8 3. ГОСТ 19738-74. Припои серебряные. Марки. Введ. 1975

Вторая российская молодежная научная школа-конференция
«Энергетика, электромеханика и энергоэффективные технологии глазами молодежи»
Секция 1. Энергоэффективные технологии в электромеханике
3. ГОСТ 19738-74. Припои серебряные. Марки. Введ. 1975-01-01. М.: Государственный
комитет СССР по стандартам, 1975. 7 с.
4. ОСТ 4Г 0.033.200. Припои и флюсы для пайки. Марки, состав свойства и область
применения. Введ. 1980-01-01. Ред. 1-78. – М.: Радиостандарт-ЦНИИРЭС.2011,131 с.
ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО БЛОКА
СИСТЕМ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ
Трофимов В.В., Пашали Д.Ю.
Уфимский государственный авиационный технический университет, г. Уфа
Согласно статистике Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) около 17,5
миллионов людей ежегодно умирают от сердечно-сосудистой патологии, что
составляет 30% от всех смертей. Разработка аппаратов для искусственного
кровообращения (далее АИК) и их функциональных узлов с повышенной надежностью
и быстродействием является актуальной научно-технической задачей.
К современному АИК предъявляют следующие основные требования:
 АИК должен надежно поддерживать на протяжении всей перфузии заданный
минутный объем кровообращения в организме (порядка 4÷5 литров для взрослого
больного) и заданную температуру циркулирующей крови;
 оксигенатор должен обеспечивать адекватную артериализацию крови (насыщение ее
кислородом не ниже чем до 95% и поддержание рСО2 на уровне 35÷45 мм. ртутного
столба);
 объем заполнения АИК должен быть небольшим (не более трех литров при
перфузии взрослых больных);
 АИК должен быть снабжен устройством для возврата в циркуляторный контур
крови, изливающейся из вскрытых полостей сердца и поврежденных тканей;
 травма крови в АИК должна быть минимальной (не более 40 мг/л свободного
гемоглобина плазмы за первый час перфузии);
 физиологически блок АИК должен изготовляться из нетоксичного материала,
химически инертного по отношению к крови;
 конструкция АИК должна обеспечивать возможность очистки и стерилизации в
условиях клиники.
Любой АИК состоит из двух блоков: физиологического и механического. К
физиологическому блоку относятся все детали, соприкасающиеся с кровью.
Механический блок состоит из электрического привода, содержащего систему
управления и электрический двигатель.
Авторами разработан электромеханический блок (ЭМБ) геосовместимых систем
вспомогательного кровообращения (ГСВК) имплантируемого подключения, который
включает (рис. 1): высокоскоростной вентильно-индукторный двигатель (ВВИД); насос
крови (НК); систему управления, контроля и диагностики состояния, располагаемую на
поясе пациента и соединенную с ЭМБ токоподводящим кабелем; источник питания,
располагаемый на поясе пациента; резервный источник питания, на базе генератора
возвратно-поступательного
движения,
позволяющий
повысить
надежность
конструкции.
8
Вторая российская молодежная научная школа-конференция
«Энергетика, электромеханика и энергоэффективные технологии глазами молодежи»
Секция 1. Энергоэффективные технологии в электромеханике
Рис. 1. Структурная схема ГСВК
Рис. 2. Структурная схема ВВИД
Таблица 1. Технические характеристики двигателя и равнение их с аналогами
Техническая характеристика
Мощность, кВт
Напряжение питания, В
Номинальная частота вращения,об/мин
Номинальный КПД
Внутренний диаметр статора, мм
Число фаз
ВВИД
Аналог 1
5
230
9000
0,9
130
3
7
380
6000
0,88
131
3
В таблице 1 приведено сравнение технических хараткреистик разработанного
двигателя и аналога. Структурная схема приведена на рис. 2.
Особенностью разработанного ВВИД является оперативное включение в работу, что
обеспечивает выполнение моментальных работ по спасению человека, в том числе
пациентов в состоянии кардиогенного шока.
В составе ЭМБ в качестве НК, для повышения надежности устройства, авторами
предложена оригинальная конструкция роликового насоса для перекачки крови,
которая содержит сферический разъемный герметичный корпус 1 с окнами и
расположенный в нем ротор 4. Ротор 4 образован из диска и шарнирно соединенного с
9
Вторая российская молодежная научная школа-конференция
«Энергетика, электромеханика и энергоэффективные технологии глазами молодежи»
Секция 1. Энергоэффективные технологии в электромеханике
ним полудиска. Диск ротора делит корпус на две полусферы (на рисунке не показаны),
из которых одна имеет упомянутые окна, а полудиск делит ее на рабочие камеры (на
рисунке не показаны). Ведомый элемент представляет собой полудиск. Ведущий диск
установлен в кольцевом пазу, выполненном по линии разъема полусфер, с
возможностью вращения. Рабочие камеры заполнены рабочей жидкостью, окна
герметично перекрыты упругими мембранами и расположены в плоскости,
перпендикулярной плоскости диска, в другой полусфере расположено приводное
устройство вращения ротора и изменения угла наклона полудиска к диску, соединенное
с ротором при помощи шарнира, состоящего из водила и стержня и расположенного в
углублении, находящемся в центре шарнирного соединения ротора. Насос 2,
выполняющий функцию вращательного движения против часовой стрелки, с помощью
вала 4 ВВИД. Удерживающие щупы 3 для крепления, медицинского комплекта
силиконовых трубок. Датчик 5,7 для подтверждения закрывания крышки насоса, и
щупов крепления трубок. Механизм 6, служит для работы системы ручном режиме.
Насос включает систему управления (на рисунке не показана). При отключении
электроэнергии конструкция позволяет использовать ручной режим управления
насосом.
Рис. 3. Роликовый насос для перекачки крови
Разработан электромеханический блок геосовместимых систем вспомогательного
кровообращения имплантируемого подключения,включающий: высокоскоростной
вентильно-индукторный двигатель; роликовый насос для перекачки крови; систему
управления, контроля и диагностики состояния, располагаемую на поясе пациента и
соединенную с ЭМБ токоподводящим кабелем; источник питания, располагаемый на
поясе пациента; резервный источник питания, на базе генератора возвратнопоступательного движения.
Особенностью разработанного ВВИД является оперативное включение в работу, что
обеспечивает выполнение моментальных работ по спасению человека, в том числе
пациентов в состоянии кардиогенного шока.
Оригинальная конструкция управляемого роликового насоса для перекачки крови
позволяет повысить надежность системы за счет возможности ручного управления
насосом при аварийном отключении электроэнергии.
10
Вторая российская молодежная научная школа-конференция
«Энергетика, электромеханика и энергоэффективные технологии глазами молодежи»
Секция 1. Энергоэффективные технологии в электромеханике
1.
2.
3.
4.
5.
6.
ЛИТЕРАТУРА
Голландцев Юрий Алексеевич. Вентильные индукторно-реактивные двигатели
прецизионных следящих систем электропривода : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.09.01
СПб., 2004 296 с. РГБ ОД, 71:05-5/738
Мороз, В. В. Имплантируемая система вспомогательного кровообращения на базе
мехатронных модулей: монография / В.В. Мороз [и др.]. Владим. гос. ун-т –
Владимир. Изд-во Владимир. гос. ун-та. 2006. 134 с.
Шумаков, В. И. Искусственное сердце и вспомогательное кровообращение / В. И.
Шумаков, В. Е. Толпекин, Д. В. Шумаков. – М. : Янус-К, 2003. – 376 с.
Наши партнеры – Центр хирургии сердца. http://cardiosur.ru. (дата обращения
30.05.2012).
Наши партнеры – «Компания УТМ» (дата обращения 25.05.2013).
Наши партнеры – «Республиканский кардиологический диспансер» (дата обращения
20.02.2012)
К ВОПРОСУ О КЛАССИФИКАЦИИ ГИБРИДНЫХ МАГНИТНЫХ
ПОДШИПНИКОВ
Хакимова А. Р.
Уфимский государственный авиационный технический университет, г. Уфа
Гибридный магнитный подшипник (ГМП) – электромеханическое устройство,
предназначенное для фиксации роторной системы в заданном положении относительно
неподвижной части посредством взаимодействия магнитных потоков постоянного
магнита на подвижной части и неподвижного электромагнита. ГМП электротехнический комплекс, содержащий активный магнитный подшипник (АМП),
блок управления и другие типы подшипниковых опор.
ГМП можно разделить:
 по управляемости: управляемые и неуправляемые. К управляемым соответственно
относятся те конструктивные схемы ГМП, где возможен контроль и управление
положением ротора. К неуправляемым относятся те конструктивные схемы, где
управление положением ротора невозможно, например комбинация механических
подшипников и магнитных подшипников на постоянных магнитах.
 по алгоритму управления можно выделить: бессенсорный способ управления, по
датчикам перемещения, и по косвенным измерениям, например по внешнему
магнитному полю.
 по наличию постоянных магнитов: конструктивные схемы с постоянными
магнитами или без них (например, газомагнитные ГМП).
 по назначению постоянных магнитов в ГМП: создание силы отталкивания, усиление
магнитного потока АМП или пассивное демпфирование колебаний.
 по типу размещения страховочных подшипников. ГМП могут быть с
интегрированными страховочными подшипниками, или с дополнительно
установленными.
 по направлению намагниченности используемых постоянных магнитов: с
радиальным направлением намагниченности и осевым.
Ниже представлен ряд основных конструктивных схем радиальных ГМП, при этом
важно отметить, что большинство из них могут быть также выполнены и для
обеспечения осевой жесткости ротора.
11