DE4102707A1 - Turbopumpe mit magnetisch gelagertem fluegelrad - Google Patents
Turbopumpe mit magnetisch gelagertem fluegelradInfo
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- Y10S415/00—Rotary kinetic fluid motors or pumps
- Y10S415/90—Rotary blood pump
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).
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.
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.
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.
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.
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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