Универсальный центробежный насос для систем ЭКМО Российский патент 2025 года по МПК A61M1/00 A61M60/104 

Описание патента на изобретение RU2838794C1

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к универсальному центробежному насосу систем экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО) с рабочим колесом закрытого типа и с конфигурацией корпуса и ротора, которая позволяет обеспечивать установку и фиксацию насоса на приводной части большинства коммерческих систем, способствует повышению его КПД, снижению травмы крови в нем, а также обеспечивает минимальные габариты и массу устройства. Насос предназначен для перекачивания крови при полной или частичной замене функции сердца.

Предпосылки создания изобретения

Замена функции сердца в системах искусственного кровообращения осуществляется путем использования центробежного (центрифужного) насоса. Такие аппараты позволяют обеспечивать постоянный поток крови в широком диапазоне подач и создаваемого перепада давления.

Из уровня техники известны центробежные насосы систем искусственного кровообращения различной конфигурации. Например, раскрытый в US 5458459 А центробежный насос состоит из кольцевого отвода и полуоткрытого двухрядного рабочего колеса с опорой в виде комбинации подшипника качения и магнитного подвеса. Использование полуоткрытого рабочего колеса приводит к ухудшению энергетических характеристик насоса, в частности, к более низкому значению его КПД, а также способствует повышению травмы крови по причине появления дополнительных вихревых структур в полости между корпусом и лопатками. В центре рабочего колеса выполнено отверстие, перетечка через которое приводит к дополнительному повышению травмы крови. Кольцевой отвод хоть и является с технологической точки зрения более простым вариантом конструкции корпуса, однако он не позволяет эффективно преобразовать скоростной напор за колесом в статический, а, значит, приводит к понижению КПД насоса.

Раскрытый в US 10030664 В2 центробежный насос также состоит из полуоткрытого рабочего колеса с опорой в виде комбинации подшипника качения и магнитного подвеса, но его корпус выполнен в виде спирального отвода, со смещением в направлении оси вращения ротора. Использование спирального отвода такого типа приводит возникновению дополнительных потерь в нем, а значит к ухудшению энергетических характеристик насоса.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является центробежный насос систем искусственного кровообращения, описанный в WO 2022/217139 А1, включающий закрытое рабочее колесо и спиральный отвод, в качестве опоры используется комбинация подшипника качения и магнитного подвеса. Использование закрытого рабочего колеса по сравнению с полуоткрытым позволяет увеличить КПД насоса и избежать появления дополнительных вихревых структур за счет обтекания лопаток в зазоре между ними и корпусом, но вывод лопаток за пределы диска, как это указано в WO 2022/217139 А1, приводит к появлению этих вихревых структур уже на свободных концах лопаток, особенно при работе на малых расходах, что увеличивает травму крови.

Описанные выше насосы могут использоваться только с определенным типом привода. Из уровня техники известны различные способы крепления насосов к приводу. Это и соединения типа шип-паз с последующим поворотом в посадочном месте (JP 2012152315 А), и защелки различных конфигураций (CN 115773237 А). Но все эти способы крепления не позволяют обеспечивать возможность установки одного насоса в разных приводах, могут быть неудобными с точки зрения эксплуатации. Известны составные адаптеры - магнитные передачи для передачи вращения от двигателя на ротор насоса (CN 219440203 U), которые позволяют устанавливать насос в разных приводах, но они при этом значительно увеличивают габариты и массу системы в целом, повышают риск неисправностей, снижают механический КПД насоса.

Суть изобретения

Техническая проблема, решаемая настоящим изобретением, состоит в отсутствии универсального в зависимости от типа установки центробежного насоса систем ЭКМО, который позволял бы одновременно обеспечивать относительно высокий уровень КПД, понижение травмы крови в нем, при этом мог бы быть использован с различными приводами, сохраняя при этом минимальные габариты и массу.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, состоит в создании конструкции центробежного насоса для систем ЭКМО, который имел бы возможность использоваться с разными типами приводов и при этом обеспечивал высокие характеристики насоса, требуемые для перекачки крови, такие как высокий КПД, низкая травма крови и малые габариты.

Технический результат обеспечивается за счет того, что центробежный насос систем экстракорпоральной мембранной оксигенации включает корпус и ротор, установленный подвижно в корпусе с помощью оси постоянного диаметра, при этом корпус состоит из верхней и нижней крышек, образующих разъем в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, при этом внутренняя поверхность корпуса формирует спиральный отвод и диффузор, а нижняя крышка корпуса является сменной, причем геометрия внешней поверхности нижней крышки корпуса определяется посадочным местом подключаемого привода и типом магнитной передачи привода, а ротор выполнен в виде рабочего колеса закрытого типа и нижней крышки рабочего колеса, в которой расположены постоянные магниты для передачи вращающего момента на ротор от привода.

В некоторых вариантах осуществления изобретения в верхней крышке корпуса выполнено центральное сквозное отверстие, в котором расположен входной патрубок в виде конической втулки.

В некоторых вариантах осуществления изобретения входной патрубок выполнен с верхней крышкой корпуса единой деталью, в других - входной патрубок установлен в центральное сквозное отверстие и соединен с верхней крышкой корпуса клеевым соединением с натягом или сваркой.

В некоторых вариантах осуществления изобретения входной патрубок в виде конической втулки выполнен с лопатками для спрямления входящего потока, причем лопатки соединяются у оси вращения ротора на втулке переменного радиуса. В этом случае ось ротора установлена в двух подшипниках скольжения, один из которых располагается в несквозном центральном отверстии втулки переменного радиуса, а другой - в несквозном центральном отверстии нижней крышки корпуса.

В некоторых вариантах осуществления изобретения входной патрубок в виде конической втулки выполнен без лопаток для спрямления входящего потока. В этом случае ось ротора установлена в одном подшипнике скольжения, расположенном в несквозном центральном отверстии нижней крышки корпуса.

В некоторых вариантах осуществления изобретения спиральный отвод выполнен симметричным относительно плоскости, расположенной равноудаленно между внутренними поверхностями дисков рабочего колеса. В некоторых вариантах осуществления изобретения спиральный отвод выполнен асимметричным относительно плоскости, расположенной равноудаленно между внутренними поверхностями дисков рабочего колеса.

В некоторых вариантах осуществления изобретения разъем корпуса на верхнюю и нижнюю крышки выполнен по плоскости, расположенной равноудаленно между внутренними поверхностями дисков рабочего колеса. В других вариантах осуществления изобретения плоскость разъема корпуса на верхнюю крышку и нижнюю крышку смещена за пределы спирального отвода вдоль оси вращения ротора в направлении привода.

В некоторых вариантах осуществления изобретения внешняя поверхность нижней крышки корпуса имеет выступы или пазы, позволяющие центрировать положение насоса в ответной части привода, а затем фиксировать его положение путем поворота или подтяжки фиксирующих болтов.

В некоторых вариантах осуществления изобретения нижняя крышка рабочего колеса выполнена в виде плоского диска с пазами для расположения постоянных магнитов. При этом постоянные магниты расположены в пазах на диске по окружности с чередованием полюсов. В некоторых вариантах осуществления изобретения постоянные магниты являются магнитными пластинами или магнитными прутками.

В некоторых вариантах осуществления изобретения внутренние поверхности нижней и верхней крышек конгруэнтны соответствующим поверхностям ротора. При этом указанные поверхности образуют зазор постоянной ширины.

Технический результат обеспечивается также за счет того, что комплект для систем экстракорпоральной мембранной оксигенации включает насос, описанный выше, и набор сменных нижних крышек корпуса для подсоединения к разным типам привода.

Краткое описание рисунков

Прилагаемые чертежи, которые включены в состав настоящего описания и являются его частью, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и совместно с вышеприведенным общим описанием изобретения и нижеприведенным подробным описанием вариантов осуществления служат для пояснения принципов настоящего изобретения. На чертежах одинаковые позиции применяются для обозначения одинаковых деталей или элементов конструкции.

На фиг. 1 показан трехмерный вид насоса с разнесенными частями (вариант осуществления насоса для установки насоса на привод с радиальной магнитной передачей согласно настоящему изобретению, ротор установлен в корпусе с помощью двух опор).

На фиг. 2 показаны примеры разъема корпуса в плоскости, перпендикулярной оси вращения, который образуют верхнюю и нижнюю крышки корпуса.

На фиг. 3 показано меридиональное сечение примеров исполнения насоса: 1) для установки на привод с радиальной магнитной передачей и с входным патрубком, который выполнен отдельной деталью от верхней крышки корпуса (фиг. 3а); 2) для установки на привод с торцевой магнитной передачей и с входным патрубком, который выполнен единой деталью с верхней крышкой корпуса.

На фиг. 4 представлены примеры исполнения конфигураций нижней крышки корпуса насоса в зависимости от типа привода: 1) для установки на привод с торцевой магнитной передачей (фиг. 4а); 2) для установки на привод с радиальной магнитной передачей (фиг. 4б).

На фиг. 5 представлены два примеры исполнения нижней крышки рабочего колеса. На фиг. 5а изображена нижняя крышка рабочего колеса для установки на привод с торцевой магнитной передачей, а на фиг. 5б - для установки на привод с радиальной магнитной передачей.

Подробное описание изобретения

В целом, настоящее изобретение направленно на разработку конструкции проточной части центробежного насоса систем ЭКМО. Заявляемая конструкция насоса согласно одному из вариантов настоящего изобретения показана на фиг. 1.

Центробежный насос включает в себя корпус (100) и ротор (110), находящийся внутри корпуса (100).

Корпус (100) центробежного насоса представляет собой две крышки, верхнюю (101) и нижнюю (102), образующих разъем в плоскости, перпендикулярной оси вращения (120) ротора. Упомянутые крышки (101, 102) соединены при помощи клеевого соединения с натягом или путем сварки. Внутренняя поверхность корпуса (100) формирует однозаходный спиральный отвод (103, показан на фиг. 2а, 2б) и диффузор (104).

Ротор (110) центробежного насоса расположен в полости между верхней (101) и нижней (102) крышками корпуса. При этом внешние поверхности ротора (110) выполнены таким образом, чтобы повторять геометрию внутренних стенок верхней (101) и нижней (102) крышек корпуса (100) (поверхности конгруэнтны), образуя таким образом между внутренней поверхностью корпуса (100) и ротором (110) зазор постоянной ширины. Постоянство зазора позволит исключить отрыв потока в этой зоне, то есть, зоны стагнации и рециркуляции.

Ротор (110) представляет собой закрытое рабочее колесо (111) и нижнюю крышку рабочего колеса (112), которые соединены при помощи клеевого соединения или путем сварки. При сборке ротора (110) центрирование рабочего колеса (111) и нижней крышки рабочего колеса (112) относительно друг друга производится путем совмещения выступов, расположенных на соответствующей стенке рабочего колеса (111), с соответствующими несквозными отверстиями в нижней крышке рабочего колеса (112). Форма, количество и положение пар выступов-отверстий может быть любым и не влияет на заявленный технический результат.

Рабочее колесо (111) выполнено в виде двух дисков и расположенных между ними лопастей. Лопасти рабочего колеса (111) могут быть как цилиндрическими, так и пространственными. Лопасти рабочего колеса (111) прикреплены к дискам по всей длине и не выходят за их пределы.

Нижняя крышка рабочего колеса (112) выполнена в виде плоского диска с пазами для расположения постоянных магнитов (1122) для передачи вращающего момента от приводной части (не показана на чертежах и не является частью заявляемого изобретения) на ротор (110). Постоянные магниты (1122) расположены в пазах на диске (112) по окружности с чередованием полюсов.

Ротор (110) подвижно расположен в корпусе (100) с помощью оси (130) постоянного диаметра, которая расположена вдоль центральной оси (120) ротора. Расположение ротора (110) в корпусе (100) может быть как двухопорным (как показано на фиг. 1), так и консольным. Непосредственно сам ротор (110) установлен на оси (130) при помощи клеевого соединения с натягом. Для этого в закрытом рабочем колесе (111) и в нижней крышке рабочего колеса (112) выполнены соответствующие сквозные центральные отверстия (1111, 1121) для установки каждой детали ротора (110) на ось (130).

В случае двухопорного расположения ротора (110) в корпусе (100) ось (130) позволяет фиксировать положение ротора в верхней (131) и нижней (132) опорах. В случае консольного расположения ротора (110) - только в нижней опоре (132). Нижняя опора ротора (132) установлена в несквозном центральном отверстии (1021), выполненным в нижней крышке корпуса (102). Верхняя (131) и нижняя (132) опоры ротора выполнены в виде подшипников скольжения, что по сравнению с подшипниками качения позволяет снизить травму крови в насосе.

В верхней крышке (101) корпуса выполнено центральное сквозное отверстие (1011) (фиг. 1), в котором расположен входной патрубок (140). На фиг. 3а и фиг. 3б представлены разные варианты соединения входного патрубка (140) с верхней крышкой корпуса (101).

В одном из вариантов осуществления изобретения верхняя крышка (101) корпуса выполнена единой деталью с входным патрубком (140) (фиг. 3б), и указанное отверстие (1011) является входом в насос. В другом варианте осуществления изобретения верхняя крышка (101) корпуса и входной патрубок (140) выполнены отдельными деталями (фиг. 3а), при этом входной патрубок (140) устанавливается в соответствующем сквозном центральном отверстии (1011) (фиг. 1) верхней крышки корпуса (101) при помощи клеевого соединения с натягом или сварки, и является входом в насос. Выходом из насоса является выходное сечение диффузора (104).

В случае двухопорного расположения ротора (110) в корпусе (100) (как изображено на всех представленных чертежах) входной патрубок (140) выполнен в виде конической втулки с лопатками для спрямления входящего потока, при этом лопатки соединяются у оси вращения ротора (120) на втулке переменного радиуса (141). Количество лопаток входного патрубка (140) кратно количеству лопаток рабочего колеса (111). Во втулке переменного радиуса (141) входного патрубка (140) выполнено несквозное центральное отверстие (1411), где располагается верхняя (131) опора ротора. В корпусе (100) насоса верхняя (131) и нижняя (132) опоры фиксируются в несквозных отверстиях (1411, 1021) втулки переменного радиуса и нижней крышки корпуса соответственно при помощи клеевого соединения с натягом. В случае консольного расположения ротора (110) (не показан на чертежах) входной патрубок (140) представляет собой коническую втулку без лопаток внутри, верхняя опора ротора (131) также отсутствует.

Параметры геометрии внутренних поверхностей крышек корпуса (101) и (102), входного патрубка (140) и рабочего колеса (111) определяются с использованием численных методов таким образом, чтобы обеспечивать эффективное перекачивание крови насосом и при этом максимально исключить появление в проточной части зон отрыва и рециркуляции, приводящих к увеличению травмы крови.

Разъем корпуса (100) на верхнюю (101) и нижнюю (102) крышки может быть осуществлен несколькими способами, представленными на фиг. 2а, 2б. В одном варианте плоскость разъема корпуса (100) на верхнюю крышку (101) и нижнюю крышку (102) смещена за пределы спирального отвода (103) вдоль оси вращения ротора (120) в направлении привода (фиг. 2а). В данном случае верхняя крышка (101) включает спираль (103) и диффузор (104). В другом исполнении разъем корпуса (100) выполнен по плоскости, расположенной равноудаленно между внутренними поверхностями дисков рабочего колеса (111) (фиг. 2б). В этом исполнении поверхности, образующие спираль (103) и диффузор (104) корпуса, расположены в обеих крышках.

При этом спиральный отвод (103) может быть изготовлен как симметричным, так и ассимметричным относительно плоскости, расположенной равноудаленно между внутренними поверхностями дисков рабочего колеса (111). Площадь сечения спирали увеличивается плавно.

Нижняя крышка (102) корпуса насоса и нижняя крышка рабочего колеса (112) являются сменными деталями и выбираются в зависимости от типа используемого привода. Центробежный насос согласно настоящему изобретению может поставляться как комплект с набором нижних крышек (102) корпуса. В этом случае сменная нижняя крышка (102) корпуса выбирается из набора крышек в зависимости от привода, на который устанавливают насос. Геометрия внешней поверхности нижней крышки корпуса (102) позволяет обеспечивать установку и фиксацию насоса в приводной части коммерческих систем для передачи вращающего момента от приводной части на ротор.

Нижняя крышка рабочего колеса (112) имеет два исполнения, как показано на фиг. 5, в зависимости от типа магнитной передачи привода. Выбор количества магнитов (1122) нижней крышки рабочего колеса (112), их размер и тип определяется количеством и размером магнитов в приводе. При этом критерием выбора параметров магнитов (1122) является эффективная передача вращения на ротор от привода, обеспечение стабильного вращения на всех режимах работы насоса. Размеры и конфигурация нижней крышки рабочего колеса (112), т.е. ее высота в направлении оси вращения ротора (120), количество и размер пазов под магниты (1122) и прочее, должны обеспечивать минимальные габариты насоса и возможность использования магнитов (1122) необходимой формы и количества.

Внешняя поверхность (1022) нижней крышки (102) (фиг. 3,4) корпуса должна позволять центрировать положение насоса в ответной части привода, а затем фиксировать его путем поворота, подтяжки фиксирующих болтов или иным способом, заложенным в конструкцию привода. Конфигурация и размеры внешней стенки (1022, торцевой стенки) нижней крышки (102) корпуса, т.е. ее наружный диаметр, высота в направлении оси вращения ротора (120), толщина стенок, наличие дополнительных элементов геометрии и прочее, определяется типом магнитной передачи привода и посадочным место привода.

На фиг. 3 представлены одни из возможных конфигураций нижней крышки (102) корпуса в зависимости от типа магнитной передачи привода. В случае радиальной магнитной передачи (фиг. 3а) нижняя крышка (102) корпуса имеет паз (1023) с центральным отверстием, в которое устанавливается нижняя опора (132) оси ротора (130). Нижняя крышка (102) устанавливается на верхней крышке корпуса (101), путем соединения выступов (1001) обеих крышек с натягом для последующего клеевого соединения или сварки. В случае торцевой магнитной передачи (фиг. 3б) наружный диаметр нижней крышки корпуса (102) устанавливается в паз верхней крышки (101), образуя соединение (1001) с натягом для последующего клеевого соединения или сварки, при этом нижняя крышка (102) имеет выступ (1023) с центральным отверстием для установки нижней опоры оси ротора (132). Представленные на чертежах варианты геометрии соединения крышек корпуса (100) не являются ограничивающими настоящее изобретение.

В одном из вариантов исполнения для центрирования насоса на приводе могут использоваться выступы (1024). Количество, форма и геометрические размеры выступов (1024) определяются соответствующей геометрией посадочного места привода. В другом варианте исполнения вместо выступов могут использоваться пазы. Их количество, форма и геометрические размеры также определяются соответствующей геометрией посадочного места привода. Допускается использование любой иной конфигурации внешней поверхности (1022) нижней крышки (102) корпуса, позволяющей располагать и фиксировать насос в посадочном месте привода.

На фиг. 4 представлены варианты исполнения нижней крышки (102) корпуса с четырьмя выступами (1024) прямоугольной формы с центральным углом 10 градусов. В других вариантах исполнения количество выступов (1024) может отличаться от показанного (прим. три, шесть, восемь и т.д.), значение их центрального угла также может быть иным (прим. 30 градусов, 60 градусов и т.д.), в зависимости от конфигурации ответной детали привода.

На фиг. 4а и фиг. 6а представлен пример варианта нижней (102) крышки корпуса и нижней крышки рабочего колеса (112) соответственно для установки насоса на привод с торцевой магнитной передачей. В этом случае в нижней крышке рабочего колеса (112) располагается набор постоянных магнитов в виде магнитных пластин (1122) круглой, квадратной, прямоугольной или иной формы.

На фиг. 4б и фиг. 5б представлен пример варианта нижней (102) крышки корпуса и нижней крышки рабочего колеса (112) соответственно для установки насоса на привод с радиальной магнитной передачей. В этом случае в нижней крышке рабочего колеса (112) располагается набор постоянных магнитов в виде магнитных прутков (1122) круглой, квадратной, прямоугольной или иной формы.

Таким образом, использование сменной нижней крышки (102) корпуса и нижней крышки рабочего колеса (112) как части насоса, геометрия которых определяется исключительно типом применяемой магнитной передачи и посадочным место привода, на который устанавливается насос, позволяет создать универсальный насос в зависимости от типа установки. Геометрия внешней поверхности нижней крышки (102) корпуса может быть любой, что снимает ограничения на необходимость использования конкретной марки привода. При этом описанное решение не изменяет геометрию проточной части насоса, а значит не влияет на его рабочие характеристики.

Насос действует следующим образом. Насос применяется в составе систем ЭКМО и используется для обеспечения искусственного кровообращения. Для подключения насоса к системе ЭКМО входной патрубок (140) присоединяется к всасывающей магистрали -гибкому шлангу, подключенному непосредственно к пациенту. При этом диффузор (104) корпуса присоединяется к напорной магистрали - гибкому шлангу, соединяющему насос и оксигенатор. После подключения к системе производится установка насоса в приводную часть, нижняя крышка корпуса (102) позволяет установить насос в ответной детали приводной части и зафиксировать его положение. Далее производится заполнение контура физиологическим раствором, удаление из контура оставшихся пузырей воздуха любым путем, доступным персоналу, и последующее заполнение контура ЭКМО кровью. По окончании заполнения контура кровью производится запуск привода. При помощи расположенных в нижней крышке рабочего колеса (112) магнитов (1122) происходит передача вращающего момента от привода к ротору насоса (110), что приводит его в движение. Лопасти рабочего колеса (111) преобразуют механическую энергию вращения в энергию движения потока крови, тем самым обеспечивая перекачивание последней от входа в насос к выходу из него. На входе в насос поток крови, поступающий из всасывающей магистрали, контактирует с лопатками входного патрубка (140) и выравнивается, тем самым обеспечивая безотрывное натекание на лопасти на входе рабочего колеса (111). За счет создаваемого между входом и выходом из рабочего колеса (111) перепада давления часть потока крови, выходящего из рабочего колеса (111), поступает в зазоры между внешней поверхностью ротора (110) и внутренней поверхностью корпуса (100). Поток, протекающий по зазору со стороны верхней крышки корпуса (101), обеспечивает отсутствие зон стагнации и рециркуляции в соответствующем зазоре и снова поступает на вход в рабочее колесо (111). Поток, протекающий по зазору со стороны нижней крышки корпуса (102) также обеспечивает отсутствие зон стагнации и рециркуляции в соответствующем зазоре. Основной поток крови, выходящей из рабочего колеса (111), поступает в спиральный отвод (103) и диффузор (104) корпуса, где происходит преобразование скоростного напора крови в статический. Из диффузора (104) корпуса поток направляется по напорной магистрали в направлении оксигенатора.

Похожие патенты RU2838794C1

название год авторы номер документа
ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС ДЛЯ ЭКСТРАКОРПОРАЛЬНОЙ МЕМБРАННОЙ ОКСИГЕНАЦИИ 2023
  • Исаева Мария Сергеевна
  • Исаев Никита Юрьевич
  • Банин Евгений Петрович
  • Бараков Владимир Николаевич
RU2817453C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ 2013
  • Болотин Николай Борисович
  • Дудышев Валерий Дмитриевич
RU2546145C1
НАСОС ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ С ЧУВСТВИТЕЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ 2022
  • Банин Евгений Петрович
  • Бараков Владимир Николаевич
  • Леньков Сергей Андреевич
  • Коротеев Алексей Васильевич
RU2805828C1
ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ СЕКЦИОННАЯ ЦЕНТРОБЕЖНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА И СПОСОБ СБОРКИ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ 2013
  • Кушнарев Владимир Иванович
  • Кушнарев Иван Владимирович
  • Обозный Юрий Сергеевич
RU2529979C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ВЫРАБОТКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ЗА СЧЕТ КОНВЕКЦИИ 2000
  • Абе Тосихиро
RU2249126C2
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 1993
  • Булкин Анатолий Ефремович
  • Калашников Арсений Александрович
  • Москаленко Владимир Валентинович
  • Панов Валерий Иванович
  • Панов Евгений Иванович
RU2053376C1
УСТРОЙСТВА МЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ, СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ, ПРИМЕНЯЮЩИЕ УКАЗАННЫЕ УСТРОЙСТВА 2012
  • Кюстерс Бенджамин И.
  • Вегенер Кристофер Дж.
  • Мин Киунгиоон
RU2615536C2
УСТРОЙСТВА МЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ, СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ, ПРИМЕНЯЮЩИЕ УКАЗАННЫЕ УСТРОЙСТВА, И СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ ДАННЫМИ 2012
  • Вегенер Кристофер Дж.
  • Мин Киунгиоон
  • Форчиоли Лоран
  • Брайертон Марк Дж.
  • Боггс Дэниел Р.
RU2591658C2
УСТРОЙСТВА МЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ, СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ, ПРИМЕНЯЮЩИЕ УКАЗАННЫЕ УСТРОЙСТВА, И СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ ДАННЫМИ 2012
  • Боггс Дэниел Р.
  • Брайертон Марк Дж.
  • Кюстерс Бенджамин И.
  • Мин Киунгиоон
  • Вегенер Кристофер Дж.
RU2601449C2
ГЕРМЕТИЧНЫЙ НАСОС С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ 1994
  • Васильев Николай Иванович[By]
RU2079723C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 838 794 C1

Реферат патента 2025 года Универсальный центробежный насос для систем ЭКМО

Группа изобретений относится к медицинской технике. Центробежный насос для системы экстракорпоральной мембранной оксигенации включает корпус и ротор, установленный в корпусе с возможностью вращения с помощью оси постоянного диаметра. Корпус состоит из верхней и нижней крышек, образующих разъем в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора. Внутренняя поверхность корпуса формирует спиральный отвод и диффузор. Нижняя крышка корпуса является сменной. Внешняя поверхность нижней крышки корпуса содержит пазы или выступы для центрирования и фиксации положения насоса в ответной части подключаемого привода торцевого или радиального типа. Ротор выполнен в виде рабочего колеса закрытого типа и нижней крышки рабочего колеса, в которой расположены постоянные магниты для передачи вращающего момента на ротор от привода. В верхней крышке корпуса расположен входной патрубок в виде конической втулки. Раскрыт комплект центробежного насоса для системы экстракорпоральной мембранной оксигенации, включающий центробежный насос для системы экстракорпоральной мембранной оксигенации и набор сменных нижних крышек корпуса для подсоединения к приводам торцевого или радиального типов. Технический результат состоит в использовании насоса с разными типами приводов с сохранением высокого КПД, низкой травмы крови и малых габаритов. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула изобретения RU 2 838 794 C1

1. Центробежный насос для системы экстракорпоральной мембранной оксигенации, включающий

корпус и ротор, установленный в корпусе с возможностью вращения с помощью оси постоянного диаметра,

корпус состоит из верхней и нижней крышек, образующих разъем в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, при этом внутренняя поверхность корпуса формирует спиральный отвод и диффузор, а нижняя крышка корпуса является сменной,

причем внешняя поверхность нижней крышки корпуса содержит пазы или выступы для центрирования и фиксации положения насоса в ответной части подключаемого привода торцевого или радиального типа,

ротор выполнен в виде рабочего колеса закрытого типа и нижней крышки рабочего колеса, в которой расположены постоянные магниты для передачи вращающего момента на ротор от привода,

в верхней крышке корпуса расположен входной патрубок в виде конической втулки.

2. Насос по п.1, характеризующийся тем, что входной патрубок в виде конической втулки выполнен с лопатками для спрямления входящего потока, при этом лопатки соединяются у оси вращения ротора на втулке переменного радиуса.

3. Насос по п.1 или 2, характеризующийся тем, что входной патрубок выполнен с верхней крышкой корпуса единой деталью.

4. Насос по п.1 или 2, характеризующийся тем, что в верхней крышке корпуса выполнено центральное сквозное отверстие, в котором установлен входной патрубок, при этом входной патрубок соединен с верхней крышкой корпуса клеевым соединением с натягом или сваркой.

5. Насос по п.1, характеризующийся тем, что ось ротора установлена в одном подшипнике скольжения, расположенном в несквозном центральном отверстии нижней крышки корпуса.

6. Насос по п.2, характеризующийся тем, что ось ротора установлена в двух подшипниках скольжения, один из которых располагается в несквозном центральном отверстии втулки переменного радиуса, а другой - в несквозном центральном отверстии нижней крышки корпуса.

7. Насос по п.1, характеризующийся тем, что спиральный отвод выполнен симметричным относительно плоскости, расположенной равноудаленно между внутренними поверхностями дисков рабочего колеса.

8. Насос по п.1, характеризующийся тем, что спиральный отвод выполнен асимметричным относительно плоскости, расположенной равноудаленно между внутренними поверхностями дисков рабочего колеса.

9. Насос по п.7 или 8, характеризующийся тем, что разъем корпуса на верхнюю и нижнюю крышки выполнен по плоскости, расположенной равноудаленно между внутренними поверхностями дисков рабочего колеса.

10. Насос по п.7 или 8, характеризующийся тем, что плоскость разъема корпуса на верхнюю крышку и нижнюю крышку смещена за пределы спирального отвода вдоль оси вращения ротора в направлении привода.

11. Насос по п.1, характеризующийся тем, что внешняя поверхность нижней крышки корпуса имеет выступы или пазы, позволяющие центрировать положение насоса в ответной части привода, а затем фиксировать его положение путем поворота или подтяжки фиксирующих болтов.

12. Насос по п.1, характеризующийся тем, что нижняя крышка рабочего колеса выполнена в виде плоского диска с пазами для расположения постоянных магнитов.

13. Насос по п.12, характеризующийся тем, что постоянные магниты расположены в пазах на диске по окружности с чередованием полюсов.

14. Насос по п.12, характеризующийся тем, что постоянные магниты являются магнитными пластинами.

15. Насос по п.12, характеризующийся тем, что постоянные магниты являются магнитными прутками.

16. Насос по п.1, характеризующийся тем, что внутренние поверхности нижней и верхней крышек конгруэнтны соответствующим поверхностям ротора.

17. Насос по п.16, характеризующийся тем, что внутренние поверхности нижней и верхней крышек и внешняя поверхность ротора образуют зазор постоянной ширины.

18. Комплект центробежного насоса для системы экстракорпоральной мембранной оксигенации, включающий центробежный насос для системы экстракорпоральной мембранной оксигенации по п.1 и набор сменных нижних крышек корпуса для подсоединения к приводам торцевого или радиального типов.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2025 года RU2838794C1

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС ДЛЯ ЭКСТРАКОРПОРАЛЬНОЙ МЕМБРАННОЙ ОКСИГЕНАЦИИ 2023
  • Исаева Мария Сергеевна
  • Исаев Никита Юрьевич
  • Банин Евгений Петрович
  • Бараков Владимир Николаевич
RU2817453C1
RU 226652 U1, 17.06.2024
WO 2022217139 A1, 13.10.2022
US 10030664 B2, 24.07.2018
US 5458459 A1, 17.10.1995
JP 2012152315 A, 16.08.2012.

RU 2 838 794 C1

Авторы

Исаева Мария Сергеевна

Исаев Никита Юрьевич

Банин Евгений Петрович

Бараков Владимир Николаевич

Даты

2025-04-22Публикация

2024-07-26Подача