無軸承泵技術

基於我們的無軸承電機概念,對離心泵進行簡單、精密的設計是可行的。圖1所示為無軸承薄片泵的基本佈置。Levitronix泵由一個單電動機和軸承組合件構成,同時提供驅動和磁力軸承功能。 這種設計能以非接觸方式透過泵殼體,以磁力穩定葉輪的6個特殊自由度。與常規罐裝電機泵相比,本技術允許具有明顯更大的磁隙以及轉子和電機定子之間存在更大間隙空間。封裝罐可由構成泵殼體的各種不同的材料焊接而成。

簡單的設計使泵僅由以下三部分構成:一個塑材嵌件磁環的葉輪,一個底座和一個上蓋。可毫不費力地將泵頭從電機/軸承定子上卸下,並且容易清洗。在某些應用中,例如血液泵,可使用一次性泵頭(圖2)。Levitronix泵大小、材料不同,設計用於許多不同的應用領域。圖3所示為我們和Thoratec Corporation聯合開發的一種可植入心室輔助裝置(VAD)的設計。圖4所示為無軸承PTFE泵,供半導體產業用於傳送超純液體。

圖1:示意圖
圖1:示意圖
圖2:無軸承血液泵
圖2:無軸承血液泵
圖3:無軸承HeartMate® III
圖3:無軸承HeartMate® III
圖3:無軸承HeartMate® III
圖3:無軸承HeartMate® III

特徵與效益

無軸承罐裝電機泵因其獨特的構造具有幾個突出的特徵。簡單來說,這種設計展現了常規罐裝電機或磁結合泵的所有優點,同時避免出現與潤換軸承有關的問題。不存在窄隙或裂紋,泵不會產生任何微粒。這些泵可使用血液、超純化學品以及CMP研磨液等臨界流體進行操作。由於葉輪和泵殼體之間沒有任何機械結合,即使葉輪內部顯著失衡(即有固體物粘附在葉輪上),泵也不會產生任何振動。因此無軸承不產生噪音。渦輪產生的噪音只能在高流動性下才能聽到。旋轉件和靜止件之間毫無機械上的接觸,因此產品幾乎不會磨損。磨損僅限於泵頭,而且是在延期使用研磨或侵襲性化學品的情況下發生。如有必要,可在幾分鐘內(取決於配件和連接件的型式)毫不費力地更換泵頭。

另外,Levitronix泵的變速操作可在大範圍內操作對流量或壓力實施精確控制。所有常規固定頻率泵均可由單一Levitronix泵替代。通過省去軸承、使用金屬罐以及寬隙和小電機面實現高速運轉(速度可達到10,000 rpm)是可達到的。因此,單一階段就能實現高壓。比如,對於只有65毫米的葉輪直徑,得到6 bar(87 psi)的壓力是可能的。基於這一特徵,Levitronix泵的體積可以小於相同功率的固定速度泵。

罐裝電機設計

  • 無迴轉式密封件,系統保持獨立

葉輪磁懸浮

  • 無磨損則減少故障停機時間以及降低維護成本
  • 無需潤滑則使乾運轉能力增強
  • 無微粒產生
  • 泵殼體和葉輪之間存在寬隙,因此不會引起泵凝結或阻滯
  • 泵殼體和/或葉輪的清洗、滅菌和更換操作簡單
  • 溫度範圍大
  • 振動和噪音極低

電子速度控制

  • 對流速或壓力進行精確控制
  • 無需節流閥,即可通過流量和壓力控制實現高系統效率
  • 通過控制得到連續或脈動流
  • 由單一台泵提供高壓
  • 與隔膜和膜盒泵相比,體積極小