位移，由此來(lái)檢測(cè)葉輪4的位置，因此也可以設(shè)為不需要設(shè)置位置傳感器的無(wú)傳感器構(gòu)造。為了檢測(cè)控制力作用的位置，采用所謂托管(colocat1n)條件成立，電磁體6的控制容易進(jìn)行的構(gòu)造。
[0061 ] 如圖1所示，通過(guò)與葉輪4相對(duì)地配置電動(dòng)機(jī)9和電磁體6，在徑向上成為緊湊的構(gòu)造。這樣一來(lái)，為了使徑向設(shè)為緊湊而選擇軸類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)，為了高效地獲得大的轉(zhuǎn)矩，選擇永磁體類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)。這樣，作為旋轉(zhuǎn)體的葉輪4 一定被向電動(dòng)機(jī)側(cè)吸引，所以與其相對(duì)抗地在相反側(cè)配置有電磁體。通過(guò)該配置，成為能夠以單側(cè)電磁體控制3個(gè)自由度(Z，θ X，θ y)的構(gòu)造。
[0062]圖2是表示本發(fā)明的磁懸浮型栗的其他實(shí)施方式的縱剖視圖。圖2所示的磁懸浮型栗與圖1同樣是磁上浮型離心栗。在圖2所示的磁上浮型離心栗I中，在葉輪4的軸向的端部4e設(shè)置環(huán)狀的永磁體10，在殼體蓋3中與葉輪4的軸向的端部4e在半徑方向上相對(duì)的部分設(shè)置環(huán)狀的永磁體11，使葉輪側(cè)的永磁體10和殼體蓋側(cè)的永磁體11在半徑方向上相對(duì)而構(gòu)成永磁體徑向排斥軸承。
[0063]在圖1所示的實(shí)施方式中，通過(guò)由電磁體6和電動(dòng)機(jī)9的吸引力產(chǎn)生的被動(dòng)穩(wěn)定化力而獲得徑向剛性，但是根據(jù)圖2所示的實(shí)施方式，在僅通過(guò)被動(dòng)穩(wěn)定化力獲得徑向剛性而成為剛性不足的情況下，能夠通過(guò)由葉輪側(cè)的永磁體10和殼體蓋側(cè)的永磁體11構(gòu)成的永磁體徑向排斥軸承來(lái)補(bǔ)充徑向剛性。因此，能夠通過(guò)磁斥力以非接觸方式穩(wěn)定地支撐葉輪4的軸端部。
[0064]另外，葉輪側(cè)的永磁體10和殼體蓋側(cè)的永磁體11在軸向上稍稍偏離地配置。構(gòu)成為通過(guò)將葉輪側(cè)的永磁體10和殼體蓋側(cè)的永磁體11在軸向上稍稍偏離地配置，來(lái)產(chǎn)生與電動(dòng)機(jī)9吸引葉輪4的吸引力的方向相反的力，也就是將葉輪4向吸入口側(cè)按壓的力。通過(guò)將該葉輪向吸入口側(cè)按壓的力，能夠減少電動(dòng)機(jī)9吸引葉輪4的吸引力，所以在栗起動(dòng)時(shí)，在進(jìn)行通過(guò)電磁體6的電磁力將被拉向電動(dòng)機(jī)側(cè)的葉輪4從電動(dòng)機(jī)9拉離的控制時(shí)，能夠降低電磁體6的電磁力。因此，能夠降低栗起動(dòng)時(shí)的電磁體6的電力。
[0065]另外，如圖2所示，在葉輪4的吸入口 4s的外周面與在殼體2中與葉輪4的吸入口 4s的外周面在半徑方向上相對(duì)的部分之間，設(shè)置有滑動(dòng)軸承12?；瑒?dòng)軸承12能夠由嵌入于殼體2的內(nèi)周面的環(huán)狀的陶瓷構(gòu)成，另外，也能夠通過(guò)由PTFE、PFA等樹(shù)脂材料形成殼體2的內(nèi)周面，來(lái)構(gòu)成滑動(dòng)軸承12。
[0066]在圖2中，圖示了在葉輪4的兩軸端部分別設(shè)置永磁體徑向排斥軸承和滑動(dòng)軸承的例子，但也能夠在葉輪的兩軸端部分別設(shè)置永磁體軸排斥軸承，還能夠在葉輪的兩軸端部分別設(shè)置滑動(dòng)軸承。另外，也能夠構(gòu)成為僅在葉輪的吸入口側(cè)等的一端部側(cè)設(shè)置永磁體徑向排斥軸承或者滑動(dòng)軸承。圖2所示的磁上浮型離心栗I的其他的結(jié)構(gòu)與圖1所示的磁上浮型離心栗I是同樣的。
[0067]接著，對(duì)圖1和圖2所示那樣構(gòu)成的磁上浮型離心栗I的控制電路進(jìn)行說(shuō)明。
[0068]如圖3所示，基本上控制磁極具有8極，相鄰的2極作為I對(duì)使用，若使⑴⑵(3)
(4)全部動(dòng)作，則在Z方向上產(chǎn)生控制力，若使(I) (2)和(3) (4)差動(dòng)地動(dòng)作，則產(chǎn)生Θ y的控制力，若使(I) (4)和(2) (3)差動(dòng)地動(dòng)作，則能夠產(chǎn)生θ X的控制力。
[0069]如圖4所示，通過(guò)理想上將控制磁極設(shè)為6極，能夠行程更加緊湊的構(gòu)造。S卩，存在可減少電磁體線圈的數(shù)量、電流驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量等優(yōu)點(diǎn)。在該情況下，也將相鄰的2極作為I對(duì)而使用。若使(I) (2) (3)全部動(dòng)作，則能夠在Z方向上產(chǎn)生控制力，若使(I)與(2) (3)差動(dòng)地動(dòng)作，則能夠產(chǎn)生Θ X的控制力，若使(2)和(3)差動(dòng)地動(dòng)作，則能夠產(chǎn)生Θ y的控制力。
[0070]為了控制3個(gè)自由度(Ζ，Θ X，Θ y)，需要多個(gè)位移傳感器。位移傳感器也基本上設(shè)置4個(gè)，通過(guò)運(yùn)算單元對(duì)各自的輸出進(jìn)行模式輸出地運(yùn)算。具體而言，根據(jù)⑴⑵(3) (4)的合計(jì)算出Z方向的位移，根據(jù)((1) + (2))-((3) + (4))算出0y，根據(jù)((1) + (4))-((2) + (3))算出Θ X0
[0071]理想上，傳感器也能夠減少成3個(gè)，而運(yùn)算各自的輸出，求出Ζ、Θ X、Θ y。
[0072]對(duì)于這樣求出的各個(gè)Ζ、θχ、0y的3個(gè)模式，根據(jù)各自的固有頻率應(yīng)用最佳的控制規(guī)則，分別計(jì)算各自的模式下的控制輸出。由運(yùn)算單元運(yùn)算所計(jì)算出的控制輸出，向3對(duì)或者4對(duì)的電磁體線圈分配各自的電流，由此能夠控制作為旋轉(zhuǎn)體的葉輪4的Ζ、Θ X、Θ y的動(dòng)作，通過(guò)電動(dòng)機(jī)使其穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)(Θ Z)。
[0073]進(jìn)而，因?yàn)樵诶鮿?dòng)作期間產(chǎn)生差壓而產(chǎn)生將葉輪4向吸入口側(cè)按壓的力，所以若進(jìn)行將該力和電動(dòng)機(jī)的吸引力相匹配的控制，則能夠減小控制電流。
[0074]S卩，基本上若以Z方向進(jìn)行說(shuō)明，則構(gòu)成為電動(dòng)機(jī)吸引力多栗差壓力，以電動(dòng)機(jī)吸引力=栗差壓力+電磁體力的方式控制電磁體的力。理想上能夠?qū)㈦姶朋w的力設(shè)為0(零功率控制)。
[0075]進(jìn)一步理想上，通過(guò)應(yīng)用基于控制線圈的阻抗推定間隙的位置的無(wú)傳感器磁軸承(自感磁軸承)的技術(shù)，能夠不設(shè)置位移傳感器地使栗主體進(jìn)一步小型化，降低成本。
[0076]6自由度中剩下的殘2個(gè)自由度(X，Y)通過(guò)作用于電動(dòng)機(jī)的永磁體與定子側(cè)磁軛之間的吸引力以及作用于控制電磁體的固定側(cè)磁軛與旋轉(zhuǎn)體側(cè)磁極之間的吸引力而被動(dòng)地穩(wěn)定化。
[0077]根據(jù)電動(dòng)機(jī)的大小、間隙，該被動(dòng)穩(wěn)定化力變小，所以主動(dòng)地如在圖2中說(shuō)明那樣增加利用永磁體的斥力的徑向排斥軸承是有效的。該徑向排斥軸承層疊有多個(gè)環(huán)狀的永磁體，通過(guò)在外側(cè)配置同樣結(jié)構(gòu)的永磁體，而在半徑方向上產(chǎn)生復(fù)原力。
[0078]如圖5所示，這樣的軸承通過(guò)將在軸向上磁化的永磁體以磁化方向成為相反的方式層疊而構(gòu)成。理想上，如圖6所示，通過(guò)組合軸向磁化和徑向磁化的永磁體，能夠得到更大的徑向軸剛性。
[0079]該徑向軸承在軸向上具有不穩(wěn)定的剛性，會(huì)作用向某一個(gè)方向脫離的力。因而，預(yù)先以對(duì)旋轉(zhuǎn)體(葉輪4)向吸入口側(cè)作用力的方式將固定側(cè)和旋轉(zhuǎn)體側(cè)的永磁體錯(cuò)開(kāi)，能夠減輕由電動(dòng)機(jī)的永磁體產(chǎn)生的吸引力。
[0080]圖7 (a)、(b)是表示圖1和圖2所示的磁上浮型離心栗I的外觀的圖，圖7 (a)是磁上浮型離心栗I的主視圖，圖7(b)是磁上浮型離心栗I的側(cè)視圖，
[0081]如圖7(a)、(b)所示，磁上浮型離心栗I呈具有兩端面和圓周面的短的圓柱形狀，在一端面形成有吸入口 ls，在圓周面形成有排出口 Id。如圖7(a)、(b)所示，磁上浮型離心栗I成為非常簡(jiǎn)單的構(gòu)造。
[0082]到此為止對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限定于上述的實(shí)施方式，當(dāng)然也可以在其技術(shù)思想的范圍內(nèi)，以各種不同的方式來(lái)實(shí)施。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種磁懸浮型栗，通過(guò)磁力使收容于栗殼體內(nèi)的葉輪上浮，其特征在于， 將使葉輪旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)和通過(guò)磁力支撐葉輪的電磁體隔著所述葉輪相對(duì)地配置， 將所述電動(dòng)機(jī)配置在所述栗殼體的吸入口的相反側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮型栗，其特征在于， 所述電動(dòng)機(jī)是在葉輪側(cè)具備永磁體的永磁體型電動(dòng)機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮型栗，其特征在于， 在所述葉輪的軸向的端部設(shè)置環(huán)狀的永磁體，在所述栗殼體，在與所述葉輪的軸向的端部在半徑方向上相對(duì)的位置設(shè)置環(huán)狀的永磁體，使葉輪側(cè)的永磁體和栗殼體側(cè)的永磁體在半徑方向上相對(duì)地構(gòu)成永磁體徑向排斥軸承。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁懸浮型栗，其特征在于， 所述葉輪側(cè)的永磁體和所述栗殼體側(cè)的永磁體在軸向上彼此錯(cuò)開(kāi)地配置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮型栗，其特征在于， 在所述葉輪的軸向的端部、與在所述栗殼體中與所述葉輪的軸向的端部在半徑方向上相對(duì)的部分之間，設(shè)置有滑動(dòng)軸承。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁懸浮型栗，其特征在于， 所述葉輪的軸向的端部構(gòu)成葉輪的吸入口，或者所述葉輪的軸向的端部由從葉輪的背面突出的部分構(gòu)成。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的磁懸浮型栗，其特征在于， 基于所述電磁體的阻抗來(lái)檢測(cè)所述葉輪的位移。8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的磁懸浮型栗，其特征在于， 在所述栗殼體內(nèi)與輸送液接觸的液體接觸部由樹(shù)脂材料構(gòu)成。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁懸浮型栗，其特征在于， 在所述栗殼體內(nèi)與輸送液接觸的液體接觸部由樹(shù)脂材料構(gòu)成。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供能夠不產(chǎn)生輸送液的脈動(dòng)地抑制由滑動(dòng)部的接觸而引起的顆粒的產(chǎn)生的磁懸浮型泵。一種通過(guò)磁力使收容于泵殼體內(nèi)的葉輪(4)上浮的磁懸浮型泵，隔著葉輪(4)而將使葉輪4旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)(9)和通過(guò)磁力支撐葉輪(4)的電磁體(6)相對(duì)地配置，將電動(dòng)機(jī)(9)配置在泵殼體的吸入口(13)的相反側(cè)。
【IPC分類(lèi)】F04D29/02, F04D29/42, F04D29/66, F04D13/06, F04D29/22
【公開(kāi)號(hào)】CN105587671
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510749850
【發(fā)明人】佐藤一樹(shù), 曾布川拓司, 茨田敏光, 大橋知范, 森敏
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社荏原制作所
【公開(kāi)日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年11月6日
【公告號(hào)】EP3018352A1, US20160131141