专利名称：用流体冷却并且具有高功率系数的电动马达的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种液体冷却的有高功率系数的电动马达，含有一个由聚合材料注射模制并且封闭一个定子的马达壳，尤其涉及一种可以引入体内的血管系统以驱动位于体内的血泵的微型马达。
WO98/44619说明一种是用于引入患者体内的血泵的部件的微型马达。所述的微型马达有一个用聚合材料注射模制并且外径不超过8.0毫米的马达壳。所述马达是在患者的血管系统中泵送血的血泵的部件，血液沿马达壳流动，从而冷却马达。因为聚合材料热传导性差，在马达壳内产生相对高的温度。因为热水瓶效应，出现60℃的温度。尽管所述马达壳由流经马达壳的37℃血液冷却，但从马达壳伸出的轴温度仍较高。存在着对温度敏感的介质血液被过高的轴温度破坏的危险。密封温度较高的轴的密封受到较大的磨损，从而降低了微型马达的使用寿命。而且，必须考虑到马达内高的内部温度使效率降低的事实。用于微型马达，尤其是它们往往依赖于电池电源，高效率是至关重要的。马达中的过高内部温度和伴随的效率下降，有效的机械功率也降低了。
本发明的目的是提供一种改善了散热的流体冷却微型马达。
根据本发明，所述目的是用权利要求1所述的特征解决的。在本发明的微型马达中，马达壳的聚合材料包括一种导热的电绝缘填料。这种填料使所述的马达壳有高的传导性，从而在壳内部发生的热可以较好地传输到周围的血液中。优选地，所述的填料是陶瓷材料，尤其是三氧化二铝。由于这种材料，给定相应的填充量，热塑性塑料或硬塑料的热传导率可以从典型的0.05W/mK显著地提高到2W/mK而不增加电导率。据发现，在液体温度为37℃下，所述马达的内部温度能从初始的60℃降低到40℃至45℃之间。在马达内部没有发生热积聚，因为热传导的壳提供了较好的向血液的热传递。因此，电动马达的部件受到较少的热应力，从而也受到较少的磨损。而且，马达可以以提高了的效率工作。
马达壳的长度至少是该壳的外径的两倍。因此，这是一种有小直径的细长马达壳。这种马达壳有相对于体积的大的表面积，含在壳壁中的填料，结合大的壳表面，允许向流经此壳的媒介进行有效的热传递。优选地，马达壳的长度至少是外径的2.5倍，特别是至少3倍。
在注射模制或真空模制微型马达的制造中，填料也是起着有利的作用，因为较小的热固化性塑料的厚度和提高的传热性，大量的填料减少塑料的固化时间。从而显著地降低了在烘箱中的加热固化时间。
填料的量应当至少是重量的百分之40，以达到显著增加基体质材料中热传导性的目的。把初始为细粉末的填料混合进液态聚合材料中，然后用注塑、浸透及类似方法成型。
微型马达内的一种重要的热绝缘体是用线圈形成的。绕组之间存在充以空气的腔，空气形成理想的热绝缘体。而且，各根电线上还覆有绝缘层，这也形成为好的热绝缘体。根据本发明的一个有独立重要性的优选实施例，定子线圈的空腔中填充包括导热填料的聚合材料。因此，线圈良好的热导体，在此线圈中发生的电流生发的热以较小的热阻散发到铁芯和/或马达壳上。填充所述空腔的聚合材料引起向铁芯迭片结构的热传递得以改善，所述结构进而把热传递到马达壳上。把装有填料的聚合材料引入到线圈的空腔中是结合使用真空和加压通过浸透或者浇注适当地进行，在此有意地把所有的空腔都用导热聚合材料填充。
下面结合附图详细地说明本发明的实施例。在附图中
图1是微型马达和连接在其上的泵的纵剖视图，而图2是代表图1中的细节II处的放大图。
下面说明的图1已经形成了WO/98/44619的主题。
图1示出一个血管内血泵10，即能够经患者的血管推进以到达心脏的血泵。一般地这样的血泵的外径不论何处都不超过8毫米。
泵10有一个驱动部11和与之刚性地连接泵部12。驱动部11包括一个有细长的圆柱形壳20的微型电动马达21。在尾端，壳20与柔性的导管14以密封的方式毗邻的端壁封闭。用于向电动马达21供电和用于控制电动马达21的电线23与连接到血泵10的传感器的其它电线23a一起穿过导管。
以常规的方式，马达定子24有多个圆周分布的线圈24a，由金属片制成的纵向延伸的磁轭24b。它挤压成型地覆以马达壳20。所述的定子封闭连接在马达轴25上并且由沿作用方向磁化的永久磁铁构成的转子26。轴承27支承在马达壳中或者说端壁22中的马达轴的后端。所述的轴沿马达壳20的整个长度延伸，并且由此向前伸出。
马达壳的前端由静止的毂件30形成，所述毂件是壳20的整体部分。毂件外径向设有支承马达轴25的轴承33处的前端渐细。所述的轴承同时设计成轴封。
马达轴25从毂件30向前突出并且承载一个推进器轮34，一个毂35位于轴端，并且各叶片36或者说泵轮叶从毂35突出，并且对于推进器轮34倾斜。推进器轮34含在一个圆柱形的泵壳32中，泵壳32连接到一个毂件30上的环38上，所述连接经三个圆周分布的连接板39建立。由图可见，马达壳20和泵壳32刚性地连接并且外径相同，并且泵10的直径不论任何处都不大于所述的外径。
在推进器轮34旋转时，血液通过泵壳32的入口37输入，并且在泵壳32中沿轴向向后被推动。经过泵壳32与马达壳20之间的环形间隙，血流向外沿毂件30流动，以进一步沿马达壳20流动。这保证了驱动中产生的热的散发，没有任何由马达壳20上过高的表面温度(41℃以上)造成的血液损坏。
还有可能把供电方向反转运转泵部分12，这时血液沿马达壳抽入并且从前端孔37轴向流出。
一个与线路23a连通的压力传感器68嵌入马达壳20的圆周壁中。所述的线路23封装在壳20中并且经前壁伸出，进入导管14中。在导管的近端，线路23a和电线23可以连接到控制泵10工作的体外的控制装置上。
微型马达21通过用其中插入载有定子部件24a、24b的型芯的注射模制制造。然后把聚合材料注入进所述的模。此后，从马达壳20撤出注模和型芯，最终地通过毂件30的孔31安装转子26。
使用的聚合材料优选地是包括重量至少40％的填料的液态环氧树脂。使用的填料是三氧化二铝的细粉末。
在定子24的线圈24a中产生的电流生发的热首先转移到铁芯结构24b，然后，经过热传递，由此传到马达壳20。因为马达壳20有良好的热传导性，向着以37℃在马达壳周围流动的血液的温度梯度是低的。
图2示出线圈24a的绕组40，其中，每个导线设有一个绝缘层41。绕组线间或者其绝缘间的间隔中填充含有三氧化二铝填料的聚合材料42。这里填料量还是重量比至少是40％。填充空腔的聚合材料42与铁芯迭片结构24b有充分的表面接触，铁芯迭片结构24b与马达壳20有充分的表面接触。
由于改善了冷却，能够达到转速为每分钟30,000转的5W的高机械功率输出。因为在所有的马达部件中显著地改进了热传导性，并且显著地改善了线圈、铁芯和马达壳之间的过渡处的热耦连，可以显著地降低马达内部的温度。
因此，在所述的结构中，从马达的内部向外侧转移10W的热仅需要Δδ＝5-8K的温度差，与此相对照，在使用无填充聚合材料时，需要Δδ＝18-25K的温度差。
用聚合材料42完全填充所有绕组的空腔还使得有，在线圈的内表面上的平滑和绝缘的线圈覆层43。当马达设计成无电刷的同步电机时，在所述的线圈是完全封装的情况下能够驱动内部充满液体的马达。
权利要求
1.一种流体冷却电动马达，带有聚合材料制造并且封闭定子(24)的马达壳(20)，马达壳的长度至少是马达壳外径的两倍，其特征在于，马达壳(20)的聚合材料含有导热的电绝缘填料。
2.权利要求1所述的电动马达，其特征在于，所述填料是三氧化二铝。
3.权利要求1或2所述的电动马达，其特征在于，所述填料的量至少占重量的百分之40。
4.权利要求1至3之一所述的电动马达，其特征在于，定子(24)含有其空腔填充包括导热填料的聚合材料(42)的线圈。
5.权利要求4所述的电动马达，其特征在于，填充空腔的聚合材料(42)与周围的磁轭片结构(24b)导热接触。
6.权利要求1至5之一所述的电动马达，其特征在于，由马达驱动的泵部分也包括填料。
7.权利要求4或5所述的电动马达，其特征在于，线圈有由所述聚合材料制造的平滑的绝缘内表面。
全文摘要
一种微型马达,带有聚合材料制造的马达壳(20)。所述的壳(20)包围定子(24)。马达驱动泵部件(12),泵沿马达壳(20)推进流体。马达壳(20)的聚合材料含有电绝缘的导热性填料,特别是三氧化二铝。从而马达壳中的温度降低,定子线圈(24a)的空间能填充含有导热性填料的聚合物材料。马达的内部温度由于绕马达流动的液体带走热量的结果而降低。所述微型马达特别用于血管内血液泵。
文档编号H02K7/14GK1329770SQ99813971
公开日2002年1月2日 申请日期1999年11月26日 优先权日1998年12月2日
发明者索尔斯坦·西斯 申请人:因派乐心血管技术股份公司