[发明专利]一种磁悬浮轴流式自发电人工心脏泵

权利要求书

1.一种磁悬浮轴流式自发电人工心脏泵，包括悬浮力定子（1）、旋转机构（2）、转矩定子（3）、泵体（4）、血液通道（5）、回流发电装置（6）和废热发电装置（7）；

所述泵体（4）内腔设有转矩定子（3），转矩定子（3）包括转矩定子铁芯（31）和转矩绕组（32），且转矩绕组（32）绕在转矩定子铁芯（31）上；所述转矩定子（3）上下两端设有转矩定子电池腔（44），内置转矩定子电池（45）；

所述泵体（4）上下两端各设有一个泵盖（41），下泵盖（411）的底部中间位置设有血液输入口（53），上泵盖（412）的顶部中间位置设有血液输出口（54）；所述泵盖（41）设有悬浮力定子电池腔（42），内置悬浮力定子电池（43）；所述外径向磁化永磁体（46）嵌于泵盖（41）端部；所述泵盖（41）设有四个呈圆周阵列分布的连接架（47），通过连接架（47）将泵盖（41）内部和外部连接成一个整体；所述泵体（4）和泵盖（41）设有相互配合的螺纹（48），可对整体结构进行拆分和组装；

下泵盖（411）与上泵盖（412）之间设有悬浮力定子（1）和旋转机构（2）；所述悬浮力定子（1）位于旋转机构（2）内腔中，并由下泵盖（411）和上泵盖（412）进行压紧固定，悬浮力定子（1）包括悬浮力定子铁芯（11）和悬浮力绕组（12），且悬浮力绕组（12）绕在悬浮力定子铁芯（11）上；所述旋转机构（2）自内向外依次设有径向位置调节环（21）、隔磁环（22）和磁悬浮转子（23），三者高度相同且依次固定连接，旋转机构（2）两端设有隔磁底座（24）和内径向磁化永磁体（25），内径向磁化永磁体（25）安装在隔磁底座（24）上且与外径向磁化永磁体（46）同性磁极相对；

所述泵盖（41）端部的轴上设有回流发电装置（6）；所述转矩定子（3）的内侧和悬浮力定子（1）的外侧设有环状的废热发电装置（7）。

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮轴流式自发电人工心脏泵，其特征在于：所述磁悬浮转子（23）为8齿螺旋结构，螺旋升角为30度，磁悬浮转子（23）直接作为叶轮，驱动血液自血液输入口（55）流入，并从血液输出口（56）流出；所述悬浮力定子（1）为4齿螺旋结构，螺旋升角为30度，悬浮力绕组（12）通电后，产生作用于径向位置调节环（21）的径向二自由度电磁力，进而调节旋转机构（2）径向位置；所述转矩定子（3）为12齿螺旋结构，螺旋升角为30度，转矩绕组（32）通电后，产生作用于磁悬浮转子（23）的电磁转矩，驱动旋转机构（2）旋转。

3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮轴流式自发电人工心脏泵，其特征在于：所述隔磁环（22）用隔磁材料制成，位于径向位置调节环（21）和磁悬浮转子（23）之间，使悬浮力绕组（12）产生的磁力线和转矩绕组（32）产生的磁力线形成两个相互独立的磁路，从而实现转矩磁场和悬浮磁场的解耦，提高运行稳定性、降低功率损耗。

4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮轴流式自发电人工心脏泵，其特征在于：所述内径向磁化永磁体（25）和外径向磁化永磁体（46）之间产生的排斥力与血液流动产生的轴向力、血液对旋转机构（2）的浮力、旋转机构（2）的自身重力和径向力共同作用，实现旋转机构（2）的非稳态悬浮。

5.根据权利要求1所述的一种磁悬浮轴流式自发电人工心脏泵，其特征在于：所述旋转机构（2）和悬浮力定子（1）之间设有血液回流通道（52），在压力差的作用下，部分血液会从血液主通道（51）的输出端流入血液回流通道（52），然后重新回到血液主通道（51）的输入端，所述回流发电装置（6）利用血液回流通道（52）中血液的轴向流动来推动回流发电装置（6）的叶轮转动进行发电，并将电能存储至悬浮力定子电池（43），进而为悬浮力绕组（12）供电；所述废热发电装置（7）采用两种磁导率不同的半导体制成，悬浮力绕组（12）和转矩绕组（32）通电后会产生热量，使得废热发电装置（7）的两侧产生温度差，根据塞贝克效应，利用所产生的温度差进行发电，并将电能存储至转矩定子电池（45），进而为转矩绕组（32）供电，此外该废热发电装置（7）还具有隔离血液的作用，为转矩定子电池（45）、悬浮力绕组（12）和转矩绕组（32）提供干燥的工作环境。