专利名称：管轴式离心血泵的制作方法
技术领域：
本发明为一种医用离心血泵，主用于体外循环、辅助循环及体外膜氧合的血液驱动。
背景技术：
目前国内外心脏直视手术体外循环所使用的血泵主要有两种类型，一种是滚压式血泵，通过滚轴对泵管的挤压驱动血液流动。另一种为离心式血泵，通过旋转的叶轮或涡轮对血液的直接作用使血液流动。两种血泵对血液的有形成份都有破坏作用，而滚压式血泵对血液的破坏作用尤甚，一般在运转I到2个小时后，病人都会因红细胞的破裂而出现不同 程度的血红蛋白尿。本发明采用管轴作为血液驱动的动力部件，避免了现有血泵对血液的碾压和搅拌作用，使血液成分得到更好的保护。
发明内容
本发明之血泵主要由管轴、管轴侧管、防回流缓冲部分、电机、泵壳、泵盖、轴承、密封、储血室等部分组成。该血泵采用离心力原理，但其对液体做功的部件不是叶轮，而是一段可高速旋转的管道，可称之为管轴。此管轴可看做由做为旋转轴的直管和与之相通连的向远离轴心的径向延伸的侧管两部分所形成，此两部分可以是一体铸成，或为分体连接而成。将此管轴固定于一竖直圆筒形密闭泵壳内，位置在该泵壳内的上部中心处，使管轴直管的一部分穿过密封和轴承开口于泵外的储血室内，密封将储血室与泵壳内分开，血液自储血室入口进入储血室，并经管轴在储血室的开口进入管轴及管轴侧管。当管轴被电机驱动旋转时，管轴侧管即绕直管做圆周运动，其内的液体也随之做圆周运动并受到离心力的作用而被抛甩到侧管开口外的泵壳内。管轴及储血室内的液体将因管轴侧管内液体的排出所产生的负压吸引而进入侧管，并重复上述受力过程而不断进入泵壳内，使泵内压力不断增力口，最终液体经泵底部的出口排出到泵壳外的动脉系统内，完成血液的输送。泵内压力的大小与管轴侧管的长度及泵的转速成正相关。将血泵设计为立式，并将管轴侧管部分设计为位于泵壳内的上部，目的为使管轴的侧管始终旋转于泵壳内液体平面上方的气体中，从而避免旋转的管轴侧管对进入泵壳内的血液的搅拌破坏作用，同时使泵的效率明显提高，有利于节能。为了轴对称，管轴的侧管可以是两条、三条或多条，使其在同一平面成轴对称的向远离轴心的径向延伸。本发明存在两个关键性问题。I.血液自血泵高速旋转的管轴侧管排出时，血流速度很高，如果直接喷射到泵壳内壁上，则在高速撞击下会造成血液的严重破坏。2.与其它离心泵相同，管轴式离心泵也存在着开放性问题，即在断电或其他故障导致突然停泵时，血液会倒流，使体内血液大量返流回泵壳内。不仅如此，因管轴式离心泵泵壳内液面上方为气体，在血液返流时，即会将气体压入管轴内。当管轴进气后，再重新开启血泵时，就不会有血液排出，需在重新以液体将管轴充满后再启动，血泵才能正常排送血液。如此长的循环停止时间，可能会造成病人生命无法挽回的结局。为了解决这两个困难，本发明将管轴侧管末端出口处进行了防回流缓冲部分设计。首先将管轴侧管末端出口部分设计成弧形，其曲度与泵壳圆简壁的曲度相近，侧管出口由圆形逐渐变扁并逐渐做扇形伸展开，沿管轴侧管曲度向泵壳内壁平行贴近。贴近的距离以管轴旋转时管轴侧管的防回流缓冲部分不碰到泵壳内壁为准，目的为使血液经缓冲后以最短的距离流到泵壳内壁上，最大限度地减轻或消除撞击作用，从而消除此部位的血液破坏。对于返流问题，本发明将管轴末端呈扇形展开的部分设计为其面向泵壳的管道壁为硬质材料，而面向泵心方向的管道壁采用具有适当弹性的材料，使之在管轴静止时紧贴于对侧硬质管壁上，但在管腔内有一定压力时被撑开，这样就形成了一简单的单向活瓣。在管轴停止转动时，两壁自然贴合，在泵壳内有压力的情况下，两壁贴合更加紧密，使气液不能返流。而当管轴转动时，管轴内的液体在离心力作用下即可将贴合的两壁撑开流入泵壳内。与现有离心泵相比，本发明之血泵采用可旋转的管轴作为动力部件，管轴的侧管旋转于泵内液体平面上方的气体中，其对血液无搅拌和碾压作用，不使血液产生涡流，或湍流，也不会产生流动滑移及反向旋涡，泵的效率高，无需过高的转速即可达到所需流量，对血液无热效应。因此，该血泵最大限度地减小了对血液的破坏作用，同时由于该血泵的特殊设计，即使管轴侧管排出的液体中含有气泡，气泡也会在血液沿泵壳内壁向下流动的过程中破裂，并溢出到液体平面上方的气体中，因此该血泵有防止气栓的作用。此外，该血泵管轴侧管末端的特殊设计，避免了现有离心泵停泵时血液返流的缺点，使操作更加容易和安全。同时该血泵还具有现有离心泵的其他优点。
图I、实施例I结构示意图 图2、实施例2结构示意图
图中I泵壳，2泵盖，3管轴，4轴承，5密封，6电机，7储血室，8防回流缓冲部分，9泵入口，10泵出口，11排气口 12管轴侧管。
具体实施例方式有两种实施方式，分别为将电机置于泵壳内如图I和将电机置于泵壳外如图2 实施例I为将电机置于泵壳内，泵设计为立式，储血室(7)位于泵壳(I)内的中央，
管轴(3)的直管部分穿过储液室顶部的轴承(4)和密封(5)开口于储血室内，为液体进入泵内的通道，密封将储血室与泵壳内分隔开。电机(6)固定于泵盖⑵的中央，电机轴与管轴的直管同轴并与管轴相连接，液体从泵入口(9)进入储液室及管轴内注入液体后,开启电机，电机驱动管轴旋转，管轴的侧管(12)即做圆周运动，侧管内的液体受到离心力的作用即从侧管末端的防回流缓冲部分(8)流入泵壳内。随着泵的运转，储血室内的液体将被不断抽吸到泵内，使泵内压力不断增加，最终经泵出口(10)进入动脉管道。进入泵内的液体因重力积存在泵的下部，管轴的侧管旋转于液体上方的气体中。储血室的上部设有排气口
(11)用于泵启动前的液体预充。实施例2与实施例I不同之处为电机不是位于泵壳内，而是位于泵壳外，固定在泵盖上的中央，电机轴穿过泵盖的中心与管轴相连接，为了防止漏气，还需一密封罩将电机密封于泵盖上，其他结构与实施例I相同。
权利要求
1.本发明之管轴式离心血泵主要由泵壳(I)、泵盖(2)、管轴(3)及管轴侧管(12)、轴承(4)、密封(5)、电机(6)、储血室(7)、防回流缓冲部分(8)、储血室入口(9)、泵出口(10)等部分组成，其特征在于该血泵驱动液体流动的动力部件不是叶轮，而是上述之可高速旋转的管轴。
2.根据权利要求I所述的管轴式离心血泵，其特征还在于液体是经管轴在储血室内的开口进入管轴并在管轴侧管内受到离心力的作用而被不 断排送到泵壳内的。
3.根据权利要求I所述的管轴式离心血泵，其特征还在于所述管轴的侧管部分是旋转于液体上方的气体中。
4.根据权利要求I所述的管轴式离心血泵，其特征还在于所述管轴的侧管可以是一条、两条或多条，但必须在同一平面内呈轴对称分布。
5.根据权利要求I所述的管轴式离心血泵，其特征还在于所述管轴的每条侧管末端出口处都设计有防回流缓冲部分。
全文摘要
目前常用的血泵有滚压式血泵，较少使用的为离心式血泵,两种血泵对血液都有不同程度破坏作用。本发明之管轴式离心血泵，其驱动血液的动力部件为一可旋转的T字形管轴，该管轴也是液体进入泵壳内的通道。血液自该管轴的直管部分进入管轴，在管轴的侧管部分受到管轴旋转时产生的离心力的作用被排输到泵壳内，使泵壳内压力不断增加，在压力下经泵出口进入动脉管道。管轴的侧管部分旋转于气体中，在管轴的侧管出口部设有防回流缓冲部分，与现有血泵相比该血泵对血液无碾压与搅拌作用，血液破坏轻，不存在反流问题，操作简便且安全，可用于长时间血液驱动。
文档编号A61M1/10GK102949758SQ20121045781
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者杨爱民, 李汝泓, 辛国华, 李艳 申请人:杨爱民