EP0801593B1 - Vollmantelzentrifuge - Google Patents

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EP0801593B1
EP0801593B1 EP95935450A EP95935450A EP0801593B1 EP 0801593 B1 EP0801593 B1 EP 0801593B1 EP 95935450 A EP95935450 A EP 95935450A EP 95935450 A EP95935450 A EP 95935450A EP 0801593 B1 EP0801593 B1 EP 0801593B1
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EP
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sealing
gas
liquid
liquid level
chamber
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EP95935450A
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Willi Ostkamp
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GEA Mechanical Equipment GmbH
Original Assignee
Westfalia Separator GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/08—Skimmers or scrapers for discharging ; Regulating thereof
    • B04B11/082—Skimmers for discharging liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/06—Arrangement of distributors or collectors in centrifuges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
    • B04B2001/2083—Configuration of liquid outlets

Definitions

  • the invention relates to a solid bowl centrifuge with a centrifugal drum to separate a solid-liquid mixture, the drum interior of one Discharge chamber for the separated liquid through a weir disc rotating with the centrifugal drum whose inner diameter is the inner diameter of the liquid level in the interior of the drum.
  • Such a centrifuge is known for example from DE 37 28 901 C1.
  • the discharge device for the separated Solid is usually designed in such a way that no liquid can drain over it.
  • the severed Liquid can therefore only over the inner diameter emerge from the weir disc so that this diameter determines the liquid level in the interior of the drum.
  • the weir is separated by two weir disks arranged to each other formed the have a different inner diameter.
  • the Weir disks can be actuated hydraulically Sliders can be activated selectively by two different ones Set liquid levels in the centrifugal drum. A stepless choice of the liquid level is not possible here and the design effort is relative high.
  • the invention has for its object the centrifugal drum to train so that with little constructive Effort a stepless change in the liquid level is possible inside the drum.
  • This object is achieved in that two flat surfaces the weir disk locking washers are assigned by a penetrating the inner diameter of the weir disc Cylinder part are connected to each other in a gas-tight manner the first lock washer in the liquid level of the Drum interior and the second locking disc in the Liquid level of the discharge chamber immersed and thereby formed pressure space with a gas supply channel a gas of variable pressure is applied, whereby a continuous change of the liquid level in the interior of the drum is made possible.
  • the locking disks are arranged stationary.
  • the connection of the pressure room with the fixed gas supply duct is therefore without use a rotating seal possible.
  • the second locking disk is designed as a peeling element.
  • both flat surfaces provide ribs on the weir disc. This will make the centrifugal braking effect of the two locking disks minimized.
  • a further advantageous embodiment is characterized in that the locking disks rotate with the centrifugal drum and a liquid-filled sealing chamber is provided on the radially inward side of the cylinder part, into which a gas guiding channel opens radially inward from the liquid level, a stationary gas supply device with two radially outward-pointing sealing disks is provided, which immerse on both sides of the gas supply channel in the liquid level of the sealing chamber.
  • the friction losses are very low due to the sealing washers immersed in the liquid, since the sealing washers have a much smaller diameter than the locking washers. Since the locking disks rotate themselves, they do not cause any friction losses.
  • the sealing chamber assigned a supply channel for sealing liquid. Through the Adding barrier liquid will make the liquid level maintained in the sealing chamber.
  • the Sealing chamber assigned a drain channel. The sealing chamber this empties when the supply channel is closed. If it is not necessary to influence the liquid level friction losses can be eliminated will.
  • the feed channel is located with the discharge channel of a peeling element in connection.
  • This version is not a special device required for the supply of sealing liquid.
  • the liquid level in the interior of the drum can be opened simple way to keep it at the desired level that the gas supply channel is connected to a gas supply line is in which a pressure control device is provided is.
  • FIG. 1 in FIG. 1 denotes the centrifugal drum, whose drum interior 2 by a weir disk 3 from one Discharge chamber 4 is separated.
  • the two flat surfaces the weir plate 3 are a first locking plate 5 and one assigned second locking disc 6 by a the inner diameter the weir disk 3 penetrating cylinder part 7 gas-tightly connected to one another and arranged in a stationary manner are.
  • the first locking disk 5 is immersed in the liquid level of the drum interior 2 and the second Locking disc 6 in the liquid level of the discharge chamber 4 a.
  • the second locking disk 6 is on a peeling element 8 intended.
  • a Pressure chamber 9 is formed, the gas supply channel 10 and a gas supply line 11 with a not shown Gas pressure source is connected.
  • a pressure control device 12 is provided in the gas supply line 11, a pressure control device 12 is provided.
  • the minimum Liquid level "D” fixed and thus a preselection for the expected adjustment range. This does not close the control range for the gas pressure large.
  • the pressure chamber 9 via the gas supply line 11 and the gas supply channel 10 pressurized. This Pressure is transferred to the liquid that is in the Area of the pressure chamber 9 is located.
  • the liquid level inside the drum moves 2 as far radially inwards until a pressure equilibrium between the corresponding liquids consists.
  • the liquid level in the interior of the drum 2 can thereby correspond to the compensation pressure Liquid level "d” shifted radially inwards be, with no liquid on the discharge device can leak for the solid.
  • the gas pressure is set according to the desired liquid level and also by the pressure control device 12 Inflow fluctuations kept at this level.
  • the locking disks rotate 5 and 6 with the centrifugal drum 1. This eliminates the Fluid friction between the lock washers 5 and 6 and the liquid in the interior of the drum 2 or the discharge chamber 4.
  • a gas supply device 13 with two radially outward-facing sealing washers 14 and 15 provided on both sides of a gas guide channel 16 in the liquid level of a sealing chamber 17 immerse yourself. The gas pressure is transferred in this version from the sealing chamber 17 to the pressure chamber 9 and causes thereby a radially inward shift due to the liquid level "D" in the drum interior 2 of the effect described above.
  • the sealing chamber 17 can also be provided with an outlet channel 25 be through which the sealing chamber 17 when locked Feed channel 18 can empty. If an interference the liquid level is not required, can reduce the friction losses by emptying the sealing chamber 17 can be eliminated.

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Abstract

Der Trommelinnenraum (2) der Schleudertrommel ist durch eine Wehrscheibe (3) von einer Ableitkammer (4) getrennt. Den beiden Planflächen der Wehrscheibe (3) sind eine erste Sperrscheibe (5) und eine zweite Sperrscheibe (6) zugeordnet, die durch einen den Innendurchmesser der Wehrscheibe (3) durchdringenden Zylinderteil (7) gasdicht miteinander verbunden und ortsfest angeordnet sind. Die erste Sperrscheibe (5) taucht in den Flüssigkeitsspiegel des Trommelinnenraumes (2) und die zweite Sperrscheibe (6) in den Flüssigkeitsspiegel der Ableitkammer (4) ein. Durch die Sperrscheiben (5 und 6) wird ein Druckraum (9) gebildet, der über einen Gaszufuhrkanal (10) und eine Gaszufuhrleitung (11) mit Druck beaufschlagt werden kann, der eine radial einwärts gerichtete Verschiebung des Flüssigkeitsspiegels 'D' im Trommelinnenraum (2) bewirkt. Durch Veränderung des Gasdruckes kann der Flüssigkeitsspiegel auf beliebige Werte zwischen 'D' und 'd' eingestellt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vollmantelzentrifuge mit einer Schleudertrommel zum Trennen eines FeststoffFlüssigkeitsgemisches, wobei der Trommelinnenraum von einer Ableitkammer für die abgetrennte Flüssigkeit durch eine mit der Schleudertrommel rotierende Wehrscheibe getrennt ist, deren Innendurchmesser den inneren Durchmesser des Flüssigkeitsspiegels im Trommelinnenraum beeinflußt.
Eine derartige Zentrifuge ist beispielsweise bekannt aus der DE 37 28 901 C1. Die Austragsvorrichtung für den abgetrennten Feststoff ist üblicherweise derart ausgebildet, daß keine Flüssigkeit darüber ablaufen kann. Die abgetrennte Flüssigkeit kann daher nur über den Innendurchmesser der Wehrscheibe austreten, so daß dieser Durchmesser den Flüssigkeitsspiegel im Trommelinnenraum bestimmt. Bei der bekannten Zentrifuge wird das Wehr durch zwei mit Abstand zueinander angeordneten Wehrscheiben gebildet, die einen unterschiedlichen Innendurchmesser besitzen. Die Wehrscheiben können durch einen hydraulisch betätigbaren Schieber wahlweise aktiviert werden, um zwei unterschiedliche Flüssigkeitsstände in der Schleudertrommel einzustellen. Eine stufenlose Wahl des Flüssigkeitsstandes ist hierbei nicht möglich und der konstruktive Aufwand ist relativ hoch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schleudertrommel so auszubilden, daß mit geringem konstruktiven Aufwand eine stufenlose Veränderung des Flüssigkeitsspiegels im Trommelinnenraum möglich ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beiden Planflächen der Wehrscheibe Sperrscheiben zugeordnet sind, die durch einen den Innendurchmesser der Wehrscheibe durchdringenden Zylinderteil gasdicht miteinander verbunden sind, wobei die erste Sperrscheibe in den Flüssigkeitsspiegel des Trommelinnenraumes und die zweite Sperrscheibe in den Flüssigkeitsspiegel der Ableitkammer eintaucht und der dadurch gebildete Druckraum über einen Gaszufuhrkanal mit einem Gas variablem Druck beaufschlagt ist, wodurch eine stufenlose Veränderung des Flüssigkeitsspiegels im Trommelinnenraum ermöglicht wird.
Solange im Druckraum atmosphärischer Druck herrscht, wird im Trommelinnenraum ein Flüssigkeitsspiegel aufrechterhalten, der dem Innendurchmesser der Wehrscheibe entspricht. Wird der Druckraum mit Druck beaufschlagt, so überträgt sich dieser Durck auf die Flüssigkeit zwischen den beiden Wehrscheiben. Um diesen Gasdruck zu kompensieren, bewegt sich der Flüssigkeitsspiegel im Trommelinnenraum soweit radial einwärts, bis ein Druckgleichgewicht zwischen den korrespondierenden Flüssigkeiten besteht. Der Flüssigkeitsspiegel im Trommelinnenraum kann dadurch bis auf einen dem Kompensationsdruck entsprechenden Flüssigkeitsspiegel "d" radial einwärts verschoben werden, wobei noch keine Flüssigkeit an der Austragsvorrichtung für den Feststoff austreten kann.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Sperrscheiben ortsfest angeordnet. Die Verbindung des Druckraumes mit dem ortfesten Gaszufuhrkanal ist daher ohne Verwendung einer rotierenden Abdichtung möglich.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite Sperrscheibe als Schälorgan ausgebildet. Hierdurch ergibt sich bei Zentrifugen mit Schälscheiben eine konstruktiv einfache Lösung.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind beide Planflächen der Wehrscheibe mit Rippen versehen. Dadurch wird die fliehkraftmindernde Bremswirkung der beiden Sperrscheiben minimiert.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrscheiben mit der Schleudertrommel rotieren und auf der radial einwärts gelegenen Seite des Zylinderteiles eine flüssigkeitsgefüllte Dichtkammer vorgesehen ist, in die ein Gasleitkanal radial einwärts vom Flüssigkeitsspiegel mündet, wobei eine ortsfeste Gaszufuhreinrichtung mit zwei radial auswärts gerichteten Dichtscheiben vorgesehen ist, die zu beiden Seiten des Gaszufuhrkanals in den Flüssigkeitsspiegel der Dichtkammer eintauchen.
Bei dieser Ausführung sind die Reibungsverluste aufgrund der in die Flüssigkeit eintauchenden Dichtscheiben sehr gering, da die Dichtscheiben einen wesentlich kleineren Durchmesser besitzen als die Sperrscheiben. Da die Sperrscheiben selbst mitrotieren, verursachen sie keine Reibungsverluste.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind alle den Dichtscheiben zugewandten Planflächen der Dichtkammer mit Rippen versehen. Dadurch wird die fliehkraftmindernde Bremswirkung der beiden Dichtscheiben minimiert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Dichtkammer ein Zufuhrkanal für Sperrflüssigkeit zugeordnet. Durch die Zugabe von Sperrflüssigkeit wird der Flüssigkeitsspiegel in der Dichtkammer aufrechterhalten.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Dichtkammer ein Ablaufkanal zugeordnet. Die Dichtkammer entleert sich dadurch bei abgesperrtem Zufuhrkanal. Falls eine Beeinflussung des Flüssigkeitsspiegels nicht erforderlich ist, können damit die Reibungsverluste eliminiert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung steht der Zufuhrkanal mit dem Ableitkanal eines Schälorganes in Verbindung. Bei dieser Ausführung ist keine spezielle Einrichtung zur Zuführung von Sperrflüssigkeit erforderlich.
Der Flüssigkeitsspiegel im Trommelinnenraum läßt sich auf einfache Weise dadurch auf dem gewünschten Niveau halten, daß der Gaszufuhrkanal mit einer Gaszufuhrleitung in Verbindung steht, in der eine Druckregeleinrichtung vorgesehen ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1
eine Schleudertrommel mit ortsfesten Sperrscheiben,
Fig. 2
eine Schleudertrommel mit rotierenden Sperrscheiben.
Mit 1 ist in der Fig. 1 die Schleudertrommel bezeichnet, deren Trommelinnenraum 2 durch eine Wehrscheibe 3 von einer Ableitkammer 4 getrennt ist. Den beiden Planflächen der Wehrscheibe 3 sind eine erste Sperrscheibe 5 und eine zweite Sperrscheibe 6 zugeordnet, die durch einen den Innendurchmesser der Wehrscheibe 3 durchdringenden Zylinderteil 7 gasdicht miteinander verbunden und ortsfest angeordnet sind. Die erste Sperrscheibe 5 taucht in den Flüssigkeitsspiegel des Trommelinnenraumes 2 und die zweite Sperrscheibe 6 in den Flüssigkeitsspiegel der Ableitkammer 4 ein. Die zweite Sperrscheibe 6 ist an einem Schälorgan 8 vorgesehen. Durch die Sperrscheiben 5 und 6 wird ein Druckraum 9 gebildet, der über einen Gaszufuhrkanal 10 und eine Gaszufuhrleitung 11 mit einer nicht dargestellten Gasdruckquelle in Verbindung steht. In der Gaszufuhrleitung 11 ist eine Druckregeleinrichtung 12 vorgesehen.
Durch den Innendurchmesser der Wehrscheibe 3 wird der minimale Flüssigkeitsspiegel "D" fixiert und damit eine Vorauswahl für den zu erwartenden Verstellbereich getroffen. Dadurch wird der Regelbereich für den Gasdruck nicht zu groß. Um den Flüssigkeitsspiegel im Trommelinnenraum 2 zu verändern, wird der Druckraum 9 über die Gaszufuhrleitung 11 und den Gaszufuhrkanal 10 mit Druck beaufschlagt. Dieser Druck überträgt sich auf die Flüssigkeit, die sich im Bereich des Druckraumes 9 befindet. Um diesen Gasdruck zu kompensieren, bewegt sich der Flüssigkeitsspiegel im Trommelinnenraum 2 soweit radial einwärts, bis ein Druckgleichgewicht zwischen den korrespondierenden Flüssigkeiten besteht. Der Flüssigkeitsspiegel im Trommelinnenraum 2 kann dadurch bis auf einen dem Kompensationsdruck entsprechenden Flüssigkeitsspiegel "d" radial einwärts verschoben werden, wobei noch keine Flüssigkeit an der Austragsvorrichtung für den Feststoff austreten kann. Der Gasdruck wird entsprechend dem gewünschten Flüssigkeitsspiegel eingestellt und durch die Druckregeleinrichtung 12 auch bei Zulaufschwankungen auf diesem Niveau gehalten.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 2 rotieren die Sperrscheiben 5 und 6 mit der Schleudertrommel 1. Dadurch entfällt die Flüssigkeitsreibung zwischen den Sperrscheiben 5 und 6 und der Flüssigkeit im Trommelinnenraum 2 bzw. der Ableitkammer 4. Zur Übertragung des Gasdruckes aus der Gaszufuhrleitung 10 in den Druckraum 9 ist eine Gaszufuhreinrichtung 13 mit zwei radial auswärtsgerichteten Dichtscheiben 14 und 15 vorgesehen, die zu beiden Seiten eines Gasleitkanals 16 in den Flüssigkeitsspiegel einer Dichtkammer 17 eintauchen. Der Gasdruck überträgt sich bei dieser Ausführung von der Dichtkammer 17 auf die Druckkammer 9 und bewirkt dabei eine radial einwärts gerichtete Verschiebung des Flüssigkeitsspiegels "D" im Trommelinnenraum 2 aufgrund des oben beschriebenen Effektes. Da die Dichtscheiben 14 und 15 auf einem wesentlich kleineren Durchmesser vorgesehen sind als die Sperrscheiben 5 und 6, sind die Reibungsverluste wesentlich geringer als bei der Ausführung nach Fig. 1. Durch einen Zufuhrkanal 18, der mit einem Ableitkanal 19 des Schälorganes 8 verbunden sein kann, wird ständig eine geringe Menge der abgeleiteten Flüssigkeitsphase als Dichtflüssigkeit in die Dichtkammer 17 geleitet und damit deren Füllung gewährleistet.
Zur Minimierung der fliehkraftmindernden Bremswirkung sind die Planflächen der Wehrscheibe 3 mit Rippen 20 und 21 und alle den Dichtscheiben 14 und 15 zugewandten Planflächen mit Rippen 22, 23 und 24 versehen.
Die Dichtkammer 17 kann auch mit einem Ablaufkanal 25 versehen sein, durch den sich die Dichtkammer 17 bei abgesperrtem Zufuhrkanal 18 entleeren kann. Falls eine Beeinflussung des Flüssigkeitsspiegels nicht erforderlich ist, können die Reibungsverluste durch Entleeren der Dichtkammer 17 eliminiert werden.

Claims (10)

  1. Vollmantelzentrifuge mit einer Schleudertrommel (1) zum Trennen eines Feststoff-Flüssigkeitssgemisches, wobei der Trommelinnenraum (2) von einer Ableitkammer (4) für die abgetrennte Flüssigkeit durch eine mit der Schleudertrommel (1) rotierende Wehrscheibe (3) getrennt ist, deren Innendurchmesser den inneren Durchmesser des Flüssigkeitsspiegels im Trommelinnenraum (2) beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß beiden Planflächen der Wehrscheibe (3) Sperrscheiben (5, 6) zugeordnet sind, die durch einen den Innendurchmesser der Wehrscheibe (3) durchdringenden Zylinderteil (7) gasdicht miteinander verbunden sind, wobei die erste Sperrscheibe (5) in den Flüssigkeitsspiegel des Trommelinnenraumes (2) und die zweite Sperrscheibe (6) in den Flüssigkeitsspiegel der Ableitkammer (4) eintaucht und der dadurch gebildete Druckraum (9) über einen Gaszufuhrkanal (10) mit einem Gas variablen Druck beaufschlagt ist, wodurch eine stufenlose Veränderung des Flüssigkeitsspiegels im Trommelinnenraum (2) ermöglicht wird.
  2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrscheiben (5, 6) ortsfest angeordnet sind.
  3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Sperrscheibe (6) als Schälorgan (8) ausgebildet ist.
  4. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Planflächen der Wehrscheibe (3) mit Rippen (20, 21) versehen sind.
  5. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrscheiben (5, 6) mit der Schleudertrommel (1) rotieren und auf der radial einwärts gelegenen Seite des Zylinderteiles (7) eine flüssigkeitsgefüllte Dichtkammer (17) vorgesehen ist, in die ein Gasleitkanal (16) radial einwärts vom Flüssigkeitsspiegel mündet, wobei eine ortsfeste Gaszufuhreinrichtung (13) mit zwei radial auswärts gerichteten Dichtscheiben (14, 15) vorgesehen ist, die zu beiden Seiten des Gasleitkanals (16) in den Flüssigkeitsspiegel der Dichtkammer (17) eintauchen.
  6. Zentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle den Dichtscheiben (14, 15) zugewandten Planflächen der Dichtkammer (17) mit Rippen (22, 23, 24) versehen sind.
  7. Zentrifuge nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkammer (17) ein Zufuhrkanal (18) für Dichtflüssigkeit zugeordnet ist.
  8. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufuhrkanal (18) mit einem Ableitkanal (19) des Schälorganes (8) in Verbindung steht.
  9. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkammer (17) ein Ablaufkanal (25) zugeordnet ist.
  10. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß daß der Gaszufuhrkanal (10) mit einer Gaszufuhrleitung (11) in Verbindung steht, in der eine Druckregeleinrichtung (12) vorgesehen ist.
EP95935450A 1995-01-11 1995-10-16 Vollmantelzentrifuge Expired - Lifetime EP0801593B1 (de)

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