DE10035989A1

DE10035989A1 - Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung

Info

Publication number: DE10035989A1
Application number: DE10035989A
Authority: DE
Inventors: Jun Maekawa; Takayoshi Ozaki
Original assignee: Terumo Corp; NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: Terumo Corp; NTN Corp
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 2000-07-24
Publication date: 2001-09-20
Also published as: EP1070510A2; DE60032678D1; DE60032678T2; EP1818068A8; ATE350079T1; US6398506B1; EP1070510A3; EP1818068A3; EP1070510B1; EP1818068A2

Abstract

Eine Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung 1 umfaßt eine Zentrifugal-Fluidpumpe und eine Steuereinrichtung 6. Die Zentrifugal-Fluidpumpe umfaßt ein Pumpenabteil 2 mit einem Gehäuse 20 und einem Flügelrad, welches ein erstes magnetisches Material 25 und ein zweites magnetisches Material 28 aufweist und drehbar in dem Gehäuse aufgenommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, und ein das Flügelrad-Drehmoment erzeugendes Abteil 3 mit einem Rotor 31, welches einen Magneten 33 zur Anziehung des ersten magnetischen Materials des Flügelrades und einen Motor 34 zum Antrieb des Rotors besitzt, sowie ein die Flügelradposition steuerndes Abteil 4 mit einem Elektromagneten 41 zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials des Flügelrades. Die Steuereinrichtung 6 besitzt eine Funktion zur Begrenzung der Eingabe der Motordrehzahl, wenn diese größe ist als eine vorgegebene Drehzahl, oder zur Begrenzung der Eingabe eines Motorantriebsstromes, wenn dieser einen Wert aufweist, der größer ist als ein vorgegebener Wert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zum Pumpen eines medizinischen Fluides, bei welchem es sich in der Regel um Blut handelt.

Bei modernen medizinischen Behandlungen werden in künstlichen Herz-/ Lungenmaschinen für die extrakorporale Blutzirkulation zunehmend Zentrifugal-Blutpumpen eingesetzt. Im allgemeinen werden Zentrifugalpumpen mit Magnetkupplung verwendet, bei welchen ein Antriebsmoment eines externen Motors über eine Magnetkupplung auf ein Flügelrad übertragen wird, weil in dieser Weise eine physische Verbindung zwischen der Blutkammer der Pumpe und der Außenseite vollständig ausgeschlossen und das Eindringen von Bak terien verhindert werden kann.

Die Zentrifugal-Blutpumpen umfassen ein Gehäuse mit einer Bluteinlaßöffnung und einer Blutauslaßöffnung sowie ein Flügelrad, welches drehbar in dem Gehäuse angeordnet ist und das Blut durch eine Zentrifugalkraft, die durch seine Drehung erzeugt wird, fördert. Das Flügelrad, in welchem magnetische (permanentmagnetische) Materialien angeordnet sind, wird durch einen Rotor, welcher Magnete zur Anziehung der magnetischen Materialien des Flügelrades zu diesen hin besitzt, sowie durch einen ein Drehmoment erzeugenden Mecha nismus, der einen Motor zur Drehung des Rotors aufweist, angetrieben. Das Flügelrad dreht sich, ohne das Gehäuse zu berühren, indem es durch eine magnetische Kraft zu der Seite, die der Seite, an welcher der Rotor angeordnet ist, gegenüberliegt, gezogen wird.

Bei der Zentrifugal-Fluidpumpe mit Magnetkupplung besteht die Gefahr, daß die Magnetkupplung einem Antriebskollaps unterliegt (mit anderen Worten, daß eine Entkupplung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor eintritt), wenn eine außergewöhnliche Belastung auf das sich drehende Flügelrad oder dergleichen ausgeübt wird. Wenn der Antriebskollaps eintritt, kommt die Drehung des Flügelrades zum Erliegen.

Um den Antriebskollaps zu vermeiden, ist es ratsam, einen Magneten zu ver wenden, welcher eine große magnetische Kraft aufweist. Das Flügelrad kann sich infolge des Gleichgewichtes zwischen der Anziehungskraft, die durch die Magnetkupplung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor ausgeübt wird, und einer Anziehungskraft, die der Anziehungskraft der Magnetkupplung reziprok ist und durch einen Elektromagneten oder dergleichen erzeugt wird, ohne Be rührung des Gehäuses drehen. Es ist möglich, das Auftreten des Antriebs kollapses durch Erhöhung der magnetischen Kraft in der Magnetkupplung zu verhindern. Es ist jedoch notwendig, den Elektromagneten mit einem starken Strom zu versorgen. In einer Blutpumpe, die in den Körper des Menschen implantiert werden soll, ist jedoch die Reduzierung des Energieverbrauches eine wichtige Aufgabe.

Eine erste Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Zentrifugal-Fluidpump vorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, einen Antriebskollaps in der Magnetkupplung, d. h. zwischen einem Flügelrad und einem Rotor zu ver hindern, ohne die magnetische Kraft in der Magnetkupplung zu erhöhen.

Bei einer Zentrifugal-Fluidpumpe mit Magnetkupplung besteht die Gefahr, daß die Magnetkupplung einem Antriebskollaps unterliegt, wenn eine außer gewöhnliche Belastung auf das sich drehende Flügelrad oder dergleichen zunehmend ausgeübt wird. Wenn der Antriebskollaps eintritt, kommt die Drehung des Flügelrades zum Erliegen. Es ist deshalb wünschenswert, dem Auftreten des Antriebskollapses in der Magnetkupplung zuverlässig ent gegenzuwirken. Es besteht ebenfalls Bedarf an einer Erkennungsfunktion, die es ermöglicht, einen Zustand, der fälschlicherweise als Auftreten eines Antriebs kollapses ermittelt wurde, als Zustand zu erkennen, in welchem kein Antriebskollaps eingetreten ist.

Eine zweite Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Zentrifugal-Fluidpump vorrichtung zu schaffen, die eine Erkennungsfunktion für einen Antriebskollaps besitzt, mit welcher es von außen sicher feststellbar ist, ob in der Magnet kupplung ein Antriebskollaps eingetreten ist oder nicht, und welche einen Zustand, in welchem der Antriebskollaps nicht eingetreten ist, kaum fälsch licherweise als einen Zustand erkennt, in welchem der Antriebskollaps einge treten ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Zentrifugal-Fluidpump vorrichtung geschaffen, umfassend eine Zentrifugal-Fluidpumpe, die ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil enthält, das ein Gehäuse aufweist, welches eine Bluteinlaßöffnung und eine Blutauslaßöffnung besitzt, sowie ein Flügelrad, in welchem ein erstes magnetisches Material und ein zweites magnetisches Material angeordnet sind, und welches drehbar im Gehäuse aufgenommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, um durch eine Zentrifugalkraft, die durch seine Drehung entwickelt wird, ein Fluid zu fördern, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil, welches einen Rotor umfaßt, der einen Magneten zur Anziehung des ersten magnetischen Materials des Flügelrades und einen Motor zur Drehung des Rotors aufweist, und ein die Flügelradposition steuerndes Abteil, welches einen Elektromagneten zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials des Flügelrades aufweist, sowie eine Steuereinrichtung, die einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer festgesetzten Drehzahl des Motors oder einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer festgesetzten, den Motor antreibenden Stromstärke umfaßt; und eine Funktion zur Begrenzung der Eingabe der Drehzahl des Motors, wenn diese eine vorgegebene Drehzahl übersteigt oder zur Begrenzung der Eingabe des den Motor antreibenden Stromes, wenn dieser eine vorbestimmte Stromstärke überschreitet.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Zentrifugal-Fluidpump vorrichtung geschaffen, umfassend eine Zentrifugal-Fluidpumpe, die ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil enthält, das ein Gehäuse aufweist, welches eine Bluteinlaßöffnung und eine Blutauslaßöffnung besitzt, sowie ein Flügelrad, in welchem ein erstes magnetisches Material und ein zweites magnetisches Material angeordnet sind, und welches drehbar in dem Gehäuse aufgenommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, um durch eine Zentrifugalkraft, die durch seine Drehung entwickelt wird, ein Fluid zu fördern, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil, welches einen Rotor umfaßt, der einen Magneten zur Anziehung des ersten magnetischen Materials des Flügelrades und einen Motor zur Drehung des Rotors aufweist, und ein die Flügelradposition steuerndes Abteil, welches einen Elektromagneten zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials des Flügelrades aufweist, sowie eine Steuereinrichtung, die einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer den Motor antreibenden Strom stärke oder einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer festgesetzten Drehzahl des Motors aufweist; und einen die Motordrehung steuernden Bereich, der eine Funktion zur Speicherung eines oberen Grenzwertes des den Motor an treibenden Stromes und eine Funktion zur Begrenzung der Zuführung eines den Motor antreibenden Stromes aufweist, welcher einen Wert aufweist, der größer ist als der gespeicherte obere Grenzwert für den Motor.

Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Zentrifugal-Fluidpump vorrichtung geschaffen, umfassend eine Zentrifugal-Fluidpumpe, die ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil enthält, das ein Gehäuse aufweist, welches eine Bluteinlaßöffnung und einer Blutauslaßöffnung besitzt, sowie ein Flügelrad, in welchem ein erstes magnetisches Material und ein zweites magnetisches Material angeordnet sind, und welches drehbar in dem Gehäuse aufgenommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, um durch eine Zentrifugalkraft, die durch seine Drehung entwickelt wird, ein Fluid zu fördern, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil, welches einen Rotor umfaßt, der einen Magneten zur Anziehung des ersten magnetischen Materials des Flügelrades und einen Motor zur Drehung des Rotors aufweist, und ein die Flügelradposition steuerndes Abteil, welches einen Elektromagneten zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials des Flügelrades aufweist, sowie eine Steuereinrichtung, die einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer festgesetzten Drehzahl des Motors aufweist und einen die Motordrehung steuernden Bereich, der eine Funktion zur Speicherung eines oberen Grenzwertes für die Drehzahl des Motors aufweist; eine Vergleichsfunktion zum Vergleich des gespeicherten oberen Grenzwertes für die Drehzahl des Motors mit einer festgesetzten Drehzahl des Motors, die in den Eingabeabschnitt zur Eingabe einer festgesetzten Drehzahl des Motors einge geben wurde; und eine Motordrehungs-Steuerungsfunktion zur Steuerung der Drehung des Motors in der Weise, daß sich der Motor mit der festgesetzten Drehzahl dreht, wenn die festgesetzte Drehzahl des Motors kleiner ist als die Obergrenze für die Drehzahl des Motors, sowie in der Weise, daß sich der Motor mit dem oberen Grenzwert der Drehzahl des Motors dreht, wenn die festgesetzte Drehzahl des Motors größer ist als deren oberer Grenzwert.

Nach einem vierten Aspekt der Erfindung wird eine Zentrifugal-Fluidpump vorrichtung geschaffen, umfassend eine Zentrifugal-Fluidpumpe, die ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil enthält, das ein Gehäuse aufweist, welches eine Bluteinlaßöffnung und eine Blutauslaßöffnung besitzt, sowie ein Flügelrad, in welchem ein erstes magnetisches Material und ein zweites magnetisches Material angeordnet sind, und welches drehbar in dem Gehäuse aufgenommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, um durch eine Zentrifugalkraft, die durch seine Drehung entwickelt wird, ein Fluid zu fördern, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil, welches einen Rotor umfaßt, der einen Magneten zur Anziehung des ersten magnetischen Materials des Flügelrades und einen Motor zur Drehung des Rotors aufweist, und ein die Flügelradposition steuerndes Abteil, welches einen Elektromagneten zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials des Flügelrades aufweist, sowie eine Steuereinrichtung, die einen Erfassungsabschnitt zur Erfassung der Drehzahl des Motors und einen die Motordrehzahl steuernden Bereich aufweist, der eine Funktion zur Speiche rung einer Obergrenze für die Drehzahl des Motors und eine Steuerfunktion zur Steuerung der Motordrehung in der Weise besitzt, daß eine ermittelte Drehzahl des Motors die Obergrenze für die Drehzahl nicht überschreitet.

Nach einem fünften Aspekt der Erfindung wird eine Zentrifugal-Fluidpump vorrichtung geschaffen, umfassend eine Zentrifugal-Fluidpumpe, die ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil enthält, das ein Gehäuse aufweist, welches eine Bluteinlaßöffnung und eine Blutauslaßöffnung besitzt, sowie ein Flügelrad, in welchem ein erstes magnetisches Material und ein zweites magnetisches Material angeordnet sind, und welches drehbar in dem Gehäuse aufgenommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, um durch eine Zentrifugalkraft, die durch seine Drehung entwickelt wird, ein Fluid zu fördern, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil, welches einen Rotor umfaßt, der einen Magneten zur Anziehung des ersten magnetischen Materials des Flügelrades und einen Motor zur Drehung des Rotors aufweist, und ein die Flügelradposition steuerndes Abteil, welches einen Elektromagneten zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials des Flügelrades aufweist, sowie eine Steuereinrichtung, die eine Erfassungsfunktion zur Erfassung des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes besitzt, und eine Motorsteuerfunktion zur Steuerung der Motordrehung in der Weise, daß die Drehgeschwindigkeit des Motors vermindert wird, wenn eine Amplitude des elektrischen Stromes, die durch den Elektromagneten fließt und durch die Ermittlungsfunktion ermittelt wurde, größer ist als ein vorbestimmter Wert.

Nach einem sechsten Aspekt der Erfindung wird eine Zentrifugal-Fluidpump vorrichtung geschaffen, umfassend eine Zentrifugal-Fluidpumpe, die ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil enthält, das ein Gehäuse aufweist, welches eine Bluteinlaßöffnung und eine Blutauslaßöffnung besitzt, sowie ein Flügelrad, in welchem ein erstes magnetisches Material und ein zweites magnetisches Material angeordnet sind und welches drehbar in dem Gehäuse aufgenommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, um durch eine Zentrifugalkraft, die durch seine Drehung entwickelt wird, ein Fluid zu fördern, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil, welches einen Rotor umfaßt, der einen Magneten zur Anziehung des ersten magnetischen Materials des Flügelrades und einen Motor zur Drehung des Rotors aufweist, und ein die Flügelradposition steuerndes Abteil, welches einen Elektromagneten zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials des Flügelrades aufweist, sowie eine Steuereinrichtung, die eine Erfassungsfunktion zur Erfassung des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes besitzt, und eine Motorsteuerfunktion zur Steuerung der Motordrehung in der Weise, daß die Drehgeschwindigkeit des Motors vermindert wird, wenn ein Durchschnittswert der elektrischen Ströme, die durch die Ermittlungsfunktion ermittelt werden und durch den Elektro magneten während einer vorbestimmten Zeitdauer fließen, geringer ist als ein vorbestimmter Wert.

Nach einem siebenten Aspekt der Erfindung wird eine Zentrifugal-Fluidpump vorrichtung geschaffen, umfassend eine Zentrifugal-Fluidpumpe, die ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil enthält, das ein Gehäuse aufweist, welches eine Bluteinlaßöffnung und eine Blutauslaßöffnung besitzt, sowie ein Flügelrad, in welchem ein erstes magnetisches Material und ein zweites magnetisches Material angeordnet sind, und welches drehbar in dem Gehäuse aufgenommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, um durch eine Zentrifugalkraft, die durch seine Drehung entwickelt wird, ein Fluid zu fördern, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil, welches einen Rotor umfaßt, der einen Magneten zur Anziehung des ersten magnetischen Materials des Flügelrades und einen Motor zur Drehung des Rotors aufweist, und ein die Flügelradposition steuerndes Abteil, welches einen Elektromagneten zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials des Flügelrades aufweist, sowie eine Steuereinrichtung, die eine Erfassungsfunktion zur Erfassung des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes besitzt, und eine Motorsteuerfunktion zur Steuerung der Motordrehung in der Weise, daß die Drehgeschwindigkeit des Motors vermindert wird, wenn ein fallender Durchschnitt der Werte elektrischer Ströme, die durch diesen hindurchfließen, im Vergleich zum Durchschnitt von Werten elektrischer Ströme, die während eines früheren Zeitabschnittes bei Betätigung der Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung hindurchflossen, einen vor bestimmten Bereich überschreitet.

Nach einem achten Aspekt der Erfindung wird eine Zentrifugal-Fluidpump vorrichtung geschaffen, umfassend eine Zentrifugal-Fluidpumpe, die ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil enthält, das ein Gehäuse aufweist, welches eine Bluteinlaßöffnung und eine Blutauslaßöffnung besitzt, sowie ein Flügelrad, in welchem ein erstes magnetisches Material und ein zweites magnetisches Material angeordnet sind, und welches drehbar in dem Gehäuse aufgenommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, um durch eine Zentrifugalkraft, die durch seine Drehung entwickelt wird, ein Fluid zu fördern, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil, welches einen Rotor, der einen Magneten zur Anziehung des ersten magnetischen Materials des Flügelrades und einen Motor zur Drehung des Rotors aufweist, und ein die Flügelradposition steuerndes Abteil, welches einen Elektromagneten zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials des Flügelrades aufweist, sowie eine Steuereinrichtung, die eine Erfassungsfunktion zur Erfassung des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes besitzt; eine Erfassungsfunktion zur Erfassung des Motor antriebsstromes; eine Erfassungsfunktion zur Erfassung der Drehzahl des Motors; und eine Funktion zur Bestimmung, ob das Flügelrad einem Antriebs kollaps unterliegt oder nicht, unter Verwendung der Stromstärke, die durch die Erfassungsfunktion zur Erfassung des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes ermittelt wurde, der Stromstärke für den Motorantrieb, die durch die Erfassungsfunktion für die Erfassung des Motorantriebsstromes ermittelt wurde, sowie der Drehzahl des Motors, die durch die Erfassungs funktion für die Erfassung der Drehzahl ermittelt wurde.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorgenannten sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen besser verständlich werden.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches eine Ausführungsform der erfindungs gemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zeigt.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel einer Zentrifugal-Fluidpumpe zeigt, welche bei der Erfindung verwendet wird.

Fig. 3 ist ein waagerechter Querschnitt, welcher die in Fig. 2 dargestellte Zentrifugal-Fluidpumpe in Höhe des Flügelrades zeigt.

Fig. 4 ist ein vertikaler Schnitt, welcher die in Fig. 3 dargestellte Zentrifugal- Fluidpumpe zeigt.

Fig. 5 ist eine Draufsicht, welche die in Fig. 2 dargestellte Zentrifugal- Fluidpumpe zeigt.

Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, welches eine erfindungsgemäße Ausführungs form der Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung darstellt.

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild, welches eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung darstellt.

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, welches noch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung darstellt.

Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, welches noch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung darstellt.

Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, welches noch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung darstellt.

Fig. 11 ist ein Flußdiagramm zur Beschreibung eines Steuersystems für die in Fig. 10 dargestellte Ausführungsform der Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung.

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild, welches noch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zeigt.

Fig. 13 ist ein Flußdiagramm zur Beschreibung eines Steuersystems für die in Fig. 12 dargestellte Ausführungsform der Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung.

Fig. 14 ist ein Flußdiagramm zur Beschreibung eines Steuersystems noch einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifugal- Fluidpumpvorrichtung.

Fig. 15 ist ein Blockschaltbild, welches noch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zeigt.

Fig. 16 ist eine Seitenansicht eines Beispieles einer Zentrifugal-Fluidpumpe, welche erfindungsgemäß verwendet wird.

Fig. 17 ist ein horizontaler Querschnitt, welcher die in Fig. 16 dargestellte Zentrifugal-Fluidpumpe in Höhe des Flügelrades zeigt.

Fig. 18 ist ein vertikaler Schnitt, welcher die in Fig. 16 dargestellte Zentrifugal-Fluidpumpe zeigt.

Fig. 19 ist eine Draufsicht, welche die in Fig. 16 dargestellte Zentrifugal- Fluidpumpe darstellt.

Fig. 20 ist eine erläuternde Darstellung, welche die Änderung des elektrischen Stromes zeigt, der durch die Magnetkupplung fließt, wenn ein Flügelrad bei Verwendung in einer Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung einem Antriebskollaps unterliegt (Antriebskollaps der Magnetkupplung).

Fig. 21 ist ein Blockschaltbild des Beispieles einer Schaltung zur Ermittlung des Auftretens eines Antriebskollapses (eines Antriebskollapses der Magnetkupplung) des Flügelrades zum Einsatz in der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung.

Fig. 22 ist eine erläuternde Darstellung zur Verdeutlichung der Beziehung zwischen der Drehzahl des Motors und des ihm in der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zugeleiteten elektrischen Stromes.

Fig. 23 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel einer zweiten Schaltung zur Ermittlung des Antriebskollapses (eines zweiten Antriebskollapses der Magnetkupplung) des Flügelrades zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zeigt.

Fig. 24 ist ein Blockschaltbild, welches eine Ausführungsform einer zweiten Schaltungsanordnung zur Ermittlung des Auftretens des Antriebskollapses (eines zweiten Antriebskollapses der Magnetkupplung) des Flügelrades zur Ver wendung in der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zeigt.

Fig. 25 ist ein Blockschaltbild, welches ein weiteres Beispiel einer zweiten Schaltung zur Ermittlung des Auftretens des Antriebskollapses (eines zweiten Antriebskollapses der Magnetkupplung) des Flügelrades zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zeigt.

Fig. 26 ist ein Flußdiagramm, welches ein Beispiel einer Funktion zur Ver hinderung des Antriebskollapses zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zeigt.

Fig. 27 ist ein Flußdiagramm, welches ein weiteres Beispiel einer Funktion zur Verhinderung eines Antriebskollapses zur Verwendung in der erfindungs gemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zeigt.

Fig. 28 ist ein Flußdiagramm, welches noch ein weiteres Beispiel einer Funktion zur Verhinderung eines Antriebskollapses zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zeigt.

Fig. 29 ist ein Flußdiagramm, welches noch ein weiteres Beispiel einer Funktion zur Verhinderung eines Antriebskollapses zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zeigt.

Fig. 30 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel einer Schaltung zur Ermittlung, ob sich der Motor in einem hochbelasteten Zustand dreht, zur Ver wendung in der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zeigt.

Fig. 31 ist ein Blockschaltbild, welches ein weiteres Beispiel einer Schaltung zur Ermittlung, ob sich der Motor in einem hochbelasteten Zustand dreht, zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zeigt.

Fig. 32 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel einer Schaltung zur Ermittlung der Anomalie der Position des Flügelrades (der Magnetkupplung) zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zeigt.

Fig. 33 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen dem Zeitablauf und dem Ausgangswert eines Magnetkupplungssensors sowie eines integrierten Wertes aus voneinander abweichenden Ausgangswerten des Sensors für die Magnetkupplung, wenn die Magnetkupplung eine Anomalie zeigt (eine Anomalie der Position des Flügelrades in der Zentrifugal-Fluidpump vorrichtung).

Fig. 34 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen dem Zeitablauf und dem Ausgangswert eines Magnetkupplungssensors sowie eines integrierten Wertes aus voneinander abweichenden Ausgangswerten des Sensors für die Magnetkupplung, wenn die Magnetkupplung eine abweichende Art der Anomalie (der Anomalie der Position des Flügelrades) in der Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zeigt.

Fig. 35 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen dem Zeitablauf und dem Ausgangswert des Magnetkupplungssensors sowie eines Wertes des elektrischen Stromes, der durch den Elektromagneten fließt, wenn die Magnetkupplung eine Anomalie (eine Anomalie des elektrischen Stromflusses durch den Elektromagneten) in der Zentrifugal-Fluidpump vorrichtung zeigt.

Fig. 36 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel einer Erfassungsschaltung zur Erfassung der Anomalie (der Anomalie des elektrischen Stromflusses durch den Elektromagneten) der Magnetkupplung zur Verwendung in der erfindungs gemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS- FORMEN

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpump vorrichtung, welche in einer Blutpumpe verwendet wird, soll nunmehr unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben werden.

Eine erfindungsgemäße Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung 1 umfaßt eine Zentrifugal-Fluidpumpe 5 und eine Steuereinrichtung 6.

Die Zentrifugal-Fluidpumpe 5 umfaßt ein Pumpenabteil 2 mit einem Gehäuse 20 und einem Flügelrad 21, welches ein erstes magnetisches Material 25 und ein zweites magnetisches Material 28 aufweist und drehbar in dem Gehäuse aufge nommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, sowie ein Abteil 3 zur Erzeugung des Drehmomentes für das Flügelrad mit einem Rotor 31, der einen Magneten 33 zur Anziehung des ersten magnetischen Materials 25 des Flügelrades 21 und einen Motor 34 zur Drehung des Rotors 31 aufweist, und ein Abteil 4 für die Positionssteuerung des Flügelrades mit einem Elektromagneten 41 zur An ziehung des zweiten magnetischen Materials 28 des Flügelrades 21.

Wie die Fig. 1 und 6 zeigen, besitzt die Steuereinrichtung 6 einen Abschnitt 69a zur Eingabe einer festgesetzten Motorantriebs-Stromstärke (im weiteren als Eingabeabschnitt 69a für die Einstellung des Motorantriebsstromes bezeichnet) oder/und einen Abschnitt 69b zur Eingabe einer festgesetzten Drehzahl des Motors (im weiteren als Motordrehzahl-Eingabeabschnitt 69b bezeichnet) sowie eine Eingabebegrenzungsfunktion zur Begrenzung der Eingabe einer Drehzahl des Motors auf einen Wert, der nicht größer ist als ein vorbestimmter Wert, oder/und zur Begrenzung der Eingabe des Motorantriebsstromes auf einen Wert, der nicht größer ist als ein vorbestimmter Wert. Die Steuereinrichtung 6 besitzt einen Moduswahl-Eingabebereich 68 zur Auswahl der Eingabe der festgesetzten Motorantriebs-Stromstärke oder der Eingabe der festgesetzten Drehzahl des Motors.

In der Pumpvorrichtung 1 dieser Ausführungsform besitzt die Steuereinrichtung 6 einen Eingabeabschnitt 69a zum Festlegen des Motorantriebsstromes und einen Steuerbereich 65 für die Motordrehzahl. Der Steuerbereich 65 für die Motordrehzahl besitzt eine Funktion zum Speichern eines oberen Grenzwertes des Motorantriebsstromes und eine Funktion zur Begrenzung der Eingabe einer festgesetzten Motorantriebsstromstärke auf einen Wert, der nicht größer ist als ein gespeicherter oberer Grenzwert. Unter Verwendung einer zu fördernden Flüssigkeit (z. B. von Blut oder einer Flüssigkeit, deren Eigenschaften dem Blut nahekommen) wird eine Motorantriebs-Stromstärke, bei welcher die Zentrifugal pumpe einem Antriebskollaps (mit anderen Worten einer Entkupplung) unter liegt, durch Versuch ermittelt. Antriebskollaps bedeutet ein Antriebskollaps der Kupplung des Magnetlagers (mit anderen Worten ein Antriebskollaps der Magnetkupplung). Aus Sicherheitsgründen wird die in dieser Weise ermittelte Stromstärke, bei welcher ein Antriebskollaps eintritt, oder ein Wert, der 20 bis 50% geringer ist als dieser, als oberer Grenzwert des Motorantriebsstromes festgesetzt. Der obere Grenzwert wird im Speicherabschnitt 64 des Steuer bereiches 65 gespeichert. Wenn ein Operator einen Motorantriebsstrom eingibt, welcher eine Stärke aufweist, die größer ist als der gespeicherte obere Grenzwert, gibt der Steuerbereich 65 einen Befehl zum Blinken einer Alarmlampe 83 oder zum Betätigen einer Hupe 82 aus, um den Operator zu informieren, daß die eingegebene Motorantriebs-Stromstärke unakzeptabel ist. Demzufolge gibt der Operator eine andere Stromstärke ein. Weil die Steuereinrichtung 6 die vor stehend beschriebene Funktion aufweist, kann verhindert werden, daß der Motor mit einer Stromstärke angetrieben wird, die höher ist als die Motorantriebs- Stromstärke, bei welcher die Gefahr des Auftretens eines Antriebskollapses besteht. Dadurch besteht kaum die Möglichkeit des Auftretens eines Antriebs kollapses.

Zusätzlich zu der oben beschriebenen Ausführungsform kann die Steuer einrichtung 6 der Pumpvorrichtung 1 einen Eingabeabschnitt 69b zum Festlegen der Motordrehzahl und einen Motordrehzahl-Steuerbereich 65 aufweisen: Der Motordrehzahl-Steuerbereich 65 besitzt eine Funktion zum Speichern eines oberen Grenzwertes der Motordrehzahl und eine Funktion zur Begrenzung der Eingabe auf eine festgesetzte Motordrehzahl, welche größer ist als deren ge speicherter oberer Grenzwert. Unter Verwendung einer zu fördernden Flüssig keit (z. B. von Blut oder einer Flüssigkeit, deren Eigenschaften dem Blut nahe kommen) wird die Drehzahl des Motors ermittelt, bei welcher die Zentrifugal pumpe einem Antriebskollaps unterliegt. Zur Sicherheit wird die in dieser Weise ermittelte Drehzahl, die einen Antriebskollaps bewirkt, oder ein Wert, der 20 bis 50% niedriger ist als dieser, als oberer Grenzwert der Drehzahl des Motors festgelegt. Der obere Grenzwert wird im Speicherabschnitt 64 des Steuer bereiches 65 gespeichert. Wenn der Operator eine Drehzahl für den Motor ein gibt, welche größer ist als der gespeicherte obere Grenzwert, gibt der Steuer bereich 65 einen Befehl zum Blinken einer Lampe 83 oder zur Betätigung einer Hupe 82 aus, um den Operator zu informieren, daß die eingegebene Drehzahl des Motors unakzeptabel ist. Dadurch gibt der Operator eine andere Drehzahl für den Motor ein. Weil die Steuereinrichtung 6 die zuvor beschriebene Funktion aufweist, kann verhindert werden, daß der Motor mit einer Drehzahl betrieben wird, die größer ist als die Drehzahl, bei welcher der Motor der Gefahr des Auftretens eines Antriebskollapses ausgesetzt ist. Dadurch besteht kaum die Möglichkeit, daß ein Antriebskollaps auftritt.

Wie die Fig. 2 bis 5 zeigen, umfaßt die Zentrifugal-Fluidpumpe 5 ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil 2 mit einem Gehäuse 20, das eine Bluteinlaß öffnung 22 und eine Blutauslaßöffnung 23 sowie ein Flügelrad 21 aufweist, welches sich innerhalb des Gehäuses 20 dreht, um durch die bei seiner Drehung entstehende Zentrifugalkraft Blut zu fördern, ein das Flügelraddrehmoment erzeugendes Abteil 3 (ein ungesteuertes Magnetkupplungsabteil) für das Flügel rad 21 und ein Steuerabteil 4 für die Flügelradposition (ein gesteuertes Magnet kupplungsabteil) für das Flügelrad 21.

Das ungesteuerte Magnetkupplungsabteil 3 und das gesteuerte Magnet kupplungsabteil 4 wirken in der Weise zusammen, daß sich das Flügelrad 21 dreht, während es innerhalb des Gehäuses 20 in seiner Position gehalten wird.

Das Gehäuse 20 besitzt eine Bluteinlaßöffnung 22 und eine Blutauslaßöffnung 23 und ist aus einem nichtmagnetischen Material gebildet. Das Gehäuse 20 bildet eine darin befindliche Blutkammer 24, welche in Fluidverbindung mit den Bluteinlaß- und -auslaßöffnungen 22 und 23 steht. Das Flügelrad 21 ist inner halb des Gehäuses 20 aufgenommen. Die Bluteinlaßöffnung 22 steht in einer im wesentlichen vertikalen Richtung von einer Position nahe der Mitte der oberen Fläche des Gehäuses 20 vor. Die Blutauslaßöffnung 23 steht von einer Seiten fläche des im wesentlichen zylindrischen Gehäuses 20 in tagentialer Richtung vor.

Das scheibenförmige Flügelrad 21, welches in seiner Mitte eine Durchgangs bohrung aufweist, ist innerhalb der Blutkammer 24 des Gehäuses 20 aufge nommen. Das Flügelrad 21 umfaßt ein scheibenförmiges Teil oder eine untere Abdeckung 27, welches dessen untere Fläche bildet, und ein ringplattenförmiges Teil oder eine obere Abdeckung 28 bildet dessen obere Fläche sowie eine Öffnung in deren Mitte, und eine Mehrzahl von (in der Ausführungsform sechs) Flügeln 18 (siehe Fig. 3) sind zwischen den oberen und unteren Abdeckungen 27 und 28 eingeformt.

Die Flügel 18 bilden eine jeweilige Mehrzahl von (in der Ausführungsform sechs) Blutdurchlässen 26 zwischen jeweils zwei benachbarten Flügeln und zwischen den unteren und oberen Abdeckungen.

Jeder Blutdurchlaß 26 erstreckt sich in gekrümmter Weise von der Mittelöffnung zur äußeren Peripherie des Flügelrades 21. Anders ausgedrückt sind die Flügel 18 zwischen benachbarten Blutdurchlässen 26 angeordnet. In der Ausführungs form sind die Flügel 18 und die Blutdurchlässe 26 jeweils in gleichwinkligen Abständen angeordnet und haben im wesentlichen dieselbe Form.

Eine Mehrzahl von ersten magnetischen Materialien 25 (in der Ausführungsform sechs) sind in das Flügelrad 21 eingebettet. Die magnetischen Materialien (z. B. Permanentmagnete) 25 sind Permanentmagnete und dienen als Nachlauf magnete. Die magnetischen Materialien 25 sind im Flügelrad 21 so vorgesehen, daß das Flügelrad 21 durch einen Permanentmagneten 33, welcher im Rotor 31 des das Drehmoment erzeugenden Abteiles 3 vorgesehen ist und im weiteren beschrieben werden soll, von der Bluteinlaßöffnung 22 weggezogen wird und daß das Drehmoment von dem das Drehmoment erzeugenden Abteil 3 auf das Flügelrad 21 übertragen wird. Diese mehreren einzelnen magnetischen Mate rialien 25, die in das Flügelrad 21 eingebettet sind, sichern die magnetische Kupplung mit dem Rotor 31, welcher im weiteren beschrieben werden soll. Jedes magnetische Material 25 (Permanentmagnet) ist in seinem horizontalen Quer schnitt vorzugsweise kreisförmig. Es ist auch möglich, stattdessen einen ring förmigen Magneten, der eine Mehrzahl von Polen besitzt (z. B. 24 Pole), zu verwenden. Mit anderen Worten, eine Mehrzahl von kleinen Magneten können in der Form eines Ringes so angeordnet sein, daß sich positive und negative Pole miteinander abwechseln.

Das Flügelrad 21 umfaßt ferner ein zweites magnetisches Teil 28, welches selbst die obere Abdeckung bildet, oder welches an der oberen Abdeckung befestigt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die obere Abdeckung in ihrer Gesamtheit als zweites magnetisches Teil 28 ausgebildet. Das zweite magnetische Teil 28 ist so vorgesehen, daß ein Elektromagnet 41 des die Flügelradposition steuernden Abteiles 4, die im weiteren beschrieben werden soll, das Flügelrad 21 magnetisch zur Bluteinlaßöffnung 22 zieht. Das magnetische Teil 28 kann aus magnetischem rostfreien Stahl, Nickel oder Weicheisen gebildet sein.

Das die Flügelradposition steuernde Abteil 4 und das das Drehmoment er zeugende Abteil 3 bilden eine berührungslose magnetische Kupplung, und ziehen das Flügelrad 21 aus sich gegenüberliegenden Richtungen magnetisch an und halten das Flügelrad 21 in einer geeigneten Position, ohne daß es Berührung mit der Innenfläche des Gehäuses 20 hat, so daß sich das Flügelrad 21 innerhalb des Gehäuses 20 drehen kann, ohne daß es dessen Innenfläche berührt.

Das ein Drehmoment erzeugende Abteil 3 umfaßt das Gehäuse 20, den Rotor 31, welcher im Gehäuse 20 aufgenommen ist, und einen Motor (dessen innere Struktur nicht dargestellt ist) zum Drehen des Rotors 31. Der Rotor 31 umfaßt eine drehbare Scheibe 32 und eine Mehrzahl von Permanentmagneten 33, welche auf einer Oberfläche (die zum Zentrifugal-Fluidpumpenabteil 2 weist) der drehbaren Scheibe 32 angeordnet sind. Der Rotor 31 ist zentrisch auf der rotierenden Welle des Motors 34 befestigt. Eine Mehrzahl von Permanent magneten 33 ist unter gleichen Winkelabständen, in Übereinstimmung mit der Anordnungsweise der Permanentmagnete 25 des Flügelrades 21, verteilt. Das heißt, die Anzahl und die Lage der Permanentmagnete 33 stimmt mit der Anzahl und der Lage der Permanentmagnete 25 überein.

Das ein Drehmoment erzeugende Abteil 3 ist nicht auf die dargestellte Aus führung mit Rotor und Motor beschränkt. Es kann z. B. eine Mehrzahl von Statorwicklungen verwendet werden, wenn diese die Permanentmagnete 25 des Flügelrades 21 anziehen und das Flügelrad in Drehung versetzen können.

Das das Flügelraddrehmoment erzeugende Abteil 3 ist mit einem Sensor 35 zur Ermittlung der Drehzahl des Motors 34 oder des Rotors 31 versehen. Es können optische oder magnetische Sensoren als Sensor 35 verwendet werden. Die Drehzahl des Motors 34 oder des Rotors 31 kann durch eine elektromotorische Gegenkraft ermittelt werden, die in der Motorwicklung erzeugt wird.

Das die Flügelradposition steuernde Abteil 4 umfaßt eine Mehrzahl von Elektromagneten 41, die im Gehäuse 20 aufgenommen sind und das magnetische Teil 28 des Flügelrades 21 anziehen, sowie eine Mehrzahl von Positionssensoren 42 zur Ermittlung der Position des magnetischen Teiles 28 des Flügelrades 21. In dem die Flügelradposition steuernden Abteil 4 sind eine Mehrzahl (typischerweise drei) von Elektromagneten 41 und eine Mehrzahl von (typischerweise drei) Sensoren 42 in gleichen Winkelabständen jeweils so an geordnet, daß die Elektromagneten 41 und die Sensoren 42 gleichwinklig von einander beabstandet sind. Der Elektromagnet 41 besteht im wesentlichen aus einem Kern und einer Wicklung. In der Ausführungsform sind drei Elektro magnete 41 angeordnet. Es können mehr als drei Elektromagnete, z. B. vier Elektromagnete angeordnet sein. Durch Einstellung der elektromagnetischen Kräfte der Elektromagnete 41 entsprechend den Ermittlungen der Positions sensoren 42, welche im weiteren beschrieben werden sollen, können die Kräfte, welche auf das Flügelrad in Richtung einer mittleren Achse (z-Achse) wirken, ausgeglichen werden, und die Momente um die x- und y-Achsen, die rechtwinklig zur mittleren Achse (z-Achse) verlaufen, können einander gleich sein.

Der Positionssensor 42 ermittelt die Größe des Zwischenraumes zwischen dem Elektromagneten 41 und dem magnetischen Teil 28. Ein Ausgang, welcher das Ermittlungsergebnis signalisiert, wird zum Steuerbereich 63 rückgekoppelt, um einen elektrischen Strom oder eine Spannung, die der Wicklung des Elektro magneten 41 zugeführt wird, zu steuern. Wenn eine radiale Kraft, z. B. die Schwerkraft, auf das Flügelrad 21 wirkt, wird das Flügelrad 21 durch Wirkung der Rückstellkräfte des magnetischen Flusses zwischen dem ersten Permanent magneten 25 des Flügelrades 21 und dem Permanentmagneten 33 des Rotors 31 und der Rückstellkräfte eines magnetischen Flusses zwischen dem Elektro magneten 41 und dem zweiten magnetischen Teil 28 in der Mitte des Gehäuses 20 gehalten. Anstelle der Verwendung des Positionssensors 42 ist es möglich, einen Sensor zu verwenden, welcher eine Rechnerschaltung zur Ermittlung der Position des magnetischen Teiles 28 des Flügelrades 21 aus der Wellenform des elektrischen Stromes, welcher durch den Elektromagneten 41 fließt, besitzt.

Die Steuereinrichtung 6 soll im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschrieben werden.

Die Steuereinrichtung 6 besitzt eine die Flügelradposition steuernde Funktion, eine das Drehmoment des Flügelrades steuernde Funktion und eine die schwebende Position des Flügelrades steuernde Funktion zur Veränderung der schwebenden Position des Flügelrades 21 innerhalb des Gehäuses 20 unter Verwendung der die Flügelradposition steuernden Funktion.

Genauer betrachtet besitzt die Steuereinrichtung 6 eine Steuersystem-Haupt einheit 61 des Steuersystems, einen Motorantrieb 62 und einen Steuerbereich 63 für die Flügelradposition.

Der Motorantrieb 62 führt dem Motor 34 einen der Stromstärke des Motor antriebes entsprechenden Strom zu bzw. dem Motor 34 wird vom Steuerbereich 65 die zur Drehung des Motors 34 erforderliche Drehzahl vorgegeben.

Um die schwebende Position des Flügelrades 21 aufrechtzuerhalten, die durch die Einheit 61 vorgegeben (ausgegeben) wurde, steuert der die Flügelradposition steuernde Bereich 63 den elektrischen Strom und/oder die Spannung, die den drei Elektromagneten 41 zugeleitet wird (werden). Die Signale, welche das Ergebnis angeben, das durch die Ermittlung der drei Positionssensoren 42 er zeugt wurde, werden zum Flügelradpositions-Steuerbereich 63 übertragen. Nach Empfang der Signale steuert der Flügelradpositions-Steuerbereich 63 den elektrischen Strom, welcher durch die drei Elektromagnete 41 fließt, in der Weise, daß die Kräfte, die in Richtung der mittleren Achse (z-Achse) des Flügel rades 21 wirken, einander angeglichen werden, und die Momente um die x-Achse und die y-Achse, welche rechtwinklig zur mittleren Achse (z-Achse) verlaufen, einander gleich sein können. Es ist möglich, das Ergebnis, welches durch die Ermittlung der drei Positionssensoren erzielt wurde, der Einheit 61 so zu zuleiten, daß die Einheit 61 den drei Elektromagneten 41 individuelle Span nungen zuleitet.

Die Einheit 61 umfaßt einen Speicherabschnitt (ROM) 64 des Steuerbereiches 65, eine CPU (nicht dargestellt), einen Displaybereich 66, einen Eingabebereich 67, eine Alarmlampe 83 sowie eine Hupe 82, welche als Alarmeinrichtung dienen. Der Displaybereich 66 umfaßt einen Abschnitt 71 zur Anzeige einer festgesetzten Stromstärke für den Motorantrieb, einen Abschnitt 72 zur Anzeige einer festgesetzten Drehzahl des Motors, einem Abschnitt 76 zur Anzeige einer Drehzahl des Flügelrades 21 und einen Abschnitt 76b zur Anzeige eines Motorantriebsstromes. Die Einheit 61 umfaßt den Moduswahl-Eingabebereich 68 und einen Bereich 69 zur Eingabe der festgesetzten Werte, die die Drehung des Motors betreffen. Der Bereich 69 zur Eingabe der Werte, die die Drehung des Motors betreffen, umfaßt den Eingabeabschnitt 69a zur Eingabe des Motor antriebsstromes und den Eingabeabschnitt 69b zur Eingabe der Motordrehzahl, wie dies aus den Fig. 1 und 6 erkennbar ist.

Der Speicherabschnitt 64 des Steuerbereiches 65 der Ausführungsform speichert den oberen Grenzwert des Motorantriebsstromes und den oberen Grenzwert für die Drehzahl des Motors. Die oberen Grenzwerte können in dem ROM als analoge Spannungen gespeichert werden. Der Steuerbereich 65 gibt einen Befehl zum blinkenden Ein- und Ausschalten der Alarmlampe 83 oder zur Betätigung der Hupe 82 aus, wenn der Operator einen festgesetzten Motorantriebsstrom eingibt, der größer ist als der gespeicherte obere Grenzwert des Eingabe abschnittes 69a für den festgesetzten Motorantriebsstrom. Dieses geschieht, um den Operator zu informieren, daß die Eingabe der festgesetzten Motorantriebs- Stromstärke unakzeptabel ist. Dadurch gibt der Operator eine andere Strom stärke ein. In gleicher Weise gibt der Steuerbereich 65 einen Befehl zum blinkenden Ein- und Ausschalten der Alarmlampe 83 oder zur Betätigung der Hupe 82 aus, wenn der Operator eine festgesetzte Drehzahl des Motors eingibt, die größer ist als der gespeicherte obere Grenzwert der festgesetzten Drehzahl des Eingabeabschnittes 69b. Dies dient dazu, den Operator zu informieren, daß die festgesetzte Drehzahl unakzeptabel ist. Dadurch gibt der Operator eine andere Drehzahl ein. Durch die Funktion des Steuerbereiches 5 ist es möglich, zu verhindern, daß der Motor sich unter einer Bedingung dreht, in welcher die Gefahr des Auftretens eines Antriebskollapses besteht. Der Eingabebereich kann so konstruiert sein, daß anstelle von digitalen Werten analoge Werte z. B. ein Volumen oder dergleichen eingegeben werden können.

In der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird das Auftreten eines Antriebs kollapses durch ein Eingabe-Begrenzungsverfahren verhindert. Stattdessen kann das Auftreten des Antriebskollapses durch Begrenzung eines Ausganges, wie in Fig. 7 dargestellt, verhindert werden.

Bei dem den Ausgang begrenzenden Verfahren umfaßt eine Steuereinrichtung 73 der in Fig. 7 dargestellten Pumpvorrichtung einen Eingabeabschnitt 69a für die Motorantriebs-Stromstärke oder einen Eingabeabschnitt 69b für die festgesetzte Motordrehzahl; sowie einen Motordrehungs-Steuerbereich 65. Der Motor drehungs-Steuerbereich 65 besitzt die Funktion der Speicherung eines oberen Grenzwertes des Motorantriebsstromes und eine Funktion zur Begrenzung der Zuführung des Motorantriebsstromes, wenn er einen Wert hat, der größer ist als der gespeicherte obere Grenzwert für den Motor. Weil die Motordrehungs- Steuereinrichtung 65 die oben beschriebene Funktion aufweist, kann verhindert werden, daß der Motor mit einer Motorantriebs-Stromstärke betrieben werden kann, die größer ist als die Motorantriebs-Stromstärke, bei welcher die Gefahr besteht, daß ein Antriebskollaps eintritt. Dadurch besteht kaum die Möglichkeit, daß ein Antriebskollaps eintritt.

Unter Verwendung einer zu fördernden Flüssigkeit (z. B. von Blut oder einer Flüssigkeit, deren Eigenschaften dem Blut nahekommen, wie das zuvor be schrieben wurde), wird eine Motorantriebs-Stromstärke, bei welcher die Zentrifugalpumpe einem Antriebskollaps unterliegt, durch Versuch ermittelt. Zur Sicherheit wird die einen Antriebskollaps verursachende Stromstärke, welche in dieser Weise ermittelt wurde, oder ein Wert, welcher 20 bis 50% niedriger ist als diese, als oberer Grenzwert der Motorantriebs-Stromstärke festgesetzt. Die Funktion zur Begrenzung der Zuführung eines Motorantriebs stromes, welcher einen Wert aufweist, der größer ist als der gespeicherte obere Grenzwert, umfaßt eine Funktion zum Vergleich des in dieser Weise gespeicher ten oberen Grenzwertes mit der Motorantriebs-Stromstärke, welche durch den Motorantriebsstrom-Eingabeabschnitt 69a eingegeben ist; oder mit einer Motorantriebs-Stromstärke, die aus der Drehzahl des Motors, die in den Dreh zahleingabeabschnitt 69b eingegeben wurde und einer Motordrehzahl- Steuerfunktion zur Steuerung der Drehung des Motors errechnet wurde, in der Weise, daß sich der Motor mit einer eingegebenen Motorantriebs-Stromstärke dreht, wenn die eingegebene Motorantriebs-Stromstärke geringer ist als deren gespeicherter oberer Grenzwert, und durch Steuerung der Drehung in der Weise, daß sich der Motor mit dem gespeicherten oberen Grenzwert dreht, wenn die eingegebene Motorantriebs-Stromstärke größer ist als deren gespeicherter oberer Grenzwert.

Bei dem Ausgangs-Begrenzungsverfahren speichert der Speicherabschnitt 64 des Steuerbereiches 65 sowohl den oberen Grenzwert der Motorantriebs- Stromstärke als auch den oberen Grenzwert der Drehzahl des Motors. Dadurch gibt, wenn eine festgesetzte Motorantriebs-Stromstärke, welche in den Motorantriebsstrom-Eingabeabschnitt 69a eingegeben wurde, größer ist als der gespeicherte Grenzwert, der Steuerbereich 65 den oberen Grenzwert der Motorantriebs-Stromstärke aus, und er gibt einen Befehl zum blinkenden Ein- und Ausschalten der Alarmlampe 83 und zur Betätigung der Hupe 82 aus, um den Operator zu informieren, daß die festgesetzten Bedingungen bezüglich der Obergrenze der Motorantriebs-Stromstärke verändert wurden. In diesem Fall braucht der Operator keinen anderen Stromwert einzugeben. In gleicher Weise gibt, wenn eine festgesetzte Drehzahl des Motors, die in den Drehzahleingabeabschnitt 69b eingegeben wurde, größer ist als der gespeicherte obere Grenzwert, der Steuerbereich 65 einen Ausgang aus, welcher dem oberen Grenzwert der Drehzahl des Motors entspricht und er gibt einen Befehl zum blinkenden Aus- und Einschalten der Alarmlampe 83 und zur Betätigung der Hupe 82 aus, um den Operator zu informieren, daß die festgesetzte Bedingung bezüglich des oberen Grenzwertes der Drehzahl des Motors verändert wurde. In diesem Fall ist es ebenfalls nicht notwendig, daß der Operator eine andere Stromstärke eingibt.

Die Vergleichsfunktion des Steuerbereiches 65 wird durch Verwendung einer CPU (nicht dargestellt) oder durch Verwendung einer elektrischen Schaltung ausgeführt. Wenn die Vergleichsfunktion durch Verwendung einer elektrischen Schaltung ausgeführt wird, wie sie im Blockschaltbild nach Fig. 8 dargestellt ist, besitzt der Steuerbereich (Steuerbereich zur Steuerung des Maximalwertes der Motorantriebs-Stromstärke) 74 eine Steuerung 74a, eine Strombegrenzungs schaltung 74b und einen Komparator 74c. Die Strombegrenzungsschaltung 74b verhindert, daß der elektrische Strom einen Wert annimmt, der größer ist als der obere Grenzwert der Motorantriebs-Stromstärke, die an den Motor abgegeben wird. Der Komparator 74c vergleicht den oberen Grenzwert des Motor antriebsstromes, der von der Strombegrenzungsschaltung 74b abgegeben wird, mit der Motorantriebs-Stromstärke, die von der Steuerung 74a ausgegeben wird, oder mit einer Motorantriebs-Stromstärke, die durch eine eingegebene Drehzahl für den Motor errechnet wurde, wodurch eine geringere Stromstärke an den Motorantrieb 62 abgegeben wird.

Als weiteres Beispiel des Ausgangsbegrenzungsverfahrens kann die Steuer einrichtung einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer festgesetzten Drehzahl des Motors und einen Motordrehungs-Steuerbereich aufweisen. Der Steuer bereich besitzt eine Funktion zur Speicherung des oberen Grenzwertes der Drehzahl des Motors, eine Vergleichsfunktion zum Vergleich des gespeicherten oberen Grenzwertes der Drehzahl des Motors mit einer festgesetzten Drehzahl des Motors, welche in den Drehzahl-Eingabeabschnitt eingegeben wurde, sowie eine Motordrehzahl-Steuerungsfunktion zur Steuerung der Drehzahl des Motors in der Weise, daß sich der Motor mit der festgesetzten Drehzahl dreht, wenn die festgesetzte Drehzahl des Motors kleiner ist als der festgesetzte obere Grenzwert der Drehzahl des Motors und eine Steuerung der Drehzahl des Motors in der Weise, daß sich der Motor mit dem gespeicherten oberen Grenzwert der Drehzahl des Motors dreht, wenn die festgesetzte Drehzahl des Motors größer ist als der gespeicherte obere Grenzwert.

Das Steuerverfahren, welches durch den Steuerbereich ausgeführt wird, ist nicht auf die zuvor beschriebene Eingabe- und Ausgabebegrenzungsverfahren beschränkt. Wie z. B. im Blockschaltbild nach Fig. 9 dargestellt ist, kann das Steuerverfahren durch Ermittlung der Drehzahl des Rotors ausgeführt werden.

Die Steuereinrichtung der Ausführungsform besitzt einen Motordrehungs- Steuerbereich 75, welcher elektrisch mit einem Abschnitt 35 zur Ermittlung der Drehzahl des Motors verbunden ist. Der Motordrehungs-Steuerbereich 75 besitzt eine Funktion zur Speicherung des oberen Grenzwertes der Drehzahl des Motors und eine Steuerfunktion zur Steuerung der Drehung des Motors in der Weise, daß eine ermittelte Drehzahl des Motors die Obergrenze der Drehzahl nicht überschreiten darf.

Ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil 3 besitzt einen Sensor 35 zur Ermittlung der Drehzahl des Motors 34 oder des Rotors 31. Nach Empfang eines Signales, welches vom Sensor 35 ausgegeben wird, errechnet der Steuerbereich 75 die Drehzahl des Motors 34 oder des Rotors 31. Ein optischer oder magnetischer Sensor kann als Sensor 35 verwendet werden. Die Drehzahl des Motors 34 oder des Rotors 31 kann durch eine elektromotorische Gegenkraft, welche in der Motorwicklung erzeugt wird, ermittelt werden.

Der Steuerbereich 75 hat eine Funktion zur Speicherung des oberen Grenzwertes der Drehzahl des Motors und eine Vergleichsfunktion zum Vergleich des gespeicherten oberen Grenzwertes der Drehzahl des Motors mit einer aktuellen (eingegebenen) Drehzahl des Motors. Wenn die aktuelle Drehzahl des Motors geringer ist als der obere Grenzwert der Drehzahl des Motors, führt der Steuerbereich 75 keine Steuerung aus. Wenn die aktuelle Drehzahl des Motors der Obergrenze der Drehzahl des Motors nahekommt, paßt der Steuerbereich 75 das Signal, das dem Motorantrieb zugeleitet wird, so an, daß die aktuelle Drehzahl des Motors die Obergrenze der Drehzahl des Motors nicht überschreitet. Dieses Steuerverfahren kann ebenfalls das Auftreten des Antriebskollapses verhindern.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung, wie sie in Fig. 10 dargestellt ist, soll nunmehr beschrieben werden.

Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, welches noch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zeigt. Fig. 11 ist ein Flußdiagramm zur Beschreibung eines Steuersystems für die in Fig. 10 dar gestellte Ausführungsform der Pumpvorrichtung.

Wenn auf das sich drehende Flügelrad eine zunehmende Belastung ausgeübt wird, verschiebt es sich in seiner Drehrichtung in der Magnetkupplung zwischen Flügelrad und Rotor. Wenn das Ausmaß der Verschiebung zu groß wird, tritt der Antriebskollaps (mit anderen Worten die Entkupplung zwischen Flügelrad und Rotor) ein. Es gibt bei der in der Erfindung verwendeten Pumpvorrichtung keine mechanisch gelagerte Drehachse. Deshalb kann infolge einer Exzentrizität oder Wirbelbildung auf der belasteten Seite eine radiale Verschiebung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor eintreten. Der Antriebskollaps wird verursacht, wenn die Exzentrizität oder die Wirbelbildung in hohem Maße auftritt. Das Ausmaß der Exzentrizität oder der Wirbelbildung wird durch die Gießgenauigkeit des Flügelrades, das Vorhandensein von Fremdkörpern, z. B. eines in der Kammer gebildeten Thrombus oder dergleichen beeinflußt.

Als Ergebnis der energetischen Forschungen der Erfinder wurde gefunden, daß bei Eintreten einer Verschiebung (Exzentrizität oder Wirbelbildung) in radialer Richtung oder in Drehrichtung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor sich die Anziehungskraft der Magnetkupplung verändert (genauer gesagt schwankt die Anziehungskraft oder sie nimmt ab), und daß die Änderung der Antriebskraft infolge von Veränderungen des elektrischen Stromes erfolgt, der durch den Elektromagneten des Steuerabteiles für die Flügelradposition fließt. Ins besondere wurde gefunden, daß die Veränderungen des elektrischen Strom flusses durch den Elektromagneten des Steuerabteiles für die Flügelradposition durch Berechnung einer Amplitude (der Differenz zwischen der maximalen Stromstärke und der minimalen Stromstärke) des elektrischen Stromflusses durch diesen oder durch Berechnung eines Durchschnittswertes der elektrischen Stromflüsse durch diesen während einer bestimmten Zeitdauer geprüft werden kann.

Eine erfindungsgemäße Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung 100 umfaßt eine Zentrifugal-Fluidpumpe 5 in welcher sich das Flügelrad 21 dreht, ohne das Gehäuse 20 zu berühren, sowie eine Steuereinrichtung 106 für die Zentrifugal- Fluidpumpe 5.

Die Zentrifugal-Fluidpumpe 5 umfaßt ein Gehäuse 20 mit einer Bluteinlaß öffnung 22 und einer Blutauslaßöffnung 23, und ein Zentrifugal-Fluidpumpen abteil 2 umfaßt ein Flügelrad mit einem ersten magnetischen Material 25 und einem zweiten magnetischen Material 228, welches sich in dem Gehäuse 20 dreht und durch die infolge seiner Drehung erzeugte Zentrifugalkraft ein Fluid fördert, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil 3, welches einen Rotor 31 enthält, der einen Magneten 33 zur Anziehung des ersten magnetischen Materials 25 des Flügelrades 21 aufweist, und einen Motor 34 zur Drehung des Rotors 31, sowie ein Flügelradpositions-Steuerabteil 4 mit einem Elektro magneten 41 zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials 28 des Flügel rades 21.

Die Steuereinrichtung 106 besitzt eine Erfassungsfunktion zur Erfassung des elektrischen Stromflusses durch den Elektromagneten 41 und eine Motor steuerfunktion zur Steuerung der Drehung des Motors in der Weise, daß die Drehgeschwindigkeit des Motors vermindert wird, wenn die Amplitude (die Differenz zwischen der maximalen Stromstärke und der minimalen Stromstärke) des elektrischen Stromes, der durch den Elektromagneten fließt und durch die Stromerfassungsfunktion ermittelt wird, größer ist als der vorbestimmte Wert.

Die grundsätzliche Konstruktion der Pumpvorrichtung 100 ist dieselbe wie die in Fig. 1 dargestellte und zuvor beschriebene Pumpvorrichtung 1, mit der Ausnahme, daß die Motorsteuerfunktion der Steuereinrichtung 106 der Pump vorrichtung 100 sich von der Steuereinrichtung 6 der Pumpvorrichtung 1 unterscheidet.

Um die schwebende Position des Flügelrades 21, die durch die Haupteinheit 61 der Steuereinrichtung vorgegeben (ausgegeben) wird, aufrechtzuerhalten, steuert der Steuerbereich 63 der Steuereinrichtung 106 für die Flügelradposition den elektrischen Strom und/oder die Spannung, die den drei Elektromagneten 41 zugeleitet wird. Die Steuereinrichtung 106 besitzt eine Funktion zur Erfassung des elektrischen Stromflusses durch den Elektromagneten 41. Es wird ein Signal, welches dem ermittelten Stromwert entspricht, vom Ausgangsabschnitt für den elektrischen Stromwert an den Steuerbereich 105 ausgegeben. Auf der Basis des Signals, welches den Wert des durch den Elektromagneten 41 fließenden Stromes entspricht, errechnet der Steuerbereich 105 die Amplitude (die Differenz zwischen dem maximalen Stromwert und dem minimalen Stromwert) des hindurchfließenden elektrischen Stromes. Weil drei Elektromagnete 41 in der Ausführungsform vorgesehen sind, ist die Amplitude des hindurchfließenden elektrischen Stromes der Durchschnitt der Amplituden der elektrischen Ströme, die durch die drei Elektromagneten fließen. Eine zulässige maximale Amplitude (vorbestimmte Amplitude) des hindurchfließenden elektrischen Stromes ist im Speicherabschnitt 104 des Steuerbereiches 105 gespeichert. Der Steuerbereich 105 besitzt eine Funktion zum Vergleich der zulässigen vorbestimmten Ampli tude des durch den Elektromagneten 41 hindurchfließenden elektrischen Stromes mit einer berechneten Amplitude des hindurchfließenden elektrischen Stromes. Dementsprechend, wenn die berechnete Amplitude des hindurch fließenden elektrischen Stromes größer ist als die vorbestimmte Amplitude, steuert der Steuerbereich 105 die Drehung des Motors in der Weise, daß die Drehgeschwindigkeit des Motors durch Ausgabe eines Befehlssignales an den Motorantrieb 62 vermindert wird. Die zulässige maximale Amplitude (vorbestimmte Amplitude) des elektrischen Stromes, die durch den Elektro magneten 41 fließt, beträgt 1,0-1,4 A, wenngleich dies von der Größe der Pumpe abhängt.

Die Steuerfunktion wird im weiteren unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm nach Fig. 11 erläutert.

Der Motor 34 dreht sich infolge der festgesetzten Motorantriebs-Stromstärke, die in den Motorantriebs-Stromeingabeabschnitt 69a eingegeben wurde. Während der Drehung des Motors 34 errechnet der Steuerbereich immer die Amplitude des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromflusses und ermittelt in jedem vorbestimmten Zeitabschnitt, ob die Amplitude des elektrischen Stromflusses in den vorbestimmten Bereich fällt (obere Grenze: zulässige Maximalamplitude des elektrischen Stromflusses). Bei JA (innerhalb eines vorbestimmten Bereiches oder unterhalb der zulässigen Maximalamplitude des elektrischen Stromes) kehrt der Steuerbereich wiederholt zu dem Schritt zurück, an welchem er die Amplitude des hindurchfließenden elektrischen Stromes berechnet. Wenn ermittelt wird, daß die Amplitude des hindurchfließenden elektrischen Stromes sich außerhalb des vorbestimmten Bereiches befindet (z. B., wenn der hindurchfließende elektrische Strom die zulässige maximale Amplitude überschreitet), geht der Steuerbereich zum Modus der Verminderung der Motordrehzahl über, in welchem der Steuerbereich den Motorantriebsstrom auf einen Standardwert (eine Stromstärke, die um einiges unterhalb der durch Eingabe in den Motorantriebsstrom-Eingabeabschnitt festgesetzten Stromstärke, vorzugsweise bei 70 bis 80% der vorgegebenen Stromstärke oder des vorgegebenen Standardwertes (0,3-1,0 A) liegt, oder der Steuerbereich reduziert die Drehzahl des Motors auf 1600-2000 U/min. Danach errechnet der Steuerbereich die Amplitude des hindurchfließenden elektrischen Stromes und bestimmt in jedem vorbestimmten Zeitabschnitt, ob die Amplitude des hindurchfließenden elektrischen Stromes in den vorbestimmten Bereich fällt (obere Grenze: zulässige maximale Amplitude). Bei JA (innerhalb eines vorbestimmten Bereiches oder unterhalb der zulässigen maximalen Amplitude des elektrischen Stromes) gelangt der Steuerbereich zu einem Schritt, bei welchem er die Motorantriebs-Stromstärke um einen vorbestimmten Betrag erhöht (der Betrag ist kleiner als der Betrag der Verminderung zum ersten Zeitpunkt, und beträgt vorzugsweise 5 bis 10% des festgesetzten Wertes oder 0,05-0,1 A) oder er erhöht die Drehzahl des Motors um 50 bis 100 U/min. Danach ermittelt der Steuerbereich, ob die erhöhte Motorantriebs-Stromstärke die festgesetzte Motorantriebs-Stromstärke (die eingangs festgesetzte Stromstärke) erreicht hat. Bei NEIN berechnet der Steuerbereich die Amplitude des durch den Elektromagneten hindurchfließenden elektrischen Stromes erneut und ermittelt, ob die Amplitude des hindurchfließenden elektrischen Stromes in den vorbestimmten Bereich fällt. Bei JA (innerhalb des vorbestimmten Bereiches oder unterhalb der zulässigen maximalen Amplitude des elektrischen Stromes) kehrt der Steuerbereich zu dem Schritt zurück, bei welchem er den Motorantriebsstrom um einen vorbestimmten Betrag erhöht (Betrag ist kleiner als der zum ersten Zeitpunkt vorgenommene Verminderungsbetrag, vorzugsweise 5-10% der festgesetzten Stromstärke oder 0,05-0,1 A), oder er erhöht die Drehzahl des Motors um 50-100 U/min. Das heißt, bei diesem Steuerungsverfahren wird, nachdem die Stromstärke oder die Drehzahl des Motors um ein gewisses Maß reduziert wurde, die Stromstärke oder die Drehzahl des Motors schrittweise erhöht. Wenn ermittelt wird, daß die Amplitude des durch diesen fließenden elektrischen Stromes sich bei dem Schritt der Erhöhung der Stromstärke oder der Drehzahl des Motors sich außerhalb des vorbestimmten Bereiches befindet, wird die Motorantriebs-Stromstärke um einen vorbestimmten Wert (welcher kleiner ist als der erstmalig vorgenommene Verringerungsbetrag) reduziert. Danach errechnet der Steuerbereich die Amplitude des durch den Elektromagneten hindurchfließenden elektrischen Stromes erneut und ermittelt, ob die Amplitude des hindurchfließenden elek trischen Stromes in den vorbestimmten Bereich fällt. Wenn ermittelt wird, daß die Amplitude des hindurchfließenden elektrischen Stromes sich außerhalb des vorbestimmten Bereiches befindet, wird die Motorantriebs-Stromstärke um einen vorbestimmten Betrag weiter reduziert. Die Verminderung der Stromstärke wird wiederholt, bis die Amplitude des hindurchfließenden elektrischen Stromes sich innerhalb des vorbestimmten Bereiches befindet. Die reduzierte Stromstärke wird beibehalten, bis die Amplitude des hindurchfließenden elektrischen Stromes erneut aus dem vorbestimmten Bereich austritt. Wenn die Amplitude des hindurchfließenden elektrischen Stromes aus dem vorbestimmten Bereich austritt, wird die Motorantriebs-Stromstärke reduziert, bis die Amplitude des hindurchfließenden elektrischen Stromes innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt.

Die Durchführung dieser Steuerung verhindert das Auftreten des Antriebs kollapses und ermöglicht es, daß sich der Motor bei maximaler Stromstärke in dem Bereich dreht, in welchem das Auftreten des Antriebskollapses vermieden, eine Durchflußrate bis zu einem gewissen Ausmaß gesichert und ein Rückfluß der Flüssigkeit in der Pumpe verhindert werden kann. Weiterhin kann bei der Steuerung, wenn der Motorantriebsstrom die festgesetzte Motorantriebs- Stromstärke im Ergebnis einer wiederholten Erhöhung um einen vorbestimmten Betrag erreicht hat, der Steuerbereich zum normalen Modus zurückkehren.

Wenn der Steuerbereich 105 in den Modus zur Verminderung der Motordrehzahl eintritt, wird die Alarmlampe 83 blinkend ein- und ausgeschaltet oder die Hupe 82 betätigt, um die Änderung des Modus anzuzeigen. Wenn der Steuerbereich vom Modus der Verminderung der Motordrehzahl zum Normalmodus zurückgekehrt ist, wird der Betrieb der Alarmlampe 83 oder der Hupe 82 ausgeschaltet.

Im folgenden soll die Ausführungsform der in Fig. 12 dargestellten Pump vorrichtung beschrieben werden.

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild, welches noch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung zeigt. Fig. 13 ist ein Flußdiagramm zur Beschreibung eines Steuersystems der in Fig. 12 dargestellten Pumpvorrichtung.

Eine erfindungsgemäße Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung 110 umfaßt eine Zentrifugal-Fluidpumpe 5, in welcher sich das Flügelrad 21 ohne Berührung des Gehäuses 20 dreht, sowie eine Steuereinrichtung 116 für die Zentrifugal- Fluidpumpe 5.

Die Zentrifugal-Fluidpumpe 5 umfaßt ein Gehäuse 20 mit einer Bluteinlaß öffnung 22 und einer Blutauslaßöffnung 23, ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil 2 mit dem Flügelrad 21, das ein daran befindliches erstes magnetisches Material 25 und ein zweites magnetisches Material 28 aufweist und sich im Gehäuse 20 dreht, um durch die infolge seiner Drehung erzeugte Zentrifugalkraft ein Fluid zu fördern, ein Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil 3 mit einem Rotor 31, der einen Magneten 33 zur Anziehung des ersten magnetischen Materials 25 des Flügelrades 21 und einen Motor 34 zur Drehung des Rotors 31 sowie ein Flügelradpositions-Steuerabteil 4 mit einem Elektromagneten 41 zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials 28 des Flügelrades aufweist.

Die Steuereinrichtung 116 besitzt eine Stromerfassungsfunktion zur Erfassung eines Durchschnittswertes der durch den Elektromagneten 41 in einem vorbestimmten Zeitabschnitt hindurchfließenden elektrischen Ströme und eine Motorsteuerungsfunktion zur Steuerung der Drehzahl des Motors in der Weise, daß die Drehgeschwindigkeit des Motors abnimmt, wenn der Durchschnitt der Werte der elektrischen Ströme geringer wird als ein vorbestimmter Wert.

Die grundsätzliche Konstruktion der Pumpvorrichtung 110 ist die gleiche wie bei der in Fig. 1 dargestellten und vorstehend beschriebenen Pumpvorrichtung 1 mit der Ausnahme, daß die Motorsteuerfunktion der Steuereinrichtung 116 dar Pumpvorrichtung 110 sich von der Steuereinrichtung 6 der Pumpvorrichtung 1 unterscheidet. Bei der Motorsteuerung, die durch die Steuereinrichtung der in den Fig. 10 und 11 dargestellten Pumpvorrichtung vorgenommen wurde, wird der Übergang zur Motorsteuerung auf der Basis der Amplitude des durch den Elektromagneten hindurchfließenden elektrischen Stromes durchgeführt, während in der Motorsteuerung, die durch die Steuereinrichtung 116 der Pumpvorrichtung 110 erfolgt, der Übergang zur Motorsteuerung auf der Basis des Durchschnitts von Werten der hindurchfließenden elektrischen Ströme erfolgt.

Um die schwebende Position des Flügelrades 21 aufrecht zu erhalten, die durch die Haupteinheit 111 der Steuereinrichtung angewiesen (ausgegeben) wird, steuert der Flügelradpositions-Steuerbereich 63 der Steuereinrichtung 116 den elektrischen Strom und/oder die Spannung, die den drei Elektromagneten 41 zugeführt wird. Die Steuereinrichtung 116 hat die Funktion der Erfassung des elektrischen Stromes, welcher durch den Elektromagneten 41 fließt. Ein Signal, welches dem erfaßten elektrischen Strom entspricht, wird von dem Stromstärke- Ausgangsabschnitt 117 des Elektromagneten zum Steuerbereich 115 übertragen. Auf der Basis des Signals, das der erfaßten Stromstärke entspricht, errechnet der Steuerbereich 115 den Durchschnittswert der elektrischen Ströme, die in einer vorbestimmten Zeitdauer (z. B. 0,2-5,0 Sekunden) hindurchfließen. Weil das Flügelradpositions-Steuerabteil 4 in dieser Ausführungsform drei Elektro magneten 41 besitzt, errechnet der Steuerbereich 115 den Durchschnittswert für drei Durchschnittswerte des elektrischen Stromes, welcher durch jeden der drei Elektromagneten 41 hindurchfließt. Der Speicherabschnitt 114 des Steuer bereiches 115 speichert einen Durchschnittswert (einen vorbestimmten Durch schnittswert) von erlaubten Minimalwerten des durch den Elektromagneten 41 hindurchfließenden elektrischen Stromes, oder von Werten, die in Beziehung zu einem zulässigen Minimalwert des durch diesen hindurchfließenden elektrischen Stromes stehen, nämlich von einem integrierten Minimalwert des elektrischen Stromes, der durch diesen hindurchfließt. Der Steuerbereich 115 besitzt eine Funktion zum Vergleich eines errechneten Durchschnitts (oder eines integrierten Wertes) der Werte des elektrischen Stromes, die durch diesen hindurchfließen, mit einem vorbestimmten Durchschnittswert. Wenn der errechnete Durchschnitt (oder der integrierte Wert) der Werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme größer ist als der vorbestimmte Durchschnittswert, steuert der Steuerbereich 105 die Drehung des Motors in der Weise, daß die Drehgeschwindigkeit des Motors durch Ausgabe eines Befehlssignales an den Motorantrieb vermindert wird. Der Durchschnitt (der vorbestimmte Durchschnittswert) der zulässigen Minimalwerte der elektrischen Ströme, die durch den Elektromagneten 41 hindurchfließen, beträgt 0,7 bis 1,0 A, obgleich dies noch von der Größe der Pumpe abhängig ist.

Die Steuerfunktion der Steuereinrichtung 116 der Pumpvorrichtung 110 dieser Ausführungsform soll nunmehr unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm nach Fig. 13 beschrieben werden.

Der Motor 34 dreht sich mit einer festgesetzten Motorantriebs-Stromstärke, die über den Motorantriebs-Stromeingangsabschnitt 69a eingegeben wird. Während der Drehung des Motors 34 errechnet der Steuerbereich 115 immer die Durch schnittswerte des elektrischen Stromes der durch den Elektromagneten 41 fließt, während der Steuerbereich in jedem vorbestimmten Zeitabschnitt ermittelt, ob die Durchschnittswerte des elektrischen Stromes, die durch den Elektro magneten fließen, in den vorbestimmten Bereich fallen [obere Grenze: 2-3 A, untere Grenze: Durchschnittswert (integrierter Wert) der zulässigen Minimal werte des elektrischen Stromes, die durch den Elektromagneten fließen]. Wenn die Antwort JA (innerhalb des vorbestimmten Bereiches) lautet, kehrt der Steuerbereich wiederholt zu dem Schritt zurück, bei welchem der Steuerbereich den Durchschnitt (den integrierten Wert) der Werte des hindurchfließenden elektrischen Stromes errechnet. Wenn ermittelt wird, daß der Durchschnitt (der integrierte Wert) der Werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme sich außerhalb des vorbestimmten Bereiches befindet [z. B. wenn die Durchschnitts werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme geringer ist als der Durch schnitt (der integrierte Wert) der zulässigen Minimalwerte der hindurch fließenden elektrischen Ströme], schaltet der Steuerbereich 115 in den verminderten Motordrehungsmodus um, in welchem der Steuerbereich 115 die Motorantriebs-Stromstärke auf einen festgesetzten 82520 00070 552 001000280000000200012000285918240900040 0002010035989 00004 82401 Wert (einen Wert, der um einiges geringer ist als die Standard-Stromstärke, die über den Motorantriebs- Stromeingangsabschnitt 69a eingegeben wird, vorzugsweise 70-80% der festgesetzten Stromstärke) vermindert. Danach errechnet der Steuerbereich den Durchschnitt (den integrierten Wert) der elektrischen Stromstärken, die hindurchfließen und ermittelt in jedem vorbestimmten Zeitabschnitt, ob der Durchschnitt (der integrierte Wert) der hindurchfließenden elektrischen Stromstärken in den vorbestimmten Bereich [obere Grenze: 2-3 A, untere Grenze: Durchschnitt (integrierter Wert) der zulässigen hindurchfließenden minimalen elektrischen Ströme] fällt. Bei der Antwort JA (innerhalb des vorbestimmten Bereiches) erhöht der Steuerbereich die Motorantriebs- Stromstärke, um einen vorbestimmten Betrag (der Betrag ist geringer als der vorherige Verminderungsbetrag, vorzugsweise 70-80%, oder 5-10% der festgesetzten Stromstärke). Dann ermittelt der Steuerbereich 115, ob der erhöhte Motorantriebsstrom die festgesetzte Motorantriebs-Stromstärke (den ursprünglich festgesetzten Wert) erreicht hat. Wenn die Antwort NEIN ist, errechnet der Steuerbereich erneut den Durchschnitt der Werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme und ermittelt, ob die Durchschnittswerte der hindurchfließenden elektrischen Ströme in den vorbestimmten Bereich fallen. Wenn die Antwort JA lautet, erhöht der Steuerbereich 115 erneut den Motorantriebsstrom, um den vorbestimmten Betrag (der Betrag ist geringer als der vorhergehende Verminderungsbetrag). Dies bedeutet, daß bei diesem Steuerverfahren die Stromstärke schrittweise erhöht wird, nachdem die Stromstärke um einiges vermindert wurde. Wenn im Verlauf der Erhöhung der Stromstärke ermittelt wird, daß die Durchschnittswerte der hindurchfließenden elektrischen Ströme außerhalb des vorbestimmten Bereiches liegen, vermindert der Steuerbereich 115 die Motorantriebs-Stromstärke um einen vorbestimmten Betrag (der Betrag ist geringer als der erstmalig vorgenommene Verringerungsbetrag, vorzugsweise 70-80% der festgesetzten Stromstärke, oder 5-10% des vorhergehenden Ver ringerungsbetrages der elektrischen Stromes). Dann errechnet der Steuerbereich 115 erneut den Durchschnitt der hindurchfließenden elektrischen Ströme und ermittelt, ob der Durchschnitt der hindurchfließenden elektrischen Ströme in den vorbestimmten Bereich fällt. Wenn ermittelt wird, daß die Durchschnitts werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme sich außerhalb des vor bestimmten Bereiches befinden, vermindert der Steuerbereich 115 den Motor antriebsstrom weiterhin um einen vorbestimmten Betrag. Die Verminderung der Stromstärke wird wiederholt, bis die Durchschnittswerte der hindurchfließenden elektrischen Ströme innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegen. Die verminderte Stromstärke wird beibehalten, bis die Durchschnittswerte der hindurchfließenden elektrischen Ströme wiederum außerhalb des vorbestimmten Bereiches liegen. Wenn ermittelt wird, daß die Durchschnittswerte der hindurchfließenden elektrischen Ströme wiederum außerhalb des vorbestimmten Bereiches liegen, vermindert der Steuerbereich 115 die Motorantriebs- Stromstärke, bis die Durchschnittswerte der hindurchfließenden elektrischen Ströme innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegen.

Die Durchführung einer solchen Steuerung verhindert das Auftreten des Antriebskollapses und ermöglicht, daß der Motor mit maximaler Stromstärke in einem Bereich angetrieben wird, in welchem das Auftreten des Antriebskollapses vermieden und eine Durchflußrate in gewissem Ausmaß gesichert werden kann. Bei der Steuerung kann der Steuerungsbereich, wenn der Motorantriebsstrom die festgesetzte Motorantriebs-Stromstärke im Ergebnis wiederholter Erhöhung der Motorantriebs-Stromstärke auf dem festgesetzten Wert erreicht hat, vom verminderten Motordrehungsmodus in den Normalmodus zurückkehren.

Wenn der Steuerungsbereich 115 vom verminderten Motordrehungsmodus in den Normalmodus zurückgekehrt ist, wird der Betrieb der Alarmlampe 83 und der Hupe 82 abgeschaltet.

Zusätzlich zur zuvor beschriebenen Steuerung, bei welcher die Durchschnitts werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme direkt verwendet werden, ist es möglich, den Motor unter Verwendung eines abfallenden Maßes von Durch schnittswerten der hindurchfließenden elektrischen Ströme im Verhältnis zu Durchschnittswerten der hindurchfließenden elektrischen Ströme in einem früheren Zeitabschnitt nach der Betätigung der Zentrifugalpumpe zu steuern. In diesem Fall besitzt der Steuerbereich eine Funktion zur Berechnung der zu einem früheren Zeitabschnitt nach der Betätigung der Zentrifugalpumpe hindurchfließenden elektrischen Ströme, eine Funktion zur Speicherung des berechneten Ergebnisses, eine Funktion zur fortgesetzten Berechnung der Durchschnittswerte der hindurchfließenden elektrischen Ströme und eine Funktion zur Berechnung des abfallenden Maßes (1 - laufender Durchschnitts wert der hindurchfließenden elektrischen Ströme/Durchschnittswert der hindurchfließenden elektrischen Ströme in einem früheren Zeitabschnitt nach Betätigung der Zentrifugalpumpe) der Durchschnittswerte der hindurch fließenden elektrischen Ströme durch Verwendung der Durchschnittswerte der ursprünglich hindurchfließenden Ströme und laufender Durchschnittswerte der hindurchfließenden elektrischen Ströme. Wenn das Maß des Abfalles der Durchschnittswerte einen vorbestimmten Bereich überschreitet (nämlich ein abfallendes Maß des Durchschnittes der zulässigen Maximalwerte der hindurchfließenden elektrischen Ströme oder ein zulässiges maximales ab fallendes Maß der durch den Elektromagneten hindurchfließenden elektrischen Ströme), steuert der Steuerbereich die Motordrehung in der Weise, daß die Drehgeschwindigkeit des Motors durch Ausgabe eines Befehlssignales an den Motorantrieb reduziert wird. Das abfallende Maß (laufender Durchschnitt der Werte der durch den Elektromagneten hindurchfließenden elektrischen Ströme/Stromstärke, wenn die Zentrifugalpumpe schwebt und sich nicht dreht) des Durchschnittes der zulässigen Maximalwerte der hindurchfließenden elek trischen Ströme beträgt vorzugsweise 60-80%. Der Ablauf dieser Steuerung ist in Fig. 14 dargestellt.

Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm nach Fig. 14 soll im weiteren eine Ausführungsform der Steuerung beschrieben werden.

Der Motor 34 beginnt sich mit einer festgesetzten Motorantriebs-Stromstärke, die in den Motorantriebs-Stromeingabeabschnitt 69a eingegeben ist, zu drehen. Der Steuerbereich errechnet den Durchschnitt der durch den Elektromagneten hindurchfließenden elektrischen Ströme sofort, oder es vergeht eine vor bestimmte Zeitdauer, nachdem sich der Motor zu drehen begonnen hat, und es wird ein Anfangswert im Speicherabschnitt des Steuerbereiches gespeichert. Während der Drehung des Motors 34 errechnet der Steuerbereich dauernd die Durchschnittswerte der hindurchfließenden elektrischen Ströme und vergleicht diese Durchschnittswerte und den ursprünglichen Durchschnittswert mitein ander, um das abfallende Maß (1 - laufender Durchschnittswert der hin durchfließenden elektrischen Ströme/Durchschnittswert der hindurchfließenden elektrischen Ströme in einem früheren Zeitabschnitt nach Betätigung der Zentri fugalpumpe) der Durchschnittswerte der hindurchfließenden elektrischen Ströme zu berechnen. Es wird in jedem vorbestimmten Zeitabschnitt ermittelt, ob der Durchschnitt der Werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme in einen vorbestimmten Bereich fällt (der kleiner ist als das zulässige maximale abfallende Maß des Durchschnittes der durch den Elektromagneten hin durchfließenden elektrischen Ströme). Ist die Antwort JA (innerhalb eines vorgeschriebenen Bereiches) kehrt der Steuerbereich wiederholt zu dem Schritt zurück, mit welchem er das abfallende Maß des Durchschnittes der Werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme berechnet. Wenn ermittelt wird, daß das abfallende Maß des Durchschnittes der Werte der hindurchfließenden elek trischen Ströme aus dem vorgeschriebenen Bereich geraten ist (mehr als das zulässige abfallende Maß des Durchschnittes der Werte der durch den Elektro magneten hindurchfließenden elektrischen Ströme), schaltet der Steuerbereich in einen verminderten Motordrehungsmodus um, in welchem der Steuerbereich 115 den Motorantriebsstrom auf den festgesetzten Wert reduziert (der Wert ist um einiges geringer als der Wert, welcher am Motorantriebs- Stromeingabeabschnitt 69a eingegeben wurde, und beträgt vorzugsweise 70-80% der eingegebenen Stromstärke). Danach errechnet der Steuerbereich das abfallende Maß des Durchschnittes der Werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme und bestimmt zu jedem vorbestimmten Zeitabschnitt, ob das abfallende Maß des Durchschnittes der Werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, ob das abfallende Maß im Durchschnitt nicht das zulässige höchste abfallende Maß des Durchschnittes der durch den Elektromagneten hindurchfließenden elektrischen Ströme überschreitet). Wenn die Antwort JA lautet (innerhalb des vorbestimmten Bereiches ist), erhöht der Steuerbereich den Motorantriebsstrom um einen vorbestimmten Betrag (der Betrag ist kleiner als der Verminderungsbetrag im vorhergehenden Zeitabschnitt und beträgt vorzugsweise 70-80% der festgesetzten Stromstärke oder 5-10% des Verminderungsbetrages des elektrischen Stromes im vorhergehenden Zeit abschnitt). Dann bestimmt der Steuerbereich, ob der erhöhte Motor antriebsstrom den festgesetzten Wert der Motorantriebs-Stromstärke (ursprünglich eingegebener Wert) erreicht hat. Wenn die Antwort NEIN lautet, errechnet der Steuerbereich das abfallende Maß des Durchschnittes der Werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme erneut und bestimmt, ob das abfallende Maß des Durchschnittes der Werte der hindurchfließenden elek trischen Ströme innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt. Wenn die Antwort JA lautet (sich innerhalb des vorbestimmten Bereiches befindet), erhöht der Steuerbereich den Motorantriebsstrom um den vorbestimmten Betrag (der Betrag ist kleiner als der Verminderungsbetrag zum vorhergehenden Zeitpunkt und beträgt vorzugsweise 70-80% der festgesetzten Stromstärke oder 5-10% des Verminderungsbetrages des vorhergehenden Males) wiederholt. Das heißt, bei diesem Steuerverfahren wird, nachdem die Stromstärke um einiges ver mindert wurde, die Stromstärke schrittweise erhöht. Wenn ermittelt wird, daß das abfallende Maß der Werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme außerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt (mehr als das zulässige Maximum des abfallenden Maßes des Durchschnittes der durch den Elektromagneten hindurchfließenden Ströme beträgt), wird bei dem Verfahren der Erhöhung der Stromstärke der Motorantriebsstrom um einen vorbestimmten Betrag reduziert (der Betrag ist geringer als der erstmalige Verringerungsbetrag und beträgt vorzugsweise 70-80% der festgesetzten Stromstärke oder 5-10% des Ver ringerungsbetrages der Stromstärke beim vorhergehenden Mal). Dann errechnet der Steuerbereich das abfallende Maß des Durchschnittes der Werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme erneut und bestimmt, ob das abfallende Maß des Durchschnittes der Werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt. Wenn ermittelt wird, daß das abfallende Maß des Durchschnittes der Werte der hindurchfließenden elek trischen Ströme außerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, vermindert der Steuerbereich den Wert des Motorantriebsstromes um den vorbestimmten Betrag. Die Verminderung der Stromstärke wird wiederholt, bis das abfallende Maß des Durchschnittes der Werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt. Die verminderte Stromstärke wird beibehalten, bis das abfallende Maß des Durchschnittes der Werte der hin durchfließenden elektrischen Ströme erneut aus dem vorbestimmten Bereich austritt. Wenn ermittelt wird, daß das abfallende Maß des Durchschnittes der Werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme erneut aus dem vor bestimmten Bereich ausgetreten ist, vermindert der Steuerbereich den Motor antriebsstrom, bis das abfallende Maß des Durchschnittes der Werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt.

Die Durchführung einer solchen Steuerung verhindert das Auftreten des Antriebskollapses und ermöglicht, daß der Motor mit maximaler Stromstärke in dem Bereich betrieben werden kann, in welchem das Auftreten des Antriebskollapses vermieden und eine Durchflußrate in geeigneter Höhe gesichert werden kann. Die Steuerung kann, wenn der Motorantriebsstrom im Ergebnis der wiederholten Erhöhung des Motorantriebsstromes um einen vorbestimmten Betrag den festgesetzten Wert erreicht hat, vom verminderten Motordrehungsmodus in den Normalmodus zurückkehren.

Wenn der Steuerbereich 115 vom verminderten Motordrehungsmodus in den Normalmodus zurückgekehrt ist, wird der Betrieb der Alarmlampe 83 oder der Hupe 82 ausgeschaltet.

Die erfindungsgemäße Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung umfaßt eine Zentri fugalfluidpumpe und eine Steuereinrichtung für die Zentrifugalfluidpumpe.

Die Steuereinrichtung besitzt einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer fest gesetzten Motordrehzahl oder einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer fest gesetzten Motorantriebs-Stromstärke; und eine Funktion zur Begrenzung der Eingabe einer Drehzahl für den Motor, die größer ist als die vorbestimmte Drehzahl, oder zur Begrenzung der Eingabe eines Motorantriebsstromes der einen Wert aufweist, der größer ist als der vorbestimmte Wert. Bei dieser Konstruktion dreht sich der Motor nicht mit einer Drehzahl, die größer ist als die vorbestimmte Drehzahl. Dadurch ist es möglich, daß Auftreten des Antriebs kollapses zwischen Flügelrad und Rotor zu verhindern.

Die Steuereinrichtung besitzt einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer fest gesetzten Motorantriebs-Stromstärke oder einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer festgesetzten Drehzahl des Motors sowie einen Steuerbereich für die Motordrehung. Der Steuerbereich für die Motordrehung besitzt eine Funktion zur Speicherung des oberen Grenzwertes des Motorantriebsstromes, und eine Funktion zur Begrenzung des eingegebenen Motorantriebsstromes, der einen Wert besitzt, der größer ist als der gespeicherte obere Grenzwert. Bei dieser Konstruktion dreht sich der Motor nicht mit einer Stromstärke, die größer ist als der obere Grenzwert des Motorantriebsstromes. Dadurch ist es möglich, das Auftreten des Antriebskollapses zwischen dem Flügelrad und dem Rotor zu verhindern.

Die Steuereinrichtung besitzt einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer fest gesetzten Drehzahl des Motors und einen Steuerbereich für die Motordrehung. Der Steuerbereich besitzt eine Funktion zur Speicherung des oberen Grenz wertes der Drehzahl des Motors; eine Vergleichsfunktion zum Vergleich des gespeicherten oberen Grenzwertes der Drehzahl des Motors mit einer fest gesetzten Drehzahl des Motors, welche in den Eingabeabschnitt eingegeben wurde; und eine Steuerfunktion für die Motordrehung zur Steuerung der Motordrehung in der Weise, daß sich der Motor mit einer festgesetzten Drehzahl dreht, wenn die festgesetzte Drehzahl des Motors kleiner ist als der obere Grenzwert der Drehzahl des Motors, sowie in der Weise, daß sich der Motor mit dem oberen Grenzwert der Drehzahl des Motors dreht, wenn die festgesetzte Drehzahl des Motors größer ist als deren oberer Grenzwert. Bei dieser Konstruktion dreht sich der Motor nicht mit Drehzahlen, die größer sind als der obere Grenzwert der Motordrehzahl. Dadurch ist es möglich, das Auftreten des Antriebskollapses zwischen dem Flügelrad und dem Rotor zu verhindern.

Der Motordrehzahl-Steuerungsbereich hat eine Funktion zur Speicherung des oberen Grenzwertes der Motordrehzahl und eine Steuerungsfunktion zur Steuerung der Motordrehzahl in der Weise, daß eine ermittelte Drehzahl des Motors die Obergrenze der Drehzahl nicht überschreitet. Bei dieser Konstruktion dreht sich der Motor nicht mit einer Drehzahl, die größer ist als die Obergrenze der Drehzahl des Motors. Dadurch ist es möglich, das Auftreten des Antriebs kollapses zwischen dem Flügelrad und dem Rotor zu verhindern.

Die Steuereinrichtung besitzt eine Erfassungsfunktion zur Erfassung des elektrischen Stromes, welcher durch den Elektromagneten fließt; sowie eine Motorsteuerfunktion zur Steuerung der Drehzahl der Motors in der Weise, daß die Drehgeschwindigkeit des Motors vermindert wird, wenn die durch die Stromerfassungsfunktion ermittelte Amplitude des elektrischen Stromes, welcher durch den Elektromagneten fließt, größer ist als der vorbestimmte Wert. Mit dieser Konstruktion ist es möglich, das Auftreten des Antriebskollapses zwischen dem Flügelrad und dem Rotor zu verhindern.

Die Steuereinrichtung besitzt eine Erfassungsfunktion zur Erfassung des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes; und eine Motor steuerfunktion zur Steuerung der Motordrehzahl in der Weise, daß die Dreh geschwindigkeit des Motors vermindert wird, wenn ein Durchschnittswert der durch die Erfassungsfunktion ermittelten Werte der elektrischen Ströme, die in einem vorbestimmten Zeitabschnitt durch den Elektromagneten fließen, geringer ist als der vorbestimmte Wert. Mit dieser Konstruktion ist es möglich, das Auftreten eines Antriebskollapses zwischen dem Flügelrad und dem Rotor zu verhindern.

Die Steuereinrichtung hat eine Erfassungsfunktion zur Erfassung des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes; und eine Motor steuerfunktion zur Steuerung der Drehzahl des Motors in der Weise, daß die Drehgeschwindigkeit des Motors reduziert wird, wenn das abfallende Maß des Durchschnittes der Werte der hindurchfließenden elektrischen Ströme im Verhältnis zum Durchschnitt der Werte der zu einem früheren Zeitabschnitt hindurchfließenden elektrischen Ströme nach Betätigung der Pumpvorrichtung einen vorbestimmten Bereich überschreitet. Mit dieser Konstruktion ist es möglich, das Auftreten eines Antriebskollapses zwischen Flügelrad und Rotor zu verhindern.

Nunmehr soll eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung, die in einer Blutpumpe angewendet wird, beschrieben werden.

Eine erfindungsgemäße Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung 200 umfaßt eine Zentrifugal-Fluidpumpe 205, in welcher sich ein Flügelrad 221 ohne Berührung des Gehäuses 220 dreht; sowie eine Steuereinrichtung 206 für die Zentrifugal- Fluidpumpe 205.

Die Zentrifugal-Fluidpumpe 205 umfaßt ein Gehäuse 220, welches eine Bluteinlaßöffnung 222 und eine Blutauslaßöffnung 223 besitzt, ein Zentrifugal- Fluidpumpenabteil 202 mit einem Flügelrad 221, welches ein erstes magnetisches Material (einen Permanentmagneten) 225 und ein zweites magnetisches Material 228, welche darin angeordnet sind, aufweist, und sich in einem Gehäuse 220 dreht, um mittels der durch seine Drehung erzeugten Zentrifugalkraft ein Fluid zu fördern, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil 203 mit einem Rotor 231, der einen Magneten 233 zur Anziehung des ersten magnetischen Materials 225 des Flügelrades 221 und einen Motor 234 zur Drehung des Rotors 231 aufweist, ein die Flügelradposition steuerndes Abteil 204 mit einem Elektromagneten 241 zur Anziehung des Flügelrades 221 (genauer zur Anziehung des magnetischen Teiles 228 des Flügelrades 221) zu diesem hin sowie einen Positionssensor 242 (einen Positionssensor zur Ermittlung der Position des magnetischen Teiles des Flügelrades).

Die Steuereinrichtung 206 besitzt eine Erfassungsfunktion zur Erfassung des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes; eine Erfassungs funktion zur Erfassung des Motorantriebsstromes; eine Erfassungsfunktion zur Erfassung der Drehzahl des Motors; und eine Funktion zur Bestimmung, ob das Flügelrad einem Antriebskollaps unterliegt oder nicht (mit anderen Worten eine Funktion zur Ermittlung, ob eine Entkupplung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor auftritt), indem eine Stromstärke, welche durch die Erfassungsfunktion zur Erfassung des durch den Elektromagneten fließenden Stromes ermittelt wurde, ein Wert des Motorantriebsstromes, welcher durch die Erfassungsfunktion zur Erfassung des Motorantriebsstromes ermittelt wurde, und eine Drehzahl des Motors, die durch die Erfassungsfunktion für die Motor drehzahl ermittelt wurde, verwendet werden.

Wie die Fig. 16 bis 19 zeigen, umfaßt die Zentrifugal-Fluidpumpe 205 der Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung ein Gehäuse 220 mit einer Bluteinlaßöffnung 222 und einer Blutauslaßöffnung 223, ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil 202 mit einem Flügelrad 221, welches sich innerhalb des Gehäuses 220 dreht, um durch die infolge seiner Drehung erzeugte Zentrifugalkraft Blut zu fördern, ein das Drehmoment für die Flügelraddrehung erzeugendes Abteil 203 (ein nicht gesteuertes Magnetkupplungsabteil) für das Flügelrad 221 und ein die Flügelradposition steuerndes Abteil 204 (ein gesteuertes Magnetkupplungsabteil) für das Flügelrad 221.

Das ungesteuerte Magnetkupplungsabteil 203 und das gesteuerte Magnet kupplungsabteil 204 wirken in der Weise zusammen, daß das Flügelrad 221 sich dreht und in seiner Position innerhalb des Gehäuses 220 gehalten wird.

Das Gehäuse 220 besitzt eine Bluteinlaßöffnung 222 und eine Blutauslaßöffnung 223 und ist aus nichtmagnetischem Material gebildet. Das Gehäuse 220 bildet im Inneren eine Blutkammer 224 in Fluidverbindung mit der Bluteinlaß- und der Blutauslaßöffnung 222 und 223. Das Flügelrad 221 ist innerhalb des Gehäuses 220 aufgenommen. Die Bluteinlaßöffnung 222 ragt in der Nähe der Mitte der oberen Fläche des Gehäuses 220 in im wesentlichen vertikaler Richtung vor. Die Blutauslaßöffnung 223 ragt aus einer Seitenfläche des im wesentlichen zylindrischen Gehäuses 220 in tangentialer Richtung vor.

Das scheibenförmige Flügelrad 221, welches in seiner Mitte eine Durchgangs bohrung besitzt, ist innerhalb der Blutkammer 224 des Gehäuses 220 aufgenommen. Das Flügelrad 221 umfaßt ein scheibenförmiges Teil oder eine untere Abdeckung 227, welche seine untere Fläche bildet, ein ringplatten förmiges Teil oder eine obere Abdeckung 228, welche seine obere Fläche bildet, und eine Öffnung in seiner Mitte sowie eine Anzahl von (in der Ausführungsform sechs) Flügeln 218, die zwischen den unteren und oberen Abdeckungen 227 und 228 eingeformt sind. Die Flügel 218 bilden zwischen jeweils zwei benachbarten Flügeln und zwischen den oberen und unteren Abdeckungen eine Mehrzahl (in der Ausführungsform sechs) Blutdurchlässen 226. Jeder Blutdurchlaß 226 erstreckt sich in gekrümmter Weise von der mittleren Öffnung zur äußeren Peripherie des Flügelrades 221. Anders ausgedrückt sind die Flügel zwischen benachbarten Blutdurchlässen 226 angeordnet. In der Ausführungsform sind die Flügel 218 und die Blutdurchlässe 226 jeweils in gleichwinkligen Abständen und im wesentlichen in derselben Form vorgesehen.

Eine Mehrzahl von magnetischen Materialien 225 (in der Ausführungsform sechs) sind in das Flügelrad 221 eingebettet. Die magnetischen Materialien 225 sind Permanentmagnete und dienen als Nachfolgemagnete. Die magnetischen Materialien 225 sind in dem Flügelrad 221 in der Weise vorgesehen, daß das Flügelrad 221 von der Bluteinlaßöffnung 222 durch einen Permanentmagneten 233, der im Rotor 231 des das Drehmoment erzeugenden Abteiles 203 vorgesehen ist und im weiteren beschrieben werden soll, und das Drehmoment vom das Drehmoment erzeugenden Abteil 203 auf das Flügelrad 221 überträgt, von der Bluteinlaßöffnung 222 weggezogen wird. So sichern mehrere einzelne magnetische Materialien 225, die in das Flügelrad 221 eingebettet sind, die magnetische Kupplung mit dem Rotor 231, welche im weiteren beschrieben werden soll. Jedes magnetische Material 225 (Permanentmagnet) ist im hori zontalen Querschnitt vorzugsweise kreisförmig. Stattdessen ist es auch möglich einen mehrpoligen (z. B. 24poligen) ringförmigen Magneten zu verwenden. Mit anderen Worten kann eine Mehrzahl von kleinen Magneten in Form eines Ringes in der Weise angeordnet sein, daß sich die positiven und negativen Pole einander abwechseln.

Das Flügelrad 221 umfaßt weiter ein magnetisches Teil 228, welches die obere Abdeckung selbst bildet, oder welches an der oberen Abdeckung befestigt ist. In der dargestellten Ausführungsform bildet das magnetische Teil 228 die obere Abdeckung in ihrer Gesamtheit. Das magnetische Teil 228 ist so vorgesehen, daß ein Elektromagnet 241 des Flügelradpositions-Steuerabteiles 204, welches im weiteren beschrieben werden soll, das Flügelrad magnetisch zur Bluteinlaß Öffnung 222 zieht. Das magnetische Teil 228 kann aus magnetischem rostfreiem Stahl, aus Nickel oder Weicheisen gebildet werden.

Das Flügelradpositions-Steuerabteil 204 und das das Drehmoment erzeugende Abteil 203 bilden ein berührungsloses magnetisches Lager, welches das Flügelrad 221 aus sich gegenüberliegenden Richtungen anzieht, um das Flügelrad 221 ständig in geeigneter Position außer Kontakt mit der Innenfläche des Gehäuses 220 so zu halten, daß das Flügelrad 221 sich innerhalb des Gehäuses 220 drehen kann, ohne daß es dessen Innenfläche berührt.

Das ein Drehmoment erzeugende Abteil 203 umfaßt das Gehäuse 220, den Rotor 231, welcher im Gehäuse 220 aufgenommen ist, und einen Motor 234 (dessen innere Struktur nicht dargestellt ist) zum Drehen des Rotors 231. Der Rotor 231 umfaßt eine rotierende Scheibe 232 und eine Mehrzahl von Permanentmagneten 233, die an einer Oberfläche der rotierenden Scheibe 232, die zur Fluidpumpe weist, angeordnet sind. Der Rotor 231 ist in seiner Mitte fest mit der Drehwelle des Motors 234 verbunden. Eine Mehrzahl von Permanentmagneten 233 sind gleichwinklig, in Übereinstimmung mit der Anordnung der Permanentmagnete 225 des Flügelrades 221, verteilt. Das heißt, die Anzahl und die Lage der Permanentmagnete 233 ist mit der Anzahl und der Lage der Permanentmagnete 225 identisch.

Das ein Drehmoment für das Flügelrad erzeugende Abteil 203 ist nicht auf die dargestellte Form mit Rotor und Motor beschränkt. Zum Beispiel kann eine Mehrzahl von Statorwicklungen verwendet werden, welche die Permanent magneten 225 des Flügelrades 221 anziehen und das Flügelrad 221 drehend antreiben können.

In das die Flügelradposition steuernde Abteil 204 sind eine Mehrzahl von Elektromagneten 241 eingefügt, die im Gehäuse 220 aufgenommen sind und das magnetische Teil 228 des Flügelrades 221 zu diesem hin anziehen, sowie eine Mehrzahl von Positionssensoren 242 zur Ermittlung der Position des magne tischen Teiles 228 im Flügelrad 221. In dem die Flügelradposition steuernden Abteil 204 sind eine Mehrzahl von (typischerweise drei) Elektromagneten 241 sowie eine Mehrzahl von (typischerweise drei) Sensoren 242 jeweils in gleichwinkligen Abständen in der Weise angeordnet, daß die Elektromagneten 241 und die Sensoren 242 gleichwinklig beabstandet sind. Die Elektromagneten 241 umfassen im wesentlichen einen Kern und eine Wicklung. Drei Elektro magneten 241 sind in der dargestellten Ausführungsform angeordnet. Es können auch mehr als drei Elektromagneten, z. B. vier Elektromagneten angeordnet sein. Durch Abstimmung der elektromagnetischen Kräfte der Elektromagneten 241 mit den Ermittlungsergebnissen der Positionssensoren 42, die im weiteren beschrieben werden sollen, können die Kräfte, welche auf das Flügelrad in Richtung einer mittleren Achse (z-Achse) wirken, ausgeglichen werden, und die Momente um die x- und y-Achsen, die senkrecht zur mittleren Achse (z-Achse) stehen, können einander gleich sein.

Der Positionssensor 242 ermittelt den Abstand zwischen dem Elektromagneten 241 und dem magnetischen Teil 228. Ein Ausgang, welcher die Ermittlungen ausgibt, wird auf einen Steuerbereich 256 zur Steuerung des elektrischen Stromes oder einer Spannung, die der Wicklung des Elektromagneten 241 zugeführt werden, rückgekoppelt. Wenn eine radiale Kraft, z. B. die Schwerkraft, auf das Flügelrad 221 wirkt, wird das Flügelrad 221 durch die Wirkung der Rückstellkräfte eines magnetischen Flusses zwischen dem Permanentmagneten 225 des Flügelrades 221 und des Permanentmagneten 233 des Rotors 31 sowie der Rückstellkräfte eines magnetischen Flusses zwischen dem Elektromagneten 241 und dem magnetischen Teil 228 in der Mitte des Gehäuses 220 gehalten. Anstelle des verwendeten Positionssensors 242 ist es möglich, einen Sensor zu verwenden, welcher eine Rechnerschaltung zur Ermittlung der Position des magnetischen Teiles 228 des Flügelrades 221 enthält, die auf der Wellenform des elektrischen Stromes, welcher durch den Elektromagneten 241 fließt, basiert.

Die Steuereinrichtung 206 soll nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 15 be schrieben werden.

Die Steuereinrichtung 206 umfaßt einen Motorantrieb mit einem Leistungs verstärker 252 für einen Magnetkupplungsmotor 234 und eine Motorsteuer schaltung 253; eine Magnetkupplungssteuerung mit einem Leistungsverstärker 254 für den Elektromagneten 241, eine Sensorschaltung 255 für den Sensor 242 und einen PID-Kompensator 256 für den Sensor 242; einen ersten Anomalie detektor 257 für die Magnetkupplung, welcher den vom Leistungsverstärker 254 zum Elektromagneten 241 zugeführten Strom überwacht; einen zweiten Anomaliedetektor 258 für die Magnetkupplung, welcher den vom Leistungs verstärker 252 zugeführten Motorantriebsstrom sowie ein Signal, welches die Drehzahl des Motors anzeigt, das von der Motorsteuerschaltung 253 ausgegeben wird, überwacht; sowie einen Steuerbereich 251. Der Steuerbereich 251 ist elektrisch mit dem Anomaliedetektor 257 für die erste Magnetkupplung und dem Anomaliedetektor 258 für die zweite Magnetkupplung verbunden. Genauer gesagt ist der Steuerbereich 251 in der Weise mit diesen verbunden, daß Signale von den Detektoren 257, 258 in den Steuerbereich 251 eingegeben werden. Der Steuerbereich 251 ist elektrisch auch mit der Motorsteuerschaltung 253 des Motorantriebes und dem Leistungsverstärker 254 der Magnetkupplungs steuerung verbunden und besitzt eine Funktion zur Steuerung der Motor steuerschaltung 253 und des Leistungsverstärkers 254. Weiterhin umfaßt die Steuereinrichtung 206 einen Motorstrom-Anomaliedetektor 262, einen Drehzahl- Anomaliedetektor 262, einen Detektor 261 zur Ermittlung von Anomalien der Drehzahl des Motors und einen Temperatur-Anomaliedetektor 266.

Die Steuereinrichtung 206 besitzt eine Funktion zur Ermittlung, ob das Flügelrad einem Antriebskollaps (mit anderen Worten einer Entkupplung der Magnetkupplung oder einer Entkupplung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor) unterliegt oder nicht, indem sie die Stromstärke, welche durch Erfassung des elektrischen Stromflusses durch den Elektromagneten ermittelt wird, den Wert des Motorantriebsstromes, der durch Erfassung von dessen Wert ermittelt wird, und die Drehzahl des Motors, die durch Erfassung der Motordrehzahl ermittelt wird, verwendet. Die Funktion zur Ermittlung, ob das Flügelrad einem Antriebskollaps unterliegt, stellt eine Funktion zur Ermittlung dar, ob das Flügelrad- und der Rotor entkuppelt sind. Genauer gesagt stellt die Funktion zur Ermittlung, ob das Flügelrad dem Antriebskollaps unterliegt oder nicht, fest, daß das Flügelrad dem Antriebskollaps unterliegt, wenn der durch Erfassung des durch den Elektromagneten fließenden Stromes ermittelte Stromwert geringer ist als ein erster vorbestimmter Wert, oder wenn die durch Erfassung des Motor antriebsstromes ermittelte Motorantriebs-Stromstärke geringer ist als eine erste vorbestimmte Motorantriebs-Stromstärke die der Motordrehzahl entspricht, die durch die Funktion zur Erfassung der Drehzahl ermittelt wurde.

Bei der Funktion zur Ermittlung, ob das Flügelrad dem Antriebskollaps unterliegt oder nicht, werden die vorstehend beschriebenen zwei Verfahren verwendet. Um zu vermeiden, daß bei der Ermittlung, ob das Flügelrad dem Antriebskollaps unterliegt oder nicht, ein Normalzustand als anormal erkannt wird, können die beiden Verfahren wirkungsvoll in Kombination angewandt werden. Die Funktion zur Bestimmung, ob das Flügelrad dem Antriebskollaps unterliegt oder nicht, hat der erste Magnetkupplungs-Anomaliedetektor 257, der als Einrichtung zur Ermittlung dient, ob eine durch Erfassung des Stromflusses durch den Elektromagneten ermittelte Stromstärke geringer ist als ein erster vorbestimmter Wert.

Fig. 20 ist eine erläuternde Darstellung, in welcher die Änderung des elek trischen Stromflusses durch die Magnetkupplung erkennbar ist, wenn das Flügelrad dem Antriebskollaps unterliegt (Antriebskollaps der Magnetkupplung). Wenn die Magnetkupplung dem Antriebskollaps unterliegt, erfährt das Flügelrad eine außergewöhnliche Verlagerung im Gehäuse, oder es wird vom Motor weg zum Elektromagneten verlagert. Dadurch wird das Flügelrad nicht vom Motor angezogen, und der Wert des elektrischen Stromflusses durch den Elektro magneten nimmt ab. Wenn der elektrische Stromfluß durch den Elektro magneten niedriger wird als ein Schwellwert (D in Fig. 20), ist eine Anomalie der Magnetkupplung ermittelt.

Eine Schaltung 300, die in Fig. 21 dargestellt ist, wird vorzugsweise als erster Magnetkupplungs-Anomaliedetektor 257 verwendet, die den elektrischen Stromfluß durch den Elektromagneten überwacht. Fig. 21 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel einer Schaltung zur Ermittlung des Auftretens des Antriebskollapses des Flügelrades (des Antriebskollapses der Magnetkupplung) zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung zeigt.

In der Schaltung 300 werden die Stromwerte (I1, I2, I3), die den jeweiligen Elektromagneten (in der Ausführungsform drei) der Zentrifugalpumpe für die Magnetkupplung entsprechen, überwacht. Der erste Operationsverstärker nimmt eine Addition der Stromwerte vor. Wenn der addierte Wert geringer ist als der Schwellwert D (wenn der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers H beträgt), ist ermittelt, daß das Flügelrad eine Anomalie aufweist. Der Detektor zur Ermittlung der Anomalie der magnetischen Kupplung ist nicht auf die Schaltung 300 beschränkt. Zum Beispiel ist es möglich, einen Detektor zu benutzen, welcher die Anomalie von jedem elektrischen Stromfluß durch den Elektromagneten ermittelt, wenn einer oder zwei oder mehrere von diesen geringer sind als der Schwellwert. Statt eines analogen Detektors kann ein digitaler Detektor verwendet werden. Wenn der Wert des elektrischen Stromes im Detektor als Information zur Ermittlung, ob die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist, verwendet wird, ist es möglich, zusätzlich die elektrischen Stromwerte eines vorbestimmten Zeitabschnittes, den Durchschnitt der Addition der Stromwerte eines vorbestimmten Zeitabschnittes und den Durchschnitt der Stromwerte eines vorbestimmten Zeitabschnittes zu verwenden.

Im Fall, daß die Addition der elektrischen Stromwerte eines vorbestimmten Zeitabschnittes verwendet wird, kommt ein digitales Verfahren zur Anwendung. Im Fall, daß der Durchschnitt der Addition der elektrischen Stromwerte eines vorbestimmten Zeitabschnittes verwendet wird, kommt ebenfalls ein digitales Verfahren zur Anwendung. Im Fall, daß der Durchschnitt der elektrischen Stromwerte eines vorbestimmten Zeitabschnittes verwendet wird, kann eine Analogschaltung unter Verwendung eines Tiefpaßfilters oder ein digitales Verfahren zur Anwendung gelangen.

Die Funktion zur Bestimmung, ob das Flügelrad einem Antriebskollaps unterliegt, hat der zweite Magnetkupplungs-Anomaliedetektor 258, indem er ermittelt, ob eine Motorantriebs-Stromstärke, die durch die Funktion zur Ermittlung von deren Wert ermittelt wurde, geringer ist als eine erste vorbestimmte Motorantriebs-Stromstärke, die der Motordrehzahl entspricht, welche durch die Funktion zur Ermittlung von deren Drehzahl ermittelt wurde.

Fig. 22 ist eine erläuternde Darstellung zum Verständnis des Zusammenhanges zwischen der Drehzahl des Motors und dem elektrischen Strom, der diesem in der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung zugeführt wird. Die Erfinder fanden in Versuchen bestätigt, daß die dem Motor zugeführte elektrische Stromstärke bei jeder Drehzahl des Motors in einem Bereich B in Fig. 22 zu finden ist, wenn sich das Flügelrad schwebend im Normalzustand dreht, und sich zu einem Bereich A in Fig. 22 bewegt, wenn die Magnetkupplung einem Antriebskollaps unterliegt. Dadurch, daß die elektrische Stromstärke im Bereich A in Fig. 22 zu finden ist, kann ermittelt werden, daß die Magnetkupplung sich im anormalen Zustand befindet.

Der folgende Fall wird als anormal ermittelt: Der Fall, daß die elektrische Stromstärke, die dem Motor zugeführt wird, geringer ist als die elektrische Stromstärke, die ihm zu einer Zeit zugeführt wird, in welcher das Flügelrad schwebend bei verschlossenem Zustand rotiert (Durchflußrate 0 l/min), mit Blut, welches in eine Blutpumpe, z. B. ein künstliches Herz, gefüllt ist, und eine bestimmte Viskosität (z. B. 3 × 10^-3 Pa.s) besitzt. Die dem Motor zugeführten elektrischen Stromstärken wurden gemessen, wenn der Motor mit verschiedenen Drehzahlen im vorgenannten Zustand gedreht wurde. Ein Vergleichsausdruck (erster Vergleichsausdruck), welcher verwendet wird, um zu bestimmen, ob sich die Magnetkupplung in einem anormalen Zustand befindet oder nicht, wurde aus den gemessenen Werten ermittelt. Der Vergleichsausdruck war eine Beziehungsgleichung ersten Grades, welche durch Anwendung des Verfahrens des kleinsten Quadrates ermittelt wurde. Der Vergleichsausdruck kann auch eine Beziehungsgleichung zweiten oder höheren Grades sein.

Eine Schaltung 310, wie sie in Fig. 23 dargestellt ist, wird vorzugsweise als zweiter Magnetkupplungs-Anomaliedetektor 258 verwendet. Fig. 23 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel einer zweiten Schaltung zur Ermittlung des Auftretens eines Antriebskollapses des Flügelrades (eines zweiten Antriebs kollapses der magnetischen Kupplung) zur Verwendung in der erfindungs gemäßen Pumpvorrichtung zeigt.

In der Schaltung 310 wird eine Stromstärke, bei welcher die Magnetkupplung als anormal ermittelt wird, aus der ermittelten Drehzahl des Motors errechnet. Eine errechnete Stromstärke wird mit der dem Motor zugeführten elektrischen Stromstärke verglichen. Wenn die ermittelte Stromstärke, die dem Motor zugeführt wird, geringer ist als die errechnete Stromstärke, ist die Magnet kupplung als anormal erkannt. Eine Schaltung 281 zur Errechnung der Stromstärke besitzt eine Funktion zum Speichern eines Vergleichsausdruckes (welcher verwendet wird, um zu bestimmen, ob das Flügelrad dem Antriebs kollaps ausgesetzt ist oder nicht) zwischen der Drehzahl des Motors und der Motorantriebs-Stromstärke. Zum Beispiel besitzt die Schaltung 281 eine Funktion zur Speicherung des Vergleichsausdruckes (des ersten Vergleichs ausdruckes), welcher verwendet wird, um zu bestimmen, ob die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist oder nicht, oder zum Speichern einer Berechnungs gleichung für die Stromstärke, die aus dem ersten Vergleichsausdruck abgeleitet ist. Die Schaltung 281 besitzt auch eine Funktion zur Berechnung eines Grenzwertes der Stromstärke (eines unteren Grenzwertes der Stromstärke) durch Verwendung des gespeicherten Vergleichsausdruckes oder durch Ver wendung der Berechnungsgleichung für die Stromstärke und einer eingegebenen Drehzahl für den Motor. Genauer gesagt, wird ein digitales Signal, welches die Drehzahl des Motors anzeigt oder durch Umwandlung eines analogen Signales in ein digitales Signal, welches die Drehzahl des Motors anzeigt, in einen Rechner abschnitt eingegeben, und der Rechnerabschnitt berechnet die Grenzstromstärke (die untere Grenzstromstärke) aus dem gespeicherten ersten Vergleichsausdruck oder aus der Berechnungsgleichung für die Stromstärke, welche aus dem ersten Vergleichsausdruck abgeleitet wurde, welche verwendet wird, um zu bestimmen, ob die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist oder nicht. Danach wird eine Digital-Analog-Wandlung der berechneten Stromstärke durchgeführt, und dann wird der Analogwert in einen Komparator eingegeben, um die ermittelte elektrische Stromstärke, die dem Motor zugeführt wird, mit der errechneten Stromstärke zu vergleichen. Wenn die ermittelte Stromstärke, die dem Motor zugeführt wird, geringer ist als die errechnete Stromstärke, ist erwiesen, daß die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist. Der zweite Magnetkupplungs- Anomaliedetektor 258 ist nicht auf die digitale Form beschränkt. Zum Beispiel kann er, wie in Fig. 24 dargestellt, ein analoger Typ sein. In einer analogen Schaltung 310a nach Fig. 24 wird angenommen, daß ein Ausgang I' des Rechnerabschnittes 281 zur Berechnung einer elektrischen Stromstärke, welche dem Motor zugeführt wird, der Drehzahl des Motors proportional ist.

Weil die elektrische Motorstromstärke, welche in dem Magnetkupplungs- Anomaliedetektor als Information zur Bestimmung, ob die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist, verwendet wird, ist es möglich, eine Addition der elektrischen Stromstärken in einem vorbestimmten Zeitabschnitt, den Durchschnitt einer Addition der elektrischen Stromstärken in einem vorbestimmten Zeitabschnitt und den Durchschnitt der elektrischen Stromstärken in einem vorbestimmten Zeitabschnitt zu verwenden.

Im Fall der Verwendung der Addition der elektrischen Stromstärken in einem vorbestimmten Zeitabschnitt wird eine digitale Weiterverarbeitung angewendet. Im Fall der Verwendung des Durchschnittes der Addition der elektrischen Stromstärken in einem vorbestimmten Zeitabschnitt wird ebenfalls die digitale Weiterverarbeitung angewendet. Im Fall der Verwendung des Durchschnittes der elektrischen Stromstärken in einem vorbestimmten Zeitabschnitt kann eine analoge Schaltung unter Verwendung eines Tiefpaßfilters oder ebenfalls eine digitale Weiterverarbeitung angewendet werden.

Der zweite Magnetkupplungs-Anomaliedetektor 258 ist nicht auf den zuvor beschriebenen Typ beschränkt. Zum Beispiel kann eine Schaltung 320, wie sie in Fig. 25 dargestellt ist, verwendet werden. Fig. 25 ist ein Blockschaltbild, welches eine weitere Ausführungsform einer zweiten Schaltung (des zweiten Ermittlungsverfahrens für den Antriebskollaps der Magnetkupplung) zur Ermittlung des Auftretens des Antriebskollapses des Flügelrades zur Anwendung in der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung zeigt.

In der Schaltung 320 wird eine Drehzahl des Motors, bei welcher die Magnet kupplung als anormal ermittelt wird, aus der erfaßten, dem Motor zugeführten Stromstärke berechnet. Die errechnete Drehzahl des Motors wird mit einer erfaßten Drehzahl des Motors verglichen. Wenn die erfaßte Drehzahl des Motors größer ist als die errechnete Drehzahl, ist erkannt, daß die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist. In diesem Fall besitzt der zweite Magnetkupplungs- Anomaliedetektor 258 nicht die Schaltung 281 zur Errechnung der elektrischen Stromstärke sondern eine Schaltung 282 zur Errechnung der Drehzahl des Motors. Die Schaltung 282 besitzt eine Funktion zur Speicherung eines Vergleichsausdruckes zwischen der Drehzahl des Motors und der Motorantriebs- Stromstärke, welche verwendet wird, um zu ermitteln, ob das Flügelrad einem Antriebskollaps unterliegt oder nicht. Zum Beispiel hat die Schaltung 282 eine Funktion zur Speicherung des Vergleichsausdruckes (des ersten Vergleichs ausdruckes), der verwendet wird, um zu ermitteln, ob die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist oder nicht, oder zur Speicherung einer Gleichung zur Berechnung der Drehzahl des Motors, die von dem ersten Vergleichsausdruck abgeleitet ist. Die Schaltung 282 besitzt außerdem eine Funktion zur Berechnung einer Grenzdrehzahl (einer oberen Grenzdrehzahl) durch Verwendung des gespeicherten Vergleichsausdruckes oder durch Verwendung der Gleichung zur Berechnung der Drehzahl des Motors und eines eingegebenen Wertes für den elektrischen Strom, welcher dem Motor zugeführt wird. Genauer gesagt wird ein eingegebenes Signal für den elektrischen Strom in ein Digitalsignal gewandelt, und das Digitalsignal, welches die Stromstärke beinhaltet, wird in einen Rechnerabschnitt eingegeben, und der Rechnerabschnitt berechnet die Drehzahl (die Grenzdrehzahl, die obere Grenzdrehzahl) aus dem gespeicherten ersten Vergleichsausdruck, welcher verwendet wird, um zu bestimmen, ob die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist oder nicht, oder aus der Gleichung zur Berechnung der Drehzahl, welche von dem ersten Vergleichsausdruck abgeleitet ist. Danach wird eine Digital-Analog-Wandlung der errechneten Drehzahl durchgeführt, und dann wird der Analogwert in einen Komparator eingegeben, um die errechnete Drehzahl und die ermittelte Drehzahl des Motors miteinander zu vergleichen. Wenn die ermittelte Drehzahl des Motors größer ist als die errechnete Drehzahl, ist erkannt, daß die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist.

Weil die Drehzahl des Motors, welche in dem Magnetkupplungs-Anomalie detektor als Information zur Ermittlung verwendet wird, ob die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist, ist es möglich, eine Addition der Drehzahlen des Motors in einem vorbestimmten Zeitabschnitt, den Durchschnitt der Addition der Drehzahlen in einem vorbestimmten Zeitabschnitt und einen Durchschnitt der Drehzahlen in einem vorbestimmten Zeitabschnitt zu verwenden.

Im Fall der Verwendung der Addition der Drehzahlen des Motors in einem vorbestimmten Zeitabschnitt wird eine digitale Weiterverarbeitung verwendet. Im Fall der Verwendung des Durchschnittes der Addition der Drehzahlen in einem vorbestimmten Zeitabschnitt wird ebenfalls eine digitale Weiter verarbeitung verwendet. Im Fall der Verwendung des Durchschnittes der Drehzahlen in einem vorbestimmten Zeitabschnitt wird eine Analogschaltung mit einem Tiefpaßfilter oder eine digitale Weiterverarbeitung verwendet.

Bevorzugt besitzt die Steuereinrichtung 206 eine den Antriebskollaps be seitigende Funktion (mit anderen Worten eine die Entkupplung beseitigende Funktion), welche eingesetzt wird, wenn durch die Funktion zur Bestimmung, ob das Flügelrad einem Antriebskollaps unterliegt, festgestellt wurde, daß das Flügelrad einen Antriebskollaps aufweist (mit anderen Worten, daß ein Antriebskollaps der Magnetkupplung oder eine Entkupplung zwischen dem Flügelrad und dem Rotor eingetreten ist).

Die Erfinder fanden bestätigt, daß der Antriebskollaps der Magnetkupplung wiederholt durch Anhalten der Drehung des Motors oder durch Drehung mit einer niedrigen Geschwindigkeit (z. B. mit 300 U/min) beseitigt werden kann.

Als Beseitigungsfunktion für den Antriebskollaps wird bevorzugt, ein solcher Typ verwendet, welcher zeitweise die Funktion anhält, nachdem die Funktion zur Ermittlung, ob das Flügelrad einem Antriebskollaps unterliegt (mit anderen Worten, ob die Magnetkupplung einem Antriebskollaps unterliegt), ermittelt hat, daß das Flügelrad einem Antriebskollaps unterliegt, und eine Funktion aufweist, die das Flügelrad in der Schwebe hält und die Drehung neu anlaufen läßt.

Die Beseitigungsfunktion für den Antriebskollaps mit zeitweisem Anhalten des Flügelrades kann so ausgeführt werden, wie dies in dem Flußdiagramm nach Fig. 26 dargestellt ist. Fig. 26 zeigt ein Beispiel zur Beseitigung des Antriebskollapses (mit anderen Worten ein Beispiel für eine Beseitigungsfunktion für die Ent kupplung) zur Anwendung in einer erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung.

Bei der Beseitigungsfunktion für den Antriebskollaps mit zeitweisem Anhalten, wie sie in Fig. 26 dargestellt ist, wird ermittelt, ob das Flügelrad während der Drehung des Motors einem Antriebskollaps unterliegt oder nicht. Wenn ermittelt wurde, daß das Flügelrad einem Antriebskollaps unterliegt, wird die Drehung des Motors angehalten und mit normaler Drehzahl erneut gestartet. Nach einem vorbestimmten Zeitabschnitt, z. B. nach dem Ablauf von 10-20 Sekunden, wird erneut ermittelt, ob das Flügelrad einem Antriebskollaps unterliegt. Wenn er mittelt wird, daß das Flügelrad keinem Antriebskollaps unterliegt, wird die Drehung des Motors fortgesetzt. Es wird der Fall angenommen, daß das Flügelrad aus dem Antriebskollaps nicht gelöst werden kann, obwohl die Drehung des Motors angehalten und mehrmals (z. B. 3-10mal, im Beispiel dreimal) wieder angelaufen ist. In diesem Fall wird, nachdem die Drehung des Motors angehalten wurde, der Motor mit einer vorbestimmten Drehzahl, z. B. 1000-1500 U/min gestartet.

Die Drehung des Motors kann wie folgt gesteuert werden: In Fig. 27 ist er kennbar, daß die Drehzahl, nachdem das Flügelrad aus dem Antriebskollaps gelöst wurde, nicht auf den normalen Wert sondern auf eine bestimmte Drehzahl (z. B. 1000-1500 U/min) gebracht wurde. Nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer (z. B. 10-300 Sekunden), wird ermittelt, ob das Flügelrad einem Antriebskollaps unterliegt. Wenn ermittelt wird, daß das Flügelrad keinem Antriebskollaps unterliegt, wird der Motor mit der normalen Drehzahl ange trieben und dessen Drehung fortgesetzt. Im Fall, daß das Flügelrad, nachdem der Motor mit normaler Drehzahl angetrieben wurde, mehrmals (z. B. 3-10mal, im Ausführungsbeispiel dreimal) dem Antriebskollaps unterliegt, wird der Motor fortgesetzt mit einer vorbestimmten Drehzahl (z. B. 1000-1500 U/min) an getrieben.

Als Funktion zur Beseitigung des Antriebskollapses wird bevorzugt eine solche mit zeitweise niedriger Geschwindigkeit benutzt, welche den Motor für eine vorbestimmte Zeitdauer (2-10 Sekunden) mit einer niedrigen Geschwindigkeit (z. B. 100-500 U/min) antreibt und danach die Drehzahl des Motors erhöht, nachdem die Ermittlung, ob das Flügelrad einem Antriebskollaps unterliegt oder nicht, ergeben hat, daß das Flügelrad einen Antriebskollaps aufweist.

Die Funktion zur Beseitigung des Antriebskollapses mit zeitweise geringer Geschwindigkeit kann in der Weise ausgeführt werden, wie dies in dem Fluß diagramm nach Fig. 28 dargestellt ist. In der Ausführungsform der Funktion zur Beseitigung des Antriebskollapses mit zeitweise niedriger Geschwindigkeit wird, wenn das Flügelrad aus dem Antriebskollaps nicht gelöst werden kann, obwohl der Motor zeitweise mit niedriger Geschwindigkeit angetrieben wird, diese mit der Funktion zur Beseitigung des Antriebskollapses unter zeitweisem Anhalten des Motors in Kombination verwendet. Fig. 28 zeigt die Ermittlung, ob das Flügelrad dem Antriebskollaps während des Antriebes des Motors unterliegt oder nicht. Wenn ermittelt wird, daß das Flügelrad dem Antriebskollaps unterliegt, wird die Drehzahl des Motors auf einen vorbestimmten Wert reduziert (z. B. 100-500 U/min). Nach einem vorbestimmten Zeitablauf (z. B. 2-20 Sekunden) wird ermittelt, ob das Flügelrad dem Antriebskollaps unterliegt oder nicht. Wenn das Flügelrad nicht dem Antriebskollaps unterliegt, wird die Drehzahl des Motors auf die normale Drehzahl erhöht und dessen Antrieb fortgesetzt. Wenn das Flügelrad aus dem Antriebskollaps nicht gelöst werden konnte, obwohl die Drehzahl des Motors vermindert wurde, wird der Antrieb gestoppt und mit der normalen Drehzahl erneut angetrieben. Es wird nach einer vorbestimmten Zeitdauer (z. B. 2-10 Sekunden) erneut ermittelt, ob das Flügelrad dem Antriebskollaps unterliegt oder nicht. Im Falle, daß das Flügelrad nicht aus dem Antriebskollaps gelöst werden konnte, obwohl der Antrieb des Motors angehalten und mehrmals erneut angetrieben wurde (z. B. 3-10mal, im Ausführungs beispiel dreimal) wird der Antrieb des Motors angehalten und dann mit einer vorbestimmten Drehzahl (z. B. 100-500 U/min) erneut gestartet.

Es kann auch die in Fig. 29 dargestellte Steuerung angewendet werden. Diese besteht darin, daß, nachdem das Flügelrad aus dem Antriebskollaps gelöst wurde, die Drehzahl des Motors nicht auf den normalen Wert sondern auf einen vorbestimmten Wert (z. B. 100-500 U/min) gebracht wird. Dann wird nach einer vorbestimmten Zeitdauer (10-300 Sekunden) erneut ermittelt, ob das Flügelrad dem Antriebskollaps unterliegt oder nicht. Wenn das Flügelrad nicht dem Antriebskollaps unterliegt, wird die Drehzahl des Motors auf die normale Drehzahl gebracht und der Antrieb fortgesetzt. Im Fall, daß der Antriebskollaps mehrmals eintritt, nachdem die Drehzahl des Motors auf die normale Drehzahl gebracht wurde (z. B. 3-10mal, im Ausführungsbeispiel dreimal), wird der Antrieb des Motors mit einer vorbestimmten Drehzahl (z. B. 100-500 U/min) fortgesetzt.

Es ist bevorzugt, daß die Steuereinrichtung 206 eine Funktion aufweist, welche ermittelt, ob sich der Motor in hochbelastetem Zustand dreht. Die Funktions ermittlung, ob sich der Motor in hochbelastetem Zustand dreht, ermittelt den hochbelasteten Zustand des Motors, wenn die Motorantriebs-Stromstärke durch die Funktion zur Ermittlung von dessen Wert feststellt, daß dieser größer ist als eine zweite vorbestimmte Motorantriebs-Stromstärke, die der Drehzahl des Motors entspricht, welche durch die Funktion zur Ermittlung der Drehzahl ermittelt wurde.

Die Funktion zur Ermittlung, ob sich der Motor in hochbelastetem Zustand dreht, speichert einen Vergleichsausdruck zwischen der Drehzahl des Motors und der Motorantriebs-Stromstärke. Der Vergleichsausdruck wird verwendet, um zu ermitteln, ob sich der Motor in hochbelastetem Zustand dreht.

Wie zuvor beschrieben, liegt die Stromstärke, dis dem Motor bei jeder Drehzahl zugeführt wird, im Bereich B der Fig. 22, wenn sich das Flügelrad im Normal zustand schwebend dreht, die dem Motor zugeführte Stromstärke kann sich jedoch in den Bereich B oder C der Fig. 22 bewegen, wenn die folgenden Anomalien eintreten: Bildung eines Thrombus in der Pumpenkammer, anormales Schweben des Flügelrades, Eindringen von Fremdkörpern in den Motor, Defekt im Lager des Motors, Defekt in der Motorsteuerung usw. Es soll der Fall betrachtet werden, in welchem das Verhältnis zwischen der Drehzahl des Motors und der dem Motor zugeführten Stromstärke im Bereich C nach Fig. 22 gelegen ist. Genauer gesagt wird der folgende Fall als anormal ermittelt: Die dem Motor zugeführte Stromstärke ist größer als die zu einem Zeitpunkt zugeführte Stromstärke, in welcher das Flügelrad sich schwebend bei einer vorbestimmten Durchflußrate (z. B. 10-15 l/min) dreht, wobei das Blut, welches in eine Blutpumpe, z. B. ein künstliches Herz, gefüllt ist, eine Viskosität von 6 × 10^-3 Pa.s aufweist. Der Zustand, in welchem sich der Motor in einem hochbelasteten Zustand dreht, kann durch ein Verfahren (eine Schaltung) ermittelt werden, die der zur Ermittlung der Anomalie der Magnetkupplung ähnlich ist.

Eine Schaltung 330, wie sie in Fig. 30 dargestellt ist, ist vorzugsweise ein Motor- Anomaliedetektor 263, welcher als Einrichtung zur Ermittlung dient, ob sich der Motor in einem hochbelasteten Zustand dreht. Fig. 30 ist ein Blockschaltbild, welches das Beispiel einer Schaltung zur Bestimmung, ob sich der Motor in einem hochbelasteten Zustand dreht, zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung zeigt.

In der Schaltung 330 wird eine Stromstärke, bei welcher sich der Motor in hochbelastetem Zustand dreht, aus der ermittelten Drehzahl des Motors er rechnet. Die errechnete Stromstärke wird mit der ermittelten Stromstärke des Motors verglichen. Wenn die ermittelte Stromstärke, welche dem Motor zuge führt wird, höher ist als die errechnete Stromstärke, zeigt sich, daß der Motor sich in hochbelastetem Zustand dreht. Eine Schaltung 283 zur Errechnung der Stromstärke, bei welcher sich der Motor in hochbelastetem Zustand dreht, besitzt eine Funktion zur Speicherung eines Vergleichsausdruckes zwischen der Drehzahl des Motors und der Motorantriebs-Stromstärke (der Vergleichs ausdruck wird verwendet, um zu bestimmen, ob sich der Motor in hoch belastetem Zustand dreht oder nicht). Zum Beispiel speichert die Schaltung den Vergleichsausdruck (den zweiten Vergleichsausdruck), welcher verwendet wird, um zu bestimmen, ob sich der Motor in hochbelastetem Zustand dreht, oder er speichert eine Berechnungsgleichung für die Stromstärke, welche aus dem zweiten Vergleichsausdruck abgeleitet wurde. Die Schaltung 283 besitzt auch eine Funktion zur Berechnung einer Grenzstromstärke (einer oberen Grenz stromstärke) unter Verwendung des gespeicherten Vergleichsausdruckes oder unter Verwendung der Berechnungsgleichung für die Stromstärke und einer eingegebenen Drehzahl für den Motor. Genau genommen wird ein Digitalsignal, welches die Drehzahl des Motors angibt oder durch Wandlung eines Analog signales in ein Digitalsignal, wobei das Digitalsignal die Drehzahl des Motors angibt, in einen Rechnerabschnitt eingegeben, und der Rechnerabschnitt berechnet die Grenzstromstärke (die obere Grenze der Stromstärke) aus dem gespeicherten zweiten Vergleichsausdruck oder aus der Berechnungsgleichung für die Stromstärke, die aus dem zweiten Vergleichsausdruck abgeleitet wurde, ob der Motor sich in hochbelastetem Zustand dreht. Dann wird eine Digital- Analog-Wandlung der errechneten Stromstärke durchgeführt und danach wird der Analogwert in einen Komparator eingegeben, um die ermittelte Stromstärke, die in den Motor eingegeben wird, mit der errechneten Stromstärke zu ver gleichen. Wenn die ermittelte Stromstärke, die in den Motor eingegeben wird, größer ist als die errechnete Stromstärke, zeigt sich, daß sich der Motor in hochbelastetem Zustand dreht.

Weil die Motorstromstärke und die Drehzahl des Motors beide im Detektor zur Ermittlung verwendet werden, ob sich der Motor in einem hochbelasteten Zustand dreht, ist es möglich, eine Addition der elektrischen Stromstärken oder der Drehzahlen des Motors in einem vorbestimmten Zeitabschnitt, den Durch schnitt der Addition der elektrischen Stromstärken oder deren Drehzahlen in einem vorbestimmten Zeitabschnitt sowie den Durchschnitt der elektrischen Stromstärken oder den der Drehzahlen in einem vorbestimmten Zeitabschnitt zu verwenden.

In diesem Fall, in welchem die Addition der Stromstärken in einem vor bestimmten Zeitabschnitt verwendet werden, wird eine digitale Verarbeitung angewendet. Im Fall, daß der Durchschnitt der Addition der elektrischen Strom stärken in einem vorbestimmten Zeitabschnitt verwendet wird, kommt ebenfalls eine digitale Verarbeitung zur Anwendung. Im Fall, in welchem der Durchschnitt der elektrischen Stromstärken in einem vorbestimmten Zeitabschnitt verwendet wird, kommt eine Analogschaltung mit einem Tiefpaßfilter zur Anwendung, bzw. es kann auch eine digitale Verarbeitung verwendet werden.

Der Motor-Anomaliedetektor 263 ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Typen beschränkt. Es kann z. B. die in Fig. 31 dargestellte Schaltung 340 zur Anwendung gelangen. Fig. 31 ist ein Blockschaltbild, welches ein weiteres Beispiel für eine Schaltung zur Bestimmung, ob sich der Motor in hoch belastetem Zustand dreht, zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Pump vorrichtung zeigt.

In der Schaltung 340 wird eine vorbestimmte Drehzahl des Motors, mit welcher bestimmt wird, daß sich der Motor in hochbelastetem Zustand dreht, aus einer ermittelten Stromstärke, die dem Motor zugeführt wird, berechnet. Die er rechnete Drehzahl wird mit einer ermittelten Drehzahl des Motors verglichen. Wenn die ermittelte Drehzahl des Motors geringer ist als die errechnete Drehzahl, zeigt sich, daß sich der Motor in hochbelastetem Zustand dreht. Deshalb besitzt die Schaltung nach Fig. 31 keine Schaltung 283 zur Berechnung der elektrischen Stromstärke, die dem Motor zugeführt wird, sondern eine Schaltung 284 zur Berechnung der Drehzahl des Motors. Die Schaltung 284 zur Berechnung der Drehzahl des Motors besitzt eine Funktion zur Speicherung eines Vergleichsausdruckes (welcher verwendet wird, um zu bestimmen, ob sich der Motor in hochbelastetem Zustand dreht) zwischen der Drehzahl des Motors und der Motorantriebs-Stromstärke. Die Schaltung 284 hat z. B. eine Funktion zur Speicherung des Vergleichsausdruckes (des zweiten Vergleichsausdruckes), welcher verwendet wird, um zu ermitteln, ob sich der Motor in hochbelastetem Zustand dreht, oder zur Speicherung einer Gleichung zur Berechnung der Drehzahl des Motors, die aus dem zweiten Vergleichsausdruck abgeleitet wurde. Die Schaltung 284 besitzt außerdem eine Funktion zur Berechnung einer Grenzdrehzahl (der unteren Grenzdrehzahl) unter Verwendung des ge speicherten Vergleichsausdruckes oder unter Verwendung der Gleichung zur Berechnung der Drehzahl des Motors und einer eingegebenen Stromstärke, die dem Motor zugeführt wird. Genauer dargelegt, wird ein eingegebenes Signal, welches die Drehzahl des Motors bestimmt, in ein Digitalsignal gewandelt, und das Digitalsignal, welches die dem Motor zugeführte elektrische Stromstärke bestimmt, wird einem Rechnerabschnitt zugeleitet, und der Rechnerabschnitt berechnet die Drehzahl (die Grenzdrehzahl, d. h. die untere Grenzdrehzahl) aus dem gespeicherten zweiten Vergleichsausdruck, welche verwendet wird, um zu bestimmen, ob sich der Motor in hochbelastetem Zustand dreht, oder aus der Gleichung zur Berechnung der Drehzahl, die aus dem zweiten Vergleichs ausdruck abgeleitet wurde. Danach folgt eine Digital-Analog-Wandlung der berechneten Drehzahl, und dann wird der erhaltene Analogwert einem Komparator zugeleitet, um die errechnete Drehzahl und die vorgegebene Drehzahl des Motors zu vergleichen. Wenn die vorgegebene Drehzahl des Motors geringer ist als die errechnete Drehzahl, zeigt sich, daß sich der Motor in hochbelastetem Zustand dreht.

Im Fall, daß eine Addition der Drehzahlen des Motors in einem vorbestimmten Zeitabschnitt verwendet wird, kommt eine digitale Weiterverarbeitung zur An wendung. Im Fall, daß der Durchschnitt der Addition der Drehzahlen in einem vorbestimmten Zeitabschnitt verwendet wird, kommt ebenfalls eine digitale Wei terverarbeitung zur Anwendung. Im Fall, daß der Durchschnitt der Drehzahlen in einem vorbestimmten Zeitabschnitt verwendet wird, kommt eine Analog schaltung unter Verwendung eines Tiefpassfilters zur Anwendung oder es kann eine digitale Weiterverarbeitung erfolgen.

Vorzugsweise besitzt die Steuereinrichtung 206 eine Funktion zur Überwachung des Ausgangswertes des Flügelrad-Positionssensors und eine Funktion zur Ermittlung, ob die Flügelradposition anormal ist. Die Funktion zur Ermittlung, ob die Flügelradposition anormal ist, ermittelt, daß die Flügelradposition anormal ist, wenn ein Ausgangswert der Funktion zur Überwachung des Ausgangswertes des Flügelrad-Positionssensors größer ist als ein erster vorbestimmter gespeicherter Wert, bzw. kleiner ist als ein zweiter vorbestimmter gespeicherter Wert.

Ein Ausgang eines Magnetkupplungs-Positionssensors zeigt die schwebende Position des Flügelrades in axialer Richtung an. Die Steuereinrichtung steuert das Schweben des Flügelrades in der Weise, daß der Ausgang des Magnet kupplungs-Positionssensors Null ist. Wenn die Schaltung des Magnetkupplungs- Positionssensors in den anormalen Zustand gerät oder ein Fremdkörper, z. B. ein Thrombus in der Pumpenkammer gebildet wird, weicht der Ausgangswert des Magnetkupplungs-Positionssensors von Null ab. Dadurch, daß der Ausgangwert des Magnetkupplungs-Positionssensors größer als ein vorgegebener Wert wird, zeigt sich, daß die Flügelradposition anormal ist (erste Anomalie der Magnet kupplung).

Zur Ermittlung der Anomalie der Steuerung der Magnetkupplung wird ein Detektor 265 werwendet, um die Anomalie der Flügelradposition (die erste Anomalie der Magnetkupplung) zu ermitteln. Als Detektor 265 kann eine Schaltung 350, wie sie in Fig. 32 dargestellt ist, verwendet werden. Fig. 32 ist ein Blockschaltbild, welches das Beispiel einer Schaltung zur Ermittlung der Anomalie der Position des Flügelrades (der Anomalie der Magnetkupplung) zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung zeigt.

Die Ausgänge (S1, S2, S3) der drei Sensoren werden in der Steuereinrichtung 200 verwendet. In der Schaltung 350 vergleicht ein Operationsverstärker OP1 die Ausgänge der Sensoren mit einem Schwellwert A und ein Operationsverstärker OP2 vergleicht die Ausgänge der Sensoren mit einem Schwellwert-A. Die Operationsverstärker OP1, OP2 geben jeweils eine positive Spannung aus, wenn die Ausgänge der Sensoren den Schwellwert überschreiten, wogegen die Operationsverstärker OP1, OP2 jeweils eine negative Spannung ausgeben, wenn die Ausgänge der Sensoren den Schwellwert nicht überschreiten. Die Dioden D1 und D2 verhindern, daß ein Ausgang der Operationsverstärker OP1, OP2 einem Widerstand R1 zugeleitet wird. Der Ausgang der positiven Spannung wird einem nicht invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers OP3 über ein erstes Tiefpassfilter, welches aus einem Widerstand R1 und einem Widerstand R2 besteht, zugeleitet. Das heißt, eine Spannung, die proportional einer integrierten Zeitdauer des Ausganges mit positiver Spannung der Operationsverstärker OP1, OP2 ist, wird dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP3 zugeleitet. Die Spannung des nicht invertierenden Einganges des Operationsverstärkers OP3 wird mit dem Schwellwert B verglichen, um zu ermitteln, ob die Position des Flügelrades anormal ist oder nicht. Ein Widerstand R2 dient als Ausgabeeinrichtung zum nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP3. Wenn sich die Anomalität des Ausganges des Sensors nicht fortsetzt, wird nicht ermittelt, daß die Position des Flügelrades anormal ist.

In der Schaltung 350 wird der Ausgang jedes Sensors überwacht, um eine Ermittlung hinsichtlich der Anomalie zu gewinnen. Stattdessen ist es möglich, die Summe der Ausgänge der jeweiligen Sensoren zu überwachen, um eine Ermittlung hinsichtlich der Anomalie zu erhalten.

Zusätzlich zu dem Verfahren, mit welchem ermittelt wird, daß die Position des Flügelrades anormal ist, wenn der Ausgang eines der Sensoren anormal ist, wie es in der Schaltung 350 der Überwachungssensoren ausgeführt wird, ist es möglich, ein Verfahren zur Ermittlung so zu gestalten, daß die Position des Flügelrades nur dann als anormal erkannt wird, wenn die Ausgänge von zwei oder mehr Sensoren anormal sind.

Wenn der Ausgangswert des Sensors des zur Ermittlung der Anomalie in der Steuerung der Magnetkupplung verwendeten Detektors als Information ver wendet wird, ist es möglich, eine Addition der Ausgangswerte in einem vorbestimmten Zeitabschnitt, den Durchschnitt der Addition der Ausgangswerte in einem vorbestimmten Zeitabschnitt und den Durchschnitt der Ausgangswerte in einem vorbestimmten Zeitabschnitt zu verwenden.

Die Fig. 33 und 34 sind erläuternde Darstellungen zum Verständnis des Verhältnisses zwischen dem Zeitablauf und dem Ausgang des Magnetkupplungs sensors und einem integrierten Wert der anormalen Ausgänge des Magnet kupplungssensors, wenn die Magnetkupplung in der Pumpvorrichtung anormal ist (Anomalie der Flügelradposition).

Fig. 33 zeigt mit einer geschlossenen Linie genauer den Ausgang des Sensors in einem anormalen statischen Zustand, wenn das Flügelrad auf der Motorseite steht. Eine strichpunktierte Linie zeigt in Fig. 33 die Spannung des nicht invertierenden Einganges des Operationsverstärkers OP3. Wenn die Spannung (strichpunktierte Linie) des nichtinvertierenden Einganges des Operations verstärkers OP3 den Schwellwert B überschreitet, ist ermittelt, daß die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist.

Fig. 34 ist eine Modelldarstellung, welche mit einer geschlossenen Linie den Ausgang des Sensors in einem dynamischen anormalen Zustand zeigt, in welchem das Flügelrad in axialer Richtung in großem Maße vibriert. Eine strichpunktierte Linie in Fig. 34 zeigt den integrierten Wert der Ausgangs spannung am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP3. Wenn die Spannung (strichpunktierte Linie) am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP3 den Schwellwert B überschreitet, ist festgestellt, daß die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist.

Weil der Ausgangswert des Sensors, welcher als Information für den Detektor zur Ermittlung der Anomalie zur Steuerung der Magnetkupplung verwendet wird, ist es möglich, eine Addition der Ausgangswerte in einer vorbestimmten Zeitdauer, den Durchschnitt der Addition der Ausgangswerte in einer vorbestimmten Zeitdauer und den Durchschnitt der Ausgangswerte in einer vorbestimmten Zeitdauer zu verwenden.

In dem Fall, in welchem die Addition der Ausgangswerte des Sensors in einer vorbestimmten Zeitdauer verwendet wird, erfolgt eine digitale Weiter verarbeitung. In dem Fall, in welchem der Durchschnitt der Addition der Ausgangswerte des Sensors in einer vorbestimmten Zeitdauer verwendet wird, erfolgt ebenfalls eine digitale Weiterverarbeitung. In dem Fall, in welchem der Durchschnitt der Ausgangswerte des Sensors in einer vorbestimmten Zeitdauer verwendet wird, kommt eine Analogschaltung mit einem Tiefpassfilter zur Anwendung oder es kann ebenfalls eine digitale Weiterverarbeitung erfolgen.

Bevorzugt hat die Steuereinrichtung 206 eine Funktion zur Ermittlung, ob die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist (zweite Funktion zur Ermittlung, ob die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist, Funktion zur Ermittlung, ob der elektrische Strom, welcher der Magnetkupplung zugeführt wird, anormal ist). Die Funktion zur Ermittlung, ob die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist, ermittelt eine Anomalie der Magnetkupplung, wenn die elektrische Stromstärke, die durch die Funktion zur Erfassung des elektrischen Stromes, welcher dem Elektromagneten zugeführt wird, ermittelt wird, größer ist als ein zweiter vorbestimmter Wert.

Fig. 35 ist eine erläuternde Darstellung zum Verständnis des Verhältnisses zwischen dem Zeitablauf und dem Ausgang des Magnetkupplungssensors sowie der elektrischen Stromstärke, die durch den Elektromagneten fließt, wenn die Magnetkupplung in der Pumpvorrichtung eine Anomalie aufweist (Anomalie des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes). Wenn sich ein Thrombus in dem Zwischenraum zwischen dem Flügelrad und dem Gehäuse auf der Seite des Elektromagneten gebildet hat, kann, wie Fig. 35 zeigt, der Wert des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes ansteigen, obgleich sich der Ausgang des Sensors nicht verändert. Somit, wenn der elektrische Strom, welcher durch den Elektromagneten fließt, größer wird als der Schwellwert, ist festgestellt, daß die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist (daß der elektrische Strom, welcher der Magnetkupplung zugeführt wird, anormal ist).

Als Detektor 264 zur Erfassung der Anomalie des elektrischen Stromes, welcher der Magnetkupplung zugeführt wird, um zu bestimmen, ob die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist, kann vorzugsweise eine Schaltung 370, wie sie in Fig. 36 dargestellt ist, verwendet werden. Fig. 36 ist ein Blockschaltbild, welches das Beispiel einer Ermittlungsschaltung zur Ermittlung der Anomalie der Magnet kupplung (der Anomalie des elektrischen Stromes, der durch den Elektro magneten fließt) zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung zeigt.

In der Schaltung 370 werden die Stromstärken (I1, I2, I3), welche den je weiligen Elektromagneten (in dem Ausführungsbeispiel drei) der Zentrifugal pumpe fair die Magnetkupplung entsprechen, überwacht. Wenn die Summe der Stromstärken größer ist als ein Schwellwert C, ist festgestellt, daß die Magnet kupplung eine Anomalie aufweist. Genauer gesagt, addiert der erste Operations verstärker die Stromstärken (I1, I2, I3), und der zweite Operationsverstärker vergleicht die Summe der Stromstärken (I1, I2, I3) mit dem Schwellwert C. Wenn der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers H beträgt (wenn der Eingangswert kleiner ist als der Schwellwert, beträgt der Ausgang H), ist festgestellt, daß die Magnetkupplung eine Anomalie aufweist. Der Detektor zur Ermittlung der Anomalie der Magnetkupplung ist nicht auf die Schaltung 370 beschränkt. Zum Beispiel ist es möglich, einen Detektor zu verwenden, welcher die Anomalie der Magnetkupplung ermittelt, wenn einer, zwei oder mehrere der elektrischen Ströme, die durch den Elektromagneten fließen, größer sind als der Schwellwert. Statt des analogen Detektors kann auch ein digitaler Detektor verwendet werden. Als Wert für die elektrische Stromstärke, welcher im Detektor zur Ermittlung der Anomalie des elektrischen Stromes, welcher der Magnetkupplung zugeführt wird, als Information verwendet wird, ist es möglich, eine Addition des elektrischen Stromes in einem vorbestimmten Zeitabschnitt, den Durchschnitt der Addition des elektrischen Stromes in einem vorbestimmten Zeitabschnitt und den Durchschnitt des elektrischen Stromes in einem vorbestimmten Zeitabschnitt zu verwenden.

Im Fall, daß die Addition der Werte der elektrischen Ströme in einem vorbestimmten Zeitabschnitt verwendet wird, kommt eine digitale Weiter verarbeitung zum Einsatz. Im Fall, in welchem der Durchschnitt der Addition der Werte der elektrischen Ströme in einem vorbestimmten Zeitabschnitt verwendet wird, kommt ebenfalls eine digitale Weiterverarbeitung zum Einsatz. Im Fall, in welchem der Durchschnitt der Werte der elektrischen Ströme in einem vorbestimmten Zeitabschnitt verwendet wird, kommt eine Analog schaltung mit einem Tiefpassfilter zum Einsatz, oder es wird ebenfalls eine digitale Weiterverarbeitung verwendet.

Vorzugsweise hat die Steuereinrichtung 206 eine Funktion zur Ermittlung der Temperatur. In dem Ausführungsbeispiel besitzt die Steuereinrichtung 206 einen Detektor 266 zur Ermittlung der Anomalie der Temperatur, um die darin herrschende Temperatur zu ermitteln. Der Detektor 266 zur Ermittlung der Anomalie der darin herrschenden Temperatur enthält Temperaturermittlungs elemente, z. B. einen Thermistor oder ein Thermoelement. Wenn eine Tempe ratur ermittelt wird, die höher ist als 60°C, ist festgestellt, daß die Temperatur in der Steuereinrichtung anormal ist.

Die Steuereinrichtung 206 besitzt eine Alarmausgabeeinrichtung 259, welche in Tätigkeit tritt, wenn die zuvor beschriebenen Ermittlungsfunktionen ermitteln, daß eine Anomalie aufgetreten ist. Die Alarmausgabeeinrichtung 259 gibt einen Alarm in unterschiedlicher Weise, in Abhängigkeit der durch die Ermittlungs funktionen ermittelten Anomalie aus. Unter der Voraussetzung, daß die Alarmausgabeeinrichtung 259 einen Ton erzeugt, ist es bevorzugt, daß der Pegel des Tones in Abhängigkeit von den Details die durch die Ermittlungsfunktionen als anormal ermittelt wurden, abnimmt: Wenn ermittelt wurde, daß das Flügelrad einem Antriebskollaps unterliegt, gibt die Alarmausgabeeinrichtung 259 den stärksten Alarmton ab. Wenn ermittelt wurde, daß sich der Motor in einem hochbelasteten Zustand dreht, gibt die Alarmausgabeeinrichtung 259 den zweitstärksten Alarmton ab. Wenn ermittelt wurde, daß die Positition des Flügelrades eine Anomalität aufweist (Anomalität der ersten Magnetkupplung), gibt die Alarmausgabeeinrichtung 259 den drittstärksten Alarmton ab. Wenn ermittelt wurde, daß der elektrische Strom, welcher der Magnetkupplung zugeführt wird, anormal ist (Anomalie der zweiten Magnetkupplung), gibt die Alarmausgabeeinrichtung 259 den viertstärksten Alarmton ab. Wenn ermittelt wurde, daß die Temperatur in der Steuereinrichtung anormal ist, gibt die Alarmausgabeeinrichtung 259 den fünfstärksten Alarmton ab. Der Pegel des Alarmtones kann bezüglich der Tonstärken, der Frequenzen, der Perioden, der Art des Alarmtones bzw. von Kombinationen von diesen verändert werden. Es ist bevorzugt, eine Reihenfolge der Anomalien festzulegen, so daß, wenn eine Mehrzahl von Anomalien gleichzeitig ermittelt werden, die Alarme in dieser Reihenfolge ausgegeben werden. Die vorgenannte Reihenfolge der Anomalien wurde nach dem Grad des Einflusses auf den menschlichen Körper bestimmt.

Als Mittel zur Ausgabe eines Alarmes, wenn eine Anomalie auftritt, ist es möglich, zusätzlich zur Verwendung eines Huptones die anormale Situation auf einem Display, welches in einer Steuereinrichtung oder dergleichen vorgesehen ist, anzuzeigen, eine Fehlersignallampe einzuschalten oder mittels einer Sprachfunktion eine Ansage vorzunehmen. In diesem Fall ist es ebenfalls bevorzugt, die Anzeige der anormalen Situationen auf die Priorität der Anomalien abzustimmen.

Mit der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung ist es möglich, daß Auftreten des Antriebskollapses, welcher die Förderung einer Flüssigkeit verhindert, und welcher die schwerwiegendste Anomalie in der Zentrifugalpumpe darstellt, zuverlässig zu ermitteln. Außerdem ist es bei der Funktion zur Ermittlung, ob ein Antriebskollaps vorliegt oder nicht, selten, daß ein Zustand, in welchem ein Antriebskollaps nicht eingetreten ist, irrtümlich als Zustand ermittelt wird, in welchem ein Antriebskollaps eingetreten ist.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Aus führungsformen beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen oder Konstruktionen beschränkt ist. Es besteht im Gegenteil die Absicht, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen in den Schutzumfang der anliegenden Patent ansprüche einzubeziehen.

Obwohl einige bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurden, können viele Modifikationen und Variationen im Schutzbereich der zuvor beschriebenen Lehren vorgenommen werden. Es ist deshalb selbstverständlich, daß die Erfindung innerhalb des Schutzumfanges der anliegenden Patentansprüche auch in anderer Weise, als dies im einzelnen beschrieben wurde, ausgeführt werden kann.

Claims

1. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung umfassend eine Zentrifugal-Fluidpumpe, die ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil enthält, das ein Gehäuse aufweist, welches eine Bluteinlaßöffnung und eine Blutauslaßöffnung besitzt, sowie ein Flügelrad, in welchem ein erstes magnetisches Material und ein zweites magnetisches Material angeordnet sind, und welches drehbar im Gehäuse aufgenommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, um durch eine Zentrifugalkraft, die durch seine Drehung entwickelt wird, ein Fluid zu fördern, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil, welches einen Rotor umfaßt, der einen Magneten zur Anziehung des ersten magnetischen Materials des Flügelrades und einen Motor zur Drehung des Rotors aufweist, und ein die Flügelradposition steuerndes Abteil, welches einen Elektromagneten zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials des Flügelrades aufweist, sowie
eine Steuereinrichtung, die einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer festgesetzten Drehzahl des Motors oder einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer festgesetzten, den Motorantriebsstromwert umfaßt; und eine Funktion zur Begrenzung einer Eingabe der Drehzahl des Motors, wenn diese eine vorgegebene Drehzahl übersteigt oder zur Begrenzung einer Eingabe des den Motor antreibenden Stromes, wenn dieser eine vorbestimmte Stromstärke überschreitet.

2. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer festgesetzten Drehzahl des Motors sowie einen Motor-Rotations- Steuerbereich aufweist, der eine Funktion zur Speicherung eines oberen Grenzwertes für die Motorantriebs-Stromstärke und eine Funktion zur Begrenzung einer Eingabe der festgesetzten Motorantriebs-Stromstärke, die einen Wert aufweist, der höher ist als der gespeicherte obere Grenzwert, besitzt.

3. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer festgesetzten Motordrehzahl und einen Motor-Rotations- Steuerbereich aufweist, welcher eine Funktion zur Speicherung eines oberen Grenzwertes für die Motordrehzahl und eine Funktion zur Begrenzung einer Eingabe einer festgesetzten Motordrehzahl aufweist, die höher ist als ihr gespeicherter oberer Grenzwert.

4. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Eingabemodus- Auswahlbereich zur Auswahl einer Eingabe der festgesetzten Motorantriebs-Stromstärke oder einer Eingabe der Motordrehzahl besitzt.

5. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung, umfassend
eine Zentrifugal-Fluidpumpe, die ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil enthält, das ein Gehäuse aufweist, welches eine Bluteinlaßöffnung und eine Blutauslaßöffnung besitzt, sowie ein Flügelrad, in welchem ein erstes magnetisches Material und ein zweites magnetisches Material angeordnet sind, und welches drehbar in dem Gehäuse aufgenommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, um durch eine Zentrifugalkraft, die, während seiner Drehung entwickelt wird, ein Fluid zu fördern, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil, welches einen Rotor umfaßt, der einen Magneten zur Anziehung des ersten magnetischen Materials des Flügelrades und einen Motor zur Drehung des Rotors aufweist, und ein die Flügelradposition steuerndes Abteil, welches einen Elektromagneten zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials des Flügelrades aufweist, sowie
eine Steuereinrichtung, die einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer den Motor antreibenden Stromstärke oder einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer festgesetzten Drehzahl des Motors aufweist; und einen Motor- Rotations-Steuerbereich steuernden Bereich, der eine Funktion zur Speicherung eines oberen Grenzwertes des den Motor antreibenden Stromes und eine Funktion zur Begrenzung der Zuführung des den Motor antreibenden Stromes aufweist, welcher einen Wert aufweist, der größer ist als der gespeicherte obere Grenzwert.

6. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Funktion zur Begrenzung einer Zuführung des den Motor antreibenden Stromes, wenn dessen Wert größer ist als der gespeicherte obere Grenzwert, umfaßt:
eine Funktion zum Vergleich des gespeicherten oberen Grenzwertes mit einem Motorantriebsstrom, der am Eingabeabschnitt zur Eingabe eines festgesetzten Motorantriebsstromes eingegeben worden ist oder mit einem Motorantriebsstrom, welcher zum Antrieb des Motors mit einer in den Eingabeabschnitt zur Eingabe einer festgesetzten Drehzahl des Motors eingegebenen Drehzahl erforderlich ist; und
einer Motor-Rotations-Steuerfunktion zur Steuerung der Motordrehung in der Weise, daß sich der Motor bei einer eingegebenen Motorantriebs- Stromstärke dreht, falls die eingegebene Motorantriebs-Stromstärke geringer ist als der obere Grenzwert des Motorantriebsstromes und zur Steuerung der Motordrehung in der Weise, daß sich der Motor mit dem oberen Grenzwert der Motorantriebs-Stromstärke dreht, falls die eingegebene Motorantriebs-Stromstärke höher ist als der gespeicherte obere Grenzwert.

7. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion zur Begrenzung der Zuführung des Motorantriebsstromes, welcher einen Wert aufweist, der höher ist als der gespeicherte obere Grenzwert für den Motor, eine Strombegrenzungsschaltung zur Verhinderung der Ausgabe einer Motorantriebs-Stromstärke an den Motor aufweist, deren Wert größer ist als der obere Grenzwert des Motorantriebsstromes.

8. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion zur Begrenzung der Zuführung des Motorantriebsstromes, welcher einen Wert aufweist, der höher ist als der gespeicherte obere Grenzwert, eine Strombegrenzungsschaltung und einen Komparator zum Vergleich des den Motor antreibenden Stromes des oberen Grenzwertes, welcher von der Strombegrenzungsschaltung ausgegeben wird, mit der Motorantriebs-Stromstärke und zur Ausgabe einer geringeren Stromstärke besitzt.

9. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung umfassend
eine Zentrifugal-Fluidpumpe, die ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil enthält, das ein Gehäuse aufweist, welches eine Bluteinlaßöffnung und eine Blutauslaßöffnung besitzt, sowie ein Flügelrad, in welchem ein erstes magnetisches Material und ein zweites magnetisches Material angeordnet sind, und welches drehbar in dem Gehäuse aufgenommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, um durch eine Zentrifugalkraft, die während seiner Drehung entwickelt wird, ein Fluid zu fördern, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil, welches einen Rotor umfaßt, der einen Magneten zur Anziehung des ersten magnetischen Materials des Flügel rades und einen Motor zur Drehung des Rotors aufweist, und ein die Flügelradposition steuerndes Abteil, welches einen Elektromagneten zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials des Flügelrades aufweist, sowie
eine Steuereinrichtung, die einen Eingabeabschnitt zur Eingabe einer festgesetzten Drehzahl des Motors aufweist und einen Motor-Rotations- Steuerbereich, der eine Funktion zur Speicherung eines oberen Grenzwertes für die Drehzahl des Motors aufweist; eine Vergleichsfunktion zum Vergleich des gespeicherten oberen Grenzwertes für die Drehzahl des Motors mit einer festgesetzten Drehzahl des Motors, die in den Eingabe abschnitt zur Eingabe einer festgesetzten Drehzahl des Motors eingegeben wurde; und eine Motordrehungs-Steuerungsfunktion zur Steuerung der Drehung des Motors in der Weise, daß sich der Motor mit der festgesetzten Drehzahl dreht, falls die festgesetzte Drehzahl des Motors kleiner ist als die Obergrenze für die Drehzahl des Motors, sowie in der Weise, daß sich der Motor mit dem oberen Grenzwert der Drehzahl des Motors dreht, falls die festgesetzte Drehzahl des Motors größer ist als deren oberer Grenzwert.

10. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung, umfassend
eine Zentrifugal-Fluidpumpe, die ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil enthält, das ein Gehäuse aufweist, welches eine Bluteinlaßöffnung und eine Blutauslaßöffnung besitzt, sowie ein Flügelrad, in welchem ein erstes magnetisches Material und ein zweites magnetisches Material angeordnet sind, und welches drehbar in dem Gehäuse aufgenommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, um durch eine Zentrifugalkraft, die während seiner Drehung entwickelt wird, ein Fluid zu fördern, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil, welches einen Rotor umfaßt, der einen Magneten zur Anziehung des ersten magnetischen Materials des Flügel rades und einen Motor zur Drehung des Rotors aufweist, und ein die Flügelradposition steuerndes Abteil, welches einen Elektromagneten zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials des Flügelrades aufweist, sowie
eine Steuereinrichtung, die einen Erfassungsabschnitt zur Erfassung der Drehzahl des Motors und einen die Motordrehzahl steuernden Bereich aufweist, der eine Funktion zur Speicherung einer Obergrenze für die Drehzahl des Motors und eine Steuerfunktion zur Steuerung der Motor drehung in der Weise besitzt, daß eine ermittelte Drehzahl des Motors die Obergrenze für die Drehzahl nicht überschreitet.

11. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung, umfassend
eine Zentrifugal-Fluidpumpe, die ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil enthält, das ein Gehäuse aufweist, welches eine Bluteinlaßöffnung und eine Blutauslaßöffnung besitzt, sowie ein Flügelrad, in welchem ein erstes magnetisches Material und ein zweites magnetisches Material angeordnet sind, und welches drehbar in dem Gehäuse aufgenommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, um durch eine Zentrifugalkraft, die durch seine Drehung entwickelt wird, ein Fluid zu fördern, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil, welches einen Rotor umfaßt, der einen Magneten zur Anziehung des ersten magnetischen Materials des Flügel rades und einen Motor zur Drehung des Rotors aufweist, und ein die Flügelradposition steuerndes Abteil, welches einen Elektromagneten zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials des Flügelrades aufweist, sowie
eine Steuereinrichtung, die eine Überwachungsfunktion zur Überwachung des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes besitzt, und eine Motorsteuerfunktion zur Steuerung der Motordrehung in der Weise, daß die Drehgeschwindigkeit des Motors vermindert wird, wenn eine Amplitude des elektrischen Stromes, die durch den Elektromagneten fließt und durch die Stromüberwachungsfunktion ermittelt wurde, größer ist als ein vorbestimmter Wert.

12. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung, umfassend
eine Zentrifugal-Fluidpumpe, die ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil enthält, das ein Gehäuse aufweist, welches eine Bluteinlaßöffnung und eine Blutauslaßöffnung besitzt, sowie ein Flügelrad, in welchem ein erstes magnetisches Material und ein zweites magnetisches Material angeordnet sind und welches drehbar in dem Gehäuse aufgenommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, um durch eine Zentrifugalkraft, die während seiner Drehung entwickelt wird, ein Fluid zu fördern, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil, welches einen Rotor umfaßt, der einen Magneten zur Anziehung des ersten magnetischen Materials des Flügel rades und einen Motor zur Drehung des Rotors aufweist, und ein die Flügelradposition steuerndes Abteil, welches einen Elektromagneten zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials des Flügelrades aufweist, sowie
eine Steuereinrichtung, die eine Überwachungsfunktion zur Überwachung des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes besitzt, und eine Motorsteuerfunktion zur Steuerung der Motordrehung in der Weise, daß die Drehgeschwindigkeit des Motors vermindert wird, wenn ein Durchschnittswert der elektrischen Ströme, die durch den Elektromagneten fließen und die durch die Überwachungsfunktion während einer vorbestimmten Zeitdauer ermittelt werden, geringer ist als ein vorbestimmter Wert.

13. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung, umfassend
eine Zentrifugal-Fluidpumpe, die ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil enthält, das ein Gehäuse aufweist, welches eine Bluteinlaßöffnung und eine Blutauslaßöffnung besitzt, sowie ein Flügelrad, in welchem ein erstes magnetisches Material und ein zweites magnetisches Material angeordnet sind, und welches drehbar in dem Gehäuse aufgenommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, um durch eine Zentrifugalkraft, die während seiner Drehung entwickelt wird, ein Fluid zu fördern, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil, welches einen Rotor umfaßt, der einen Magneten zur Anziehung des ersten magnetischen Materials des Flügelrades und einen Motor zur Drehung des Rotors aufweist, und ein die Flügelradposition steuerndes Abteil, welches einen Elektromagneten zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials des Flügelrades aufweist, sowie
eine Steuereinrichtung, die eine Überwachungsfunktion zur Überwachung des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes besitzt, der durch diesen hindurchfließt, eine Funktion zur Berechnung der zeitlich am Anfang liegenden elektrischen Ströme, die während eines früheren Zeitabschnittes nach Betätigung der Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung durch den Elektromagneten flossen, eine Funktion zum kontinuierlichen Berechnen der derzeitigen Werte der elektrischen Ströme, die durch den Elektromagneten fließen, eine Funktion zum Berechnen eines Grades des Abfalls des Durchschnitts der Werte des elektrischen Stromes unter Verwendung des Durchschnitts der Werte der zeitlich am Anfang liegenden elektrischen Ströme und des Durchschnitts der Werte der derzeitigen elektrischen Ströme, und eine Motorsteuerfunktion zur Steuerung der Motordrehung in der Weise, daß die Drehgeschwindigkeit des Motors vermindert wird, wenn der Grad des Abfalls des Durchschnitts der Werte elektrischer Ströme einen vorbestimmten Bereich überschreitet.

14. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Alarmeinrichtung besitzt, die darüber informiert, daß die Dreh geschwindigkeit des Motors, welche durch die Motorsteuerftmktion ge steuert wird, abgenommen hat.

15. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelradpositions-Steuerabteil eine Mehrzahl von Elektromagneten zur Anziehung des zweiten magnetischen Teiles des Flügelrades zu diesem hin und eine Mehrzahl von Positionssensoren zur Erfassung der Position des magnetischen Teiles des Flügelrades besitzt.

16. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelradpositions-Steuerabteil eine Rechnerschaltung zur Erfassung der Position des zweiten magnetischen Teiles des Flügelrades aus der Wellenform des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes besitzt.

17. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung eine Zentrifugal-Blutpumpvorrichtung ist.

18. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung, umfassend eine Zentrifugal-Fluidpumpe, die ein Zentrifugal-Fluidpumpenabteil enthält, das ein Gehäuse aufweist, welches eine Bluteinlaßöffnung und eine Blutauslaßöffnung besitzt, sowie ein Flügelrad, in welchem ein erstes magnetisches Material und ein zweites magnetisches Material angeordnet sind, und welches drehbar in dem Gehäuse aufgenommen ist, ohne daß es das Gehäuse berührt, um durch eine Zentrifugalkraft, die während seiner Drehung entwickelt wird, ein Fluid zu fördern, ein das Drehmoment für das Flügelrad erzeugendes Abteil, welches einen Rotor, der einen Magneten zur Anziehung des ersten magnetischen Materials des Flügelrades und einen Motor zur Drehung des Rotors aufweist, und ein die Flügelradposition steuerndes Abteil, welches einen Elektromagneten zur Anziehung des zweiten magnetischen Materials des Flügelrades aufweist, sowie
eine Steuereinrichtung, die eine Überwachungsfunktion zur Überwachung des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes besitzt; eine Überwachungsfunktion zur Überwachung des Motorantriebsstromes; eine Überwachungsfunktion zur Überwachung der Drehzahl des Motors; und eine Funktion zur Bestimmung, ob das Flügelrad einen Leistungsausschlag zeigt oder nicht, und zwar unter Verwendung der Stromstärke, die durch die Uberwachungsfunktion zur Überwachung des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes überwacht wurde, des Motorantriebsstroms, der durch die Überwachungsfunktion für die Uberwachung des Motorantriebsstromes überwacht wurde, sowie der Drehzahl des Motors, die durch die Überwachungsfunktion für die Überwachung der Drehzahl überwacht wurde.

19. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch ge kennzeichnet, daß die Funktion zur Bestimmung, ob das Flügelrad einen Leistungsausschlag zeigt oder nicht, den Leistungsausschlag des Flügelrades bestimmt, wenn eine Stromstärke, die durch die Funktion zur Überwachung des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes überwacht wurde, geringer ist als ein erster vorbestimmter Wert oder wenn der Wert des Motorantriebsstromes, welcher durch die Funktion zur Überwachung des Motorantriebsstromes erfaßt wurde, geringer ist als eine erste vorbestimmte Motorantriebs-Stromstärke, die der Drehzahl entspricht, die durch die Funktion zur Überwachung der Drehzahl ermittelt wurde.

20. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch ge kennzeichnet, daß die Funktion zur Ermittlung, ob das Flügelrad einen Leistungsausschlag zeigt oder nicht, einen Vergleichsausdruck zwischen der Drehzahl des Motors und der Motorantriebs-Stromstärke speichert, welcher zur Bestimmung, ob das Flügelrad einen Leistungsausschlag zeigt oder nicht, verwendet wird.

21. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion zur Ermittlung, ob das Flügelrad einen Leistungsausschlag zeigt oder nicht, den Durchschnitt der Stromwerte in einem vorbestimmten Zeitabschnitt, welcher durch die Funktion zur Überwachung des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes überwacht wurde, verwendet wird.

22. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Funktion zur Beseitigung des Leistungsausschlags durch zeitweises Anhalten derart, dass die Rotation des Motors ausgesetzt und wiederaufgenommen wird, nachdem die Funktion zur Ermittlung, ob das Flügelrad einen Leistungsausschlag zeigt, ermittelt hat, daß ein Leistungsausschlag vorliegt, besitzt.

23. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Funktion zur Beseitigung des Leistungsausschlags durch zeitweiligen Antrieb des Motors mit geringer Geschwindigkeit für eine vorbestimmte Zeitdauer und nachfolgender Erhöhung der Drehzahl des Motors, nachdem die Funktion zur Bestimmung, ob das Flügelrad einen Leistungausschlag zeigt, ermittelt hat, daß das Flügelrad einen Leistungsausschlag aufweist, besitzt.

24. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Funktion besitzt, um zu ermitteln, ob sich der Motor in einem hochbelasteten Zustand dreht; und die Funktion zur Ermittlung, ob sich der Motor in einem hochbelasteten Zustand dreht, ermittelt, daß sich der Motor in einem hochbelasteten Zustand dreht, wenn ein Wert des Motorantriebsstromes, welcher durch die Funktion zur Ermittlung dieses Wertes ermittelt wurde, größer ist als eine zweite vorbestimmte Motorantriebs-Stromstärke, die der Drehzahl des Motors entspricht, welche durch die Funktion zur Überwachung von dessen Drehzahl überwacht wurde.

25. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch ge kennzeichnet, daß die Funktion zur Ermittlung, ob sich der Motor in einem hochbelasteten Zustand dreht, einen Relationsausdruck zwischen der Drehzahl des Motors und der Motorantriebs-Stromstärke speichert, welcher verwendet wird, um zu bestimmen, ob sich der Motor in einem hoch belasteten Zustand dreht.

26. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Funktion zum Überwachen eines Ausgabewertes eines Flügelrad-Positionssensors und eine Funktion zur Ermittlung, ob eine Position des Flügelrades anormal ist, aufweist; und die Funktion zur Ermittlung, ob die Position des Flügelrades anormal ist, ermittelt, dass die Position des Flügelrades anormal ist, wenn ein Ausgabewert der Funktion zur Überwachung des Ausgabewertes des Flügelrad-Positionssensors größer ist als ein erster vorbestimmter ge speicherter Wert oder geringer ist als ein zweiter vorbestimmter ge speicherter Wert.

27. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch ge kennzeichnet, daß die Funktion zur Ermittlung, ob die Position des Flügelrades anormal ist, den Durchschnitt der Ausgangswerte in einem vorbestimmten Zeitabschnitt verwendet, der durch die Funktion zur Überwachung des Ausgabewertes eines Flügelrad-Positionssensors überwacht wird.

28. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Funktion zur Ermittlung besitzt, ob eine magnetische Lagerung anormal ist; und die Funktion zur Ermittlung, ob die magnetische Lagerung anormal ist, ermittelt, daß die Magnetkupplung anormal ist, wenn die elektrische Stromstärke, die durch die Funktion zur Überwachung des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes größer ist als ein zweiter vorbestimmter Wert.

29. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Funktion zur Ermittlung, dass die magnetische Lagerung anormal ist, die magnetische Lagerung als anormal erkennt, wenn ein Durchschnitt der elektrischen Stromstärken in einem vorbestimmten Zeitabschnitt, welcher durch die Funktion zur Überwachung des durch den Elektromagneten hindurchfließenden Stromes überwacht wurde, größer ist als ein zweiter vorbestimmter Wert.

30. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Funktion zur Ermittlung der in ihr vorhandenen Temperatur besitzt.

31. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Alarmausgabeeinrichtung besitzt, welche sich in Funktion befindet, wenn von einer der Ermittlungsfunktionen ermittelt wurde, daß eine Anomalie aufgetreten ist.

32. Zentrifugal-Fluidpumpvorrichtung nach Anspruch 31, dadurch ge kennzeichnet, daß die Alarmausgabeeinrichtung Alarme in unter schiedlicher Weise in Abhängigkeit ausgibt.