專利名稱：輸送單相或多相流體且不改變流體特性的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)有技術(shù)部分的輸送單相或多相流體并且不改變流體特性的裝置。
非常靈敏的流體系統(tǒng)是血液。這種脊椎動物的不透明體液在封閉的血管系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，其中心臟有節(jié)奏的收縮將血液壓迫到有機組織的不同區(qū)域。在這種情況下，血液運送呼吸作用的氣體，其中呼吸氣體為氧氣或二氧化碳，以及營養(yǎng)物，新陳代謝物或身體自身的物質(zhì)。在這種情況下，包括心臟的血液循環(huán)系統(tǒng)同外界環(huán)境是封閉的，因此當血液經(jīng)心臟泵送并通過身體時，其在健康的有機組織內(nèi)沒有變化。
眾所周知，當血液同身體外部的材料接觸或通過外部能量影響，其傾向于血球溶解和血栓癥的形成。血栓癥的形成對于有機組織是致命的，因為它們會在遠的分支血管系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)致阻塞。血球溶解說明了這樣的一種情況，即紅血球是溶解的，破壞的，并遠超過生理程度。血球溶解的原因可以是機械的或新陳代謝的。血球溶解的增加將會引起多種器官損壞并導(dǎo)致人的死亡。
另一方面，眾所周知，原則上可能是在特定的構(gòu)造條件下支持心臟的泵送量或甚至是用人造心臟代替天然心臟，但是移植的心臟支持泵或人造心臟的持續(xù)運行可能具有局限性，因為這些人造產(chǎn)品與血液的相互作用仍然會引起血液的不良變化。
在已知的現(xiàn)有技術(shù)中，血液泵的不同發(fā)展方向是非常顯著的。心臟支持泵和人造心臟可以從所需壓差和容積流量出發(fā)，并根據(jù)位移原理設(shè)計成所謂的吸水泵或根據(jù)渦輪原理設(shè)計成徑向或軸向流動裝置。這里所述的三種名稱的設(shè)計是并行發(fā)展的。因為這種型式流動裝置具有大容量密度，因此其顯現(xiàn)出比活塞裝置小的尺寸。在該泵組內(nèi)，根據(jù)渦輪原理其功能是，軸向泵變量通常比徑向變量小。對于不同的給定壓差和給定的容積流量，渦輪裝置通?？梢栽O(shè)計成例如具有明顯不同旋轉(zhuǎn)速度的軸向或徑向泵。
從該領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)情形來看，軸向血液泵通常包括外部圓筒管，其中運送元件旋轉(zhuǎn)，其制成安裝在外部的電機定子的轉(zhuǎn)子，因此其軸向運輸血液。運送元件的支承是一個問題。純機械構(gòu)成存在的缺點是，因為其會傷害血液并且具有相對高的摩擦值。同樣，到目前為止記載的磁支承型構(gòu)成也不形成滿意的解決方案。
在川仁(Kawahito)等人的“Baylor/NASA軸向流動心室輔助裝置的相1 EX Vivo的研究(Phase 1 Ex Vivo Studies of the Baylor/NASA Axialflow Ventricular Assist Device)”中，見“心臟置換人造心臟5”第245-252頁，司普英格.維拉格，東京，1996(Springer Verlag Tokyo 1996)，出版者，阿庫茲索和考雅伽尼(T.Akutso和H.Koyagani)，公開了一種根據(jù)患病心臟支持領(lǐng)域的軸向血液泵，其能夠移植到病人的胸部。該軸向血液泵具有一個帶葉片的葉輪，該泵被支承在血液運送管內(nèi)并通過電機驅(qū)動。
為此，將葉輪制成電機的轉(zhuǎn)子并通過固定在葉片上的磁鐵與固定在殼體上的電機定子耦合。轉(zhuǎn)子的軸向和徑向支承通過止推軸承進行，其中轉(zhuǎn)子點挨點地支承于置放在流內(nèi)的支承元件上。在美國專利USA4,957,504中也公開了這樣一種裝置。
已知的血液泵存在這樣的缺點，即運送的血液經(jīng)受相當程度的創(chuàng)傷和損害。這種情況下通常會存在產(chǎn)生血栓癥的危險。其根本的原因上在于形成了支承的尾流區(qū)域。
另一個缺點無疑是由于磨損造成的機械支承的壽命有限。
美國專利4779614中公開了一種可移植的軸向血液泵，其包括外部圓筒形管子和在該管子內(nèi)旋轉(zhuǎn)用于血液運送的轉(zhuǎn)子中心體。轉(zhuǎn)子被磁力地支撐并同時帶有驅(qū)動的轉(zhuǎn)子磁鐵和葉輪葉片。磁力支承的轉(zhuǎn)子與固定在外部管子長度方向上的定子葉片形成了窄的間隙。泵的各個端部上的兩個電機定子結(jié)合裝置將穩(wěn)定轉(zhuǎn)子的位置。軸向定位通過另一對磁鐵固定，其也將吸收轉(zhuǎn)子的軸向力。盡管設(shè)置有用于流體流的相對寬的環(huán)形間隙，并且磁性支承是可移植血液泵轉(zhuǎn)子緊湊設(shè)計的主要發(fā)展目標，目的在于解決密封和支撐問題，但是在有關(guān)泵的功能和結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，該血液泵還存在很大的缺點。轉(zhuǎn)子中心體和定子上的定子葉片之間特別狹長的間隙可以增加間隙流的速度梯度，從而可能引起損害血液的危險。轉(zhuǎn)子穩(wěn)定所需的兩個電機裝置將造成設(shè)計上的麻煩。另外，轉(zhuǎn)子在軸向方向上的形狀不合適并由此存在其他危險。
美國專利5385581也公開了一種具有磁支承的軸向血液泵。安裝在轉(zhuǎn)子和定子區(qū)域內(nèi)的支承磁鐵具有相反的極性。
當支承出現(xiàn)故障時會導(dǎo)致泵的損壞。另外，其缺點在于沒有設(shè)置所謂的柱式導(dǎo)向格子，例如全部壓力由葉輪產(chǎn)生，并且在流中保留有剩余的旋轉(zhuǎn)能量。
本發(fā)明的目的根據(jù)權(quán)利要求1的特征實現(xiàn)。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例在從屬權(quán)利要求中給出。
根據(jù)本發(fā)明所述的技術(shù)方案的特征在于，安裝在管狀中空體內(nèi)部的輸送元件可以旋轉(zhuǎn)并由磁支承支撐，且用作電機轉(zhuǎn)子的永磁鐵與輸送元件成一整體。磁支承的使用有可能消除通常安裝在輸送流體流內(nèi)的支承元件，并且將消除由于負路中流的這種影響，其將導(dǎo)致輸送流體的尾流區(qū)域和渦流。
另外，磁支承不會出現(xiàn)磨損，因此可以確保高的壽命，其對于用作人心臟支持或置換用的血液泵來說非常重要，并能進一步降低成本。
在不使用機械支承元件的情況下，本發(fā)明的這個實施例提供一種簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)計。除了電機轉(zhuǎn)子的永磁鐵外，磁性支撐所必需的永磁支承元件直接安裝在輸送元件上。所述的磁支承能很好地吸收軸向和徑向力。
在該優(yōu)選實施例中，軸向穩(wěn)定提供了輸送元件軸向位置的穩(wěn)定。軸向穩(wěn)定提供了輸送元件軸向位置的積極控制，其中安裝在輸送元件端面上的環(huán)形繞組產(chǎn)生軸向磁通，其覆蓋永磁支承元件的軸向磁通并用于軸向位置的控制。根據(jù)本發(fā)明，這樣的穩(wěn)定裝置并不因軸向流體泵或血液泵而公知。
磁支承的永磁支承元件并入轉(zhuǎn)子中心體，而電機轉(zhuǎn)子的磁鐵元件并入輸送元件。本發(fā)明的輸送元件使輸送流體具有特別好的流動特性。所需的不可避免的轉(zhuǎn)子間隙以這樣的方式形成在輸送元件的外側(cè)和管狀中空體的內(nèi)側(cè)之間，即電機損失和流動損失因間隙而最小。這里要說明的是，所引起的電機損失越大，電機轉(zhuǎn)子離電機定子的越遠。從電機來看，具有小的轉(zhuǎn)子間隙可以看作是有利的。另一方面，小的轉(zhuǎn)子間隙將會導(dǎo)致流動的摩擦損失大，由此對流動而言是不利的。對于血液泵來說合適的技術(shù)方案是例如轉(zhuǎn)子間隙的寬度為0.5-2.5mm。
在本發(fā)明的另一個實施例中，可旋轉(zhuǎn)輸送元件的特征在于不可旋轉(zhuǎn)地與轉(zhuǎn)子中心體相連的葉片，電機轉(zhuǎn)子磁鐵元件的結(jié)合，轉(zhuǎn)子中心體和/或葉片內(nèi)磁支承永磁支承元件的結(jié)合。由此該實施例中流動損失發(fā)生的可能性最小。該實施例中，磁支承的永磁支承元件優(yōu)選的是安裝在轉(zhuǎn)子中心體內(nèi)。對于流動方向上和與流動方向相對方向上的輸送元件的剛性軸向支承而言，永磁支承元件優(yōu)選的是安裝在轉(zhuǎn)子中心體的兩端，它們分別與軸向隔開的流體導(dǎo)向單元的永磁支承元件相互作用。這種情況下，電機轉(zhuǎn)子的磁鐵元件置放在安裝于端部的兩個磁支承元件之間。
本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例的特征在于用于確定瞬時血液容積流量和泵產(chǎn)生的瞬時壓力差的傳感器并入軸向血液泵的中心體和/或管狀中空體的壁體內(nèi)。兩個測量值都提供給輸送方向的控制器用于目標值一實際值的比較，并由此在最佳的生理脈動輸送意義上打開用于輸送過程控制的可能，其中生理上最佳的脈動輸送通過轉(zhuǎn)子與時間有關(guān)的轉(zhuǎn)數(shù)變化同自然心臟的動作相適應(yīng)，或者通過泵用于脈動輸送，為了較低的能量消耗將該泵最優(yōu)化，同時通過與時間有關(guān)的轉(zhuǎn)數(shù)變化實現(xiàn)。
在本發(fā)明另一個優(yōu)選的改進中，在轉(zhuǎn)子中心體的端面上設(shè)置有裝置，其徑向向外傳送流體，所述流體位于流體導(dǎo)向單元和輸送元件之間的中心體間隙內(nèi)，這些裝置為近似放射狀的葉片，凹槽，凹陷或凸起的構(gòu)造。
本發(fā)明另一個優(yōu)選的實施例在于在至少一個流體導(dǎo)向單元內(nèi)設(shè)置有一個軸向延伸孔，輸送流體流過該孔，而且該孔使位于流體導(dǎo)向單元和輸送元件之間的中心體間隙內(nèi)的流體被徑向向外輸送。
上述兩個實施例都影響徑向的壓力分布并且產(chǎn)生平衡流用以避免流體導(dǎo)向單元的端面和輸送元件之間的中心體間隙內(nèi)的尾流區(qū)域。
在本發(fā)明的另一個實施例中，輸送元件尤其是轉(zhuǎn)子中心體具有兩個軸向間隔開的葉片。由此形成所謂前后直排的格子。
因此，由每個葉片排產(chǎn)生的壓力增高減小。另外，輸送單元轉(zhuǎn)子的這個特別的實施例還限制了煩人的翹起運動。
本發(fā)明另一個實施例的特征在于轉(zhuǎn)子的支撐由磁性軸向支承和機械徑向支承的結(jié)合完成。一個改進的特征在于中心體在端面上具有面對著轉(zhuǎn)子的軸端，它們與在端面上插入轉(zhuǎn)子并伸入軸端內(nèi)的平軸瓦相互作用并接納高剛性的轉(zhuǎn)子徑向支承，或在于存在一個連續(xù)的軸，該軸插入中心體的端面內(nèi)并通過具有高剛性平軸瓦徑向支撐轉(zhuǎn)子。在本發(fā)明的這個實施例中，轉(zhuǎn)子的軸向支撐是通過轉(zhuǎn)子中心體內(nèi)和固定元件中心體內(nèi)相斥作用的永磁鐵實現(xiàn)的。
本發(fā)明另一實施例的特征在于轉(zhuǎn)子中心體兩側(cè)都具有軸端，所述軸端在平軸瓦內(nèi)旋轉(zhuǎn)，軸瓦布置在兩個中心體的端面內(nèi)并以此方式保證高剛性的徑向支撐。在本發(fā)明的這個實施例中，轉(zhuǎn)子的軸向支撐是通過轉(zhuǎn)子中心體內(nèi)和固定元件中心體內(nèi)相斥作用的永磁鐵實現(xiàn)的。


圖1為軸向血液泵的剖視圖；圖2為具有磁支承，軸向穩(wěn)定和定位傳感機構(gòu)的軸向輸送裝置的縱向剖視圖；圖2a為沿圖2中線A-A剖開的軸向輸送裝置的剖視圖；圖2b為具有磁性安裝的軸向輸送裝置的縱向剖視圖；
圖2c為沿圖2b中線A-A剖開的軸向輸送裝置的剖視圖；圖2d為具有錐形輸送元件的軸向輸送裝置的縱向剖視圖；圖3a為用于軸向輸送裝置的磁性安裝；圖3b為圖3a中磁性安裝的橫截面圖；圖4為具有雙葉片的輸送元件；圖5為具有定位傳感器和永磁支承元件的流體導(dǎo)向單元；圖5a為流體導(dǎo)向單元沿圖5中線B-B剖開的截面圖；圖6為具有與徑向軸承相結(jié)合的軸向同極(排斥)磁支承的軸向輸送裝置視圖；圖6a為具有徑向軸承，穩(wěn)定器和反向充電的支承磁性電荷(吸引)的軸向輸送裝置；圖7a為轉(zhuǎn)子中心體或中心體端面的主視示意圖；圖7b為另一個轉(zhuǎn)子中心體或中心體端面的主視示意圖；圖7c為具有偏心凸起的轉(zhuǎn)子中心體或中心體的端面主視示意圖；圖8為形成在輸送元件與固定元件中心體之間的中心體間隙的剖面示意圖；圖8a為形成在輸送元件與固定元件中心體之間的中心體間隙的剖面示意圖；及圖9為具有軸向孔的中心體的截面剖視圖。
圖1所示為本發(fā)明血液泵的實施例，其具有泵殼體3和穩(wěn)定器殼體2。帶有電機繞組33的電機定子31繞著管狀中空體1安裝在該中空體的外面，其中在軸向方向上輸送流體。電機定子31驅(qū)動輸送元件5，輸送元件5包括電機轉(zhuǎn)子32和轉(zhuǎn)子中心體52并被支撐在管狀中空體1的內(nèi)部。
轉(zhuǎn)子中心體52具有轉(zhuǎn)子葉片53。在流動方向上，轉(zhuǎn)子中心體的前面和后面具有流體導(dǎo)向葉片72和72’的流體導(dǎo)向單元7和7’固定在管狀中空體1的內(nèi)壁上。在流體導(dǎo)向單元7和7’與轉(zhuǎn)子中心體52之間形成了所謂的中心體間隙9。與轉(zhuǎn)子中心體52相結(jié)合的電機轉(zhuǎn)子32可以通過電機定子31旋轉(zhuǎn)。
血液泵運行期間，流出的血液通過彎頭6被帶到輸送元件5并通過轉(zhuǎn)子葉片53旋轉(zhuǎn)，其中轉(zhuǎn)子中心體52用于產(chǎn)生有利的流動動態(tài)條件。流體導(dǎo)向單元7’利用其葉片72’提供抵抗著轉(zhuǎn)子葉片53的技術(shù)上有利的流動，葉片72’連接在中空體1的上游。壓力傳感器60使得能夠在內(nèi)流的流體中進行壓力測量。輸送元件5由電機轉(zhuǎn)子32和電機定子31的磁性耦合以公知的方式驅(qū)動。由于采用了磁性支承，因此在作為輸送介質(zhì)的血液內(nèi)血栓癥的形成降低到最小，因為在流內(nèi)沒有安裝支承元件，所以這些支承元件可以引起尾流區(qū)域。僅在很小的程度上會出現(xiàn)渦流和與其相連的流動損失。轉(zhuǎn)子中心體52與中空體1內(nèi)壁之間的轉(zhuǎn)子間隙8具有這樣的寬度，即其保持流動損失較小，且同時限制電機損耗，電機損耗隨著電機轉(zhuǎn)子32與電機定子31之間的距離增加而增加。間隙8的寬度在0.5-2.5mm之間特別有利。在通過轉(zhuǎn)子中心體52的轉(zhuǎn)子葉片使流體加速并且建立其與其相關(guān)壓力后，流體被導(dǎo)入流體導(dǎo)向單元7內(nèi)，在該單元內(nèi)經(jīng)歷軸向上的偏移并且完成壓力增高。由于流體導(dǎo)向單元7的流體導(dǎo)向葉片72的這種設(shè)計，因此能夠保證柔和地完成流體在軸向上的偏移并且基本上沒有渦流。
血液經(jīng)彎頭6’離開血液泵并流入大動脈套管62，大動脈套管62通過彎頭上的可拆連接件63固定。特殊屏蔽的電纜11a通過電纜套筒11與血液泵相連，電纜11a包括用于電機定子31的供電和信號線，軸向穩(wěn)定器12和傳感機構(gòu)60，61和43。
下面通過圖2和圖2a對磁性支承的功能進行描述。
圖2和圖2a分別為本發(fā)明另一具有磁性支撐的轉(zhuǎn)子中心體52的實施例的縱向截面圖和截面圖。在轉(zhuǎn)子中心體52內(nèi)，電機轉(zhuǎn)子32制成一體，并具有安裝在其端部的永磁支承元件42，它們被支撐在裝配件4內(nèi)。在流體導(dǎo)向單元7和7’內(nèi)，永磁支承元件41直接與永磁支承元件42相對放置。這種情況下，永磁支承元件41和42具有相反的極性。永磁支承元件41和42之間產(chǎn)生的軸向吸引力確保了將輸送元件5同軸固定在管狀的中空體1內(nèi)并且校正徑向的偏差。同樣安裝在流體導(dǎo)向單元7和7’內(nèi)的定位傳感器43確定中心體間隙9并通過軸向穩(wěn)定器12測量和控制該間隙。軸向穩(wěn)定器12安裝在穩(wěn)定器殼體2內(nèi)。當供給電流時，制成繞組形式的軸向穩(wěn)定器12產(chǎn)生磁場，所述磁場經(jīng)穩(wěn)定器殼體2和流動導(dǎo)向元件10以這樣的方式傳遞，即輸送元件5占據(jù)流體導(dǎo)向單元7和7’之間的一個穩(wěn)定的軸向位置。在流體導(dǎo)向單元7和7’的端部以及管狀的中空體1的外壁上固定有用于流動特征的壓力傳感器60和流量傳感器61。包括電機轉(zhuǎn)子32和永磁支承元件42以及轉(zhuǎn)子葉片53的輸送元件5通過電機定子31旋轉(zhuǎn)。當軸向穩(wěn)定經(jīng)定位傳感器43和軸向穩(wěn)定器12完成時，旋轉(zhuǎn)期間的徑向變化通過相反極性的永磁支承元件變平。永磁支承元件42的主要質(zhì)量在輸送元件軸的區(qū)域的集中使得能夠以脈動運行的方式驅(qū)動泵，例如轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的快速變化。
永磁支承元件41和42交替制成具有軸向磁化的永磁環(huán)而不是實心的圓柱體。本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何實施例都可以用于永磁鐵支撐元件41和42的確切設(shè)計。
為了使輸送元件5和轉(zhuǎn)子中心體軸向定位的穩(wěn)定，在作為實際的實施例中分別設(shè)置了軸向穩(wěn)定器12，其與定位傳感器43相互作用并分別通過輸送元件5端面上的流體導(dǎo)向單元7和7’動作，同時用作電控電路，在該例中沒有給出該電控電路。軸向穩(wěn)定器12引起輸送元件5軸向定位的積極控制，其中根據(jù)同時完成的控制和引起磁通，通過電流使穩(wěn)定器的繞組動作，上述磁通覆蓋在永磁鐵元件的軸向磁通上并且用作軸向定位的控制。定位傳感器43確定從輸送元件5的理想軸向位置的變化并且將該信息傳遞給控制電路。
圖2b和圖2c分別為本發(fā)明裝置另一個實施例的縱向截面圖和截面圖。從流動的方向看，在輸送元件5的前面和后面設(shè)置有裝配件75，該裝配件75包括中心體73，該中心體73與管狀中空體1內(nèi)壁上的支撐件74相固定。這里支撐件74例如繞中心體73以90度的間隔布置。一般來講，采用一個支撐件74就足夠了。裝配件75本質(zhì)上用于容納永磁支承元件41。在該例中，相對的永磁支承元件41和42也具有相反的極性。為了軸向的穩(wěn)定，分別使用了軸向穩(wěn)定器12，定位傳感器43以及沒有標出的控制電子設(shè)備。
在圖2d所示的另一個實施例中，輸送元件5和流體導(dǎo)向單元7都制成錐形。輸送元件5的錐形轉(zhuǎn)子80在流動方向上擴展并且結(jié)合進錐形導(dǎo)向單元81內(nèi)同時使錐形擴展。永磁支承元件41和42具有相反的極性。軸向穩(wěn)定也是通過定位傳感器43與軸向穩(wěn)定器12相結(jié)合實現(xiàn)的。
圖3a和圖3b分別為具有支撐件74的裝配件75的實施例的縱向截面詳細視圖和截面詳細視圖。
圖4所示為具有轉(zhuǎn)子中心體52的輸送元件5，繞著轉(zhuǎn)子中心體設(shè)置有兩個轉(zhuǎn)子葉片53和53’。兩個或多個轉(zhuǎn)子葉片裝置將能增加輸送元件5的葉片的效果。
圖5和圖5a分別為流體導(dǎo)向單元7或7’的縱向截面圖，其中永磁支承元件41被定位傳感器43包圍著。
圖6是本發(fā)明裝置的另一個實施例。在該實施例中，磁支承與機械徑向支承結(jié)合。永磁支承元件41和42制成同極的。機械支承包括軸44，該軸剛性地安裝在流體導(dǎo)向單元7和7’內(nèi)，而軸44的另一端可轉(zhuǎn)動地支撐在支承元件的軸瓦45上。由于相對永磁支承元件41和42的同極性，在該例中軸向穩(wěn)定有利地廢棄。而徑向穩(wěn)定由軸44完成。
在圖6a中，其中機械徑向軸承也與磁鐵軸承相結(jié)合，永磁支承元件41和42充電為相反的極性，這與圖6所示相反。這使得必須在穩(wěn)定器殼體2內(nèi)安裝穩(wěn)定器12，并必須設(shè)置定位傳感器43和控制電子裝置。
影響徑向壓力分別并提供平衡流動用于避免在轉(zhuǎn)子中心體52的區(qū)域內(nèi)例如在流體導(dǎo)向單元7和7’與輸送元件5之間的中心體間隙9內(nèi)產(chǎn)生尾流區(qū)域的措施如圖7a，7b，7c，圖8和圖8a所示。在圖7a中，從中心徑向向外延伸的肋條723布置在流體導(dǎo)向單元7和7’的端面722上。
在圖7b中，肋條724制成彎曲的。除了這樣的肋條凸起和/或凹入突起，也可以設(shè)置任何形式的徑向葉片，小刃片，肋條，凹槽和偏心凸起725或者僅是粗糙的表面。在該實施例中有決定性的一點僅在于具有輸送元件5旋轉(zhuǎn)期間能夠通過它從中心體間隙9徑向輸送流體的裝置(對比圖9)。當然，這些裝置也可以設(shè)置在轉(zhuǎn)子中心體52的端面上。
圖8所示在軸向穩(wěn)定被破壞的情況下能另外有利地改善磨損的阻力。
在圖9中，中心體73具有軸向孔726，輸送的流體流過該孔并且該孔使得存留在中心體間隙9內(nèi)的流體附加地徑向被輸送。
需要強調(diào)的是本發(fā)明磁支承并不限于圓筒形式的磁鐵。永磁支承元件41和42的其他幾何設(shè)計也是可以的。
本發(fā)明并不限于上述實施例。本發(fā)明的基本點在于軸向泵或血液泵的輸送元件5是通過管狀的中空體1內(nèi)的磁支承支撐的。
標號列表1 管狀中空體2 穩(wěn)定器殼體3 泵殼體4 安裝座5 輸送元件6 彎頭6’ 彎頭7 流體導(dǎo)向單元7’ 流體導(dǎo)向單元8 轉(zhuǎn)子間隙9 中心體間隙10流動導(dǎo)向元件11電纜套筒11a 電纜12軸向穩(wěn)定器31電機定子32電機轉(zhuǎn)子41永磁支承元件42永磁支承元件43定位傳感器44軸45軸瓦5152轉(zhuǎn)子中心體53轉(zhuǎn)子葉片60壓力傳感器
61 流量傳感器62 大動脈套管63 連接元件72 流體定子葉片72’流體定子葉片73 中心體74 支撐件75 安裝座76 中心體蓋722 端面723 肋條724 肋條725 凸起726 孔80 錐形轉(zhuǎn)子81 錐形導(dǎo)向單元
權(quán)利要求
1.一種用于柔和地輸送單相或多相流體的裝置，該裝置包括本質(zhì)上軸向?qū)б黧w的管狀中空體(1)，其中輸送元件(5)被軸向支撐定位，該輸送元件通過電機定子(31)能夠旋轉(zhuǎn)，所述電機定子安裝在中空體(1)的外側(cè)，其特征在于可旋轉(zhuǎn)的輸送元件(5)被支撐在兩個安裝元件(7，7’，75)之間，所述安裝元件分別固定在中空體(1)內(nèi)，并且通過中心體間隙(9)隔開而不相接觸，其中安裝元件(7，7’，75)以及輸送元件具有支承元件(41，42和/或44，45)的配合作用。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于用于輸送元件(5)的定位記錄和定位校正的傳感器(43)和穩(wěn)定器(12)都設(shè)置在安裝元件(7，7’，75)內(nèi)，并設(shè)置在中空體(1)的壁的上面或里面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于用于流動特性的壓力傳感器(60)和流動傳感器(61)都設(shè)置在安裝元件(7，7’，75)內(nèi)并設(shè)置在中空體(1)的壁的上面或里面。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的裝置，其特征在于配合作用的支承元件(41，42，44，45)具有永磁支承元件(41，42)，它們分別彼此相對地設(shè)置在安裝元件(7，7’，75)和輸送元件(5)內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的裝置，其特征在于配合作用的支承元件(41，42，44，45)具有流動導(dǎo)向元件(10)，它們設(shè)置在安裝元件(7，7’，75)內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的裝置，其特征在于輸送元件(5)可旋轉(zhuǎn)地支撐在兩個軸(44)上。
7.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的裝置，其特征在于輸送元件(5)可旋轉(zhuǎn)地支撐在連續(xù)軸(44)上。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的裝置，其特征在于軸(44)與輸送元件(5)或與安裝元件(7，7’，75)剛性連接。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的裝置，其特征在于軸(44)徑向可旋轉(zhuǎn)地支撐在軸瓦(45)內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的裝置，其特征在于相對的永磁支承元件(41，42)被制成同極的。
11.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的裝置，其特征在于相對的永磁支承元件(41，42)被制成相反極性的。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項所述的裝置，其特征在于穩(wěn)定器(12)的設(shè)置是為了輸送元件(5)的軸向穩(wěn)定，同時永磁支承元件(41，42)被制成相反極性的。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的裝置，其特征在于安裝元件(7，7’，75)制成具有流體葉片(72)的流體導(dǎo)向單元(7，7’)。
14.如權(quán)利要求1至13中任一項所述的裝置，其特征在于在安裝元件(7，7’，75)面對輸送元件(5)的端面(722，723)上和/或在輸送元件(5)的端面上，設(shè)置有肋條(723，724)，葉片，凹槽，凸出和/或內(nèi)凹的凸起或偏心布置的突起(725)。
15.如權(quán)利要求1至14中任一項所述的裝置，其特征在于在至少一個安裝元件(7，7’，75)內(nèi)設(shè)置有軸向延伸孔(726)。
16.如權(quán)利要求1至15中任一項所述的裝置，其特征在于輸送元件(5)的轉(zhuǎn)子中心體(52)具有兩個轉(zhuǎn)子葉片(53)，所述葉片軸向間隔開布置。
17.如權(quán)利要求1至16中任一項所述的裝置，其特征在于轉(zhuǎn)子中心體(53)和中心體(73)制成圓筒形，并且中心體(73)背離輸送元件(5)的端部由中心體蓋(76)封閉。
18.如權(quán)利要求1至17中任一項所述的裝置，其特征在于輸送元件(5)和安裝件(75)以及設(shè)計為流體導(dǎo)向單元(7，7’)時都制成非圓筒形并且在流動方向上擴大或減小。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于柔和地輸送單相或多相流體的裝置。本發(fā)明的目的在于提供一種用于柔和地輸送單相或多相流體的裝置,其具有簡單的結(jié)構(gòu)并且不改變或不顯著地改變輸送流體的特性,特別是使輸送流體的尾流區(qū)域和渦流最小。本發(fā)明用于柔和地輸送單相或多相流體的裝置包括運送流體的管狀中空體(1),其中形成并支撐在管狀中空體(1)內(nèi)部的電機的轉(zhuǎn)子(32)軸向定位在可旋轉(zhuǎn)輸送元件(5)內(nèi)并至少具有一個流體導(dǎo)向單元(7,7’),其設(shè)置在輸送元件(5)的前面和/或后面,其特征在于可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的輸送元件(5)通過磁性支承被非接觸地支撐。
文檔編號H02K5/128GK1348624SQ00806551
公開日2002年5月8日 申請日期2000年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月20日
發(fā)明者彼得·尼塞爾, 約翰內(nèi)斯·米勒, 漢斯－埃哈德·彼得斯 申請人:柏林心臟公開股份有限公司