用于影响部件流的装置的制作方法

本发明涉及一个用于影响部件流的装置，具有外壳，该外壳具有外壳壁，该外壳壁确定外壳容积并且该外壳壁被构造成用于滞留部件在外壳容积里面，具有活动地容纳在外壳里面的调整机构，该调整机构被构造成用于影响部件在外壳里面的运动状态，并且具有布置在外壳外部的耦联设施，该耦联设施被构造成用于无接触地导入力在调整机构上，其中对调整机构附设永久磁铁布置或者超导体并且其中该耦联设施包括超导体或者永久磁铁布置，其中该超导体用于无接触地、依靠磁场地传递力到调整机构上，用于实现调整机构相对于外壳的相对运动。

背景技术：

由EP 1 332 299 B1已知一个泵或混合系统，其中使用悬浮的轴承，用于借助于磁的螺旋桨输送或混合容纳在容器里面的流体，其中对磁的螺旋桨附设至少一超导的元件以及冷却源并且其中对超导的元件还附设用于使超导的元件旋转的运动装置，用于由此在磁的螺旋桨中感应旋转运动。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一个用于影响部件流的装置，其中对部件流能够实现改进的影响措施。

这个目的对于上述形式的装置通过权利要求1的特征得以实现。在此规定，在耦联设施与外壳和/或调整机构之间构成用于无接触地传递能量和/或信号的传递路径。

所述要影响的部件流例如可以是液体、气体、液体与气体的混合、液体与固体颗粒的混合、气体与固体颗粒的混合或者气体与液体颗粒的混合或者多个上述部分的混合。这种部件流可以有选择地仅仅容纳在外壳容积里面并且借助于调整机构在外壳内部运动。替代地可以规定，所述外壳容积配有输入接头和输出接头，用于如下地通过所述输入接头输入部件流和通过所述输出接头排出部件流，即所述调整机构起到用于部件流的泵功能或者输送器功能。与所述部件流是否要在外壳容积里面运动或者要穿过外壳容积运动无关，按照本发明规定，借助于发送设施和接收设施无接触地在耦联设施与外壳和/或调整机构之间进行能量传递和/或信号传递，用于由此实现在部件流上的附加影响措施。借助于无接触地传递耦联设施的能量到外壳和/或调整机构上例如可以起到附加地彻底混合部件流的作用。这种情况是，如果传递的能量是振动例如声波的时候，借助于它们可以起到直接激励外壳和/或调整机构并且必要时直接激励部件流的作用。补充或替代地可以传递电磁波形式的能量，其中所述外壳和/或调整机构和必要时部件流用于直接吸收传递的电磁波，由此例如实现附加地彻底混合部件流和/或部件流恒温。无接触地要传递的信号最好是电磁波，尤其是光和/或微波和/或无线电波，它们用于传递信息。例如可以规定，尤其由调整机构提供的来自外壳容积的信息无接触地传递到耦联设施。补充或替代地可以规定，用于调整机构的控制信号由耦联设施无接触地提供给调整机构。

本发明的有利改进方案在从属权利要求中给出。

适宜的是，所述耦联设施具有至少一发送设施或者发送和接收设施并且所述调整机构具有至少一接收设施或者发送和接收设施，它们用于无接触地通过传递路径传递能量和/或传递信号、尤其用于导入振动到部件流上。在此所述耦联设施的发送设施例如用于给出声波和/或电磁波。所述耦联设施的发送和接收设施可以设计成，给出声波和/或电磁波并且接收由调整机构提供的电磁波。所述外壳和/或调整机构可以包括至少一接收设施，它们用于接收耦联设施的声波和/或电磁波，例如用于导入振动到部件流里面，用于改善其混合。此外在外壳和/或在调整机构上可以构成发送和接收设施，它一方面接收耦联设施的信号，另一方面用于传回信号给耦联设施，例如附设测量值的传感器机构。

在另一扩展结构中规定，对所述超导体附设冷却设施、尤其电运行的冷却设施。所述冷却设施用于，使超导体带到运行温度并且保持在这个运行温度上，其中这个运行温度明显位于正常的环境温度以下，尤其在80卡尔文至140卡尔文的范围。所述冷却设施例如可以构造为用于液氮的隔绝容器（杜瓦容器）或者以特别有利的方式构造为电运行的热泵，由此能够更长持续地或者在提供电能时几乎无限制地冷却超导体到其运行温度上。在运行温度时所述超导体具有超导的特性，它们可以用于使由永久磁铁布置发出的恒磁磁场几乎固定在超导体里面，用于定义永久磁铁布置相对于超导体的给定的空间位置，该位置可以仅仅通过磁作用无接触地保持。

在本发明的有利的改进方案中规定，对所述超导体附设磁线圈布置和用于控制用于磁线圈布置的线圈电流的控制设施，用于影响在超导体与永久磁铁布置之间的磁的交互作用。例如可以规定，借助于磁线圈布置削弱或加大在超导体与永久磁铁布置之间的磁的场力，用于例如减小或加大在超导体与永久磁铁布置之间的距离。为此规定，借助于由控制设施提供的适合的线圈电流加载磁线圈布置。在此所述控制设施可以被构造成用于有时或持久地提供线圈电流给磁线圈布置。

有利的是，所述磁线圈和控制设施用于调整、尤其调节在超导体与调整机构之间的距离。根据用于调整机构的运行条件不同的轴向和径向力可以作用于调整机构上，这些力毫无疑问也导致相对于超导体的距离的减小或加大。所述磁线圈布置和从属的控制设施可以设计成，通过提供适合的磁场保持在超导体与调整机构之间的距离恒定。补充或替代地可以规定，借助于磁线圈布置至少有时这样削弱在超导体与调整机构之间的磁的交互作用，使得调整机构可以无危险地从超导体的作用范围里面取出来和/或调整机构可以带到超导体的作用范围里面，在此没有难以掌握的磁力起作用。这一点例如是有利的，如果要更换调整机构，为此不离开超导体的运行状态。

优选地规定，所述磁线圈布置和控制设施被构造成用于提供磁旋转场，用于导入驱动扭矩在调整机构上。为此例如可以规定，在调整机构与超导体之间的作用范围限制在径向位于内部的或者环形的径向位于外部的部位上。在此在这个作用范围旁边可以提供第二交变的磁场在调整机构上，借助于它传递驱动扭矩在调整机构上。为此例如可以规定，所述调整机构在中心部位具有第一永久磁铁布置，该永久磁铁布置被构造成用于与超导体交互作用并且该永久磁铁布置为了保持在调整机构与超导体之间的距离在用于调整机构的可预见的运行条件下足够地确定尺寸。此外所述调整机构在径向间隔的、环形的部位里面具有第二永久磁铁布置，它用于无接触地传递驱动扭矩，该驱动扭矩由磁线圈布置和控制设施提供，用于执行围绕旋转轴线的旋转运动，该旋转轴线平行于在超导体与第一永久磁铁布置之间的间距轴线取向。替代地可以规定，第二永久磁铁布置由多个局部的磁部位构造，它们用于与磁线圈布置的多个磁线圈交互作用，用于可以执行调整机构以给定的与至少一基本恒定的距离相对于超导体运动。

补充或替代地所述磁线圈布置和控制设施被构造成用于提供能量场、尤其是磁场，用于耦入能量到调整机构里面。由此可以无接触地馈入能量到调整机构里面，用于例如无接触地给组合到调整机构里面的传感器设施供能。

在本发明的另一扩展结构中规定，所述磁线圈布置由超导的材料制成。由此能够特别有效地提供磁场给调整机构。所述磁线圈布置可以与相同的冷却设施连接，该冷却设施对于超导体的运行在其运行状态中本来就是必须的。

优选地规定，所述发送设施和接收设施被构造成用于光学地和/或依靠无线电地传递信号。

有利的是，所述耦联设施被构造成用于导入离心运动到部件流上，由此必要时在引入磁耦合器的条件下也可以引起用于部件流的振动或输送运动。

在本发明的另一扩展结构中规定，所述超导体和/或外壳在轴向上相对运动地支承，用于在第一功能位置里面在外壳与调整机构之间接触时确定永久磁铁布置在超导体里面的磁场并且在第二功能位置实现调整机构的无接触运行。如果所述调整机构例如要在运行中自由悬浮地布置在容器里面，对于装置的投入运行是有利的，如果能够实现在超导体与外壳或者说调整机构之间的轴向相对运动。由此在达到超导体的运行状态之前，该运行状态通过冷却超导体达到其跃变温度以下实现，可以调整在顶靠在外壳上的调整机构与超导体之间的间距。在接着的用于超导体的冷却过程中确定永久磁铁布置在超导体中的磁场，由此也定义在超导体与永久磁铁布置之间事实上存在的距离。在下面的步骤中通过超导体和/或外壳的运动在保持在超导体与永久磁铁布置之间的确定距离的条件下可以从外壳中取下调整机构，用于可以自由悬浮地完成其作为搅拌设施或泵的任务。

在本发明的有利改进方案中规定，所述外壳包括输入接头和输出接头并且所述调整机构构造为阀门环节，用于影响在输入接头与输出接头之间构成的在打开位置与关闭位置之间的流体通道的自由横截面。

附图说明

在附图中示出本发明的有利实施方式。在此示出：

图1用于影响部件流的装置的第一实施方式，以搅拌设施的形式，

图2用于影响部件流的装置的第二实施方式，它同样构造为搅拌设施，和

图3构造为流体阀的用于影响部件流的装置的实施方式。

具体实施方式

在图1中示出的和示例地构造为搅拌设施1的用于影响部件流的装置例如可以用于混合多种液体，用于混合液体与固体，用于溶解固体在液体里面或者用于混合液体与气体。

该搅拌设施示例地包括杯形构成的外壳2，其外壳壁例如由套状的、圆柱形的区段3和圆盘状的区段4形成，它们一体地相互连接。相应地由外壳2限定的外壳容积5同样圆柱形地构成。在外壳容积5内部布置构造为搅拌机构的调整机构6，其构造在下面详细描述。在外壳容积5外部布置耦联设施7，它用于调整机构6运行并且同样在下面详细描述。示例地在外壳2的外壁8上位置固定地布置耦联环9，它最好由铁电材料、尤其是铁构造。对耦联环9在径向向外附设磁耦合器10，它固定在未详细示出的固定体上，该固定体例如也支承耦联设施7。磁耦合器10包括未详细示出的激励设施，尤其磁线圈，它可以通过耦联设施7的能量输入提供磁场，用于例如施加牵引力在耦联环上。磁耦合器10用于，耦入循环重复的、优选谐波的、尤其正弦形或锯齿形的振动在外壳2上，用于更好地混合容纳在外壳容积5里面的流体或容纳在其中的流体和/或固体。磁耦合器10通过连接管11与控制设施12电连接，控制设施用于提供电能到磁耦合器10上。耦联设施7也可以执行离心运动，由此与由磁耦合器10耦入的振动相结合也可以引起用于流体的振动或输送运动。

耦联设施7从属于控制设施12并且除了控制磁耦合器10以外，控制设施也用于控制驱动马达15，它例如构造为直流马达并且它具有驱动轴16，该驱动轴相对于马达外壳17可旋转地支承。通过以由控制设施12提供的电能加载驱动马达15，引起驱动轴16围绕旋转轴线18的旋转运动。示例地规定，旋转轴线18也作为调整机构6的旋转运动中心，并且驱动马达15被构造成用于提供扭矩到调整机构16上。为此，驱动轴16在与马达外壳17相反的端部部位上载有导电的、非铁磁的盘19，例如铝盘。这个盘用于与下面详细描述的调整机构6涡流交互作用，并且可以通过这个涡流交互作用引起无接触地传递扭矩到调整机构6上。

环形地围绕驱动马达15布置冷却体20，它按照图1的视图具有U形轮廓的环形状，其中环形冷却体20的开口指向调整机构6的方向，并且通过圆环形构成的环21封闭。环21示例地由金属合金制成，它在冷却到材料特有的跃变温度或以下时具有超导的特性。在此这个超导特性的组成部分是，环21在冷却到跃变温度以下并且保持这个温度以后在一定程度上存储外部的磁场并且抵制对应于外部磁场变化的磁力，由此例如可以保持外部磁场源在相对于超导的环21给定的位置里面。这个效应以下面还要解释的方式用于按照本发明的搅拌设施1。

在环形构成的冷却体20的空隙里面伸进示例地构造为电运行的斯特林马达的冷却设施23的冷却指22，其中冷却指22设计成，从冷却体20排出热量，用于使超导的环21冷却到跃变温度一些并且对于超导的环21保持这个运行温度。

调整机构6包括基体24，它示例地构造为圆柱形的盘并且在其顶面25上安置叶片装置26，它在调整机构6围绕旋转轴线18旋转时在容纳在外壳容积5里面的流体里面可以引起流动。在背离叶片装置26的基体24底面27上在位于径向外部的部位里面设置永久磁铁布置28，它示例地由环形的、相互同心布置的且在轴向上基于旋转轴线18磁化的磁环29,30,31构造。这些磁环29,30,31的轴向磁化通过标出的箭头象征性表示。永久磁铁布置28用于与超导的环21交互作用，磁环29,30,31的磁场力作用于超导的环21上，环在达到其在所使用的超导材料的跃变温度以下的运行温度时抵制对应于永久磁铁布置28磁力反向指向的磁力，只要永久磁铁布置28从一个位置偏转出来，该位置已经在冷却到超导环21的跃变温度以下期间定义下来。相应地可以保持在调整机构6与包括超导环21的耦联设施7之间的给定距离，由此调整机构6可以占据相对于耦联设施7的悬浮的状态。

为了保证在低于超导环21的跃变温度之前方便地调整在调整机构6与耦联设施7之间的距离，示例地规定，耦联设施7线性运动地沿着旋转轴线18容纳在直线导向体32上。示例地直线导向体包括至少两个位置固定安置的导向条33，它们也作为外壳2的定位面。对耦联设施7附设示例构造为电直线调整器的致动器34，它与控制设施12电耦联并且用于耦联设施7沿着旋转轴线18移动。借助于致动器34在搅拌设施1投入运行时，其中由此出发，超导环还没有调节温度到跃变温度以下，首先调整在此时由于重力平放在外壳2上的调整机构6与耦联设施7之间的距离，在以后要采取的运行状态中要保持该距离。接着通过冷却设施23电地投入运行或者在输入适合的冷却剂时冷却冷却体20和容纳在其上的超导环21，在其中冷却引起，永久磁铁布置28的磁场在一定程度上存储在超导的环21里面并且在接着调整机构6的位置相对于耦联设施7变化时导致反力，由此也可以在外力作用时至少基本保持这个位置。接着通过相应地控制致动器34执行耦联设施7在外壳2方向上沿着旋转轴线18的移动，由此调整机构6从外壳2底部抬起并且在外壳容积5里面悬浮。事先或紧接着可以以要混合的流体充满外壳容积5。

为了引起调整机构6围绕旋转轴线18的旋转运动，示例地设置涡流驱动，它由驱动马达15、安置在驱动马达上的盘19和在调整机构6的基体24里面构成的磁铁布置35形成。磁铁布置35由环形布置的、在径向上基于旋转轴线18磁化的且以相同的角距布置的永久磁铁36形成，其中彼此相邻布置的永久磁铁36在相向的方向上磁化。磁铁布置35在盘19围绕旋转轴线18旋转运动时在盘19里面感应涡流，它们本身导致磁场，这些磁场能够耦联扭矩在调整机构6上并由此可以引起调整机构6围绕旋转轴线18的旋转。

因此搅拌设施1附加地用于借助于超导的环21和永久磁铁布置28在调整机构6与耦联设施7之间的耦联包括另一耦联可能性，它用于导入扭矩在调整机构6上并且示例地包括驱动马达15与盘19和在调整机构6上的磁铁布置35。

在图2所示的搅拌设施41实施方式中，对于功能相同的部件使用如在搅拌设施1中相同的附图标记。不再一次描述这些部件。搅拌设施41与搅拌设施1的主要不同之处是，利用围绕旋转轴线18旋转的电磁行波场实现在耦联设施47与调整机构46之间的附加能量传递，该行波场作用于设置在调整机构46里面的磁铁布置35。示例地规定，线圈布置42作为杯形构成的冷却体44的封闭盖43的组成部分，其中封闭盖43也包括超导的环21。此外可以规定，由具有超导特性的材料制成线圈布置42。有利的是，用于线圈布置42和用于超导的环21的跃变温度至少几乎一致，由此在达到用于超导的环21的运行温度时线圈布置42也可以超导地运行。由此使在提供旋转的行波场用于施加扭矩到调整机构46上时的电损失最小。

在搅拌设施41中示例地对控制设施12附设光学耦合器48和无线电波耦合器49。光学耦合器48的任务在于，扫描例如可以借助于激光二极管50发出的调整机构46的光学信号。在这些光学信号里面例如可以编码未示出的传感器的传感器信号，它给出关于调整机构46在搅拌设施41里面的运行状态的信息。无线电波耦合器49用于，无接触地实现能量耦入到调整机构46里面。在此无线电波耦合器49作为发送设施，并且布置在调整机构46里面的、配有未详细示出的天线的电子电路51作为接收设施。示例地规定，电子电路51与激光二极管50电连接并且还包括未示出的传感器，由此通过无线电波耦合器49提供的电能可以用于传感器和激光二极管50运行并且激光二极管50作为调整机构46的发送设施，调整机构可以与作为耦联设施7接收设施的光学耦合器48通讯。

在图3中所示的流体阀61中设置封闭的阀壳62，它被流体通道63穿过，流体通道从输入接头64一直延伸到输出接头65。此外在阀壳62里面直线运动地容纳构造为阀环节调整机构66，该调整机构用于影响流体通道63的自由横截面。对于这种影响流体通道63的自由横截面还设置耦联设施67，它用于提供操纵力在调整机构66上并且例如直接法兰连接在阀壳62上。耦联设施67包括杯形构成的冷却体68，在其中嵌入冷却设施23的冷却指22。冷却体68配有封闭盖69，它除了超导的环21以外还包括线圈布置70，它示例地是环形线圈布置，它与控制设施12电连接。

在调整机构66上以与搅拌设施1和41相同的方式使永久磁铁布置28配有磁环29,30,31，它们与耦联设施67的超导环21交互作用地实现确定在耦联设施67与调整机构66之间给定的间距。例如可以规定，在阀壳62与调整机构66之间布置弹簧设施71，它使调整机构66没有外力作用地保持在优先位置，在该优先位置流体通道63的横截面完全关闭。在这个优先位置里面也可以利用冷却设施23冷却超导的环21直到其跃变温度以下，由此对超导的环21留下永久磁铁布置28的磁场。为了引起调整机构66相对于阀壳62的相对运动，可以在下面的步骤中通过控制设施12规定对线圈布置70的通电，由此使线圈布置70的牵引力施加在设置在调整机构66里面的、示例地构造为轴向磁化的环形磁铁的磁铁布置72上，由此调整机构66可以从封闭流体通道63的位置带到在图3中所示的打开位置。因此根据通过线圈布置70的电流几乎可以完全自由地沿着运动轴线73调整调整机构66的位置，因此流体阀61可以以比例阀的方式运行。在此在调整机构66从优先位置偏离时弹簧和永久磁铁布置28和环21的复位力相加，由此也在流体通道63里面高压时保证调整机构可靠地复位到优先位置。

替代地能够实现相反的功能，其中该阀门在优先位置打开。为此相应地匹配超导的布置。