本發(fā)明屬于工程和機(jī)械領(lǐng)域以及流體技術(shù)，并可以尤其有益地應(yīng)用于例如醫(yī)學(xué)技術(shù)。具體地，本發(fā)明涉及從流體中，尤其是液體中，分離磁性顆粒。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)通過(guò)流動(dòng)通道輸送流體時(shí)，通常不希望由于例如磨損產(chǎn)生的顆?；蛘咭粤硪环N方式進(jìn)入流體循環(huán)的顆粒與被移動(dòng)的流體一起輸送。輸送的顆粒通常并無(wú)用處，反而僅會(huì)引起風(fēng)險(xiǎn)，例如通過(guò)進(jìn)入活動(dòng)部件，如滾珠軸承、滑動(dòng)軸承、發(fā)動(dòng)機(jī)或者轉(zhuǎn)子，并由于摩擦增加，至少會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致磨損、或者制動(dòng)或者妨礙活動(dòng)。當(dāng)被移動(dòng)的流體的量小且流體的運(yùn)動(dòng)速度慢時(shí)，這將會(huì)更為顯著，例如通常在幾分鐘內(nèi)僅移動(dòng)幾毫升沖洗劑的導(dǎo)管中的沖洗劑循環(huán)的情況就是如此。應(yīng)用在醫(yī)用導(dǎo)管的環(huán)境中的活動(dòng)部件通常很敏感，在這種情況下，不希望有顆粒進(jìn)入這些部件。

2、在一些情況下，可以通過(guò)機(jī)械過(guò)濾器(例如織物)將不需要的顆粒從流體流中濾除，但這通常會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)阻力的增加。

3、尤其是那些引導(dǎo)用于驅(qū)動(dòng)例如血液泵或血管磨(miller)等功能元件的快速旋轉(zhuǎn)的軸的導(dǎo)管，軸材料的磨損碎片隨著時(shí)間的推移引起負(fù)面影響。這樣的軸通常由扭絞線組成，其中由于屈曲作用，尤其是當(dāng)以彎曲方式和高速度帶動(dòng)這種軸時(shí)，會(huì)出現(xiàn)損耗增加的情況。

4、已知磁力過(guò)濾器主要用于阻止磁性顆粒。然而，這些磁力過(guò)濾器通常對(duì)于每秒幾毫升的流速來(lái)說(shuō)太大，而且不適合應(yīng)用于鹽溶液或其他侵蝕性流體。膜過(guò)濾器通常代表過(guò)高的導(dǎo)管阻力，而且對(duì)于例如將其用作一次性過(guò)濾器，膜過(guò)濾器過(guò)大并且昂貴。此外，膜過(guò)濾器和尤其是在其中聚集的顆粒量可以顯著地?fù)p害例如軟軸的功能，甚至可以導(dǎo)致軟軸的毀壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在現(xiàn)有技術(shù)的背景下，要求保護(hù)性權(quán)利的本技術(shù)的目的是創(chuàng)造一種保護(hù)裝置或者導(dǎo)管裝置或者導(dǎo)管系統(tǒng)或者分離裝置，其允許在不阻礙流體流動(dòng)或不使流體流減速的情況下，從流體流中阻止磁性顆粒，其中分離裝置還應(yīng)被配置為耐受侵蝕性流體。

2、所述目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)。

3、除了設(shè)計(jì)分離裝置，本保護(hù)性產(chǎn)權(quán)申請(qǐng)還涉及具有導(dǎo)管的導(dǎo)管裝置，所述導(dǎo)管中設(shè)置了至少部分由磁性材料組成的轉(zhuǎn)軸，所述導(dǎo)管裝置還具有包括環(huán)體的分離裝置，所述環(huán)體環(huán)繞所述旋轉(zhuǎn)軸并具有包含磁體的空腔，相對(duì)于通過(guò)導(dǎo)管的流體的流動(dòng)方向，所述磁體設(shè)置在下游的位置，軸在該位置處伸出圍繞軸的導(dǎo)管。

4、很明顯的，具有對(duì)應(yīng)的導(dǎo)管裝置的分離裝置尤其可以應(yīng)用于必須分離流體流中的轉(zhuǎn)軸的磨損碎片的情況。例如，醫(yī)療裝置中的這種導(dǎo)管與快速旋轉(zhuǎn)的軸一起使用，用于諸如用于血管或心臟泵的磨(miller)的功能元件的驅(qū)動(dòng)，所以出現(xiàn)的軸材料的磨損碎片對(duì)于構(gòu)造精密并且敏感的功能元件，例如相對(duì)的滑動(dòng)軸承，是有害的。因此尤其是在這種情況下，捕獲通常由鐵合金或鈷合金的扭絞線組成的軸的磨損碎片是重要的。

5、需要強(qiáng)調(diào)的是，在本保護(hù)性權(quán)利要求中公開的所有分離裝置，不管是根據(jù)說(shuō)明書末尾所附的各方面，還是根據(jù)專利權(quán)利要求的實(shí)施方式或根據(jù)附圖的實(shí)施例，在本保護(hù)性權(quán)利要求中公開的所有分離裝置作為整體本身而言，都可以在根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管裝置中用作分離裝置。

6、此外，根據(jù)本保護(hù)性權(quán)利申請(qǐng)的相應(yīng)的導(dǎo)管裝置的一部分也可以是具有至少一個(gè)用于控制通過(guò)導(dǎo)管的流體流的閥門的導(dǎo)管裝置，其中所述閥門包括：閥門控制空間，其中伸出帶有進(jìn)入口的進(jìn)入通道，并且伸出具有排出口的排出通道；以及封閉元件，在所述閥門控制空間中可以以受控的方式活動(dòng)，并至少在一個(gè)第一位置處關(guān)閉排出口，在至少一個(gè)第二位置處關(guān)閉進(jìn)入口，在至少一個(gè)第三位置處保持進(jìn)入口和排出口之間的連接通道的暢通，其中提供了閥門驅(qū)動(dòng)，所述閥門驅(qū)動(dòng)將封閉元件至少選擇性地移動(dòng)到第一、第二或第三位置。

7、可以通過(guò)合適的控制或使用所述閥門來(lái)使流體按希望的方向流過(guò)輸送通道。通過(guò)輸送通道的流體速度或者差速(differential?speed)可以設(shè)置，例如直至設(shè)置為逆轉(zhuǎn)流體方向，這可以有用地應(yīng)用于例如沖洗程序。

8、例如申請(qǐng)人ecp有限公司在同日提交的并行ecp?45pct(文件號(hào)尚未知曉)中說(shuō)明了這樣的閥門控制和流體引導(dǎo)的示例。此外要求獲得兩個(gè)在先申請(qǐng)ep?15152201.8和ep15152205.9的優(yōu)先權(quán)。所有三個(gè)專利申請(qǐng)最初提交的形式中的公開內(nèi)容通過(guò)引用整體并入本技術(shù)，成為其組成部分(“通過(guò)引用并入”)。

9、進(jìn)一步的發(fā)展設(shè)想了包括用于顆粒的中間儲(chǔ)存的空腔和/或儲(chǔ)存器的輸送通道。這樣，輸送通道的橫截面不會(huì)由于顆粒的積聚而減小尺寸，這是有益的。因此，空腔和/或儲(chǔ)存器被設(shè)計(jì)成通過(guò)磁體的影響而使顆粒在磁力的影響下被捕捉，使得相應(yīng)的顆粒至少部分地、優(yōu)選大部分地或全部地留在所述空腔或儲(chǔ)存器內(nèi)。

10、進(jìn)一步地發(fā)展設(shè)想空腔和/或存儲(chǔ)器具有兩個(gè)端，其中兩端都以導(dǎo)流的方式連接到輸送通道。所述空腔和/或存儲(chǔ)器具有例如u形，其中可以收集顆粒(“分流通道”)。另選地，所述空腔和/或儲(chǔ)存器也可以僅具有一個(gè)到輸送通道的分支，例如對(duì)應(yīng)于“鐵路專用線(railway?siding)”。上述兩種變體的特征在于通過(guò)輸送通道的流動(dòng)不會(huì)被分開，且尤其是提供了用于磨損碎片的額外的存儲(chǔ)容量。尤其地，考慮到輸送通道中的流動(dòng)，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器和/或空腔中的磨損碎片都不應(yīng)該通過(guò)所述輸送通道被再次帶走并添加到流體中。

11、進(jìn)一步的有益的發(fā)展設(shè)想存儲(chǔ)器和/或空腔被設(shè)計(jì)為輸送通道中空間上被劃分(spatially?delimited，即局限于一定的流動(dòng)長(zhǎng)度)的橫截面膨大。

12、本保護(hù)性權(quán)利申請(qǐng)此外還涉及功能元件的保護(hù)裝置。這樣的功能元件尤其可以是密封裝置或者軸承(尤其是滾珠軸承、滑動(dòng)軸承、滾針軸承等)。此外，人體或者動(dòng)物體上特別脆弱的、不能讓磨損碎片接觸的部分也可以視為功能元件。

13、本解決方案是有益的，因?yàn)閷?duì)于復(fù)雜導(dǎo)管裝置，捕獲磁性磨損碎片代表著一種避免磁磨損碎片進(jìn)入體內(nèi)的有效選擇。這不是不付出進(jìn)一步的努力就能預(yù)見的或者顯而易見的，因?yàn)橹钡侥壳盀橹?，通常都是通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)牟牧?、涂層?或幾何形狀來(lái)讓導(dǎo)管裝置完全避免磨損碎片，或者適當(dāng)?shù)叵拗茀?shù)(如限制轉(zhuǎn)速等)而必須做出功能上的妥協(xié)，或者復(fù)雜地引導(dǎo)沖洗溶液通過(guò)多內(nèi)腔的導(dǎo)管，嘗試使顆粒從病人體內(nèi)回流，因此這些選項(xiàng)中沒有一個(gè)可以避免最遠(yuǎn)端的軸承的磨損碎片進(jìn)入病人。

14、另外，公開了用于阻止位于流體中的磁性顆粒的分離裝置，其中該分離裝置具有輸送通道，在該輸送通道中，流體可以沿著貫流(throughflow)方向移動(dòng)，且所述分離裝置具有磁體裝置，其中該磁體裝置包括至少一個(gè)通過(guò)透磁固體物質(zhì)層與流體相分離的磁體。所述磁體可以通過(guò)所述固體物質(zhì)層有益地與流體完全隔離，尤其是可以被所述固體物質(zhì)層全面包圍。

15、分離裝置的磁體裝置可以包括例如一個(gè)或多個(gè)永磁體或者一個(gè)或多個(gè)電磁體或者二者的混合，且磁場(chǎng)的應(yīng)用確保當(dāng)流體流通過(guò)輸送通道時(shí)，在磁體附近的磁性顆粒，例如可以被磁化或消磁的鐵顆粒，保持附著在流動(dòng)通道/流體通道的內(nèi)壁上或直接附著在磁體的固體物質(zhì)層上。因此，流體通過(guò)輸送通道或流體通道的流動(dòng)不被阻礙。此外，通過(guò)從實(shí)際的流體中分離磁體，確保了即使在流體具有強(qiáng)化學(xué)或物理侵蝕性的情況下，例如使用鹽溶液甚或是非醫(yī)療用途的酸或熱流體，磁體的材料本身也不會(huì)被損壞。

16、例如可以通過(guò)關(guān)閉電磁體，或者將永磁體暫時(shí)從輸送通道中移除，從而沖洗分離裝置。這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于，無(wú)需將分離裝置本身從輸送通道中取出就能夠沖洗分離裝置。

17、在設(shè)計(jì)中，設(shè)想了一種磁體，專用于與輸送通道中的流體中的磁性顆?；蚩纱呕w粒相互作用。

18、具體的，還將分離裝置的磁體與泵驅(qū)動(dòng)和/或閥門驅(qū)動(dòng)的附加磁體或電樞分開提供，在臨近分離裝置的位置，尤其是相對(duì)于分離裝置的優(yōu)選流動(dòng)方向的下游的位置，提供所述分離裝置的磁體。

19、一種設(shè)計(jì)設(shè)想了一種分離裝置，包括第一和第二流體連接，分離裝置在其間形成流體密封的流體通道。

20、在這種情況下，在分離裝置的框架中的輸送通道中直接形成流體通道，從而在所述流體通道中，液體在例如第一和第二流體連接之間移動(dòng)，例如在進(jìn)入通道和排出通道之間。在這種情況下，流體通道可以形成輸送通道，或者在輸送通道中形成，例如以導(dǎo)管的形式形成。

21、在進(jìn)一步的設(shè)計(jì)中，設(shè)想了被透磁固體物質(zhì)層包住的磁體，且在該磁體周圍，流體可以至少在一些區(qū)域內(nèi)流動(dòng)，例如在一實(shí)施例中，流體還可以在磁體的周圍流動(dòng)，所述磁體被設(shè)置在流體通道之中。

22、在這種情況下，磁體被設(shè)置在流體通道中，且其可以為流過(guò)的流體提供最大的相互作用面積。因此，適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大流體通道的橫截面是有益的，可以使得有足夠的空間讓流體流過(guò)磁體的周圍。該磁體本身的周圍或至少是流體經(jīng)過(guò)的面可以被例如塑料層覆蓋，或者也可以被經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚淼陌兘饘?metallisation)覆蓋。所述磁體應(yīng)該被外殼固定，例如通過(guò)流體通道中的立柱或者別種固定裝置固定。

23、因此，將磁體設(shè)計(jì)為圓柱體或者長(zhǎng)方體是有益的，所述磁體在流體通道縱向上的長(zhǎng)度大于其在所述流體通道橫向上的長(zhǎng)度，且被設(shè)置在所述流體通道的圓柱截面處。

24、在這種情況下，流體通道的圓柱形或截面矩形部分以及所述磁體可以設(shè)計(jì)成細(xì)長(zhǎng)狀，使得流過(guò)磁體的流體有足夠的相互作用時(shí)間，以讓各自的磁性顆粒吸引在磁鐵上并牢固地固定。

25、還可以有益地設(shè)想磁體內(nèi)的磁場(chǎng)線橫向地延伸，尤其是垂直于流體的流動(dòng)方向延伸。

26、在這種情況下，在磁體各面上形成牢固地固定各自的磁性部件的磁極，流體通過(guò)所述磁極之后，即沿著流體通道的縱向流動(dòng)。然而，也可以將磁化設(shè)計(jì)成使得磁極在流體通道的縱向方向上對(duì)準(zhǔn)。這樣，使得磁體與流體中的磁性顆粒的主要相互作用表面位于磁體位于上游和下游的兩端。

27、分離裝置也可以被設(shè)計(jì)為使得磁體在流動(dòng)方向上具有比垂直于流動(dòng)方向更短的延伸。

28、在這種情況下，磁體可以形成碟狀，其中將磁性碟設(shè)置為垂直于流體通道中的流體方向，且根據(jù)情況可能會(huì)產(chǎn)生圍繞所述碟流動(dòng)的渦流。在這種情況下，磁體會(huì)施加一定的流動(dòng)阻力，但是由于流體的渦流，可以成功地使所有位于流體中的顆粒遲早進(jìn)入磁體的鄰接處并被牢固地固定。

29、在選用細(xì)長(zhǎng)的磁體的情況下，可以在分離裝置區(qū)域提供靜止在流體流中的以及確保非層流并確保顆粒接近磁體裝置的渦流元件。

30、在進(jìn)一步的設(shè)計(jì)中，設(shè)想了例如環(huán)繞著輸送通道的環(huán)體，其中所述輸送通道被配置為用于接收具有貫流通道的導(dǎo)管，且其中在鄰接輸送通道的空腔中的環(huán)體內(nèi)設(shè)置磁體。

31、在這種情況下，分離裝置本身不會(huì)與流體直接接觸，而是將輸送通道配置為使得輸送通道可以接收具有流體通道的導(dǎo)管。這樣具有的優(yōu)點(diǎn)在于，可以在不中斷流體通道的情況下裝配和拆卸分離裝置，因此例如不會(huì)中斷流體流動(dòng)?？梢栽O(shè)想，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，將環(huán)體設(shè)計(jì)為在圓周方向上作為一個(gè)整體。然而，也可以設(shè)想，使環(huán)體在圓周方向上至少被截?cái)嘁淮?，尤其是可以彎折打開以粘附在導(dǎo)管上。

32、在這種情況下，通過(guò)將分離裝置上的所述環(huán)體簡(jiǎn)單地彎折打開并推到導(dǎo)管上，就可以用相當(dāng)簡(jiǎn)單的方式在導(dǎo)管上應(yīng)用和設(shè)置分離裝置。因此，分離裝置的移除也是簡(jiǎn)單的。然而，在這種結(jié)構(gòu)形式下，與包括位于流體通道中的磁體的分離裝置相比，分離裝置的結(jié)構(gòu)尺寸可能會(huì)稍微的增加。

33、在進(jìn)一步的設(shè)計(jì)中，設(shè)想了在磁體裝置區(qū)域的流動(dòng)通道具有比設(shè)置在磁體裝置區(qū)域的沿流體方向的上游區(qū)域的流動(dòng)通道更大的橫截面。

34、在這種配置下，分離裝置區(qū)域中的流體流被擴(kuò)大的橫截面減速，使得磁性顆?？梢杂懈蟮母怕时淮朋w吸引并被牢固地固定，不論分離裝置是包括圍繞著輸送通道且具有磁體的環(huán)體還是包括本身位于流體通道中的磁體。此外，在這種方式下，可以確保流體通道不會(huì)被阻塞，也就是說(shuō)，流體流不會(huì)被分離出來(lái)的顆粒阻礙。相對(duì)于分離裝置的區(qū)域，可以減小直接在分離裝置上游的流體通道的橫截面，但也可以另選地或者附加地減少直接在分離裝置下游的流體通道的橫截面。通過(guò)這種方式，沿著流體的流動(dòng)方向，分離裝置區(qū)域的橫截面可以是與分離裝置直接相連的上游的橫截面的例如至少二倍，尤其可以是三倍或者五倍，并且還可以是與分離裝置直接相連的下游的橫截面的例如至少二倍，尤其可以是三倍或者五倍。然而，也可以按照磁體將顆粒輸送到空腔或者存儲(chǔ)器的方式設(shè)計(jì)流體通道，使得這些顆粒不會(huì)阻礙流體流。

35、除了上述類型的分離裝置以及導(dǎo)管裝置，本保護(hù)性權(quán)利申請(qǐng)還涉及一種保護(hù)裝置，用于保護(hù)與流動(dòng)流體相關(guān)的功能元件，其中提供了一種分離裝置，用于阻止位于流體中的顆粒，且具有至少一個(gè)磁體元件，尤其是具有上述類型的分離裝置，所述磁體元件以沿著流體的流動(dòng)通道，尤其是沿著導(dǎo)管，以遠(yuǎn)離功能元件的方式，尤其是與本功能元件分離的方式，來(lái)提供。

36、可以有益地將分離裝置設(shè)置在相對(duì)流體的主要流動(dòng)方向位于功能元件的上游的位置，但是也可以簡(jiǎn)單地一個(gè)接一個(gè)地設(shè)置兩個(gè)所述元件，尤其是相互遠(yuǎn)離地設(shè)置，例如在結(jié)構(gòu)上彼此分離，例如以具有不同殼體的兩個(gè)單獨(dú)的結(jié)構(gòu)元件的形式。

37、功能元件可以不含磁性元件或者磁作用元件，且可以例如作為整體是非磁性的?？梢园ㄒ粋€(gè)或多個(gè)滾珠軸承和/或滑動(dòng)軸承。功能元件還可以例如包括要被保護(hù)以免受顆粒損壞的密封面。

38、功能元件也可以是不同的物品，尤其是需要保護(hù)的物品，例如人類或者動(dòng)物的身體的一部分。然而，在多數(shù)情況下，所述功能元件是軸承，例如滑動(dòng)軸承或者滾珠軸承和/或密封裝置。

39、功能元件還可以包括磁性組件，例如轉(zhuǎn)子的驅(qū)動(dòng)磁體或平移驅(qū)動(dòng)器或磁閥的驅(qū)動(dòng)磁體。分離裝置的磁體元件可以是與功能元件的磁性組件分離的磁體，或者專門具有顆粒分離功能的磁性結(jié)構(gòu)元件的功能表面，其中磁性結(jié)構(gòu)元件的其他功能表面可以執(zhí)行功能元件的其他功能，例如驅(qū)動(dòng)功能。在后一種情況下，分離裝置的磁體元件可以與功能元件的磁性結(jié)構(gòu)元件相結(jié)合，與其結(jié)合在一起，與其集合在一起，尤其是與其在殼體中集合在一起。因此，分離裝置的功能表面可以在顆粒，尤其是磁性和/或可磁化磁體顆粒，能夠接觸到功能元件之前就加以捕獲并束縛。

40、一個(gè)附加方面涉及連接到分離裝置的功能元件，尤其是根據(jù)本保護(hù)性權(quán)利申請(qǐng)，尤其是包括有可在兩端位置之間驅(qū)動(dòng)的封閉元件的閥門，其中在所述封閉元件中集成有磁性材料或可磁化材料或所具有的磁阻尤其低的材料的一個(gè)或多個(gè)電樞，且其中所述分離裝置的磁體與所述封閉元件相組合，尤其是固定地連接、有益地共同集成。

41、下面結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例表示和說(shuō)明本發(fā)明。