一种高可靠性介入式血泵电机及其组装工艺的制作方法

本发明属于电机领域，更具体地，涉及一种高可靠性介入式血泵电机及其组装工艺。

背景技术：

1、根据世界卫生组织统计，心血管疾病是全世界健康问题的第一杀手。我国大约有1500万心衰患者，有130万到150万的终末期心衰患者。长期以来，终末期心衰患者缺乏有效的治疗手段，已有药物和心率控制器械难以逆转病程进展。心脏移植被认为是治疗终末期心衰患者最佳方式，但我国每年只有几百颗心脏供体可供移植，这对于100多万重症心衰患者来说无异于杯水车薪。

2、人工心脏作为心脏移植的替代方案，突破了心脏移植供体数量的限制，不仅可以提供心脏移植左的过渡性治疗或恢复心脏功能，还可以提供终身长期治疗方式，因此人工心脏得以快速发展和不断地技术突破。

3、介入式心室辅助装置(人工血泵)是一种面向心源性休克高危pci循环保护和高危pci手术的心室辅助产品，目前全球有美国的abiomed公司推出了相应的产品(impella系列)，它具有体积小、创伤小的特点，可降低术中和术右并发症，该产品在动物实验、临床左期和临床应用资料显示：在直接降低左心室负荷，推动左心室血液直接进入主动脉，推动左向血流和增加主动脉血压、平均动脉压和心输出量增加，左心室舒张末期容量和舒张末期压力减少，冠状动脉峰流量增加，心肌氧供平衡改善等方面具有非常不错的效果。

4、介入式心脏泵的核心部件血泵电机是一台具有强劲动力的微型特种电机，拥有体积小、高扭矩、高可靠性且具有优异的生物相容性特性等特点，一般经股动脉穿刺植入，推送至心脏左心室内，在人体内通常可连续工作3～14天。在血泵电机工作期间，血泵电机内部承受高压液体介质浸泡，血泵电机的线圈绕组必须在发热条件下完全隔绝液体物质的侵蚀，避免绝缘失效而危及人体生命。通常采用生物相容性灌封胶将线圈绕组与内部高压液体隔离开来，使血泵电机保持长时间的稳定、可靠工作。

5、介入式心脏泵在工作时，血泵电机内部会注入高压液体，在高压液体的不断注入下，血泵电机内部始终保持了较高的液体压力环境，从而避免血液涌入电机内部。目前，血泵电机的定子组件中，线圈绕组一般是缠绕在导磁定子上，再通过比较薄的灌封胶对线圈绕组进行密封来与高压液体隔绝。目前这种采用灌封胶灌封的方式，还因为存在以下问题而易导致灌封失效：1)、灌封胶大都具有吸水膨胀特性，灌封胶吸水膨胀会变得疏松且伴随裂纹产生的可能性，高压液体容易渗透灌封层；2)、血泵电机的微小尺寸限制了灌封胶的厚度，灌封胶厚度非常的薄，在工艺上很难形成没有任何缺陷(譬如气泡、开裂等)的灌封覆盖；3)、灌封胶体表面必须具有足够的光洁度，以便使得灌封胶体表面在长时间的液体剪切力作用下保持稳定。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种高可靠性介入式血泵电机及其组装工艺，通过合理选材以及工艺制作过程，使得本发明的介入式血泵电机具备了高压液体长时间浸泡且线圈工作发热条件下拥有非常可靠的绝缘效果，为介入式微泵在人体内长时间稳定可靠工作奠定了非常坚实基础。

2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种高可靠性介入式血泵电机，其特征在于，包括定子组件、转子组件、左端轴承和右端轴承，其中：

3、所述定子组件包括从外至内依次固定连接且同轴布置的外壳、导磁定子、外套管、杯形绕组和内套管，所述外套管为绝缘件，所述转子组件包括从内至外依次固定连接且同轴布置的转轴、永磁体和转子套，所述转轴的左端和右端分别通过左端轴承和右端轴承安装在所述外壳的内壁上，所述导磁定子、外套管、杯形绕组和内套管均位于所述左端轴承和右端轴承之间，所述导磁定子的内壁相对所述外壳的内壁凸出，所述外套管的左端超出所述导磁定子的左端和所述杯形绕组的左端，所述外套管的右端超出所述导磁定子的右端和所述杯形绕组的右端，所述内套管的左端和右端分别超出所述杯形绕组的左端和右端；

4、所述外壳内壁的左端与内套管外壁的左端之间的空间填充定子左灌封胶，所述外壳内壁的右端与内套管外壁的右端之间的空间灌封定子右灌封胶，所述定子左灌封胶和定子右灌封胶配合将导磁定子密封在外套管与外壳之间的空间以及将杯形绕组密封在外套管与内套管之间的空间；

5、所述转子套的左端和右端分别超出永磁体的左端和右端，并且所述转子套内壁的左端和右端分别填充转子左灌封胶和转子右灌封胶，以将所述永磁体密封在所述转子套与转轴之间的空间。

6、优选地，所述外套管的外壁与所述导磁定子之间存在第一间隙，并且该第一间隙处填充第一灌封胶，所述外套管与所述导磁定子通过所述第一灌封胶固定连接，所述外套管的内壁与所述杯形绕组之间存在第二间隙，并且该第二间隙处填充第二灌封胶，所述外套管与所述杯形绕组通过所述第二灌封胶固定连接，所述杯形绕组的内壁和所述内套管之间存在第三间隙并且该第三间隙处填充第三灌封胶，所述杯形绕组与所述内套管通过所述第三灌封胶固定连接。

7、优选地，所述第一灌封胶采用生物相容性的环氧类树脂灌封胶或者生物相容性的陶瓷灌封胶，所述第二灌封胶采用生物相容性的环氧类树脂灌封胶或者生物相容性的陶瓷灌封胶，所述第三灌封胶采用生物相容性的环氧类树脂灌封胶或者生物相容性的陶瓷灌封胶，此外：

8、陶瓷灌封胶的密度在3.5g/cm3以上，氧化铝的含量在95％～99％，陶瓷灌封胶可常温固化且在固化后形成陶瓷。

9、优选地，所述外套管的材料选自聚酰亚胺或聚醚醚酮材，所述内套管的材料选自聚酰亚胺或聚醚醚酮。

10、优选地，所述外壳包括主壳体和右盖，所述右盖的左端伸入所述主壳体内并且与所述主壳体固定连接，所述主壳体的内壁上设置有定位台阶，所述导磁定子的左端与所述定位台阶相抵接，所述导磁定子的右端与所述右盖的左端相抵接，所述定子右灌封胶位于所述右盖和所述转轴之间的空间，所述右端轴承固定安装在所述右盖上，所述右盖上设置与所述内套管的右端相抵接的限位凸台，所述内套管的左端与所述左端轴承相抵接。

11、优选地，所述定子组件还包括固定连接在所述右盖上的尾盖和连接在所述尾盖上的通液管，所述通液管的内腔与所述尾盖的内腔相连通，所述尾盖的左端伸入所述右盖内并且将所述右端轴承压在所述限位凸台上。

12、优选地，所述右盖上周向布置有多条缺口槽，以便引出杯形绕组上的导线，以及便于向所述内套管的右端与所述右盖之间的空间注入所述定子右灌封胶。

13、优选地，所述定子左灌封胶采用生物相容性的环氧类树脂灌封胶或者生物相容性的陶瓷灌封胶，所述定子右灌封胶采用生物相容性的环氧类树脂灌封胶或者生物相容性的陶瓷灌封胶，所述转子左灌封胶采用生物相容性的环氧类树脂灌封胶或者生物相容性的陶瓷灌封胶，所述转子右灌封胶采用生物相容性的环氧类树脂灌封胶或者生物相容性的陶瓷灌封胶，此外：

14、选用的陶瓷灌封胶的密度在3.5g/cm3以上，氧化铝的含量在95％～99％，选用的陶瓷灌封胶可常温固化且在固化后形成陶瓷。

15、优选地，所述转轴包括轴芯、轴套和紧固环，所述轴套和紧固环均固定连接在所述轴芯上，所述轴套的左端和右端分别与所述永磁体和所述右端轴承相抵接，所述紧固环压紧所述右端轴承的右侧，所述转子右灌封胶设置在所述轴套和所述转子套之间。

16、按照本发明的另一方面，提供了一种高可靠性介入式血泵电机的组装工艺，其特征在于，包括以下步骤：

17、1)将所述定子组件的外壳、导磁定子、外套管、杯形绕组和内套管依次固定连接在一起；

18、2)向内套管外壁的左端与外壳的主壳体之间的空间注入灌封胶形成定子左灌封胶；

19、3)将杯形绕组上的导线从主壳体右端连接的右盖上的缺口槽引出；

20、4)通过外壳的主壳体右端连接的右盖上的缺口槽，向内套管外壁的右端与外壳的主壳体之间的空间注入灌封胶形成定子右灌封胶，从而通过定子左灌封胶和定子右灌封胶，将所述导磁定子密封在外套管与外壳之间的空间以及将杯形绕组密封在外套管与内套管之间的空间；

21、5)将转子组件的转轴、永磁体和转子套固定连接在一起，向转子套内壁的左端和右端分别填充转子左灌封胶和转子右灌封胶；

22、6)将转子组件的转轴的左端通过左端轴承安装在所述主壳体上，将转子组件的转轴的右端通过右端轴承安装在所述右盖上；

23、7)将尾盖的左端伸入右盖内并与右盖固定连接，将杯形绕组上的导线与外部电线焊接后，再将杯形绕组上的导线与尾盖固定并用生物相容性胶固定和包裹导线。

24、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于，能够取得下列有益效果：

25、1)本发明的一种高可靠性介入式血泵电机，采用了杯形绕组这样的圆柱形线圈来替代常规的要缠绕在导磁定子上的线圈绕组，使得杯形绕组的外侧和内侧可以采用外套管和内套管来替代现有方案中的灌封胶体壁厚较薄的位置，经久耐用；定子组件和转子组件均采用灌封胶填充，可以填充空间相对较大的位置，灌封胶自身的体积也比较大，避免了灌封胶体较薄处的缺陷、表面质量不高的问题，能够有效防止高压液体的渗透，可靠性高。

26、2)本发明的一种高可靠性介入式血泵电机，能够大大提高定子组件和转子组件的灌封效率和生产合格率，为该产品的批量生产提供了良好基础，有利于产品的成本明显降低，降低了广大患者群体的经济负担。

27、3)一种高可靠性介入式血泵电机的组装工艺，易于进行灌封胶的灌封，而且组装效率高。