Bomba de flujo axial con álabe en forma de espiral.

Una bomba de flujo axial, adecuada como bomba de sangre, que incluye una carcasa (1) con una entrada (2) yuna salida (3),

un rotor (5) en la carcasa, en particular un rotor con forma alargada que está provisto de un pasaje (6)en el interior y con al menos un elemento de transporte (7) con forma espiral en el pasaje (5 6), y un accionadorelectromagnético (4, 8) para accionar el rotor (5) de modo que se proporciona un estator (4) en la carcasa (1) y elrotor o una parte (8) del mismo se realiza magnéticamente activa, en donde el centro del rotor (5) que transporta elelemento de transporte (7), sobre el que varía el paso en la dirección axial, está abierto sobre al menos una parte dela longitud del rotor, caracterizado por que la sección transversal del centro abierto del rotor varía a través de lalongitud del rotor.

Bomba de flujo axial con álabe en forma de espiral

La invención se refiere a una bomba de flujo axial de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Las bombas para aplicaciones con pequeños diferenciales de presión de normalmente 100 hPa a 150 hPa y comparativamente grandes caudales, tales como bombas de sangre, por ejemplo, se diseñan ventajosamente como bombas de flujo axial. El documento WO 96/18358 describe una bomba de sangre de este tipo que tienen una carcasa de bomba en forma de tubería en la que en cada caso se soporta un rotor de forma giratoria en un cojinete en los extremos. El rotor descrito incluye un cuerpo de rotor cilíndrico, con un núcleo adyacente a él sobre el lado de entrada y una pieza final adyacente a él en el lado de salida, cada una de las cuales se mueve en un cojinete de tubo. Adicionalmente, se proporciona una pluralidad de álabes curvados sobre el cuerpo del rotor y se proporciona un imán permanente en el interior del cuerpo del rotor para accionar magnéticamente rotor. El área de contacto relativamente grande del núcleo, cuerpo de rotor y pieza extrema con la sangre y los cojinetes dispuestos en el caudal promueven la creación de depósitos y trombosis.

La especificación de patente US 6.527.521 B2 describe un desarrollo adicional de una bomba de sangre que tiene una carcasa de bomba con forma de tubería en la que se dispone un rotor cilíndrico hueco que está provisto con imanes permanentes en la periferia. El rotor está biselado en ambos extremos y la carcasa de la bomba está ahusada en los puntos correspondientes de modo que la holgura entre el rotor y la carcasa de la bomba se mantiene pequeña. Se dispone un estator para accionar el rotor magnéticamente y una pluralidad de imanes permanentes para soportar el rotor magnéticamente, sobre la superficie exterior de la carcasa de bomba. Se forma un álabe con forma espiral con un paso constante sobre la superficie interior del rotor de modo que el centro del rotor se mantiene abierto.

El documento US 2002/0150465 A1 describe una bomba de flujo axial con un tubo extendido que tiene una entrada en un primer extremo y una salida en un segundo extremo. Se monta una cinta formada por espiras helicoidales en el tubo para su rotación y la frecuencia de las espiras disminuye desde el primer extremo al segundo extremo del tubo. El líquido se recoge en el primer extremo, se incrementa un componente axial de la velocidad del líquido por medio de la rotación de la cinta, y el líquido se expulsa desde el segundo extremo para proporcionar el bombeado del líquido.

Las bombas de sangre de flujo axial de la técnica anterior tienen la desventaja de que o bien el área de contacto con el caudal principal de sangre es comparativamente grande debido al cuerpo de rotor cerrado y el núcleo o, en el caso de un rotor cilíndrico hueco, la presión que puede conseguirse es muy pequeña debido al paso constante del álabe y al centro de rotor abierto. Además, el ángulo de descarga es desfavorable en este último diseño. Una desventaja adicional de las bombas de sangre de flujo axial de la técnica anterior se refiere al soporte del rotor. En la bomba de sangre descrita en el documento WO 96/18358, los cojinetes de tubo se sitúan en el caudal principal, lo que ha demostrado ser desfavorable. En la bomba de sangre descrita en el documento US 6.527.521 B2, el rotor se soporta de modo reconocido de una forma libre de contactos, es decir magnéticamente, pero exclusivamente de modo pasivo, lo que no se clasifica como óptimo, en particular cuando las fuerzas de inercia actúan sobre el rotor y/o varía la presión.

Es el objetivo de la invención proporcionar una bomba accionada de una forma libre de contactos para presiones diferenciales pequeñas de normalmente 100 hPa, 150 hPa o 200 hPa que sea adecuada en particular como bomba de sangre, por ejemplo como un dispositivo de asistencia ventricular y que tenga un área de contacto comparativamente pequeña con el caudal principal.

Este objetivo se satisface de acuerdo con la invención mediante la bomba de flujo axial definida en la reivindicación 1.

La bomba de flujo axial de acuerdo con la invención incluye una carcasa con una entrada y una salida y un rotor en la carcasa, por ejemplo un rotor de forma alargada que está provisto con un pasaje en el interior y con al menos un elemento de transporte con forma espiral, por ejemplo un álabe con forma de espiral, en el pasaje, variando el paso del elemento de transporte en la dirección axial. La bomba de flujo axial incluye adicionalmente un accionador electromagnético para accionar el rotor, estando provisto con un estator en la carcasa y siendo fabricado el rotor o una parte del mismo magnéticamente activo.

En una variante de realización preferida, el paso del elemento de transporte se incrementa en la dirección de la salida. De acuerdo con la invención, el centro del rotor está abierto a través de al menos una parte de la longitud del rotor. El centro del rotor hacia la entrada está preferiblemente abierto y/o preferiblemente cerrado hacia la salida.

En una variante de realización preferida adicional, la bomba de flujo axial incluye una etapa de bomba adicional cuyo centro está cerrado hacia la salida, en particular una segunda etapa de bomba que se realiza axialmente o semiaxialmente y/o está provista con un núcleo en el centro.

El elemento de transporte y/o un borde del mismo tienen preferiblemente un perfil redondeado o en punta. El elemento de transporte incluye preferiblemente uno o más álabes y/u orificios y/o rendijas y/o partes elevadas locales y/o rebajes locales.

En una variante de realización preferida adicional, se proporciona una holgura de al menos 0, 3 mm de ancho, en particular al menos 0, 6 mm de ancho, entre la carcasa y el rotor durante el funcionamiento. Al menos se proporciona preferiblemente un elemento de transporte externo en la superficie exterior del rotor e incluye, por ejemplo, uno o más álabes y/u orificios y/o ranuras y/o partes elevadas locales y/o rebajes locales.

En una variante de realización preferida adicional, al menos una parte del rotor contiene un imán permanente de material magnético blando o el rotor incluye al menos una espira en cortocircuito. El accionador electromagnético se realiza simultáneamente preferiblemente como un cojinete magnético. Se proporcionan preferiblemente al menos dos cojinetes magnéticos, que se disponen axialmente desplazados, en la bomba de flujo axial, estando al menos uno de los cojinetes magnéticos dispuesto, por ejemplo, en la zona del extremo del lado de entrada del rotor y/o en la zona del extremo del lado de salida del rotor.

En una variante de realización preferida adicional, la bomba de flujo axial incluye al menos un elemento de guía que se dispone en la zona de entrada o entre la carcasa y el rotor o en la zona de salida en la carcasa. La bomba de flujo axial incluye preferiblemente al menos dos elementos de guía respectivos dispuestos en la zona de entrada y/o en la zona de salida en la carcasa.

En una variante de realización preferida adicional, la bomba de flujo axial incluye uno o más casquetes de rotor con forma de anillo que se fijan, por ejemplo, para contener los elementos, preferiblemente contener los álabes, y que se disponen antes y/o después del rotor en la dirección del flujo.

En una variante de realización preferida adicional, se proporciona al menos una parte de acoplamiento en la carcasa para la conexión de la bomba de flujo axial a una cánula de entrada y/o una cánula de salida.

La bomba de flujo axial de acuerdo con la invención tiene la ventaja de que se pueden conseguir presiones diferenciales de, por ejemplo 100 hPa, 150 hPa o 200 hPa y que se puede usar como una bomba de sangre implantable. Es ventajoso también que la bomba de flujo axial de acuerdo con la invención tenga un área de contacto comparativamente pequeña con el caudal principal y que las células sanguíneas no se encuentran con la resistencia de un núcleo. Adicionalmente, es posible un mejor lavado circundante debido a la holgura comparativamente amplia entre la carcasa y el rotor.

Se pueden ver realizaciones ventajosas adicionales a partir de las reivindicaciones dependientes y a partir de los dibujos.

La invención se explicará con más detalle en lo que sigue con referencia a las realizaciones y a los dibujos. En ellos se muestra:

Fig. 1 una sección longitudinal de una realización de una bomba de flujo axial de acuerdo con la presente invención;

Figs. 2A, B secciones transversales a través de la zona de entrada y de la zona de salida de la bomba de flujo axial de acuerdo con la realización mostrada en la Fig. 1;

Fig. 3 una variante... [Seguir leyendo]

1. Una bomba de flujo axial, adecuada como bomba de sangre, que incluye una carcasa (1) con una entrada (2) y una salida (3) , un rotor (5) en la carcasa, en particular un rotor con forma alargada que está provisto de un pasaje (6) en el interior y con al menos un elemento de transporte (7) con forma espiral en el pasaje (6) , y un accionador electromagnético (4, 8) para accionar el rotor (5) de modo que se proporciona un estator (4) en la carcasa (1) y el rotor o una parte (8) del mismo se realiza magnéticamente activa, en donde el centro del rotor (5) que transporta el elemento de transporte (7) , sobre el que varía el paso en la dirección axial, está abierto sobre al menos una parte de la longitud del rotor, caracterizado por que la sección transversal del centro abierto del rotor varía a través de la longitud del rotor.

2. Una bomba de flujo axial de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el paso del elemento de transporte (7) se incrementa en la dirección de la salida (3) .

3. Una bomba de flujo axial de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en la que el centro del rotor

(5) se abre hacia la entrada y se cierra hacia la salida.

4. Una bomba de flujo axial de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que incluye una etapa de bomba (25) adicional cuyo centro se cierra hacia la salida (3) , en particular una segunda etapa de bomba que se realiza axialmente o semi-axialmente y/o está provista con un núcleo (24) en el centro.

5. Una bomba de flujo axial de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el elemento de transporte (7) y/o un borde del mismo tienen un perfil redondeado o en punta (7’) , y/o en la que el elemento de transporte (7) incluye uno o más álabes y/u orificios y/o ranuras y/o partes elevadas localmente y/o rebajes locales.

6. Una bomba de flujo axial de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que se proporciona una holgura (16) de al menos 0, 3 mm de ancho, en particular 0, 6 mm de ancho, entre la carcasa (1) y el rotor (5) durante el funcionamiento.

7. Una bomba de flujo axial de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos se proporciona un elemento de transporte (7a) externo en la superficie exterior del rotor y en particular incluye uno o más álabes y/u orificios y/o ranuras y/o partes elevadas localmente y/o rebajes locales.

8. Una bomba de flujo axial de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos una parte (8) del rotor contiene un material magnético permanente o un material magnético blando, o en la que el rotor (5) incluye al menos una espira en cortocircuito.

9. Una bomba de flujo axial de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el accionador electromagnético (4, 8) se realiza simultáneamente como un cojinete magnético, y/o en la que al menos se proporcionan dos cojinetes magnéticos (14.1, 18.1 y 15.1, 19.1) en la bomba de flujo axial, que se disponen axialmente desplazados, en la que al menos un cojinete magnético se dispone en particular en la zona extrema en el lado de entrada y/o en la zona extrema en el lado de salida del rotor.

10. Una bomba de flujo axial de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye al menos un elemento de guía (11, 11.1-11.4, 12, 12.1-12.4) que se dispone en la zona de entrada o entre la carcasa y el rotor, o en la zona de salida en la carcasa, en particular una bomba de flujo axial con al menos dos elementos de guía respectivos dispuestos en la zona de entrada y/o en la zona de salida en la carcasa.

11. Una bomba de flujo axial de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye uno o dos casquetes de rotor con forma de anillo (13, 17) , en particular casquetes de rotor que se fijan para contener elementos y que se disponen antes y/o después del rotor en la dirección del flujo.

12. Una bomba de flujo axial de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que se proporciona al menos una parte de acoplamiento (21, 22) en la carcasa para la conexión de la bomba axial a una cánula de entrada y/o a una cánula de salida.

13. Una bomba de flujo axial de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en la que cada zona extrema del rotor está equipada con una pluralidad de imanes permanentes (18.1, 19.1) o un imán permanente con forma de anillo (18.1, 19.1) y en la que se proporcionan elementos de guía (11, 11.1-11.4, 12, 12.1-12.4) con imanes permanentes (14.1, 15.1) .

14. Una bomba de flujo axial de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la sección transversal del centro abierto del rotor se reduce hacia la salida.

15. Una bomba de flujo axial de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, en la que la zona de entrada y/o la zona de salida están provistas de al menos un elemento de guía, preferiblemente dos a cuatro

elementos de guía, en la forma de álabes de guía axiales (11, 11.1-11.4, 12, 12.1-12.4) , en la que los álabes de guía tienen preferiblemente una forma de circulación oblicua o curvada.