устройство для перекачивания крови

Формула изобретения

Устройство для перекачивания крови, содержащее 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, отличающееся 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.

Описание изобретения к патенту

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.

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.

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.

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.

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.

Кроме того, торцовые лопатки предлагаемого насоса, имеющие специальный профиль, вызывают в изолированной зоне организованную циркуляцию жидкости, препятствующую ее застою.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Благодаря использованию покрывного диска увеличивается эффективность устройства по сравнению с устройствами с открытыми колесами без покровных дисков.