流道型軸流血泵支承結構設計與分析

李子鵬，湯曉燕，云忠，馮龍飛

1.中南大學輕合金研究院，湖南長沙410083；2.中南大學機電工程學院，湖南長沙410083

前言

心血管疾病是當今社會威脅人體健康最為常見的疾病之一，而心臟替換是治療較為嚴重心血管疾病的有效方法，但是心臟供體短缺［1-3］，因此研發使用機械式血泵進行心臟替換成為可靠方法。血泵當前的研究熱點為懸浮式血泵［4-6］，懸浮式結構減少了機械摩擦，提高了可靠性。

懸浮式血泵主要分為磁力懸浮血泵、液力懸浮血泵和磁液懸浮血泵。對于磁力懸浮，胡盛壽等［7］、關勇等［8-9］主要采用電磁軸承來進行懸浮控制，存在控制系統復雜、體積偏大等問題；對于液力懸浮，浙江大學阮曉東課題組［10-12］利用流體動壓原理在葉輪葉片上表面設計楔形槽產生動壓力來實現懸浮；對于磁液懸浮來說，主要是在一個方向產生磁力，而在另一個方向產生液力來共同控制，如云忠教授［13］研制的磁液雙懸血泵，采用軸向磁力與徑向液力聯合作用，簡化了控制系統，減小了泵體積。對于新出現的流道型轉子血泵，美國的Slaughter 等［14］對一種小型的流道型轉子血泵進行了實驗研究，保持（4.25±0.75）L/min的流速需要19 500～21 300 r/min 的轉速；美國的Mustafa Ertan 等［15］對流道型轉子的結構做了一些創作并申請了專利。

本文以磁液雙懸式軸流血泵為基礎，設計一種新的流道型軸流血泵，轉子流道深、過流量大，與傳統葉片型轉子相比，懸浮系統徑向液壓力有比較明顯的提升，更好的起到了對轉子的徑向支撐作用。……