一种轴向反馈控制磁悬浮轴流血泵.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107261231A(43)申请公布日2017.10.20(21)申请号201710612183.6(22)申请日2017.07.25(71)申请人中国医学科学院阜外医院地址100037北京市西城区北礼士路167号阜外心血管病医院(72)发明人李国荣朱晓东(74)专利代理机构北京爱普纳杰专利代理事务所(特殊普通合伙)11419代理人王玉松(51)Int.Cl.A61M1/12(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种轴向反馈控制磁悬浮轴流血泵(57)摘要本发明涉及一种轴向反馈控制磁悬浮轴流血泵，叶轮轮毂中包埋有前转子径向悬浮磁体、后转子径向悬浮磁体，以及驱动电机转子；泵筒壁外包绕有前轴向控制绕组，前定子径向悬浮磁环，后定子径向悬浮磁环和后轴向控制绕组，分别与前轴向控制磁体、前转子径向悬浮磁体、后转子径向悬浮磁体和后轴向控制磁体位置对应。形成叶轮的前径向磁悬浮轴承、后径向磁悬浮轴承。前轴向控制磁体、后轴向控制磁体在前轴向控制绕组、后轴向控制绕组控制下限制叶轮轮毂的轴向位置。后导流椎内的前端包埋霍尔传感器，输出位置信号到轴向反馈控制电路。CN107261231ACN107261231A权利要求书1/2页1.一种轴向反馈控制磁悬浮轴流血泵，其特征在于，采用永磁悬浮力限制叶轮的径向位移，反馈调控的电磁力限制叶轮的轴向位置；由轴流泵泵筒，驱动电机定子、驱动电机转子、叶轮、前导叶、后导叶、前径向磁悬浮轴承、后径向磁悬浮轴承、轴向电磁轴承、位置传感器和轴向反馈控制电路组成。2.根据权利要求1所述的轴向反馈控制磁悬浮轴流血泵，其特征在于，驱动电机定子铁芯、驱动电机定子绕组包绕在轴流泵泵筒的壁外，叶轮设置在轴流泵泵筒的腔内，叶轮轮毂中包埋驱动电机转子；驱动电机转子径向充磁，可在驱动电机定子铁芯、驱动电机定子绕组产生的旋转磁场作用下获得转矩带动叶轮旋转；驱动电机转子采用两对磁极的结构，可避免对前、后径向磁悬浮轴承的磁力干扰。3.根据权利要求1所述的轴向反馈控制磁悬浮轴流血泵，其特征在于，前径向磁悬浮轴承由前定子径向悬浮磁环和前转子径向悬浮磁体组成，前转子径向悬浮磁体为圆柱状，由永磁材料制成，轴向充磁，包埋在叶轮轮毂中，位于驱动电机转子之前，其轴线与泵筒中轴线同心同轴；前定子径向悬浮磁环为圆环状，由永磁材料制成，长度与前转子径向悬浮磁体相等，轴向充磁，包绕在轴流泵泵筒外，位于电机定子前端与泵筒中轴线同心同轴；前定子径向悬浮磁环位置与前转子径向悬浮磁体对应，且磁极与前转子径向悬浮磁体同向排列；前定子径向悬浮磁环与前转子径向悬浮磁体之间的磁排斥力使叶轮的前端处于径向悬浮状态，形成前径向磁悬浮轴承。4.根据权利要求1所述的轴向反馈控制磁悬浮轴流血泵，其特征在于，后径向磁悬浮轴承由后定子径向悬浮磁环和后转子径向悬浮磁体组成，后转子径向悬浮磁体为圆柱状，由永磁材料制成，轴向充磁，包埋在叶轮轮毂中，位于驱动电机转子之后，其轴线与泵筒中轴线同心同轴；后定子径向悬浮磁环为圆环状，由永磁材料制成，长度与后转子径向悬浮磁体相等，轴向充磁，包绕在轴流泵泵筒外，位于电机定子后端与泵筒中轴线同心同轴；后定子径向悬浮磁环位置与后转子径向悬浮磁体对应，且磁极与后转子径向悬浮磁体同向排列；后定子径向悬浮磁环与后转子径向悬浮磁体之间的磁排斥力使叶轮的后端处于径向悬浮状态，形成后径向磁悬浮轴承。5.根据权利要求1所述的轴向反馈控制磁悬浮轴流血泵，其特征在于，轴向电磁轴承由前轴向控制磁体、后轴向控制磁体、前轴向控制绕组、后轴向控制绕组、霍尔传感器和轴向反馈控制电路组成；前轴向控制磁体、后轴向控制磁体为圆柱状，由永磁材料制成，轴向充磁，包埋在叶轮轮毂中，位于叶轮轮毂两端，其轴线与泵筒中轴线同心同轴；前轴向控制绕组、后轴向控制绕组为与轴流泵泵筒同心的螺线管，包绕在轴流泵泵筒外，其轴向位置与前、后轴向控制磁体相重叠，电流通过时可对前轴向控制磁体、后轴向控制磁体产生轴向磁作用力。6.根据权利要求5所述的轴向反馈控制磁悬浮轴流血泵，其特征在于，前轴向控制磁体、后轴向控制磁体和前轴向控制绕组、后轴向控制绕组的轴向长度可根据需要调整，增加前轴向控制磁体、后轴向控制磁体长度可增大轴向磁力调节梯度；前轴向控制磁体、后轴向控制磁体为圆柱状、圆锥状或圆柱和圆锥组合成的锥台状，当前轴向控制磁体、后轴向控制磁体的顶端是圆锥状时，圆锥体部分包埋在叶轮轮毂两顶端的椎体内。7.根据权利要求5所述的轴向反馈控制磁悬浮轴流血泵，其特征在于，在后导流椎内的前端包埋有霍尔传感器，通过感知后轴向控制磁体的磁场强度将叶轮轮毂的轴向位置信号2CN107261231A权利要求书2/2页转变为电信号，输出到轴向反馈控制电路。8.根