[发明专利]具有磁悬浮叶轮的紧凑型离心泵

摘要

公开了一种离心式流体泵，其具有完全磁悬浮的转子，以在泵送血液时改善血液相容性。该泵通过利用分开的电机和磁轴承进行主动控制来稳定盘状转子的径向位移，以改善泵的关键性能，包括装置包装尺寸、系统简单性和可靠性、刚度以及悬浮的其他动态性能、功率效率等。

主权项

1.一种泵设备，包括：/n壳体，其具有分别用于接收和排出流体的入口和出口，并具有中心轴线；/n转子，其位于所述壳体的内部，以能围绕所述中心轴线旋转，所述转子具有叶轮，用于在所述入口和所述出口之间泵送流体，并且所述转子是磁悬浮的，以在所述转子和所述壳体之间保持流道；/n电机，其适于围绕与所述中心轴线大致重合的旋转轴线驱动所述转子，所述电机包括设置在所述转子内的电机转子组件和设置在所述壳体内的电机定子组件；/n磁悬浮装置，包括：/n环形转子主极片，其与所述旋转轴线同轴地安装在所述转子内，所述环形转子主极片包括用于引导磁通量的铁磁材料，并且具有第一端面、第二端面和圆柱形侧面，所述圆柱形侧面被配置为用作转子极面；/n多个电磁体单元，其安装在所述壳体内，并且围绕所述中心轴线以规则间隔周向地分布，每个电磁体单元都包括：/n极靴，具有第一端面、第二端面和侧圆柱形面，所述侧圆柱形面配置为用作外壳极面。/n铁芯，其从所述极靴延伸；/n背轭，其将不同电磁体单元的两个或多个所述铁芯连接在一起；和/n线圈，其围绕所述铁芯缠绕，以传导电流；其中所述极靴、所述铁芯和所述背轭包括用于引导磁通量的铁磁材料；/n其中所述转子主极片的所述第一端面和所有所述极靴的所述第一端面沿着轴向方向位于相同侧；/n其中所述转子极面和每个所述外壳极面彼此相对，并且在所述转子极面和每个所述外壳极面之间限定主悬浮间隙，所述主悬浮间隙彼此轴向对准，并且周向地彼此分开；/n至少一个永磁体，其产生多个偏置磁通量，每个所述偏置磁通量径向地穿过一个所述主悬浮间隙，并穿过所述转子主极片的内部和所述电磁体单元的所述极靴的内部；其中所述至少一个永磁体在这样的方向上磁化，即，使得所有所述偏磁通量在相同的极性方向上穿过所述主悬浮间隙；/n多个位置传感器，其围绕所述转子周向设置，并且安装在所述壳体内，用于检测所述转子极面的径向位置。/n反馈控制系统，其用于根据所述位置传感器的实时输出产生电流并将所述电流输送到所述多个电磁体单元的所述线圈中；其中所述反馈控制系统包括适于实现所述转子的径向定位稳定性的控制策略；/n其中多个所述电磁体单元电连接且磁连接，以共同产生调制磁通量，用于沿着两个正交的径向轴线中的任一个主动控制所述转子的位置，第一径向轴线具有由第二径向轴线分开的第一侧和第二侧，所述调制磁通量径向地穿过多个所述主悬浮间隙，并且叠加所述偏置磁通量，以增强位于所述径向轴线的第一侧上的所述主悬浮间隙中的偏置磁通量，并减弱位于所述径向轴线的第二侧上的所述主悬浮间隙中的偏置磁通量。/n