專利名稱：旋轉(zhuǎn)式血泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)式泵。特別涉及用于各種轉(zhuǎn)子和葉輪結(jié)構(gòu)的軸承。
背景技術(shù)：
一般旋轉(zhuǎn)式泵使用一葉輪，其中，該葉輪的運動用機械接觸軸承在5個自由度(兩個角自由度，三個平動自由度)上受到限制。某些工作流體會受到機械接觸軸承的破壞。用具有接觸軸承的泵抽運的血會發(fā)生血細胞溶解，即破壞血細胞。一般來說，某些場合需要使用能抽運需要小心處理的工作流體如血的高效液壓且高功率的泵。
Wampler等人的美國專利No.6,234,772B1(“Wampler”)說明了一種有徑向磁斥力軸承和軸向流體動力軸承的離心血泵。Woodard等人的美國專利No.6,250,880B1(“Woodard”)說明了一種其葉輪只受液體動力支撐的離心血泵。
兩血泵都是基于軸向磁通間隙電動機的設(shè)計。葉輪中攜帶電動機的驅(qū)動磁鐵，從而用作電動機轉(zhuǎn)子。在此兩種情況中，驅(qū)動磁鐵都位于葉輪的葉片中。驅(qū)動繞組的位置在泵室外但在用作電動機定子的泵殼體內(nèi)。由于電動機與泵一體化，因此省略了驅(qū)動軸和泵的密封。該泵/電動機包括增強用于驅(qū)動葉輪的磁通的背鐵。
兩血泵的問題都是液力不足，其至少一部分的原因是將磁鐵設(shè)置在葉輪葉片中要求大且非常規(guī)的葉片幾何形狀。
該泵要有效工作必須克服葉片攜帶的磁鐵與背鐵之間很大的自然軸向吸力。盡管葉片與泵殼體之間不發(fā)生接觸，但液力軸承會由于與液力軸承承載的負載有關(guān)的剪切力造成血細胞的破壞。因此只使用液力軸承可能對血有害。
本發(fā)明概述鑒于公知血泵和方法的不足，旋轉(zhuǎn)式泵用各種“非接觸”軸承機構(gòu)取代機械接觸軸承。用各種轉(zhuǎn)子和殼體設(shè)計特征實現(xiàn)磁軸承和液力軸承。這些設(shè)計特征可組合在一起。由于不使用機械接觸軸承，因此泵的使用壽命延長，對工作流體如血的破壞減小。
在一實施例中，該泵包括一磁推力軸承。該泵包括界定泵室的泵殼體。該泵殼體有伸入該泵室中的心軸。該心軸設(shè)有包括第一和第二磁鐵的心軸磁鐵組件。該心軸磁鐵組件的第一和第二磁鐵的位置互相緊臨，其磁向量相反。該泵包括有可圍繞該心軸轉(zhuǎn)動的葉輪的轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子的非葉片部中設(shè)有包括第一和第二磁鐵的轉(zhuǎn)子磁鐵組件。該轉(zhuǎn)子磁鐵組件的第一和第二磁鐵的位置互相緊臨，其磁向量相反。心軸和轉(zhuǎn)子磁鐵組件的相對方向選擇成使得心軸和轉(zhuǎn)子磁鐵組件互相吸引。該轉(zhuǎn)子可包括開槽孔。在各實施例中，含有的液力軸承用于徑向支撐或軸向支撐或徑向和軸向支撐。
附圖簡要說明下面結(jié)合例示性附圖舉例說明本發(fā)明，在各附圖中相同部件用同一標號表示，附圖中

圖1為一有一被動軸向磁軸承的泵的剖面圖；圖2示出該被動軸向磁軸承一實施例；圖3示出該被動軸向磁軸承的中央和偏心設(shè)置；圖4示出一葉輪實施例；以及圖5示出該泵的一實施例用于醫(yī)學(xué)中。
詳細說明圖1示出一離心血泵的一個實施例。該泵包括界定在進口114和出口116之間的泵室112的殼體110。在該泵室中，轉(zhuǎn)子120圍繞從該泵殼體底部伸出的心軸130轉(zhuǎn)動。該轉(zhuǎn)子還包括界定提供流體流動面的葉輪的葉片部。該葉輪包括一個或多個在葉輪轉(zhuǎn)動時推動流體的葉片121。
“轉(zhuǎn)子”和“葉輪”在某些上下文中的意思相同。例如，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子的葉片部也轉(zhuǎn)動，因此可以說轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，也可說葉輪轉(zhuǎn)動。但需要時可用“轉(zhuǎn)子的非葉片部”或“葉輪之外的轉(zhuǎn)子”專指轉(zhuǎn)子的在葉片之外的部分。轉(zhuǎn)子的每一葉片都可稱為葉輪，但葉輪一般指一個或多個葉片的集合。
該泵建立在活動磁鐵軸向磁通間隙電動機結(jié)構(gòu)。在一實施例中，該電動機為一無刷DC電動機。轉(zhuǎn)子中的磁鐵122的磁向量與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動軸線190平行。在所示實施例中，驅(qū)動磁鐵位于轉(zhuǎn)子的非葉片部內(nèi)。
驅(qū)動繞組140位于泵殼體內(nèi)。電力加到驅(qū)動繞組生成與驅(qū)動磁鐵互相作用的隨時間而變的電流，使得葉輪轉(zhuǎn)動。一背鐵150增強電動機轉(zhuǎn)子磁鐵產(chǎn)生的磁通。在一實施例中，轉(zhuǎn)子底面124或下泵殼體的相對表面118具有這樣的表面(如172)在轉(zhuǎn)子與殼體之間間隙小于一預(yù)定閾值時能形成液力軸承。在一實施例中，該預(yù)定閾值為0.0002-0.003英寸。
背鐵150與轉(zhuǎn)子承載的驅(qū)動磁鐵122之間的自然吸引會在轉(zhuǎn)子上生成很大的軸向載荷。該軸向載荷存在于諸如Wampler或Woodard的軸向磁通間隙電動機結(jié)構(gòu)的離心泵中。Wampler和Woodard都靠液力推力軸承克服該軸向載荷力。盡管葉片與泵殼體之間不發(fā)生接觸，但液力軸承會由于與該液力軸承承載的負載有關(guān)的剪切力造成血細胞的破壞。
Wampler的徑向斥力磁軸承加重了驅(qū)動磁鐵與背鐵之間磁吸引生成的軸向力。盡管徑向斥力磁軸承生成徑向穩(wěn)定性，但造成很大軸向不穩(wěn)定性。該軸向不穩(wěn)定性可進一步提高軸向載荷。不管使用什么樣的軸向液力軸承，該額外的軸向力造成更大的剪切力，從而造成血細胞溶解。此外，維持液力軸承所需功率隨著該載荷的增加而增加。因此高負載的液力軸承的功耗大。
圖1血泵包括用來減小或抵消由驅(qū)動磁鐵與背鐵之間的相互作用作用而施加在轉(zhuǎn)子上的軸向載荷的軸向磁軸承。該軸向磁軸承由位于心軸內(nèi)的心軸磁鐵組件160與由轉(zhuǎn)子攜帶的轉(zhuǎn)子磁鐵組件180之間的相互作用形成。在所示實施例中，轉(zhuǎn)子磁鐵組件180靠近葉輪，但轉(zhuǎn)子磁鐵組件的磁鐵不位于葉片中。調(diào)節(jié)螺絲134通過在心軸的縱向軸線上移動心軸磁鐵組件來縱向調(diào)節(jié)該軸向磁軸承的軸向位置。
圖2示出軸向磁軸承實施例。轉(zhuǎn)子磁鐵組件包括互相緊臨的第一轉(zhuǎn)子軸承磁鐵282和第二轉(zhuǎn)子軸承磁鐵284。第一和第二轉(zhuǎn)子軸承磁鐵為永久磁鐵。在一實施例中，它們之間有一極片286。極片或磁通集中件用來集中轉(zhuǎn)子軸承磁鐵282和284生成的磁通。在另一實施例中，部件286只是幫助第一和第二軸承磁鐵282、284定位的間隔件而不用來集中磁通。在其他實施例中，部件286省略，因此轉(zhuǎn)子磁鐵組件不包括間隔件或極片部件。
在一實施例中，部件282和284為單塊環(huán)形永久磁鐵。軸承磁鐵也可呈非單塊組合物。例如，軸承磁鐵也可呈由多個餅形、弧段形或其它形狀的永久磁鐵組成的環(huán)形永久磁鐵結(jié)構(gòu)。
轉(zhuǎn)子軸向軸承磁鐵組件與轉(zhuǎn)子的非葉片221部中的驅(qū)動磁鐵222不同。在所示實施例中，驅(qū)動磁鐵位于轉(zhuǎn)子的非葉片部228中。
心軸磁鐵組件包括第一心軸軸承磁鐵262和第二心軸軸承磁鐵264。第一和第二轉(zhuǎn)子軸承磁鐵為永久磁鐵。在一實施例中，它們之間有一極片266。極片266集中心軸軸承磁鐵262和264生成的磁通。在另一實施例中，部件266只是用作第一和第二心軸軸承磁鐵定位的間隔件而不用來集中磁通。在其他實施例中，部件266省略，因此心軸磁鐵組件不包括間隔件或極片部件。
在所示實施例中，永久磁鐵262和264呈圓柱形。在其它實施例中也可使用其它形狀。環(huán)形轉(zhuǎn)子磁鐵與葉輪一起圍繞由心軸軸承磁鐵組件使用的心軸縱向軸線轉(zhuǎn)動。
心軸和轉(zhuǎn)子軸承組件的永久磁鐵布置成使得中間極片兩邊上的磁鐵的磁向量互相相反。
一給定極片的兩邊與不同磁鐵的相同極鄰接。
因此，磁鐵262和264的磁向量互相相反(例如N對N或S對S)。同樣，磁鐵282和284的磁向量互相相反。
各磁鐵的方向選擇成每當軸承在軸向上錯位時建立軸向吸引。注意到，心軸和轉(zhuǎn)子磁鐵組件的相對方向選擇成使得心軸和轉(zhuǎn)子磁鐵組件互相吸引(例如S對N，N對S)。為一組件的磁鐵選定的磁向量方向決定著用于另一組件的磁鐵的磁向量方向。表292示出第一和第二轉(zhuǎn)子軸承磁鐵(MR1，MR2)和第一和第二心軸軸承磁鐵(MS1，MS2)的可接受的磁向量組合。使磁軸承組件發(fā)生軸向位移的背鐵與驅(qū)動磁鐵之間的磁吸引力至少部分地被軸向軸承之間恢復(fù)轉(zhuǎn)子軸向位置的軸向磁吸引力抵消。
圖2還示出在轉(zhuǎn)子的非葉片部的一面(例如見圖1底面124)與泵殼體背部之間的間隙小于一預(yù)定閾值時形成一液力軸承一部分的楔形面或斜面272。在各實施例中，該預(yù)定閾值為0.0002-0.003英寸。因此，在一實施例中，該泵包括一軸向液力軸承。提供該軸向液力軸承的表面幾何形狀可位于轉(zhuǎn)子或殼體上。
盡管心軸磁鐵組件用作軸向磁軸承，但心軸和轉(zhuǎn)子磁鐵組件之間的吸引力還有一徑向分量。該徑向分量可用來抵消由葉輪上的壓力梯度對葉輪造成的徑向負載。該徑向分量還在開始轉(zhuǎn)動時用作預(yù)加負載和在正常轉(zhuǎn)動時用作偏置力防止轉(zhuǎn)子圍繞心軸偏心轉(zhuǎn)動。偏心轉(zhuǎn)動會造成不利于泵送作用的流體渦流或打旋。該偏置徑向分量比方說在泵受到由移動或沖擊造成的外力時有助于保持或恢復(fù)轉(zhuǎn)子的徑向位置和抽運作用。
在其他實施例中也可不用與轉(zhuǎn)子軸承磁鐵組件互相作用的心軸磁鐵組件形成該磁軸承而用鐵磁材料取代a)心軸磁鐵組件或b)轉(zhuǎn)子軸承磁鐵組件之一(但不同時取代心軸磁鐵組件和轉(zhuǎn)子軸承磁鐵組件)。
該磁軸承仍由一心軸部和一轉(zhuǎn)子部組成，但心軸部和轉(zhuǎn)子部之一使用鐵磁材料，而另一部分使用永久磁鐵。
鐵磁材料與磁鐵相互作用在轉(zhuǎn)子與心軸之間形成磁吸引。鐵磁材料的例子包括鐵、鎳和鈷。
在一實施例中，鐵磁材料為“軟鐵”。軟鐵的部分特征為矯頑磁性極低。因此不管其剩磁如何，軟鐵在外部磁場如該磁軸承系統(tǒng)的永久磁鐵的磁場的作用下容易磁化(或再磁化)。
圖3示出該磁軸承心軸部的各種設(shè)置位置。在一實施例中，心軸磁鐵組件360的軸向與心軸的縱向軸線390重合，因此心軸和心軸磁鐵組件的縱向中心軸線相同。在另一實施例中，心軸磁鐵組件在徑向上偏移，從而心軸和心軸磁鐵組件的中心軸線不同。特別是，心軸磁鐵組件360的縱向軸線362與心軸的縱向軸線390偏移。需要時可用這后一種位置設(shè)置來形成某種徑向偏置力。葉輪上的壓力差會在徑向上把葉輪推向泵殼體的一邊。這一徑向力至少可部分地由偏移該心軸磁鐵組件加以抵消。
盡管所示心軸和轉(zhuǎn)子磁鐵組件各包括2個磁元件，但磁鐵組件也可各包括單塊磁鐵。每組件使用多個磁元件而不使用單塊磁鐵可提高彈簧比率。每組件使用兩磁元件所生成的軸承比每組件使用單個磁元件可以更大彈簧比率矯正在軸向正反兩個方向上離開穩(wěn)定位置的位移(即穩(wěn)定點之上和之下的位移)。
軸向磁軸承生成的磁力除了軸向分量還有徑向分量。該徑向分量會造成葉輪的不穩(wěn)定。特別是，該徑向分量會造成圖1或2磁軸承徑向位置不穩(wěn)定。
可使用徑向液力軸承克服該徑向不穩(wěn)定。參見圖1，該泵可設(shè)計成沿轉(zhuǎn)子的孔在心軸130與轉(zhuǎn)子之間有一徑向液力軸承(即液力滑動軸承)。圖1所示間隙夸大。液力滑動軸承需要間隙很小才能工作。在各實施例中，該液力滑動軸承間隙為0.0005-0.020英寸。
可用作軸向(推力)或徑向(滑動)液力軸承的表面幾何形狀可位于轉(zhuǎn)子上，也可位于殼體(或心軸)的有關(guān)部位上。在一實施例中，該表面幾何形狀包括特征如一個或多個墊(即一生成間隙突變的特征如一高度均勻的臺階)。在另一實施例中，該表面幾何形狀包括特征如一個或多個斜面。
圖4示出包括一葉輪的轉(zhuǎn)子的一實施例。該葉輪包括多個用來抽運工作流體如血的葉片420。轉(zhuǎn)子包括一孔410。轉(zhuǎn)子孔與泵殼體中的心軸同縱向軸線。驅(qū)動磁鐵(未示出)位于轉(zhuǎn)子的非葉片部430內(nèi)(即位于轉(zhuǎn)子內(nèi)但不在轉(zhuǎn)子葉輪部的任何葉片內(nèi))。因此電動機轉(zhuǎn)子和葉輪一體化，從而無需驅(qū)動軸。沒有驅(qū)動軸就不需要軸密封。
在一實施例中，轉(zhuǎn)子孔上開槽。特別是，該孔有一個或多個螺旋形槽。這些槽的軸向節(jié)距不為零。該槽在泵運轉(zhuǎn)時與泵的工作流體連通。
圖5示出泵510運轉(zhuǎn)時把工作流體540從一工作流體源520傳送到一工作流體目的地530。第一工作流體導(dǎo)管522連接該源與泵進口514。第二工作流體導(dǎo)管532連接泵出口516與該目的地。泵把工作流體從該源傳送到該目的地。在醫(yī)療中，該工作流體例如為血。在一實施例中，該源和該目的地為動脈，因此該泵把血從一動脈傳送到另一動脈。
以上說明了可替代旋轉(zhuǎn)式泵的機械接觸軸承的各種“非接觸”軸承。特別用各種設(shè)計的轉(zhuǎn)子、葉輪和殼體實現(xiàn)液力軸承或磁軸承。這種種設(shè)計需要時可組合使用。
以上結(jié)合具體例示性實施例詳細說明了本發(fā)明。但可在由權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)對之作出種種修正和改動。因此本說明書和附圖應(yīng)看出是例示性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種泵裝置，包括界定泵室(112)的泵殼體(110)，該泵殼體有一伸入該泵室中的心軸(130)；在該心軸內(nèi)設(shè)置的包括第一和第二磁鐵(262，264)的心軸磁鐵組件(160)，其中，該第一和第二磁鐵的位置互相緊臨，其磁向量相反。
2.按權(quán)利要求1所述的泵裝置，其特征在于，第一和第二心軸磁鐵具有圓柱形或環(huán)形的形狀系數(shù)。
3.按權(quán)利要求1所述的泵裝置，其特征在于，該心軸磁鐵組件進一步包括位于第一與第二磁鐵之間的極片(266)。
4.按權(quán)利要求1所述的泵裝置，其特征在于，心軸磁鐵組件的縱向軸線(362)與心軸的縱向軸線(390)偏離。
5.按權(quán)利要求1所述的泵裝置，其特征在于，殼體和心軸中的至少一個有可用來支撐至少一個液力軸承的表面幾何形狀。
6.按權(quán)利要求5所述的泵裝置，其特征在于，心軸支撐心軸與轉(zhuǎn)子的孔之間的徑向液力軸承。
7.按權(quán)利要求5所述的泵裝置，其特征在于，該至少一個液力軸承包括軸向液力軸承。
8.按權(quán)利要求1所述的泵裝置，其特征在于，進一步包括可圍繞心軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括葉輪，該葉輪包括至少一個葉片(121)。
9.按權(quán)利要求8所述的泵裝置，其特征在于，該轉(zhuǎn)子進一步包括在該轉(zhuǎn)子的非葉片部內(nèi)設(shè)置的包括第一和第二磁鐵(282，284)的轉(zhuǎn)子磁鐵組件(180)；該第一和第二磁鐵的位置互相緊臨，其磁向量相反；心軸和轉(zhuǎn)子磁鐵組件的相對方向選擇成使得心軸和轉(zhuǎn)子磁鐵組件互相吸引。
10.按權(quán)利要求9所述的泵裝置，其特征在于，該轉(zhuǎn)子磁鐵組件進一步包括位于第一與第二磁鐵之間的極片(286)。
11.按權(quán)利要求9所述的泵裝置，其特征在于，第一和第二轉(zhuǎn)子磁鐵中的至少一個具有環(huán)形形狀系數(shù)。
12.按權(quán)利要求9所述的泵裝置，其特征在于，第一和第二轉(zhuǎn)子磁鐵圍繞轉(zhuǎn)子的孔同心布置。
13.按權(quán)利要求8所述的泵裝置，其特征在于，殼體、心軸和轉(zhuǎn)子中至少一個有一可用來支撐至少一個液力軸承的表面幾何形狀。
14.按權(quán)利要求13所述的泵裝置，其特征在于，該至少一個液力軸承包括心軸與轉(zhuǎn)子的孔之間的一徑向液力軸承。
15.按權(quán)利要求13所述的泵裝置，其特征在于，該至少一個液力軸承包括一軸向液力軸承。
16.按權(quán)利要求8所述的泵裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)子的孔(410)上開槽(450)。
17.按權(quán)利要求8所述的泵裝置，其特征在于，進一步包括轉(zhuǎn)子非葉片部承載的多個驅(qū)動磁鐵(122)；以及泵殼體承載的驅(qū)動繞組(140)，其中，驅(qū)動磁鐵與驅(qū)動繞組配合而轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子。
18.一種泵裝置，包括有一孔(410)的轉(zhuǎn)子(120)，該轉(zhuǎn)子包括有至少一個葉片(121)的葉輪；以及該轉(zhuǎn)子內(nèi)設(shè)置的包括第一和第二磁鐵(282，284)的轉(zhuǎn)子磁鐵組件(180)，其中，該第一和第二磁鐵的位置互相緊臨，其磁向量相反。
19.按權(quán)利要求18所述的泵裝置，其特征在于，該轉(zhuǎn)子磁鐵組件進一步包括位于第一與第二磁鐵之間的極片(286)。
20.按權(quán)利要求18所述的泵裝置，其特征在于，第一和第二轉(zhuǎn)子磁鐵中至少一個具有環(huán)形形狀因數(shù)。
21.按權(quán)利要求18所述的泵裝置，其特征在于，第一和第二轉(zhuǎn)子磁鐵圍繞轉(zhuǎn)子孔縱向軸線同心布置。
22.按權(quán)利要求18所述的泵裝置，其特征在于，該轉(zhuǎn)子有可用來支撐至少一個液力軸承的表面幾何形狀。
23.按權(quán)利要求22所述的泵裝置，其特征在于，該轉(zhuǎn)子孔提供徑向液力軸承表面。
24.按權(quán)利要求22所述的泵裝置，其特征在于，該至少一個液力軸承包括軸向液力軸承。
25.一種泵裝置，包括界定泵室(112)的泵殼體(110)，該泵殼體有伸入該泵室中的心軸(130)；可圍繞該心軸(130)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子(120)，該轉(zhuǎn)子包括有至少一個葉片(121)的葉輪；在該轉(zhuǎn)子的非葉片部內(nèi)設(shè)置的磁軸承的轉(zhuǎn)子部(180)；以及該心軸內(nèi)的該磁軸承的心軸部(160)，其中，該磁軸承的心軸部和轉(zhuǎn)子部互相吸引；該磁軸承的轉(zhuǎn)子部和心軸部中的至少一個包括第一和第二磁鐵；該第一和第二磁鐵的位置互相緊臨，其磁向量相反。
26.按權(quán)利要求25所述的泵裝置，其特征在于，該磁軸承的心軸部包括位置互相緊臨、磁向量互相相反的第一和第二磁鐵(262，264)；該磁軸承的轉(zhuǎn)子部包括位置互相緊臨、磁向量互相相反的第一和第二磁鐵(282，284)。
27.按權(quán)利要求25所述的泵裝置，其特征在于，該磁軸承的心軸部包括位置互相緊臨、磁向量互相相反的第一和第二磁鐵(262，264)；該磁軸承的轉(zhuǎn)子部包括鐵磁材料。
28.按權(quán)利要求27所述的泵裝置，其特征在于，該鐵磁材料為軟鐵。
29.按權(quán)利要求25所述的泵裝置，其特征在于，該磁軸承的轉(zhuǎn)子部包括位置互相緊臨、磁向量互相相反的第一和第二磁鐵(182，184)；該磁軸承的心軸部包括鐵磁材料。
30.按權(quán)利要求29所述的泵裝置，其特征在于，該鐵磁材料為軟鐵。
31.一種泵裝置，包括界定一泵室(112)的泵殼體(110)，該泵殼體有一伸入該泵室中的心軸(130)；有一開槽孔(410)的轉(zhuǎn)子(120)，該轉(zhuǎn)子可圍繞該心軸轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)子包括有至少一個葉片(121)的葉輪；在該轉(zhuǎn)子的非葉片部內(nèi)設(shè)置的磁軸承的轉(zhuǎn)子部(180)；以及在該心軸內(nèi)設(shè)置的該磁軸承的心軸部(160)，其中，該磁軸承的心軸部和轉(zhuǎn)子部互相吸引；該磁軸承的轉(zhuǎn)子部和心軸部中的至少一個包括第一和第二磁鐵；該第一和第二磁鐵的位置互相緊臨，其磁向量相反。
32.按權(quán)利要求31所述的泵裝置，其特征在于，該磁軸承的心軸部包括位置互相緊臨、磁向量互相相反的第一和第二磁鐵(262，264)；該磁軸承的轉(zhuǎn)子部包括位置互相緊臨、磁向量互相相反的第一和第二磁鐵(282，284)。
33.按權(quán)利要求31所述的泵裝置，其特征在于，該磁軸承的心軸部包括位置互相緊臨、磁向量互相相反的第一和第二磁鐵(262，264)；該磁軸承的轉(zhuǎn)子部包括鐵磁材料。
34.按權(quán)利要求33所述的泵裝置，其特征在于，該鐵磁材料為軟鐵。
35.按權(quán)利要求31所述的泵裝置，其特征在于，該磁軸承的轉(zhuǎn)子部(180)包括位置互相緊臨、磁向量互相相反的第一和第二磁鐵(282，284)；該磁軸承的心軸部包括鐵磁材。
36.按權(quán)利要求35所述的泵裝置，其特征在于，該鐵磁材料為軟鐵。
37.按權(quán)利要求31所述的泵裝置，其特征在于，該開槽孔(410)包括至少一個圍繞該孔的螺旋形槽(450)。
38.按權(quán)利要求31所述的泵裝置，其特征在于，該開槽孔包括多個槽。
39.按權(quán)利要求38所述的泵裝置，其特征在于，這多個槽中的每一個槽呈圍繞孔的螺旋形。
40.一種泵裝置，包括界定泵室(112)的泵殼體(110)，該泵殼體有伸入該泵室中的心軸(130)；可圍繞該心軸(130)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子(120)，該轉(zhuǎn)子包括有至少一個葉片(121)的葉輪；在該轉(zhuǎn)子的非葉片部內(nèi)設(shè)置的磁軸承的轉(zhuǎn)子部(180)；該心軸內(nèi)設(shè)置的該磁軸承的心軸部(160)，其中，該磁軸承的心軸部和轉(zhuǎn)子部互相吸引；該磁軸承的轉(zhuǎn)子部和心軸部中的至少一個包括第一和第二磁鐵；該第一和第二磁鐵的位置互相緊臨，其磁向量相反；轉(zhuǎn)子非葉片部承載的多個驅(qū)動磁鐵(122)；以及泵殼體中的驅(qū)動繞組(140)，其中，驅(qū)動磁鐵與驅(qū)動繞組配合而轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子。
41.按權(quán)利要求40所述的泵裝置，其特征在于，該磁軸承的心軸部包括位置互相緊臨、磁向量互相相反的第一和第二磁鐵(262，264)；該磁軸承的轉(zhuǎn)子部包括位置互相緊臨、磁向量互相相反的第一和第二磁鐵(282，284)。
42.按權(quán)利要求40所述的泵裝置，其特征在于，該磁軸承的心軸部包括位置互相緊臨、磁向量互相相反的第一和第二磁鐵(262，264)；該磁軸承的轉(zhuǎn)子部包括鐵磁材料。
43.按權(quán)利要求42所述的泵裝置，其特征在于，該鐵磁材料為軟鐵。
44.按權(quán)利要求40所述的泵裝置，其特征在于，該磁軸承的轉(zhuǎn)子部包括位置互相緊臨、磁向量互相相反的第一和第二磁鐵(282，284)；該磁軸承的心軸部包括鐵磁材料。
45.按權(quán)利要求44所述的泵裝置，其特征在于，該鐵磁材料為軟鐵。
46.按權(quán)利要求40所述的泵裝置，其特征在于，該轉(zhuǎn)子有一開槽孔(410)。
47.按權(quán)利要求46所述的泵裝置，其特征在于，該開槽孔包括至少一個圍繞該孔的螺旋形槽(450)。
48.按權(quán)利要求46所述的泵裝置，其特征在于，該開槽孔包括多個槽。
49.按權(quán)利要求48所述的泵裝置，其特征在于，這多個槽的每一個槽呈圍繞孔的螺旋形。
50.一種泵裝置，包括界定泵室(112)的泵殼體(110)，該泵殼體有一伸入該泵室中的心軸(130)；可圍繞該心軸(130)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子(120)，該轉(zhuǎn)子包括有至少一個葉片(121)的葉輪；在該轉(zhuǎn)子的非葉片部內(nèi)設(shè)置的磁軸承的轉(zhuǎn)子部(180)；該心軸內(nèi)設(shè)置的該磁軸承的心軸部(160)，其中，該磁軸承的心軸部和轉(zhuǎn)子部互相吸引；該磁軸承的轉(zhuǎn)子部和心軸部中的至少一個包括第一和第二磁鐵；該第一和第二磁鐵的位置互相緊臨，其磁向量相反；泵殼體和轉(zhuǎn)子中的至少一個有構(gòu)作成在轉(zhuǎn)子與泵殼體之間生成液力軸承的表面。
51.按權(quán)利要求50所述的泵裝置，其特征在于，該磁軸承的心軸部包括位置互相緊臨、磁向量互相相反的第一和第二磁鐵(262，264)；該磁軸承的轉(zhuǎn)子部包括位置互相緊臨、磁向量互相相反的第一和第二磁鐵(282，284)。
52.按權(quán)利要求50所述的泵裝置，其特征在于，該磁軸承的心軸部包括位置互相緊臨、磁向量互相相反的第一和第二磁鐵(262，264)；該磁軸承的轉(zhuǎn)子部包括鐵磁材料。
53.按權(quán)利要求52所述的泵裝置，其特征在于，該鐵磁材料為軟鐵。
54.按權(quán)利要求50所述的泵裝置，其特征在于，該磁軸承的轉(zhuǎn)子部包括位置互相緊臨、磁向量互相相反的第一和第二磁鐵(282，284)；該磁軸承的心軸部包括鐵磁材。
55.按權(quán)利要求54所述的泵裝置，其特征在于，該鐵磁材料為軟鐵。
56.按權(quán)利要求50所述的泵裝置，其特征在于，該轉(zhuǎn)子有一開槽孔(410)。
57.按權(quán)利要求56所述的泵裝置，其特征在于，該開槽孔包括至少一個圍繞該孔的螺旋形槽(450)。
58.按權(quán)利要求56所述的泵裝置，其特征在于，該開槽孔包括多個槽。
59.按權(quán)利要求58所述的泵裝置，其特征在于，這多個槽的每一個槽呈圍繞孔的螺旋形。
60.按權(quán)利要求50所述的泵裝置，其特征在于，該轉(zhuǎn)子包括生成該液力軸承的表面特征。
61.按權(quán)利要求60所述的泵裝置，其特征在于，該表面特征由逐漸變細的表面限定。
62.按權(quán)利要求50所述的泵裝置，其特征在于，該泵殼體包括生成該液力軸承的表面特征。
63.按權(quán)利要求62所述的泵裝置，其特征在于，該表面特征由逐漸變細的表面形成。
64.按權(quán)利要求50所述的泵裝置，其特征在于，該泵殼體和該轉(zhuǎn)子各包括生成該液力軸承的表面特征。
65.按權(quán)利要求65所述的泵裝置，其特征在于，該表面特征由逐漸變細的表面形成。
66.一種泵裝置，包括界定泵室(112)的泵殼體(110)，該泵殼體有伸入該泵室中的心軸(130)；在該心軸內(nèi)設(shè)置的包括第一和第二磁鐵(262，264)的心軸磁鐵組件(160)，其中，第一和第二磁鐵的位置互相緊臨，其磁向量互相相反；該心軸磁鐵組件的縱向軸線(362)與心軸的縱向軸線(390)偏離；以及一可圍繞該心軸(130)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子(120)，該轉(zhuǎn)子包括有至少一個葉片(121)的葉輪，其中，該轉(zhuǎn)子的一孔(410)上開槽。
67.一種泵裝置，包括界定泵室(112)的泵殼體(110)，該泵殼體有伸入該泵室中的心軸(130)；在該心軸內(nèi)設(shè)置的包括第一和第二磁鐵(262，264)的心軸磁鐵組件(160)，其中，第一和第二磁鐵的位置互相緊臨，其磁向量互相相反；一可圍繞該心軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子(120)，其中，該泵殼體有構(gòu)作成在轉(zhuǎn)動時至少局部支撐該轉(zhuǎn)子的液力軸承的表面，該轉(zhuǎn)子包括有至少一個葉片(121)的葉輪；以及在轉(zhuǎn)子的非葉片部中設(shè)置的多個驅(qū)動磁鐵(122)。
68.按權(quán)利要求67所述的泵裝置，其特征在于，進一步包括泵殼體承載的驅(qū)動繞組(140)，其中，該驅(qū)動磁鐵與該驅(qū)動繞組配合而轉(zhuǎn)動該轉(zhuǎn)子。
全文摘要
旋轉(zhuǎn)式泵的可用來替代機械接觸軸承的各種包括液力軸承和磁軸承的“非接觸”軸承機構(gòu)。在一實施例中，一泵裝置包括一界定一泵室(112)的泵殼體(110)。該泵殼體有一伸入該泵室中的心軸。該心軸中有一包括第一和第二磁鐵(262，264)的心軸磁鐵組件(160)。該第一和第二磁鐵的位置互相緊臨，其磁向量相反。由于不使用機械接觸軸承，因此泵的使用壽命延長，對工作流體如血的破壞減小。
文檔編號F04B35/04GK1886161SQ200480034041
公開日2006年12月27日 申請日期2004年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月18日
發(fā)明者R·萬普勒, D·蘭西斯 申請人:奧基斯醫(yī)藥公司