DE2938391A1 - Zentrifugalpumpe mit pitotrohr - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft Zentrifugalpumpen mit einem Saugrohr oder Pitotrohr, sie bezieht sich insbesondere auf einen verbesserten Saugrohr-Aufnehmer für derartige Pumpen, der besonders resistent gegenüber Teilchenerosion ist.

Zentrifugalpumpen mit Saugrohr oder Pitotrohr sind bekannt. Im allgemeinen enthalten diese Pumpen einen Antrieb, der einen Rotor innerhalb eines Gehäuses in Drehung versetzt. Ein Saugrohr-Aufnehmer innerhalb einer Kammer des Rotors ist gegenüber dem Rotor stationär angeordnet und nimmt Fluid innerhalb der Kammer auf und zieht das Fluid aus der Kammer. Das ausströmende Fluid besitzt aufgrund der durch den Rotor verliehenen Energie einen größeren Druck als das einströmende Fluid. Typischerweise tritt Fluid durch einen Ring, der ein Stützrohr für das Saugrohr umgibt, und durch mehrere radiale Kanäle in der Haube der Rotorkammer ein und vorläßt die Kammer in der Nähe der äußeren radialem Begrenzungswand der Kanuner. Dor Saugrohr-Einlaß in der Kammer kann je nach dom Anwendungsfall entweder vergleichsweise nahe an der äußeren radialen Begrenzungswand der Kammer oder vergleichsweise nahe an der Drehachse des Rotors, oder beides sein.

Zentrifugalpumpen mit Saugrohr oder Pitotrohr finden Verwendung bei der Erdölgewinnung. Bei Ölbohrungen werden oft am unteren Bohrschachtende Maschinen eingesetzt, um das vom Bohrschacht gelieferte Fluid ab-

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zupumpen und von der Erdoberfläche eingeführtes Fluid in den Bohrschacht zu pumpen. Diese beiden Fluide werden, wenn sie gemeinsam gepumpt werden, "Energieerzeugungsfluid" genannt. Das eingeführte Fluid läßt sich zum Antreiben der an der Bohrschachtsohle sitzenden Maschine verwenden. Die Maschine an der Bohrschachtsohle besteht bevorzugt entweder aus einer Zentrifugal- oder Kolbenmaschine. Das Speisefluid für die Maschine an der Bohrschachtsohle soll möglichst frei von Abrieb und Verschmutzungen sein, so daß die Maschine nicht beschädigt wird. So können z.B. feste Abriebpartikel, Zapfen und Zapfenlager einer Zentrifugalmaschine, nach längerer Zeit auch die Flügel einer Zentrifugalmaschine anfressen und Dichtungen beider Maschinentypen zerstören. Es ist daher unerwünscht, die an der Bohrschachtsohle stationierten Maschinen derartig schädlichen Einflüssen auszusetzen. Es wurden daher Versuche unternommen, um die Abrieb- und Schmutzstoffe aus dem Antriebstluid zu beseitigen. Das Problem, Abriebteilchen von Antriebstluiden zu beseitigen, stellt sich kontinuierlich. Als AntriebstIu id wird typischerweise Öl verwendet, das aus dem Bohrschacht zurückgewonnen wird, und es kann in einem offenen System umlaufen, in dom Antriebs!luid koni: i nu iorli ch aus dom Bohrschachtfluid erzeugt- wird, im Bohrschacht fluid sind foste Schinutzteilchen in großer Zahl vorhanden. Selbst in geschlossenen Systemen, in denen das Antriebsfluid in einem geschlossenen Kreis umläuft, enthält das frische Fluid zum Füllen des Kreislaufs Abriebstoffe, und aus anderen Quellen, z.B. aus verschmutzten Leitungen und aufgrund von Lecks, treten unvermeidliche Verschmutzung und Abriebstoffe auf. Das Bohrschachtfluid kann mehrere Phasen enthalten, so z.B. Gas, öl

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und einen Wassergehalt. Das Antriebsfluid besitzt üblicherweise nur eine Phase, entweder Öl oder Wasser.

Üblicherweise werden Zentrifugalpumpen mit Staurohr zusammen mit anderen Einrichtungen verwendet, um Feststoffe aus den Antriebsfluidströmen zu entfernen, und um das Dohrschachtfluid in seine Phasen zu trennen. Ein Verfahren, zur Entfernung von Feststoffen macht von der Tatsache Gebrauch, daß die Feststoffe dichter sind als Fluid, und es werden daher radiale Auslässe im Rotor vorgesehen, durch die die festen Schmutzstoffe die Rotorkammer verlassen. Rührflügel lassen sich einsetzen, um eine Verstopfung und Blockade dieser radialen Auslässe zu verhindern. Wenn die Pumpe zum Trennen des Leistungserzeugungsfluids in seine Phasen eingesetzt wird, saugen Aufnehmer an verschiedenen Radien für jede einzelne Phase diese Phasen aus dem Rotor. Diese Aufnehmer können Pitotrohre sein.

Die Abscheidung von festen Stoffen aus dem Energieerzeugungsfluid-Strom mittels Düsen in dem Rotor eines Pitotseparators besitzt Nachteile. Wenn das Gehäuse außerhalb des Rotors von ALniosphärendruck umgeben ist, verlieren das Fluid und die Feststoffe beim Eintritt in das Gehäuso ihre Dynamik und Druck. Das Fluid und dio Feststoffe können im typischen Fall nicht in ein Sammelgefäß im Bohrschacht abgegeben werden. Das Abgabematerial muß vielmehr bis zu einem zentralen Sammelbereich gepumpt werden. Die Pumpe muß typischerweise den Druck des festen und flüssigen Abgabematerials

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bis auf einige kp/cm , z.ü. 20 bis 30 kp/cm , erhöhen. Manchmal ist es nachteilhaft, eine Pumpe zum Abtransport des Abgabematerials im Bohrschacht vorzusehen. Der durch die Düsen auftretende Druckverlust könnte verwendet werden, um die festen und flüssigen Abgabema-

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terialien in einen Strömungakanal einzuleiten.

Ein System zum Trennen von Feststoffen aus dem Produk-tionsfluid macht von einem Setztank und einem Pitot-Separator Gebrauch. Der Setztank bewirkt eine Phasentrennung durch Zeit und Schwerkraft. Der Pitot-Separator nimmt Antriobsfluid, z.B. öl, vom Separator und entfernt aus der Strömung weitere Feststoffe. Der Pitot-Separator gibt die separierten Feststoffe ab und leitet das Fluid zurück in den Separator. Der Separator arbeitet mit Strömungskanal-Druck, so daß die Abgabe aus dem Pitot-Separator nicht den großen Druckverlust zur Folge hat, der beim alternativen Verfahren vorhanden ist. Der Gehäusedruck des Pitotseparators ist notwendigerweise groß, und dies bringt mechanische Dichtungsprobleme mit sich.

Das Pitotrohr im Pfad des rotierenden Fluids innerhalb der Kammer ist der Erosionswirkung der Feststoffe ausgesetzt, die im Fluid vorhanden sind. Die Erosionswirkung ist direkt proportional zur dritten Potenz der Relativqeschwindirjkei t zwischen dem Fluid und dem Pitotrohr. Insbesondere bei einem vergleichsweise großen Radius der Kammer kann die Erosionswirkung der Feststoffe beträchtlich sein.

Pitot-Pumpen sind aus den US-PS 3 384 024, 3 776 658, 3 795 459, 3 817 659, 3 838 939, 3 926 534, 3 960 319, 3 977 810 und 3 994 618 bekannt. Die Pitotrohr-Aufnehmer dieser Patente sind allgemein durch einen Kopf gekennzeichnet, der sich von einem Körperteil vorwärts in Richtung auf das ankommende Fluid hin erstreckt. Der Eingang zu dem Pitot-Aufnehmer befindet sich in dem Kopf, und das Material des Kopfs, das den Eingang umgibt, kann scharf sein. Das Körperteil unterhalb

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des Kopfes besitzt typischerweise eine scharfe Vorderkante. Die Oberfläche des Kopfes hinter dem Eingang, wo sie durch radiale Ebenen durch die Rotationsachse geschnitten wird, ist stromlinienförmig ausgebildet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Pitot-Zentrifugalpumpe angegeben, die einen Pitotrohr-Aufnehmer mit verbesserter Erosionsbeständigkeit besitzt.

Die erfindungsgenuiße Pitot-Zentrifugalpumpe ist gekennzeichnet durch eine Kombination aus einer stumpfen Vorderfläche, welche den Mund oder Einlaß des Aufnehmers umgibt, und aus einer Ausnehmung von der Oberseite dieser Vorderfläche bis zur Rückseite des Kopfes des Aufnehmers. In einer besonders bevorzugten Form betrifft die Erfindung einen Pitotrohr-Aufnehmer mit diesem Kopf, v/obei der Kopf stromaufwärts in Richtung der Rotordrehung von einem Körperteil weist, wobei das Körperteil einen Hals zwischen Kopf und einer Basis besitzt, wobei der Hals in einer Seitenansicht eine Einbuchtung auf seiner Vorderfläche

mit einem vergleichsweise großen Krümmungsradius besitzt,

Γΐη einzelnen unifalJL die Erfindung ο i nc Pi tol;-Zentrifugalpumpe mit einem Rotor, dor in sich eine Kanuner aufweist und von irgendeinem Antriebselement, z.B. einem Elektromotor, in Drehung versetzt wird. Der Rotor ist in einem Gehäuse untergebracht. Ein Pitotrohr-Aufnehmer innerhalb der Kammer besitzt einen Aufneluner, dessen Eingang an der Vorderfläche angeordnet ist und entgegen der Drehrichtung desRotors gerichtet ist, um Fluid aufzunehmen. Der Aufnehmer besteht bevorzugt aus einem erosionsbeständigen Material,

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z.B. einem gesinterten Karbid, und ist auf ein Bein des Pitotrohrs aufgelötet, das in einem Ausgangskanal mündet, der konzentrisch zur Rotorachse ausgerichtet ist. Einlauffluid tritt in die Kammer durch einen Ring zwischen einem Pitotrohr-Sockel, bevorzugt einem Rohr oder Kanal, und einer Vielzahl von radialen Kanälen in den Rotor ein, die sich vom Ring bis hin zu einem Auslaß zwischen den radialen Grenzen der Rotorkammer erstrecken. Der Aufnehmer liegt bevorzugt nahe an dem äußeren Radialumfang der Rotorkanuner, um die Feststoffteile mit ihrer maximalen Konzentration aufzunehmen. Ein zweiter Aufnehmer innerhalb der Rotorkammer ist radial näher an der Rotationsachse des Rotors als der erste Aufnehmer angeordnet und nimmt innerhalb des Rotors sauberes Fluid auf. Dieser zweite Aufnehmer gibt Fluid in das Rohr ab, welches beide Aufnehmer hält. Eine konzentrische Leitung innerhalb des Rohrs leitet das von dem äußeren Aufnehmer aufgenommene Fluid und Feststoffmaterial ab.

Der Kopf des Aufnehmers zum Aufsammeln der Feststoffteilchen besitzt einen Einlaßkanal, dessen Achse mindestens näherungsweise zur äußeren radialen Oberfläche des Kopfes parallel verläuft. In einer bevor zugten Auführungsform beträgt der Winkel etwa 7 . Die äußere radiale Oberfläche des Kopfes ist mit einem vergleichsweise großen Krümmungsradius leicht gekrümmt. Die Achse des Einlaßkanals setzt sich vom Eingang bis zu einem radialen Kanal fort, der, bevorzugt durch den durch das oben erwähnte Rohr festgelegten Kanal zum Abgabeauslaß führt. Der Einlaßkanal besitzt ein inneres Ende mit einer kugelförmigen Krümmung. Diagonal von diesem Ende befindet sich an

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der Innenkante zwischen dem Einlaßkanal und dem Radialkanal eine abgerundete Ausnehmung. Der Mund des Einlaßkanals konvergiert, bis er auf einen zylindrischen Abschnitt des Einlaßkanals auftrifft. Wie schon erwähnt, ist die den Mund des Einlaßkanals umgebende Vorderfläche stumpf. Diese Vorderfläche kann in einer Frontansicht einem Oktogon ähneln. Ein Hals unterhalb des Kopfes, der den Kopf mit der Basis verbindet, besitzt in einer Seitenansicht eine zurückspringende Kurve, welche die Basis und die Vorderfläche des den Mund umgebenden Kopfes verbindet. Es handelt sich dabei um eine vordere Fläche, die außerdem konvex in Ebenen gekrümmt ist, welche senkrecht zu einem Radiusstrahl des Rotors verlaufen, der in eine Mittenebene des Pitotrohrs fällt. Die Flanken oder Seiten des Kopfes konvergieren in Richtung auf das hintere Ende des Kopfes ι

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Pitot-Aufnehmeranordnung sowohl einen Pitot-Aufnehmer für das verschmutzte Fluid als auch einen Pi tot-Auf nohnier für das saubere Fluid. Der das verschmutzte Fluid aufnehmende Aufnehmer besitzt die oben beschriebene er f indunqsgeniäße Gestalt. Der Aufnehmer sitzt am Ende eines Arms, der sich in einer Ilauptebene, die normal zur Rotationsachse des Rotors verläuft, radial auswärts verjüngt. Der Arm verjüngt sich ferner radial auswärts in einer der Rotationsachse enthaltenen Ebene. Der Arm beschreibt in einem normal zu diesem Radiusstrahl verlaufenden Querschnitt eine längliche symmetrische Außenkurve mit scharfen Vorder- und Rückkanten. Ein Rohr der Anordnung besitzt

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ein inneres Ende, welches mit einer Kerbe versehen ist, um die Basis des Arms aufzunehmen. Die Kerbe besitzt einen V-Schnitt, um eine Wechselwirkung zwischen dem Arm und dem Rohr zu entwickeln. Der Arm ist an dem Rohr bevorzugt durch eine Schweißnaht befestigt. Etwa an derselben axialen Position wie der Aufnehmer für verschmutztes Fluid ist ein Aufnehmer für sauberes Fluid integral mit dem Rohr ausgebildet und erstreckt sich dem Arm diametral entgegengegesetzt. Es hat sich gezeigt, daß der Wirkungsgrad der Reinigung sich dadurch verbessert, daß die Axialerstreckung der radialen Vorderflächen stationärer Gegenstände im Rotorgehäuse verringert wird. Dieses Rohr stellt als solches eine bekannte Anordnung dar und besitzt einen Armabschnitt mit einer scharfen Vorder- und Rückkante, der von einem rohrartigen Kopf bedeckt ist, welcher einem Torusabschnitt ähnelt. Ein in dem Aufnehmer für sauberes Fluid hineinführender Kanal liegt unmittelbar einer Umfangskomponente des Fluids gegenüber, die im Rotor fließt um vom Einlaß durch einen gekrümmten Ubergangsabschnitt in einen Radialkanal gebracht wird, der in eine Ringkammer mündet, welche in einem Rohr der Anordnung ausgebildet ist und konzentrisch zur Rotationsachse des Rotors liegt. Ein mit dieser Rotationsachse; konzentrische:; Rohr, welches sich längs dur Rotationsachse erstreckt, verbindet den Fluidkanal für das verschmutzte Fluid mit einem Auslaß.

Es hat sich gezeigt, daß bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Aufnehmers die Lebensdauer des Pitotrohrs in erosiver Umgebung erheblich erhöht wird. Es wird angenommen, daß der Grund für die Erhöhung der

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Lebensdauer in der Steuerung der Fluid-Grenzschichten um den Pitotrohr-Aufnehmer herum liegt, wodurch die Beschleunigung der Teilchen, die auf den Aufnehmer auftreffen, und damit die Erosionskraft dieser Teilchen verringert wird.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, im wesentlichen in einem Schnitt, eines bevorzugten Aufbausder Pitot-Zentrifugalpumpe mit dem erfindungsgemäßen Aufnehmer;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Aufnehmers der Fig. 1, im Schnitt;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2, der den Eintrittskanal in einer Hauptebene des Kanals zeigt;

Fig. 4 eine Teilansicht längs der Linie 4-4 der Fig. 2, die das hintere Ende des Kopfes und des Halses des Aufnehmers zeigt;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie

5-5 der Fig. 2, der die Krümmung der Vorderfläche des Halses des Aufnehmers in einer Ebene senkrecht zur Achse des Radialkanals des Aufnehmers zeigt;

Fig. 6 eine Frontansicht des Aufnehmers nach Fig. 2;

Fig. 7 eine Aufsicht auf den Aufnehmer der Fig. 2 bis 6;

Fig. 8 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Aufnehmers; und

Fig. 9 eine Seitenansicht, teilweise im

Schnitt, des Aufnehmers nach Fig.

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In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Pitot-Zentrifugalpumpe und -Separator 10 dargestellt. Eine Rotoranordnung 12 befindet sich zur Drehung um eine Achse 14 innerhalb eines Gehäuses 16. Ein Primärantrieb, nicht dargestellt, z.B. ein Motor, treibt die Rotoranordnung über eine Antriebswelle 18 an. Das zu pumpende und zu reinigende Fluid tritt in die Pumpe durch einen Einlaß 20 in Richtung der Pfeilspitze an der Bezugslinie für das Bezugszeichen 20 ein und fließt in eine Vorkammer 22. Von dieser Vorkammer strömt dann das Fluid eine Ringkammer hinab zur Rotoranordnung 12. Mehrere Radialkanäle 26 der Rotoranordnung münden in die Ringkammer 24. Diese Radialkanäle geben das Fluid an ihren äußeren radialen Enden in eine Ringkammer 136, um das Fluid mit minimaler Turbulenz in die Rotorkammer 28 zu führen. Die Rotation der Rotoranordnung nimmt in der Kammer 28 Fluid längs der Rotationsbahn mit. Ein Pitotrohr 30 innerhalb der Kammer 28 ist auf einem Rohr oder Hülse 32 angebracht, das am Gehäuse 16 befestigt ist. Das Pitotrohr 30 enthält einen Aufnehmer 34 und einen Fuß 36. Ein Einlaß 38 in den Aufnehmer 34 ist gegen das Fluid gerichtet, das in der Kammer 28 umläuft, und saugt dieses Fluid aus der Kammer. Das Fluid strömt in den Einlaß 38, durch das Pitotrohr, und längs eines Kanals 40 innerhalb des Rohrs 32. Der Kanal 40 ist konzentrisch zur Achse 14. Das Fluid tritt aus einem Auslaß 42 aus, wie durch einen Strömungspfeil dargestellt ist.

Ein zweiter Pitotrohr-Aufnehmer 44 innerhalb der Kammer 28 ist am Rohr 32 befestigt und nimmt Feststoffteilchen auf, die sich am äußeren radialen Umfang der Kammer 28 ansammeln. Ein Kopf 46 am äußeren radialen

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Ende des Aufnehmers 4 4 nimmt in der Nähe des äußeren Umfangs Fluid und Feststoffteilchen auf und saugt diese durch einen Radialkanal ab, der durch den Kopf/ den Aufnehmer und eine Leitung 47 innerhalb des Rohrs 32 verläuft.

Im allgemeinen tritt das Fluid durch den Einlaß 20 ein und läuft durch die Ringkammer 24 und die Kanäle in Kammer 28. Innerhalb der Kanäle 26 nimmt der Druck des Fluids zu. Innerhalb der Kammer 28 nimmt der Fluiddruck zu und schichtet sich nach seiner Dichte, wobei das Material mit der größten Dichte radial auswärts von dem weniger dichten Material liegt. Feststoffteile, die das dichteste Material darstellen, streben zur äußeren Umfangswand der Kammer 28 und werden vom Aufnehmer 44 aufgesammelt und aus der Kammer 28 abgeführt. Die Feststoffteilchen befinden sich selbstverständlich in einem Fluid-Träger. Relativ sauberes, feststofffreies Fluid verläßt die Kammer 28 durch das Pitotrohr 30 und den Kanal 40. Festes Material, das der Pitotrohr-Kopf 46 aufnimmt, kann zur Erosion dieses Kopfes führen.

Die Stärke der Erosion, die durch Aufschlag von Feststoffteilchen an Gegenständen bewirkt wird, ist im allgemeinen proportional zur dritten Potenz der Geschwindigkeit, die das feste Material bezüglich des Gegenstands besitzt. Da die Geschwindigkeit des Fluids innerhalb der Kammer 28 mit dem Radius zunimmt, nimmt die Erosionskraft der im Fluid suspendierten Feststoffteilchen im allgemeinen mit der dritten Potenz des Radius¹ der Rotorkammer zu. Um die Einlasse der Pitotrohre, der Aufnehmer, hat sich die

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Erosionswi^kung als beachtlich erwiesen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Erhöhung der Widerstandsfähigkeit des Pitotrohr-Aufnehmers gegenüber dieser Frosionswirkung erzielt.

Es v/3 . α -.Hin auf Fig. 2 Bezug genommen, die einen Aufnehmer 46 in Seitenansicht, in einem Schnitt längs der Mittenebene des Aufnehmers, zeigt. Der Aufnehmer enthält eine Basis 50, einen Kopf 52 und einen Verbindungshals 54. Die Basis und der Hals bilden zusammen einen Körper. Der Aufnehmer besteht aus einem Stück und ist bevorzugt aus einem gesinterten Karbid hergestellt. Er hat einen zylindrischen, radial gerichteten Kanal 56, der in einen Einlaßkanal 58 mündet. Der Einlaßkanal 58 besitzt eine Achse, die gegenüber der Achse des Kanals 56 leicht schräg verläuft. Der Einlaßkanal 58 besitzt einen Mund 60, der als Kegelstumpf ausgebildet ist und sich zu einer Öffnung 62 hin ausweitet. Die Öffnung 62 ist nahezu zylindrisch ausgebildet, sie ist jedoch geringfügig oval. Eine stumpfe Vorder fläche 64 des Kopfes begrenzt die Öffnung 62. Wie sich der Fig. 6 entnehmen läßt, weist der äußere Umfang der Fläche 64 eine allgemein oktogonale Form auf, wobei die sich sehneidondnn Seiten des Oktogons abgerundet sind. Die Achse des Kanals 58 ist mit dem Bozugszeichen 68 versehen. Die Achse des Kanals 56 ist mit dem Bezugszeichen 7o vorsehen. Die Achsen 6 8 und 70 schneiden sich in dieser Ausführungsform unter einem Winkel ^* von 97 . Der Mund 6O konvergiert von der Vorderfläche 64 in einen zylindrischen Kanalabschnitt 72 des Kanals 58. Eine hintere Endwand 74 des Kanals 58 besitzt eine kugelförmige Krümmung, deren Krümmungsradius etwa

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dem Radius dos zyiinderförmiyen Kanals 72 entspricht. Die Wand 74 geht in die Wand des Kanals 56 über. Eine Aussparung 76 auf der inneren Kante der Verbindung zwischen den Kanälen 56 und 58 dient dazu, die Erosion an dieser Kante zu dämpfen.

In den Mund 60 tritt Fluid und Feststoffteilchen ein. Beim Durchlaufen des Kanals 72 erhöht sich die Geschwindigkeit des Fluids geringfügig aufgrund der Abnahme des Querschnitts des Strömungskanals im Mund. Das den Mund 60 verlassende Fluid fließt dann in und durch den Kanal 72 und wird um 83 umgelenkt und strömt dann den Kanal 56 abwärts radial in Richtung auf den Auslaß der Pumpe.

Die obere Oberfläche 80 des Kopfes 52, welche die äußere radiale Grenze des Aufnehmers darstellt, ist gegenüber der Achse 70 um etwa einen Winkel von 97 geneigt. Die Kontur der Oberfläche 80 ist in Ebenen, die bezüglich der Rotationsachse radial verlaufen, mit einem relativ großen Krümmungsradius geringfügig abgerundet. Die Krümmung der Oberfläche 80 spiegelt sich in anderen Außenflächen des Kopfes wieder, wie sich am besten den Fig. 3 und 7 entnehmen läßt.

Der oktoqonulo Umfang der Vorderfläche 64 ist mit dem ßezugszeichen 86 versehen. Dieser Umfang stellt den Beginn einer Aussparung oder Hinterschneidung dar. Die Aussparung von der Peripherie 86, die durch die Oberfläche 80, und ähnliche Oberflächen des Kopfes 52, gekennzeichnet ist, beabstandot diese Oberflächen von dein Rückstau der Turbulenz, die von der stumpfen Nase des Kopfes 52 erzeugt wird, und vermeidet dadurch

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Erosionswirkungen der Feststoffteilchen in dem Rückstau. Die Kanten des Oktogons können abgerundet sein.

Die Verwendung einer stumpfen Nase als Vorderfläche des Kopfes 52 um den Einlaß 62 bewirkt ein wirksames Kissen aus gestautem Fluid zwischen der Vorderfläche des Kopfes und dem Fluid in der Rotorkammer 28. Dieses Kissen aus gestautem Fluid dämmt die Geschwindigkeit der Feststoffteilchen bei ihrer Annäherung auf die Vorderfläche des Kopfes. Folglich verlieren die Feststoffteilchen Energie, und wenn sie auf die Vorderfläche auftreffen, ist ihre Erosionskraft verringert. Das Kissen verteilt darüber^hinaus die Feststoffteilchen von der Vorderfläche derart, daß diese den Strömungslinien folgen und nicht auf die Vorderfläche auftreffen.

Es hat sich gezeigt, daß die Vorderfläche des Aufnehmers unterhalb des Kopfes der Erosionswirkung der Feststoffteilchen im Fluid innerhalb der Rotorkanuner besonders ausgesetzt ist. Es hat sich gezeigt, daß diese Auswirkungen wesentlich dadurch eingeschränkt werden können, daß eine zurückspringende oder konkav gekrümmte Fläche 90 als Profil der Vorderfläche des Halses - in Seitenansicht - verwendet wird, vergl. Fig. 2. Diese zurückspringende Krümmung wird aus zwei Kreisbogenstücken gebildet, wobei ein oberes Bogenstück einen geringfügig kleineren Radius besitzt als der Radius eines unteren Bogenstücks. Die zurückspringende Kurve besitzt einen großen Krümmungsradius. Die zurückspringende Kurve verläuft abwärts vom unteren Teil des vorderen Umfangs 86 in

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Richtung auf die Basis 50 und etwa bis zu der Schnittverlauf slinie für die Fig. 5 nach hinten in Richtung auf den Kanal 56, und sie verläuft dann wieder nach vorn und endet an einer Linie 92. Wie sich den Fig. und 5 entnehmen läßt, fällt ein Scheitel 9 3 der Linie 92 auf eine Linie, die durch die Fläche 64 verläuft, die parallel zur Achse 70 ist. Der Hals 54 besitzt Flanken 94 und 96, vergl. Fig. 5. Das zurückspringende, Muldenprofil der Fig. 2 wird in allen Ebenen parallel zur Mittenebene des in Fig. 2 dargestellten Schnitts aufrechterhalten, es wird durch Abrundung oder Profilierung der Vorderfläche 90 in die Flanken des Halses hinein etwas abgeschwächt. Die Profilierungskurven sind konvex und sind in Fig. 5 durch 1OO bzw. 102 dargestellt. Wie sich der Fig. 5 entnehmen läßt, ist die Fläche 90 stumpf. Die Flanken 94 und 96 verlaufen im allgemeinen parallel in der Mitte des Aufnehmers 46, sie laufen in Richtung auf das hintere Ende des Aufnehmers geringfügig zusammen.

Es wird angenommen, daß durch die zurückspringende Krümmung an der Oberfläche der Vorderfläche des Halses eine allmähliche Abbreinsung der Feststoffteilchen und eine Richtungsänderung der Teilchen erzielt wird, um den Stoß der Teilchen auf den Hals abzuschwächen.

Die Drehung des Rotors um den Aufnehmer, und das Absaugen des Fluids durch den Aufnehmer 46 aus dem Inneren des Rotors erzeugt im allgemeinen einen Druckabfall am Einlaß des Aufnehmers, wodurch Fluid und Feststoffteilchen angesogen werden. Die resultierende

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Feststoffteilchon-Konzentration hat zur Folge, daß Feststoffteilchen am Einlaß des Aufnehmers auftreffen und eine Erosionswirkung auf den Aufnehmer ausüben. Zusätzlich kann der Einlaß des Aufnehmers in großen, Radius angeordnet sein. Die Relativgeschwindigkeit zwischen den Teilchen und dem Aufnehmer, und damit die Erosionskraft der Teilchen, kann groß sein. Die Gestalt des Aufnehmers nach der Erfindung reduziert diese schädlichen Wirkungen der Feststoffteilchen innerhalb des Fluids dadurch auf ein Minimum, daß kinetische Energie der Feststoffteilchen verringert wird und die Teilchen vom Aufnehmer weg gelenkt werden. Eine Umlenkung der Teilchen ist durch die stumpfe Vorderfläche des Kopfes bewirkt, wodurch sich eine dicke Fluidschicht vor der Vorderfläche ausbildet, welche die durch sie hindurchlaufenden Feststoffteilchen dämpft und ein Druckfeld erzeugt, welches die Feststoffteilchen von der Vorderfläche weg lenkt. Die hinter der Vorderfläche gebildeten Wirbel oder Vortices lösen sich vom Kopf nach kurzer Entfernung ab und lassen eine Fluid-Ruhezone dem Kopf benachbart entstehen. Feststoffteilchen, welche in diese Zone eindringen, haben ihre kinetische Energie im wesentlichen verloren, wodurch die Erosionskraft dieses Materials abgebaut ist. Die Vorderfläche des Halses verläuft vom Einlaß des Aufnehmers beabstandet, um diese Fläche aus der Einflußzone des Einlasses herauszuhalten. Die Vorderfläche des Halses ist abgerundet, um die Erosionswirkung zu verhindern, denen eckige Kanten unterliegen.

Die allgemein oktogonale Form des Kopfes 52 resultiert aus Anforderungen an das Material bei der

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Herstellung des Kopfes, der aus geformtem, gesinterten Wolframkarbid besteht. Die Neigung der Achse 68 relativ zur Achse 70 hat einen Erhalt der Wanddicke zwischen dem Kanal 72 und der Außenseite des Kopfes zur Folge. Der Aufnehmer 34 ist am Fuß 36 z.B. angeschweißt, vergl. Fig. 1. Der Fuß 36 entspricht einer allgemeinen FormausbLldung der Basis 5O und ist daher an der Vorderfläche abgerundet. Er enthält einen radialen Kanal 120, der in den Kanal 40 mündet.

Das Pitotrohr 44 ist am Rohr 32 mittels mehrerer Schrauben 122 zwischen der Basis des Pitotrohrs und dem Rohr 32 befestigt. Das Pitotrohr besitzt einen basisse: tigen Absciinitt 123 mit einer keilförmigen Vorderkante 123, die sich radial zusammen mit dem Basisabschnitt 123 erstreckt. Die keilförmige Vorderkante verringert den Strömungswiderstand. Diese Kante des Pitotrohrs endet an einer äußeren radialen Grenze, die ausreichend weit unter derjenigen Zone liegt, welche durch eine merkliche Dichte der Feststoffteilchen gekennzeichnet ist, nämlich ausreichend unter der äußeren radialen Begrenzung der Kammer 28 über dem Aufnehmer 46. Ein Zwischenabschnitt 124 des Pitotrohres 44 verbindet den Basisabschnitt 123 mit dem Aufnehmer. Der Aufnehmer 46 ist mit dem Zwischenabschnitt 124 durch eine Schweißnaht verbunden. Ein Kanal 126 im Pitotrohr mündet in einem axialen Kanal 128 des Rohrs 47. Der Kanal 128 liegt auf der Achse 14. Der Kanal 126 erstreckt sich radial zum Rotor durch die Abschnitte 123 und 124 und mündet in den Kanal 56. Das Fluid und die Feststoffteilchen laufen unter dem durch den Rotor erzeugten Druck durch den Kanal 126 und durch den Kanal 128 und werden

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gesammelt oder einer weiteren Leitung abgegeben. Bei der Erdölgewinnung kann diese Leitung die Strömungsoder Förderleitung sein, und das durch das Pitotrohr 30 hindurchfließende gereinigte Fluid kann als Antriebsfluid für Maschinen an der Schachtsohle verwendet werden.

Das Pitotrohr 30 besitzt einen Aufnehmer 34 auf dem Bein 36, wobei das Pitotrohr an dem Bein angeschweißt ist. Eine Befestigungsbasis 129 des Pitotrohrs 30, eignet sich zur Befestigung des Pitotrohres 44.

Die restlichen Teile des Aufbaus der Pitot-Zentrifugalpumpe und -Separators der vorliegenden Erfindung sind im allgemeinen bekannt und werden der Vollständigkeit halber erwähnt.

Der Rotor 12 besteht aus einer tief gezogenen Rotortrommel 132 mit einer Haube 133, die mittels Schrauben 134 am Rotor befestigt ist. Das Innere der Trommel 132 und der Haube 136 legen die Kammer 28 fest. Eine Urethan-Einlage 135 auf der Innenwand des Rotors 12 bewirkt Erosionsbeständigkeit der Wand. Radialkanäle 26 erstrecken sich in der Haube 133 über einen wesentlichen Teil der Ilaubenabmessung und münden in einen Ring 136 an ihren äußeren radialen Enden. Dieser Ring öffnet sich in die Rotorkammer 23 hinein. Der Ring besitzt einen Querschnitt, der größer ist als derjenige der radialen Kanäle; die Geschwindigkeit des in die Rotorkammer eintretenden Fluids wird dadurch verringert. Ferner wirkt die auf den Pitotrohr-Aufnehmer 44 wirkende Kraft des Fluids ständig. Die Ringkammer 24 befindet sich innerhalb einer Nabe 138 der Haube. Ein Dichtungspaßring 140 besitzt eine

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Nase 142, die in einem Ende der Nabe 138 aufgenommen wird. Der Paßring ist mittels Stiften oder Dübeln 144 an der Nabe befestigt. Der Dichtungspaßring 140 liegt von der Nabe entfernt gegen ein axiales inneres Ende einer Dichtung 146 an. O-Ringe zwischen dem Paßring 140, der Nabe 138 und der Dichtung 146 verhindern eine Leckbildung an den Grenzflächen zwischen dem Dichtungspaßring auf der einen Seite und der Nabe und der Dichtung auf der anderen Seite.

Das Rohr 32, welches den Träger für das Pitotrohr 30 und das Pitotrohr 44 darstellt, ist seinerseits koaxial zur Achse 14 angeordnet und erstreckt sich konzentrisch zur Dichtung 146 und zum Paßring 140 und stellt die Innenwand der Ringkammer 24 in dieser axialen Zone dar. Das vom Pitotrohr abgewandte Ende des Rohrs 32 besitzt einen vergrößerten Kopf 150, der in einer entsprechenden Bohrung eines Trommelendes 152 des Gehäuses 16 aufgenommen ist. Mehrere auf einem Kreis angeordnete Schrauben 154 sind in entsprechende Gewinde innerhalb des Kopfs 150 geschraubt und befestigen das Rohr an einem Ansatz 155 des Trommelendes 152.

Ein Nippel 156 ist in das rückseitige Ende des Ansatzes 155 geschraubt und nimmt eine T-Passung 158 auf, die einen Auslaß 42 aufweist. Eine Reduzierhülse 160 in der T-Passung 158 nimmt einen Nippel 162 auf. Das Rohr 47 und die Hülse 160 werden durch einen O-Ring 164 zwischen sich abgedichtet.

Das Trommelende 152 enthält den Ansatz 155. Es legt ferner eine Vorkammer oder Ringkammer und eine Ablaufkammer 166 fest. Die Vorkammer 22 ist durch einen

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RadialstGcj 168 zwischen sich und dor Kammer 166, und auf der gegenüberliegenden radialen Wand durch eine Außenwand 170 begrenzt. Eine axiale Ringwand 172 begrenzt die Außenseite der Vorkammer 22. Wie schon erwähnt, mündet die Vorkammer 22 in die axiale Ringkammer 24, um das Fluid in den Innenraum des Rotors zum Pumpen des Fluids zuströmen zu lassen. Die Kammer 166 nimmt Leckfluid von einer Kammer 173 der Gehäuseanordnung 16 auf. Ein Ablauf 178 innerhalb der Ablaufkammer 166 leitet das Leckfluid weiter. Die Kammer 166 ist an ihrer radialen Innenseite durch eine radiale Wand 180, und an ihrer radialen Außenseite durch den Steg 168 begrenzt. Eine sich axial urstreckende Ringwand 182 begrenzt die Kammer 166 an ihrer radialen Außenseite.

Eine Trommel 190 der Gehäuseanordnung 16 ist am Trommelende 152 mittels mehrerer ringförmig angeordneter Schrauben 192 befestigt. Ein Ringflansch 194 lokalisiert das Trommelende 152 auf der Trommel 190. Die Trommel 190 besitzt eine axial verlaufende Ringwand 196, die sich über die Λκialabmossung der Rotoranordnung erstreckt, und eine radiale Endwand 198, die sich von der axialen Wand bis hin zu einer großen axialen öffnung 2OO erstreckt. Eine große Wand oder Flansch 202 eines Standfußes 2Ο4 schLießt die Öffnung 200 und ist an der Wand 198 mittels mehrerer ringförmig angeordneter Schrauben 2Ο6 befestigt. Eine Endplatte 208 ist mittels Schrauben 2 10 an der Wand 202 befestigt und bildet einen Schmiergang 211 für ein Kugellager 212. Das Lager 212 stellt ein Lager für die Antriebswelle 18 in

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der Nähe der Rotoranordnung 12 dar. Ein Abdichtring 240 zwischen einem sich axial erstreckenden Ringflansch 216 der Endplatte 208 und dem Lager 212 belastet das Lager. Die Endplatte und der Abdichtring legen die axiale Lage des Lagers 212 fest.

Der Standfuß 204 enthält eine Hülse 220, die die Antriebswelle 18 und das Lager 212 aufnimmt. Der Standfuß nimmt ferner einen Haltering 222 auf, der eine konische Bohrung besitzt, die gegen das Lager hin konvergiert. Diese Form bewirkt, daß gegen die Bohrwandung durch die rotierende Antriebswelle geschleudertes Schmiermittel zum Lager hin geleitet wird. Der Haltering 222 wird von einer Druckfeder 224 gegen das Lager 212 gehalten, wobei die Druckfeder mit ihrem gegenüberliegenden Ende sich an einem zweiten Haltering 226 abstützt. Dieser Haltering besitzt ebenfalls eine konische Bohrung, um Schmiermittel gegen das andere Lager 228 zu leiten. Das Lager 228 dient zur Lagerung der Antriebswelle 18. Ein Schmiergang 230 zwischen dem Lager 228 und einem komplementären Lager 232 stellt die Schmierung der beiden Lager sicher. Eine Befestigungsmutter 234 auf einem Gewinde der Antriebswelle 18 legt axial die Lager auf der Welle in Verbindung mit einer radialen Schulter 236 auf der Welle fest. Fettpreßnippel 238 und 240 liefern Fett an die Schmiergänge 230 und 211. Ein Abstandsring 242 und eine Befestigungsmutter 244 auf der Antriebswelle 18 legen das Lager 212 fest.

Ein Deckel 250 ist am äußeren Ende der Hülse 220 z.B. mittels Schrauben 252 befestigt. Ein Dichtungsring 254 dichtet die Welle vom Innenraum des Deckels

2 50 her ab.

Der Standfuß 204 besitzt zwei nach unten weisende Füße 256 und 258 zur Befestigung der Pitot-Zentrifugalpumpe.

Die Antriebswelle 18 besitzt an der Stelle, an der sie auf die Rotoranordnung 12 trifft, einen Radialflansch 260. Mehrere in einem Kreis angeordnete Schraube 262 liegen gegen den Flansch an und sind in die Trommel 132 eingeschraubt, um die Antriebswelle mit der Trommel zu verbinden. Eine Nase 264 der Antriebswelle 18 lenkt die Antriebswelle in die Trommel zusammen mit der gestuften Bohrung 266 der Trommel hinein. Ein Ablauf 270 von einer Ringsammeikammer 272 leitet Schmiermittel von dem Schmiergang 211 ab.

Die Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Pitotrohr-Aufnehmer. Die Aufnehmer und die Zufuhrrohre sind mit den zuvor beschriebenen austauschbar, und die beschriebene Rotoranordnung und Gehäuseanordnung lassen sich daher gut in Verbindung mit den nun zu beschreibenden Pit_otrohren und ZUfuhrrohren verv/enden. Ein Aufnehmer 300, der mit dem Aufnehmer 46 identisch ist, ist auf einem Ende eines Radialarms 302 befestigt. Der Radialarm 302 ist an ein Rohr oder eine Hülse 304 mit einem inneren Ende angeschweißt. Die Hülse besitzt eine Kerbe 306 zur Aufnahme des Arms 302. Die Wände der Kerbe sind an den Arm angeschweißt.

Der Arm 302 besitzt einen radialen Kanal 316, der in einen radialen Kanal im Aufnehmer 300 mündet,

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der dem Kanal 56 des Aufnehmers 46 entspricht. Der Aufnehmer 300 ist an dem äußeren radialen Ende des Arms 302 z.B. durch eine Hartlötung befestigt. Die Vorderkante und die Hinterkante der Arme 302 bilden eine scharfe Messerkante. Eine dieser Kanten ist in Fig. 9 als Hinterkante 320 explizit dargestellt. Die Oberfläche des Arms geht allmählich von der Vorderkante und der Hinterkante zwischen den beiden Kanten auf eine maximale Armdicke über. Die Kontur eines Querschnitts des Arms 302, senkrecht zum Kanal 316, zeigt daher eine längliche Gestalt, die zu ihrer Hauptachse symmetrisch ist und ein scharfes, spitzes Ende auf der Hauptachse aufweist. Der Arm 302 verjüngt sich ferner in beiden Stirnansichten von der Basis des Arms an der Kerbe 306 bis hin zu seinem äußeren radialen Ende. Ein Stutzen 322 des Kanals 316 mündet in einen Kanal 324 eines Rohrs 326. Das Rohr 326 liegt gleichachsig mit der Achse 328 des Rohrs 304. Der Kanal 324 ist konzentrisch zur AChse 328. Das Rohr 326 ist am Arm 302 mittels einer Schweißnaht befestigt. Das Rohr 326 erstreckt sich durch das Rohr 304. Das Rohr 304 besitzt einen Ringkanal 330, der aber seine größere Länge konzentrisch zur Achse 328 ist. Der Kanal 330 geht in der Nähe des Arms 302 allmählich in einem gekrümmten Abschnitt 332 von einem axialen Verlauf in einen radialen Verlauf über. Dieser gekrümmte Abschnitt nimmt auch allmählich im Querschnitt ab. Der Ubergangsabschnitt 332 wird an der Stelle 334 im wesentlichen radial gerichtet.

Wie sich der Fig. 8 entnehmen läßt, wird das Rohr 326 mit dem Rohr 304 dem Arm 302 gegenüberliegend

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am Ende des Rohrs 304 durch drei radiale Rippen 336, 338 und 340 befestigt. Diese Rippen sind an der den Kanal 330 bildenden Wand, und an der Außenseite des Rohrs 326, angeschweißt.

Der Aufnehmer 300 befindet sich in der Rotorkammer typischerweise in einer Zone, in welcher der radiale Gradient der Feststoffteilchen beachtlich ist. Das äußere radiale Ende des Arms 302 sieht daher nicht sehr viele Feststoffteilchen. Der Arm kann derart ausgebildet sein, daß er einen minimalen Strömungswiderstand besitzt.

Der Aufnehmer 346 für die saubere Flüssigkeit besitzt in dieser Ausführungsform einen Standardaufbau. Er besitzt einen Kanal 348, der direkt in die kreisförmig umlaufende Komponente desFluidstroms zeigt. Der Kanal setzt sich im wesentlichen in Umfangsrichtung eine kurze Strecke fort mit einem allmählich zunehmenden Querschnitt. Der Kanal krümmt sich dann radial einwärts, mittels eines Ubergangskanals 358, und geht anschließend in einen radialen Kanal 334 über. Die Querschnitte des Pitotrohr-Aufnehmers 346 senkrecht zu einem Radiusstrahl von der Achse 328 nehmen die längliche, stromlinienförmige Oberflächengestalt an, die in Verbindung mit dem Arm 302 beschrieben wurde. Die Vorderkante und die Hinterkante des Pitotrohr-Aufnehmers 346, die mit den Bezugszeichen 350 und bezeichnet sind, sind daher scharfe Kanten. Ein Kopf 354 des Aufnehmers 346 besitzt etwa die Form eines Torus-Abschnitts.

Das Rohr 304 entspricht in seinem äußeren Aufbau

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grundsätzlich dem Rohr 32, mit Ausnahme des Dichtungsrings 356. Dieser Ring dient dazu, die kinetische Energie einer Leckströmung von der Rotorkammer in den Einlaßring zu vernichten und erhöht den positiven Saugdruck.

Die Pitotrohr-Aufnehmer der Fig. 8 und 9 befinden sich ungefähr an derselben axialen Stelle. Diese Stelle verhindert, daß beide Aufnehmer in dem Pfad der Feststoffteilchen liegen, die sich im Rotorgehäuse radial nach außen bewegen, wodurch der Reinigungs-Wirkungsgrad der Pumpen erhöht wird.

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Claims (36)

1. KOBE, INC., eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates California, 3O4O East Slauson Avenue Huntington Park, California 90255, V.St.A.

   Zentrifugalpumpe mit Pitotrohr

   ANSPRÜCHE

   Zentrifugalpumpe mit Pitotrohr, mit einer einen Rotor enthaltenden Rotoranordnung, einer Rotorkammer und mit einer Antriebseinrichtung für den Rotor, wobei das Pitotrohr ein vorderes Ende und ein dem vorderen Ende gegenüberliegenden hinteres Ende aufweist, in der Rotorkammer angeordnet ist und einen Einlaß am vorderen Ende zur Aufnahme von in der Kammer enthaltenem Fluid besitzt, um das Fluid aus der Kammer zu saugen, mit einer Kanalanordnung, die mit dem Einlaß des Pitotrohrs in Verbindung steht, damit Fluid durch das Pitotrohr hindurch die Pumpe verlassen kann, und mit einer

   WWR/eo

   0 3 : 0 U / 0 8 A k

   Kanalanordnung zum Einströmen des Fluids in die Rotorkammer, gekennzeichnet durch einen Aufnehmer (46; 10O) für das Pitotrohr (44), der einen Kopf (52) in einem gegebenen radialen Abstand von der Drehachse der Rotoranordnung, und einen Körper (5O, 54) radial einwärts vom Kopf (52) bezüglich der Drehachse besitzt, wobei der Kopf (52) den Einlaß (62) des Pitotrohrs (44) enthält, eine stumpfe Vorderfläche (64) auf dem vorderen Ende des Kopfes (52), die den Einlaß (62) des Pitotrohrs (44) begrenzt, und eine Hinterschneidung der äußeren Oberfläche (80) des Kopfes (52) von der stumpfen vorderen Fläche (64) bis zum hinteren Ende des Kopfes (52), so daß dia größte Abmessung des Kopfes an der vorderen Fläche (64) vorhanden ist und gegen das Fluid weist.
2. 2. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (46) einen Hals (54) des Körpers (50, 54), dem Kopf (52) benachbart, besitzt, daß der Hals (54) eine zurückspringende Vorderfläche (90) besitzt, die etwa am Kopf, dem Einlaß (62) des Aufnehmers (46) benachbart, bog innt und sicli radial einwärts in Richtung auf die Drehachse der Rotorkammer (28) erstreckt.
3. 3. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung des Halses (54) des Aufnehmers (46) durch eine Vorderfläche mit einem konkav gekrümmten Profil (90) festgelegt ist, die etwa am Kopf (52) beginnt und in Richtung auf das hintere Ende des Aufnehmers und dabei radial gegen die Drehachse der Rotoranordnung, und anschließend gegen das vordere Ende des Aufnehmers (46) und dabei

   radial gegen die Drehachse der Rotoranordnung verläuft.
4. 4. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderfläche des Halses (54) konvex inEbenen gekrümmt ist, die normal zu einem Radiusstrahl stehen, der von der Drehachse der Rotoranordnung herkommt.
5. 5. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Einlaß(62) des Pitotrohrs in Verbindung stehende Kanalanordnung einen konvergierenden Abschnitt (60) besitzt, der am Einlaß (62) beginnt und zum hinteren Ende des Aufnehmers (46) konvergiert.
6. 6. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Einlaß des Pitotrohrs (44) kommunizierende Kanalanordnung einen zylindrischen Abschnitt (58) enthält, der an dem konvergierenden Abschnitt (60) anschließt, daß der zylindrische Abschnitt (58) und der konvergierende Abschnitt (6O) auf einer gemeinsamen Achse liegen, von der eine wesentliche Komponente längs einer Linie zwischen dem vorderen und dem hinteren Ende, normal zur Drehachse der Uot-Oranordnuncj ausgerichtet ist.
7. 7. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Einlaß (62) des Pitotrohrs kommunizierende Kanalanordnung einen radialen Abschnitt (56) enthält, der in den zylindrischen Abschnitt (58) mündet.

   o 3 ■; :■ u / o 8 4 4

   -A-
8. 8. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des zylindrischen Abschnitts (58) und des konvergierenden Abschnitts (6O) der mit dem Einlaß (62) des Pitotrohrs kommunizierenden Kanalanordnung im wesentlichen parallel zu der hinterschnittenen Oberfläche (80) auf der äußeren Oberfläche des Kopfes (52) verläuft und mit der Achse des radialen Abschnitts (56) einen Winkel einschließt, der größer als 90° ist.
9. 9. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (46, 3OO) aus gesintertem Karbid besteht.
10. 10. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderfläche (90) des Halses (54) in Ebenen konvex gekrümmt ist, die normal zu einem von der Drehachse der Rotoranordnung kommenden Radiusstrahl stehen und das Pitotrohr enthalten.
11. 11. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Einlaß (62) des Pitotrohrs kommunizierende Kanal anordnung einen konvergierenden Abschnitt (60) enthält, dor am Einlaß (62) beginnt und in Richtung auf das hintere Ende des Aufnehmers (46) konvergiert.
12. 12. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1O, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Einlaß (62) des Pitotrohres kommunizierende Kanalanordnung einen zylindrischen Abschnitt (58) aufweist, der an den konvergierenden Abschnitt (60) anschließt, daß der zylindrische Abschnitt (58) und der konvergierende Abschnitt (60) eine gemeinsame Achse besitzt, von der

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    eine wesentliche Komponente längs einer Linie zwischen dem vorderen und dem hinteren Ende, normal zur Drehachse der Rotoranordnung gerichtet ist.
13. 13. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Einlaß (62) kommunizierende Kanalanordnung einen radialen Abschnitt (56) enthält, der in den zylindrischen Abschnitt (58) mündet.
14. 14. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des zylindrischen Abschnitts (58) und des konvergierenden Abschnitts (60) mit dem Einlaß (62) kommunizierenden Kanalanordnung im wesentlichen parallel zu der hinterschnittenen oder zurückspringenden Oberfläche (80) auf der äußeren Oberfläche des Kopfes (52) vorläuft und einen Winkel mit der Achse des radialen Abschnitts (56) einschließt, der größer als 90 ist.
15. 15. Zentrifugalpumpe mit einem Pitotrohr und einem Gehäuse, einer Rotoranordnung innerhalb des Gehäuses, die eine Rotorkammer besitzt, mit einer Antriebseinrichtung zum Drehen der Rotoranordnung gegenüber dem Gehäuse um eino Drehachse, mit einem einen Kanal enthul tendon Aufnehmer für da:; I'itotrohr, und mit Hinrichtungen, um den Aufnehmer des Pitotrohrs in der Rotorkammer derart anzuordnen, daß sich die Kammer bezüglich des Aufnehmers dreht und der Kanal so ausgerichtet ist, daß er Fluid in der Rotorkammer aufnimmt und dieses Fluid aus der Kammer herausführt, dadurcli gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (46) des Pitotrohrs (44) eine Vorderfläche (64) und ein der

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    — f\ ~*

    Vorderfläche (64) gegenüberliegendes hinteres Ende, einen Kopf (52) am oberen Ende des Aufnehmers (46), einen an den Kopf (52) anschließenden Hals (54), und eine am Hals (54) anschließende Basis (50) an dem dem Kopf gegenüberliegenden Ende des Aufnehmers besitzt, daß der Kanal (56, 58, 60) einen radialen Kanalabschnitt (56), der sich bezüglich der Drehachse radial durch die Basis (50) und den Hals (54) erstreckt, und einen Einlaßkanalabschnitt (58, 60) besitzt, der in den radialen Kanalabschnitt (56) mündet und einen Einlaß (62) aufweist, der dem Fluid in der Kammer (28) frontal gegenüberliegend ausgerichtet ist, daß die den Einlaß (62) begrenzende Vorderfläche (64) des Kopfes (62) stumpf ist, daß eine Hinterschneidung oder Aussparung vom Umfang der stumpfen Vorderfläche (64) in Richtung auf das hintere Ende des Kopfs (52) vorgesehen ist, so daß sich der Kopf (52) im Querschnitt vom Einlaß (62) bis zum hinteren Ende des Kopfes (52) verjüngt, daß die Vorderfläche (80) des Halses (54) eine Aussparung besitzt, die in die stumpfe Vorderfläche (64) des Kopfs (52) auf dessen innerer radialen Seite übergeht, daß die Aussparung eine zurückspringende Kurve in Hauptebenen festlegt, die längs von der Drehachse herkommenden Radiusstrahlen und durch den Aufnehmer hindurchlaufen, wobei sich die zurückspringende Kurve vom Einlaß (62) eine vorgegebene Strecke in Richtung auf den radialen Kanalabschnitt (56) und anschließend vom radialen Kanalabschnitt (56) weg in Richtung auf die Basis (5O) hin erstreckt, und daß die Oberfläche (90) des Halses (54) längs der Vorderfläche in solchen Ebenen konvex gekrümmt ist, die normal zur Achse (7O)

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    des radialen Kanalabschnitts (56) laufen Und die Oberfläche schneiden.
16. 16. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (54) in seinem mittleren Bereich Seitenflanken (94, 96) besitzt, die zueinander parallel verlaufen, daß die Rückseiten in die Seitenflanken (94, 96) übergehen und bei Annäherung auf das hintere Ende des Aufnehmers (46) sich aneinander annähern.
17. 17. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanalabschnitt (60, 58) eine Achse (68) besitzt, welche die Achse (7O) des radialen Kanalabschnitts (56) schneidet und einen schiefen Winkel zur Achse (70) festlegt, daß die Achse (68) des Einlaßkanalabschnitts (60, 58) in einer Ebene, die sowohl die Achse (68) des Einlaßkanalabschnitts (60, 58) und die Achse (70) des radialen Kanalabschnitts (56) enthalt, parallel zur oberen Oberfläche des Kopfes (52) des Aufnehmers verläuft.
18. 18. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanalabschnitt(6O, 58) einen konvergierenden Abschnitt (60), der vom Einlaß (62) zum hinteren Ende hin des Kopfes (52) konvergiert, und einen zylindrischen Abschnitt (58) enthält, der in den konvergierenden Abschnitt an dessen kleinsten Querschnitt übergeht und sich in Richtung auf das hintere Ende des Kopfes erstreckt, und daß der radiale Abschnitt (56) in den zylindrischen Abschnitt (58) mündet.
19. 19. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende des zylindrischen Abschnitts (58) des Einlaßkanals (60, 58) kugelförmig gekrümmt ist und in den radialen Kanalabschnitt (56) übergeht.
20. 20. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (46, 100) aus gesintertem Karbid besteht, und daß die Oberfläche des Kopfes aus im wesentlichen ebenen Abschnitten geformt ist.
21. 21. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rotorkammer (28) ein Aufnehmer (34, 38) für saubere;.. Fluid vorgesehen und derart angeordnet ist, daß sich die Rotoranordnung bezüglich des Aufnehmers (34, 38) dreht.
22. 22. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende des Aufnehmers eben ist.
23. 23. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rotorkammer (28) ein Pitotrohr-Aufnehmer für sauberes Fluid derart angeordnet ist, daß sich die Rotoranordnung relativ zu dem Pitotrohr-Aufnehmer für das saubere Fluid dreht.
24. 24. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (54) im mittleren Dereich Seitenflanken (94, 96) aufweist, die zueinander parallel verlaufen, und zurückspringende, mit den Seitenflanken verbundene hintere Seiten aufweist, die

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    zum hinteren Ende des Aufnehmers hin konvergieren.
25. 25. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanalabschnitt (60, 58) eine Achse (68) besitzt, die die Achse (70) des radialen Kanalabschnitts (56) schneidet und mit dieser Achse einen stumpfen Winkel einschließt, daß die Achse (68) des Einlaßkanalabschnitts in einer Ebene, die die Achse (68) des Einlaßkanalabschnitts und die Achse (70) des radialen Kanalabschnitts enthält, im wesentlichen parallel zur oberen Oberfläche des Kopfes (52) des Aufnehmers verläuft.
26. 26. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanalabschnitt (60, 58) einen konvergierenden Abschnitt (60) besitzt, der vom Einlaß (62) in Richtung auf das hintere Ende des Kopfes konvergiert, und einen zylindrischen Abschnitt

    (58) enthält, der am kleinsten Querschnitt des konvergierenden Abschnitts (60) mit dem konvergierenden Abschnitt (6O) verbunden ist und sich zum hinteren linde des Kopfs (52) erstreckt, und daß der radiale Kanalabschnitt (56) in den zylindrischen Abschnitt

    (58) mündet.
27. 27. ZentriLugalpumpo nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende des zylindrischen Kanalabschnitts der> Einlaßkanals (58, 60) kugelförmig gekrümmt ist und in den radialen Kanalabschnitt (56) übergeht.
28. 28. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 26, dadurch

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    gekennzeichnet, daß das hintere Ende des Aufnehmers eben ist.
29. 29. Zentrifugalpumpe vom Pitot-Typ, mit einer einen Rotor enthaltenden Rotoranordnung, einer Rotorkammer, mit einer Antriebseinrichtung zum Drehen des Rotors um eine Drehachse , mit einem ersten Pitotrohr, das ein vorderes Ende und ein dem vorderen Ende gegenüberliegendes Ende besitzt, in der Rotorkaminer angeordnet ist und einen Einlaß am vorderen Ende zur Aufnahme von Fluid in der Kammer in einem ersten radialen Abstand von der Drehachse des Rotors aufweist, um das Fluid aus der Kammer zu saugen, mit einem ersten Auslaßkanal, der mit dem Einlaß des ersten Pitotrohrs kommuniziert, um das Fluid durch das erste Pitotrohr hindurch aus der Pumpe abzugeben, mit einem zweiten Pitotrohr in der Kammer, das einen Einlaß zur Aufnahme von Fluid in der Kammer in einem zweiten radialen Abstand besitzt, der kleiner als der erste radiale Abstand ist, um das Fluid aus der Kammer anzusaugen, mit einem mit dom Einlaß des zwei ton Pitotrohrs kommunizierenden Kanal zur Abgabe von Fluid auü dor Pumpe, durch das zwei Lo Pitotrohr hindurch, und mit einer Zufuhrkanaianordnung zum Zuführen dos Fluids in die RoLorkammer, dadurch gekennzeichnet, ilaii der Aufnehmer (4G) des ersten Pitotrohrs (44) einen Kopf (52) in vorgegebenem radialen Abstand von der Drehachse der Rotoranordnung, und einen Körper(50, 54) radial einwärts vom Kopf (52) bezüglich der Drehachse besitzt, daß der Kopf den Einlaß (62) des Pitotrohrs (44) enthalt, daß eine stumpfe Vorderfläche (64) am vorderen Ende des Kopfs (52) vorgesehen ist und den Einlaß (62)

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    des Pitotrohrs (44) begrenzt, und daß die Außenfläche des Kopfs (52) von der stumpfen Vorderfläche (64) bis zum hinteren Ende des Kopfs derart hinterschnitten ist, daß die größte Abmessung des dem Fluid ausgesetzten Kopfs (52) an seiner Vorderseite vorliegt, und daß die Erosionsbeständigkeit des Aufnehmers des Pitotrohrs gegenüber Feststoffteilchen gut ist.
30. 30. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr (32) konzentrisch zur Drehachse angeordnet ist und sich vom Innern der Rotorkammer (28) bis zum Außenraum der Rotorkammer erstreckt, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um das Rohr (32) derart anzuordnen, daß sich der Rotor relativ zum Rohr (32) dreht, und daß bei-de Pitotrohre (44, 30) an dem Rohr (32) befestigt sind.
31. 31. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (32) eine Kerbe aufweist, und daß eines der Pitotrohre (44, 30) in der Kerbe aufgenommen wird und etwa an derselben axialen Stelle wie das zweite Pitotrohr sitzt, um den axialen Abstand der radial gerichteten Frontflächen der Pitotrohre (44, 30) zu reduzieren.
32. 32. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (46) des ersten Pitotrohrs (44) einen Hals (54) des Körpers (50, 54), dem Kopf (52) benachbart enthält, daß der Hals (54) eine Vorderseite besitzt, die zurückspringt und etwa am Kopf, dem Einlaß (62) des Aufnehmers (46) benachbart beginnt und sich radial einwärts in Richtung

    auf die Drehachse der Rotorkammer erstreckt.
33. 33. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderfläche des Halses (54) in solchen Ebenen konvex gekrümmt ist, die normal zu einem Radiusstrahl verlaufen, der von der Drehachse der Rotoranordnung herkommt.
34. 34. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Auslaßkanal (60, 58, 56), der mit dem Einlaß (62) des ersten Pitotrohrs (44) kommuniziert, einen konvergierenden Abschnitt (60) enthält, der am Einlaß (62) beginnt und in Richtung auf das hintere Ende des Aufnehmers konvergiert, und einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt (58) enthält, der sich an den konvergierenden Abschnitt

    (60) anschließt, daß der zylindrisehe Abschnitt (58) und der konvergierende Abschnitt (60) eine gemeinsame Achse besitzen, von der eine wesentliche Komponente längs einer Linie ausgerichtet ist, die zwischen dem vorderen und hinteren Ende normal zur Drehachse der Rotoranordnung verläuft.
35. 35. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des zylindrischen Abschnitts (58) und des konvergierenden Abschnitts (60) des ersten Auslaßkanals (60, 58, 56), der mit dem Auslaß des ersten Pitotrohrs kommuniziert, im wesentlichen parallel zu der hinterschnittenen Oberfläche der äußeren Oberfläche des Kopfes (52) verläuft und einen Winkel zur Achse (70) des radialen Abschnitts (56) festlegt, der größer als 90° ist.
36. 36. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 35, dadurch

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    gekennzeichnet, daß das Rohr (32) eine Kerbe aufweist, und daß eines der Pitotrohre (44, 30) in der Kerbe aufgenommen wird und an etwa derselben axialen Stelle angeordnet ist wie das zweite Pitotrohr, um den axialen Abstand der sich radial erstreckenden Vorder flächen der Pitotrohre zu verringern.

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