本實用新型專利技術揭示了一種自阻尼抑制振動的磁懸浮人工心臟血泵轉子，包括通過磁懸浮系統懸浮于血泵中間的圓環形轉子本體，所述轉子本體繞其位于中心的旋轉軸轉動，所述轉子本體內設有一中空部，所述中空部內放置有至少一個阻尼塊，所述阻尼塊與所述轉子本體通過彈性連接器連接，所述中空部內充滿阻尼液。本實用新型專利技術的有益效果主要體現在：通過阻尼塊及阻尼液體的設置，可以在轉子的內部給轉子自身的扭擺振動提供阻尼。據此，由于各種不平衡引起的血泵轉子的振動就會大大減少，從而減少磁懸浮系統的發熱，減少血泵轉子與定子刮擦，大大降低磁懸浮失效的可能性，進而提高了人工心臟系統的可靠性和舒適度。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本技術屬于醫療器械
，涉及一種植入式人工器官制造技術，尤其涉及一種使用磁懸浮技術的人工心臟血泵的轉子。本技術還涉及了轉子的動力學領域， 尤其是轉子可能發生共振的情況下對振動的抑制。
技術介紹
人工心臟的快速發展主要得益于其主要部件血泵的迅猛發展，如今，磁懸浮血泵已經成為了新一代人工心臟中的一種重要技術。為了達到置入性要求，通常對人工心臟的磁懸浮磁路進行非常細致的優化。血泵通過磁懸浮系統使葉輪懸浮，葉輪直接永磁化，血泵的定子內置入永磁線圈，通過磁化的葉輪與定子或泵殼之間軸向和徑向磁場相互作用，使得葉輪懸浮于泵殼中間，驅動系統驅動葉輪旋轉。隨著技術的發展，懸浮葉輪可以直接作為馬達的轉子，馬達直接通過磁力的變化驅動懸浮的葉輪轉動來推動血液流動。一般來說，人工心臟中的磁懸浮、電機磁路會互相耦合，血泵轉子的磁平衡、動平衡誤差無法做到零。由于上述不平衡問題，那么血泵轉子轉動時將受到與轉子轉速的某次諧波相對應的干擾。血泵轉子在扭擺方向上往往是被動懸浮的，存在一個諧振頻率。當前面所述的干擾的頻率接近或者等于轉子的諧振頻率時，轉子將會產生劇烈的共振，大大增加磁懸浮系統的發熱，增加轉子與定子刮擦甚至磁懸浮失效的可能性，從而降低了人工心臟系統的可靠性和舒適度。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種自阻尼抑制振動的磁懸浮人工心臟血泵轉子。本技術的目的將通過以下技術方案得以實現一種自阻尼抑制振動的磁懸浮人工心臟血泵轉子，包括通過磁懸浮系統懸浮于血泵中間的圓環形轉子本體，所述轉子本體繞其位于中心的旋轉軸轉動，所述轉子本體內設有一中空部，所述中空部內放置有至少一個阻尼塊，所述阻尼塊與所述轉子本體通過彈性連接器連接，所述中空部內充滿阻尼液。優選的，所述中空部為軸向貫穿于轉子本體，所述轉子本體的兩個軸向端面外分別固定有一個端蓋。這樣制備中空部及比較方便。優選的，所述中空部為圓環形或球形。優選的，所述阻尼塊的外周面為曲面。優選的，所述阻尼塊的軸向和徑向上分別開設有至少一個阻尼通孔。這樣就更能通過計算更精確地控制阻尼塊的阻尼系數。優選的，所述阻尼塊的軸向和徑向上的阻尼通孔相互貫通。優選的，所述彈性連接器為彈簧絲，一端連接于阻尼塊，另一端連接于轉子本體的中空部的臨近于旋轉軸的第一側面。優選的，所述轉子本體及阻尼塊與阻尼液的接觸表面的粗糙度大于轉子本體最外周的表面粗糙度。優選的，所述轉子本體的中空部的遠離于旋轉軸的第二側面、或阻尼塊外表面、或阻尼通孔表面的其一或所有表面為波紋狀或螺紋狀。優選的，所述阻尼液的粘滯系數大于水的粘滯系數且小于機油的粘滯系數，所述阻尼孔的直徑與阻尼液的粘滯系數及轉子本體的共振頻率成正比。本技術的有益效果主要體現在通過阻尼塊及阻尼液體的設置，可以在轉子的內部給轉子自身的扭擺振動提供阻尼。據此，由于各種不平衡引起的血泵轉子的振動就會大大減少，從而減少磁懸浮系統的發熱，減少血泵轉子與定子刮擦，大大降低磁懸浮失效的可能性，進而提高了人工心臟系統的可靠性和舒適度。附圖說明圖1是本技術第一實施例的縱向剖示圖。圖2是本技術第一實施例的橫向剖示圖。圖3是本技術第二實施例的縱向剖示圖。圖4是本技術用于顯示阻尼效果的轉速與振幅關系曲線圖。具體實施方式本技術提供了一種自阻尼抑制振動的磁懸浮人工心臟血泵轉子，如圖1至3 所示，包括通過磁懸浮系統懸浮于血泵中間的圓環形轉子本體1，所述轉子本體1繞其中心的旋轉軸2旋轉，所述轉子本體1沿其軸向貫穿所述轉子本體1的軸向端面開設有一圓柱形中空部4，所述中空部4內設有至少1個阻尼塊5，阻尼塊5最佳為6-12個。為了防止阻尼塊5與中空部4的內表面即轉子的外部端面5產生摩擦和抵觸，所述阻尼塊5的外周面51為曲面，所述阻尼塊5與所述轉子本體1的第一側面12通過可以同時軸向扭擺也可以在徑向拉長的彈性連接器3連接，如果確定沒有徑向振動，彈性連接器3 則可以僅僅實現周向扭擺的功能。當然，彈性連接器3也可以與轉子本體1的第二側面11 連接。彈性連接器3—般采用彈簧絲即可。在所述中空部4內填充有能部分浸沒或完全浸沒阻尼塊5的阻尼液6。阻尼液6 的加入，當轉子本體1在制備時，將一邊的端蓋固定好后添加阻尼液6后再對另一端面進行固定；或者也可采用本技術的方法先使用端蓋將轉子密封，并留置用于灌入阻尼液的灌注孔。對于阻尼液6的選取，所述阻尼液6的粘滯系數大于水的粘滯系數且小于機油的粘滯系數；原因在于，如果阻尼特性太小，則阻尼效果也很小。如果阻尼特性太大，則阻尼塊將隨轉子一起運動，起不到阻尼作用。由于阻尼塊5在中空部4的位置關系的分布，每個阻尼塊5之間的間隙之間也充滿了阻尼液6，也能起到阻尼的作用。所述阻尼塊5的軸向和徑向上分別開設有至少一個阻尼通孔8。具體地，所述阻尼通孔8的直徑與阻尼液6的粘滯系數及轉子本體1的共振頻率成正比。阻尼通孔8的直徑選取與阻尼液6的粘滯系數和轉子本體1的軸向尺寸、轉子的共振頻率有關。軸向共振頻率越高，阻尼液6的阻尼系數越高，阻尼通孔8的直徑越大。軸向尺寸越大，阻尼通孔8的直徑越大。當然，阻尼通孔8的數量可以根據需要而定。所述阻尼通孔8為直線形或曲線形，阻尼通孔8內充滿了阻尼液6。以上這些結果都由后續的計算公式進行推導而來。所述轉子本體1的第二側面11、阻尼塊5外表面及阻尼通孔8的表面，稱為阻尼表面。為了增大阻尼系數，阻尼表面均形成有具有一定粗糙度的波紋狀或螺紋狀。當然，為了改善阻尼特性，如圖3所示，本技術的又一實施例，中空部4為球形面，或者也可以其他形狀。中空部4內充滿了阻尼液6。其中的阻尼塊5的外表面51為曲面。本技術的血泵轉子工作時，轉子本體1在繞旋轉軸2旋轉時，如果轉子本體1 平穩旋轉，則轉子本體1中的阻尼塊5、阻尼液體6、以及彈性連接器3最終都將與轉子本體 1 一同轉動，它們之間的相對速度為零，整體的運動情況與實心轉子相同。當轉子本體11在受到了與轉速成某次諧波的擾動力的影響，且發生共振時，轉子本體11將會有3種行為A.轉子本體11沿轉軸2做軸向振動，B.轉子本體1的轉軸發生偏轉，發生扭擺振動，C.轉子本體1產生徑向振動。具體地，如圖1所示的轉子，在發生上述振動時其特性與實心轉子不同。發生扭擺或者周向振動時，由于慣性和陀螺效應，阻尼塊5傾向于保持原來的狀態不變。這時，彈性連接器3發生形變，轉子本體1與阻尼塊5的軸向間隙發生改變。此時，阻尼液6必須通過此軸向間隙或者阻尼通孔8流動。流動過程中由于阻尼液6的粘滯特性和阻尼表面引起的湍流，整個轉子的振動能量將被損耗。這樣，轉子在此轉速上的尖銳諧振峰將會消失，因此轉子可以在原來的諧振區間內正常工作。發生徑向振動時，由于慣性，阻尼塊5傾向于保持原來的狀態不變。這時，彈性連接器3發生形變，表現為長度發生變化，因此轉子本體1與阻尼塊5的徑向間隙發生改變。 此時，阻尼液6必須通過此徑向間隙或者阻尼通孔8流動。流動過程中由于阻尼液6的粘滯特性和阻尼表面引起的湍流，整個轉子的振動能量將被損耗。這樣，轉子在此轉速上的尖銳諧振峰將會消失，因此轉子可以在原來的諧振區間內正常工作。下面通過具體的數據驗證本技術磁懸浮轉子的效果。一、磁懸浮轉子的進動與扭轉當轉子受到垂直與轉子旋轉方向的外力矩時，轉子本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：尹成科，陳琛，
申請(專利權)人：蘇州同心醫療器械有限公司，
類型：實用新型
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。