DE4102707A1 - Turbopumpe mit magnetisch gelagertem fluegelrad - Google Patents

Turbopumpe mit magnetisch gelagertem fluegelrad

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DE4102707A1
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Tsugito Nakazeki
Teruaki Akamatsu
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Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Turbopumpen mit ei­ nem Impeller oder Flügelrad der oder das magnetisch von außerhalb in einem Gehäuse gelagert ist, ohne mechanisch ge­ lagert zu sein.
Ein Turbopumpe ist eine Pumpe, bei der ein Fluid durch die Rotation eines Flügelrads mit Energie beaufschlagt wird, wo­ bei Turbopumpen in der Industrie allgemein bekannt sind.
Die Fig. 1 und 2 zeigen Schnittdarstellungen einer konven­ tionellen Turbopumpe, die in der Biotechnologie, in Halblei­ terherstellungstechniken und medizinischen Instrumenten usw. verwendet wird. Die in Fig. 1 dargestellte Pumpe 10 weist einen Impeller 11 auf, der das Fluid in eine Drehbewegung versetzt. Das Flügelrad 11 ist mechanisch an einer rotieren­ den Welle 12 gehalten, wobei die Drehwelle 12 in einem Rol­ lenlager 13 gehalten und von einem Motor 14 angetrieben wird. Wird die rotierende Welle 12 durch den Motor 14 in Drehbewe­ gung versetzt, so beginnt der an der rotierenden Welle 12 mechanisch gehaltene Impeller 11 zu rotieren. Durch die Rota­ tion des Flügelrades 11 wird das Fluid von einem Saugrohr 16 angesaugt und strömt anschließend durch eine Spiral- oder Schneckenkammer 17 aus.
In der Biotechnologie, bei Halbleiterherstellungstechnologien und medizinischen Instrumenten verwendete Pumpen müssen ex­ trem sauber sein. Um das Fluid von dem Rollenlager 13 und dem Motor 14 zu isolieren bzw. fernzuhalten, welche die Verunrei­ nigungen erzeugen, welche wiederum das Fluid verunreinigen, ist bei der in Fig. 1 dargestellten Pumpe 10 eine Dichtung 15 zwischen dem Flügelrad 11 und dem Lager 13 erforderlich. Die Dichtung 15 befindet sich hierbei in Kontakt mit der rotie­ renden Welle 12, so daß sich Nachteile dadurch ergeben, daß das Fluid durch in diesem Kontaktbereich erzeugte Verunreini­ gungen oder Verschmutzungen verunreinigt wird und daß sich die Qualität des Fluids durch die Reibungswärme ändern kann. Im übrigen ist es der Dichtung unmöglich, die von dem Lager 13 und dem Motor 14 erzeugten Verunreinigungen vollständig vom Eintritt in das Fluid zurückzuhalten.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist in Fig. 2 eine Pumpe 20 dargestellt, die ein magnetisches Lager statt eines Rollenla­ gers, einen Elektromagneten statt eines Motors usw. aufweist und abgedichtet ist, wobei ein Bereich aus Eisen oder einem metallüberzogenen eisernen Teil besteht, so daß keine Dich­ tung erforderlich ist.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist eine rotierende Welle 22 für ein Flügelrad 21 an einem radialen magnetischen Lager 23 und einem axialen magnetischen Lager 24 gelagert, wobei die Welle 22 durch einen Motor 25 in Drehbewegung versetzt wird. Wenn das Fluid in die Spindel 26 eintritt, wird es nicht ver­ unreinigt, da das eiserne Teil oder der Kern des Motors 25 und die magnetischen Lager 23, 24 abgedichtet oder metall­ überzogen sind.
Allerdings kann das Fluid bei der in Fig. 2 dargestellten Pumpe an einer Stelle in der Spindel 26 stocken oder stagnie­ ren, so daß eine solche Pumpe vorzugsweise nicht in der Bio­ technologie oder in medizinischen Instrumenten verwendet wer­ den sollte. Wird eine derartige Pumpe beispielsweise in einem künstlichen Herzen verwendet, so kann es aufgrund des Still­ standes des Blutes zu einer Thrombose kommen, so daß Le­ bensgefahr besteht.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Turbopumpe zur Verfü­ gung zu stellen, durch die ein Fluid ohne Stillstand oder Stockung gefördert und bei der das Fluid gleichzeitig sauber oder verunreinigungsfrei gehalten werden kann.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Pumpe zur Verfügung, die ein Rotationsteil mit Schaufeln oder Blättern aufweist, welche ein Fluid mit Energie beaufschlagen bzw. Energie auf Fluid übertragen und die geeignet ist, magnetische Wirkung von außen her zu empfangen, die weiterhin ein Gehäuse zur Aufnahme des Rotationsteils, Mittel zum in bezug auf das Ge­ häuse kontaktlosen Halten des Rotationsteils von außerhalb des Gehäuses und Mittel zur Rotation des Rotationsteils durch Magnetwirkung von außerhalb des Gehäuses aufweist.
Bei den Mitteln zur kontaktlosen Lagerung des oben erwähnten Rotationsteils handelt es sich vorzugsweise um ein dreiachsig gesteuertes Magnetlager. Das dreiachsig geregelte Magnetlager weist eine Vielzahl von Permanentmagneten oder Elektromagne­ ten auf, die an einem Rotationsantriebsteil vorgesehen sind, eine Vielzahl von Permanentmagneten, die an einer Fläche des Rotationsteils angeordnet sind und über das Gehäuse von den Permanentmagneten oder Elektromagneten des Rotationsantriebs­ teils angezogen werden können, ein Magnetteil, das auf der anderen Fläche des Rotationsteils angeordnet ist und eine Vielzahl von gesteuerten Elektromagneten zur Erzeugung einer Kraft, welche das Magnetteil anzieht, so daß ein Ausgleich durch die Anziehkraft zwischen den oben erwähnten Magneten besteht.
Die Mittel zur Rotation des oben erwähnten Rotationsteils durch die magnetische Wirkung können drehbare Rotations-An­ triebsmittel sein, welche magnetisch mit dem Rotationsteil verbunden sind oder können eine Vielzahl von Statorwicklungen sein, welche an dem Stator zur Erzeugung eines Rotationsma­ gnetfeldes vorgesehen sind. Wenn eine Vielzahl von Stator­ wicklungen verwendet werden, weist das dreiachsig geregelte magnetische Lager den Stator mit Statorwicklungen auf, eine Vielzahl von Permanentmagneten, die an einer Fläche des Rota­ tionsteils in einer Anzieh-Beziehung zu dem Stator stehen, einem Magnetteil, welches auf der anderen Fläche des Rotati­ onsteils vorgesehen ist, und einer Vielzahl von gesteuerten Elektromagneten zur Erzeugung einer Kraft zum Anziehen des Magnetteils, so daß durch die Anziehkraft ein Ausgleich zwi­ schen dem Stator und den Magneten des Rotationsteils besteht. Gemäß der Erfindung weist das Rotationsteil Flügel oder Schaufeln auf, welche Energie auf ein Fluid übertragen und ist kontaktlos gehalten oder gelagert, ohne mechanisch in ei­ nem Gehäuse gelagert zu sein, so daß die Verunreinigung des Fluids verhindert wird.
Das Rotationsteil weist keine Welle auf, die mechanisch gela­ gert werden muß, und macht den Aufbau des Gehäuses kleiner, so daß die Gestalt der Pumpe kompakter gemacht werden kann.
Zusätzlich findet keine Erstarrung oder Verfestigung des Fluids und keine Abscheidung oder Ablagerung von Verunreini­ gungen statt, da nach der vorliegenden Erfindung das Fluid an keiner Stelle in der Pumpe stagnieren kann.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegen­ stand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfas­ sung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer konventionellen Turbopumpe;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer anderen konventio­ nellen Turbopumpe;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungs­ form einer erfindungsgemäßen Turbopumpe;
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV aus Fig. 3;
Fig. 5 eine Darstellung zur Beschreibung der Positions­ steuerung des in Fig. 3 dargestellten Flügelrads,;
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI aus Fig. 3;
Fig. 7 eine Schnittdarstellung eines abgewandelten Bei­ spiels der ersten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung;
Fig. 8 eine Schnittdarstellung der Struktur bzw. des Aufbaus einer Schneckenkammer der Turbopumpe aus Fig. 7;
Fig. 9 eine Schnittdarstellung der Struktur einer ande­ ren Schneckenkammer, die in einer erfindungsge­ mäßen Turbopumpe verwendet wird;
Fig. 10 eine Schnittdarstellung einer Turbopumpe nach ei­ ner zweiten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung;
Fig. 11 einen Grundriß des Aufbaus des Stators aus Fig. 10 und
Fig. 12 eine Schnittdarstellung des Aufbaus der Schnec­ kenkammer gemäß dem abgewandelten Beispiel nach der zweiten Ausführungsform.
Nach dem ersten Ausführungsbeispiel, welches im folgenden er­ läutert wird, ist ein Flügelrad durch ein dreiachsig gesteu­ ertes magnetisches Lager gehalten und wird durch die Rotation eines magnetisch gekoppelten Rotors in Drehbewegung versetzt.
Gemäß Fig. 3 ist ein Flügelrad 32 in einem Gehäuse 31 einer Pumpe 30 angeordnet. Das Gehäuse 31 besteht aus einem unma­ gnetischen Material. Das Flügelrad 32 weist ein unmagneti­ sches Teil 34 auf, das mit Flügeln zur Beaufschlagung eines Fluids mit Energie und einer Vielzahl von Permanentmagneten 33 versehen ist, sowie ein weiches, eisernes Teil 35, das mit einem Rotor eines gesteuerten magnetischen Lagers korrespon­ diert, wobei die Teile 34 und 35 über einen Niet oder dgl. miteinander verbunden sind. Der Impeller 32 weist keine Welle zur eigenen Drehung auf. Das weiche Eisenteil 35 weist eine behandelte Oberfläche auf, die nicht rostet. Die Per­ manentmagneten 33 sind in einem Umfang um den Mittelpunkt des Flügelrades 32 in vorbestimmten Abständen angeordnet. Die einander benachbarten Magnete sind derart magnetisiert, daß sich die Richtungen der magnetischen Felder einander gegen­ überliegen. Ein mechanisch auf einer Welle 36 gelagerter Ro­ tor 37 ist auf der Außenseite des Gehäuses 31 vorgesehen, und zwar gegenüber der Seite, in welcher die Permanentmagnete 33 des Flügelrades 32 angeordnet sind. Der Rotor 37 wird durch einen Motor (nicht dargestellt) betrieben bzw. angetrieben und dreht sich in Richtung des in Fig. 3 dargestellten Pfeils A. Die gleiche Anzahl von Permanentmagneten 38 wie die Perma­ nentmagnete des Flügelrades sind derart am Rotor 37 befe­ stigt, daß sie den Permanentmagneten 33 des Flügelrades 33 gegenüberliegen und eine Anziehungskraft auf sie wirken kann. Die Permanentmagnete 38 sind magnetisch mit den Permanentma­ gneten 33 verbunden. Statt der Permanentmagnete 38 können auch Elektromagnete verwendet werden.
Gegenüber der den weichen Eisenteil 35 des Flügelrades 32 aufweisenden Seite ist ein Elektromagnet 39 am Gehäuse 31 an­ geordnet, der die Anziehungskraft der Permanentmagnete 33, 38 auszugleicht, um das Flügelrad 32 im Zentrum des Gehäuses 31 zu halten. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Elektromagnete 39 vorgesehen, die die Bezugszeichen m1 bis m4 gemäß Fig. 4 haben. Es ist erforderlich, wenigstens drei Elektromagnete zur Verfügung zu stellen, um die Kraft in Richtung der Koordinatenachse z (Axialrichtung) und um das Moment um die ortogonal zur Z-Achse angeordneten X-Achse und Y-Achse auf 0 ab- bzw. auszugleichen, wie dies in Fig. 5 dar­ gestellt ist. Vorzugsweise weist jeder der Elektromagneten 39 ein Paar von zwei Polgehäusen oder Jochen 40 auf, sowie eine Spule oder Wendel 41, die um die Polgehäuse gewickelt ist, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Der Elektromagnet 39 ist vorzugsweise abgedichtet, wodurch ein Ansteigen der Tempera­ tur bedingt durch die von dem Elektromagnet 39 erzeugte Wärme zu vermindern.
Positionssensoren s1 bis s4 sind jeweils zwischen einander angrenzenden Elektromagneten vorgesehen. Die Positionssenso­ ren s1 bis s4 stellen den Abstand oder Spalt zwischen dem Elektromagneten 39 und dem weichen Eisenteil 35 fest. Das re­ gistrierte Signal wird einem Regler 411 gemeldet, welcher einen Verstärker 412 steuert, der wiederum die Spule 41 mit Strom versorgt. Die Steuerung der Position in der Z-Achsen­ richtung kann beispielsweise durch Einstellung des Wertes oder Betrags des den Elektromagneten m1, m2, m3 und m4 zugeführten Stroms durchgeführt werden. Die Regelung des Mo­ ments um die X-Achse kann beispielsweise durch Einstellung des den Elektromagneten m1 und m3 zugeführten Stroms durchge­ führt werden. Die Steuerung des Momentes um die Y-Achse kann beispielsweise durch Einstellung des den Elektromagneten m2 und m4 zugeführten Stroms durchgeführt werden. Auf diese Weise werden z, Rx,Ry gesteuert, wie dies in Fig. 5 darge­ stellt ist, und halten das Flügelrad 32 derart frei beweglich im Zentrum des Gehäuses 31, daß das Flügelrad 32 einen vorbe­ stimmten Abstand vom Gehäuse 31 hat.
Selbst wenn das Flügelrad 32 durch irgendwelche Einflüsse in radialer Richtung beansprucht oder belastet wird, wird das Flügelrad 32 in der Mitte des Gehäuses 31 gehalten, da die Kraft in radialer Richtung durch eine Schubkraft des magneti­ schen Flusses zwischen dem Permanentmagneten 33 und dem Per­ manentmagneten 38 und eine Schubkraft des magnetischen Flus­ ses zwischen dem Elektromagneten 39 und dem weichen eisernen Teil 35 abgebremst wird (gestrichelt in Fig. 3 dargestellt).
Wenn sich der Rotor 37 mit dem magnetisch, d.h. frei in dem Gehäuse 31 beweglich gelagerten Flügel 32 dreht, werden der Permanentmagnet 33 und der Permanentmagnet 38 magnetisch mit­ einander verbunden, so daß das Flügelrad 32 sich in Pfeil­ richtung A dreht, wie dies in den Fig. 3 und 6 dargestellt ist. Gemäß Fig. 6 ist eine Schneckenkammer 43 im Gehäuse 31 vorgesehen, welche das Flügelrad 32 umgibt. Die Schneckenkam­ mer 43 hat einen solchen Aufbau, daß sich die Querschnitts­ fläche des Fluiddurchgangs allmählich von der Einströmseite zur Ausströmseite des Fluids vergrößert, so daß das Fluid ru­ hig und stoßfrei strömt. Das Fluid wird von einem Saugkanal 42 angesaugt und anschließend durch die Schneckenkammer 43 in einen Ausströmkanal 44 geführt.
Obwohl die Strömung 45, wie in Fig. 3 dargestellt, in dem zentralen Bereich des Saugkanals eine Kraft in Richtung der Mittenachse aufweist, wirkt diese Kraft nicht auf das Flü­ gelrad 32 ein, da eine gleichförmige Strömungsführung 46 der­ art vorgesehen ist, daß die Strömung nur in radialer Richtung geführt wird.
Das Flügelrad 32 ist vom Rotor 37 und vom Elektromagneten 39 durch das Gehäuse 31 isoliert, so daß das Fluid nicht durch diese kontaminiert werden kann, wodurch das von der Pumpe 30 geförderte Fluid sauber bleibt.
Hierdurch ist es möglich, das Volumen des Gehäuses zu ver­ ringern, da nur das nichtmechanisch gelagerte Flügelrad im Gehäuse 31 vorgesehen ist. Die Pumpe kann hierdurch kleiner hergestellt werden.
Zusätzlich kommt es zu keinem Stillstand des Fluids in der Pumpe 30 und es erfolgt weder eine Verfestigung oder Erstar­ rung des Fluids, noch die Ablagerung von Verunreinigungen. Selbst wenn die Pumpe in einem künstlichen Herzen oder dgl. verwendet wird, kommt es zu keinen Thrombosen.
Fig. 7 zeigt stellvertretend für ein modifiziertes Beispiel eine Turbopumpe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Fig. 8 zeigt die Struktur bzw. den Aufbau der Schneckenkammer der Turbopumpe aus Fig. 7.
Wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich ist, weist das Gehäuse 311 zwei Schneckenkammern 431, 432 auf, die symmetrisch am Rand bzw. der Peripherie des Flügelrades 32 angeordnet sind. Jede der zwei Schneckenkammern hat eine derartige Konfigura­ tion, daß die Querschnittsfläche der Fluidpassage allmählich von der Einströmseite zur Ausströmseite des Fluids ansteigt. Ein mit der Schneckenkammer 431 verbundener Auslaßkanal 441 und ein mit der Schneckenkammer 432 verbundener Auslaßkanal 442 sind symmetrisch in bezug auf die Mittelachse des Flügel­ rades 32 zueinander angeordnet. Wenn das Flügelrad 32 ro­ tiert, wird das Fluid aus dem Saugkanal 42 angesaugt und ge­ langt dann vorbei an den Schneckenkammern 431, 432 in die Aus­ laßkanäle 441, 442. Es können auch drei oder mehr Schnecken­ kammern vorgesehen sein. In diesem Fall sind die einzelnen Schneckenkammern in einem Winkel von "360°/Anzahl der Schnec­ kenkammern" zueinander angeordnet.
Wenn eine Vielzahl von Schneckenkammern symmetrisch in bezug auf den Mittelpunkt des Flügelrades angeordnet sind, wie oben beschrieben, gleichen sich die Kräfte in radialer Richtung, die auf das Flügelrad wirken, aus, so daß sich die Position der Rotationsachse des Flügelrades nicht verschiebt. Das Flü­ gelrad kann daher in besonders stabiler und beständiger Weise rotieren.
Fig. 9 zeigt ein anderes modifiziertes Beispiel einer Schnec­ kenkammer.
Nach Fig. 9 sind eine Schneckenkammer 431 und eine Schnecken­ kammer 432, welche die gleiche Konfiguration wie die Schneckenkammer 431 hat, symmetrisch zum Mittelpunkt O ange­ ordnet. Die Schneckenkammer 431 ist am Punkt P mit einem Fluiddurchgang 47 verbunden, der sich zum bzw. in Richtung auf den Auslaßkanal 443 erstreckt. Die Schneckenkammer 442 erstreckt sich bis zum Auslaßkanal 443. Das über die Schnek­ kenkammer 431 und den Fluiddurchgang 47 kommende Fluid mischt sich mit dem über die Schneckenkammer 432 kommenden Fluid in dem Auslaßkanal 443. Der Fluiddurchgang 47 hat eine Quer­ schnittsfläche, die größer ist als das Maximum der Quer­ schnittsfläche des Fluiddurchgangs der Schneckenkammer, so daß der Widerstand in dem Fluiddurchgang 47 vermindert wird. Wenn die in Fig. 9 dargestellte Konfiguration verwendet wird, wird das Äußere bzw. die Erscheinung der Pumpe vereinfacht.
In einer zweiten Ausführungsform wird, wie bei der ersten Ausführungsform, das Flügelrad durch eine dreiachsig gesteu­ erte magnetische Lagerung gehalten. Die Rotationsmittel für das Flügelrad sind unterschiedlich von denen der ersten Aus­ führungsform und weisen eine Vielzahl von Statorwicklungen auf, um ein magnetisches Dreh- oder Rotationsfeld auf der Seite eines Stators zu erzeugen.
Gemäß Fig. 10 entsprechen ein Gehäuse 51, ein Flügelrad 52, Permanentmagneten 53, ein unmagnetisches Teil 54, ein Weich­ eisenteil 55 und Elektromagneten 58 im Bereich Q den entspre­ chenden Teilen aus Fig. 3, so daß eine Beschreibung hiervon nicht wiederholt wird. Eine Vielzahl von Statorwicklungen 57 sind um einen vorbestimmten Umfang eines Stators 56 im Be­ reich R angeordnet, wie in Fig. 11 dargestellt ist. Die An­ zahl der Permanentmagneten 53 auf der Seite des Flügelrades 52 entspricht dem 1,5-fachen der Anzahl der Statorwicklungen 57. Auf Seiten des Stators 56 ist ein Sensor (nicht darge­ stellt) zum Feststellen der Stellung des rotierenden Flügel­ rades 52 vorgesehen. Das magnetische Feld rotiert als Reak­ tion auf das Ein- und Ausschalten entsprechend der festge­ stellten Stellung eines mit jeder Statorwicklung 58 verbun­ denen, kontaktlosen Steuerkommutators oder -stromwenders, z. B. eines Thyristors (nicht dargestellt), wodurch das mit dem Permanentmagneten 53 versehene Flügelrad 52 zur Rotation ge­ bracht wird.
Das Flügelrad 52 ist, wie im ersten Ausführungsbeispiel, in dem Gehäuse 51 gelagert und mit einem vorbestimmten Zwischen­ raum oder Abstand zu dem Gehäuse 51 durch die Wirkung des Elektromagneten 58 beabstandet.
Durch eine magnetische Lagerung rotiert das Flügelrad 52, wenn das magnetische Feld auf Seiten des Stators 56 rotiert, wodurch das Fluid über den Saugkanal 59 angesaugt und an­ schließend zum Auslaßkanal geführt wird.
Im zweiten Ausführungsbeispiel können, wie im ersten Ausfüh­ rungsbeispiel, eine Vielzahl von Schneckenkammern symmetrisch in bezug auf den Mittelpunkt des Flügelrades angeordnet sein. Fig. 12 zeigt den Querschnitt einer Pumpe, die mit einer Vielzahl von Schneckenkammern versehen ist. Wenn das Flügel­ rad 52 in Fig. 11 in einem Gehäuse 511 rotiert, wird das Fluid über einen Saugkanal 62 angesaugt und anschließend über die Schneckenkammern 631, 632 zu den Auslaßkanälen 641, 642 geführt. In diesem Ausführungsbeispiel kann das Flügelrad in besonders stabiler Weise rotieren.
Die Schneckenkammer mit der in Fig. 9 dargestellten Konfigu­ ration kann bei der in Fig. 10 dargestellten Pumpe verwendet werden.

Claims (15)

1. Pumpe mit
einem Rotationsteil (32, 52) mit Flügeln zur Beauf­ schlagung eines Fluids mit Energie bzw. zur Energie­ übertragung, das zur Aufnahme einer magnetischen Wir­ kung von außen her ausgebildet ist;
einem Gehäuse (31, 51, 311, 511) zur Aufnahme des Rota­ tionsteils (32, 52);
Mittel (33, 38, 35, 39, 53, 55, 56 und 58) zur kontakt­ losen Halterung oder Lagerung des Rotationsteils (32, 52) in dem Gehäuse (31, 51, 311, 511) von außerhalb des Gehäuses (31, 51, 311, 511) her; und
Mittel (33, 37, 38, 53 und 56) zur magnetischen Rota­ tion des Rotationsteils (32, 52) von außerhalb des Ge­ häuses (31, 51, 311, 511).
2. Pumpe nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (311, 511) eine Vielzahl von Schneckenkammern (431, 432, 631, 632) zur Führung eines von dem Rotationsteil (32, 52) mit Energie beaufschlagten Fluids aufweist, die symmetrisch in bezug auf die Rotationsachse des Rotationsteils (32, 52) angeordnet sind.
3. Pumpe mit
einem Rotationsteil (32) mit Flügeln zur Beaufschlagung eines Fluids mit Energie, wobei eine Fläche des Rotati­ onsteils (32) eine Vielzahl von Permanentmagneten (33) und die andere Fläche ein magnetisches Teil (35) auf­ weist;
einem aus einem unmagnetischen Material bestehenden Ge­ häuse (31, 311) zur Aufnahme des Rotationsteils (32);
Rotationsantriebsmittel (37) zur Rotation des Rotati­ onsteils (32), wobei die Rotationsantriebsmittel (37) drehbar sind und eine Vielzahl von Magneten (38) auf­ weisen, die gegenüberliegend über das Gehäuse (31, 311) den Permanentmagneten (33) des Rotationsteils (32) an­ geordnet sind, wobei der Magnet (38) der Rotationsan­ triebsmittel (37) magnetisch mit dem Permanentmagneten (33) des Rotationsteils (32) verbunden ist; und
Halterungs- oder Lagerungsmitteln (33, 38, 35 und 39) zur kontaktlosen magnetischen Lagerung des Rotations­ teils (32) in dem Gehäuse (31, 311), wobei die Lage­ rungsmittel (33, 38, 35 und 39) eine Vielzahl von Elek­ tromagneten (39) aufweisen, die gegenüberliegend über das Gehäuse (31, 311) den magnetischen Teilen (35) des Rotationsteils (32) angeordnet sind und wobei die Viel­ zahl der Elektromagneten (39) derart wirken, daß das Rotationsteil (32) beabstandet von dem Gehäuse (31, 311) gelagert ist.
4. Pumpe nach Anspruch 3, wobei jeder der Vielzahl der Permanentmagneten (33) des Rotationsteils (32) in einem vorbestimmten Umfang bezüglich der Rotationsachse des Rotationsteils (32) angeordnet ist.
5. Pumpe nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl der Perma­ nentmagneten (33) des Rotationsteils (32) derart magne­ tisiert sind, daß die Richtungen der magnetischen Fel­ der von benachbarten Magneten (33) einander gegenüber­ liegen.
6. Pumpe nach Anspruch 3, wobei wenigstens drei Elektroma­ gneten (39) vorgesehen sind, die ein dreiachsig gesteu­ ertes magnetisches Lager bilden.
7. Pumpe nach Anspruch 6 mit
Meß- oder Registrierungsmitteln (S1, S2, S3, S4) zur Messung des Abstandes zwischen dem Rotationsteil (32) und dem Gehäuse (31, 311) und Lieferung oder Erzeugung eines Meßsignals entsprechend dem gemessenen Abstand; und
Steuerungsmitteln (411, 412), welche auf das Meßsignal der Meßmittel (S1, S2, S3, S4) ansprechen, um den Wert des dem Elektromagnet (39) zugeführten Strom zu regeln.
8. Pumpe nach Anspruch 3, wobei das Gehäuse (311) eine Vielzahl von Schneckenkammern (431 und 432) zur Leitung eines mit von dem Rotationsteil (32) beaufschlagten Fluids aufweist, wobei die Kammern (431, 432) bezüglich der Rotationsachse des Rotationsteils (32) symmetrisch angeordnet sind.
9. Pumpe mit
einem Rotationsteil (52) mit Flügeln zur Übertragung von Energie auf ein Fluid, das eine Fläche, welche eine Vielzahl von Permanentmagneten (53) und eine andere Fläche mit einem magnetischen Teil (55) aufweist;
einem Gehäuse (51, 511) aus einem unmagnetischen Mate­ rial zur Aufnahme des Rotationsteils (52);
Rotationsantriebsmitteln (56) zur Rotation des Rotati­ onsteils (52), die eine Vielzahl von Statorwicklungen (57) aufweisen, welche gegenüberliegend über das Ge­ häuse (51, 511) der einen Fläche des Rotationsteils (52) angeordnet sind, um ein magnetisches Rotationsfeld zu erzeugen; und
Halterungs- oder Lagerungsmittel (53, 55, 56 und 58) zur kontaktlosen magnetischen Halterung des Rotations­ teils (52) in dem Gehäuse (51, 511), wobei die Mittel (53, 55, 56 und 58) eine Vielzahl von Elektromagneten (58) aufweisen, die über das Gehäuse (51, 511) hinweg gegenüberliegend dem magnetischen Teil (55) angeordnet sind und die Vielzahl der Elektromagneten (58) derart wirken, daß das Rotationsteil (52) beabstandet von dem Gehäuse (51, 511) gehalten wird.
10. Pumpe nach Anspruch 9, wobei jeder der Vielzahl der Permanentmagneten (53) des Rotationsteils (52) in einem vorbestimmten Umfang bezüglich der Rotationsachse des Rotationsteils (52) angeordnet ist.
11. Pumpe nach Anspruch 9, wobei die Vielzahl der Perma­ nentmagneten (53) des Rotationsteils (52) derart magne­ tisiert sind, daß die Richtungen der magnetischen Fel­ der von benachbarten Permanentmagneten (53) einander gegenüberliegen.
12. Pumpe nach Anspruch 9, wobei die Anzahl der Vielzahl von Permanentmagneten (53) dem 1,5-fachen der Anzahl der Vielzahl von Statorwicklungen (57) entspricht.
13. Pumpe nach Anspruch 9, wobei wenigstens drei der Elek­ tromagneten (58) vorgesehen sind, die ein dreiachsig gesteuertes magnetisches Lager bilden.
14. Pumpe nach Anspruch 13, mit
Meßmitteln (S1, S2, S3, S4) zur Messung oder Feststel­ lung des Abstandes zwischen dem Rotationsteil (52) und dem Gehäuse (51, 511) und zur Lieferung oder Erzeugung eines Meßsignals entsprechend dem gemessenen Abstand; und
Steuermitteln (411, 412) zur Regelung des dem Elektro­ magneten (58) zugeführten Stroms, die entsprechend dem Meßsignal von den Meßmitteln (S1, S2, S3, S4) anspre­ chen.
15. Pumpe nach Anspruch 9, wobei das Gehäuse (511) eine Vielzahl von Schneckenkammern (631 und 632) zur Leitung eines vom Rotationsteil (52) mit Energie beaufschlagten Fluids, wobei die Kammern (631, 632) symmetrisch be­ züglich der Rotationsachse des Rotationsteils (52) an­ geordnet sind.
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