空心杯电机、制作方法及其导管泵与流程

1.本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种空心杯电机、制作方法及其导管泵。


背景技术：

2.导管泵可以（部分）替代患者心脏功能，为心源性休克或心力衰竭患者提供血流动力支持。在经皮植入心脏后，体内马达驱动叶轮旋转，使得导管泵能够以3-6万转/分钟的转速实现2.5-5.0l/min的泵送流量，支持生命的短期(几天或几周)或长期(几周或几个月)应用。
3.现有的导管泵电机的结构为：包括定子和转子，在定子的表面进行环氧树脂灌封，使之形成电机保护壳，隔绝电机内部与外部环境。由于定子为合金材料，环氧树脂外壳与定子表面粘附力不足，再加上受限于血管内径，整个电机的外径要小于血管内径，因此环氧树脂外壳很薄，这样就存在出现环氧树脂外壳脱落的风险。由于导管泵被部署在需要重症和救生护理的患者身上，因此泄漏电流（lc）是万万不能允许的。


技术实现要素：

4.本发明的一个目的是提供一种能够提高定子与外壳粘合性的空心杯电机。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种空心杯电机，包括同轴、径向间隔布置的定子组件和转子组件，定子组件包括空心杯线圈以及罩设在空心杯线圈外部的导磁套筒，所述的导磁套筒表面附着有环氧树脂涂层，对定子组件进行环氧树脂灌封，使之形成有用于隔绝电机内部与外部环境的环氧树脂壳体。现有技术中是直接导磁套筒表面无任何涂层，注胶时，直接将导磁套筒和空心杯线圈放入模具中，然后向模腔内注入环氧树脂胶，导磁套筒为合金材料，环氧树脂外壳与导磁套筒表面粘附力不足，再加上受限于血管内径，整个电机的外径要小于血管内径，因此环氧树脂外壳很薄，这样就存在出现环氧树脂外壳脱落的风险。基于上述不足之处，本发明首先在导磁套筒上附着一层环氧树脂涂层，环氧树脂涂层与环氧树脂胶之间的粘合力强是毋庸置疑的（因为它们属于同一类），环氧树脂外壳与导磁套筒之间的粘合力强，杜绝了环氧树脂外壳脱落的风险，从而保证环氧树脂外壳良好的绝缘性以及良好的防腐蚀性能；同时附着有环氧树脂涂层的导磁套筒相当于是在导磁套筒表面有一层致密的涂膜，导磁套筒自身的防腐蚀性能也大大提高了。
6.进一步的，所述的环氧树脂涂层的厚度为10～30μm。
7.更进一步的，所述的环氧树脂涂层的厚度为15～20μm。
8.为了提高涂层的致密度，所述的环氧树脂涂层通过电泳工艺附着于导磁套筒的表面。阴极电泳涂料是以带正电的碱性树脂，在酸性的电泳槽液中，通过直流电场的作用，向阴极导磁套筒表面移动，并沉积在导磁套筒上，形成一层致密的涂膜。
9.所述的环氧树脂涂层为无溶剂型环氧树脂，无溶剂环氧树脂是一种不含挥发性有机溶剂、固化时不产生有机挥发分的环氧树脂，同时防渗、防腐蚀效果显著。
10.具体的，所述导磁套筒包括以下组分：铬15%~18%、硅0.5%~4%、镍0.2%~0.5%、铝
3.5%~5.75%，钛0.2%~0.6%，氧化钇0.3%~0.7%、钼0.2%~0.3%、锰0.1%~0.3%、钴0.01%~0.3%、碳含量0.001%~0.1%，余量为铁及其它不可避免的杂质，所述其它不可避免的杂质含量小于0.9%。通过该组分制成的导磁套筒致密度高，磁通密度高，能够在满足整体厚度小的同时又具备磁导率高的特性，测试得出导磁套筒应用到导管泵马达中可以满足100%磁回流，同时没有磁滞现象，马达运转启动顺滑，涡流损耗极低。在空心杯线圈的外周设置有导磁套筒，提高了磁通量的回流率，从而提高了马达的转矩。
11.所述的转子组件包括通过轴承与壳体构成轴向限位、周向转动配合的转轴，以及安装在转轴上的永磁体，永磁体与空心杯线圈间留有间隙。
12.本发明的第二目的是提供一种能够提高定子与外壳粘合性的空心杯电机的制作方法。
13.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种空心杯电机的制作方法，包括以下步骤：s1）取导磁套筒，在导磁套筒表面电泳环氧树脂涂层，一方面提高导磁套筒自身的防腐蚀性能，另一方面增加后面与环氧树脂壳体粘合的可靠性；s2）将空心杯线圈以及步骤s1）中得到的带环氧树脂涂层的导磁套筒放入注胶模具中，向模具中注入环氧树脂胶，这样不仅成型了电机壳体，还同时将定子组件与壳体组装在一起，实现电机外径的最小化；s3）脱模，得到环氧树脂壳体与定子组件的组装体，为了便于脱模，可以实现在注胶模具内壁上涂覆脱模剂，或者采用不沾材质的模具都可以；s4）取转子组件，完成转子组件与环氧树脂壳体、定子组件的组装，得到电机。
14.步骤s1）包括以下步骤：a）把导磁套筒放入碱性除油液中，在30～50℃下，超声除油1～5min，其中，所述碱性除油液的ph值为9～11，去除导磁套筒表面的油污，为环氧树脂涂层的附着提供良好基底；b）将除油处理后的导磁套筒放入硝酸溶液中，酸洗10～50s，去除导磁套筒表面的锈迹，为环氧树脂涂层的附着提供良好基底；之后超声清洗20～80s，清洗的目的是清除导磁套筒表面从上一道槽液所带出的残液，清洗质量的好坏可直接影响槽液的稳定性。
15.c）将清洗处理后的导磁套筒放入钝化液中，室温钝化150～300s，形成钝化膜，其中钝化液ph为4～5 .5；钝化的目的是封闭孔隙，提高导磁套筒整体附着力和耐腐蚀性，这为后面环氧树脂涂层的附着提供可靠的基底。
16.d）将导磁套筒放入阴极电泳液中，电泳液的双组分环氧树脂漆，稳压电源电压为40～80v，电泳时间为3～6min；耐腐蚀性优秀的双组分环氧树脂，它与合金的附着性好。
17.e）将步骤d）中得到的导磁套筒放入烘干箱中在120～180℃条件下烘干固化50～70min，使得环氧树脂涂层牢牢地附着在导磁套筒表面。
18.步骤s1）中，环氧树脂胶从注胶模具的底部注胶孔缓慢注入模腔内，黄阳树脂注胶从模具的底部缓慢地进入模腔内，能够减少气泡的产生，使得得到的环氧树脂壳体致密度高，强度高、耐腐蚀性强。当然为了进一步提高环氧树脂壳体的致密度，我们还可以在注胶的过程中对模具进行震荡，及时地将环氧树脂胶中的气泡排出。
19.本发明的第三目的是提供一种能够提高定子与外壳粘合性的导管泵。
20.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：电机的近端连接有导管，转轴凸伸至电机远端外部并与叶轮连接，叶轮的外周罩设有血液流出笼，血液流出笼的近端与电机外壳固定、远端通过套管与血液流入笼连接，血液流入笼的远端设置有猪尾管。
21.为了便于理解，首先我们对方位进行定义：“近端”、“近侧”指的是临近操作者/医生的一侧，“远端”、“远侧”指的是远离操作者/医生的一侧即临近心脏的一侧，导管泵通过股动脉、锁骨下动脉被引入，在穿过动脉之后，猪尾管和带有血液流入笼的部分套管伸入到左心室中，电机及部分套管位于主动脉管中，电机工作带动叶轮转动，将左心室中的血液输送到主动脉管中，猪尾管与心室内壁抵靠，防止抽吸。
附图说明
22.图1为空心杯电机的截面图；图2为图1的部分放大示意图；图3为导管泵的整体结构示意图。
具体实施方式
23.下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
24.一种空心杯电机的制作方法，包括以下步骤：（1）把导磁套筒12放入碱性除油液中，在30℃下，超声除油5min，其中，所述碱性除油液的ph值为9；（2）将除油处理后的导磁套筒12放入硝酸溶液中，酸洗20s，之后超声清洗30s；（3）将清洗处理后的导磁套筒12放入钝化液中，室温钝化150s，形成钝化膜，其中钝化液ph为4；（4）将导磁套筒12放入阴极电泳液中，电泳液的双组分环氧树脂漆，稳压电源电压为50v，电泳时间为4min；（5）将得到的导磁套筒12放入烘干箱中在120℃条件下烘干固化50min；（6）将空心杯线圈11以及带环氧树脂涂层13的导磁套筒12放入注胶模具中，环氧树脂胶从注胶模具的底部注胶孔缓慢注入模腔内；（7）脱模，得到环氧树脂壳体30与定子组件10的组装体；（8）取转子组件20，完成转子组件20与环氧树脂壳体30、定子组件10的组装，得到电机。
实施例2
25.一种空心杯电机的制作方法，包括以下步骤：（1）把导磁套筒12放入碱性除油液中，在40℃下，超声除油5min，其中，所述碱性除油液的ph值为10；
（2）将除油处理后的导磁套筒12放入硝酸溶液中，酸洗40s，之后超声清洗50s；（3）将清洗处理后的导磁套筒12放入钝化液中，室温钝化200s，形成钝化膜，其中钝化液ph为5；（4）将导磁套筒12放入阴极电泳液中，电泳液的双组分环氧树脂漆，稳压电源电压为60v，电泳时间为5min；（5）将得到的导磁套筒12放入烘干箱中在140℃条件下烘干固化50min；（6）将空心杯线圈11以及带环氧树脂涂层13的导磁套筒12放入注胶模具中，环氧树脂胶从注胶模具的底部注胶孔缓慢注入模腔内；（7）脱模，得到环氧树脂壳体30与定子组件10的组装体；（8）取转子组件20，完成转子组件20与环氧树脂壳体30、定子组件10的组装，得到电机。
实施例3
26.一种空心杯电机的制作方法，包括以下步骤：（1）把导磁套筒12放入碱性除油液中，在50℃下，超声除油3min，其中，所述碱性除油液的ph值为11；（2）将除油处理后的导磁套筒12放入硝酸溶液中，酸洗50s，之后超声清洗80s；（3）将清洗处理后的导磁套筒12放入钝化液中，室温钝化250s，形成钝化膜，其中钝化液ph为5 .5；（4）将导磁套筒12放入阴极电泳液中，电泳液的双组分环氧树脂漆，稳压电源电压为80v，电泳时间为3min；（5）将得到的导磁套筒（12）放入烘干箱中在180℃条件下烘干固化50min；（6）将空心杯线圈11以及带环氧树脂涂层13的导磁套筒12放入注胶模具中，环氧树脂胶从注胶模具的底部注胶孔缓慢注入模腔内；（7）脱模，得到环氧树脂壳体30与定子组件10的组装体；（8）取转子组件20，完成转子组件20与环氧树脂壳体30、定子组件10的组装，得到电机。
对比实施例
27.一种空心杯电机的制作方法，包括以下步骤：（1）将空心杯线圈11以及导磁套筒12放入注胶模具中，环氧树脂胶从注胶模具的底部注胶孔缓慢注入模腔内；（2）脱模，得到环氧树脂壳体30与定子组件10的组装体；（3）取转子组件20，完成转子组件20与环氧树脂壳体30、定子组件10的组装，得到电机。
测试试验
28.对实施例1、2、3以及对比实施例所得的电机制品做耐蚀性中性盐雾测试、高温高湿测试，并与对比例1和对比例2中经表面处理后的钕铁硼磁体的性能进行对比，结果如表1
所示，其中：粘合性测试：采用剥离强度实验进行测试，即将环氧树脂外壳从导磁套筒上剥离时需要的力的大小。
29.耐腐蚀性测试：在60℃含有0 .9重量％氯化钠的水溶液中进行腐蚀测试，以空心杯电机表面出现黄锈为准。
30.绝缘性测试：分别通过绝缘电阻法、高压耐压（包括交耐和直耐）试验来测试电机的绝缘性能。
31.寿命测试：向空心杯电机内通入纯净水并将水压维持在4 bar，即空心杯结构件与环氧树脂壳体接合面之间存在一个4 bar的压力，以出现环氧树脂与空心杯结构件之间出现起层剥落为准。
32.测试结果如表1所示：表1
33.由表1可以看出：针对于导磁套筒12和环氧树脂壳体30之间的粘合性而言，本发明实施例粘合性优，环氧树脂壳体30从导磁套筒12上剥离所需的力较大，而普通工艺的导磁套筒12和环氧树脂壳体30的粘合性差；针对耐腐蚀性能而言，本发明实施例的空心杯电机放入60℃含有0 .9重量％氯化钠的水溶液中需要经过170h左右才会出现黄锈，而对比实施例72h电机表面便有黄锈产生；针对于绝缘性而言，经测试本发明实施例中电机的绝缘性相较于对比实施例中的电机绝缘性要稍好一点；针对寿命而言，本发明实施例中，向空心杯电机内通入纯净水并将水压维持在4 bar要经过大约26天左右才会出现环氧树脂与空心杯结构件之间出现起层剥落的情况，而对比实施例中只有10天左右就已经出现环氧树脂与空心杯结构件之间出现起层剥落的情况。
34.采用现在导磁套筒12上电泳环氧树脂涂层13后在与环氧树脂壳体30灌胶工艺制成的电机，导磁套筒12与环氧树脂壳体30之间的粘合性较好，不会出现环氧树脂壳体30脱落的情况，同时由于导磁套筒12表面附着有一层致密的环氧树脂涂层，因此整个电机的耐腐蚀性和绝缘性都比没有电泳环氧树脂涂层的电机要优异很多，自然寿命也大大提高了。

技术特征：
1.一种空心杯电机，包括同轴、径向间隔布置的定子组件（10）和转子组件（20），其特征在于：定子组件（10）包括空心杯线圈（11）以及罩设在空心杯线圈（11）外部的导磁套筒（12），所述的导磁套筒（12）表面附着有环氧树脂涂层（13），对定子组件（10）进行环氧树脂灌封，使之形成有用于隔绝电机内部与外部环境的环氧树脂壳体（30）。2.根据权利要求1所述的空心杯电机，其特征在于：所述的环氧树脂涂层（13）的厚度为10～30μm。3.根据权利要求2所述的空心杯电机，其特征在于：所述的环氧树脂涂层（13）的厚度为15～20μm。4.根据权利要求1所述的空心杯电机，其特征在于：所述的环氧树脂涂层（13）通过电泳工艺附着于导磁套筒（12）的表面。5.根据权利要求1所述的空心杯电机，其特征在于：所述的环氧树脂涂层（13）为无溶剂型环氧树脂。6.根据权利要求1所述的空心杯电机，其特征在于：所述导磁套筒（12）包括以下组分：铬15%~18%、硅0.5%~4%、镍0.2%~0.5%、铝3.5%~5.75%，钛0.2%~0.6%，氧化钇0.3%~0.7%、钼0.2%~0.3%、锰0.1%~0.3%、钴0.01%~0.3%、碳含量0.001%~0.1%，余量为铁及其它不可避免的杂质，所述其它不可避免的杂质含量小于0.9%。7.根据权利要求1所述的空心杯电机，其特征在于：所述的转子组件（20）包括通过轴承（31）与壳体（30）构成轴向限位、周向转动配合的转轴（21），以及安装在转轴（21）上的永磁体（22），永磁体（22）与空心杯线圈（11）间留有间隙。8.一种空心杯电机的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：s1）取导磁套筒（12），在导磁套筒（12）表面电泳环氧树脂涂层（13）；s2）将空心杯线圈（11）以及步骤s1）中得到的带环氧树脂涂层（13）的导磁套筒（12）放入注胶模具中，向模具中注入环氧树脂胶；s3）脱模，得到环氧树脂壳体（30）与定子组件（10）灌封后的组装体；s4）取转子组件（20），完成转子组件（20）与环氧树脂壳体（30）、定子组件（10）的组装，得到电机。9.根据权利要求8所述的空心杯电机的制作方法，其特征在于：步骤s1）包括以下步骤：a）把导磁套筒（12）放入碱性除油液中，在30～50℃下，超声除油1～5min，其中，所述碱性除油液的ph值为9～11；b）将除油处理后的导磁套筒（12）放入硝酸溶液中，酸洗10～50s，之后超声清洗20～80s；c）将清洗处理后的导磁套筒（12）放入钝化液中，室温钝化150～300s，形成钝化膜，其中钝化液ph为4～5 .5；d）将导磁套筒（12）放入阴极电泳液中，电泳液为双组分环氧树脂漆，稳压电源电压为40～80v，电泳时间为3～6min；e）将步骤d）中得到的导磁套筒（12）放入烘干箱中在120～180℃条件下烘干固化50～70min。10.根据权利要求8所述的空心杯电机的制作方法，其特征在于：步骤s2）中，环氧树脂胶从注胶模具的底部注胶孔缓慢注入模腔内。
11.一种导管泵，包含权利要求1-7任意一项所述的空心杯电机，其特征在于：电机的近端连接有导管（40），转轴（21）凸伸至电机远端外部并与叶轮（50）连接，叶轮（50）的外周罩设有血液流出笼（60），血液流出笼（60）的近端与电机外壳固定、远端通过套管（70）与血液流入笼（80）连接，血液流入笼（80）的远端设置有猪尾管（90）。

技术总结
本发明的提供一种能够提高定子与外壳粘合性的空心杯电机、制作方法及其导管泵，在导磁套筒上附着一层环氧树脂涂层，环氧树脂涂层与环氧树脂胶之间的粘合力强是毋庸置疑的，环氧树脂外壳与导磁套筒之间的粘合力强，杜绝了环氧树脂外壳脱落的风险，从而保证环氧树脂外壳良好的绝缘性以及良好的防腐蚀性能；同时附着有环氧树脂涂层的导磁套筒相当于是在导磁套筒表面有一层致密的涂膜，导磁套筒自身的防腐蚀性能也大大提高了。腐蚀性能也大大提高了。腐蚀性能也大大提高了。


技术研发人员：李帅康 巩郑 刘欢 冯启涛 陈凯 王子强 徐国阳 乔印云 吴启波
受保护的技术使用者：安徽通灵仿生科技有限公司
技术研发日：2023.08.03
技术公布日：2023/10/20