DE1775198A1

DE1775198A1 - Spruehventil fuer Anlagen zur Behandlung von Fluessigkeiten oder Gasen

Info

Publication number: DE1775198A1
Application number: DE19681775198
Authority: DE
Inventors: Bucci Savino Aloysius; Peterson Henry William
Original assignee: Worthington Corp
Current assignee: Worthington Corp
Priority date: 1967-10-26
Filing date: 1968-07-16
Publication date: 1971-07-22
Also published as: GB1188266A; ES354130A1; US3540473A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sprühventil für Anlagen zur Behandlung oder sonstiger Führung von Flüssigkeiten oder Gasen, die einen Sprühventilträger aufweisen, wobei das Sprühventil normalerweise geschlossen ist und durch den Mediumsdruck in der Anlage zu öffnen ist.

Derartige SprühventiLe, wie sie beispielsweise aus don US-Patentschriften 2 ¹JWj O'ii, 2 888 Ü37 und 2 bVi ib'i hervorgehen, werden üblicherweise aus Gutlteilen und/oder spanhebend geformten Teilen zusammengesetzt und sind deshalb kostspielig, Weiterhin haben sie den Nachteil, daß sie ein instabiles Botriebsverhalten zeigen. Die Vibrationen

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stören nicht nur die Funktion sondern führen auf die Dauer auch zur Lockerung oder Lösung der Befestigungseinrichtungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sprüh— ventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das diese Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll nach der Erfindung ein Sprühventil geschaffen werden, das von relativ einfachem und kostengünstigem Aufbau unter Verwendung gestanzter und gepreßter Teile ist und mit Sieherungseinrichtungen versehen ist, die das Ventil im Betrieb absolut vibrationssicher machen. Das aus gestanzten und gepreßten Teilen bestehende Ventil soll selbstreinigende, unkritische, eindeutige Sitzeigenschaften haben, so daß ein Verklemmen des Ventils unter dem Einfluß von in die bewegten Teile sich einsetzenden Fremdkörpern, ein verbogener Ventilschaft oder andere Betriebsprobleme ausgeschlossen sind. Weiterhin soll ein verbessertes Sprüh— ventil aus gestanzten und gepreßten Teilen geschaffen werden, das sich zur Anbringung sowohl an ebenen als auch gekrümmtenFlächen eignet. Schließlich soll die Erfindung ein Sprühventil aus gestanzten und gepreßten Teilen schaffen, das von besonders dauerhafter Konstruktion ist, wodurch lange, wartungsfreie Betriebsperioden gewährleistet werden.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht vor allem darin, daß es einen gestanzten und gepreßten Ventilkörper mit einem Befestigungsflansch zur Befestigung des Ventils an dem Sprühventilträger besitzt, der eine verhältnismäßig weite Ventilöffnung, die von einem an dem Ventilkörper

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geformten Ventilsitz umgeben ist, und eine Führungseinrichtung für einen Ventilschaft aufweist, die unter Bildung einer Mehrzahl von Durchströmöffnungen vorbei an der Fiihrungseinrichtung zu der Ventilöffnung in den Ventilkörper geformt ist; daß in der Führungseinrichtung ein Ventilschaft verschiebbar gehalten ist, an dem ein Ventilteller von gebogener Form derart zu gemeinsamer Bewegung angebracht ist, daß er mit dem Ventilsitz die Ventilöffnung«« schließend bzw. öffnend zusammenwirkt, und daß eine feder— elastische Einrichtung um den Ventilschaft herum angeordnet ist, die einerseits mit dem dem Ventilteller abgewendeten Ende des Ventilschaftes verbunden ist und andererseits auf den Ventilkörper in der Weise wirkt, daü der Ventilteller in Anlage an den Ventilsitz und damit das Sprühventil normalerweise geschlossen gehalten sind.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines besonders vorteilhaften Aus— führungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Teilansicht eines ein strömendes Medium enthaltenden Sys tent* die ein erfindungsgemäües Sprühventil in montierter Stellung an einer flachen Trennwand veranschaulicht;

Fig. 2 ist ein Vertikalschnitt durch ein solches Sprühventil;

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf ein Sprühventil, aus der auch die das Ventil befestigenden und sichernden Einrichtungen in der gesicherten Stellung ersichtlich sind;

Fig. k ist ein Querschnitt gemäß Linie h~k der Fig. 3; Fig. 5 stellt einen Teil des Ventilkörpers in der Form des in Fig. 2 gezeigten Ventils mit den Sicherungseinrichtungen in deren nicht sichernder Stellung dar; -. 3 „

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Fig. 6 ist eine perspektivische Teilansicht der

Sicherungseinrichtungen gemäß Flg. 5 in ihrer offenen, d.h. nicht sichernden Stellung;

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch de» V-föraigen Dichtring, der in der Ventilkonstruktion nach Fig. 2 und 3 Verwendung findet und

Fig. 8 veranschaulicht das Ventil in weatierter

Stellung an einer gekrümraten Trennwand eines der Anlage zugehörigen feile.

In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 ein Bruchstück eines allgemein mit 1 bezeichneten, von einem Gas oder einer Flüssigkeit durchströmten Systems, das eine Trennwand

™ oder einen Ventilträger 2 enthält, in welchem eine Öffnung 3 zur Aufnahme eines allgemein mit 10 bezeichneten Sprühventils geformt ist, das erfindtmgsgenäß aufgebaut ist.

Das Ventil 10 schließt einen Ventilkörper 11 ein, der aus Blech gestanzt und gepreßt ist, zu eimer Fora, die im einzelnen aus Fig. 2 und 3 hervorgeht.

Wie ersichtlich, ist der Ventilkörper Ii in seinem mittleren Bereich derart nach innen gezogen, daß er dort eine VentHoffnung, die allgemein mit 12 bezeichnet wird,

^ eine ringförmige Schulter 13, eine Querwand Ik BBd ein Paar von sieh seitlich erstreckenden, radial von den die Schulter 13 bildenden Teil vorspringenden Befestigungsflanschen 15 bzw. 16 bildet. Die seitlichen Flansohen 15 und 16 enthalten Öffnungen, wie die Öffnungen 17 und 18, zur Aufnahme von Sohraubelenenten 19, 20, dl« sieh durch sie in Schraublöcher 21 und 22 in der Tr*ea««ad 2 der Anlage erstrecken.

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Die Schulter 13 ist mit solchen Abmessungen geformt, daß sie mit der Öffnung 3 in der Trennwand 2 passend zusammen wirkt.

In dem Ventilkörper Ii ist zwischen den Befestigungsflanschen 15 und 16 und der Ringschulter eine Ringnut 23 so geformt, daß ein Ring 2k (Fig. 2 und 7) von V-Profil, der aus einem Elastomer besteht, während der Montage zwischen der inneren oder äußeren Fläche des Ventilkörpers 11 und der Trennwand oder flachen Fläche 2, an der das Ventil 10 angebracht wird, eingelegt werden kann.

Die Querwand Ik wird während der Formgebung so gestanzt, daß sie eine Schwenkbewegungen ermöglichende Einrichtung zur Führung eines Ventilschafts darstellen kann, wie sie allgemein in der Mitte dieser Querwand angedeutet ist. Die Führungseinrichtung umfaßt eine ringförmige Nabe 26 mit einer den Ventilschaft aufnehmenden Öffnung 27, die eine relativ geringe Länge oder Ausdehnung für die im folgenden beschriebenen Zwecke aufweist.

Die Nabe 26 ist über speichenartige Teile 28 mit den äußeren Dereichen der Querwand Ik nahe der Ringschulter verbunden. Zwischen jedem Paur von Teilen 28 und dem zugehörigen Abschnitt der Querwand Ik befindet sich, wie in Fig. 3 gezeigt, eine Öffnung von einer Vielzahl von Öffnungen 29a, 29b, 29c und 29d, so daß das Medium an der Führungseinrichtung 25 für den Ventilschuft vorbei und durch die Ventilöffnung 12 in dem Ventilkörper 11 während des Betriebs des erfindungsgemäßen Ventils hindurchströmen kann.

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Auf der Außenseite des Ventils bildet sich an der Stelle, an der die Ringschulter 13 nach innen gebogen ist, ein Ventilsitz 30, der mit einem Ventilteller oder -kopf 31 zusammenwirkt, der mit einem Ventilschaft 32 verbunden ist, der sich in der gezeigten Weise durch die Führungseinrichtung 25 für den Ventilschaft nach oben erstreckt.

Der Ventilteller oder -kopf 31 ist ebenfalls ein Stanzteil, das konvex-konkave Form einfacher Art zur Bildung einer Liniendichtung besitzt und ströaungs— günstigen Durchfluß des Mediums an dem Ventilteller vorbei während des Betriebs des Sprühventils 10 gestattet.

Der Ventilschaft 32 ist an seinem Ende, das dem mit dem Ventilteller 31 verbundenen Ende abgewendet ist, mit einem Federteller 33 verbunden, so daß eine Feder 34 von verhältnismäßig großem Durchmesser, die um den Ventilschaft 32 herum angeordnet ist, mit ihrem einen Ende gegen den Federteller 32 und mit ihrem anderen Ende gegen die Querwand 14 des Ventilkörpers il in der Weise wirken kann, daß der Ventilteller 31 normalerweise in Anlage an dem Ventilsitz 30, d.h. also geschlossen, gehalten wird. Die Feder 34 hat verhältnismäßig großen Durchmesser, der näherungsweise dem des erfindungsgemäßen Ventils entspricht, obwohl die Ventilführungseinrichtung verhältnismäßig kurz ist.

Die relativ geringe Ausdehnung der Führungseinrichtung 25 für den Ventilschaft ist in verschiedener Hinsicht von besonderer Bedeutung. Erstens erlaubt sie dem Ventilschaft 32 während des Betriebs Sohwenkbewegungen,

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wobei durch die gemeinschaftliche Wirkung der Feder 34, des gerundeten Ventiltellers 31 und der Schwenkbewegungen gestattenden Führungseinrichtung 25 die üblichen Ventilführungen überflüssig werden, die bislang zur Stabilisierung der Bewegung des Ventilschafts allgemein verwendet werden. Zweitens verhütet »ie ein Verklemmen des Ventils, da ein Verbleiben von Fremdkörpern zwischen dem Ventilschaft 32 und der Führungseinrichtung 25 oder der Öffnung 27 in der Nabe der Führungseinrichtung höchst unwahrscheinlich ist. Drittens vermindert sie den Klemmeffekt eines ggf. verbogenen Ventilschafts, falls so etwas während des Betriebs ä der Anlage oder Vorrichtung auftreten sollte.

Weiterhin schafft diese Konstruktion genügend große Öffnungen 29a, 29b, 29c und 29d, um den Druckabfall am Ventilsitz 30 in dessen offener Stellung zu verringern, so daü die zur Förderung des Mediums durch das Ventil erforderliche Pumpe kleiner als die in bekannten Vorrichtungen verwendete Pumpe sein kann.

Wenn der durch die Öffnungen 29a, 29b, 29c und 29d in dem Ventil wirkende Flüssigkeitsdruck ausreichende Höhe besitzt, öffnet er den Ventilteller 31» wobei der Druck, bei dem dies eintritt, bekannterweise eine Funktion der Stärke der Feder 3k ist.

Die V—Ring-Dichtung 2k besteht aus einem Elastomer,und wie man aus Fig. 7 ersehen kann, besitzt konvex—konkave Form, so daß sie Schenkel 35 und 36 aufweist, die sich schmaler oder gespreizter einstellen können je nach den durch die Schraubelemente I9 und 20 ausgeübten Kräften, die zur Befestigung des Ventilkörpers 11 an der Trennwand 2 dienen.

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Weiterhin kommt die dem Elastomerteil 24 Innewohnende Spreizbarkeit zur Wirkung, wenn, wie ia Pail der Fig. 8 der Zeichnung, der Ventilkörper 11 an einer etwas gekrümmten Trennwand 2* anzubringen ist, indem es sich so spreizen kann, daß es sich ohne weiteres der inneren oder äußeren Fläche des Ventilkörpers 11 anpaßt und! dieselbe in der montierten Stellung trotz der Krümmung der Trenn» wand abdiohtet.

In Anlagen, in denen Ventile dieser Art verwendet werden, beobachtet man, daß die zur Befestigung benutzten Schraubelemente 19 und 20 sich lösen, »o daß die Ventile abfallen können, wenn nicht besondere Einrichtungen zur Sicherung dieser Sohraubelemente in der Montagestellung vorgesehen sind. Durch die vorliegende Erfindung wird dieses Problem dadurch überwunden, daß geeignete Sicherungen einrichtungen zum Halten des Ventile in der Montierten Stellung vorgesehen sind,

Sioherungseinriohtnngen

Gemäß der Erfindung sind die Sicherungseinrichtungen von vornherein vorgesehen und gleichzeitig mit dem übrigen Stanzen bzw. Pressen des Ventilkörpers geformt. Demgemäß bestehen die Sicherungseinriohtungen, nie man am besten aus Fig. 3 bis 6 erkennt, aus eine« Paar Abstand voneinland er aufweisender, verformbarer Sioherungsxungen 40 und 41, die aus einem Stück mit demBefestlgungsf1ansQh 15 geformt sind und sich von diesem erheben, und eine« gleichen Paar Abstand voneinander aufweisender, verformbarer Sioherungszungen 42 und 43, die aus eine« Stück «It dem Befestigungsflansoh 16 geformt sind und sich von diese» ... „... ,._;Ä,- , «· 8 «· · ■

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erheben.

Pig. 5 und 6 zeigen die Zungen 42 und 43 vor ihrer Verformung in die Sicherungsstellung, während Fig. 3 sie zeigt, nachdem sie zur Sicherung der Schrauben 19 und 20 in der montierten Stellung verfornit sind und Lösung der letzteren infolge Drehung sicher verhindern» Dies ist in einer vergrößerten Teilansicht in Fig. 4 dargestellt, in welcher die Sicherungszunge 40 im Zusammenwirken mit dem Schraubelement 19 dargestellt ist.

Bei der Montage des Sprühventils 10 an der Trennwand 2 oder 2* wird der elastische Ring 24 in die Nut 23 eingesetzt. Der mittlere Bereich, der von der Schulter 13 gebildet wird, dient zur Zentrierung des Ventils in der Öffnung 3 der Trennwand 2 oder 2¹, und die Schraubelemente 19 und 20 werden dann in die Gewindelöcher der Trennwand eingeschraubt, um den Elastomerteil 24 in Anlage an der äußeren oder inneren Fläche der Trennwand 2 oder 2* zu bringen, wonach ausreichender Druok auf den Ventilkörper 11 zur Spreizung der Schenkel 35 und 36 des Elastomerteils 23 in dem Maße ausgeübt wird, daß eine Abdichtung um die Öffnung 3 oder 3* in der Trennwand 2 oder 2* erzielt wird.

Nachdem die Schraubelemente 19 und 20 so eingestellt wurden, daß das Sprühventil 10 ordnungsgemäß montiert ist, werden die Sicherungszungen 40, 41, 42 und 43 verformt, bis sie mit den zugehörigen Köpfen der Schraubelemente 19 und 20 zusammenwirken und nach dieser Verformung mit Sicherheit die Elemente 18 und 19 daran hindern, sioh aus der eingestellten Lage herauszudrehen.

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Es wird so ein einfaches, leicht herzustellendes Sprühventil geschaffen, das im Vergleich mit entsprechenden bekannten Ventilen zu sehr geringen Kosten hergestellt werden kann und das darüber hinaus die Nachteile der bekannten Ventile dadurch vermeidet, daß es mit Sicherheit unlösbar und vibrationsfrei an einer Trennwand, an der der Ventilkörper zu befestigen ist, angebracht werden kann. Im einzelnen wurde im Ilinblick auf die tatsächlich er— heblichen Kostenersparnisse, die durch Verwendung gestanzter und gepreßter Ventile nach der Erfindung möglich gemacht sind, eine eingehende und sorgfältige Kosten— studie für die Kosten der erfindungsgemäßen Ventile in Anwendung bei einer bestimmten Wasserbehandlungsanlage erstellt, aus der sich ergab, daß diese Kosten geringer sind als 10 ^c/o der Kosten der bislang benutzten, spanhebend bearbeiteten Ventile, woraus sich klar ergibt, daß die Kosten je Ventil um mehr als 90 % durch Verwendung der erfindungsgemäßen Ventile gesenkt wurden» Weiterhin ging aus dieser Studie hervor, daß die unempfindliche und zuverlässige Konstruktion des erfindungsgemäßen Ventils, die zu—dem größere Mengenströmung pro Ventil gestattet, bei dieser Wasserbehandlungsanlage eine Verminderung der Zahl benötigter Ventile von mehr als 30 % ermöglichte.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die besondere Konstruktion oder Teileanordnung beschränkt ist, wie sie im Ausführungsbeispiel gezeigt ist, sondern daß sie vielmehr innerhalb des sich daraus ergebenden Erfindungsgedankens modifiziert werden kann.

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Claims

Patentansprüche

1) Sprühventil für Anlagen zur Behandlung oder sonstiger Führung von Flüssigkeiten oder Gasen, die einen Sprühventilträger aufweisen, wobei das Sprühventil normalerweise geschlossen ist und durch den Mediumsdruck in der Anlage zu öffnen ist, dadurch gekennzeichnet, daß es einen gestanzten und gepreßten Ventilkörper (l|.) mit einem Befestigungsflansch (15, 16) zur Befestigung des Ventils an dem Sprühventilträger (2) besitzt, der eine verhältnismäßig weite Ventilöffnung, die von einem an dem Ventilkörper geformten Ventilsitz (30) umgeben ist, und eine Führungseinrichtung (26) für einen Ventilschaft (32) aufweist, die unter Bildung einer Mehrzahl von Durchströmöffnungen (29a — d) vorbei an der Führungseinrichtung zu der Ventilöffnung in dem Ventilkörper geformt ist; daß in der Führungseinrichtung ein Ventilschaft (32) verschiebbar gehalten ist, an dem ein Ventilteller (31) von gebogener Form derart zu gemeinsamer Bewegung angebracht ist, daß er mit dem Ventilsitz (30) die Ventilöffnung schließend bzw. öffnend zusammenwirkt, und daß eine federelastische Einrichtung (34) um den Ventilschaft herum angeordnet ist, die einerseits mit dem dem Ventilteller abgewendeten Ende des Ventilschaftes verbunden ist und andererseits auf den Ventilkörper in der Weise wirkt, daß der Ventilteller in Anlage an dem Ventilsitz und damit das Sprühventil normalerweise geschlossen gehalten sind.

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2) Sprühventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung für den Ventilschaft (32) eine zentral angeordnete Nabe (26) mit einer Öffnung (27) darin zur verschiebbaren Aufnahme des Ventilschafts und eine Mehrzahl von radialen Halterungen (28), die einerseits mit der Nabe und andererseits mit den Ventilkörper (ll) in Entfernung von dem Ventilsitz verbunden sind, aufweist, wobei die Wand - ongen der Nabenöffnung (27) nur geringe Oberflächenberührung mit dem dadurch während des Betriebs des Spriihventils schwenkbeweglichen Ventilschaft (32) haben.

3) Sprühventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die federelastisohe Einrichtung (34) einen Durchmesser hat, der zur Stabilisierung der Bewegung des Ventiltellers (31) i«n Zusammenwirken mit der Führungseinrichtung (26) für den Ventilschaft näherungsweise dem Durchmesser des Ventiltellers entspricht.

4) Sprühventil nach einem der Ansprüche 1 — 3, dadurch gekennzeichnet, daß es außerhalb der Vent Hoffnung eine zwischen dem Ventilkörper (ll) und den Sprühventilträger (2) liegende und das Sprühventil gegenüber den Sprühventilträger abdichtende, elastische Dichtung {2k) aufweist.

5) Sprühventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (24) zur Aufrechterhaltung der Dichtheit zwischen dem Sprühventil (lO) und dem Sprühventilträger (S) zwei auseinanderspreizbar und an dem Sprühventilträger anliegende Sohenkel (35, 3b) aufweist.

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6) Sprühventil für Anlagen zur Behandlung oder sonstiger Führung von Flüssigkeiten oder Gasen, die einen Sprühventil— träger aufweisen, wobei das Sprühventil normalerweise geschlossen ist und durch den Mediumsdruck in der Anlage zu öffnen ist, dadurch gekennzeichnet, daß es einen gestanzten und gepreßten Ventilkörper (11) mit einem Befestigungsflansch (15, 16) besitzt, der wenigstens eine VentHoffnung, die von einem an dem Ventilkörper (il) geformten Ventilsitz (30) umgeben ist, und eine im Ventilkörper geformte Führungseinrichtung (26) für einen Ventilschaft (32) aufweist, daß in f der Führungseinrichtung ein Ventilschaft verschiebbar gehalten ist, an dem ein Ventilteller (3i) angebracht ist, der mit dem Ventilsitz die Ventilöffnung öffnend oder schließend zusammenwirkt, und daß mit dem Befestigungsflaneoh (15, 16) Befestigungseinrichtungen (19, 20) zur Befestigung des Sprühventile an dem Sprühventilträger (2) der Anlage zusammenwirken, wobei Sicherungsvorrichtungen (40 - 43) vorgesehen sind, die mit den Befestigungseinrichtungen diese und damit die Lage des Sprühventils an den Sprüh— t

ventilträger sichernd zusammenwirken.

7.) SprUhventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsvorrichtungen Sioherungszungen (40 - 43) uefassen, die aus dem Befestigungeflansoh (15* 16) ausgestanzt sind.

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β.) Sprühventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daü die Sicherungszungen (40 ~ 43) an Stellen in der Nähe der Befestigungseinrichtungen (19» 20) ausgestanzt sind und sich vom Befestigungsflansch zur sicheren Verriegelung der Befestigungseinrichtungen bis in Kontakt eit diesen erstrecken.

9.) Sprühventil nach Anspruch 6_V dadurch gekennzeichnet, daß es außerhalb der VentHoffnung eine zwischen dee Ventil— körper (11) und dem Sprühventilträger (2) liegende und das Sprühventil gegenüber dem Sprühventilträger abdichtende, elastische Dichtung (24) aufweist.

10.) Sprühventil nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (24) zur Aufrechterhaltung der Dichtheit zwischen dem Sprühventil (1O) und den Sprühventilträger (2) zwei auseinanderspreizbar und an dem Sprühventilträger anliegende Schenkel (35» 36) aufweist.

11 ο) SprUhventil nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Befestigungsflansch (15» 16) Befestigung»— einrichtungen (19, 20) zur Befestigung des Sprühventil· an dem Sprühventilträger (2) der Anlage zusammenwirken, wobei Sicherungsvorrichtungen (40 - 43) vorgesehen sind, die alt den Befestigungseinrichtungen diese und damit die Lage des Sprühventils an des Sprühventil« träger sichernd zusammenwirken.

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