一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 主动液冷散热技术由于散热能力强、集成度高、均温性好等优点，已成为未来电子器件热管理的重要手段之一。在主动液冷散热系统中，驱动液体工质循环的泵是核心部件，相当于人体血液循环的心脏。市面上现有的微型泵由于使用接触式轴承结构，容易磨损失效，导致其存在可靠性和功率密度低等问题。本技术利用转子高速旋转产生的水力动压和电机电磁力耦合对微型泵转子进行支承，实现了转子的全自由度悬浮，彻底解决了微型泵轴承磨损和功率密度低的问题。

本发明属于机械泵领域，并公开了一种微型水力悬浮机械泵，包括蜗壳、上端盖、叶轮、无刷电机、防水套筒和水润滑螺旋槽推力轴承，蜗壳上设置有进水通道和出水通道，上端盖上设置有中间进水孔；所述无刷电机包括电机外壳、线圈、磁钢转子、转子套筒和转子转轴；所述磁钢转子的上方和下方分别设置一组所述水润滑螺旋槽推力轴承。本微型水力悬浮机械泵工作时，静环和动环之间能形成液膜来使磁钢转子悬浮，而转子套筒的外壁和防水套筒的内壁之间也能形成液膜，可以实现磁钢转子的无接触悬浮。由于磁钢转子的无接触悬浮，可以避免采用接触式轴承带来的磨损，提高微型水力悬浮机械泵的寿命。

（1）轴流泵水力模型 基于叶栅理论、CFD 技术和模型试验方法研究变环量设计方法，建立多目标、多工 况、多约束优化模型，开发多组高效轴流泵叶轮模型。 轴流泵水力模型 （2）混流泵水力模型 基于理论分析、模型试验以及 CAD 和 CFD 技术的有机结合，应用逆向求解设计

项目简介 1、PCAD是由江苏大学流体机械工程技术研究中心（流体中心）从1983开始研究的泵199 水力设计软件，经过多位教授和博士27年的研究，PCAD现在已成为国内实用性最强、设 计泵最多、市场占有率最高、历史最久、最知名的泵水力设计软件。 2、在申请 2 项；已授权 4 项，专利号：ZL201010520494.8；ZL201210382477.1； ZL201210382442.8；ZL 201210446201.5。

1 成果简介迷你泵是指叶轮直径为 5-50 毫米的叶片式泵，属于泵类产品大家族的新成员。迷你泵由于具有质量轻便、空间尺度小巧等优点，是一种非常有前途的超小型流体机械。 清华大学在多年研究的基础上，自主研制了多种新颖的迷你泵。动压悬浮式迷你泵采用无轴式转子的设计概念，突破了传统泵产品的局限性。该成果结合了先进的水力设计技术和液体动压悬浮支撑技术；研制的样机经实验验证，运行安静、稳定、可靠，长期运转无温升现象。系列迷你泵的主要特征参数：转子直径 5-36mm，整机质量 120-420g，运行流量 2-30L/min，扬程 1-100m。 该项目拥有 7 项国家发明专利，其中四项获得授权（ ZL 200410009947.5、 ZL200610002134.2、 ZL 200710062857.6 和 ZL 200910084273.8），三项专利正处于实质性审查阶段（ 200910084271.9、 201210140436.1 和 201310117219.5）。2 应用说明动压悬浮式迷你泵具有内部流动与外界完全隔离、无磨损部件、轴向力自动平衡等优点，可在医疗器械、精细化工、临床医学、医药、精密机械、新能源、环保、电子等诸多高新技术领域得到广泛应用。 根据目前的研究情况，该泵将首先作为血液循环系统的动力设备（或植入式人工心脏），或作为航天系统的控制设备进行应用推广。随着我国机械制造水平不断提升，该泵也将在世界各国高端输送装置中发挥重要作用，具有极好的发展前景。3 效益分析以动压悬浮式迷你泵作为人工心脏泵使用为例说明： 在小规模生产阶段（单件加工生产方式），每台套动压悬浮式迷你泵的成本约为 8000元；实现量产后，每台套泵的成本可控制在 2000 元之内。目前，国际上人工心脏泵的售价均在 8-10 万美元。 我国作为人口大国，医疗水平较低，大量的先天性心脏病患儿得不到及时治疗，使得我国潜在心衰患者的人数逐年增多； 而随着全球社会的老龄化加剧，心血管疾病已经成为现代社会威胁人类健康的最主要的致命性疾病，给人类的生命与健康带来了更严重的威胁。所以，我国自主研发功能稳定可靠、价格相对低廉的人工心脏泵产品，可以为我国成千上万的心衰患者带来福音，从而产生良好的社会效益。4 合作方式成果转让，或联合进行商业化开发。5 项目所属行业领域先进制造。

本发明属于微型机械泵领域，并公开了一种液体动压悬浮机械 泵，包括蜗壳、叶轮、上端盖、无刷电机和防水套筒，所述无刷电机 包括电机外壳、硅钢片、线圈、磁钢转子、防水套筒、转子套筒和转 子转轴；本动压悬浮机械泵工作时，转子套筒外壁和防水套筒的内壁 之间能通过液体形成径向液体动压轴承，能限制磁钢转子的径向位移。 由于磁钢转子带有磁性，硅钢片和磁钢转子间会产生磁力，现在磁钢 转子轴向位移。另外，液体在进入磁钢转子上部空隙时，会对磁钢转 子产生向下的推力，液体进入磁钢转子下部空隙时，会对磁钢转子产 生向上的推力，两个方向推力和磁力的合力能限制磁钢转子的轴向位 移，从而可以实现磁钢转子的无接触悬浮。

该成果于 2012 年获江苏省科技进步一等奖。本研究成果已在国家南水北调东线工程 48座大型泵站得到应用，经第三方机构检测，南水北调东线一期工程 15 座新建泵站设计扬程工况泵装置效率的平均值达到 77.4％，较采用传统设计理论设计的泵装置效率的整体水平提高了 7 个百分点，彻底改变了 21 世纪初我国大型泵站的泵装置效率在 70％上下徘徊不前的局面。南水北调宝应站现场运行测试表明，泵机组运行稳定，泵装置效率达到 82.8％，创我国泵站建设史上的最高记录。

本发明属于机械泵领域，并公开了一种刻槽轴承动压悬浮机械泵，包括蜗壳、上端盖、叶轮、无刷电机、防水套筒和水润滑螺旋槽推力轴承，所述蜗壳上设置有进水通道和出水通道；所述无刷电机包括电机外壳、硅钢片、线圈、磁钢转子、防水套筒、转子套筒和转子转轴；所述磁钢转子的上方和下方分别设置一组所述水润滑螺旋槽推力轴承，每组所述水润滑螺旋槽推力轴承均包括静环和带有螺旋槽的动环。本机械泵工作时，液体通过上端盖的中间进水孔，进入到电机

"本团队利用多年研究磁悬浮轴承的优势，克服诸多困难，成功突破了在离心泵方面国外对我国高端医疗装备技术的限制，研发出具有完全自主知识产权的、替代进口的磁悬浮血泵。关键技术之一是：磁悬浮轴承。发明专利：应用于离心式人工心脏泵的单端轴向分离式磁悬浮轴承ZL 201510245575.4。关键技术之二是：对血流无损害和无血流滞止区的流道设计。发明专利：一种离心式磁悬浮人工心脏泵的血流引导装置ZL 2015 10272655.9。在中国销售的德国迈柯唯、美国索林和美敦力三家的产品以德国迈柯唯性能最佳，我们的血泵各项指标（流量、压力、溶血、使用寿命）可与迈柯唯相媲美。外形设计与迈柯唯有差别，磁悬浮轴承结构比迈柯唯更简洁，与迈柯唯的产品可以兼容使用。 "

底座尺寸400*300*70mm,模具一体成型，两端呈弧形，上翘47度，两面四角注塑有1.5mm脚垫，长度25*25mm，仪器整体高度330mm，底座内装有水池，容量3L，电源总开关型号KCD1-105 耐压400V，采用DC12V 2A安全电压供电，水泵采用HLDI-12C型号，电压12V，扬程8米，水力发电六片涡轮叶片采用金属烤漆制成，发电机采用300电机，输出电压1.5-2.8V，带动红色LED发光，LED直径10mm，演示水力发电效果。