[发明专利]具有转子位置测量系统的泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有可旋转运动且可轴向运动的转子的泵。

背景技术

WO 2005/039674和WO 2007/074363中描述了一种具有可旋转运动且可轴向运动的转子的泵。在前述公布中，转子相对于定子的旋转运动和轴向运动产生泵吸动作，同时使阀打开和闭合以将液体吸入泵内和从泵中排出液体。当阀中的一个打开时，位于转子上的与位于定子上的互补凸轮协作的凸轮导致转子的轴向移位。当两个阀均闭合时，转子的轴向移位应当基本不经受容纳有液体的腔室的特定的弹性，其中液体为基本不可压缩的。空气在泵中的出现或阻碍液体在泵的下游流动的闭塞的出现可能影响转子的轴向移位以及泵的泵吸特性。

在很多医学应用比如液体药物的经皮输送中，在待给药的液体中出现空气是非常不期望的。在药物输送系统中，还可能发生闭塞或泄漏，其中闭塞例如由于血液凝固或导管件的破碎或更一般地由于背压的施加或增加而发生。在很多常规的系统中，分离的压力传感器安装在系统中用于检测闭塞或泄漏，但是这些系统通常不适于可靠地检测气泡。此外，设置分离的传感器使泵系统复杂化并且使其操作更复杂和更昂贵。当泵和压力传感器为分离时，还存在在不停止泵的操作的情况下传感器可能不正确工作而不被注意的特定风险。

对泵系统的闭塞或泄漏的检测、或者对泵中出现空气的检测在医学领域以外的很多应用中也将是有用的。

发明内容

本发明的目的是提供一种精确的、可靠的、紧凑的和经济的泵。

有利的是提供一种泵，所述泵具有用于检测在泵中或在泵的下游或上游的闭塞或泄漏的可靠装置。

有利的是提供一种泵，所述泵具有用于检测气体特别是气泡在泵中出现的装置。

本发明的另一目的是提供一种用于医学应用的泵，所述泵是经济的、可靠的和安全的。有利的是提供一种用于经皮药物输送的泵，所述泵能够非常精确地输送小量液体。

本发明的目的已经通过提供根据权利要求1所述的泵而实现。

本文公开的是一种包括电机驱动部和泵发动机的泵，所述泵发动机具有定子部分和可轴向运动且可旋转运动的转子部分，所述转子部分安装在所述定子部分中，所述泵发动机具有入口和出口，所述电机驱动部包括：具有永磁体的转子、具有磁路和缠绕在所述磁路上的一个或更多个线圈的定子、以及包括至少一个磁场检测器的位置传感器，所述至少一个磁场检测器定位在所述转子永磁体的附近并且构造为检测所述转子的旋转运动和轴向运动。

在优选实施例中，所述位置传感器可包括至少一对磁场检测器。在实施例中，所述磁场检测器可以是霍尔效应传感器。所述磁场检测器还能够为其他类型，比如巨磁阻传感器、磁通闸传感器、或其他磁场传感器。

所述磁场检测器可以有利地安装在所述定子的电路板上，所述磁路也安装在所述电路板上。所述磁场检测器可以定位成与所述永磁体的轴向端部相对。所述转子永磁体可以有利地包括交替极性的部段，所述部段围绕所述转子的周缘设置，并且朝向所述轴向端部的区域设置，以与上述磁传感器一起工作。

可选的解决方案可以包括：分离的单极磁化的磁体或转子磁体的单极磁化的一体节段，其基本布置在与所述转子的旋转轴线对准的径向位置中；以及分离的磁传感器，其布置为与所述转子的旋转轴线A基本共线但是轴向远离所述转子，以与所述分离的磁体或所述转子磁体节段的磁场一起工作。

所述位置传感器优选地包括至少一对磁场检测器，比如霍尔效应检测器。该对磁场检测器可以有利地定位在距所述转子的旋转轴线A某一径向距离处，并且彼此分离开某一角距离α，该角距离α构造为使得在所述磁场检测器之间的信号相位差为90°。

所述转子永磁体可以有利地包括围绕所述转子的周缘设置的交替极性(N-S)的部段。所述定子的磁路和所述转子形成步进电机或无刷DC电机。

本发明的目的已经通过提供根据权利要求13所述的检测在泵中的闭塞或泄漏的方法而实现。

本文还公开了一种检测泵的闭塞或泄漏的方法，所述方法包括：执行初始测量，所述初始测量包括使所述转子沿前向泵吸方向转动至少一圈，并且将作为旋转位移廓线的函数的轴向位移存储在查询表中作为凸轮廓线；在随后的泵吸期间测量作为旋转位移的函数的转子轴向位移，并且将所测量的转子位移与所存储的凸轮廓线进行比较。

在优选实施例中，在记录凸轮廓线之前，所述转子沿反向方向旋转直到凸轮肩部抵接互补的偏心爪(cam finger)为止，由此设定限定的参考起始位置。