DE1642826A1 - Method and device for treating liquids with the aid of centrifugal separators - Google Patents
Method and device for treating liquids with the aid of centrifugal separatorsInfo
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Description
Verfanren und vorrichtung zum Aufbereiten von Flässigkeiten mit nilf e von Zentrifugalabscheidern Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zurn AuS'bereiten von als Jasch- und/oder Kühl- und/oder Schmiermittel dienenden Flüssigkeiten durch Entfernen von feststoffteilchen aus der Flüssigkeit mit Hilfe von Zentrifugalabscheidern. Trap and device for processing liquids with nilf e of centrifugal separators The invention relates to a method and a device for the preparation of serving as a detergent and / or coolant and / or lubricant Liquids by removing solid particles from the liquid with the help of of centrifugal separators.
Es ist oereits bekannt, Flüssigkeiten der vorstehend genannten Art mit @ilfe von @entrifugen oder Separatoren und insbesondere Hydrozyklonen aufzubereiten, wobei in er Flüssigkeit aufgeschwemmte, nicht lösbare Feststofffffteilcnen, ciie spezifisch schwerer als die Flüssigkeit sind, bis zu einer bestinmten Grö#e ausgeschieden werden.It is already known to use liquids of the type mentioned above to be processed with the help of centrifuges or separators and especially hydrocyclones, in which liquid suspended, non-dissolvable solid particles, ciie specifically heavier than the liquid are up to a certain Size to be eliminated.
Zentrifugalabscheider haben zwar gegenüber filtern eine geringere Reinigungswirkung, gewährleisten jedoch einen gleichbleibenden Flüssigkeitsdurchsatz, was von gro#er Wichtigkeit ist. Flüssigkeiten der genannten Art sind außerdem häufig mit C)el vermischt, das in kurzer @eit ein Verschließen der Filterporen bewirkt, so daß Filter bereits nach kurzer Seit ausgewechselt werden mü#ten.Centrifugal separators have a lower level than filters Cleaning effect, but guarantee a constant liquid throughput, which is of great importance. Liquids of the type mentioned are also common mixed with C) el, which quickly closes the filter pores, so that filters have to be changed after a short time.
Es ist auch bereits bekannt, zur Trennung der aufgeschwemmten Eeststoffteilehen von der Flässigkeit Sedimentationsbehälter zu verwenden, in denen sich die @eststoffteilchen je nach ihrer Grö#e mehr oder weniger rasch apsetzen. zedimentationsbehälter haben aber de Nachteil, da# sie keinen kontinuierlichen getrieb erlauben, relativ groß sein müssen und eine gro#e menge an umlaufender Flüssigkeit erforderlich machen, darein großer Teil der Flüssigkeit über längere Zeit im Sedimentationsbehälter verbleiben muß, wenn diese Reinigungsart überhaupt wirksam sein soll. bei Flüssigkeiten, wie sie insbesondere bei der @etallbearbeitung verwendet werden, ist wegen der durch den anteil an feststoffteilchen beschleunigten Alterung dieser Flüssigkeiten aber eine rasche Reinigung von diesen Feststoffteilchen von erheblicher bedeutung, Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Flüssigkei@en not nilfe von Zentrifugalabscheidern zu schaffen, mit welchen der Reinigungsgrad gegenüber üblichen Verfanren und Anlagen mit Zentrifugalabscheidern dadurch erhöht wird, da# auch jene @eilchen erfa# werden, die unter der @ennkorngrö#e des oder der jeweiligen entrifugalabscheider liegen, ohne daß dabei eine größere Flüssigkeitsmenge im @mlausystem erforderlich ware oder der kontinuierliche @etrieb der Anlage gestört würde, und mit welchen ein übermä#iger V'erlust an Flüssigkeit durch einen trockenen Austrag zusamme@@@ mit den Feststoffffteilchen verhindert werden kann. diese Teilchen bilden neben der Beeinflussung der Standzeit der Flässigkeit auch eine Hauptursache für die aut@rankheiten des Bedienungspersonals der Werkzeugmaschinen.It is also already known to separate the floated Eeststoffteilehen to use sedimentation tanks from the liquid, in which the @solid particles depending on their size, they stop more or less quickly. have cedimentation containers But the disadvantage that # they do not allow a continuous drive is relatively large must be and require a large amount of circulating liquid, a large part of the liquid remains in the sedimentation tank for a long time must if this type of cleaning is to be effective at all. with liquids, such as they are especially used in @metal processing is because of the However, the proportion of solid particles accelerates the aging of these liquids a rapid purification of these solid particles of considerable importance, The The present invention was based on the object Procedure and a device for the preparation of liquids with the help of centrifugal separators to create, with which the degree of purification compared to usual procedures and systems with centrifugal separators is increased because those particles are also detected which are below the nominal grain size of the respective entrifugal separator (s), without a larger amount of liquid being required in the @mlausystem or the continuous operation of the system would be disturbed, and with which an excessive Loss of liquid through a dry discharge together with the solid particles can be prevented. these particles form in addition to influencing the service life The fluidity is also a main reason for the aut @ rness of the operating staff of machine tools.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mit dne Feststoffteilchen beladene Flüssigkeit vorzugsweise durch mindestens ein bieb, zweckmäßig ein' ogensieb, oder eine andere Abscheidevorrichtung hindurch in mindestens eine sich an ihrem @oden zu einer waagerechten Reinne verjängende Klärkammer gebracht und von dort aus in mindestens einen Zentrifugalabscheider geleitet wird, und daß sich in der Klärkammer absetzende Feststoffteilchen Mittels einer sich in der Rinne am @l@rkammerboden erstreckende@orderschnecke kontinuierlich oder intermittierend entfernt werden. Die von der waagerechten Förderschnecke erfaßten Feststoffteilchen werden auf eine nach oben führende zweite Schnecke gegeben.This object is achieved according to the invention in that the with dne Solid particle-laden liquid preferably through at least one bieb, expedient an 'ogensieb, or another separation device through into at least one brought to her @oden to a horizontal purification chamber rejuvenating and from there is passed into at least one centrifugal separator, and that Solid particles settling in the clarification chamber by means of a in the gutter on the @ l @ rkammerboden extending @ order screw continuously or intermittently removed will. The solid particles caught by the horizontal screw conveyor are on a second screw leading upwards.
Eine hevorzugte Anwendung findet die erfindung auf Anlagen mit Hydrozyklonen als Zentrifugalabscheidern, wobei die mit Feststoffteilchen beladene Flüssigkeit zunächst in eine vorklärkammer geleitet und von dort aus in vorzugsweise mehrere Hydrozyklone gepumpt wird, deren unterlauf in eine @nterlaufkammer mündet, während ihr Klarlauf in eine Sammelkammer geleitet und von dort zu earbeitungsstellen gepumpt wird, und daß außerdem die sich in allen drei Kammern absetzenden Feststofteilchen mittels eines gemeinsamen Räumorganes, insbesondere einer Förderschnecke, kontinuierlich oder intermittierend entfernt werden. Dieses Verfahren gemaß der Erfindung läßt sich mit einer Vorrichtung durchführen, bei welcher die drei hammern vorzugsweise unmittelbar nebeneinander und kommunizierend angeordnet sind und sich an ihrem -oden zu einer Rinne verjungen, in welcher eine sich durch alle drei Kammern erstreckende, g,emeinsame Förderschnecke angeordnet ist. Dabei ist erfindungsgemä# die Vorklärkammer zwischen der Sammelkammer und der Unterlaufkammer angeordnet, und die vorzugsweise waagerecht gela) ert e Fördersc@necke ist so angetrieben, daß sie in Richtung auf das Ende der Unterlaufkammer fördert. Die Kammenn können bei gro#en Anlagen aber auch als Einzelbehälter bestehen, die dann jeweils ein gesondertes Förderschneckensystem aufweisen.A preferred application of the invention is found in systems with hydrocyclones as centrifugal separators, the liquid laden with solid particles initially passed into a pre-clarification chamber and from there into preferably several Hydrocyclones is pumped, the underflow of which opens into an underflow chamber, while their drainage is directed into a collecting chamber and pumped from there to processing points and that also the solid particles settling in all three chambers by means of a common clearing element, in particular a screw conveyor, continuously or removed intermittently. This method according to the invention can Perform yourself with a device in which the three hammers are preferred are arranged directly next to each other and communicating and are located at their -oden tapered to a channel in which one extending through all three chambers, g, a common screw conveyor is arranged. The primary clarification chamber is according to the invention arranged between the collection chamber and the underflow chamber, and preferably horizontally stored conveyor sc @ necke is driven so that it is in the direction of the end of the underflow chamber promotes. The combs can be large Investments but also exist as individual containers, which then each have a separate screw conveyor system exhibit.
@it 1ìilfe des gemeinsamen Räumorganes werden nicht nur die von den iydrozyklonen in-die Unterlaufkammer ausgeschiedenen Feststoffteilchen entfernt, wie dies bei bereits vorgeschlagenen Anlagen der Fall ist, sondern zusätzlich die sich in der Vorklarkammer und au#erdem in der Sammelkammer für den Kklarlauf der Hydrozyklone absetzenden, auch feineren Feststoffteilchen entfernt.@it 1ìhelfe of the common clearing organ are not only those of the iydrocyclones removed solid particles separated into the underflow chamber, as is the case with systems that have already been proposed, but also the in the pre-clarification chamber and also in the collection chamber for the clarification of the Hydrocyclones, including finer solid particles, are removed.
Gemä# der erfindung wird der gesamte Klarlauf der hydrozyklone zunächst in die Sammelkammer geleitet und von dort zu den bearbeitungsstellen gepumpt. Die Sammelkammer wirkt dabei, wie auch die Vorklärkammer, als Sedimentationskammer, in welcher aus der in den Hydrozyklonen gereinigten Flüssigkeit während ihrer Verweilzeit im Sammelbehalter ,Fes»stoffteilchen geringer größe ausfallen können, die in, den Hydrozyklonen nicht ausgeschieden worden sind. Verfahren und Vorrichtung gemaß der erfindung wirken sich insbesondere bei einem intermittierenden getrieb der ganzen Anlage vorteilhaft aus, wie er praktisch immer durch die nächtliche Betriebsruhe einer i'abrikationsstätte zwangsläufig auftritt. Während dieser Zeit setzen sich oesonders viele Feststoffteilchen im Vorklärbehälter und im Sammelbeh@ter ab, die bei der erneuten Inbetriebnahme der Anlage zunächst mittels des gemeinsamen Förderorganes abgezogen werden, so daß diese größere hleststoffmenge nicht sofort aus der Vorklärkammer in die Hydrozyklone abgepumpt wird, wo ein solch starker und plötzlicher Feststoffteilchenanfall eine Verstopfung des Zyklons, mindestens aber eine erhöhte Abnützung ies hydrozyklones zur Folge haben könnte.According to the invention, the entire drainage of the hydrocyclone is initially fed into the collecting chamber and pumped from there to the processing stations. the The collecting chamber acts as a sedimentation chamber, like the primary clarification chamber, in which of the liquid purified in the hydrocyclones during its residence time In the collecting container, solid particles of small size can fall out, which in the Hydrocyclones have not been excreted. Method and device according to invention affect especially with an intermittent gear of the whole System advantageous, as it is practically always due to the nightly shutdown a manufacturing facility inevitably occurs. During this time, sit down oes a particularly large number of solid particles in the primary clarification tank and in the collecting tank when the system is started up again initially by means of the common conveying body deducted so that this larger amount of solids is not immediately removed from the primary clarification chamber is pumped out into the hydrocyclones, where such a strong and sudden attack of solid particles a blockage of the cyclone, but at least an increased wear and tear ies hydrocyclones could result.
Ein weiterer gro#er Vorteil einer erfindungsgemä# ausgebildeten Vorrichtung Desteilt darin, daß der verlust an Flüssigkeit beim Austragen der Feststoffteilcnen äußerst gering ist und die ausgetragenene Feststoffteilchen scfl'-aufeltrocken anfallen. Dieser Vorteil wird dadurch erzielt, daß die waagerecht gelagerte Föderschnecke am Boden der Kammern mit einer inner- oder -ußerlialb der bnterlaufkammer nach oben geführten Schnecke zusammenwirkt, deren Rohrgehäuse oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Kammern mit einer Flüssigkeitsauslauföffnung versehen ist, aus welcher mit den Feststoffteilchen hochgeförderte Flässigeit beispielsweise in die Vorklarkammer zur@ckflie#en kann. Die Flüssigkeitsauslauföffnung und zweckmä#ig auch die Auswurföffnung der Schnecke für das feste Fördergut sind in der nöhe und im Durchmesser verstellbar angeordnet, wodurch die rückgeführte Flüssigkeitsmenge und der Trockengrad des ausgetragenen festen Fördergutes in gewissen grenzen verändert werden kann. Diese Möglichkeit der eeinflussung des Trockengrades des Fördergutes ist bei manchen ausgetragenen Feststoffen von Wichtigkeit, da solche Stoffe öei einem zu geringen Feuchtigkeitsgrad versacken und dadurch den Austrag des Fördergutes stören können.Another great advantage of a device designed according to the invention It is divided into the fact that the loss of liquid when the solid particles are discharged is extremely small and the discharged solid particles are dry-off. This advantage is achieved in that the horizontally mounted conveyor screw at the bottom of the chambers with an inner or outer side of the inflow chamber upwards guided screw cooperates, the tubular housing above the liquid level the chambers is provided with a liquid outlet opening from which the Solid particles conveyed up liquidity, for example in the pre-clarification chamber can flow back. The liquid outlet opening and, expediently, also the discharge opening the screw for the solid material to be conveyed are adjustable in height and diameter arranged, whereby the amount of liquid returned and the degree of dryness of the discharged solid conveyed goods can be changed within certain limits. This possibility the influence of the degree of dryness of the conveyed material is at some discharged solids of importance, since such substances are too small The degree of humidity subsides and can thus interfere with the discharge of the conveyed material.
.it einem Verfahren und einer Vorrichtung gemä# der Erfindung lg,ßt sich also mit ;irtscLaftlichen- @itteln und ohen $@o#en Aufwand ein gegenüber üblichen @ydrozyklon-Aufbereitungsverfahren und -vorrichtungen erhöhter Rein-@eitsgrad der Flüssigkeit erzielen, ohne da# dabei eine grö#ere und die Gefahr einer zersetzung der Flüssigkeit begüngstigende Verweilzeit in den kammern erforderlich wäre. Die Feststoffteilchen können fortlaufend und ohne eine Unterbrechung der Anlage durch einen kontinuierlicnen oder intermittierenden getrieb des gemeinsamen Räumorganes entfernt und in schaufeltrockenem umstand ausgetragenf $werden. eitere @erkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden @eschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, auf der ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä# @@sgebildeten Vorrichtung schematisch dargestellt ist. im einzelnen zeigen: eine 1 eine schematische Seitenansicht einer wuf-@ereitungsanlage; Fig. 2, eine gegenüber Figur 1 um 90° gedrehte stirnseitige Ansicht der Anlage..with a method and a device according to the invention lg, ß So with; irtscLaftlichen- @mittel and without $ @ o # en effort compared to the usual @ ydrozyklon treatment processes and devices increased purity of the Achieve liquid without increasing the risk of decomposition The liquid would have to remain in the chambers that would favor the liquid. the Solid particles can pass through continuously and without interrupting the system a continuous or intermittent transmission of the common clearing element removed and carried out in a shovel-dry condition. additional @characteristics of the invention emerge from the following description in connection with the drawing, on which an embodiment of an inventive # @@ s formed Device is shown schematically. in detail: FIG. 1 shows a schematic Side view of a water preparation system; Fig. 2, one opposite Figure 1 front view of the system rotated by 90 °.
Die in der zeichnung schematisch dargestellte Anlage weist einen Behälter 1 auf, der mit Standfü#en 2 versehen ist (Figur 2) und sich in seinem unteren Teil zu einer zentralen Längsrinne 3 verjängt. Der Behälter ist durch in Figur 1 mit gestrichelten linien angedeutete Querwände 4, 5 und 6 in drei Kammern unterteilt, die in dem sich verjüngenden unteren Teil des behälters 1 miteinander kommunizieren. Die Behälterwandung ist im unteren Bereich des Behälters 1 mindestens um 45° gegenüber einer waagerechten Ebene geneigt. bei den Rammern handelt es sich in Figur 1 von links nach rechts zunächst um eine relativ kleine unterlaufkammer 7, in welche der Unterlauf von Hydrozyklonen 8 austritt. Ihr schließt sich eine größere Vorklarkammer 9 an, in welche - durch einen Ffeil 10 angedeutet - die mit Festoffteilchen beladene Flüssigkeit eingegeben wird und die als Pumpensumpf für eine die verunreinigte Flässigkeit zu den Hydrozyklonen 8 fördernde Pumpe 11 dient. Den größten Teil des behälters nimmt die dritte Kammer 12 ein, in welche über eine Flüssigkeitsleitung 13 der Klarlauf der Hydrozyklone 8 geleitet und dort gesammelt wird0 Die Rückfüklhrung der aufbereiteten flüssigkeit aus dieser Sammelkammer 12 zu nicht dartestellten earbeitungsstellen erlolgt. mittels einer @eson-@erten Förderpumpe 14.The system shown schematically in the drawing has a container 1, which is provided with feet 2 (Figure 2) and is in its lower part tapered to a central longitudinal channel 3. The container is through in Figure 1 with dashed lines indicated transverse walls 4, 5 and 6 divided into three chambers, which communicate with one another in the tapered lower part of the container 1. The container wall is at least 45 ° opposite in the lower area of the container 1 inclined to a horizontal plane. the rammers are shown in FIG. 1 from left to right initially around a relatively small underflow chamber 7, in which the Underflow of hydrocyclones 8 emerges. It is closed by a larger pre-clarification chamber 9, in which - indicated by an arrow 10 - the loaded with solid particles Liquid is entered and used as a pump sump for a contaminated liquid to the hydrocyclones 8 promoting pump 11 is used. Most of the container occupies the third chamber 12, into which the clear run-off via a liquid line 13 the hydrocyclone 8 and collected there0 The return of the processed liquid from this collection chamber 12 to earbeitungsstellen not shown attained. by means of an @ eson @ erten feed pump 14.
In der sich über die ganze Länge des Behälters 1 erstreckenden inne 3 des Behälterbodens ist eine waagerechte Förderschnecke 15 gelagert, die in figur 1 von rechts nach links in Richtung auf das unterlaufkammerseitige Ende des Behälters 1 fördert und deren Schneckengänge sich bis neben die Gänge einer zweiten, nach oben führenden Schnecke 16 erstrecken, die in einem außerhalb des behälters 1 angeordneten Rohrgehäuse 17 untergebracht ist. ueim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Rohrgenäuse 17 schräg zum Behälter unter einem Winkel von grö#er als 700 gegenüber einer waagerechten Ebene angeordnet. i)as Rohrgehäuse 17 mit der Förderschnecke 16 könnte aber auch vertikal angeordnet werden. Die waagerechte Störderschnecke 15 und die nach oben führende Förderschnecke 16. werden jeweils mittels eines Elektromotors 18 bzw. 19 mit einer Umdrehungszahl von weniger als 50 U/min kontinuierlich oder intermittierend - mit nicht allzu großen Zeitabständen - angetrieben. Durch die relativ eringe Drehzahl der Förderschnecken wird einerseits ein unerwünschtes Aufwirbeln der Feststoffteilchen in den drei Kammern verhindert und andererseits der Flüssigkeit im bereich der nach oben führenden Schnecke 16 ausreichend Zeit gelassen, durch eine über dem Spiegel des Behälters 1 angeordnete seitliche Auslauf öffnung 20 des Rohrgehäuses 17 und eine inne 23 beispielsweise in die unterlaufkammer 7 oier in die orlaufkammer 9 zurückzuflie#en, so daß das von der. Schnecke 16 an der oberen ufinung 21 des llohrgehäuses 17 ausgetragene Fördergut schaufeltrocken ist und beispielsweise direkt in einen nicht dargestellten Transportwagen ausfallen und anschließend abtransportiert werden kann. Das Rohrgehäuse 17 für die nach oben führende Förderschnecke 16 wird, zweckmäßig so ausgebildet, daß sowohl die @öhenlage der seitlichen Flüssigkeitsaustrittsöffnung 20 als auch d@e Austragöffnung 21 für die Feststoffe verändert werden kann, um auf diese leise den Feuchtigkeitsgehalt des ausgetragenen Fördergutes zu beeinflussenO Im oberen Teil der Vorklärkammer 9 ist ein mit punktierten Linien angedeutetes dieb 22 eingesetzt. hierzu eignet sich besonders ein togensieb 22', über welches die verunreinigte Flüssigkeit geleitet wird und das Bereits eine Vorklassierung der in der Flassigkeit mitgeführten Feststoffteile erlaubt, dergestalt, daß für die hydrozyklone nicht geeignete Teile im bereich der Trennwand 4 zur Unterlaufkammer 7 vorabgeschieden werden. d-robe teile, die eine Beschädigung der Förderschnecken 15 und 16 zur Folge haben könnten, werden so in einer Rinne 24 zurückgenalten.In the over the entire length of the container 1 extending inne 3 of the container bottom a horizontal screw conveyor 15 is mounted, which is shown in FIG 1 from right to left in the direction of the end of the container on the underflow chamber side 1 promotes and its worm threads extend up to next to the threads of a second, after extending above leading screw 16, which is arranged in an outside of the container 1 Tubular housing 17 is housed. In the illustrated embodiment that is Pipe housing 17 at an angle to the container at an angle greater than 700 opposite arranged on a horizontal plane. i) as the tubular housing 17 with the screw conveyor 16 could also be arranged vertically. The horizontal auger 15 and the upwardly leading screw conveyor 16. are each by means of an electric motor 18 or 19 with a speed of rotation of less than 50 rpm continuously or intermittently - with not too great time intervals - driven. Through the Relatively low speed of the screw conveyor is on the one hand an undesirable whirling up the solid particles prevented in the three chambers and on the other hand the liquid in the area of the screw 16 leading upwards, sufficient time is allowed through a lateral outlet opening 20 of the arranged above the level of the container 1 Pipe housing 17 and an inner 23, for example, in the underflow chamber 7 oier in flow back through the flow chamber 9 so that the of the. slug 16 conveyed goods discharged at the upper opening 21 of the ear housing 17 are shovel-dry is and fail, for example, directly in a trolley, not shown and can then be transported away. The tubular housing 17 for the upward leading screw conveyor 16 is expediently designed so that both the height position the lateral liquid outlet opening 20 as well as the discharge opening 21 for The solids can be altered in order to quietly adjust the moisture content of the discharged material to be conveyed O In the upper part of the primary clarification chamber 9, a thief 22 indicated with dotted lines is inserted. suitable for this In particular, a togensieb 22 ', over which the contaminated liquid is passed and that is already a pre-classification of the solid particles carried along in the liquid allowed in such a way that parts not suitable for the hydrocyclones in the area of the Partition wall 4 to the underflow chamber 7 are deposited in advance. d-robe parts that one Damage to the screw conveyors 15 and 16 could result, are so in a gutter 24.
Das Verfahren gemäß der Erfindung und die beschriebene Vorrichtung lassen sich besonders vorteilhaft zur AuSbereitung von Schmier- und Kühlflüssigkeit verwenden, wie sie bei spanabhebenden Werkzeugen, insbesondere Schleifmaschinen, verwendet wird, und die eine Emulsion ist, deren @ischungsgrad in den @yklonen nicht beeinträchtigt wird.The method according to the invention and the device described can be particularly advantageous for the preparation of lubricants and coolants use like they in metal-cutting tools, in particular Grinding machines, is used, and which is an emulsion whose degree of mixture is not affected in the @cyclones.
Die Vorlrichtung oder anlage zur Durchführung des Verfahrens kann auf verschiedene uVeise abgewandelt werden. Die drei Kammern müssen nicht in einem gemeinsamen Behälter ausgebildet sein, sondern könnten auch durch drei getrenn-@e @ehälter gebildet sein, die lediglich in ihrer konstrukiven ausbildung diesem @ehälter entsprechen.The device or system for carrying out the method can can be modified in different ways. The three chambers do not have to be in one be formed common container, but could also be separated by three @ e @ container be formed that only in their constructive training this @ container correspond.
Claims (5)
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1967
- 1967-04-05 DE DE1642826A patent/DE1642826B2/en active Pending
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