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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen und entsorgungsfreundlichen Entfernen von Ölen aus einer Öl-Wasser-Emulsion. Dabei sind im Folgenden unter Ölen auch Arten von tierischen oder pflanzlichen Fetten zu verstehen. Diese zu behandelnden Öl-Wasser-Emulsionen fallen bei Produktions- und Dienstleistungsprozessen, zum Beispiel beim Erzeugen von Druckluft in Drucklufterzeugungsanlagen als Druckluftkondensate an. Aber auch beim Beseitigen von Ölverschmutzungen auf Straßenbelägen entstehen solche zu behandelnden Öl-Wasser-Emulsionen.
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So wurde ein Verfahren zur Behandlung und Reinigung von ölhaltigen Abwässern bekannt, bei dem das Abwasser zuerst durch einen Sandfilter und anschließend durch eine biologische Tropfkörperanlage geleitet wird (
DE 2461727 A1 )
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Weiterhin wurden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von ölhaltigen Abwässern bekannt, bei dem das ölhaltige Abwasser durch wenigstens einen mit ferromagnetischen Teilchen gefüllten Leitungsabschnitt hindurch geleitet wird, wobei die kornhaltigen Teilchen magnetisch in ihrer Lage zusammengehalten werden (
AT 328 980 B ).
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Ebenso wurde eine Anlage zum Abtrennen und Entfernen von ölhaltigen Substanzen aus Flüssigkeiten mit vertikalen, teilweise in die Flüssigkeit eintauchenden Scheiben, Schabklingen zum Ablösen der an den Scheiben anhaftenden ölhaltigen Substanzen in einen Behälter zur Sammlung der abgetrennten Substanzen bekannt, wobei der Behälter ein unter der Abgabezone der Schabklingen angeordneter trichterförmiger Sammler ist, aus dem eine Fallleitung mit einem pneumatisch gesteuerten Ventil angeordnet ist, die in einen Autoklaven mündet, der mit Einrichtungen zur periodischen und/oder nach Wägung erfolgenden pneumatischen Abführung der abgetrennten Substanzen versehen ist (
DE 2757041 A1 ) .
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Letztlich wurde eine Vorrichtung zum Trennen eines Öl-Wassergemisches bekannt, bestehend aus einem Trennbecken und zwei unterschiedlich hohen, durch eine Wand getrennte Überläufe, wobei der höhere Überlauf das abgeschiedene Öl zu einem geschlossenen, unter dem Innendruck des Abscheidegerätes stehenden Sammelbehälter führt, der tiefere Überlauf zu einer Pumpe führt, die das für den Betrieb der Vorrichtung erforderliche Vakuum bildet und das getrennte Wasser wegpumpt (
DE 2910307 A1 ). .
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Die genannten bekannten technischen Lösungen sind nicht geeignet, wasseremulgiertes, feinverteiltes Öl abzutrennen.
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Zum Aufspalten von gattungsgemäßen Öl-Wasser-Emulsionen sind im sogenannten Durchlaufbetrieb arbeitende Anlagen bekannt. Dabei wird der die Anlage durchströmenden Emulsion ein Spaltmittel in Form eines Kombinationstrennmittels zugegeben, um eine Aufschlämmung der Flüssigkeit und die daraus resultierende Emulsionsspaltung zu bewirken. Um in jedem Fall unter den für die Einleitung solcher Restflüssigkeiten in das öffentliche Kanalnetz vorgegebenen Grenzwerten zu bleiben, wird die Dosierung des Spaltmittels auf maximalen Durchsatz und höchste Kontamination eingestellt. Diese Dosierung bewirkt hohe Betriebskosten durch einen hohen Verbrauch an Spaltmittel, Filtersäcken und Energie. Außerdem ist die Entsorgung großer Mengen des kontaminierten Spaltmittels erforderlich.
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Es ist bekannt, Spaltmittel auf Bentonit-Basis einzusetzen. Bentonit ist ein aluminiumhaltiges Mineral. Aluminiumverbindungen lösen die gewünschten Fällungen und die anschließende Flockung aus. Nachteilig bei der Verwendung von Bentonit-Spaltmitteln ist jedoch der hohe abrasive Verschleiß der Anlagenteile, welche der das Spaltmittel enthaltenen Emulsion ausgesetzt sind.
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Zum Vermeiden der genannten Nachteile wird die Verwendung von Spaltmittel in sehr feiner Pulverform angestrebt, wodurch auch eine exaktere Dosierung und damit verbunden eine wirksamere Aufschlämmung erreicht werden soll.
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Aus den vorgenannten Gründen ist es daher vorteilhaft, gattungsgemäße Emulsionsspaltanlagen für den sogenannten Chargenbetrieb auszugestalten. Mit im Chargenbetrieb arbeitenden Emulsionsspaltanlagen ist eine auf die jeweilige Charge bezogene exakte Dosierung des Spaltmittels und optimale Aufschlämmung möglich. Des Weiteren werden nur wenige Anlagenbauteile der abrasiven Wirkung des Spaltmittels ausgesetzt.
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Aus der
DE 20 2004 010 484 U1 ist eine gattungsgemäße Emulsionsspaltanlage bekannt. Diese Anlage weist im Wesentlichen einen die zu spaltende Emulsion aufnehmenden Vorlagetank und einen Reaktionsbehälter mit darunter ausgebildeter Filterkammer auf. Im Vorlagetank setzen sich nicht emulgierte Ölanteile an der Oberfläche ab und können von dort unkompliziert entfernt werden. Anschließend wird die zu spaltende Emulsion in den eigentlichen Reaktionsbehälter gefördert. Innerhalb des Reaktionsbehälters ist ein angetriebenes Rührwerk sowie ein mit einer Fördereinrichtung ausgestatteter Spaltmittelbehälter angeordnet. Nach dem dosierten Zugeben des pulverförmigen Spaltmittels quillt dieses in der Emulsion zu Flocken auf und bindet die emulgierten Ölanteile. Der Inhalt des Reaktionsbehälters wird anschließend in die in der Filterkammer befindlichen Filtersäcke gefördert, aus denen das gereinigte Wasser abläuft. Der in den Filtersäcken verbliebene Filterkuchen wird entsorgt.
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Gegenstand der
DE 295 20 630 U1 ist ein mobiles phasentrennendes Ölabscheiderreinigungssystem. Die in der Abscheideanlage getrennt voneinander vorhandenen Stoffphasen (Öl-, Wasser- und Schlammphase) werden getrennt abgesaugt. Die Wasserphase wird durch die Abscheidekammer, die Koaleszenzkammern und gegebenenfalls die Emulsionsspaltanlage so gereinigt, dass sie zur Wiederbefüllung verwertet werden kann. Das Ölabscheiderreinigungssystem befindet sich auf einem Spezialfahrzeug. Die Emulsionsspaltanlage kann auf einem Zusatzanhänger zur chemischen Zusatzreinigung mitgeführt werden.
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Die nach dem beschriebenen Prinzip aufgebauten bekannten gattungsgemäßen Emulsionsspaltanlagen sind jedoch hinsichtlich ihres konstruktiven Aufbaus nicht zufriedenstellend. Insbesondere bezüglich einer gewünschten Kompaktheit bei gleichzeitiger Möglichkeit, die Anlagenparameter schon in der Planungsphase an unterschiedliche Leistungsvolumen anzupassen, lassen die bekannten Konstruktionsprinzipien keine ausreichende Variabilität zu. So ist es mit den bekannten konstruktiven Lösungen nur bedingt möglich, vorgefertigte Anlagen in mit Standardtüren versehenen Aufstellräumen zu installieren.
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Die geschilderten Nachteile betreffen im Wesentlichen auch die Realisierung von Emulsionsspaltanlagen für den mobilen Einsatz in Fahrzeugen zur Beseitigung von Ölverschmutzungen auf Straßen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, den konstruktiven Aufbau einer gattungsgemäßen, im Chargenbetrieb arbeitenden Emulsionsspaltanlage vorzuschlagen, welche einen solchen Aufbau aufweist, mit dem eine einfache und insbesondere hinsichtlich unterschiedlicher Leistungsvolumen variable Anlagenkonzipierung möglich ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Emulsionsspaltanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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So ist es durch den modularen Aufbau der erfindungsgemäßen Anlagen möglich, bei Beibehaltung eines bezüglich des Formfaktors hohen Kompaktheitsgrades, einem Vorlagebehälter mehrere Spalteinheiten zuzuordnen, wobei die einzelnen Spalteinheiten wiederum mehrere Spaltmodule enthalten können. Die Anordnung der Spalteinheiten kann dabei einzeln und radial um den vorzugsweise zylindrischen Vorlagebehälter herum erfolgen. Es ist aber auch möglich, mehrere benachbarte Spalteinheiten über eine Spalteinheit am Vorlagebehälter anzuordnen. Auf diese Weise kann die eigentliche Stellfläche der Anlagen optimal an die jeweils örtlichen Gegebenheiten am Aufstellort angepasst werden.
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Auch können durch den modularen Aufbau und die geringe Größe der einzelnen Module und Bauteile Anlagen in Kellerräumen, zum Beispiel Kompressorräumen, errichtet werden, in die ansonsten bekannte Anlagen nicht eingebracht werden können.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Spaltmodule mit modular aufgebauten Spaltmittelbaugruppen gestattet es weiterhin, die Spaltmodule auch mit zwei Spaltmittelbaugruppen auszustatten. Hierbei sind unter Spaltmitteln auch den Spaltprozess fördernde Mittel zum Einstellen eines optimalen pH-Wertes, zum Beispiel durch Phosphatanhebung, zu verstehen. Diese Ausgestaltungsform ist insbesondere bei mobilen Emulsionsspaltanlagen für die Beseitigung von Ölverschmutzungen auf Fahrbahnen vorteilhaft. Aber auch in stationären Emulsionsspaltanlagen kann eine zweite Spaltmittelbaugruppe zum Einsatz kommen, wenn die zu spaltende Emulsion das erfordert.
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Durch die Möglichkeit mehrere baugleiche Spaltmodule einer gemeinsamen Filterkammer zuzuordnen, können auch vorteilhaft kompakte Emulsionsspaltanlagen für den mobilen Einsatz in Fahrzeugen, insbesondere in der Größe von Transportern, realisiert werden. Bei diesen Ausführungsformen können seitlich, zwischen der mehrere Spaltmodule aufnehmenden Spalteinheit und der Transporterkarosserie, platzsparend der Geometrie der Karosserie angepasste Vorlagebehälter und Behälter für das gereinigte Restwasser angeordnet werden. Das gereinigte Restwasser ist dabei für weitere oder laufende Reinigungsvorgänge wiederverwendbar.
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Ein wesentlicher Vorteil des Aufbaus einer Emulsionsspaltanlage mit mehreren Spalteinheiten besteht darin, dass während eine Spalteinheit arbeitet, eine weitere für einen neuen Spaltvorgang vorbereitet werden kann. Dadurch ist, obwohl es sich um einen Chargenbetrieb der einzelnen Spaltmodule handelt, ein skalierbarer Betrieb möglich.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Emulsionsspaltanlage
- 2 eine Innenansicht von oben
- 3 eine Innenansicht von vorn
- 4; 5 zwei Ansichten eines Reaktionsbehälters
- 6 eine Tragplatte
- 7 ein Spaltmodul ohne Reaktionsbehälter
- 8 eine Spaltmittelbaugruppe
- 9 eine Rührwerkbaugruppe
- 10 eine Ablaufverschlussbaugruppe
- 11; 12; 13 Emulsionsspaltanlagen mit mehreren Spalteinheiten
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Eine modular aufgebaute Emulsionsspaltanlage 1 nach dem in den 1 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiel weist eine Spalteinheit 3 mit Vorlagebehälter 2 auf. Der Vorlagebehälter 2 ist mit einem Zulaufanschluss 25, einem Ölabscheider 23 mit zugehörigem Ölsammelbehälter 15 sowie einer Füllpumpe 24 versehen. Die Spalteinheit 3 weist in ihrem Gehäuse über der Filterkammer 4 das modulare Spaltmodul 13 auf.
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Das Spaltmodul 13 besteht dazu aus der auf dem oben offenen Reaktionsbehälter 5 aufgesetzten Tragplatte 7, auf welcher die für den Spaltvorgang notwendigen Baugruppen angeordnet sind. Dabei handelt es sich um die Spaltmittelbaugruppe 20 mit dem Spaltmittelbehälter 12 und der Spaltmitteldosiereinrichtung 11, den zwei Rührwerkbaugruppen 18 und der Ablaufverschlussbaugruppe 19. Jede Rührwerkbaugruppe 18 weist einen Rührwerkmotor 8 auf, welcher das in den Reaktionsbehälter 5 ragende Rührwerkzeug 9 antreibt. Der durch den Verschlussantrieb 10 vertikal bewegbare Ablaufverschluss 6 korrespondiert mit der im Boden des Reaktionsbehälters 5 ausgebildeten Ablauföffnung 21. Auf der Tragplatte 7 sind weiterhin ein Überfüllschutzsensor 17 und ein Füllmengensensor 16 montiert. Die Ablauföffnung 21 mündet an der Unterseite des Reaktionsbehälters 5, in der Filterkammer 4 in den Filtersackflansch 22. Am Boden der Filterkammer 4 weist diese einen Restwasserabfluss 26 auf.
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Das Füllen des Vorlagebehälters 2 erfolgt über den Zulaufanschluss 25. Auf der Oberfläche der eingefüllten Emulsion aufschwimmendes nicht emulgiertes Öl wird über den Ölabscheider 23 in den Ölsammelbehälter 15 abgeschieden. Über die am Boden des Vorlagebehälters 2 angeordnete Füllpumpe 24 und Füllleitung 14 wird die zu spaltende Emulsion in den Reaktionsbehälter 5 gepumpt, wobei durch den Überfüllschutzsensor 17 beim Erreichen der maximalen Füllhöhe ein Abschalten der Füllpumpe 24 erfolgt. Der Füllmengensensor 16 erfasst die Füllmenge der im Reaktionsbehälter 5 befindlichen Charge. Durch die Anlagensteuerung wird nun über die Spaltmitteldosiereinrichtung 11 eine exakt für die jeweilige Charge erforderliche Menge Spaltmittel aus dem Spaltmittelbehälter 12 in den Reaktionsbehälter 5 eingebracht. Die von den Rührwerkmotoren 8 angetriebenen Rührwerkzeuge 9 bewirken ein optimales Aufschlämmen von Emulsion und Spaltmittel. Das Spaltmittel quillt in der Emulsion zu Flocken auf und bindet das in der Emulsion enthaltene Öl vollständig.
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Nach Abschluss des Spaltvorganges wird der Ablaufverschluss 6 durch den Ablaufverschlussantrieb 10 angehoben und der Inhalt des Reaktionsbehälters 5 fließt durch die Ablauföffnung 21 in einen am Filtersackflansch 22 befestigten Filtersack ab. In den Figuren des Ausführungsbeispiels ist dieser Filtersack nicht dargestellt. Das aufbereitete Reinwasser läuft nun aus dem Filtersack ab und kann über den Reinwasserabfluss 26 aus der Filterkammer 4 abgeführt und in das öffentliche Kanalnetz eingeleitet werden. Der im Filtersack, das Öl enthaltende Filterkuchen wird der jeweiligen Ölbeschaffenheit entsprechend entsorgt.
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Die 11 bis 13 zeigen Ausführungsbeispiele von stationären Emulsionsspaltanlagen 1, bei denen jeweils an einem Vorlagebehälter 2 zwei modulare Spalteinheiten 3 in unterschiedlicher räumlicher Anordnung installiert sind.
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In weiteren möglichen, nicht dargestellten Ausführungsformen ist eine für den mobilen Einsatz ausgebildete Emulsionsspaltanlage auf einem Fahrzeug angeordnet, um zum Beispiel anfallende Emulsionen vor Ort zu behandeln. Auf diese Weise kann das gewonnene Reinwasser auf vor Ort wieder einer Verwendung zugeführt werden.
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Das in den 14 bis 18 dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft eine mobile Emulsionsspaltanlage speziell für den Einsatz in Fahrzeugen für die Ölbeseitigung auf Fahrbahnen des Straßenverkehrs. Eine solche Ausgestaltung wird im Folgenden erläutert.
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Die 14 bis 18 zeigen:
- 14; 15 zwei Ansichten einer mobilen Emulsionsspaltanlage
- 16 die Anordnung einer mobilen Emulsionsspaltanlage auf einem Fahrzeug
- 17 die Innenansicht der Spalteinheit einer mobilen Emulsionsspaltanlage gemäß 15
- 18 ein Spaltmodul einer mobilen EmulsionsspaltAnlage ohne Reaktionsbehälter
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Die für den mobilen Einsatz in einem angedeutet dargestellten Fahrbahnreinigungsfahrzeug 34 vorgesehene Emulsionsspaltanlage 27 besteht aus einer kompakten Spalteinheit 28 sowie den in Fahrzeuglängsrichtung jeweils seitlich angeordneten Schmutzwassertanks 35.1; 35.2 und den Reinwassertanks 36.1; 36.2.
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Über der gemeinsamen, von vorn und hinten zugänglichen Filterkammer 29 befinden sich vier quadratisch angeordnete und im ersten Ausführungsbeispiel anhand der 4 bis 10 in ihrem grundlegenden konstruktiven Aufbau eingehend beschriebene Spaltmodule 30. Den Fahrzeugraum zwischen der in ihrer Geometrie kubischen Spalteinheit 28 und der Fahrzeugkarosserie maximal ausnutzend, sind die Schmutzwassertanks 35.1; 35.2 und die Reinwassertanks 36.1; 36.2 der Kontur des Fahrbahnreinigungsfahrzeuges 34 angepasst. Für den speziellen Einsatzzweck sind auf den Tragplatten 32 der Spaltmodule 30 jeweils zwei Spaltmittelbaugruppen angeordnet, wobei ein Spaltmittelbehälter 33 für das ausflockende Spaltmittel und der andere für ein den PH-Wert des Schmutzwassers einstellendes Mittel vorgesehen sind. Zum gesteuerten Abfluss des Inhaltes der Reaktionsbehälter 31 in die nicht dargestellten Filtersäcke sind zwischen einer Öffnung im Boden der Reaktionsbehälter 31 und den Filtersackflanschen 43 ansteuerbare Motorkugelhähne verbaut.
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Von einer nicht dargestellten Reinigungsvorrichtung des Fahrbahnreinigungsfahrzeuges 34 führen Schmutzwasserzuführleitungen 37 zu den Schmutzwassertanks 35.1; 35.2. Die Reinwassertanks 36.1; 36.2 dagegen sind über die Reinwasseraustragleitungen 38 mit der nicht dargestellten Reinigungsvorrichtung verbunden. Das im Ergebnis des im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Spaltprozesses anfallende Reinwasser kann somit für den Fahrbahnreinigungsprozess wiederverwendet werden, was sich insbesondere vorteilhaft auf die Menge des mitzuführenden Frischwassers auswirkt.
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Bei allen Ausführungsbeispielen für den mobilen Einsatz kann die Förderung des Schmutz- und Reinwassers sowohl drucklos als auch im Über- oder Unterdruckbetrieb erfolgen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Emulsionsspaltanlage
- 2
- Vorlagebehälter
- 3
- Spalteinheit
- 4
- Filterkammer
- 5
- Reaktionsbehälter
- 6
- Ablaufverschluss
- 7
- Tragplatte
- 8
- Rührwerkmotor
- 9
- Rührwerkzeug
- 10
- Ablaufverschlussantrieb
- 11
- Spaltmitteldosiereinrichtung
- 12
- Spaltmittelbehälter
- 13
- Spaltmodul
- 14
- Füllleitung
- 15
- Ölsammelbehälter
- 16
- Füllmengensensor
- 17
- Überfüllschutzsensor
- 18
- Rührwerkbaugruppe
- 19
- Ablaufverschlussbaugruppe
- 20
- Spaltmittelbaugruppe
- 21
- Ablauföffnung
- 22
- Filtersackflansch
- 23
- Ölabscheider
- 24
- Füllpumpe
- 25
- Zulaufanschluss
- 26
- Reinwasserabfluss
- 27
- mobile Emulsionsspaltanlage
- 28
- Spalteinheit
- 29
- Filterkammer
- 30
- Spaltmodul
- 31
- Reaktionsbehälter
- 32
- Tragplatte
- 33
- Spaltmittelbehälter
- 34
- Fahrbahnreinigungsfahrzeug
- 35.1; 35.2
- Schmutzwassertank
- 36.1; 36.2
- Reinwassertank
- 37
- Schmutzwasserzuführleitung
- 38
- Reinwasseraustragleitung
- 39
- Rührwerkmotor
- 40
- Rührwerkzeug
- 41
- Spaltmitteldosiereinrichtung
- 42
- Füllmengensensor
- 43
- Filtersackflansch
