[发明专利]转子装置

说明书

本发明涉及一种用于转子与一种流体相互作用的例如泵或测量设备的转子装置，在这里流体既可理解为气体也可理解为液体。

在先有技术中发展了泵和测量设备用的转子装置，其中，转子在支承管内部通过磁场力保持在一平衡位置。例如在DE-A-2919236中介绍了一种测量液体流量的涡轮计数器，其中，转子有两块隔开距离的设计为永久磁铁的转子磁铁以保证径向稳定性，为它们配设成对的同样设计为永久磁铁的定子磁铁，定子磁铁围绕支承管。在这里转子和定子磁铁磁化成沿轴向相斥。

在定子磁铁之间设一电励磁线圈，它环形地围绕着支承管。励磁线圈与一铁磁性的在转子上的导磁体配合作用，后者装在转子磁铁之间。除此之外还有一传感器，它检测转子的轴向位置并与一调节器共同工作，调节器控制励磁线圈内的电流。一旦在转子轴向移动时转子磁铁和定子磁铁的场强力求使转子沿轴向加速离开平衡位置，转子可被传感器测得的轴向移动便产生一个信号，它促使在励磁线圈内造成一反向的稳定化的场强。也就是说，当转子沿这一个或那一个方向轴向位移时它总是返回其额定位置。针对轴向位移的稳定化的轴向力在时间上已知按这样的方式相位移，即，使转子在复位力和阻尼力的同时作用下稳定在其额定位置上。

上述转子装置的缺点在于，此转子沿径向只有比较小的支承刚性。其原因是，由于在支承管与转子之间存在用于流过流体的环形通道，使定子磁铁与转子磁铁之间有大的间距。

在DE-A-2444099中介绍了一种用于快速运动件的磁支承。此磁支承有一套筒状转子，与转子端面相对的是有永久磁铁的极靴，基于它们的吸引力，转子保持在一个稳定的位置。借助一种不接触式的位置检测装置，可以确定与平衡位置的偏差。这些偏差通过一无线的电磁式杂散场控制装置补偿，为此在这里设环形线圈，它装在极靴上与转子之间的间隙附近。出自于空间方面的原因，这样一种磁支承不适用于配置在导引流体的支承管内。

就泵而言，磁支承尤其用于血泵。例如由US-A-5695471已知一种血泵，它设计为有径向转子的径向泵。径向转子装在一支承管内，以及在入口侧的延伸段内有多块转子磁铁，在支承管上的一些定子磁铁与它们相配。此外，径向转子还有多块沿周向分布和沿轴向延伸的杆状转子磁铁，在支承管端面上为径向转子两侧的转子磁铁配设环形的定子磁铁。这些转子与定子磁铁应有助于在转子延伸段区域内的径向支承。沿轴向，转子纯机械式地一端支承在球轴承上，而另一端支承在锥形轴承上。

转子借助于一无刷感应电动机驱动。为此在支承管一端设一与置入径向转子内的感应器磁铁配合作用的线圈。

这种血泵的缺点是沿径向的支承稳定性不理想，以及由于有许多转子及定子磁铁，所以泵需要占大的空间和有大的重量。此外，沿轴向纯机械的支承遭致磨损，这尤其对于可植入的血泵是不利的。

还已知一些轴向泵作为血泵。但在这里，支承只是机械式地在导向轮内进行，导向轮在转子前和后固定安装在支承管内。(Wernicke等人论文“A Fluid Dynamic Analysis Using Flow Visualization of theBaylor/NASA/mplantable Axial Flow Blood Pump for DesignImprovemen”，Artificial Organs 19(2)，1995，161-177页)。这种机械式支承带来磨损，并除此之外对于敏感的液体，尤其对于体液，如血液，有不利的影响。

本发明的目的是设计一种前言所述类型的转子装置，它尤其沿径向获得极高的支承刚性并因而可应用于许多领域。

按本发明通过下列特征达到此目的：a)转子装置有一支承管；b)转子可旋转地装在支承管内；c)转子设计为用于与通过支承管流动的流体相互作用；d)转子在两个端面有沿轴向磁化的永久磁性的转子磁铁；e)沿轴向与转子端面相对，设与支承管连接的永久磁性的定子磁铁；f)每块定子磁铁有这样的沿轴向磁化，即，使相邻的定子与转子磁铁相互吸引；g)转子装置有一个用于转子的磁的轴向稳定装置。

按与之不同的一种替换形式，此目的通过一种有下列特征的转子装置达到：a)转子装置有一支承管；b)转子可旋转地装在支承管内；c)转子设计为用于与处在支承管内的流体相互作用；d)在转子端面分别有一沿轴向磁化的永久磁性的磁铁与一导磁体相对，其中，磁铁或作为转子磁铁座落在转子上，或作为定子磁铁与支承管连接；e)转子装置有一个用于转子的磁的轴向稳定装置。