间隙。

轴流血泵需要解决的问题是溶血和血栓，血泵内溶血严重会造成病人出血，血栓脱落会阻塞血管引起中风或栓塞。改善血泵溶血性能的主要方法是减少泵内血流的高剪切力和大流动分离，降低血栓形成风险的主要手段是减少泵内的低速血流区域及减少动静交界面面积。内筒位置的叶尖间隙处剪切力大、血液破坏严重，所以轴流血泵叶尖间隙处溶血最严重，已经被数值分析结果证实；机械轴承与轴接触位置附近的转静接触面积大，血栓形成风险最大，已经被数值分析和动物实验结果证实。

发明内容

本发明的目的在于克服轴流血泵的上述缺陷，提供一种具有结构新颖、可改善血泵溶血、降低血栓形成风险的半叶片转子式轴流血泵。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种半叶片转子式轴流血泵，它包括有内筒(1)、前导(10)、转子(9)、后导(2)，所述的前导(10)拥有3个直叶片(12)；转子(9)拥有2个旋转叶片(91)，转子轮毂只有前1/2部分上分布有两个旋转叶片(91)即半叶片结构，使转子(9)的叶尖间隙长度缩短一半；后导(2)拥有3个旋转大叶片(21)和3个旋转小叶片(22)，该旋转大叶片(21)和旋转小叶片(22)间隔分布，旋转大叶片(21)有1/2的长度悬臂并且伸入转子区域，形成悬臂叶片结构；转子外表面流道部分采用枣核形的光滑的三次样条曲线制成。这种流道抑制了流动的分离，枣核形的转子减少了转静交界面的面积。

所述的前导(10)和后导(2)通过过盈配合固定于内筒(1)的内壁上，转子(9)通过两端伸出的转轴(5)***前导和后导的机械轴承内连接。

所述的前导(10)和后导(2)的叶尖直径为12.7mm，转子(9)的叶尖直径为12.6mm。

在轴流血泵的设计中，多是通过优化前导、转子和后导的结构来改善泵内的流场分布，降低泵内的血液破坏。至今还没有人考虑通过消除或缩短叶尖间隙长度来改善轴流血泵的溶血，而在一个经过充分结构优化的血泵内，叶尖间隙是最易引发溶血的结构。后导的叶片悬臂并且伸入到转子区域就可以缩短叶尖间隙长度，增加后导的整流效果。前导、转子和后导整体的枣核状结构设计减少了转静交界面面积，也改善了血泵内的流场分布，这已经被数值模拟结果所证实。

本发明的有益效果是：由前导、转子及后导组成的整体流道采用枣核形的结构设计，采用光滑的三次样条曲线，既提高了血泵的压升也改善了泵内流场分布，同时减少了转静交界面面积，降低了轴承处血栓形成的风险；转子仅前半轮毂上有叶片，消除了传统轴流血泵1/2长度的叶尖间隙，降低了叶尖间隙造成的溶血；后导采用旋转大、小叶片间隔分布的六叶片结构，三个旋转，大叶片有1/2长度悬臂伸入到转子后半段轮毂处，既提高了后导的整流效果，也保证了血泵整体的增压效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的前导结构示意图。

图3是图2的右视结构示意图。

图4是图3的仰视结构示意图。

图5是本发明的转子结构示意图。

图6是图5的俯视结构示意图。

图7是图6的左视结构示意图。

图8是本发明的后导结构示意图。

图9是图8的俯视结构示意图。

图10是图8的左视结构示意图。

附图标号：1、内筒；2、后导；3、后导轴承；4、外筒端盖；5、转轴；6、外筒；7、磁钢；8、线圈；9、转子；10、前导；11、前导轴承；12、直叶片；91、旋转叶片；21、旋转大叶片；22、旋转小叶片。

具体实施方式

参见图1至图10所示：以下结合实施实例对本发明做进一步说明，但并不局限于下面所述内容。

本发明提供一种枣核形流道结构的转子半叶片、后导叶片悬臂的轴流血泵，其结构如图1所示，该轴流血泵包括内筒1、后导2、后导轴承3、外筒端盖4、转轴5、外筒6、磁钢7、线圈8、转子9、前导10、前导轴承11、直叶片12；本实施例中后导2和前导10固定于内筒1的内壁上，后导轴承3固定于后导2的内孔内，前导轴承11固定于前导10的内孔内，转轴5和磁钢7固定于转子9内，转子9通过转轴5支撑于后导2上的后导轴承3和前导10上的前导轴承11内。外筒端盖4与外筒6紧配合，且同时固定于内筒1的外壁上，线圈8装在内筒1外壁与外筒6内壁之间。

转子9采用枣核形结构设计，降低了转子前、后端血栓形成的风险，其实体如图5所示。两个旋转叶片91仅存在于转子轮毂的前半段。

后导2上设有3个悬臂的旋转大叶片21和3个旋转小叶片22，这6个叶片伸入到转子轮毂的后半段。这样就消除了原本转子9叶片尖部与内筒1之间存在的间隙，这个间隙是溶血最严重的地方之一。

转子9是为左右两半对接制成。

本发明由前导10、转子9及后导2组成的整体流道采用枣核形的结构设计，采用光滑的三次样条曲线，既提高了血泵的压升也改善了泵内流场分布，同时减少了转静交界面面积，降低了轴承处血栓形成的风险；转子9仅前半轮毂上有叶片，消除了传统轴流血泵1/2长度的叶尖间隙，降低了叶尖间隙造成的溶血；后导2采用旋转大、小叶片间隔分布的六叶片结构，三个旋转大叶片有1/2长度悬臂伸入到转子后半段轮毂处，既提高了后导2的整流效果，也保证了血泵整体的增压效果。

以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (3)

1.一种半叶片转子式轴流血泵，它包括有内筒(1)、前导(10)、转子(9)、后导(2)，其特征在于：所述的前导(10)拥有3个直叶片(12)；转子(9)拥有2个旋转叶片(91)，转子轮毂只有前1/2部分上分布有两个旋转叶片(91)即半叶片结构，使转子(9)的叶尖间隙长度缩短一半；后导(2)拥有3个旋转大叶片(21)和3个旋转小叶片(22)，该旋转大叶片(21)和旋转小叶片(22)间隔分布，旋转大叶片(21)有1/2的长度悬臂并且伸入转子区域，形成悬臂叶片结构；转子外表面流道部分采用枣核形的光滑的三次样条曲线制成。

2.根据权利要求1所述的半叶片转子式轴流血泵，其特征在于：所述的前导(10)和后导(2)通过过盈配合固定于内筒(1)的内壁上，转子(9)通过两端伸出的转轴(5)***前导和后导的机械轴承内连接。

3.根据权利要求1或2所述的半叶片转子式轴流血泵，其特征在于：所述的前导(10)和后导(2)的叶尖直径为12.7mm，转子(9)的叶尖直径为12.6mm。