RU2308977C2

RU2308977C2 - Device for pumping blood

Info

Publication number: RU2308977C2
Application number: RU2005130113/14A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Байбиков (RU); Александр Сергеевич Байбиков; Георгий Пинкусович Иткин (RU); Георгий Пинкусович Иткин; Дмитрий Владимирович Вашуркин (RU); Дмитрий Владимирович Вашуркин; Алексей Александрович Красильников (RU); Алексей Александрович Красильников; Елена Евгеньевна Кузнецова (RU); Елена Евгеньевна Кузнецова
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-производственное Предприятие "БиоТехСис"
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2007-10-27
Also published as: RU2005130113A

Abstract

FIELD: medical engineering.

SUBSTANCE: device has curvilinear end face blades convex in the direction opposite to wheel rotation, the blades being mounted between bushing, shaft, separating sealing member and posterior pump casing wall. Pointed end face blades inlet parts continuations beyond their external diameter makes an angle of 90° or less with working wheel rotation direction. End face blades side leading along the flow is slightly sloping and inclined with respect to working wheel rotation direction in greater extent than back side of the blades.

EFFECT: no dead zones available.

3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для перекачивания крови и может быть использовано в качестве внутрикорпорального вспомогательного устройства при недостаточной работе сердца, а также в качестве основного насоса в системах вспомогательного интеркорпорального кровообращения.The present invention relates to a device for pumping blood and can be used as an intracorporeal auxiliary device with insufficient heart function, as well as as the main pump in systems of auxiliary intercorporal blood circulation.

Известна конструкция по патенту США №6048363. НКИ 623/3, 1997 г., в которой рабочее полуоткрытое колесо насоса располагается на конце вала с опорами внутри электродвигателя. Внутренность насоса отделена по валу от внутристаторного пространства электродвигателя герметизирующим уплотнением. Для предотвращения повреждения крови в застойных зонах в привтулочной части ведущего диска выполнены отверстия, через которые сбрасывается на вход колеса поток крови, идущий на промывку боковой пазухи между ведущим диском и корпусом.Known design according to US patent No. 6048363. NKI 623/3, 1997, in which the working half-open pump wheel is located at the end of the shaft with bearings inside the electric motor. The inside of the pump is separated along the shaft from the internal space of the electric motor by a sealing seal. To prevent damage to the blood in the stagnant areas in the inflated part of the leading disk, holes are made through which blood flow is discharged to the wheel inlet, which is used to flush the lateral sinus between the leading disk and the body.

Недостатком этой конструкции является наличие вихревых застойных областей, в которых могут возникать гемолиз и тромбоз крови. Так, например, не удалось избежать вихревых застойных зон в наружном углу резкого поворота потока из боковой пазухи вблизи вала и герметизирующего уплотнения, при входе в отверстия диска. Кроме того, диаметр втулки колеса существенно превышает необходимый для передачи момента и поэтому снижается надежность уплотнения ее наружной поверхности, использующейся для разделения гидравлической и приводной частей.The disadvantage of this design is the presence of vortex stagnant areas in which hemolysis and blood thrombosis can occur. So, for example, it was not possible to avoid the vortex stagnant zones in the outer corner of the sharp turn of the flow from the lateral sinus near the shaft and the sealing seal, at the entrance to the holes of the disk. In addition, the diameter of the wheel hub significantly exceeds the moment necessary for transmitting the torque, and therefore the reliability of sealing its outer surface, used to separate the hydraulic and drive parts, is reduced.

Известно также техническое решение по европейскому патенту ЕП №1344541, А61М 1/10, F04D 29/24, 2003 г., в котором предусмотрены в рабочем колесе пластины, установленные на втулке между рабочими лопатками колеса. Пластины обеспечивают обратное осевое течение некоторой части жидкости, поступающей во входную камеру через входной канал, что способствует циркуляции жидкости в зазоре между основанием и нижними поверхностями лопаток.There is also a technical solution according to European patent EP No. 1344541, A61M 1/10, F04D 29/24, 2003, in which plates are provided in the impeller mounted on a hub between the impellers of the wheel. The plates provide a reverse axial flow of a certain part of the liquid entering the inlet chamber through the inlet channel, which contributes to the circulation of the liquid in the gap between the base and the lower surfaces of the blades.

В известном техническом решении, которое является наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату, пластины (дополнительные лопатки), расположенные между основными лопатками, являются элементами проточной части и работают совместно с рабочими (основными) лопатками, т.е. отсутствуют разделяющие поверхности. Поэтому потоки жидкости (крови) в застойных зонах вызывают дополнительные потери в основном потоке проточной части. В предлагаемом насосе потоки жидкости в застойной зоне около вала отделены от основного потока и поэтому никак не влияют на потери энергии в основном потоке насоса.In the known technical solution, which is closest to the proposed technical essence and the achieved result, the plates (additional blades) located between the main blades are elements of the flow part and work together with the working (main) blades, i.e. no dividing surfaces. Therefore, fluid (blood) flows in stagnant zones cause additional losses in the main flow of the flowing part. In the proposed pump, the fluid flows in the stagnant zone near the shaft are separated from the main stream and therefore do not affect the energy loss in the main pump stream.

Кроме того, торцовые лопатки предлагаемого насоса, имеющие специальный профиль, вызывают в изолированной зоне организованную циркуляцию жидкости, препятствующую ее застою.In addition, the end blades of the proposed pump having a special profile cause organized circulation of fluid in the isolated zone, which prevents its stagnation.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является исключение застойных вихревых зон в насосной части, что существенно снижает опасность гемолиза и тромбоза крови при ее перекачивания.The problem to which the present invention is directed, is the elimination of stagnant vortex zones in the pump part, which significantly reduces the risk of hemolysis and blood thrombosis during its pumping.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве, содержащем размещенное в корпусе и установленное на валу электропривода рабочее колесо с лопатками, соединяющими покрывной диск со втулкой, а также разделяющее полость корпуса и электропривода уплотнение, отличающемся тем, что на втулке между валом, разделяющим уплотнением и задней стенкой корпуса установлены торцовые криволинейные лопатки, выполненные выпуклыми в направлении, противоположном направлению вращения рабочего колеса, причем заостренные входные части торцовых лопаток составляют с окружным направлением вращения рабочего колеса угол не более 90°, а ведущая по потоку сторона торцовых лопаток выполнена пологой и имеющей больший наклон к направлению вращения рабочего колеса, чем их тыльная сторона.The problem is solved in that in the device containing the impeller located in the housing and mounted on the drive shaft with blades connecting the cover disk to the sleeve, as well as a seal separating the cavity of the housing and the drive, characterized in that on the sleeve between the shaft separating the seal and rear curvilinear blades installed convex in the direction opposite to the direction of rotation of the impeller, and the pointed input parts of the end blades with stavlyayut with the circumferential direction of the impeller rotation angle is not more than 90 °, and the downstream side leading end faces of the blades is formed shallow and having a greater inclination to the rotational direction of the impeller than their back side.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показано предлагаемое устройство в разрезе, на фиг.2 - вид по "А" фиг.1 в увеличенном масштабе, на фиг.3 - сечение "В-В" фиг.2.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows the proposed device in section, in Fig.2 is a view on "A" of Fig.1 in an enlarged scale, in Fig.3 is a section "BB" of Fig.2.

Устройство состоит из рабочего колеса с лопатками 1, соединяющими покрывной диск 2 со втулкой 3. На втулке 3 установлены в количестве от одной до пяти торцовые криволинейные лопатки 4, расположенные в пространстве между разделяющим полость корпуса и электропривода (не показан) уплотнением 5, валом 6 и задней стенкой корпуса 7. В корпусе предусмотрен отвод 8. Торцовые криволинейные лопатки выполнены выпуклыми в направлении, противоположном направлению вращения рабочего колеса, причем заостренные входные части 9 торцовых лопаток составляют с окружным направлением вращения рабочего колеса угол не более 90°. Ведущая по потоку сторона 10 торцовых лопаток выполнена пологой и имеет больший наклон к направлению вращения рабочего колеса, чем их тыльная сторона 11. В устройстве также предусмотрен подвод 12.The device consists of an impeller with blades 1 connecting the cover disk 2 with the sleeve 3. On the sleeve 3 are installed in an amount of one to five end curved blades 4 located in the space between the cavity separating the housing and the electric drive (not shown) seal 5, shaft 6 and the rear wall of the housing 7. In the housing there is a tap 8. The end curved blades are convex in the direction opposite to the direction of rotation of the impeller, and the pointed inlet parts 9 of the end blades comprise ruzhnym direction of the impeller rotation angle is not more than 90 °. The flow-leading side 10 of the end blades is flat and has a greater inclination to the direction of rotation of the impeller than their back side 11. The device also has an inlet 12.

При работе устройства вал 6, связанный с электроприводом, вращает рабочее колесо 1. Перекачиваемая кровь из подвода 12 поступает на вход рабочего колеса, и рабочие лопатки выбрасывают ее в отвод 8. В отводе основная часть крови направляется к выходу устройства. Небольшая часть крови возвращается на вход через зазор между покрывным диском 2 и корпусом 7, промывая его. Часть крови попадает в область между валом 6, торцовыми лопатками 4 и разделяющим уплотнением 5. Вращающиеся торцовые лопатки 4 создают направленное течение в этой области, исключающее застойные зоны. Заостренные входные части 9 их (фиг.2) захватывают кровь, направляют к валу и приводят ее во вращение. Пологая ведущая сторона 10 обеспечивает направленное течение к торцам лопаток 4.When the device is operating, the shaft 6, connected with the electric drive, rotates the impeller 1. The pumped blood from the inlet 12 enters the inlet of the impeller, and the impellers eject it into the outlet 8. In the outlet, the main part of the blood is sent to the outlet of the device. A small part of the blood returns to the entrance through the gap between the cover disk 2 and the housing 7, washing it. Part of the blood enters the area between the shaft 6, the end blades 4 and the separating seal 5. The rotating end blades 4 create a directed flow in this area, eliminating stagnant zones. Pointed input parts 9 of them (figure 2) capture blood, direct to the shaft and bring it into rotation. The shallow leading side 10 provides directed flow to the ends of the blades 4.

В предлагаемом насосе для исключения застойных зон используется естественный поток между покрывным диском и корпусом. Торцовые лопатки исключают зону неорганизованных потоков и застоя вблизи вала и разделяющего уплотнения. Это существенно снижает гемолиз и тромбоз крови в этих зонах.In the proposed pump to eliminate stagnant zones, a natural flow is used between the cover disk and the housing. End blades exclude the area of unorganized flows and stagnation near the shaft and the separating seal. This significantly reduces hemolysis and blood thrombosis in these areas.

Благодаря использованию покрывного диска увеличивается эффективность устройства по сравнению с устройствами с открытыми колесами без покровных дисков.Thanks to the use of a cover disk, the efficiency of the device is increased compared to devices with open wheels without cover wheels.

Claims

A device for pumping blood containing an impeller located in the housing and mounted on the drive shaft with blades connecting the cover disk to the sleeve, as well as a seal separating the cavity of the housing and the drive, characterized in that the sleeve is installed on the sleeve between the shaft separating the seal and the rear wall end curved blades made convex in the direction opposite to the direction of rotation of the impeller, and the pointed inlet parts of the end blades are from the other direction of rotation of the impeller is an angle of not more than 90 °, and the downstream side of the end blades is flat and has a greater inclination to the direction of rotation of the impeller than their rear side.