DE60310778T2

DE60310778T2 - Zentrifugalpumpe mit Störungskorrektur

Info

Publication number: DE60310778T2
Application number: DE60310778T
Authority: DE
Inventors: c/o Terumo K.K. Mitsutoshi Yaegashi; c/o Terumo K.K. Takehiko Asada
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 2002-01-09
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2023-01-08
Also published as: ATE350080T1; US20030152462A1; JP2003201992A; EP1327455B1; DE60310778D1; EP1327455A1; US6840735B2; JP3996775B2

Description

HINTERGRUND DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zentrifugalpumpe zum Pumpen eines medizinischen Fluids, typischerweise Blut.
Bei neuerer medizinischer Behandlung werden Zentrifugalblutpumpen vermehrt in künstlichen Herz/Lungenmaschinen zur extrakorporalen Blutzirkulation eingesetzt. Zentrifugalpumpen des magnetischen Kopplungstyps, bei denen ein Antriebsdrehmoment von einem externen Motor auf ein Flügelrad durch magnetische Kopplung übertragen wird, werden üblicherweise verwendet, da die physikalische Verbindung zwischen der Blutkammer der Pumpe und dem Außenraum vollständig ausgeschlossen werden kann und das Eindringen von Bakterien verhindert wird. Die Zentrifugalblutpumpe umfaßt ein Gehäuse mit einer Bluteinlaßöffnung und einer Blutauslaßöffnung und ein drehbar in dem Gehäuse untergebrachtes Flügelrad zum Speisen von Blut durch eine während seiner Drehung erzeugten Zentrifugalkraft. Das Flügelrad mit einem darin angeordneten Permanentmagneten wird durch einen Rotor gedreht, der Magneten zur Anziehung des Magneten des Flügelrads an diese aufweist, und durch einen Drehmomenterzeugungsmechanismus mit einem Motor zum Drehen des Rotors. Das Flügelrad dreht sich ohne Kontaktieren des Gehäuses, wobei das Flügelrad zu der Seite, die der Rotorseite entgegengesetzt ist, durch eine magnetische Kraft angezogen wird. Dieser Zustand ist ein magnetischer Schwebezustand.
Eine derartige Zentrifugalpumpe ist aus US-A-5 947 703 bekannt.
In dem Fall, bei dem eine Schwierigkeit in dem Steuersystem der magnetischen Lagerung der herkömmlichen Zentrifugalpumpe auftritt, ist es unmöglich, die Funktion der Zentrifugalpumpe durch Drehung des Flügelrad aufrechtzuerhalten. Dies ist in EP-A-1 070 510 beschrieben.
Die Zentrifugalpumpe eines magnetischen Schwebetyps hat drei Sensoren zum Erfassen der Position des Flügelrads und drei flügelradanziehende Elektromagneten. Bei der in der Zentrfugalpumpe auszuführenden Steuerung der magnetischen Lagerung wird die Position des Flügelrads durch die Steuerung elektrischer Ströme gesteuert, mit denen die Elektromagneten zu versorgen sind, und zwar auf Grundlage von Informationen über das Flügelrad, die von den Sensoren zur Erfassung der Position des Flügelrads geliefert werden. Wenn daher Vorrichtungen, die das Steuersystem bilden, zerstört sind, z. B. wenn Kabel für die Positionssensoren und für die Elektromagneten unterbrochen sind, hat das Steuersystem Schwierigkeiten und eine richtige Steuerung kann nicht mehr erreicht werden. Dadurch wird es schwierig, das Flügelrad mittels der magnetischen Lagerung zu rotieren.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentrifugalpumpe bereitzustellen, die eine Drehung eines Flügelrads ohne wesentlichen Kontakt zwischen dem Flügelrad und einer inneren Fläche eines Gehäuses erlaubt, indem ein von einer Rinne zur hydrodynamischen Lagerung erzeugter Druck verwendet wird, wenn ein Steuersystem einer magnetischen Lagerung eine Schwierigkeit hat, um dadurch das Speisen einer Flüssigkeit beizubehalten, wenn die Drehung eines Motors gesteuert werden kann.
KURZBESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Das oben gesetzte Ziel wird durch die folgende Zentrifugalpumpe erreicht.
Die Zentrifugalpumpe weist einen Pumpenkörper, in dem ein Flügelrad ohne Kontaktieren eines Gehäuses rotiert; und einen Steuermechanismus für den Pumpenkörper auf, wobei der Pumpenkörper umfaßt: das Gehäuse, das eine Bluteinlaßöffnung und eine Blutauslaßöffnung aufweist; einen Zentrifugalpumpenabschnitt, der ein Flügelrad mit einem ersten magnetischen Material und einem zweiten magnetischen Material umfaßt, das sich in dem Gehäuse dreht, um ein Fluid durch eine während seiner Drehung erzeugten Zentrifugalkraft zu speisen; einen Flügelraddrehmomenterzeugungsabschnitt, der einen Rotor mit einem Magnet zum Anziehen des ersten magnetischen Materials des Flügelrads und einen Motor zur Drehung des Rotors umfaßt; einen Flügelradpositionssteuerabschnitt mit einem Elektromagnet zum Anziehen des zweiten magnetischen Materials des Flügelrads; einen Positionssensor zum Detektieren einer Position des Flügelrads; und eine Rinne zur hydrodynamischen Lagerung, die an einer inneren Fläche des Gehäuses an einer Seite des Rotors oder an einer Fläche des Flügelrads zu einer Seite des Rotors vorgesehen ist, wobei der Steuermechanismus aufweist: eine Positionssensorausgabeaufzeichnungsfunktion oder eine Elektromagnetstromaufzeichnungsfunktion; eine Motorstromaufzeichnungsfunktion; eine Fehlerfassungsfunktion zur Bestimmung einer Fehlfunktion des Sensors unter Verwendung der Positionssensorausgabeaufzeichnungsfunktion oder einer Fehlfunktion des Elektromagneten unter Verwendung der Elektromagnetstromaufzeichnungsfunktion; und eine Notflügelraddrehfunktion, die arbeitet, wenn die Fehlerfassungsfunktion die Fehlfunktion des Sensors oder die Fehlfunktion des Elektromagneten detektiert, um das Flügelrad unter Verwendung der Rinne zur hydrodynamischen Lagerung ohne wesentlichen Kontakt zwischen dem Flügelrad und dem Gehäuse zu drehen, wobei die Notflügelraddrehfunktion aufweist: eine flügelradmagnetische Rekopplungsausführungsfunktion Elektromagneten von der Anziehung des Flügelrads abzuhalten, wenn die Fehlerfassungsfunktion die Fehlfunktion detektiert und zum graduellen Verringern einer Motorgeschwindigkeit, um dadurch eine magnetische Kopplung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor auszuführen; eine magnetische Rekopplungserfassungsfunktion zum Erfassen der magnetischen Rekopplung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor unter Verwendung eines von der Motorstromaufzeichnungsfunktion aufgezeichneten Motorstroms; und eine Motorgeschwindigkeitssteuerfunktion durch Erhöhung der Motorgeschwindigkeit bis auf einen vorbestimmten Wert, nachdem die magnetische Rekopplungserfassungsfunktion die magnetische Rekopplung detektiert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oben beschriebenen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind besser verständlich durch die folgende Beschreibung, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu sehen ist.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Zentrifugalpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Vorderansicht, die ein Beispiel des Körpers der Zentrifugalpumpe der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine Draufsicht des in 2 gezeigten Körpers der Zentrifugalpumpe der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine vertikale Schnittansicht, die den Körper der Zentrifugalpumpe der in 2 gezeigten Ausführungsform zeigt.
5 ist eine entlang einer Linie A-A in 2 genommene Schnittansicht, die den Körper der Zentrifugalpumpe zeigt.
6 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Flügelrad von dem entlang der Linie A-A in 2 genommener Querschnittsansicht entfernt ist, welche den Körper der Zentrifugalpumpe zeigt.
7 ist ein Zeitdiagramm zur Beschreibung des Betriebs der Zentrifugalpumpe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Flußdiagramm zur Beschreibung des Betriebs der Zentrifugalpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Flußdiagramm zur Beschreibung des Betriebs der Zentrifugalpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein Flußdiagramm zur Beschreibung des Betriebs der Zentrifugalpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 ist ein Flußdiagramm zur Beschreibung des Betriebs der Zentrifugalpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
GENAUE BESCHREIBUNG DARSTELLENDER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der Zentrifugalpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung wird unten mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Eine Zentrifugalpumpe 1 der vorliegenden Erfindung umfaßt einen Pumpenkörper 5, in dem ein Flügelrad 21 rotiert, ohne ein Gehäuse 20 zu kontaktieren; und einen Steuermechanismus 6 für den Körper 5.
Der Pumpenkörper 5 umfaßt das Gehäuse 20 mit einer Bluteinlaßöffnung 22 und einer Blutauslaßöffnung 23; einen Zentrifugalpumpenabschnitt 2, der ein Flügelrad 21 mit einem ersten magnetischen Material 25 und einem zweiten magnetischen Material 28 darin angeordnet aufweist, und der in dem Gehäuse 20 rotiert, um ein Fluid durch eine während seiner Rotation erzeugte Zentrifugalkraft zu speisen (to feed); einen Flügeiraddrehmomenterzeugungsabschnitt 3, der einen Rotor 31 mit einem Magnet 33 zur diesbezüglichen Anziehung des ersten magnetischen Materials 25 des Flügelrads 21 und einen Motor 34 aufweist, um den Rotor 31 zu drehen; einen Flügelradpositionssteuerabschnitt 4 mit einem Elektromagnet 41 (der Elektromagnet ist zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials 28 des Flügelrads 21) zum Anziehen des Flügelrads 21 an ihn, einen Positionssensor 42 (Positionssensor zum Erfassen der Position des zweiten magnetischen Materials 28 des Flügelrads 21) zur Erfassung der Position des Flügelrads 21, und eine Rinne 38 zur hydrodynamischen Lagerung, die an einer inneren Fläche des Gehäuses 20 an der Seite des Rotors 31 oder einer Fläche des Flügelrads 21 an der Seite des Rotors 31 vorgesehen ist.
Der Steuermechanismus 6 hat einen Positionssensorausgabeaufzeichnungsteil (eine Funktion zum Aufzeichnen der Ausgabe des Positionssensors) 56, eine Funktion 57 zum Aufzeichnen eines Motorstroms oder eines elektromagnetischen Stroms, und eine Fehlerfassungsfunktion. Die Fehlerfassungsfunktion dient zur Bestimmung eines Fehlverhaltens des Sensors 42 unter Verwendung der Funktion zur Aufzeichnung der Positionssensorausgabe oder eines Fehlverhaltens des Elektromagnets 41 durch Verwendung der Funktion zur Aufzeichnung des elektromagnetischen Stroms.
Wie in 1 gezeigt ist, wird es bevorzugt, daß der Steuermechanismus 6 die Funktion 56 zum Aufzeichnen der Positionssensorausgabe, die Funktion 57 zur Aufzeichnung des Stroms für den Elektromagneten, die Funktion zum Aufzeichnen des Motorstroms, und die Fehlerfassungsfunktion zur Bestimmung, ob der Sensor einen Fehler hat, indem die Funktion 56 zur Aufzeichnung der Positionssensorausgabe verwendet wird, und ob der Elektromagnet eine Fehlfunktion hat, in dem die Funktion 57 zur Aufzeichnung des Stroms für den Elektromagneten verwendet wird, aufweist.
Die Zentrifugalpumpe 1 hat eine Not-Flügelraddrehfunktion, die betätigt wird, wenn die Fehlerfassungsfunktion erfaßt hat, daß der Sensor oder der Elektromagnet eine Fehlfunktion hat, um das Flügelrad 21 unter Nutzen der Rinne 38 zur hydrodynamischen Lagerung ohne wesentlichen Kontakt zwischen dem Flügelrad 21 und dem Gehäuse 20 zu drehen.
Die Not-Flügelraddrehfunktion umfaßt eine Funktion zur Ausführung einer magnetischen Rekopplung des Flügelrads, um den Elektromagnet 41 davon abzuhalten, das Flügelrad 21 anzuziehen, wenn die Fehlerfassungsfunktion die Fehlfunktion entdeckt und gradual (z. B aufeinanderfolgend oder schrittweise) eine Motorgeschwindigkeit verringert, um dadurch eine magnetische Kopplung zwischen dem Flügelrad 21 und dem Rotor 31 auszuführen; eine magnetische Rekopplungserfassungsfunktion zur Erfassung magnetischer Rekopplung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor durch Verwendung eines von der Funktion zur Aufzeichnung des Motorstroms aufgezeichneten Motorstroms; und ene Motorgeschwindigkeitssteuerfunktion durch Erhöhen der Motorgeschwindigkeit bis zu einem vorbestimmten Wert (z. B., gradual, nämlich sukzessive oder schrittweise) nach dem Detektieren der magnetischen Rekopplungserfassungsfunktion, daß die magnetische Rekopplung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor erfolgt ist.
Das heißt, wenn der Sensor oder der Elektromagnet eine Fehlfunktion zeigt, hat die Zentrifugalpumpe 1 der vorliegenden Erfindung die Wirkung, von der Nichtkontaktrotation des Flügelrads mittels der magnetischen Lagerung zu der Nichtkontaktrotation des Flügelrads mittels der Rinne für die hydrodynamische Lagerung zu wechseln, die einen Druck erzeugt.
Bei der mittels der Rinne für die hydrodynamische Lagerung bewirkten Drehung des Flügelrads 21 ist es nötig, eine magnetische Anziehungskraft, die zwischen dem Flügelrad und dem Rotor wirkt, mit dem durch die Rinne für die hydrodynamische Lagerung erzeugten Druck auszubalancieren, der in eine Richtung entgegengesetzt der Richtung der magnetischen Anziehungskraft wirkt. Für eine derartige Vorgehensweise ist die magnetische Kopplung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor wesentlich. In dem Fall, in dem das Steuersystem der magnetischen Lagerung Schwierigkeiten macht und daher das Flügelrad und der Rotor voneinander magnetisch entkoppelt sind, erlaubt daher ein ledigliches Betreiben der Rinne zur hydrodynamischen Lagerung nicht den Wechsel von der Drehung des Flügelrads mittels magnetischer Lagerung zu dessen Drehung mittels der Rinne zur hydrodynamisches Lagerung.
Die Beschreibung erfolgt für eine Ausführungsform der Zentrifugalpumpe eines Typs, bei dem die Funktion 56 zum Aufzeichnen der Positionssensorausgabe und die Funktion 57 zum Aufzeichnen des Stroms für den Elektromagneten, wie in 1 gezeigt und in der Lage sind, Klarheit darüber herzustellen, ob der Sensor und/oder der Elektromagnet eine Fehlfunktion zeigen/zeigt.
Wie in den 2 bis 6 gezeigt ist, umfaßt der Körper 5 das Gehäuse 20 mit der Bluteinlaßöffnung 22 und der Blutauslaßöffnung 23, den Zentrifugalpumpenabschnitt 2 mit dem innerhalb des Gehäuses zum Speisen von Blut durch eine während seiner Rotation erzeugten Zentrifugalkraft rotierenden Flügelrad 21, den Abschnitt 3 zur Erzeugung des Flügelraddrehmomentes (magnetischer Lagerungskonstruktionsabschnitt vom Nichtkontakt typ) für das Flügelrad 21, und den Flügelradpositonssteuerabschnitt (Abschnitt magnetischer Lagerungskonstruktion vom Kontakttyp) 4 für das Flügelrad 21 auf.
Wie in 4 gezeigt ist, dreht sich das Flügelrad 21 bei normalem Betrieb ohne Kontaktieren der inneren Fläche des Gehäuses 20, wobei das Flügelrad 21 innerhalb des Gehäuses 20 durch den Betrieb des magnetischen Lagerungskonstruktionsabschnitt 3 vom Nicht-Kontakttyp und dem des magnetischen Lagerungskonstruktionsabschnitt 4 vom Kontakttyp in einer vorbestimmten Stellung gehalten wird.
Das Gehäuse 20 weist die Bluteinlaßöffnung 22 und die Blutauslaßöffnung 23 auf, und ist aus einem nicht magnetischen Material gebildet. Das Gehäuse 20 bringt eine Blutkammer 24 unter, die mit der Bluteinlaß- und Auslaßöffnung 22 bzw. 23 kommuniziert. Das Gehäuse 20 hat ebenfalls das Flügelrad 21 untergebracht. Die Bluteinlaßöffnung 22 ragt im wesentlichen vertikal von der Nähe der Mitte der oberen Fläche des Gehäuses 20 vor. Wie i den 3 und 5 gezeigt ist, ragt die Blutauslaßöffnung 23 tangential von einer Seitenfläche des approximativ zylindrischen Gehäuses 20 vor.
Wie in 5 gezeigt ist, ist das scheibenförmige Flügelrad 21 mit einem Durchgangsloch in dessen Mitte innerhalb der in dem Gehäuse 20 gebildeten Blutkammer 24 untergebracht. Wie in 4 gezeigt ist, umfaßt das Flügelrad 21 ein ringplattenförmiges Teil (unteres Deckband) 27, das die untere Fläche davon bildet, und ein ringplattenförmiges Teil (oberes Deckband) 28, das die obere Fläche davon und die Öffnung in der Mitte davon bildet, und eine Mehrzahl von (z. B. sieben) Flügel 18, die zwischen dem unteren Deckband 27 und dem oberen Deckband 28 gebildet sind. Eine Mehrzahl von (z. B. sieben) Blutpassagen 26, die voneinander durch die benachbarten Flügel 18 getrennt sind, ist zwischen dem unteren Deckband 27 und dem oberen Deckband 28 gebildet. Wie in 5 gezeigt ist, kommuniziert jede der Blutpassagen 26 mit der Zentrumsöffnung des Flügelrads 21 und erstreckt sich von der Zentrumsöffnung des Flügelrads 21 zu dessen Randbereich, wobei jede der Blutpassagen 26 hinsichtlich ihrer Breite gradual größer wird. Mit anderen Worten sind die Flügel 18 zwischen den benachbarten Blutpassagen 26 gebildet. Bei der Ausführungsform sind die Flügel 18 und die Blutpassagen 26 in gleichwinkligen Abständen voneinander beabstandet und haben im wesentlichen die gleiche Form.
Wie in 4 gezeigt ist, ist eine Mehrzahl (von z. B. 24) der ersten magnetischen Materialien 25 (z. B. Permanentmagnete, Folgemagnete) in das Flügelrad 21 eingebettet. In der Ausführungsform sind die ersten magnetischen Materialien 25 in das untere Deckband 27 eingebettet. Die eingebetteten ersten magnetischen Materialien 25 sind derart vor gesehen, daß das Flügelrad 21 in Richtung zu der Seite angezogen wird, die der Seite entgegengesetzt ist, an der die Bluteinlaßöffnung 22 angeordnet ist (mit anderen Worten, zur Seite des Rotors 31), und zwar mittels eines Permanentmagneten 33, der in dem Rotor 31 des Abschnitts 3 zur Erzeugung des Drehmoments, der später beschrieben wird, vorgesehen ist und derart, daß das Drehmoment von dem Drehmomenterzeugungsabschnitt 3 auf das Flügelrad 21 übertragen wird.
Die später beschriebene magnetische Kopplung zwischen dem Flügelrad 21 und dem Rotor 31 wird sichergestellt, indem eine Mehrzahl von ersten magnetischen Materialien 25 in das Flügelrad 21 eingebettet ist. Es wird bevorzugt, daß jedes der ersten magnetischen Materialien 25 (der Permanentmagnete) in einem horizontalen Querschnitt kreisförmig ist. Dagegen ist es auch möglich, einen ringförmigen Magnet mit Multipolen (z. B., 24 Polen) zu verwenden. Mit anderen Worten kann eine Mehrzahl von kleinen Magneten in der Form eines Ringes in einer derartigen Weise angeordnet sein, daß positive und negative Pole einander abwechseln.
Das Flügelrad 21 umfaßt weiter das zweite magnetische Teil 28, welches selbst das obere Deckband bildet oder welches innerhalb des oberen Deckbands vorgesehen ist. Bei der Ausführungsform ist das gesamte obere Deckband aus dem zweiten magnetischen Teil 28 aufgebaut. Das zweite magnetische Teil 28 ist derart vorgesehen, daß der Elektromagnet 41 des Flügelradpositionssteuerabschnitts 4, der später beschrieben wird, das Flügelrad 21 in Richtung der Bluteinlaßöffnung 22 magnetisch anzieht. Das zweite magnetische Teil 28 ist aus einem magnetischen rostfreien Stahl hergestellt.
Der Flügelradpositionssteuerabschnitt 4 und der Drehmomenterzeugungsabschnitt 3 bilden eine magnetische Lagerung vom Nicht-Kontakttyp, die das Flügelrad 21 aus entgegengesetzten Richtungen magnetisch anzieht. Dadurch wird das Flügelrad 21 sicher in einer richtigen Stellung nicht in Kontakt mit der inneren Fläche des Gehäuses 20 gehalten und dreht sich innerhalb des Gehäuses 20 ohne dessen innere Fläche zu berühren.
Wie in 4 gezeigt ist, sind in dem Drehmomenterzeugungsabschnitt 3 der in dem Gehäuse 20 untergebrachte Rotor 31 und ein Motor 34 zur Drehung des Rotors 31 enthalten. Der Rotor 31 hat eine Mehrzahl von Permanentmagneten 33 an seiner Fläche zur Seite des Zentrifugalpumpenabschnitts 2 angeordnet. Die Mitte des Rotors 31 ist durch Befestigung an die Drehwelle des Motors 34 gesichert. Eine Mehrzahl von Permanentmagneten 33 ist gemäß dem Anordnungsmodus (Anzahl und Lage) der Permanentmagneten 25 des Flügelrads 21 gleichwinklig verteilt.
Der Abschnitt 3 zur Erzeugung des Flügelraddrehmoments ist nicht auf die dargestellte Variante mit dem Rotor und Motor eingeschränkt. Zum Beispiel kann eine Mehrzahl von Statorspulen als Abschnitt 3 zur Flügelraddrehmomenterzeugung verwendet werden, solange diese die Permanentmagnete 25 des Flügelrads 21 an sich anziehen können und das Flügelrad 21 zur Drehung antreiben können.
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, sind in dem Flügelradpositionssteuerabschnitt 4 eine Mehrzahl der in dem Gehäuse 20 untergebrachten Elektromagneten 41 zur Anziehung des zweiten magnetischen Teils 28 des Flügelrads 21 und eine Mehrzahl von Positionssensoren 42 zur Erfassung der Positionen der zweiten magnetischen Teile 28 des Flügelrads 21 enthalten. Die (drei) Elektromagneten 41 und die drei Positionssensoren 42 sind jeweils in gleichwinkligen Intervallen beabstandet. Die Elektromagneten 41 und die Sensoren 42 sind ebenfalls in gleichwinkligen Intervallen beabstandet. Jeder der Elekromagneten 41 besteht im wesentlichen aus einem Kern und einer Spule. Drei Elektromagneten 41 sind bei der Ausführungsform angeordnet. Nicht weniger als drei Elektromagnete, z. B. vier Elektromagnete können vorgesehen sein. Durch Einstellen der elektromagnetischen Kräfte der Elektromagneten 41 gemäß den Ergebnissen der Erfassung der Positionssensoren 42 ist es möglich, die auf das Flügelrad 21 in einer Drehachsen (z-Achsen) Richtung und die Steuermomente um eine x-Achse und eine y-Achse, die beide senkrecht zu der Drehachse (z-Achse) stehen, auszubalancieren.
Jeder der Positionssenoren 42 erfaßt den Abstand der Lücke zwischen dem Elektromagnet 41 und dem zweiten magnetischen Teil 28. Eine Ausgabe des Positionssensors 42, die das Ergebnis der Erfassung anzeigt, wird zu einem Steuerteil 51 des Steuermechanismus 6 zur Steuerung eines elektrischen Stroms, mit dem Spule des Elektromagneten zu beschicken ist (hiernach als elektromagnetischer Strom bezeichnet) oder einer diesbezüglich anzuwendenden Spannung, gesandt. Wenn eine radiale Kraft wie etwa die Gravitation auf das Flügelrad 21 wirkt, wird das Flügelrad 21 in der Mitte des Gehäuses 20 gehalten, und zwar aufgrund von Wiederherstellungskräften eines magnetischen Flusses zwischen dem Permanentmagnet 25 des Flügelrads 21 und dem Permanentmagnet 33 des Rotors 31 und wiederherstellenden Kräften des magnetischen Flusses zwischen dem Elektromagnet 41 und dem zweiten magnetischen Teil 28.
Wie in 6 gezeigt ist, bringt das Gehäuse 20 in der Zentrifugalpumpe 1 der Ausführungsform das Flügelrad 21 unter und weist die Rinne 38 zur hydrodynamischen Lagerung auf, die an einer inneren Fläche 20a des Gehäuses 20 zur Rotoranordnungsseite gebildet ist, und zwar der inneren Fläche 20a derjenigen Flächen, die die Blutkammer 24 bilden. Wenn der Betrieb der magnetischen Lagerung endet (mit anderen Worten, wenn der Betrieb des Elektromagneten endet), erlaubt eine hydrodynamische Lagerungswirkung, die zwischen der Rinne 38 für die hydrodynamische Lagerung und dem Flügelrad 21 durch Drehung des Flügelrads 21 bei einer Geschwindigkeit höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit erzeugt wird, daß das Flügelrad 21 ohne Kontaktieren der inneren Fläche des Gehäuses 20 rotiert.
Wie in 6 gezeigt ist, hat die Rinne 38 zur hydrodynamischen Lagerung eine Größe, die derjenigen der Bodenfläche des Flügelrads 21 entspricht (der Fläche einer Rotorseite). Bei der Zentrifugalpumpe 1 der Ausführungsform erstreckt sich die Rinne 38 zur hydrodynamischen Lagerung spiralförmig (mit anderen Worten, gekrümmt) nach außen zu der Nähe des äußeren Randes der inneren Fläche 20a, wobei ein Ende der Rinne 38 zur hydrodynamischen Lagerung auf dem Umfang eines Kreises angeordnet ist, der von der Mitte der inneren Fläche 20a des Gehäuses 20 einen kurzen Abstand nach außen beabstandet ist, und wobei deren Breite nach außen gradual größer wird. Eine Mehrzahl der Rinnen 38 zur hydrodynamischen Lagerung weist im wesentlichen den gleichen Aufbau auf und ist in beinahe gleichen Intervallen beabstandet. Jeder der Rinnen 38 zur hydrodynamischen Lagerung ist konkav gebildet. Es wird bevorzugt, daß deren Tiefe in dem Bereich von 0.01 bis 0.2 mm liegt. Es wird ebenfalls bevorzugt, daß die Anzahl der Rinnen 38 zur hydrodynamischen Lagerung in dem Bereich von 6 bis 36 liegt. Bei der Ausführungsform sind 12 Rinnen 38 zur hydrodynamischen Lagerung in gleichwinkligen Intervallen um die Mitte der Achse des Flügelrads 21 vorgesehen.
Die Rinne 38 zur hydrodynamischen Lagerung kann an der Fläche des Flügelrads 21 zur Seite des Rotors 31 vorgesehen sein, anstelle davon, sie an dem Gehäuse 20 anzuordnen. Es wird bevorzugt, daß die an der Fläche des Flügelrads 21 zur Seite des Rotors 31 angeordnete Rinne 38 zur hydrodynamischen Lagerung den gleichen Aufbau wie den der Rinne 38 zur hydrodynamischen Lagerung aufweist, die an der inneren Fläche des Gehäuses 20 angeordnet ist.
Die Rinne 38 zur hydrodynamischen Lagerung mit dem oben beschriebenen Aufbau wird in Richtung des Abschnitts 3 zur Flügelraddrehmomenterzeugung angezogen, wenn der Abschnitt 4 zur Steuerung der Flügelradposition nicht betrieben wird. Aufgrund der zwischen der Rinne 38 zur hydrodynamischen Lagerung und der Bodenfläche des Flügelrads 21 (oder zwischen der Rinne 38 zur hydrodynamischen Lagerung und der inneren Fläche des Gehäuses) erzeugten hydrodynamischen Lagerungswirkung rotiert das Flügelrad 21 in einer Lage, die einen kurzen Abstand von der inneren Fläche des Gehäuses 20 beabstandet ist, ohne dessen innere Fläche zu berühren, und stellt so einen Blutweg zwischen der unteren Fläche des Flügelrads 21 und der inneren Fläche des Gehäuses 20 bereit. Dadurch wird es möglich, zu verhindern, daß Blut zwischen diesen stehenbleibt und ein Thrombus aufgrund des Blutstillstands dazwischen auftritt. Zusätzlich zeigt die Rinne 38 zur hydrodynamischen Lagerung eine Antreibwirkung zwischen der unteren Fläche des Flügelrads 21 und der inneren Fläche des Gehäuses 20 in einem Normalzustand auf, und verhindert so, daß Blut teilweise dazwischen stehenbleibt.
Der Steuermechanismus 6 wir unten mit Bezug auf 1 beschrieben.
Der Steuermechanismus 6 umfaßt einen Leistungsverstärker 52 für den magnetischen Kopplungsmotor 34, einen Motorsteuerkreis 53, einen Leistungsverstärker 54 für den Elektromagneten 41, den elektromagnetischen Stromaufzeichnungsteil 57 zum Aufzeichnen des elektrischen Stroms, mit dem der Elektromagnet 41 zu beschicken ist, einen Sensorkreis 55 für den Sensor 42, den Positionssensorausgabeaufzeichnungsteil 56 zum Aufzeichnen der Ausgabe des Sensors 42, und den Steuerteil 51. Der Steuerteil 51 weist die Funktion zum Aufzeichnen des Motorstroms auf.
Bei der Ausführungsform weist der Steuermechanismus 6 sowohl den elektromagnetischen Stromaufzeichnungsteil 57 als auch den Positionssensorausgabeaufzeichnungsteil 56 auf. Aber der Steuermechanismus 6 könnte den elektromagnetischen Stromaufzeichnungsteil 57 oder den Positionssensorausgabeaufzeichnungsteil 56 aufweisen.
Die Zentrifugalpumpe 1 weist die Notflügelradrotationsfunktion auf, die betätigt wird, wenn die Fehlerfassungsfunktion erfaßt, daß der Sensor oder der Elektromagnet eine Fehlfunktion hat und es dem Flügelrad 21 erlaubt, durch Ausnutzen der Rinne 38 zur hydrodynamischen Lagerung ohne Kontakt mit dem Gehäuse 20 zu rotieren.
Der Steuerteil 51 hat die Fehlerfassungsfunktion, um unter Verwendung einer Abgabe des elektromagnetischen Stromaufzeichnungsteils oder desjenigen des Sensorausgabeaufzeichnungsteils zu bestimmen, ob der Sensor eine Fehlfunktion hat; die Flügelradrekopplungsausführungsfunktion, um den Elektromagnet 41 davon abzuhalten, das Flügelrad 21 an sich anzuziehen und zum graduellen Verringern (z. B., aufeinanderfolgend oder schrittweise) der Motorgeschwindigkeit, wenn die Fehlerfassungsfunktion die Fehlfunktion erfaßt, um dadurch die magnetische Kopplung zwischen dem Flügelrad 21 und dem Rotor 31 auszuführen; die magnetische Rekopplungserfassungsfunktion der Erfassung der magnetischen Rekopplung des Flügelrads 21 unter Verwendung eines von der Motorstromaufzeichnungsfunktion aufgezeichneten Motorstroms; und die Motorgeschwindigkeitssteuerfunktion durch graduelle (z. B., aufeinanderfolgend oder schrittweise) Erhöhung der Motorgeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert nach dem Erfassen der magnetischen Rekopplung des Flügelrads an den Rotor seitens der magnetischen Rekopplungserfassungsfunktion.
Der Steuermechanismus 6 der Zentrifugalpumpe der Ausführungsform hat die Positionssensorabgabeaufzeichnungsfunktion und die elektromagnetische Stromaufzeichnungsfunktion. Wenn der Steuermechanismus 6 erfaßt, daß eine Ausgabe des Positionssensors (mehrere Systeme sind vorgesehen) oder des elektromagnetischen Stroms (mehrere Systeme sind vorgesehen) von einem normalen Bereich abweicht, was verursacht, daß die Steuerung der magnetischen Lagerung aufgrund der magnetischen Entkopplung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor nicht mehr durchgeführt werden kann, hält der Steuermechanismus 6 den Elektromagneten 41 davon ab, das Flügelrad 21 an sich anzuziehen und verändert die Motorgeschwindigkeit, um eine magnetische Rekopplung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor durchzuführen. Dann bringt der Steuermechanismus 6 die Motorgeschwindigkeit auf ihre ursprüngliche Geschwindigkeit, nachdem der Steuermechanismus 6 erfaßt hat, daß die magnetische Rekopplung zwischen diesen erreicht worden ist, um die kontaktfreie Drehung des Flügelrads aufgrund der magnetischen Lagerung auf dessen kontaktfreie Drehung mittels der Rinne 31 zur hydrodynamischen Lagerung zu verlagern.
Wenn das Sensorsystem der magnetischen Lagerung aufgrund einer Zerstörung von Vorrichtungen oder einer Trennung von Kabeln Schwierigkeiten hat, weicht die Abgabe des Sensors von derem normalen Bereich ab. Wenn zum Beispiel ein Reluktanzsensor eine Unterbrechung aufweist, weicht dessen Ausgabe von ihrem normalen Bereich ab.
Daher hat die Zentrifugalpumpe der Ausführungsform einen Sensorkreis mit einer Funktion der Erzeugung eines vorbestimmten Ausgabewerts, der das Normalniveau übersteigt, wenn das Sensorsystem eine Unterbrechung aufweist. Insbesondere in dem Fall, bei dem der normale Bereich der Ausgabe des Sensorkreises in dem Bereich von –1 bis +1 M als Ausgabe des Sensors ist, ist die Ausgabe des Sensorkreises + 2.5 M (vorbestimmter Wert), wenn das Sensorsystem eine Unterbrechung hat. Daher ist die Fehlerfassungsfunktion in der Lage, in einfacher und sicherer Weise zu bestimmen, daß der Sensor eine Fehlfunktion (Unterbrechung) hat, wenn ein Ausgabewert des Sensors, von der Sen sorausgabeaufzeichnungsfunktion aufgezeichnet, gleich dem vorbestimmten Ausgabewert zu der Zeit ist, wenn das Sensorsystem eine Unterbrechung hat.
Ähnlich zu dem Sensorsystem weicht der auf das elektromagnetische Stromsystem aufzubringende elektrische Strom von seinem normalen Rahmen ab, wenn das elektromagnetische Stromsystem aufgrund der Zerstörung von Vorrichtungen oder Unterbrechung von Kabeln Schwierigkeiten hat. Daher weist die Zentrifugalpumpe der Ausführungsform einen Kreis für den Elektromagneten auf. Der in der Ausführungsform verwendete elektromagnetische Kreis ist von einem Typ, der nicht betrieben wird, wenn der Elektromagnet eine Unterbrechung hat. Genauer gesagt ist der Normalbereich des elektrischen Stroms, mit dem elektromagnetische Kreislauf beschickt wird, in dem Bereich von 1 bis 2 [A]. Wenn der elektromagnetische Kreis eine Unterbrechung aufweist, wird er mit einem elektrischen Strom von 0 [A] beschickt. Demgemäß ist die Fehlerfassungfunktion in der Lage, in einfacher und sicherer Weise zu bestimmen, daß der Elektromagnet eine Fehlfunktion (Unterbrechung) aufweist, wenn die Funktion zum Aufzeichnen des elektromagnetischen Stroms aufzeichnet, daß kein elektrischer Strom auf den elektromagnetischen Kreis aufgebracht wird.
Die Zentrifugalpumpe der Ausführungsform weist eine Mehrzahl von Elektromagneten auf. Die Elektromagnetaufzeichnungsfunktion zeichnet die Ausgabe eines jeden der Elektromagneten auf. Wenn irgendeiner der Elektromagneten eine Fehlfunktion aufweist, bestimmt die Fehlerfassungfunktion, daß der Elektromagnet eine Fehlfunktion aufweist. In ähnlicher Weise weist die Zentrifugalpumpe der Ausführungsform eine Mehrzahl von Positionssensoren auf. Die Sensorausgabeaufzeichnungsfunktion zeichnet die Ausgabe eines jeden der Positionssensoren auf. Wenn irgendeiner der Positionssensoren eine Fehlfunktion aufweist, bestimmt die Fehlerfassungsfunktion, daß der Positionssensor eine Fehlfunktion aufweist.
Die aus der Rinne zur hydrodynamischen Lagerung aufgebaute dynamische Drucklagerung ist ein System zur Aufrechterhaltung des Nicht-Kontaktes zwischen dem Flügelrad 21 und dem Gehäuse 20 mittels des von der Rinne zur hydrodynamischen Lagerung erzeugten Drucks. Um den Druck zu erzeugen, ist es erforderlich, daß das Flügelrad 21 sich mit mehr als einer gewissen Geschwindigkeit dreht. Um dies zu erreichen, sollte die magnetische Kopplung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor normal sein. Wenn ein Fehler in dem Steuersystem der magnetischen Lagerung aufgetreten ist, wird die magnetische Kopplung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor außernormal. Es ist folglich notwendig, das Flügelrad und den Rotor magnetisch miteinander zurückzukoppeln (zu rekoppeln). Bei der Zentrifugalpumpe der vorliegenden Erfindung ist das Flügelrad in der Lage, mittels der Rinne zur hydrodynamischen Lagerung eine stabile Nicht-Kontaktrotation zu vollbringen, wenn Flügelradgeschwindigkeit (die Rotorgeschwindigkeit) in dem Bereich von 1000 bis 3000 U/min liegt.
Die Flügelradrekopplungsausführungsfunktion, die nach einem detektierten Fehler betrieben wird, wird unten beschrieben.
Bei der Zentrifugalpumpe der vorliegenden Erfindung wird die Anziehung des Flügelrads 21 zu dem Elektromagneten 41 gestoppt, wenn die Fehlerfassungsfunktion eine Fehlfunktion detektiert. Folglich wird das Flügelrad 21 in Richtung des Rotors 31 angezogen und nähert sich der inneren Fläche des Gehäuses 20. Dann wird die magnetische Kopplung zwischen dem Rotor 31 und dem Flügelrad 21 in dem Zustand ausgeführt, in dem die magnetische Kopplung zwischen dem Magnet des Rotors 31 und dem magnetischen Material des Flügelrads 21 einfach durch eine graduale Verringerung der Motorgeschwindigkeit (z. B. etwa sukzessive oder schrittweise) erreichbar.
Es wird bevorzugt, daß die Flügelradrekopplungsausführungsfunktion einen ersten Geschwindigkeitsverringerungsschritt einer sukzessiven Verringerung der Motorgeschwindigkeit auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit bei einem ersten Verringerungsverhältnis aufweist; und einen zweiten Geschwindigkeitsverringerungsschritt von sukzessiver Verringerung der Motorgeschwindigkeit bei einem zweiten Verringerungsverhältnis aufweist, das geringer als das erste Verringerungsverhältnis ist, wenn die magnetische Rekopplung des Flügelrads an den Rotor nicht bei dem ersten Geschwindigkeitsverringerungsschritt detektiert wird.
Unter Verwendung eines aufgezeichneten Motorstroms durch die Motorstromaufzeichnungsfunktion detektiert die flügelradmagnetische Rekopplungserfassungsfunktion, daß die magnetische Rekopplung zwischen dem Flügelrad 21 und dem Rotor 31 vollbracht worden ist. Genauer gesagt, wenn die magnetische Rekopplung zwischen dem Flügelrad 21 und dem Rotor 31 erreicht ist, steigt die Motorlast. Folglich steigt der Motorstrom, welches die Erfassung der magnetischen Rekopplung zwischen ihnen erlaubt. Genauer gesagt bestimmt die Rekopplungserfassungsfunktion, daß die magnetische Rekopplung zwischen ihnen hergestellt worden ist, wenn ein Motorstromwert bei einer vorbestimmten Motorgeschwindigkeit höher als ein vorbestimmter Motorstromwert ist. In diesem Fall speichert der Steuerteil 51 den vorbestimmten Motorstromwert bei der vorbestimmten Motorgeschwindigkeit. Auf diese Weise bestimmt der Steuerteil 51, daß die magnetische Rekopplung zwischen ihnen vollbracht worden ist. Der Steuerteil 51 kann einen vorbestimmten Motorstromwert für jeden einer Mehrzahl von vorbestimmten Motorgeschwindigkeiten speichern. Dadurch kann der Steuerteil 51 bestimmen, daß die magnetische Rekopplung zwischen ihnen hergestellt worden ist, wenn ein Motorstromwert bei jeweils der vorbestimmten Motorgeschwindigkeiten höher als der gespeicherte vorbestimmte Motorstromwert bei der jeweiligen vorbestimmten Motorgeschwindigkeit ist. Es ist bevorzugt, daß der Steuerteil 51 einen Beziehungsausdruck zwischen der Motorgeschwindigkeit und dem Motorstromwert speichert und der Steuerteil 51 bestimmen kann, daß die magnetische Rekopplung hergestellt worden ist, wenn der Beziehungsausdruck erfüllt ist.
Die Zentrifugalpumpe der vorliegenden Erfindung weist die Motorgeschwindigkeitssteuerfunktion auf. Diese Funktion wird betrieben, nachdem die magnetische Rekopplung zwischen dem Flügelrad 21 und dem Rotor 31 detektiert ist. Diese Funktion erhöht die Motorgeschwindigkeit bis auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit (wenigstens der Motorgeschwindigkeit, bei der eine im wesentlichen Nicht-Kontaktrotation des Flügelrads durch die Rinne zur hydrodynamischen Lagerung erlaubt ist). Es ist bevorzugt, daß die Zentrifugalpumpe (mit anderen Worten, der Steuermechanismus) eine Funktion zur Speicherung der Geschwindigkeit zu der Zeit, wenn die Fehlerfassungsfunktion eine Fehlfunktion erfaßt oder zu einer Zeit in der zeitlichen Nähe der Zeit, wenn die Fehlerfassungsfunktion die Fehlfunktion detektiert, aufweist. Es ist ebenfalls bevorzugt, daß die Motorgeschwindigkeitssteuerfunktion die Motorgeschwindigkeit zu der von der Motorgeschwindigkeitsspeicherfunktion gespeicherten Geschwindigkeit erhöht.
Es ist ebenfalls bevorzugt, daß, wenn die Fehlerfassungsfunktion detektiert, daß der Sensor 42 oder der Elektromagnet 41 eine Fehlfunktion hat, die Notflügelraddrehfunktion der Zentrifugalpumpe dem Rotor 31 erlaubt zu drehen, mit dem Flügelrad 21 in Kontakt mit der Fläche des Gehäuses 20, die der zur Rotorseite angeordneten entgegengesetzt ist, durch Anziehung des Flügelrads 21 zu dem Elektromagneten 41 in einem höheren Ausmaße als bei einer willkürlichen Zeit. Diese Funktion löst den Zustand, indem das Flügelrad 21 in Kontakt mit der inneren Fläche des Gehäuses an der Rotorseite ist, und erlaubt den Wechsel für die Drehung des Flügelrads 21, die durch Ausnutzen der Rinne zur hydrodynamischen Lagerung hergestellt wird.
Es ist ebenfalls bevorzugt, daß die Zentrifugalpumpe (mit anderen Worten, der Steuermechanismus) eine Entkopplungsbestimmungsfunktion aufweist, die betrieben wird, während sich der Motor dreht, wobei die Motorgeschwindigkeit von der Motorgeschwin digkeitssteuerfunktion gesteuert wird, wenn das Flügelrad mittels der dynamischen Drucklagerung angehoben ist, nachdem die magnetische Rekopplung des Flügelrads zu dem Rotor vollbracht ist. Die Entkopplungsbestimmungsfunktion ist in der Lage zu bestimmen, daß das Flügelrad und der Rotor magnetisch voneinander entkoppelt sind, wenn die Motorgeschwindigkeit höher als der vorbestimmte Wert während einer vorbestimmten Zeitperiode ist, und der Motorstromwert kleiner als der vorbestimmte Motorstromwert ist. Genauer gesagt speichert die Entkopplungsbestimmungsfunktion einen vorbestimmten Motorstromwert (z. B., 0.12A) bei einer vorbestimmten Motorgeschwindigkeit (z. B., 1000 U/min. Wenn eine tatsächliche Motorgeschwindigkeit größer als die vorbestimmte Motorgeschwindigkeit ist, und ein tatsächlicher Motorstromwert kleiner als der gespeicherte vorbestimmte Motorstromwert ist, bestimmt die Entkopplungsbestimmungsfunktion, daß das Flügelrad und der Rotor voneinander magnetisch entkoppelt worden sind.
Es ist ebenfalls bevorzugt, daß die Zentrifugalpumpe eine Funktion zum Stoppen der Drehung des Motors, wenn die Entkopplungsbestimmungsfunktion detektiert, daß das Flügelrad und der Rotor voneinander entkoppelt sind, aufweist.
Es ist ebenfalls bevorzugt, daß die Zentrifugalpumpe eine zweite Notflügelraddrehfunktion aufweist, die in dem Fall betrieben wird, wenn die magnetische Rekopplung des Flügelrads zu dem Rotor nicht durch eine Flügelradrekopplungsausfunktion vollbracht wird, oder wenn das Flügelrad und der Rotor voneinander entkoppelt sind, nachdem diese miteinander rekoppelt wurden.
Die zweite Notflügelraddrehfunktion umfaßt eine zweite Flügelradrekopplungsausführungsfunktion des Drehens des Rotors 31, wobei das Flügelrad 21 in Kontakt mit der Fläche des Gehäuses 20 ist, die der Seite der Rotoranordnung entgegengesetzt ist, und zwar durch die Anziehung des Flügelrads 21 zu dem Elektromagnet 41 in einem höheren Ausmaß, des Abhaltens des Elektromagneten 41 vom Anziehen des Flügelrads 21, und des gradual (aufeinanderfolgend oder schrittweise) Verringerns der Motorgeschwindigkeit, um dadurch die magnetische Kopplung zwischen dem Flügelrad 21 und dem Rotor 31 auszuführen. Zusätzlich umfaßt die zweite Notflügelraddrehfunktion die Motorgeschwindigkeitssteuerfunktion durch Erhöhung der Motorgeschwindigkeit bis zu einem vorbestimmten Wert (bevorzugt gradual) nachdem die magnetische Rekopplungserfassungsfunktion detektiert, daß die magnetische Rekopplung zwischen dem Flügelrad 21 und dem Rotor 31 vollbracht worden ist. Es ist bevorzugt, daß die zweite Flügelradrekopplungsausführungsfunktion die gleiche wie die Flügelradrekopplungsausführungsfunktion ist, die zuvor beschrieben worden ist. Es wird ebenfalls bevorzugt, daß die Motorgeschwindigkeitssteuerfunktion die gleiche ist, wie die zuvor beschriebene.
Der Betrieb der Zentrifugalpumpe der vorliegen Erfindung wird nun unten mit Bezug auf das in 7 gezeigte Zeitdiagramm und die in den 8 und 9 gezeigten Flußdiagramme beschrieben.
Eine magnetische Lagerpumpe rotiert mit nicht weniger als 1200 U/min, insbesondere als 1450 U/min. Wenn das Steuersystem der magnetischen Lagerung eine Schwierigkeit hat (Fehlfunktion der magnetischen Lagerung), wie in dem Flußdiagramm von 8 gezeigt ist, d. h., wenn der Steuerteil 51 bestimmt, daß der Sensor oder der Elektromagnet eine Unterbrechung aufweist, startet ein Notdrehsteuermodus seinen Betrieb. Die Motorgeschwindigkeit wird bei einem vorbestimmten Verringerungsverhältnis verringert (erstes Verringerungsverhältnis: in dem Bereich von 50 bis 400 U/min/s, 217 U/min/s in der Ausführungsform). Dieser Zustand ist ein Schritt zur Ausführung der magnetischen Rekopplung des Flügelrads.
Wenn ein Motorstromwert nicht kleiner als der vorbestimmte Wert ist, wenn die Motorgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert erreicht hat, d. h., wenn der Motorstromwert nicht kleiner als 0.12 A bei 1000 U/min ist, bestimmt der Steuerteil 51, daß die magnetische Rekopplung des Flügelrads an den Rotor erreicht worden ist.
Wenn der Steuerteil 51 bestimmt, daß die magnetische Rekopplung des Flügelrads an den Rotor erreicht worden ist, wie in 8 gezeigt ist, wird die Motorgeschwindigkeit bei einem vorbestimmen Erhöhungsverhältnis (erstes Erhöhungsverhältnis) erhöht, z. B. in dem Bereich von 50 bis 400 U/min/s, insbesondere 217 U/min/s. Danach bestimmt der Steuerteil 51 bei einem Schritt der Erhöhung der Motorgeschwindigkeit, ob der Zustand, in dem die Motorgeschwindigkeit höher als der vorbestimmte Wert (erster vorbestimmter Wert) ist und der Motorstromwert geringer als der vorbestimmte Wert ist, für einen vorbestimmten Zeitraum fortgesetzt worden ist. Genauer gesagt bestimmt der Steuerteil 51, ob der Zustand, in dem die Motorgeschwindigkeit nicht kleiner als 1300 U/min und der Motorstromwert kleiner als 0.2 A ist, für einige Sekunden (z. B. nicht weniger als vier Sekunden) fortlaufend war. Das heißt, in dem Fall, in dem die Motorgeschwindigkeit die gespeicherte Motorgeschwindigkeit erreicht hat, entsprechend dem Zeitpunkt der Fehlerfassung ohne Erfassen eines derartigen Zustands bei einem Rekopplungslösebestimmungsschritt, wird die Erhöhung der Motorgeschwindigkeit gestoppt, und die Motorgeschwindigkeit wird bei beibehalten. Dadurch wird der Wechsel zu der Nicht-Kontaktdrehung mittels der dynamischen Drucklagerung vervollständigt. Das Zeitdiagramm von 7 zeigt den Fall, bei dem die magnetische Rekopplung bei 1000 U/min aufgetreten ist, wie mit einer unterbrochenen Linie gezeigt.
Wenn bei dem Rekopplungslösebestimmungsschritt bestimmt wird, daß die magnetische Rekopplung gelöst worden ist, wie in 8 gezeigt, wird die Drehung des Motors gestoppt. In dem Fall, in dem die Zentrifugalpumpe einen Notdrehsteuermodus 2 aufweist, geht der Steuerteil 51 auf diesen.
Wenn in der Zentrifugalpumpe der Ausführungsform bei dem Schritt zur Ausführung der magnetischen Rekopplung des Flügelrads die magnetische Rekopplungsbedingung nicht erfüllt ist, wenn die Motorgeschwindigkeit bei dem ersten Verringerungsverhältnis verringert wird, geht der Steuerteil 51 zu Schritt [1] von 9, bei dem ein Betrieb zur Verringerung der Motorgeschwindigkeit bei dem ersten Verringerungsverhältnis fortgeführt wird, bis die Motorgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert (zweiten vorbestimmten Wert) erreicht, z. B. 500 bis 1000 U/min, insbesondere weniger als 640 U/min. Wenn detektiert wird, daß die Motorgeschwindigkeit kleiner als der zweite vorbestimmte Wert ist, wird die Verringerung der Motorgeschwindigkeit fortgefahren, indem das Verringerungsverhältnis der Motorgeschwindigkeit auf ein zweites Verringerungsverhältnis geändert wird, das geringer als das erste Verringerungsverhältnis ist. Bei der Ausführungsform ist das zweite Verringerungsverhältnis vorteilhaft in dem Bereich von 5 bis 100 U/min/s, insbesondere 13.6 U/min/s. Dieser Zustand ist der Ausführungsschritt der magnetischen Rekopplung des Flügelrads.
Wenn bei dem Flügelrad magnetische Rekopplungsausführungsschritt, der bei dem zweiten Verringerungsverhältnis auszuführen ist, detektiert wird, daß der Motorstromwert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fällt, bestimmt der Steuerteil 51, daß die magnetische Rekopplung des Flügelrads an den Rotor erreicht worden ist. Wenn z. B. detektiert wird, daß der Motorstromwert in den Bereich von 0.12 bis 2.72 A fällt, bestimmt der Steuerteil 51, daß die magnetische Rekopplung erreicht worden ist.
Wenn der Steuerteil 51 bestimmt, daß die magnetische Rekopplung des Flügelrads erreicht worden ist, wie in 9 gezeigt ist, wird die Motorgeschwindigkeit bei einem vorbestimmten Erhöhungsverhältnis (zweites Erhöhungsverhältnis, kleiner als das erste Erhöhungsverhältnis) erhöht, z. B. in dem Bereich von 5 bis 100 U/min/s, insbesondere 27.2 U/min/s. Danach bestimmt der Steuerteil 51 bei einem Schritt der Erhöhung der Motorgeschwindigkeit, ob der Zustand, bei dem die Motorgeschwindigkeit höher als der vorbestimmte Wert (erster vorbestimmter Wert) und der Motorstromwert kleiner als der vorbestimmte Wert ist, für einen Zeitraum fortlaufend war. Genauer gesagt bestimmt der Steuerteil 51, ob der Zustand, bei dem die Motorgeschwindigkeit nicht kleiner als 1300 U/min und der Motorstromwert kleiner als 0.2 A ist für einige Sekunden (z. B., nicht weniger als vier Sekunden) fortlaufend war. Das heißt, in dem Fall, bei dem die Motorgeschwindigkeit die gespeicherte Motorgeschwindigkeit erreicht hat, entsprechend der Fehlerfassungszeit ohne Erfassen eines derartigen Zustands bei einem Rekopplungslösebestimmungsschritt, wird die Erhöhung der Motorgeschwindigkeit gestoppt, und die Motorgeschwindigkeit wird aufrechterhalten. Dieser Fall entspricht dem Fall, der in dem Zeitdiagramm von 7 mit der durchgezogenen Linie gezeigt ist.
Bei dem flügelradmagnetischen Ausführungsschritt, der bei dem zweiten Verringerungsverhältnis auszuführen ist, bestimmt der Steuerteil 51, ob der Zustand, in dem die Motorgeschwindigkeit kleiner als der vorbestimmte Wert (zweiter vorbestimmter Wert) und der Motorstromwert höher als ein vorbestimmter Wert (zweiter vorbestimmter Wert) ist, für einen vorbestimmten Zeitraum fortlaufend war. Genauer gesagt bestimmt der Steuerteil 51, ob der Zustand, in dem die Motorgeschwindigkeit kleiner als 640 U/min und der Motorstromwert höher als 2.72 A ist, für einige Sekunden (z. B., nicht weniger als vier Sekunden) fortlaufend war. Das heißt, es wird bestimmt, ob das Flügelrad 21 in Kontakt mit der inneren Fläche des Gehäuses zur Rotorseite ist. Mit dem Verringern der Motorgeschwindigkeit wird fortgefahren, bis der Zustand erfaßt ist, in dem das Flügelrad 21 in Kontakt mit der inneren Fläche des Gehäuses an der Rotorseite ist. Wenn bestimmt wird, daß das Flügelrad 21 in Kontakt mit der inneren Fläche des Gehäuses an der Rotorseite ist und daß die Rekopplung gelöst worden ist, wird die Drehung des Motors gestoppt, wie in 9 gezeigt ist, In dem Fall, in dem die Zentrifugalpumpe den Notdrehsteuermodus 2 besitzt, geht der Steuerteil 51 auf diesen.
Nun wird unten der in 10 gezeigte Notdrehsteuermodus 2 unten beschrieben.
Wenn der Steuerteil 51 in den Notdrehsteuermodus 2 geht, wie in 10 gezeigt ist, wird der elektromagnetische Stromwert erhöht, um das Flügelrad 21 in Kontakt mit der inneren Fläche des Gehäuses 20 an der Elektromagnetseite zu bringen. Mit anderen Worten wird ein Schritt ausgeführt, um das Flügelrad 21 erzwungen in Kontakt mit dem Gehäuse an der Seite des Elektromagnets 41 zu bringen. Wenn irgendeiner der Elektromagneten eine Fehlfunktion zeigt, kann ein derartiger Zustand erzeugt werden, in dem die verbleibenden Elektromagneten verwendet werden. Bei diesem Zustand dreht sich der Motor bei einem vorbestimmten Motorgeschwindigkeit, z. B. in dem Bereich von 400 bis 800 U/min, insbesondere 640 U/min. Mit anderen Worten wird ein Schritt des Drehens des Motors ausgeführt, wobei das Flügelrad erzwungenerweise in Kontakt mit dem Gehäuse an der Seite des Elektromagneten gebracht wird.
Danach wird der Betrieb des Elektromagneten gestoppt. Dann wird die Motorgeschwindigkeit bei einem vorbestimmten Verringerungsverhältnis (drittes Verringerungsverhältnis, kleiner als das erste Verringerungsverhältnis, z. B. in dem Bereich von 5 bis 100 U/min/s, insbesondere 13.6 U/min/s) verringert. Dieser Zustand ist ein Schritt zur Ausführung der magnetischen Rekopplung des Flügelrads in dem Modus 2.
Wenn bei dem flügelradmagnetischen Ausführungsschritt, der bei dem dritten Verringerungsverhältnis auszuführen ist, detektiert wird, daß der Motorstromwert in einen vorbestimmten Bereich fällt, bestimmt der Steuerteil 51, daß die magnetische Rekopplung des Flügelrads an den Rotor erreicht worden ist. Wenn z.B. detektiert wird, daß der Motorstrom in den Bereich von 0.12 bis 2.72 A fällt, bestimmt der Steuerteil 51, daß die magnetische Rekopplung des Flügelrads erreicht worden ist.
Wenn der Steuerteil 51 bestimmt, daß die magnetische Rekopplung des Flügelrads erreicht worden ist, wie in 10 gezeigt ist, wird die Motorgeschwindigkeit bei einem vorbestimmten Erhöhungsverhältnis (zweites Erhöhungsverhältnis, kleiner als das erste Erhöhungsverhältnis) erhöht, z. B. in dem Bereich von 5 bis 100 U/min/s, insbesondere 27.2 U/min/s. Danach bestimmt der Steuerteil 51 bei einem Schritt der Erhöhung der Motorgeschwindigkeit, ob der Zustand, in dem die Motorgeschwindigkeit höher als ein vorbestimmter Wert (erster vorbestimmter Wert) und der Motorstromwert kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, für einen vorbestimmten Zeitraum fortlaufend war. Genauer gesagt, bestimmt der Steuerteil 51, ob der Zustand, in dem die Motorgeschwindigkeit nicht kleiner als 1300 U/min und der Motorstromwert kleiner als 0.2 A ist, für einige Sekunden (z. B., nicht weniger als vier Sekunden) fortlaufend war. Das heißt, in dem Fall, in dem die Motorgeschwindigkeit eine gespeicherte Motorgeschwindigkeit erreicht hat, entsprechend einer Fehlerfassungszeit ohne Erfassen eines derartigen Zustands bei einem Rekopplungslösebestimmungsschritt, wird die Erhöhung der Motorgeschwindigkeit gestoppt, und die Motorgechwindigkeit wird beibehalten.
Bei dem flügelradmagnetische Rekopplungsführungsschritt, der bei dem dritten Verringerungsverhältnis auszuführen ist, bestimmt der Steuerteil 51, ob der Zustand, in dem die Motorgeschwindigkeit nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert (zweiter vorbestimmter Wert) und der Motorstrom nicht größer als ein vorbestimmer Wert (zweiter vorbestimmter Wert) ist, für einen vorbestimmten Zeitraum fortlaufend war. Genauer gesagt bestimmt der Steuerteil 51, ob der Zustand, bei dem die Motorgeschwindigkeit kleiner als 640 U/min und der Motorstromwert größer als 2.72 A ist, für einige Sekunden (z. B., nicht weniger als vier Sekunden) fortlaufend war. Das heißt, es wird bestimmt, ob das Flügelrad 21 in Kontakt mit der inneren Fläche des Gehäuses an der Rotorseite ist. Die Verringerung der Motorgeschwindigkeit wird fortgefahren, bis der Zustand erfaßt wird, in dem das Flügelrad 21 in Kontakt mit der inneren Fläche des Gehäuses an der Rotorseite ist. Wenn bestimmt wird, daß das Flügelrad 21 in Kontakt mit der inneren Fläche des Gehäuses an der Rotorseite ist, und daß die Rekopplung gelöst worden ist, wird die Drehung des Motors gestoppt, wie in 10 gezeigt ist. Dann wird der Modus 2 von dem ersten Schritt an ausgeführt. Das heißt, bei dem flügelradmagnetischen Rekopplungsausführungsschritt wird der oben beschriebene Betrieb wiederholt ausgeführt, bis die Drehung des Flügelrads durch die Unterstützung der dynamischen Drucklagerung erreicht worden ist.
Die Notflügelraddrehfunktion der Zentrifugalpumpe kann wie in 11 gezeigt durchgeführt werden.
Eine Pumpe magnetischer Lagerung dreht sich nicht weniger als mit 1200 U/min und insbesondere 1450 U/min. Wenn das Steuersystem der magnetischen Lagerung eine Schwierigkeit hat (Fehlfunktion der magnetischen Lagerung), wie in dem Flußdiagramm von 11 gezeigt ist, das heißt, wenn der Steuerteil 51 bestimmt, daß der Sensor oder der Elektromagnet eine Unterbrechung aufweist, beginnt ein Notdrehsteuermodus zu arbeiten. Das Steuerteil 51 speichert die Motorgeschwindigkeit zu der Zeit, wenn bestimmt wird, daß der Sensor oder der Elektromagnet eine Unterbrechung hat.
Dann wird, wie in 11 gezeigt ist, der elektromagnetische Stromwert erhöht, um das Flügelrad 21 in Kontakt mit der inneren Fläche des Gehäuses 20 an der Seite des Elektromagneten 41 zu bringen. Mit anderen Worten wird ein Schritt ausgeführt, um das Flügelrad erzwungenerweise in Kontakt mit dem Gehäuse an der Seite des Elektromagneten 41 zu bringen. Wenn irgendeiner der Elektromagneten eine Fehlfunktion hat, kann ein derartiger Zustand erzeugt werden, in dem die verbleibenden Elektromagneten verwendet werden. In diesem Zustand wird der Motor bei einer vorbestimmten Motorgeschwindigkeit gedreht, z. B. in dem Bereich von 400 bis 800 U/min, insbesondere 640 U/min. Mit anderen Worten wird ein Schritt der Drehung des Motors ausgeführt, wobei das Flügelrad erzwungenerweise in Kontakt mit dem Gehäuse 20 an der Seite des Elektromagneten gebracht ist.
Danach wird der Betrieb des Elektromagneten gestoppt. Dann wird die Motorgeschwindigkeit bei einem vorbestimmten Verringerungsverhältnis (z.B., in dem Bereich von 5 bis 100 U/min/s, insbesondere 13.6 U/min/s verringert. Dieser Zustand ist ein Ausführungsschritt zur magnetischen Rekopplung des Flügelrads.
Wenn bei dem flügelradmagnetischen Rekopplungsausführungsschritt detektiert wird, daß der Motorstromwert in eine vorbestimmten Bereich fällt, bestimmt der Steuerteil 51, daß die magnetische Rekopplung des Flügelrads erreicht worden ist. Zum Beispiel, wenn detektiert wird, daß der Motorstromwert in dem Bereich von 0.12 bis 2.72 A fällt, bestimmt der Steuerteil 51, daß die magnetische Rekopplung des Flügelrads erreicht worden ist.
Wenn der Steuerteil 51 bestimmt, daß die magnetische Rekopplung des Flügelrads erreicht worden ist, wie in 11 gezeigt ist, wird die Motorgeschwindigkeit bei einem vorbestimmten Erhöhungsverhältnis, z. B. in dem Bereich von 5 bis 100 U/min/s, insbesondere 27.2 U/min/s erhöht. Danach bestimmt der Steuerteil 51 bei einem Schritt der Erhöhung der Motorgeschwindigkeit, ob der Zustand, in dem die Motorgeschwindigkeit höher als ein vorbestimmter Wert (erster vorbestimmter Wert) und der Motorstromwert kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, für einen vorbestimmten Zeitraum fortlaufend war. Genauer gesagt bestimmt der Steuerteil 51, ob der Zustand, in dem die Motorgeschwindigkeit nicht kleiner als 1300 U/min und der Motorstromwert kleiner als 0.2 A ist, für einige Sekunden (z.B., nicht weniger als vier Sekunden) fortlaufend war. Das heißt, in dem Fall, wo die Motorgeschwindigkeit die gespeicherte Motorgeschwindigkeit erreicht, entsprechend der Fehlererfassungszeit ohne Detektieren eines derartigen Zustands bei einem Rekopplungslösebestimmungsschritt, wird die Erhöhung der Motorgeschwindigkeit gestoppt, und die Motorgeschwindigkeit wird beibehalten.
Bei dem flügelradmagnetischen Rekopplungsausführungsschritt bestimmt der Steuerteil 51, ob der Zustand, in dem die Motorgeschwindigkeit kleiner als ein vorbestimmter Wert (zweiter vorbestimmter Wert) und der Motorstrom größer als ein vorbestimmter Wert (zweiter vorbestimmter Wert) ist, für einen vorbestimmten Zeitraum fortlaufend war. Genauer gesagt bestimmt der Steuerteil 51, ob der Zustand, in dem die Motorgeschwindigkeit kleiner als 640 U/min und der Motorstromwert höher als 2.72 A ist, für einige Sekunden (z. B., nicht weniger als vier Sekunden) fortlaufend war. Das heißt, es wird bestimmt, daß das Flügelrad 21 in Kontakt mit der inneren Fläche des Gehäuses an der Rotorseite ist. Die Verringerung der Motorgeschwindigkeit wird fortgefahren, bis der Zustand detektiert wird, in dem das Flügelrad 21 in Kontakt mit der inneren Fläche des Gehäuses an der Rotorseite ist. Wenn bestimmt wird, daß das Flügelrad 21 in Kontakt mit der inneren Fläche des Gehäuses an der Rotorseite ist, und daß die Rekopplung gelöst worden ist, wird die Drehung des Motors gestoppt, wie in 11 gezeigt ist. Dann geht der Steuerteil 51 zu einem Schritt, um das Flügelrad 21 in Kontakt mit der inneren Fläche des Gehäuses an der Elektromagnetseite zu bringen, in dem der elektromagnetische Strom erhöht wird. Das heißt, bei dem flügelradmagnetischen Rekopplungsausführungsschritt wird der oben beschriebene Betrieb wiederholt ausgeführt, bis die Drehung des Flügelrads mittels der Rinne zur hydrodynamischen Lagerung erreicht worden ist.
Die Zentrifugalpumpe dieser Erfindung umfaßt die Positionssensorausgabeaufzeichnungsfunktion oder die Elektromagnetstromaufzeichnungsfunktion; die Motorstromaufzeichnungsfunktion; die Fehlererfassungsfunktion zur Bestimmung einer Fehlfunktion des Sensors unter Verwendung dieser Positionssenorausgabeaufzeichnungsfunktion oder einer Fehlfunktion des Elekromagneten unter Verwendung dieser Elektromagnetstromaufzeichnungsfunktion; und die Notflügelraddrehfunktion, die betrieben wird, wenn die Fehlerfassungsfunktion detektiert, daß der Sensor eine Fehlfunktion hat, um das Flügelrad unter Verwendung der Rinne zur hydrodynamischen Lagerung ohne wesentlichen Kontakt zwischen dem Flügelrad und dem Gehäuse zu drehen. Die Notflügelraddrehfunktion hat die flügelradmagnetische Rekopplungsausführungsfunktion des Abhaltens des Elektromagneten vom Anziehen des Flügelrads, wenn die Fehlfunktion durch die Fehlerfassungsfunktion erfaßt wird und zum graduellen Verringern der Motorgeschwindigkeit, um dadurch die magnetische Kopplung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor auszuführen; die magnetische Rekopplungserfassungsfunktion des Erfassens der magnetischen Rekopplung des Flügelrads unter Verwendung eines von der Motorstromaufzeichnungsfunktion aufgezeichneten Motorstroms; und die Motorgeschwindigkeitssteuerfunktion durch Erhöhung der Motorgeschwindigkeit bis auf einen vorbestimmten Wert, nachdem die magnetische Rekopplungserfassungsfunktion die magnetische Rekopplung des Flügelrads detektiert hat.
Dadurch ist es in dem Fall, in dem der Positionssensor oder der Elektromagnet, die das Steuersystem der magnetischen Lagerung bilden, eine Schwierigkeit haben, möglich, die Drehung des Flügelrads, die durch die magnetische Lagerung hergestellt ist, auf dessen Drehung zu wechseln, die durch Ausnutzen des von der Rinne zur hydrodynamischen Lagerung erzeugten Drucks hergestellt ist. Es ist so möglich, das Speisen einer Flüssigkeit beizubehalten.
Der Umfang der Erfindung ist durch die folgenden Ansprüche bestimmt.

Claims

Zentrifugalpumpe (1) aufweisend einen Pumpenkörper (5), in dem ein Flügelrad (21) rotiert, ohne ein Gehäuse (20) zu kontaktieren; und einen Steuermechanismus (6) für den Pumpenkörper, wobei der Pumpenkörper (5) umfaßt: das Gehäuse (20), das eine Bluteinlaßöffnung (22) und eine Blutauslaßöffnung (23) aufweist; einen Zentrifugalpumpenabschnitt (2), der ein Flügelrad (21) mit einem ersten magnetischen Material (25) und einem zweiten magnetischen Material (28) umfaßt, das sich in dem Gehäuse dreht, um ein Fluid durch eine während seiner Drehung erzeugten Zentrifugalkraft zu speisen; einen Flügelraddrehmomenterzeugungsabschnitt (3), der einen Rotor (31) mit einem Magnet (33) zum Anziehen des ersten magnetischen Materials des Flügelrads und einen Motor zur Drehung des Rotors umfaßt; einen Flügelradpositionssteuerabschnitt (4) mit einem Elektromagnet (41) zum Anziehen des zweiten magnetischen Materials des Flügelrads; und einen Positionssensor (42) zum Detektieren einer Position des Flügelrads; und einer Rinne (38) zur hydrodynamischen Lagerung, die an einer inneren Fläche des Gehäuses an einer Seite des Rotors oder an einer Fläche des Flügelrads zu einer Seite des Rotors vorgesehen ist, wobei der Steuermechanismus (6) aufweist: eine Positionssensorausgabeaufzeichnungsfunktion (56) oder eine Elektromagnetstromaufzeichnungsfunktion (57); gekennzeichnet durch eine Motorstromaufzeichnungsfunktion; eine Fehlerfassungsfunktion zur Bestimmung einer Fehlfunktion des Sensors (42) unter Verwendung der Positionssensorausgabeaufzeichnungsfunktion oder einer Fehlfunktion des Elektromagneten (41) unter Verwendung der Elektromagnetstromaufzeichnungsfunktion; und eine Notflügelraddrehfunktion, die arbeitet, wenn die Fehlerfassungsfunktion die Fehlfunktion des Sensors (42) oder die Fehlfunktion des Elektromagneten (41) detektiert, um das Flügelrad (21) unter Verwendung der Rinne (38) zur hydrodynamischen Lagerung ohne wesentlichen Kontakt zwischen dem Flügelrad (21) und dem Gehäuse (20) zu drehen, wobei die Notflügelraddrehfunktion aufweist: eine flügelradmagnetische Rekopplungsausführungsfunktion, um den Elektromagneten (41) von der Anziehung des Flügelrads (21) abzuhalten, wenn die Fehlerfassungsfunktion die Fehlfunktion detektiert und zum graduellen Verringern einer Motorgeschwindigkeit, um dadurch eine magnetische Kopplung zwischen dem Flügelrad (21) und dem Rotor (31) auszuführen; eine magnetische Rekopplungserfassungsfunktion zum Erfassen der magnetischen Rekopplung zwischen dem Flügelrad (21) und dem Rotor (31) unter Verwendung eines von der Motorstromaufzeichnungsfunktion aufgezeichneten Motorstroms; und eine Motorgeschwindigkeitssteuerfunktion, welche die Motorgeschwindigkeit bis auf einen vorbestimmten Wert erhöht, nachdem die magnetische Rekopplungserfassungsfunktion die magnetische Rekopplung detektiert.
Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, bei der der Steuermechanismus die Positionsensorausgabeaufzeichnungsfunktion (56) und die Elektromagnetstromaufzeichnungsfunktion (57) aufweist, und die Fehlerfassungsfunktion die Fehlfunktion des Sensors (42) und die Fehlfunktion des Elektromagneten (41) bestimmen kann.
Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1 oder 2, weiter aufweisend einen Sensorkreis für den Sensor (42), wobei der Sensorkreis eine Funktion hat, eine Ausgabe mit einem vorbestimmten Wert zu erzeugen, der ein Normalniveau übersteigt, wenn der Sensor (42) eine Unterbrechung hat, und bei der die Fehlerfassungsfunktion basierend auf einer Ausgabe des durch die Sensorausgabeaufzeichnungsfunktion aufgezeichneten Sensors bestimmt, ob der Sensor (42) eine Fehlfunktion hat.
Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1 oder 2, weiter aufweisend einen Elektromagnetkreis für den Elektromagneten (41), wobei der Elektromagnetkreis nicht stromführend ist, wenn der Elektromagnet (41) eine Unterbrechung hat, und wobei die Fehlerfassungsfunktion bestimmt, daß der Elektromagnet (41) eine Fehlfunktion hat, wenn die Elektromagnetstromaufzeichnungsfunktion detektiert, daß der elektromagnetische Kreis nicht mit elektrischem Strom beschickt ist.
Zentrifugalpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Fehlerfassungsfunktion eine Fehlfunktion erfaßt, die Notflügelraddrehfunktion es dem Rotor (31) zu rotieren erlaubt, mit einem Flügelrad in Kontakt mit einer Fläche des Gehäuses (20), die einer Seite, an der der Rotor angeordnet ist, entgegengesetzt ist, durch Anziehung des Flügelrads an den Elektromagneten (41) in einem höheren Ausmaße, bevor der Elektromagnet (41) davon abgehalten wird, das Flügelrad an sich anzuziehen.
Zentrifugalpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Steuermechanismus eine Entkopplungsbestimmungsfunktion aufweist, die betrieben wird, während ein Motor sich dreht, wobei die Motorgeschwindigkeit von der Motorgeschwindigkeitssteuerfunktion gesteuert wird, nachdem die magnetische Rekopplung vollbracht ist.
Zentrifugalpumpe nach Anspruch 6, bei dem der Steuermechanismus eine Motorstoppfunktion aufweist, die eine Drehung eines Motors stoppt, wenn die Entkopplungsbestimmungsfunktion detektiert, daß die magnetische Rekopplung gelöst ist.
Zentrifugalpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Steuermechanismus eine zweite Notflügelraddrehfunktion aufweist, die in dem Fall betrieben wird, in dem die magnetische Rekopplung nicht durch die Flügelradrekopplungsausführungsfunktion hergestellt wird oder die Entkopplungsbestimmungsfunktion detektiert, daß das Flügelrad von dem Rotor magnetisch entkoppelt worden ist, wobei die zweite Notflügelraddrehfunktion umfaßt: eine zweite Flügelradrekopplungsausführungsfunktion zum Drehen des Rotors (31), wobei das Flügelrad (21) in Kontakt mit einer Fläche eines Gehäuses ist, die einer rotorangeordneten Seite entgegengesetzt ist, durch Anziehung des Flügelrads (21) an einen Elektromagneten (41) in einem höheren Ausmaß, Abhalten des Elektromagneten davon, das Flügelrad an sich anzuziehen, und graduellen Verringern einer Motorgeschwindigkeit, um dadurch eine magnetische Kopplung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor auszuführen; und eine Motorgeschwindigkeitssteuerfunktion, welche die Motorgeschwindigkeit bis auf einen vorbestimmten Wert erhöht, nachdem die magnetische Rekopplungserfassungsfunktion detektiert, daß die magnetische Rekopplung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor vollbracht worden ist.
Zentrifugalpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Steuermechanismus eine Funktion zum Speichern einer Motorgeschwindigkeit zu einer Zeit, wenn die Fehlererfassungsfunktion eine Fehlfunktion detektiert oder zu einer Zeit in der näheren Umgebung der Zeit, wenn die Fehlerfassungsfunktion die Fehlfunktion detektiert, aufweist; und eine Motorgeschwindigkeitssteuerfunktion die Motorgeschwindigkeit auf eine Motorgeschwindigkeit erhöht, die durch die Funktion der Speicherung der Motorgeschwindigkeit gespeichert ist.
Zentrifugalpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Rekopplungserfassungsfunktion bestimmt, daß die magnetische Rekopplung zwischen dem Flügelrad (21) und dem Rotor (31) hergestellt worden ist, wenn ein Motorstromwert bei einer vorbestimmten Motorgeschwindigkeit höher als ein vorbestimmter Motorstromwert ist.
Zentrifugalpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Flügelradrekopplungsausführungsfunktion umfaßt: einen ersten Motorgeschwindigkeitsverringerungsschritt sukzessiver Verringerung einer Motorgeschwindigkeit bei einem ersten Verringerungsverhältnis eine vorbestimmte Motorgeschwindigkeit, und einen Motorgeschwindigkeitsverringerungsschritt sukzessiver Verringerung der Motorgeschwindigkeit bei einem zweiten Verringerungsverhältnis, das geringer als das erste Verringerungsverhältnis ist, wenn die magnetische Rekopplung zwischen dem Flügelrad (21) und dem Rotor (31) nicht bei dem ersten Motorgeschwindigkeitsverringerungsschritt detektiert wird.
Zentrifugalpumpe nach Anspruch 11, wobei die bei dem zweiten Motorgeschwindigkeitsverringerungsschritt arbeitende Rekopplungserfassungsfunktion bestimmt, daß das Flügelrad (21) mit dem Rotor (31) rekoppelt worden ist, wenn ein Motorstromwert in einen vorbestimmten Bereich fällt.