1.本发明属于医用器械及轴流泵技术领域，特别是倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵及使用方法。
背景技术：2.静脉输液是临床治疗中常用的一种给药方式。在临床实践中，不同患者的病情、治疗需求、药物性质及身体体质不同，因此特定患者的输液速度也应不同。输液过快可能导致静脉循环加快，身体对药物的过快推进产生不适，而输液过慢可能导致给药时间过长，耽误患者的治疗时间。因此，急需开发出一种用于输液的泵装置，能够精准控制流速，保证药物尽量以均匀的速度进入人体，并安全地发挥应有的作用。与此同时，由于输液泵需要持续性将药物泵入体内，因此液流在叶轮及导叶叶片上不得产生空化现象，否则有形成“气栓”的危险。
3.多级叶片泵将多个单级泵串联起来发挥作用，拥有比单级叶片泵更宽广的运行范围，因而多级叶片泵可用于输液流速的调节，起到输液泵的作用。目前技术最为成熟的多级叶片泵的结构形式为多级离心泵，但多级离心泵内的压力过大，若用于输液，极易造成输液速度过快，因此相对速度较低的多级轴流泵更适用于医用输液。但遗憾的是，目前有关多级轴流泵的技术却鲜有公布。
4.多级轴流泵技术目前主要是将两个或者多个轴流式水力模型串联在一起组合而成。中国专利申请201410560277.x公开了一种“多级轴流泵”，在泵轴上同轴串接多个叶轮，压力与扬程逐级增加，但结构简单，多个叶轮虽然是串联起来的，但各级叶轮转速相一致，无法做到多个叶轮异速运行，使得流速的调节范围有限。中国专利申请201910693485.x公开了“一种紧凑型轴流管道泵”，该装置通过由一个电机定子与多级泵叶轮上的电机转子之间相互的电磁作用，驱动多级泵叶轮作旋转运动，但各级叶轮转速与泵轴保持一致，同样无法做到多个叶轮异速运行，因此流速的调节范围有限。经检索，关于三级同向异速增压轴流泵技术没有相关报道。
5.中国专利申请202110543009.7公开了“一种输液泵”，包括第一泵壳、第二泵壳、主轴、以及摆盘组件，第一泵壳与第二泵壳的相对侧分别设有用于夹持弹性管道的第一管道容置槽和第二管道容置槽，主轴上设有第一轴承座和第二轴承座。该装置虽然结构简单且运行可靠，但输出的流量是间断式的，无法做到均匀持续的输出药液。中国专利申请201911317996.8公开了“一种可自动调节的镇痛泵及工作方法”，其中压水器用于提供带压力的液体通过流量调节装置后输入到流量检测装置，微控制器根据检测到的输液流量值，控制电动推杆工作使两磁铁距离变化，实现了镇痛泵输液流量的自动调节。该装置压水器包含有片状磁铁，因此该装置易受到外界磁场的干扰，同时频繁的使用易造成装置消磁而失灵。
6.综上所述，现有的输液泵少有采用多级叶片泵，因此难以做到长时间持续均匀地输送药液，或现有输液泵存在各自的缺点有待改进。与此同时，现有的多级叶片泵多为离心
泵，而多级轴流泵皆为同转速运行，尚无多级同向异速的轴流泵技术。如何开发出适合输液的多级同向异速的轴流泵技术成为当前的难题。
技术实现要素：7.为了实现单轴驱动的同向异速三级轴流泵装置结构设计，本发明提供倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵及使用方法。以解决现有单级轴流泵装置扬程低、高效区窄、抗空化性能差等问题。
8.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
9.一种倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵，包括动力源、出水流道、泵轴、后置固定导叶、第三级叶轮、第二级叶轮、第一级叶轮、前置固定导叶、泵段外壳、多普勒流速仪；
10.泵段外壳为规则状圆管，泵段外壳的进水端为吸水室，泵段外壳的出水端为出水流道，泵段外壳内从进水端至出水端依次连接设置前固定导叶轮毂、第一级叶轮轮毂、第二级叶轮轮毂、第三级叶轮轮毂、后固定导叶轮毂，泵轴依次贯穿前固定导叶轮毂、第一级叶轮轮毂、第二级叶轮轮毂、第三级叶轮轮毂、后固定导叶轮毂设置，动力源安装于泵轴上，第一级叶轮轮毂、第二级叶轮轮毂、第三级叶轮轮毂相对泵轴转动；
11.前固定导叶轮毂通过前置固定导叶固定于泵段外壳内，后固定导叶轮毂通过后置固定导叶固定于泵段外壳内，第一级叶轮轮毂外周向设有第一级叶轮，第二级叶轮轮毂外周向设有第二级叶轮，第三级叶轮轮毂外周向设有第三级叶轮；
12.第二级叶轮轮毂与泵轴同步转动，第一级叶轮轮毂通过太阳轮机构一与泵轴连接转动，转速为第二级叶轮轮毂的二分之一倍，太阳轮机构一由空心太阳齿轮一、行星轮、行星齿轮轴一、齿圈一、辅助行星架组成，三级叶轮轮毂通过太阳轮机构二与泵轴连接转动，转速为第二级叶轮轮毂的两倍，太阳轮机构二由空心太阳齿轮二、行星齿轮轴二、行星齿轮一、行星齿轮二、齿圈二、行星架组成。
13.作为更进一步的优选方案，前固定导叶轮毂内，通过止推轴承一和滚珠轴承四限位泵轴的轴向和径向位置，泵轴上固定安装有空心太阳齿轮一，前固定导叶轮毂内固定有齿圈一。
14.作为更进一步的优选方案，第一级叶轮轮毂内，内圈上的环板一和环板二均通过轴承连接于泵轴，泵轴上还设有第一级套筒、前套筒、后套筒，前套筒与后套筒之间设有辅助行星架，辅助行星架外圈一周设有行星齿轮轴一，行星齿轮轴一一端设有行星轮，另一端固定于环板一，行星轮分别与齿圈一和空心太阳齿轮一啮合。
15.作为更进一步的优选方案，第二级叶轮轮毂内的泵轴上安装有第二级套筒，第二级叶轮轮毂内具有与第二级叶轮轮毂固定连接的支撑结构，该支撑结构与止推轴承二一侧固定连接，止推轴承二另一侧与环板二固定连接。
16.作为更进一步的优选方案，第三级叶轮轮毂内的泵轴上固定安装有行星架，行星架外圈一周设有行星齿轮轴二，行星齿轮轴二一端设有行星齿轮一，另一端设有行星齿轮二；第三级叶轮轮毂内圈还设有环板三和环板四，环板四上安装有齿圈二，行星齿轮二与齿圈二啮合，环板三与第二级套筒之间设有止推轴承三。
17.作为更进一步的优选方案，后固定导叶轮毂内圈上具有支撑板，该支撑板上设有
套于泵轴的固定套筒一，固定套筒一与泵轴之间具有弹簧垫圈，固定套筒一可相对泵轴转动，固定套筒一上安装有空心太阳齿轮二，空心太阳齿轮二与行星齿轮一啮合。
18.作为更进一步的优选方案，出水流道部位母线的型线为倍数型线，出水流道以后置固定导叶处的流道为渐变起始点，起始点的竖直向上为y轴正方向、水平向左为x轴正方向，倍数曲线递推公式：f(n+2)＝2*f(n+1)+f(n)，n》＝1,且n为正整数，其中：n为出水流道部位母线沿x轴方向均匀等分的份数，f(n)为出水流道部位母线在第n等份时在y轴的坐标，曲线的第一项f(1)与第二项f(2)由设计人员给定，从第三项开始，f(n)由倍数曲线递推公式计算得到。
19.作为更进一步的优选方案，吸水室部位母线的型线为倍数型线，吸水室以前置固定导叶处的流道为渐变起始点，起始点的竖直向上为y轴正方向、水平向右为x轴正方向，倍数曲线递推公式：f(n+2)＝2*f(n+1)+f(n)，n》＝1,且n为正整数，其中：n为出水流道部位母线沿x轴方向均匀等分的份数，f(n)为吸水室部位母线在第n等份时在y轴的坐标，曲线的第一项f(1)与第二项f(2)由设计人员给定，从第三项开始，f(n)由倍数曲线递推公式计算得到。
20.作为更进一步的优选方案，泵轴的转速是可调的，具体是：多普勒流速仪固定在前固定导叶轮毂的顶端，用以测量经过吸水室部位所输液体的流速；通过多普勒流速仪测量经过吸水室输送液体的流速，此时动力源接收到患者实时的输液流速，根据治疗需要再调节泵轴的转速，使得第三级叶轮、第二级叶轮和第一级叶轮的转速相继得以调节，最终使得输送液体的流速能够满足患者的实时需求。
21.作为更进一步的优选方案，出水流道、后置固定导叶、第三级叶轮、第二级叶轮、第一级叶轮、前置固定导叶、吸水室及泵段外壳的材料均采用钛合金、镀银涂层、钴铬合金、硅胶、医用树脂。
22.有益效果
23.本发明具有尺寸小、结构紧凑的优点。本发明在管道中合理安置后置固定导叶、第三级叶轮、第二级叶轮、第一级叶轮和前置固定导叶的位置，节省输液泵的安置空间，为后续的多功能开发留有余地。与此同时，更小型、更便携的输液泵设备有利于应对医院和家庭健康护理空间有限的挑战，使得医护人员能够快速简单地把设备从一个病人移到另一个病人处。小型化的输液泵设备还意味着材料成本的减少，以及运输成本降低，这有利于患者的医疗以及市场的推广。
24.本发明联合使用多级叶轮与多普勒流速仪，可优化输液的速度。本发明使用多普勒流速仪来监测输液过程的流速，再将实测信息反馈给动力源，动力源进而直接调节泵轴的转速，之后通过泵轴调节第三级叶轮、第二级叶轮和第一级叶轮的联合使用，最终达到优化调节输液速度的目的，使得输送液体的流速满足不同病情或不同个体特征的患者的需求。本产品可根据病人病情程度及个体的独特生物特征，精确调整输液的流速，与此同时提高输液的效率，减少仪器使用过程中的损耗，减少因产品更换及升级改造所导致的二次费用及医疗风险。
25.本发明可有效抑制空化现象的发生。根据流体力学中的伯努利方程，有压管道中流速较大的地方压强较低，而压强的极速降低会诱发空化现象，进而容易导致患者出现气体的栓塞，从而使患者失去生命。与此同时，因此不合适的型线会诱导脱流、二次流等不良
现象的发生，这将增加空化发生的可能性。本产品吸水室部位母线与出水流道部位母线皆采用倍数型线，优异的流道型线将保障输液过程的稳定性，这使得有压管道中压强在合理的范围内变化，以抑制泵段空化现象的发生，同时固定导叶可抑制不良气泡的继续发展，提高输液过程中的安全稳定性。
26.本发明生物安全性好。本发明采用钛合金、镀银涂层、钴铬合金、硅胶、医用树脂等材料制作出水流道、后置固定导叶、第三级叶轮、第二级叶轮、第一级叶轮、前置固定导叶、吸水室及泵段外壳等结构，以避免该结构与常用药物发生化学反应。
附图说明
27.图1：本发明的倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵及使用方法示意图；
28.图2：本发明的倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵及使用方法结构示意图；
29.图3：本发明的倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵及使用方法流体流动示意图；
30.附图编号说明：动力源1、出水流道2、泵轴3、后置固定导叶4、第三级叶轮5、第二级叶轮6、第一级叶轮7、前置固定导叶8、吸水室9、后固定导叶轮毂10、固定套筒一11、弹簧垫圈12、紧固螺栓一13、行星齿轮一14、紧固螺钉15、垫圈一16、行星齿轮二17、齿圈二18、紧固螺栓二19、第三级叶轮轮毂20、第三级套筒21、调节螺母一22、滚珠轴承一23、环板三24、行星架25、止推轴承三26、紧固螺栓三27、第二级叶轮轮毂28、第二级套筒29、调节螺母二30、止推轴承二31、紧固螺栓四32、环板二33、滚珠轴承二34、第一级叶轮轮毂35、第一级套筒36、调节螺母三37、紧固螺栓五38、紧固螺栓六39、滚珠轴承三40、行星齿轮轴一41、前套筒42、后套筒43、辅助行星架44、行星轮45、齿圈一46、固定套筒二47、行星齿轮轴二48、止推轴承一49、滚珠轴承四50、紧固螺栓七51、密封环一52、密封环二53、密封环三54、密封环四55、垫圈二56、前固定导叶轮毂57、环板一58、空心太阳齿轮一59、空心太阳齿轮二60、泵段外壳61、多普勒流速仪62。
具体实施方式
31.下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步说明。
32.如图1所示，本发明的倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵，包括：动力源1、出水流道2、泵轴3、后置固定导叶4、第三级叶轮5、第二级叶轮6、第一级叶轮7、前置固定导叶8、吸水室9、泵段外壳61、多普勒流速仪62。
33.出水流道2部位母线的型线为倍数型线，出水流道2以后置固定导叶4处的流道为渐变起始点，起始点的竖直向上为y轴正方向、水平向左为x轴正方向，倍数曲线递推公式：f(n+2)＝2*f(n+1)+f(n)，n》＝1,且n为正整数，其中：n为出水流道2部位母线沿x轴方向均匀等分的份数，f(n)为出水流道2部位母线在第n等份时在y轴的坐标，曲线的第一项f(1)与第二项f(2)由设计人员给定，从第三项开始，f(n)由倍数曲线递推公式计算得到。
34.吸水室9部位母线的型线为倍数型线，吸水室9以前置固定导叶8处的流道为渐变起始点，起始点的竖直向上为y轴正方向、水平向右为x轴正方向，倍数曲线递推公式：f(n+2)＝2*f(n+1)+f(n)，n》＝1,且n为正整数，其中：n为吸水室9部位母线沿x轴方向均匀等分的份数，f(n)为吸水室9部位母线在第n等份时在y轴的坐标，曲线的第一项f(1)与第二项f
(2)由设计人员给定，从第三项开始，f(n)由倍数曲线递推公式计算得到。
35.泵轴3的转速是可调的，具体是：多普勒流速仪62固定在前固定导叶轮毂57的顶端，用以测量经过吸水室9部位所输液体的流速；通过多普勒流速仪62测量经过吸水室9输送液体的流速，此时动力源1接收到患者实时的输液流速，根据治疗需要再调节泵轴3的转速，使得第三级叶轮5、第二级叶轮6和第一级叶轮7的转速相继得以调节，最终使得输送液体的流速能够满足患者的实时需求。
36.如图2所示，本发明的倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵及使用方法结构示意图包括：后固定导叶轮毂10、固定套筒一11、弹簧垫圈12、紧固螺栓一13、行星齿轮一14、紧固螺钉15、垫圈一16、行星齿轮二17、齿圈二18、紧固螺栓二19、第三级叶轮轮毂20、第三级套筒21、调节螺母一22、滚珠轴承一23、环板三24、行星架25、止推轴承三26、紧固螺栓三27、第二级叶轮轮毂28、第二级套筒29、调节螺母二30、止推轴承二31、紧固螺栓四32、环板二33、滚珠轴承二34、第一级叶轮轮毂35、第一级套筒36、调节螺母三37、紧固螺栓五38、紧固螺栓六39、滚珠轴承三40、行星齿轮轴41、前套筒42、后套筒43、辅助行星架44、行星轮45、齿圈一46、固定套筒二47、行星齿轮轴二48、止推轴承一49、滚珠轴承四50、紧固螺栓七51、密封环一52、密封环二53、密封环三54、密封环四55、垫圈二56、前固定导叶轮毂57、环板一58、空心太阳齿轮一59、空心太阳齿轮二60。
37.第三级叶轮轮毂20、第二级叶轮轮毂28、第一级叶轮轮毂35、前固定导叶轮毂57、后固定导叶轮毂10内部均为空心，以便于安装齿轮等传动部件。
38.泵轴3靠近吸水室9的一端通过止推轴承一49和滚珠轴承四50在前固定导叶轮毂57内进行轴向固定和径向固定。
39.行星齿轮轴一41穿过辅助行星架44的顶端，行星齿轮轴一41一端连接行星轮45，一端位于第一级叶轮轮毂35与环板一58内；环板一58通过紧固螺栓五38、紧固螺栓六39固定在第一级叶轮轮毂35上；环板一58通过滚珠轴承三40与泵轴3进行径向固定；辅助行星架44通过后套筒43与空心太阳齿轮一59进行轴向固定，通过前套筒42与滚珠轴承三40进行轴向固定。
40.空心太阳齿轮一59通过键安装在泵轴3上，泵轴3通过键把动力传给空心太阳齿轮一59，行星轮45同时与空心太阳齿轮一59和齿圈一46啮合，齿圈一46通过紧固螺栓七51固定在前固定导叶轮毂57上，空心太阳齿轮一59与止推轴承一49之间通过固定套筒二47进行轴向固定。
41.环板二33通过紧固螺栓四32固定在第一级叶轮轮毂35上；第一级叶轮轮毂35与第二级叶轮轮毂28之间通过止推轴承二31进行轴向固定。
42.第一级叶轮轮毂35内的泵轴3上套有第一级套筒36，第一级套筒36一端的环板二33通过滚珠轴承二34与泵轴3连接，另一端的环板一58通过滚珠轴承三40与泵轴3连接。
43.环板三24通过紧固螺栓三27固定在第三级叶轮轮毂20上，第三级叶轮轮毂20内的泵轴3上套有第三级套筒21，环板三24与第三级套筒21通过滚珠轴承一23进行径向固定，第三级叶轮轮毂20与第二级叶轮轮毂28通过止推轴承三26与第二级套筒29进行轴向固定，行星架25与滚珠轴承一23之间通过第三级套筒21进行轴向固定。
44.行星齿轮轴二48穿过行星架25的顶端内部，一端连接行星齿轮二17，一端连接行星齿轮一14；行星齿轮二17与齿圈二18啮合，行星齿轮一14与空心太阳齿轮二60啮合；行星
齿轮二17与行星架25之间通过垫圈一16进行轴向固定。
45.空心太阳齿轮二60通过紧固螺钉15安装在固定套筒一11上，固定套筒一11通过紧固螺栓一13安装在后固定导叶轮毂10上。
46.前固定导叶轮毂57与第一级叶轮轮毂35通过密封环一52进行密封，第一级叶轮轮毂35与第二级叶轮轮毂28通过密封环二53进行密封，第二级叶轮轮毂28与第三级叶轮轮毂20通过密封环三54进行密封，第三级叶轮轮毂20与后固定导叶轮毂10通过密封环四55进行密封，也通过垫圈二56连接。
47.第一级叶轮轮毂35上安装有调节螺母三37，作用是将第一级叶轮7固定在第一级叶轮轮毂35上，使得第一级叶轮7与第一级叶轮轮毂35具有相同的转速，第二级叶轮轮毂28上安装有调节螺母二30，作用是将第二级叶轮6固定在第二级叶轮轮毂28上，使得第二级叶轮6与第二级叶轮轮毂28具有相同的转速，第三级叶轮轮毂20上安装有调节螺母一22，作用是将第三级叶轮5固定在第三级叶轮轮毂20上，使得第三级叶轮5与第三级叶轮轮毂20具有相同的转速。
48.出水流道2、后置固定导叶4、第三级叶轮5、第二级叶轮6、第一级叶轮7、前置固定导叶8、吸水室9及泵段外壳61的材料均应采用生物相容性较好的材料以及不会与常用药物发生化学反应的材料，如钛合金、镀银涂层、钴铬合金等金属材料或采用硅胶、医用树脂等非金属材料。
49.第三级叶轮5、第二级叶轮6及第一级叶轮7联合运行时，应注意出水流道2、吸水室9及泵段外壳61部位与外部基座的固定，因为三个同向旋转的叶轮将产生叠加的横滚力矩，且该横滚力矩不会相互抵消，因此需要注意力矩的平衡。
50.第一级叶轮7叶片数量与第二级叶轮6叶片数量之间应为互质的关系，不得出现第一级叶轮7叶片数量与第二级叶轮6叶片数量之间数量相同或成整倍数的情况；第一级叶轮7叶片数量与第三级叶轮5叶片数量之间应为互质的关系，不得出现第一级叶轮7叶片数量与第三级叶轮5叶片数量之间数量相同或成整倍数的情况；第二级叶轮6叶片数量与第三级叶轮5叶片数量之间应为互质的关系，不得出现第二级叶轮6叶片数量与第三级叶轮5叶片数量之间数量相同或成整倍数的情况；第一级叶轮7叶片数量与前置固定导叶8叶片数量之间应为互质的关系，不得出现第一级叶轮7叶片数量与前置固定导叶8叶片数量之间数量相同或成整倍数的情况；第二级叶轮6叶片数量与前置固定导叶8叶片数量之间应为互质的关系，不得出现第二级叶轮6叶片数量与前置固定导叶8叶片数量之间数量相同或成整倍数的情况；第三级叶轮5叶片数量与前置固定导叶8叶片数量之间应为互质的关系，不得出现第三级叶轮5叶片数量与前置固定导叶8叶片数量之间数量相同或成整倍数的情况；第一级叶轮7叶片数量与后置固定导叶4叶片数量之间应为互质的关系，不得出现第一级叶轮7叶片数量与后置固定导叶4叶片数量之间数量相同或成整倍数的情况；第二级叶轮6叶片数量与后置固定导叶4叶片数量之间应为互质的关系，不得出现第二级叶轮6叶片数量与后置固定导叶4叶片数量之间数量相同或成整倍数的情况；第三级叶轮5叶片数量与后置固定导叶4叶片数量之间应为互质的关系，不得出现第三级叶轮5叶片数量与后置固定导叶4叶片数量之间数量相同或成整倍数的情况。否则有发生共振的可能。
51.推荐使用的叶片组合方式为：前置固定导叶8叶片数量为11片，第一级叶轮7叶片数量为3片，第二级叶轮6叶片数量为4，第三级叶轮5叶片数量为5，后置固定导叶4叶片数量
为7片。
52.本发明的倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵，第一级叶轮7直径、第二级叶轮6直径、第三级叶轮5直径三者应为同一值，即三级叶轮的直径均相同。
53.本发明的倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵，第一级叶轮7直径与第一级叶轮7转速的乘积不应大于375，第二级叶轮6直径与第二级叶轮6转速的乘积不应大于400，第三级叶轮5直径与第三级叶轮5转速的乘积不应大于425，否则有发生空化的可能，其中：叶轮直径的单位为mm，叶轮转速的单位为r/min。
54.本发明的倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵，第三级叶轮5的比转速应最小，第一级叶轮7的比转速应最大，第二级叶轮6的比转速介于第三级叶轮5的比转速与第一级叶轮7的比转速之间。
55.本发明的倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵，流道内壁应使用相应的光滑涂层，尽可能的减小水流的摩擦损失。
56.出水流道2部位母线的型线为倍数型线，出水流道2以后置固定导叶4处的流道为渐变起始点，起始点的竖直向上为y轴正方向、水平向左为x轴正方向，倍数曲线递推公式：f(n+2)＝2*f(n+1)+f(n)，n》＝1,且n为正整数，其中：n为出水流道2部位母线沿x轴方向均匀等分的份数，f(n)为出水流道2部位母线在第n等份时在y轴的坐标，曲线的第一项f(1)与第二项f(2)由设计人员给定，从第三项开始，f(n)由倍数曲线递推公式计算得到。
57.吸水室9部位母线的型线为倍数型线，吸水室9以前置固定导叶8处的流道为渐变起始点，起始点的竖直向上为y轴正方向、水平向右为x轴正方向，倍数曲线递推公式：f(n+2)＝2*f(n+1)+f(n)，n》＝1,且n为正整数，其中：n为吸水室9部位母线沿x轴方向均匀等分的份数，f(n)为吸水室9部位母线在第n等份时在y轴的坐标，曲线的第一项f(1)与第二项f(2)由设计人员给定，从第三项开始，f(n)由倍数曲线递推公式计算得到。
58.泵轴3通过键与第二级叶轮轮毂28连接，把动力直接传递给第二级叶轮轮毂28，第二级叶轮6通过调节螺母二30固定在第二级叶轮轮毂28上，使第二级叶轮6的转速与泵轴3相同。
59.泵轴3通过键把动力传递给空心太阳齿轮一59，空心太阳齿轮一59带动行星轮45转动，行星齿轮轴一41一端通过键与行星轮45连接，另一端直接安装在环板一58与第一级叶轮轮毂35上，第一级叶轮7通过调节螺母三37固定在第一级叶轮轮毂35上，通过空心太阳齿轮一59、行星轮45、行星齿轮轴一41与齿圈一46的传动，实现第一级叶轮7的转速比第二级叶轮6低。
60.泵轴3通过键把动力传递给行星架25，行星架25通过行星齿轮轴二48带动行星齿轮一14和行星齿轮二17旋转，行星齿轮一14与空心太阳齿轮二60啮合，行星齿轮二17与齿圈二18啮合，齿圈二18通过紧固螺栓二19固定在第三级叶轮轮毂20上；空心太阳齿轮二60通过紧固螺钉15固定在固定套筒一11上，固定套筒一11通过紧固螺栓一13固定在后固定导叶轮毂10上；齿圈二18通过紧固螺栓二19固定在第三级叶轮轮毂20上，第三级叶轮5通过调节螺母一22固定在第三级叶轮轮毂20上；行星齿轮一14和行星齿轮二17连接在行星齿轮轴二48的两端，行星齿轮轴二48穿过行星架25顶部，通过空心太阳齿轮二60、行星齿轮一14、行星齿轮二17、星齿轮轴二48及齿圈二18的传动，使第三级叶轮5的转速高于第二级叶轮6；通过轮毂内的齿轮传动，实现第一级叶轮7、第二级叶轮6、第三级叶轮5的转速依次增加。
61.如图3所示，本发明的倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵及使用方法流体流动示意图包括：液体从吸水室9进入，经第一级叶轮7、第二级叶轮6、第三级叶轮5逐级做功后，流经后置固定导叶4后，从出水流道2流出。
62.本发明经过反复试验验证，取得了满意的试用效果。
63.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵，其特征在于：包括动力源(1)、出水流道(2)、泵轴(3)、后置固定导叶(4)、第三级叶轮(5)、第二级叶轮(6)、第一级叶轮(7)、前置固定导叶(8)、泵段外壳(61)、多普勒流速仪(62)；泵段外壳(61)为规则状圆管，泵段外壳(61)的进水端为吸水室(9)，泵段外壳(61)的出水端为出水流道(2)，泵段外壳(61)内从进水端至出水端依次连接设置前固定导叶轮毂(57)、第一级叶轮轮毂(35)、第二级叶轮轮毂(28)、第三级叶轮轮毂(20)、后固定导叶轮毂(10)，泵轴(3)依次贯穿前固定导叶轮毂(57)、第一级叶轮轮毂(35)、第二级叶轮轮毂(28)、第三级叶轮轮毂(20)、后固定导叶轮毂(10)设置，动力源(1)安装于泵轴(3)上，第一级叶轮轮毂(35)、第二级叶轮轮毂(28)、第三级叶轮轮毂(20)相对泵轴(3)转动；前固定导叶轮毂(57)通过前置固定导叶(8)固定于泵段外壳(61)内，后固定导叶轮毂(10)通过后置固定导叶(4)固定于泵段外壳(61)内，第一级叶轮轮毂(35)外周向设有第一级叶轮(7)，第二级叶轮轮毂(28)外周向设有第二级叶轮(6)，第三级叶轮轮毂(20)外周向设有第三级叶轮(5)；第二级叶轮轮毂(28)与泵轴(3)同步转动，第一级叶轮轮毂(35)通过太阳轮机构一与泵轴(3)连接转动，转速为第二级叶轮轮毂(28)的二分之一倍，太阳轮机构一由空心太阳齿轮一(59)、行星轮(45)、行星齿轮轴一(41)、齿圈一(46)、辅助行星架(44)组成，三级叶轮轮毂(20)通过太阳轮机构二与泵轴(3)连接转动，转速为第二级叶轮轮毂(28)的两倍，太阳轮机构二由空心太阳齿轮二(60)、行星齿轮轴二(48)、行星齿轮一(14)、行星齿轮二(17)、齿圈二(18)、行星架(25)组成。2.根据权利要求1所述的一种倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵，其特征在于：所述前固定导叶轮毂(57)内，通过止推轴承一(49)和滚珠轴承四(50)限位泵轴(3)的轴向和径向位置，泵轴(3)上固定安装有空心太阳齿轮一(59)，前固定导叶轮毂(57)内固定有齿圈一(46)。3.根据权利要求2所述的一种倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵，其特征在于：所述第一级叶轮轮毂(35)内，内圈上的环板一(58)和环板二(33)均通过轴承连接于泵轴(3)，泵轴(3)上还设有第一级套筒(36)、前套筒(42)、后套筒(43)，前套筒(42)与后套筒(43)之间设有辅助行星架(44)，辅助行星架(44)外圈一周设有行星齿轮轴一(41)，行星齿轮轴一(41)一端设有行星轮(45)，另一端固定于环板一(58)，行星轮(45)分别与齿圈一(46)和空心太阳齿轮一(59)啮合。4.根据权利要求3所述的一种倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵，其特征在于：所述第二级叶轮轮毂(28)内的泵轴(3)上安装有第二级套筒(29)，第二级叶轮轮毂(28)内具有与第二级叶轮轮毂(28)固定连接的支撑结构，该支撑结构与止推轴承二(31)一侧固定连接，止推轴承二(31)另一侧与环板二(33)固定连接。5.根据权利要求4所述的一种倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵，其特征在于：所述第三级叶轮轮毂(20)内的泵轴(3)上固定安装有行星架(25)，行星架(25)外圈一周设有行星齿轮轴二(48)，行星齿轮轴二(48)一端设有行星齿轮一(14)，另一端设有行星齿轮二(17)；第三级叶轮轮毂(20)内圈还设有环板三(24)和环板四，环板四通过紧固螺栓二(19)与齿圈二(18)固定，行星齿轮二(17)与齿圈二(18)啮合，环板三(24)与第二级套筒(29)之间设有止推轴承三(26)。
6.根据权利要求5所述的一种倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵，其特征在于：所述后固定导叶轮毂(10)内圈上具有支撑板，该支撑板上设有套于泵轴(3)的固定套筒一(11)，固定套筒一(11)与泵轴(3)之间具有弹簧垫圈(12)，固定套筒一(11)可相对泵轴(3)转动，固定套筒一(11)上安装有空心太阳齿轮二(60)，空心太阳齿轮二(60)与行星齿轮一(14)啮合。7.根据权利要求1所述的一种倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵，其特征在于：所述出水流道(2)部位母线的型线为倍数型线，出水流道(2)以后置固定导叶(4)处的流道为渐变起始点，起始点的竖直向上为y轴正方向、水平向左为x轴正方向，倍数曲线递推公式：f(n+2)＝2*f(n+1)+f(n)，n>＝1,且n为正整数，其中：n为出水流道(2)部位母线沿x轴方向均匀等分的份数，f(n)为出水流道(2)部位母线在第n等份时在y轴的坐标，曲线的第一项f(1)与第二项f(2)由设计人员给定，从第三项开始，f(n)由倍数曲线递推公式计算得到。8.根据权利要求1所述的一种倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵，其特征在于：所述吸水室(9)部位母线的型线为倍数型线，吸水室(9)以前置固定导叶(8)处的流道为渐变起始点，起始点的竖直向上为y轴正方向、水平向右为x轴正方向，倍数曲线递推公式：f(n+2)＝2*f(n+1)+f(n)，n>＝1,且n为正整数，其中：n为吸水室(9)部位母线沿x轴方向均匀等分的份数，f(n)为吸水室(9)部位母线在第n等份时在y轴的坐标，曲线的第一项f(1)与第二项f(2)由设计人员给定，从第三项开始，f(n)由倍数曲线递推公式计算得到。9.根据权利要求1所述的一种倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵，其特征在于：所述泵轴(3)的转速是可调的，具体是：多普勒流速仪(62)固定在前固定导叶轮毂(57)的顶端，用以测量经过吸水室(9)部位所输液体的流速；通过多普勒流速仪(62)测量经过吸水室(9)输送液体的流速，此时动力源(1)接收到患者实时的输液流速，根据治疗需要再调节泵轴(3)的转速，使得第三级叶轮(5)、第二级叶轮(6)和第一级叶轮(7)的转速相继得以调节，最终使得输送液体的流速能够满足患者的实时需求。10.根据权利要求1所述的一种倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵，其特征在于：所述出水流道(2)、后置固定导叶(4)、第三级叶轮(5)、第二级叶轮(6)、第一级叶轮(7)、前置固定导叶(8)、吸水室(9)及泵段外壳(61)的材料均采用钛合金、镀银涂层、钴铬合金、硅胶、医用树脂。
技术总结本发明公开了一种倍数型线流道的同向差速三级调压输液泵，泵轴通过键把动力传给空心太阳齿轮一，带动行星轮转动，使第一级叶轮轮毂旋转；泵轴通过键与第二级叶轮轮毂连接，把动力直接传给第二级叶轮轮毂；泵轴通过键把动力传递给行星架，带动行星齿轮二旋转，使第三级叶轮的转速高于第二级叶轮；通过轮毂内的齿轮传动，实现第一级叶轮、第二级叶轮、第三级叶轮的转速依次增加；出水流道与吸水室部位母线的型线为倍数型线；多普勒流速仪固定在前固定导叶轮毂的顶端。本发明具有尺寸小、结构紧凑、高效区范围广和生物相容性好的优点，采用倍数型线流道，可抑制泵段空化现象的发生，有效减少不良气泡的产生，提高输液过程中的安全稳定性。性。性。
技术研发人员：许哲 戴景 戴启璠 韩成银 董兆华 华学坤 袁聪 盛维高 仲子夜 刘雪芹 卜舸 姚旺 许锋 万景红 黄从兵 郑源 郭赞赞
受保护的技术使用者：江苏省灌溉总渠管理处 江苏省淮沭新河管理处 江苏省水利勘测设计研究院有限公司 江苏航天水力设备有限公司
技术研发日：2022.03.21
技术公布日：2022/7/5
