DE2538190A1

DE2538190A1 - Verfahren und vorrichtung zum trennscharfen sichten eines stetigen mengenstroms von koernigem gut

Info

Publication number: DE2538190A1
Application number: DE19752538190
Authority: DE
Inventors: Kurt Prof Dr Ing Leschonski; Karl Dipl Phys Maly; Hans Prof Dr Ing Rumpf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-08-27
Filing date: 1975-08-27
Publication date: 1977-03-10
Also published as: CA1082647A; IT1076942B; JPS5241959A; CH612366A5; DK150182B; DE2538190C3; FR2321956A1; DK150182C; DK385576A; JPS556433B2; US4153541A; DE2538190B2; GB1547617A; FR2321956B1

Description

Verfahren und Vorrichtung zum trennscharfen Sichten eines stetigen

Mengenstroms von körnigem Gut.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Sichten von körnigem Gut in einem stetigen Mengenstrom von körnigem Gut in wenigstens zwei Fraktionen bei Trenngrenzen zwischen etwa .1 μπ\ und 300 μπι in einem gasförmigen Strömungsmittel und zwischen 10 ' μχίι und 3 mm in einem flüssigen Strömungsmittel in einer umgelenkten Strömung und bei auf die radiale Dickenerstreckung der Sichtströmung bezogenen Reynolds-Zahlen von ca. 2000 bis über 10 .

Durch die Erfindung sind alle diejenigen, beispielsweise Analysen-Sichtverfahren nicht berührt, bei denen*durch einen gekrümmten Strömungskanal begrenzt ist und die am äußeren Umfang dieses Kanals auftreffenden Gutpartikel an 4r Wand haften. Solche sog. Aerosol-Zentrifugen arbeiten außerdem im Bereich der laminaren Kanaldurchströmung, also bei Reynolds-Zahlen, die unter den oben angegebenen liegen. Die Fliehkraft wird bevorzugt dadurch erzeugt, daß das Kanalsystem um eine Achse rotiert. Bei den Analysen-Sichtverfahren

*die Sichtzone

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für Aerosole ist ferner das Gut in der eintretenden den Strömungskanal ausfüllenden Sichtströmung gleichmäßig verteilt. Es findet dann keine Trennung des Gutes nach in der Partikelgröße getrennten Fraktionen statt, sondern die Partikelfraktionen des Aufgabeguts lagern sich an der Wand derart an, daß sie alle am Kanalanfang beginnen, aber in Kanalrichtung umso früher enden, je gröber sie sind. Solche Ablagerungen lassen sich zum Zweck der Analyse auswerten. Alle Verfahren mit im zuströmenden Strömungsmittel gleichverteiltem oder suspendiertem Gut eignen sich aber nicht zur trennscharfen Sichtung in voneinander möglichst vollkommen getrennte Fraktionen, die aus der Siht zone stetig' abgezogen werden.

Auch bei der Umlenksichtung in Jalousie-Sichtern, die z. B. in Strahlmühlen mit oval gekrümmter Rohrströmung eingebaut sind, ist das Gut im zuströmenden Strömungsmittel suspendiert und gleichverteilt. Die mit den Mahlstrahlen zugeführte Luft wird aus dem gekrümmten Strömungskanal durch eine Umlenkjalousie abgezogen. Feingut wird mit abgezogen und gröberes Gut von der im ovalen Strömungskanal kreisenden Luft der Mahlzone wieder zugeführt. Das Grobgut enthält notwendigerweise noch viel Feingut bis zu den feinsten Körnungen, da das von der Umlenkung in den äußeren Strömungsschichten befindliche Feingut nicht durch die Jalousie abgezogen wird.

Es sind ferner Fliehkraftverfahren und -vorrichtungen bekannt, bei denen das Gut in einer spiralig von außen nach innen verlaufenden Strömung in ein nach außen abgeschiedenes Grobgut und ein vom Strömungsmittel nach innen ausgetragenes Feingut getrennt wird, wobei die Rotationsbewegung entweder allein durch die Zuströmrichtung des Strömungsmittels oder zusätzlich durch ein rotierendes Abweiserad eingestellt wird. Bei diesen Gegenstromsichtverfahren bleibt das Trenngrenzkorn theoretisch in der Schwebe. Praktisch reichert es sich aber in der Sichtzone zu so hohen Konzentrationen an, daß es sowohl nach außen als auch nach innen diffusiv, d.h. durch einen Zufallsprozeß, ausgetragen wird. Auch bei den ■ benachbarten gröberen und feineren Fraktionen überlagert sich dem für die gewünschte Trennung maßgeblichen determinierten Austrag ein beträchtlicher zufallsbedingter, deffusiver Austrag.

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Dadurch nimmt die Trennschärfe bei zunehmendem Mengendurchsatz ab bzw. ist der Mengendurchsatz bei hinreichender Trennschärfe begrenzt.

Die grundsätzlichen Nachteile der Gegenstromverfahren werden bei Querstromsichtverfahren in geradliniger Strömung vermieden. Bei ihnen beruht die Trennwirkung auf den unterschiedlichen Trägheitskräften und Widerstandskräften der quer in eine Sichtströmung eingeführten Gutpartikel.(DT-PS 1 482 458, 1 507 735, 1 507 736 und 1 607 656). Auch diese Verfahren erreichen eine Grenze für die trennscharfe Trennung bei sehr großen Gutmengen, weil bei großem Impulsstromverhältnxs die Sichtströmung durch denGutstrom gestört wird. Die untere Trenngrenze der bekannten QuerStromsichtung in geradliniger Luftströmung liegt je nach der Gutbeladung, jedoch bei hohen Gutbeladungen, etwa bei 10 bis 30 μΐη.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtung zum trennscharfen Sichten eines stetigen Mengenstroms von körnigem Gut bei hohem Massendurchsatz und Spritzkornfreiheit bei radial (d.h. in Richtung des Grobgutaustrags) kleinem bzw. kurzem Grobgutauffangraum zu schaffen.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit einem Querstrom-Umlenksichtverfahren gelöst, das in Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist. Ausgestaltungen dieses Verfahrens ergeben sich aus den Verfahreraunteransprüchen. Ein Querstrom-Umlenksichter zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Patentanspruch 20 gekennzeichnet. Ausgestaltungen und Varianten des erfindungsgemäßen Querstrom-Umlenk-Sichters entnimmt man den Vorrichtungsansprüchen sowie den anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, für die Schutz begehrt wird.

Die Erfindung läßt sich bei gasförmigem und flüssigem Strömungsmittel verwirklichen. Sie ist eine Sichtung in einer umgelenkten Strömung bei auf die radiale pickenerstreckung a (sh. Fig. 1) der Sichtströmung bezogenen Reynolds-Zahlen von 2000 bis über

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1 000 000, also außerhalb des laminaren Bereichs. Alle Gutpartikel werden in einem stetigen Strom in einer dünnen Schicht eingetragen, die senkrecht zur DickenerStreckung, also in Richtung der Breite, beliebig breit sän kann. Vorteilhaft ist, daß der Mengenstrom bis zu größenordnungsmäßig 500 kg/cm Schichtbreite und Stunde eingestellt werden kann, ohne daß die Trenngrenze sich zu höheren Werten als bei niedriger Belastung wesentlich verschiebt und ohne daß Spritzkorn aus dem Grobgut in das Feingut gelangt. Das Maß der Umlenkung der Strömung hängt von den Trennungen ab, d.h., ob diese im gröberen oder im feineren Bereich erfolgen. Bei gröberen Trennungen wird man mit einer Umlenkung von 45° auskommen, während bei mittelfeinen Trennungen die Umlenkung wenigstens 60° und bei Feinst-Trennungen wenigstens 90° betragen sollte. Ebenso wie bei den bekannten QuerStromsichtverfahren ist es auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich und zweckmäßig, den die feineren Gutteilchen mitnehmenden Sichfestrom in mehrere Anteile, nämlich eine innere und mehrere äußere Strömungsschichten aufzuteilen, aus denen nach getrennter Abführung die einzelnen Feingutfraktionen gewonnen werden. Das gröbste Gut wird bei der technischen Verwirklichung des Verfahrens in einem Grobgutsamme1raum 9 (sh. Fig. 1)/gefangen. Die Sichtströmung braucht nur in der Sichtzone umgelenkt zu sein. Zu Beginn der Umlenkung (bei 2, sh. Fig. 1) wird das zu sichtende Gut in die Sichtströmung eingeführt.

Die Sichtung ist eine Umlenksichtung, der die mit vorzugsweise der Geschwindigkeit der Sichtströmung in diese eintretenden Gutpartikel sich aufgrund ihrer Fliehkraft relativ zur Strömung radial nach außen bewegen. Bei gleichem Umlenkwinkel der Strömung gelangen die Gutpartikel umsoweiter nach außen, je größer ihre Eintrittsgeschwindigkeitskomponente in Richtung der Sichtströmung an der Eintrittsstelle ist. Die nach außen gerichtete Partikelbewegung kann erfindungsgemäß noch dadurch verstärkt werden, daß die PartLkei beim Eintritt in die Strömung eine zusätzliche radiale Anfangsgeschwindigkeit aufweisen. Sie bewirkt eine Querstrom-

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Sichtung aufgrund fer Trägheitskräfte. Die Gutpartikel müssen eine bestimmte Komponente ihrer Eintrittsgeschwindigkeit in Richtung der Sichtströmung an der Einführungsstelle haben. Sie sollen mindestens halb so groß sein, wie deren Betrag, vorzugsweise aber ebenso groß oder größer als diese. Nur dann wirken die durch diese Geschwindigkeitskomponente bedingte Fliehkraftwirkung und die durch die radiale Komponente bedingte Trägheitswirkung optimal im gleichen Sinne derart, daß gröbere Partikel bei gleichem Umlenkwinkel hinreichend weiter nach außen gelangen als feine Partikel. Haben z.B. die Gutpartikel beim Eintritt in die Umlenkströmung keine Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Sichtströmung, so werden die feinen Partikel in Umfangsrichtung schneller beschleunigt als die groben Partikel. Sie erhalten eine größere Fliehkraft und gelangen weiter nach außen. Zwar resultiert auch dann noch ein Sichteffekt, jedoch ist er wesentlich weniger selektiv als bei vorheriger Beschleunigung der Gutpartikel in Richtung der Sichtströmung auf mindestens deren halber Geschwindigkeit.

Wenn das Vorzugsmerkmal erfüllt ist, daß die Geschwindigkeitskomponente der Gutpartikel in Richtung der Sichtströmung der Geschwindigkeit der Sichtströmung an der Eintrittsstelle gleicht, tritt der Sichteffekt bereits bei geringen Umlenkungen der Strömung auf. Erfindungsgemäß ist es aber zweckmäßig, Ümlenkungen der Strömung vorzugsweise um wenigstens 60 bzw. 90° vorzunehmen. Die Umlenkung an der inneren Begrenzungswand muß störungsfrei, d.h. ohne Ablösung erfolgen. Wesentlich ist, daß eine hinreichende Druckdifferenz zwischen Zu- und Abströmung eingestellt wird, damit auch die von den Gutpartikeln auf die Strömung ausgeübten zentrifugalen Kräfte überwunden werden. Ferner können vom Eintritt her Turbulenzen in die Strömung eingebracht und angefacht werden, deren Vermischungsbereich mit der Länge der Strömung anwächst. Diesen Turbulenzen folgen zwar nur die feinsten Partikel von wenigen μπι* Größe. Da das erfindungsgemäße Verfahren aber gerade dazu dienen soll, Sichtungen im allerfeinsten 'Bereich, also

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ζ. B. bei 3 bis 5 pm Trenngrenze in Luft, vorzunehmen, die turbulenten Vermischungswege der Gutpartikel klein sein im Verhältnis zur Dicke der Strömungsschichten oder zur Weite der Abströmkanäle, durch die die Strömungsschichten mit den einzelnen Fraktionen abgezogen werden. Durch diese Bedingung ist die Strömungslänge begrenzt. Man kann entweder eine Umlenkung um einen größeren Winkel bei kleinerem Radius der Umlenkung oder eine Umlenkung um einen kleineren Winkel bei größerem Radius vornehmen. Es zeigt sich, daß trennscharfe Sichtungen bei bis jetzt noch nicht erreichten Trenngrenzen von wenigen μΐη bei Umlenkungen möglich sind, die zwischen 90 und 180° gewählt werden können. Auch eine über 180° hinausgehende Umlenkung ist erfindungsgemäß möglich und kann für manche Anwendungen zweckmäßig sein. Bei großem Krümmungsradius der Umlenkung kämen auch kleinere Umlenkwinkel bis herab zu 45° für gröbere Trennungen in Frage. Maßgeblich für die Trenngrenze ist vor allem die Umfangsgeschwindigkeit. Sie wird für die feinsten Trennungen im gasförmigen Strömungsmittel in der innersten Strömungsschicht je nach Gutdichte und Trenngrenze zwischen 25 m/sec und 300 m/sec eingestellt. Grundsätzliche sind auch höhere Umfangsgeschwindigkeiten möglich, jedoch erhöht sich dann der Aufwand, so daß die Anwendung nur bei extremen Anforderungen an die Gutfeinheit sinnvoll ist.

Die Umlenkung an der inneren Begrenzungswand hat den großen strömungstechnischen Vorteil, daß die Strömung sich aufgrund des radialen Radienten an die Wand anlegt. Dadurch wird im Vergleich zur rotationssymmetrischen Fliehkraftsichtung mit allseits nach innen gerichteter und dann axialer Abführung durch eine zentrale öffnung (Spiralwindsichtung) Energie gespart.

Die Krümmung der inneren Begrenzungswand kann kreisförmig sein. Dies ist aber keine notwendige Bedingung für die erfindungsgemäße Funktion des Verfahrens. Vielmehr gibt es für den Einzelfall eine strömungstechnische Optimalform, die von der kreisförmigen Krümmung abweicht, deren Ermittlung aber aufwendig ist. Notwendig ist,

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daß die innerste Stromlinie von der Guteintrittsstelle bis zum Abzug der feinsten Fraktion längs einer inneren Begrenzungswand geführt wird. Ihr Krümmungsradius kann sich längs der Strömung ändern.Wenn immer die Strömung an der inneren Begfenzungswand anliegt, wird der erfindungsjemäße Effekt erzielt, daß die Gutpartikel sich relativ zu den Stromlinien nach außen bewegen. Eine Gutanreicherung einer bestimmten Fraktion wie beim Trennkorn des rotationssymmetrischen Spiralsichters tritt nicht ein, weil die Gutfraktionen ohne irgendeinen Anstau zwischen der inneren Begrenzungswand und der inneren Schneide bzw. zwischen den Schneiden der Abführkanäle von der Strömung ausgetragen werden. Während bei der rotationssymmetrischen Spiralströmung ein Mittelpunkt der Strömung definiert ist, kann man bei der erfindungsgemäßen Sichtströmung nur von einem bestimmten Krümmungsmittelpunkt sprechen, wenn die innere Begrenzungswand kreisförmig gekrümmt ist. In allen anderen Fällen gibt es keinen einzigen Krümmungsmittelpunkt und folglich keinen bestimmten Mittelpunkt.

Die nach außen sich erstreckenden "radialen" Entfernungen der Stromlinien, Schneiden usw. sind in diesem Fall als Abstände von der inneren Begrenzungswand definiert.

Eine scharfe Trennung ist zu erreichen, wenn alle Gutteilchen gleicher Größe annähernd gleiche Eintrittsgeschwindigkeit haben. Je nach der Art des Guteintrages gelingt es mehr oder weniger genau, daß auch sämtliche Gutpartikel unterschiedlicher Größe die gleiche Eintrittsgeschwindigkeit erhalten. Dies ist bei einem Eintrag mit einem Förderband, insbesondere bei einem Förderband, das von einem mit gleicher Geschwindigkeit laufenden Förderband Überdeckt ist, wobei die beiden Förderbänder zwischen sich das Aufgabegut mitnehmen, und auch bei dem Eintrag mit e.nem Schleuderteller, insbesondere einem Schleuderteller gemäß Anspruch 26, erfahrungsgemäß gut zu erreichen. Bei dem pneumatischen Guteintrag läßt sich je nach Korngrößenverteilung des Gutes u. U. nicht

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vermeiden, daß die kleineren Partikel im Mittel eine größere Geschwindigkeit erhalten als die gröberen Partikel. In diesem Fall soll erfindungsgemäß die Komponente der Eintrittsgeschwindigkeit der gröbsten Partikel in Richtung der Geschwindigkeit des Strömungsmittels an der Eintrittsstelle dieser annähernd gleichen, während die kleineren Partikel bei gleicher Eintrittsrichtung eine mit abnehmender Partikelgröße stetig oder stufenweise zunehmende Eintrittsgeschwindigkeit haben. Die gröberen Partikel erhalten dann von Anfang an annähernd die volle Fliehkraft und gegebenenfalls infolge ihrer Radialkomponente eine zusätzliche radiale Bewegungskomponente. Die feineren Gutpartikel werden in Strömungsrichtung verhältnismäßig schnell in der Sichtströmung abgebremst, so daß ihre Fliehbeschleunigung nicht mehr größer ist als die der groben Partikel. Sofern es hauptsächlich auf die Feintrennung und nicht so sehr auf dieGrobtrennung ankommt, wird man die Eintrittsgeschwindigkeit des Gutes zweckmäßig so wählen, daß deren Komponente in Richtung der Sichtströmung der Gutpartikel der Größe der Trenngrenze der Feinsichtung annähernd die Geschwindigkeit der Strömung hat. Besonders zweckmäßig wäre es, den feineren Gutpartikeln eine mit abnehmender Partikelgröße stetig oder stufenweise abnehneide Eintrittsgeschwindigkeit zu erteilen, was jedoch technisch schwieriger zu verwirklichen ist.

Bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Eintrittsbedingungen ist die Sichtung außerordentlich selektiv, d.h., auch bei geringen Unterschieden im Durchmesser der Gutpartikel fächern deren Bewegungsbahnen weit auseinander und können dann mit den Schneiden trennscharf voneinander getrennt werden.

In der folgenden Erläuterung wird auf die in der beigefügten Zeichnung dargestellten verschiedenen Ausführungsformen erfindungsgemäßer Sichter unmittelbar Bezug genommen, wobei die Fig. 1 bis 5 sogenannte ebene Sichter und die Fig. 6 und 7 sog. rotationssymmetrische Sichter, bei denen die Sichtzone, der Auffangbehälter sowie die Eintrittsstelle für das Gut und die Auf-

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gabevorrichtung rotationssymmetrisch ausgebildet sind, zeigen. Die Sichter haben einen Strömungskanal zur Führung der Sichtströmung, auf dessen einer Seite eine Gutaufgabeeinrichtung für das seitliche oder quergerichtete Einführen des zu sichtenden Gutes in dünner Schicht und auf dessen der Guteinführstelle gegenüberliegender Seite die Kanalwandung für den Austritt von Grobgut eine Grobgutaustrittsöffnung hat. Mit einer den Grobguttrajektorien entgegenstehenden Schneide ist die Grobgutaustrittsöffnung stromabwärts begrenzt. An diese schließt sich außerhalb der Schneide ein Grobgutauffangbehälter 9 an. Der Strömungskanal ist zwischen der Guteinführstelle 2 und der Schneide 5 über einen Winkelbereich von wenigstens 45° gekrümmt ausgebildet. Die Gutauf gabeeinr'ichtung ist auf der nach innen gekrümmten (konkaven) Seite vorgesehen, um von dort her das zu sichtende Gut in die Sichtströmung einzuführen.

Als Sichtzone 7 wird der Bereich der Umlenkströmung bezeichnet, der sich bis zu: äußeren Schneide 5 der äußeren Strömungsschicht erstreckt. Das in die Sichtzone eingeführte Strömungsmittel strömt innerhalb der äußeren Schneide ab. Die Grenze zwischen dieser Sicht zone und dem Grobgutauffangbehälter 9 bzw. dem durch diesen begrenzten abgeschlossenen Strömungsraum, in dem das Grobgut aufgefangen wird, wird als Sichtzonen grenze 8 bezeichnet. Das Grobgut fliegt durch diese offene Sichtzonengrenze.

Es wurde beobachtet, daß erhebliche Stör_vjungen der Sichtung dadurch auftreten können, daß bereits abgeschiedene Grobgutpartikel wieder in die feinen Fraktionen gelangen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch vermieden, daß die Bewegung der abgeschiedenen Grobgutpartikel im Grobgutauffangbehälter durch eine sorgfältig geführte Strömung sojgelenkt wird, daß diese Partikel nicht über die Sichtzonengrenze hinaus zurück in die Sichtzone gelangen können« Dies trifft in den Fällen, in denen die Gefahr des Rücktransports von Grobgut besteht, zur Erzielung spritzkornfreien Guts bei. Die Strömung im Grobgutsammelraum. ist eine kreisende Strömung·, deren Krümmung der Krümmung der-Sichtströmung entgegengesetzt ist.

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Eine solche Sekundärströmung wird durch die turbulente Vermischung an der Sichtzonengrenze ohnedies ausgelöst. Sie kann daran schuld sein, daß die abgeschiedenen Grobgutpartikel wieder in die Sichtzone zurückgelangen, wenn die Strömung im Grobgutsammelraum nicht erfindungsgemäß eingestellt wird. Es ist nun überraschend gefunden worden, daß das wirkungsvollste Mittel zur Vermeidung des Rücktransportes abgeschiedenen Gutes darin besteht, daß eine kreisende Strömung im Grobgutsammelraum bewußt aufrechterhalten wird, wobei diese Strömung einen inneren geschlossenen Wirbelkern, sh. Stromlinien 10, und einen äußeren Teil, sh. Stromlinien 11, hat, der nur einen Teil des Grobgutsammelraums durchströmt. Dieser äußere Strömungsteil wird in etwa gleicher Strömungsrichtung wie die Sichtströmung über einen Einlaßkanal 12 neben der Sichtzonen^grenze und parallel zu ihr in den Grobgutauffangbehälter eingeführt. Er strömt dann zwischen Wirbelkern und Sichtzonengrenze an dieser entlang, wobei er sLch teilweise mit der Sichtströmung turbulent vermischt, strömt dann weiter an der unteren Wand 13 des Grobgutsammelbehälters entlang und tritt außen am Grobgutsammelbehälter, vorzugsweise entgegengesetzt zu seiner Eintrittsrichtung, durch einen Auslaßkanal 14 wieder aus dem Grobgutauffangbehälter aus. Der Wirbelkern wird von diesem äußeren Teil der im Grobgutsammelraum kreisenden Strömung mitgenommen. Zwischen dem Austritt und dem Eintritt des äußeren Teiles der Strömung legt sich der Wirbelkern an die gekrümmte obere Wand 15 des Grobgutauffangbehälters 9 an. Diese wird erfindungsgemäß so gestaltet, daß an ihr die umlenkung des Wirbelkerns erfolgt unddaß dabei nach außen geschleuderte Gutpartikel an die Wand gelangen und nicht in Richtung zur Sichtzone geschleudert werden. Im Bereich der Sichtzone erfolgt die Strömung im Grobgutauffangbehälter sowohl im äußeren Teil als auch im Wifbelkern etwa parallel zur Sichtzonen^grenze, die erfindungsgemäß nach außen gekrümmt oder höchstens gradlinig erfolgt, so daß keine Grobgutpartikel in die Sichtzone zurückgeschleudert werden können. Der aus dem Grobgutsammelraum abgeführte Teil der kreisenden Strömung enthält im allgemeinen noch Grobgut.

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Dieses wird dann vorzugsweise in einem Zyklon abgeschieden. Der grobgutfreie Strömungsmittelteil kann dann, wie beschrieben, durch den Einlaßkanal 12 wieder neben der Sichtzonengrenze in denGrobgutauffangbehälter 9 eingeführt werden.

Die äußere, der Sichtzonengrenze gegenüberliegende Wand 16 des Grobgutauffangbehälters 9 wird so weit von der Sichtzonengrenze entfernt vorgesehen, daß an ihr zurückprallende grobe Partikel nicht in die Sichtzone gelangen können,das heißt, die Sichtzonengrenze ist mindestens um den Flugweg der gröbsten rückprallenden Partikel von der äußeren Begrenzung des Grobgutsammelraumes entfernt. Damit dieser Flugweg klein gehalten wird, wird die äußere V7and des Grobgutauf fangbehälters, wie bekamt, zweckmäßig aus einem die kinetische Energie der groben Gutpartikel abdämpfenden Material ausgeführt, z. B. in Form eines hängenden Tuchs, insbesondere Gummituchs 17.

Handelt es sich um die Sichtung feinstkörnigen Gutes, dessen gröbste Partikel nur einen kurzen Rückprallweg von größenordnungsmäßig 10 cm haben (bei 100 m/sec Eintrittsgeschwindigkeit in Luft je nach Dichte ca. 10 bis 30 μχα maximale Partikelgröße, bei 10 m/se· ca. 20 bis 60 μΐη maximale Partikelgröße) , so kann, wie in Abbildung 2 dargestellt ist, der Grobgutauffangbehälter 9 in seinem ganzen Querschnitt damit in seiner ganzen radialen Ausdehnung von einer in Richtung der Sichtzonengrenze 8 verlaufenden Strömung durchströmt werden, die grobgutfrei durch den Einlaßkanal 12 zugeführt wird und das Grobgut nach unten durch einen Auslaßkanal 14' austrägt. Ihre Geschwindigkeit gleicht vorzugsweise annähernd der Geschwindigkeit der Sichtströmung an der Sichtzonengrenze. Dadurch werden turbulente Vermischungen an der Sichtzonengrenze 8 und Sekundärströmungen im Grobgutauffangbehälter 9 vermieden, die bei Nichtbeachtung dieses Merkmales trotz der Durchströming zum Rücktransport gröberer Partikel in die Sichtzone führen können.

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Das Strömungsmittel wird durch Kanäle 18 der Sichtzone zugeführt, wobei dessen Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Radius eingestellt wird. Hierbei und durch entsprechende Geschwindigkeitseinstellung bei der Abführung des StrömungsmitteTs durch Auslaßkanäle 19 ist erfindungsgemäß eine stabile Strömung einzustellen. D. h., die Umfangsgeschwindigkeit der Strömung darf mit dem Radius nicht so stark abnehmen, daß Sekundärwirbel entstehen. Zweckmäßig wird in der innersten Strömungsschicht Konstanz der Umfangsgeschwindigkeit über dem Radius eingestellt, während in den äußeren Strömungsschichten die Umfangsgeschwindigkeit mit dem Radius abnimmt .

Eine störungsfreie Umlenkung läßt sich günstig dadurch erreichen, daß die Strömung in der Sichtzone beschleunigt wird. Dabei hat sich als zweckmäßig herausgestellt, daß die Sichtzonengrenze im ersten Teil der Sichtzone etwa geradlinig verläuft, sh. Fig. 3. Der erste Teil der Sichtzone liegt zwischen der äußeren Einführungsfläche 20 des zu sichtenden Guts und einer Radialebene 21, die eine Umlenkung der Strömung an der inneren Begrenzungswand 1 um 90° entspricht. Bei dieser Strömungsführung ist die Sichtströmung im ersten Teil der Sichtzone in ihren äußeren Schichten weniger stark umgelenkt und dafür stark beschleunigt. Die innerste Strömungsschicht, die uf>er^%i eintritt, wird im ersten Teil der Sichtzone mit annähernd konstanter Geschwindigkeit oder geringer Beschleunigung um 90° umgelenkt. Im zweiten Teil der Sichtzone, der sich anschließend bis zu den Schneiden erstreckt, wird die Sichtströmung zweckmäßig im Mittel beschleunigt. Die Strömungsmengen in den Abführkanälen 19 werden auch bei veränderter Schneideneinstellung so eingestellt, daß die Strömung in der Sichtzone an keiner Stelle eine Verzögerung erfährt, die Strömungsschwankungen und Wirbelbildung verursachen kann. Es hat sich gezeigt, daß bei Erfüllung dieser Merkmale für die Strömungsführung im ersten und zweiten Teil der Sichtzone eine besondere scharfe Trennung gelingt, wenn die Umlenkung zwischen 120° und 150° erfolgt. Im ersten Teil der Strömung wird durch die Verengung der Sichtströmung die turbulente Vermischung der Strömungsschichten auf sehr

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kleine Abmessungen begrenzt. Dieser Verteil wirkt sich auch im zweiten Teil bei nicht zu großer Umlenkung ungeeigneter SchneidensteHung noch günstig aus.

Das erfindungsgemäße Sichtverfahren hat den Vorteil, daß das Gut in einem Durchgang durch die Sichtzone in eine größere Zahl von Fraktionen getrennt werden k ann. Hierzu sind entsprechend viele Schneiden 3,4, 5 und Feingutabführkanäle 19 erforderlich. Es ist dann möglich, eine äußere Umluft- oder Kreislaufströmung einzur ichten, wobei die durch die Feingutabführkanäle 19 abgeführtenFraktionen vorzugsweise mit Zyklonen aus dem Strömungsmittel ausgeschieden und dieses durch Sichtgaseinlaßkanäle 18 der Sichtzone wieder zugeführt wird. In Fig. 4 ist eine solche Ausbildung eines erfindungsgemäßen Sichters dargestellt. Sofern die feinste Fraktion einen zu großen Anteil unter etwa 10 μΐη Partikelgröße enthält, die sich in einem Zyklon nicht vollständig abscheiden läßt, wird man sie vorzugsweise in einem Filter 22 abscheiden. Die gröberen Fraktionen können in Zyklonen 23 abgeschieden werden. Entsprechend der durch das Filter 22 abgeführten Strömungsmittelmenge kann durch einen Sichtgaskanal 18i Strömungsmittel von außen eingeführt werden. Das aus den Abscheidezyklonen

23 austretende Strömungsmittel wird im äußeren Kreislauf über zwei äußere
/aichtgaseinführkanäle 18a der Sichtzone wieder zugeführt. Hierbei ist es auch möglich, die verschiedenen Strömungsmittelströme vorher zu vereinigen und gemeinsam über einen Kanal 18 dem Strömungskanal bzw. der Sichtzone zuzuführen. Die gröbste Fraktion wird im Grobgutauffangbehälter 9 aufgefangen und aus ihm zum Teil durch eine Zellenradschleuse 24 und zum Teil durch den kreisenden Luftstrom durch den Auslaßkanal 14 ausgetragen und in einem Zyklon 25 abgeschieden. Das grobgutfreie Strömungmittel wird über einen Einlaßkanal 12 wieder in den Grobgutauffangbehälter 9 neben der Sichtzonenqrenze eingegeben. Die Trennwand zwischen dem Kanal und dem Kanal 18 kann auch entfallen, wobei der äußere Teil der

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zugeführten gutfreien Strömung in den Grobgutauffangbehälter bzw. den Grobgutsammelraum und der innere in den Strömungskanal bzw. die Sichtzone strömt.

Bei dem Sichter gemäß Fig. 3 erfolgt die Zuführung des zu sichtenden Guts in spitzem Winkel zur Sichtströmung. Dabei muß erfindungsgemäß die Geschwindigkeitskomponente der Gutgeschwindigkeit in Richtung der Sichtströmung deren halben Geschwindigkeit mindestens gleichen. Das Gut hat noch eine radiale Geschwindigkeitskomponente. Dieses ist besonders vorteilhaft, wenn sehr niedrige Trenngrenzen eingehalten werden sollen.

Der Sichter gemäß Fig. 4 hat eine pneumatische Aufgabevorrichtung für das Gut. Es fließt aus einem Aufgabebehälter 25 in den rückwärtigen Einlaß 26 der Gutaufgabeeinrichtung in die es eintragende Strömung. Die GutZuteilung kann auf verschiedene hier nicht dargestellte Weise verwirklicht werden. Die Aufteilung des Sichtgutes in viele Fraktionen bietet die Möglichkeit, eine Fraktion im Kreislauf dem Aufgabegut wieder beizumischen. Dieses ist in Fig. 4 für die zweitfeinste Fraktion dargestellt, die durch einen Feingutabführkanal 19' abgezogen wird, wobei die Trägerströmung, wie Fig. 4 zeigt, zugleich zur Einführung des Aufgabegutes dienen kann. Zwischen dem rückwärtigen Einlaß 26 der pneumatischen Gutaufgabeeinrichtung und der Zuführung des Gutes in die Sichtzone an der Guteintrittsstelle 2 muß eine hinreichend lange Beschleunigungsstrecke 27 vorgesehen sein, damit die gröbsten Gutpartikel eine der Strömungsgeschwindigkeit in der Sichtzone gleichende Eintrittsgeschwindigkeit erhalten können.

Um die Reibung zwischen Strömungsmittel und Gut an der inneren Begrenzungswand herabzusetzen und jede Störung der Grenzschicht auszuschalten, kann, wie Fig. 5 zeigt, die innere Begrenzungswand 1, vorzugsweise mit der Umfangsgeschwindigkeit der. innersten Strömungsschicht, in Rotation versetzt werden.

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Die in den Fig. 1 bis 4 schematiseh dargestelltei Verwirklichungsmöglichkeiten eines erfindungsgemäßen Sichters gelten grundsätzlich für eine sog. ebene Anordnung, bei der der Strömungskanal im allgemeinen einen etwa rechteckigen Querschnitt hat und für eine rotationssymmetrische Anordnung, bei der der Strömungskanal im allgemeinen einen kreisringförmigen Querschnitt hat. Bei der ebenen Anordnung liegen alle Strömungsschichten parallel zur Zeichenebene. Bei der rotationssymmetrischen Anordnung stellen die Abbildungen Meridianebenen dar.

In Fig. 6 ist die eine Hälfte einer rotationssymmetrischen Anordnung gezeigt. Das Gut wird von einem um eine Drehachse 28 rotierenden Schleuderteller 29 an der Guteintragsstelle 2 in die Sichtzone 7 eingeführt. Es ist dabei eine Anordnung gewählt, bei der die Gutgeschwindigkeit eine Radialkomponente besitzt. Die Einführung des Gutes mit einem rotierenden Schleuderteller läßt sich auch so bewerkstelligen, daß die Eintrittsgeschwindigkeit des Gutes in Richtung der Umfangsgeschwindigkeit der Strömung liegt. Alle übrigen Merkmale lassen sich in analoger Weise verwirklichen, wie bei den ebenen Anordnungen. Die Merkmale der Anordnungen gemäß den Fig. 1 bis 4 lassen sich auf das rotationssymmetrische System übertragen. In Fig. 6 sind noch die SichtZonengrenze 8, ein Grobgutauffangbehälter 9 und die Zuführung der grobgutfreien Strömung in den Grobgutauffangbehälter durch einen Einlaßkanal 12 angegeben und die etwa den äußeren Strömungs-r anteil im Grobgutauffangbehälter und den inneren Wirbelkanal 10 trennende Stromlinie 11i sowie eine Stromlinie 11 des äußeren Strömungsanteils schematiseh eingezeichnet.

Bei dem Sichter gemäß Fig. 6 steht die innere Begrenzungswand 1 fest. Es ist auch möglich, diese innere Begrenzungswand mit dem der Guteinführung dienenden Schleuderteller 29 zu verbinden. Dies ist in Fig. 7 gezeigt. Der Schleuderteller 29 geht an seinem Umfang in die innere Begrenzungswand 1 über. Alle übrigen Merkmale der Erfindung sind anwendbar.

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Die äußere Einführfläche 20 des Gutes ist bei der rotationssymmetrischen Anordnung eine Kegelfläche. Der erste Teil der Sichtzone ist von der Ebene 21 (Radialebene in Bezug auf die Strömungsumlenkung) begrenzt. Sie steht senkrecht auf der Drehachse 28 des rotationssymmetrischen Sichters.

Der Schleuderteller wird zweckmäßig in bekannter Weise so ausgeführt, daß die vom Sichtgut berührte Wand 30 wenigstens im äußeren Bereich die Form einer konkavkegeligen und konkavgekrümmten Rotationsfläche hat und /geringem Abstand von einem bis zum Guteintragsteller reichenden Deckel 31 überdeckt ist.

Weitere Erläuterungen des Aufbaus der Sichter, der Gutzufuhr, der Aufgabeeinrichtung, des Strömungskanals, der Schneiden, der Feingutabführkanäle und dgl. sind für den Fachmann angesichts der Offenbarungen in den auf Seite 3 erwähnten Patentschriften des Anmelders nicht erforderlich.

/Ansprüche

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Claims

ANSPRÜCHE

\\/ . Verfahren zum trennscharfen Sichten eines stetigen Mengenstroms von körnigem Gut in wenigstens zwei Fraktionen bei Trenngrenzen zwischen etwa 1 μπι und 300 μΐη in einem gasförmigen Strömungsmittel und zwischen 10 μπι und 3 mm in einem flüssigen Strömungsmittel in einer umgelenkten Strömung und bei auf die radiale Dickenerstreckung der Sichtströmung bezogenen Reynolds-Zahlen von ca. 2000 bis über 10 , dadurch gekennzeichnet, daß alle Gutpartikel jeweils gleicher Größe in stetigem Strom mit nach Größe und Richtung annähernd gleicher Geschwindigkeit in einer dünnen Schicht in eine in der Sichtzone um eine innere Begrenzungswand um wenig stens etwa 45° störungsfrei umgelenkte Strömung am Beginn der Umlenkung von der nach innen umgelenkten Seite her mit einer Komponente der Partikelgeschwindigkeit in Richtung der Sichtströmung an dieser Einführungsstelle, die wenigstens halb so groß ist, wie deren Betrag, eingeführt werden, daß die Strömung nach der Umlenkung mit den darin enthaltenen feinen Gutpartikeln abgeführt wird und daß die groben Gutpartikel nach Hindurchtreten durch die Sichtströmung in einem Grobgutsammelraum bzw. eigenen Strömungsraum aufgefangen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mittelfeinen Trenngrenzen alle Gutpartikel in eine um wenigstens 60° umgelenkte Sichtströmung eingeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Trennung bei feinen Trenngrenzen alle Gutpartikel in eine um wenigstens 90° umgelenkte Sichtströmung eingeführt werden.

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4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Komponente der Partikelgeschwindigkeit in Richtung der Sichtströmung an der Einführungsstelle in diese mindestens ebenso groß ist, wie deren Betrag.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß an der Einführungsstelle die Komponente der Eintrittsgeschwindigkeit in Richtung der Sichtströmung der groben Gutpartikel dem Betrag nach der Geschwindigkeit der Sichtströmung etwa gleicht und die der feineren Gutpartikel mit abnehmender Partikelgröße entweder stetig oder stufenweise abnimmt oder stetig oder stufenweise zunimmt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Sichtströmung nach der Umlenkung in eine innere und eine oder mehrere äußere Strömungsschichten aufgeteilt mit den darin enthaltenen feinen Gutpartikeln getrennt abgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Wahl der Geschwindigkeiten und Mengen der zu- und abströmenden Sichtströmungsschichten eine von innen nach außen abnehmende Strömungsgeschwindigkeit in der Sichtzone eingestellt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß in einem ersten Teil der Sichtzone, der sich von der äußeren Einführungsfläche der Gutpartikel bis zu einer Radialebene erstreckt, die einer Umlenkung an der inneren Begrenzungswand um etwa 90° entspricht, die Sichtströmung in ihren äußeren Schichten beschleunigt und weniger stark und die innerste Strömungsschicht mit um bis zu etwa 90° umgelenkt wird. . . .
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtströmung in einem zweiten, sich an den

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ersten Teil bis zum Ende der Sichtzone anschließenden Teil beschleunigt wird und daß bei veränderter Aufteilung der Strömungsschichten die Strömung in der Sichtzone an keiner Stelle eine mit Strömungsschwankung und Wirbelbildung verbundene Verzögerung erfährt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die innerste Schicht der Sichtströmung in der Sichtzone um 120° bis 150° umgelenkt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10_f dadurch gekennzeichnet , daß bei Trennungen um 5 μ« und darunter in gasförmigem Strömungsmittel die Strömungsgeschwindigkeit der innersten umgelenkten Strömungsschicht je nach Gutdichte und Trennung zwischen 25 m/sec und 300 m/sec eingestellt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fraktion zur Erhöhung der Trennschärfe zwischen den beiden Nachbarfraktionen im Kreislauf dem Aufgabegut wieder beigemischt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch g ekennzeichnet , daß die innere Begrenzungswand der Sichtzone, vorzugsweise mit der Umfangsgeschwindigkeit der innersten Strömungsschicht, rotiert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch g e kennzei chnet, daß das Gut pneumatisch oder hydraulisch in die ebene Sichtströmung eingeführt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche,1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut mit einem Förderband in die ebene Sichtströmung eingeführt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet ," daß zur Vermeidung des Rücktransportes

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abgeschiedener Grobgutpartikel in die feineren Fraktionen durch die offene Grenze zwischen Grobgutsammelraum und Sichtzone (Sichtzonengrenze) im Grobgutsammelraum eine entgegengesetzt zur Krümmung der Sichtströmung kreisende Strömung mit einem geschlossenen Wirbelkern aufrechterhalten wird, die einen zwischen Wirbelkern und Sichtströmung verlaufenden und nur einen Teil des Grobgutsammelraumes durchströmenden äußeren Teil hat, der, vorzugsweise mit Grobgut, aus dem Grobgutsammelraum abgeführt und grobgutfrei parallel zur Sichtzonengrenze wieder in ihn eingeführt und an der SichtZonengrenze entlang geführt wird, und die von der äußeren Strömung erzeugte innere Wirbelströmung durch die Abführung und Zuführung der äußeren Strömung und die dazwischen liegende Umlenkung an einer Wand des Grobgutsammelraumes so ausgerichtet wird, daß in ihr enthaltene Gutpartikel nur in Richtung zur Wand geschleudert werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16,dadurch gekennzeichnet , daß die groben Gutpartikel in einem Grobgutsammelraum aufgefangen werden, dessen äußere Wand von der Sichtzonengrenze mindestens etwa um den Flugweg der gröbsten rückprallenden Grobgutpartikel entfernt ist.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, zum Sichten

feinstkörnigen Guts, dessen gröbste Partikel nur einen sehr kurzen Rückprallweg haben, dadurch gekennzeichnet , daß der Grobgutsammelraum in seinem ganzen Querschnitt von einer etwa parallel zur Sichtzonengrenze verlaufenden Strömung durchströmt wird, die grobgutfrei von außen zugeführt wird und das Grobgut austrägt und deren Geschwindigkeit der Geschwindigkeit der Sichtströmung an der Sichtzonengrenze annähernd gleicht.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 18, dadurch ge kennzeichnet, daß die gröberen Fraktionen oberhalb etwa 10 μχη Partikelgröße in Zyklonen abgeschieden und daß die Strömungsmittelmengen in der gleichen radialen Reihenfolge in die Sichtzone und den Grobgutsammelraum wieder zugeführt werden, in der sie abgeführt worden sind.

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20. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 mit einem Strömungskanal zur Führung einer Sichtströmung, auf dessen einer Seite eine Gutaufgabeeinrichtung für das seitliche Einführung des zu sichtenden Gutes in dünner Schicht und auf dessen der Guteinführstelle gegenüberliegenden Seite die Kanalwandung für den Austritt von Grobgut eine Grobgutaustrittsöffnung mit einer den Guttrajektorien entgegenstehenden Schneide sowie ein sich an die Grobgutaustrittsöffnung außerhalb der Schneide anschließender Grobgutauffangbehälter vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal zwischen der Guteinführstelle und der Schneide über einen Winkelbereich von wenigstens 45° gekrümmt ausgebildet ist, und die Aufgabeeinrichtung das Gut auf der nach innen gekrümmten (konkaven) Seite in den Strömungskanal einführt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß der Sichtkanal einen etwa rechteckigen Querschnitt hat, auf dessen einer Seite die Gutaufgabeeinrichtung und auf dessen gegenüberliegender Seite der Grobgutauffangbehälter vorgesehen ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Strömungskanal einen kreisringförmigen Querschnitt hat, dessen Innenraum die Gutaufgabevprrichtung mit einem koaxialen Schleuderteller und auf dessen Außenseite koaxial der Grobgutauffangbehälter vorgesehen ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß die innere Begrenzungswand des Strömungskanals um eine zur Kanalachse quer gerichtete Achse drehbar ausgebildet ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch g e ken η -

ζ e i c h η e t , daß die innere Begrenzungswand des Sfcrömungskanals am Außenumfang .des Schleuderte!lers angebracht ist.

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25. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 23, dadurch gekennzeichnet , daß die Gutaufgabevorrichtung in bekannter Weise als Förderband ausgebildet ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 24, dadurch gekennzeichnet , daß in bekannter Weise die vom Sichtgut berührte Wand des Schleudertellers wenigstens im äußeren Bereich die Form einer konkavkegelig oder konkavgekrüinmten Rotationsfläche hat und in geringem Abstand von einem bis zur Gutaus ^.tragsstelle reichenden Deckel überdeckt ist.

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