DE1951574A1

DE1951574A1 - Zentrifugiereinrichtung

Info

Publication number: DE1951574A1
Application number: DE19691951574
Authority: DE
Inventors: Amero Clifford Leonard
Original assignee: Bird Machine Co Inc
Current assignee: Bird Machine Co Inc
Priority date: 1968-10-15
Filing date: 1969-10-13
Publication date: 1970-04-23
Also published as: BR6913328D0; GB1220430A; SE355304B; FR2030057B1; US3532264A; CH496478A; FR2030057A1

Description

8l28-69/Dr.v.B/Bru

U.S.Ser.No. 767,724
filed: October 15,1968

Bird Machine Company, South Walpole, Mass.(V.St.A.)

Zentrifugiereinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifugiereinreichung mit einer zum Verarbeiten schlammartiger Massen oder Suspensionen bestimmten Zentrifuge,.--die eine umlaufende Trommel₉ Mittel zum kontinuierlichen Zuführen des Zentrifugiergutes in die Trommel, eine innerhalb der Trommel und bezüglich dieser drehbar angeordnete Transportvorrichtung zum kontinuierlichen Austragen einer ersten, feste Bestandteile enthaltenden Fraktion der Masse, die zur Trommel hin abgeschieden wird, und einen Auslass zum kontinuierlichen Ablassen einer zweiten, weitere feste Bestandteile enthaltenden Fraktion aufweist.

Es hat sich gezeigt, dass für viele Verwendungszwecke einer Zentrifuge der genannten Art die Regelung der Tiefe des Suspensionsstandes oder Sumpfes ausserordentlich wichtig ist und für eine zufriedenstellende Arbeitsweise sogar entscheidend sein kann. Durch die Tiefe des Sumpfes wird der Anteil an festen Bestandteilen aller abgetrennten Fraktionen beeinflusst. Normalerweise hat man zwei solche Fraktionen, nämlich eine, welche die an der Trommel abgeschiedenen festen Bestandteile enthält,

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und die im folgenden als "Peststoff-Fraktion" bezeichnet werden soll, und eine restliche Fraktion, die als "Ablauffraktion" bezeichnet werden soll. Es können natürlich auch drei oder mehr Fraktio- j

!- nen gesondert abgezogen werden.

Die normale Wirkung einer Zunahme der Sumpftiefe besteht darin, daß der Anteil an feineren und leichteren Partikeln in der Feststoff-Fraktion ansteigt. Dadurch wird die Dickflüssigkeit dieser Fraktion verringert, oder, anders ausgedrückt, ein nasserer Kuchen erhalten. Abnahme der Sumpftiefe hat normalerweise die entgegengesetzte Wirkung. Die Regelung der Sumpftiefe ist deshalb ein wirksames Mittel zum Regeln der Dickflüssigkeit, der Fraktionen.

Zentrifugen mit einer manuell zu betätigenden Einstellvorrichtung für die Tiefe des Sumpfes bei laufender Zentrifuge sind bekannt. Eine solche Zentrifuge ist in der USA-Patentschrift Nr. 3 279 688 beschrieben; sie enthält einen zum Variie- !

ren der Sumpftiefe manuell einstellbaren Abnehmer, der die Ablauf-¹

s ί

fraktion entfernt. Solche Zentrifugen werden gewöhnlich beim In- \ betriebsetzen auf eine für das zu verarbeitende Material ausreichende Sumpftiefe eingestellt und in derselben Einstellung belassen, bis Schwankungen in der Einspeisungsgeschwindigkeit, in der Dickflüssigkeit oder Zusammensetzung der Hasse oder sonstige Veränderungen auftreten, welche den Betrieb der Zentrifuge bei dieser Einstellung unannehmbar werden lassen. Es kann dann eine neue Einstellung vorgenommen werden; dann können aber bereits nachteilige Folgen hinsichtlich der in bestimmten Grenzen zu haltenden Dickflüssigkeit einer Fraktion der Zentrifuge eingetreten sein. Selbst die wenigen Betriebe, die eine laufende manuelle Regulierung der Arbeitsweise der Zentrifugen ausführen, wobei zur Beurteilung der Arbeitsweise periodisch Analysen durchgeführt werden, haben grosse Schwierigkeiten mit der Einhaltung der Einstellung der Sumpftiefe bei Schwankungen der Einspeisungsverhältnisse.

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ORiQlNAt JNSPgCTED

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer solchen Zentrifugiereinrichtung mit einer Regeleinrichtung zum selbsttätigen Regulieren der Arbeitsweise, der Zentrifuge in der Weise, daß diese dauernd mit ihrem maximalen Wirkungsgrad bezüglich der Abtrennung der festen Bestandteile arbeitet, und zwar trotz auftretender Schwankungen der Einspeisungsgeschwindigkeit, der Konzentration und der Zusammensetzung der Suspension oder des Schlammes, und die ferner auch mit einem Minimum an chemischen Zusätzen arbeiten kann, falls solche zur Verbesserung der Trennwirkung verwendet werden.

Die Zentrifugiereinrichtung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Einstellen verschiedener Sumpftiefen bei laufender Zentrifuge, eine Fühleinrichtung zum Bestimmen der Dickflüssigkeit (Konsistenz) oder des Gehaltesan festen Bestandteilen (Feststoffgehaltes) mindestens einer der Fraktionen und zum Erzeugen entsprechender Anzeigen sowie eine Tiefenregelvorrichtung, welche die Tiefe des Sumpfes durch Einwirkung auf die Mittel zum Einstellen der Sumpftiefen nach Mass-· gäbe der Anzeigen der Fühleinrichtung regelt, vorgesehen sind.

Wenn es erforderlich ist, die Konsistenz der. Festkörperfraktion innerhalb eines bestimmten Bereiches zu halten, wie dies gewöhnlich der Fall ist, dann wird vorzugsweise die Arbeitsweise der Tiefenregelvorrichtung mindestens anfänglich durch Signale einer Analysiervorrichtung geregelt, welche die Konsi^ stenz der Festkörperfraktion bzw. eines repräsentativen Teils derselben ermittelt, und zwar vorzugsweise kontinuierlich. Wenn die Dickflüssigkeit der Feststoff-Fraktion die einzige Regelgrösse ist, dann stellt solch eine Regeleinrichtung die Tiefe des Sumpfes bei Inbetriebnahme auf einen Wert ein, der eine- innerhalb des vorgeschriebenen Konsistenz-Bereiches liegende Festkörperfraktion erzeugt, und ändert die Tiefe derart, daß bei Änderung der Variablen die vorgeschriebene Konsistenz erhalten bleibt.

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Jedoch ist meist die Konsistenz der anderen Fraktion bzw. Fraktionen ebenfalls wichtig, und sie wird ebenfalls durch Änderungen der Tiefe des Sumpfes beeinflusst.

Aus diesem Grunde umfasst eine bevorzugte Ausführungs from dererfindungsgemässen Einrichtung ebenfalls eine Analysiervorrichtung für eine weitere Fraktion. Gewöhnlich ist die Ablauffraktion die einzige weitere Fraktion; die Analysiervorrichtung dient dann auch dazu, die Konsistenz dieser Fraktion oder einer repräsentativen Probe derselben zu bestimmen. Die dabei entstehenden Signale kann man verwerten, um die Einstellvorrichtung für die Sumpftiefe in dem Sinne zu ändern, daß in der | Fraktion eine günstigere Konsistenz entsteht, solange die Kon- ^! sistenz der Feststoff-Fraktion innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen bleibt. Diese Einrichtung, bei welcher die Analysiervorrichtung anfänglich so wirkt, daß die Konsistenz der Feststoff-Fraktion in den vorgegebenen Grenzen bleibt, wird vorzugsweise verwendet, mit Ausnahme von Fällen, wo die Konsistenz diese Fraktion weniger wichtig ist. In solchen Fällen kann die andere Analysiervorrichtung eine grössere Rolle spielen. |

in vielen Fällen ist ein Zusatz an chemischen Mitteln zum Schlamm, entweder periodisch oder laufend, erforderlich, um '■. die Einstellung der Zentrifuge auf die gewünschte Trennwirkung ; zu fördern. Ein solches chemisches Mittel, gewöhnlich eines der vielen marktgängigen Ausflockungsmittel, oder eine Mischung derselben, bewirkt eine Flockenbildung der feinen, leichten Partikel; solche Flocken werden durch die Zentrifugalkraft leichter mit der Feststoff-Fraktion abgeschieden. Dadurch wird nicht nur der Feststoff-Gehalt der anderen Fraktion verringert, sondern auch eine nassere Festkörperfraktion geringerer Konsistenz erzeugt. In den Fällen, wo Chemikalien verwendet werden, erfolgt vorzugsweise eine selbsttätige Regelung der Einspeisungsgeschwindigkeit der Chemikalien mit Hilfe beider Analysiervorrichtungenj es ergibt sich dabei ein erheblicher Vorteil, indem

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die Menge der zugeführten teuren Chemikalien auf einem Minimum
gehalten werden kann, welches allen Anforderungen hinsichtlich
der Arbeitsweise der Zentrifuge entspricht.

Im folgenden wird die Einrichtung der Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt dner Zentrifuge mit einer -j Einstellvorrichtung für die Tiefe des Sumpfes gemäss der I

USA-Patentschrift Nr. 3 279 688, Fig. l-3b, mit einigen

Abänderungen und Ergänzungen zum Zwecke einer selbstätigen
Steuerung der Einstellvorrichtung und Regelung einer Zugabe von Chemikalien,

Fig. 2 ein Schema einer Zehtrifugiereinrichtung mit einer Zentri- ι

fuge gemäss Fig. 1 und der zugehörigen Regeleinrichtung, j

Fig. 3 ein Schaltbild für die Einrichtung gemäß Fig. 2 und !

Fig. 4 ein Schaltbild einer gegenüber Fig. 3 modifizierten Regel- ! einrichtung. I

Die in Fig. 1 dargestellte Zentrifuge hat ein Gehäuse 10, ! das an einem Ende mit einer Kammer 12 versehen ist, die zur ■; Aufnahme und zum Austragen der Feststoff-Fraktion dient. Die Zentrifuge weist eine kontinuierlich umlaufende Trommel 14 mit mas- ' siver (nicht durchbrochener) Wand auf, die aus einem zylindri- j sehen und einem sich zum Auslaßende zu verjüngenden, kegelstumpfförmigen Teil besteht. Eine Endscheibe der Trommel ist fest
mit einer hohlen Antriebswelle 16 verbunden, die von einer nicht

dargestellten Antriebsvorrichtung angetrieben wird. Das andere ! Ende der Trommel ist durch einen Speichenstern 18 mit einer ₍ Hohlwelle 20 verbunden, die in einem an einem Ständer 24 montier- j ten Drehlager 22 gelagert ist.

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In der Trommel 14 ist· eine Fördervorrichtung in Form einer Schnecke angeordnet, die eine hohle Nabe 26 mit einem geschlossenen Ende aufweist, welches fest mit einer Antriebswelle 28 verbunden ist. Diese ist innerhalb der Antriebswelle 16 drehbar gelagert; sie wird mit etwas geringerer Drehzahl als die der Trommel, jedoch im selben Drehsinn wie diese über ein nicht dargestelltes, mit der Antriebswelle 16 verbundenes Differentialgetriebe angetrieben. Das andere Ende der Nabe 26 trägt einen Innenflansch 30 mit einer Gleithülae, die drehbar auf einer Lagerhülse 32 angeordnet ist, in welcher eine an der Trommelwelle 20 angesetzte Lagerbuchse drehbar ist. An der Nabe 26 ist mindestens eine Schnecke 36 befestigt, die von einem Ende der Nabe zum anderen Ende verläuft und deren Umfangskante sich nahe an der Innenfläche der Trommel befindet.

Die Schneckenhabe 26 trägt nahe an dem kegeistumpfförmigen Teil der Trommel ein dosenförmiges Gebilde 38, das sich in radialer Richtung bis nahe an die Innenfläche der Trommel erstreckt und eine Einlassöffnung 40 aufweist. Ein Abnehmer 42 mit Einlaßöffnung 44 hat einen Ringflansch 46, der an exzentrischen Flanschen 48 einer Hohlwelle 50 montiert ist, die koaxial durch die Trommelwelle 20 hindurchgeht und fest mit einem am Ständer 24 montierten Haltering 52 verbunden ist. Der Abnehmer entfernt aus dem Sumpf die Ablauffraktion, die durch öffnungen in die Hohlwelle 50 eintritt, von wo sie durch das Ablaufrohr 56 abfliesst. Der Abnehmer 42 kann auf dem exzentrischen Flansch 48 gedreht werden, wodurch sein Abstand von der Trommel und damit die Sumpftiefe eingestellt wird. Zum Drehen der Exzenter dient ein Block 58 auf einem drehbaren Abschnitt 60 des Zuleitungsrohres, der durch die Hohlwelle 50 hindurch zu einem drehbaren Halter 62 verläuft, sowie eine bekannte Führungskeil- und Gleitverbindung 64 (US- PS 3 279 688). Das Auslaßende des Rohrabschnittes 60 befindet sich in einer Kammer 66 am Ende der Schnecken nabe 26. Der Rohrabschnitt 60 wird zum Einstellen des Abnehmers und damit der Tiefe des Sumpfes gedreht und zwar mittels eines

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Schneckenrades 68, das fest an einem drehbaren Halter 62 montiert ist, und einer drehbar im Getriebekasten 72 gelagerten Schneckenwellen 70.

Die im vorangehenden beschriebene Vorrichtung ist aus der US-PS 3 279 688 beschrieben, aus der weitere Details entnommen werden können. Modifikationen im Hinblick auf die vorliegende Erfindung sind ein Samme!trichter 7*1, der an einer Wand der Kammer 12 an einer solchen Stelle montiert ist, daß er dauernd , einen repräsentativen Teil der ausgetragenen Festkörperfraktion | für Zwecke der Analyse aufnimmt. Der Sammeltrichter fk entleert sich durch eine Auslaßöffnung 76 in ein nur teilweise dargestelltes Rohr 78. Durch dieses Rohr wird die Fraktion zu einer Analysiereinrichtung gepumpt, die noch beschrieben werden wird, und zum Trichter 12 über ein teilweise dargestelltes Rohr 80 zurückgeführt. Vom Ab lauf rohr 56 sseigt ein teilweise dargestelltes Auslaßrohr 82 ab, durch das ein repräsentativer Teil der Ablauffraktion zur Analysiereinrichtung gepumpt wird, der über ein Rücklaufrohr 84 zum Ablaufrohr 56 zurückgeführt wird.

Der Abschnitt 60 des Züführungsrohrs für die Suspension, der sich über den drehbaren Halter 62 hinaus erstreckt, ist drehbar mit dem einen Ende eines feststehenden T-Rohrstückes 68 gekuppelt, welches mit einer nicht dargestellten Suspensionsquelle verbunden ist. Ein kleineres Zuführungsrohr 88 für Flockungsmittel oder andere Chemikalien, welches durch das andere, geschlossene Ende des T-Stückes 86 hindurchgeht, ist drehbar mit einem Rohrabschnitt 88¹ gekuppelt, der koaxial durch den Abschnitt 60 hindurch zu einer Auslaßöffnung in der Wand dieses Abschnittes und von da in eine Kammer 90 der Schnebkennabe 26 führt, die unmittelbar neben der Suspensions-Zuführungskammer 66 angeordnet ist und Düsen 92 zum Einleiten der Chemikalien in den Sumpf der Trommel aufweist. Das in der USA-Patentschrift Nr. 3 279 688 dargestellte Handrad, das zur Betätigung der Welle 70 dient, ist durch einen reversierbaren Elektromotor mit Untersetzungsgetriebe 9^ ersetzt, qq JJ'Ö 1 7 / ft A 7 1

Das Schema der Pig. 2 ist nach Art eines Flußdiagrammes ausgeführt und umfasst eine mit der Zentrifuge der Fig. 1 zusammenwirkende Regeleinrichtung. Der Materialfluss ist in diesem Diagramm durch Linien mit ausgefüllten Pfeilspitzen dargestellt, während der Fluß der Steuersignale durch Linien mit nicht ausgefüllten Pfeilspitzen dargestellt ist. Gleiche Bezugsziffern wie in Fig. 1 beziehen sich auf schematische Darstellungen derselben Vorrichtungen bzw. Teile.

Das Rohr 78, welches nach Fig. 1 mit dem Auslaß des Sammeltrichters 74 verbunden ist, führt zu einer dauernd laufenden Pumpe 100, deren Auslaßleitung 102 zu der Konsistenz-Analysiereinrichtung 104 führt. Die dargestellte Analysiereinrichtung ist eine bekannte Messeinrichtung, die von der Firma Automation Products, Ine, Houston, Texas hergestellt und unter dem eingetragenen Warenzeichen "Dynatrol" vertrieben wird. Diese Einrichtung hat sich als besonders zufriedenstellend und zuverlässig für den vorliegenden Zweck erwiesen, da sie unempfindlich gegen Änderungen der Umgebungstemperatur» Viskosität, Druck und Strömungsgeschwindigkeit ist; es können aber auch andere entsprechende Einrichtungen verwendet werden. Bei dieser Analysiereinrichtung wird ein Teil der Feststoff-Fraktion über das Rohr 102 durch ein U-Rohr 106 gepumpt, dessen Enden an einer Endwand einer Zelle 108 montiert sind, in welcher das U-Rohr frei schwingen kann. Eine solche Schwingung wird mittels eines Hebel 110 erzeugt, der einen in einem Quergehäuse 112 befindlichen Querstab trägt. An einem Ende des Gehäuses 112 befindet sich ein Magnetanker, der durch eine von einem Wechselstrom durchflossene Erregerspule in Schwingung versetzt wird und die Schwingungen auf das Rohr überträgt. Das andere Ende des Querstabes trägt ebenfalls einen Magnetanker, dessen Schwingungen "durch eine am anderen Ende des Gehäuses angeordnete Abtastspule abgefüllt werden. Die Abtastspule liefert ein elektrisches Wechselstromsignal, welches eine Funktion der Dichte der im Rohr

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befindlichen Probe ist und aus dem die Konsistenz gemäss dem spezifischen Gewicht der abgetrennten festen Partikel abgeleitet werden kann. Das Wechselstromsignal wird über die Leitung 116 einem Umformer zugeführt, wo es in ein Gleichstromsignal von 0 - 10 Millivolt umgewandelt wird; dieses wird über die Leitung 118 dem als Block CC dargestellten Regelschaltung zugeführt,die in Verbindung mit Fig.3 und 4 im folgenden noch näher beschrieben wird.

Das von der Analysiereinrichtung 104 gelieferte Signal kann von der Regelschaltung verwertet werden, um den Motor 94 zum Zwecke der Einstellung der Tiefe des Sumpfes in der einen oder anderen Richtung (Vergrössern oder Verkleinern) zu steuern, wie dies durch die ausgezogene Linie 120 dargestellt ist, und/oder um eine Änderung der Arbeitsweise der Speisepumpe für die Chemikalien zu bewirken, wie dies durch die gestrichelte Linie 122 angedeutet ist. Die Feststoff-Fraktion, die kontinuierlich analysiert wird, wird aus dem U-Rohr 106 über das Rohr 80 zur Kammer 12 zurückgeführt, von wo die Feststoff-Fraktion zur weiteren Verarbeitung oder Verfügung durch die Leitung 124 abgeführt wird.

Eine repräsentative Probe der Ablauffraktion, welche die Zentrifuge durch das Rohr 56 verlässt, fließt durch das Rohr 82 zu einer Konsistenz-Analysiereinrichtung 130. Diese ist schema- j tisch als Trübungsmeßgerät dargestellt, wie es von der Bailey ; Meter Company, Wickliffe, Ohio, hergestellt wird; es können i

auch andere Arten von Analysatoren verwendet werden. In diesem '[ Gerät fliesst die Probe zwischen einer Lichtquelle 132 und einer lichtempfindlichen Zelle 13^ hindurch, aie das von der Quelle durch die Probe fallende Licht trifft. Die von der Zelle 134 : aufgenommene Lichtenergie , die ein Maß der Konzentration der | suspendierten Partikel ist, wird über eine elektrische Schaltung | in ein Ausgangssignal auf der Leitung 136 umgesetzt, welches J die Kontration der festen Bestandteile angibt. Dieses Signal wird '

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über ein Empfänger- und Registriergerät I38 sowie eine Leitung \ 140 einer Regelschaltung CC zugeführt ₉ die es als Geschwindigkeitsj-Änderungssignal über eine Leitung 142 an einen regelbaren Motor 144 einer Pumpe 146 weitergibt, die durch ein Rohr l48 mit einer nicht dargestellten Chemikalienquelle und durch ein Rohr I50 mit dem Rohr 88 verbunden ist, durch welches das chemische Mittel zum Sumpf der Zentrifuge geleitet wird. Das Signal auf der Leitung 14O kann zusätzlich oder alternativ zur Steuerung des Ein-Stellmotors 94 für die Tiefe des Sumpfes verwertet werden, was durch die gestrichelte Linie 152 angedeutet ist. Eine Leitung verbindet eine nicht dargestellte Suspensions- oder Schlammquelle mit dem T-Stück 86 und dem Abschnitt 60 des Zuführungsrohrs der Zentrifuge.

Nach dem Durchgang durch den Konsistenzanalysator I30 wird die Probe der Ablauffraktion über die Leitung 84 zum Rohr zurückgeführt, welches die Ablauffraktion einer weiteren Behandlung oder der Entleerung zuleitet, wie durch die Linie I56 angedeutet ist. Als Motor mit Getriebe 144 kann ein solcher vom Typ Reeves Modell O5I-M-I8 (0,5 PS) mit einem reversiblen, mit Untersetzungsgetriebe versehenen Stellmotor 158 entsprechend dem Getriebemotor 95, vorgesehen sein, der mit der Welle für die Einstellung der Sumpftiefe gekuppelt ist.

Die beschriebenen Analysiergeräte (Analysatoren) sind in der Lage, die Konsistanz bzw. den Feststoff gehalt bei der größten Verdünnung, die in den betreffenden Fraktionen zu erwarten ist, in zuverlässiger Weise zu bestimmen. Für den Fall, daß die Festkörper-Fraktion eine Konzentration hat, die über dem Maximum des Bereiches liegt, den das Analysiergerät sicher verarbeitet, kann die dem Gerät zugeführte Probe mit klarem Wasser verdünnt und das Gerät so eingestellt werden, daß die Messung an der verdünnten Probe die Konsistenz der unverdünnten Fraktion liefert, oder es können dann andere Typen oder Fabrikate von Analysiergeräten verwendet werden, die für die Messung höherer Konzentrationen besser geeignet sind. 00981770471 !

In bestimmten Fällen können auch mehr als zwei Fraktionen
durch die Zentrifuge getrennt werden. Zum Beispiel kann eine j dritte Fraktion zwischen der der Trommel am nächsten liegenden j

Fraktion und der der Achse am nächsten liegenden Fraktion abge- '

i trennt werden. Eine solche Fraktion kann dadurch abgeführt werden,, daß man die Zentrifuge der Fig.l mit einem zweiten einstellbaren ] Abnehmer versieht, dessen Einlaßöffnung in radialer Richtung wei- ; ter aussen liegt, als die des Abnehmers für die innerste Fraktion,: oder dadurch, daß man einen Abnehmer mit zwei Einlassen und zwei ! J Auslässen versieht, von denen der eine in radialer Richtung nach
aussen gegen den anderen versetzt ist. Im Falle solcher zusatzlichen Fraktionen können zusätzliche Analjsiergeräte der beschriebenen Art vorgesehen werden, um die Konsistenz der zusätzlichen
Fraktionen zu bestimmen und daraus Signale zu erzeugen, die der
Regelkreis zur Einstellung der Sumpftiefe verwertet. ^:

Fig. 3 zeigt das Schaltbild eines Regelkreises, der in der ; Einrichtung der Fig. 2 dann verwendet werden kann, wenn in erster : Linie eine Regelung der Konzentration der Feststoff-Fraktion ^; wichtig ist. In diesem Schaltbild haben bereits in Fig. 2 dargestellte Teile dieselben Bezugsziffern wie in Fig. 2. In Fig.3
bezeichnet ein Großbuchstabe in einem Kreis ein Relais und der- i selbe Großbuchstabe ohne"Kreis einen vom Relais betätigten Kontakt (Schalter). Ein Arbeitsschalter (Schließer) ist durch zwei
senkrechte Striche in einer Leitung mit dazwischen liegender
Lücke und den zugehörigen Buchstaben bezeichnet, während ein
Ruheschalter (Öffner) zusätzlich noch mit einem Schrägstrich
durch die beiden senkrechten Striche markiert ist.

Die Leitungen 300 und 301 sind mit einer elektrischen
Stromquelle für die Speisung der Regelvorrichtungen verbunden;
dies kann eine Wechselstromquelle von 115 Volt sein, wobei die
Leitung 300 mit einem von Hand zu betätigenden Schalter versehen
ist. Die Leitungen 304 und 305 verbinden die Leitungen 300 und
301 mit dem Umformer 116 des Analysiergerätes 104 für die Fest-

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körperfraktion, dessen Ausgangssignal durch die Leitungen 306 bis 309» die in Fig.2 zusammen mit 114 bezeichnet sind, dem Umformer 116 zugeführt wird. Ein Taktimpulsgeber 310 ist durch die Leitungen 312 und 313 mit den Leitungen 300 und 301 verbunden. Der Geber 310· erzeugt in bestimmten Zeitintervallen einen Impuls gegebener Länge; man kann dafür beispielsweise einen Impulsgeber der Eagle Signal Co. "Flexopulse" gemäss Druckschrift

320 HG 92AG verwenden.

Der vom Impulsgeber 310 erzeugte Impuls wird über Leitungen 314 und 315 einem Regelverstärker 316 zugeführt _s dem das 0-10 -Millivolt-Signal des Umformers 116 über die Leitungen 318 und 319 zugeführt wird, die in Fig. 2 zusammen mit 118 bezeichnet sind. Der Regelverstärker 316 verstärkt dieses Signal und das -verstärkte Ausgangssignal erscheint an einem von zwei verschiedenen Ausgängen, je nachdem die ermittelte Konzentration der Feststoff-Fraktion oberhalb oder unterhalb eines bestimmten Wertes oder Bereiches liegt, während sonst kein Ausgangssignal entsteht. Man kann beispielsweise den Registrierverstärker "Rustrak" Modell 157 D DC mit Regler F 141A verwenden. Die beiden Ausgänge des Regelverstärkers 316 sind durch die Leitungspaare 320,

321 bzw. 322₉ 323 mit einem Reversierstarter für den Stellmotor

94 für die Sumpftiefe verbunden. Der Starter 324 ist über die Leitungen 326 bis 328 und die Leitungen 330 bis 332 an einen Drehstromgenerator von beispielsweise 230 Volt Spannung angeschlossen.

Das Gerät 316 liefert ein Ausgangssignal auf Leitungen 320, 321, wenn ein Signal vom Umformer II6 anzeigt, dass die Konzentration der Festkörperfraktion zu niedrig ist. Durch die- _; ses Signal setzt der Starter 324 über die Leitungen 334 bis 336 den Motor in dem Drehsinn in Gang, daß der Abnehmer der Zentrifuge in radialer Richtung nach aussen zur Trommel hin verstellt wird, so daß die Sumpftiefe abnimmt. Erzeugt umgekehrt das Gerät 316

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ein Ausgangssignal auf den Leitungen 322, 323* wenn das vom Umformer 116 gelieferte Signal eine zu hohe Konzentration der Feststoff-Fraktion anzeigt, dann betätigt der Starter 324 über die Leitungen 338 bis 340 den Stellmotor 94 in entgegengesetztem Drehsinn, wodurch der Abnehmer der Zentrifuge radial nach innen von der Trommel weg verstellt wird, so daß die Tiefe des Sumpfes steigt.

Die beschriebene Regeleinrichtung ermöglicht eine selbsttätige Regelung der Sumpftiefe nach Maßgabe von Änderungen der Dickflüssigkeit der Feststoff-Fraktion, um eine gewünschte Konsistenz aufrechtzuerhalten. Es kann sein, daß dieser die einzige erforderliche Regelung ist, so in den Fällen, Wo die Trübheit der Ablauffraktion von untergeordneter Bedeutung ist und eine Dosierung von chemischen Zusätzen nicht erfolgt oder unabhängig geregelt wird. Der restliche Teil der Fig. 3 zeigt zusätzliche Schaltungsteile, die für die selbsttätige Regelung der chemischen Dosierung und für eine zusätzliche Regelung der Sumpftiefe durch den beschriebenen Regelkreis dienen»

Ein Kreis, dem die Leitungen 342 und 343 angehören, ist über die Leitungspaare 344, 345 bzw. 346, 347 zum Zwecke entgegengesetzter Betätigung des Drehzahlreglers 158 des Motors 144 der Chemikalienpumpe 146 verbunden. In der Leitung 346 ist ein Arbeitskontakt C und in der Leitung 344 ein Arbeitskontakt D angeordnet. Bei geschlossenem Schalter D ist der Drehzahlregler an die Leitungen 342, 343 derart angeschlossen, daß die Drehzahl der Pumpe 146 und damit die Geschwindigkeit der Zuführung des chemischen Mittels verringert wird; bei geschlossenem Schalter C ist der Drehzahlregler 158 an die Leitungen 342, 343 derart angeschlossen, daß die Drehzahl der Pumpe 146 und damit die Geschwindigkeit der Zuführung des chemischen Mittels erhöht wird. In der Leitung 342 sind zwei Ruhekontakte A und B angeschlossen, deren erster durch das Relais A in den Leitungen 320, 321 ge-

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öffnet wird, wenn der Verstärker 316 ein Ausgangssignal liefert und deren zweiter durch das Relais B in den Leitungen 322, 323 geöffnet wird, wenn auf diesen ein Ausgangssignal aus dem Verstärker 316 erscheint. Demnach wird entweder der Kontakt A oder der Kontakt B geöffent, wenn 316 ein Signal enthält, das eine Verstellung der Sumpftiefe anfordert.

Die Leitungen 300 und 301 sind an einen Spannungsregel- und Untersetzungstransförmator 350 angeschlossen, der mit dem Analysator 130 für die Prüfung der Ablauffraktion durch die Leitungen 352 und 353 und mit dem Registriergerät 138 durch die Leitungen 354 und 355 verbunden ist. Signale die aus dem Analysator 130 über die Leitungen 356 bis 358 - diese sind in Fig.2 zusammen mit.136 bezeichnet - zum Registriergerät 138 gelangen, bewirken das Schliessen des Schalters 360 zum Relais C, wenn die Signale eines zu hohe Konsistenz anzeigen, und das Schliessen des Kontakts 362 zum Relais D, wenn die Signale anzeigen, daß die Konsistanz unterhalb des vorbestimmten Wertes liegt. Beim Schliessen des Schalters 360 wird der Arbeitskontakt C in der Leitung 346 geschlossen, so daß durch den Drehzahlregler I58 die Geschwindigkeit der Zufuhr an chemischen Mittel erhöht wird, vorausgesetzt, daß die Konsistenz der Peststoff-Fraktion in Ordnung ist, so daß beide Ruhekontakte A und B in der Leitung 342 geschlossen sind. In der Leitung 364 des Leitungspaares 364, 365» welches das Leitungspaar 342, 343 mit dem Anschluß "Sumpftief everringerung" des Starters 324 des Motors verbindet, liegt ein Arbeitskontakt C, der durch den Relais C geschlossen wird, so daß , wenn die Zuführungsgeschwindigkeit des chemischen Mittels erhöht wird, der Stellmechanismus für die Sumpftiefe im Sinne einer Vergrösserung derselben betätigt wird. Ein Arbeitskontakt B in der Leitung 323, der zum Relais B in der Doppelleitung 322, 323 gehört, trennt den Verstärker 316 von der Doppelleitung 364, 365» wenn deren Kreis geschlossen ist.

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Wenn der Schalter 362 geschlossen wird, schließt das Relais D seinen Arbeitskontakt D in der Leitung 344, so daß der Regler 158 in dem Sinne betätigt wird, daß die Geschwindigkeit der Zuführung des chemischen Mittels herabgesetzt wird, wenn nur die Konsistenz der Pestkörperfraktion in Ordnung ist. Wenn erforderlich, können ausätzliche Kreise mit manuell betätigenden Schaltern vorgesehen sein, um den Starter 324 und den Regler 94 zu steuern, wenn kein selbsttätige Regelung gewünscht wird.

Falls die Kontrolle der Ablauffraktion wichtiger ist als die Kontrolle der Feststoff-Fraktion, dann kann die Regelschaltung der Fig. 3 so modifiziert werden, daß der Analysator für die Ablauffraktion vorrangige Kontrolle vor dem Analysator der Feststoff-Fraktion hat. Fig. 4 zeigt eine solche Modifikation, wobei nur die Teile der Schaltung der Fig. 3 angegeben sind, die zur Darstellung der Unterschiede erforderlich sind.

Gemäss Fig. 4 ist in der Leitung 315 des Leitungspaars 314, 315 zwischen dem Verstärker 316 und dem Leitungspaar 342, 343 ein Arbeitskontakt C zusätzlich vorgesehen. Durch diese Änderung, wird erreicht, daß der Verstärker 316 eine Regelung der Sumpftiefe nur dann bewirkt, wenn die Konsistenz der Ablauffraktion zu groß ist und deshalb das Relais C den Kontakt C schließt. Die Ruhekontakte A und B sind aus dem Leitungspaar 342, 343 entfernt und in der Leitung 365 des Leitungspaares 364, 365 angeordnet worden. Im Kreis des Leitungspaares_r364, 365 ist zusätzlich ein Relais E angeordnet worden, welches einen Ruhekontakt E, der sich in der Leitung 346 des Leitungspaars 346, 34? befindet, und einen zweiten Ruhekontakt B aufweist, der in der Leitung 365 zwischen dem Relais E und der Leitung 323 angeordnet ist. Zwischen der der Verringerung der Sumpftiefe dienenden Doppelleitung 320,321 und der Doppelleitung 342, 343 ist eine neue Doppelbindung 370, 371 eingefügt worden, die einen Arbeitskontakt D des Relais D des Analysators der Ablauffraktion enthält. In der Leitung 321 ist ein Arbeitskontakt A des Relais A vorgesehen, das im Kreis der

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Doppelleitung 320, 321 angeordnet ist. Mit den soeben beschriebenen Änderungen werden die drei Arbeitskontakte C des Relais C geschlossen gehalten, solange die Konzentration der Ablauffraktion, die vom Analysator 130 bestimmt wird, zu hoch ist. Wenn die Signale des Analysators der Peststoff-Fraktion auf der Doppelleitung 318, 319 anzeigen, daß der Peststoff-Gehalt zu gering ist, dann liefert der Verstärker 316 ein Ausgangssignal an die Doppelleitung 320, 321. Der Arbeitskontakt A des Relais A wird geschlossen, so daß das Ausgangssignal auf den Leitungen 320, 321 auf den Starter 324 derart einwirken kann, daß die Sumpftiefe verringert wird. Der Ruhekontakt E bleibt deshalb geschlossen, und der Regler 148 wird in dem Sinne betätigt, daß die Geschwindigkeit der Zuführung des chemischen Mittels erhöht wird, und zwar über die Leitungen 346, 347, die geschlossenen Kontakte C und E, die Leitungen 342, 343 und den Taktimpulsgeber 310. Wenn die Konzentration der Feststoff-Fraktion zu Jioch ist, dann bewirkt in entsprechender Weise der Kreis der Leitungen 322, 323, daß der Kontakt B des Relais B geschlossen und dadurch die Sumpftiefe erhöht wird, während der Kreis der Leitungen 364, 365 durch öffnen des Arbeitskontakts B des Relais B abgeschaltet wird. Infolge des öffnens beider Arbeitskontakte B wird das Relais E nicht betätigt, und der Kreis der Leitungen 346 und 347 bleibt wirksam, so daß gleichzeitig die Geschwindigkeit der Zuführung des chemischen Mittels erhöht wird.

Wenn die Konsistenz der Feststoff-Fraktion ausreichend ist, so daß der Verstärker 316 kein Signal erzeugt, dann ist es zweckmässig, die Sumpftiefe ohne Erhöhung der Zuführungsgeschwindigkeit des chemischen Mittels zu vergrössern, bis die Konsistenz der Feststoff-Fraktion zu gering wird oder die der Ablauffraktion ausreichend wird. Dies wird bewirkt über die Doppelleitung 364, 365, in der alle vier Kontakte nun geschlossen werden, wodurch das Relais E betätigt und dessen Kontakt E geöffnet wird, so daß der Kreis für die Erhöhung der Zufuhr des chemischen Mittels abgeschaltet wird.

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Wenn der Peststoffgehalt der Ablauffraktion unter das zweckmässige Maximum fällt, wird das Relais C durch öffnen des Schalters 360 stromlos, so daß der Kontakt C geöffnet wird. Dadurch wird der Verstärker 316 stromlos, so daß durch den Analysator der Peststoff-Fraktion keine Regelwirkung mehr ausgeübt wird, und ferner werden die Kreise der Leitungen 346, 347 und 364,365 abgeschaltet. Der Schalter 362 wird geschlossen und das Relais D betätigt, wodurch dessen Kontakt D im Kreis der Doppelleitung 344, 345 zur Doppelleitung 342, 343 geschlossen wird und der Drehzahlregler I58 im Sinne abnehmender Zuführungsgeschwindigkeit des diemischen Mittels betätigt wird, und ferner der Kontakt D im Kreis der Doppelleitung 370, 371 zur Doppelleitung 343 geschlossen wird, so daß der Motor 94 über den Starter im Sinne abnehmender Sumpftiefe betätigt wird. Dieser Betrieb läuft so lange, bis die Konsistenz der Ablauffraktion au hoch wird. Es sei bemerkt, daß in dem Regelkreis gemäss Fig. 4 die Vorrichtungen zur Regelung der Konsistenz der Feststoff-Fraktion hauptsächlich dazu dienen, eine Sumpftiefe einzustellen, die so bemessen ist, daß eine bestimmte Konsistenz der Ablauffraktion mit einem Minimum an chemischem Mittel aufrechterhal- Ϊ ten wird. Es ist, wenn auch nicht empfehlenswert, so doch mög- j lieh, die Vorrichtungen für die Regelung der Sumpftiefe und der j Zuführungsgeschwindigkeit des chemischen Mittels durch den Ana- j lysator der Ablauffraktion steuern zu lassen. Wenn beispiels- · weise der Verstärker 3I6 und die an ihn angeschlossenen Leitungen zusammen mit den Relais A, B und E einschliesslich deren , j Kontakte entfernt werden, dann arbeitet die Einrichtung der \ Fig. 4 so , daß die Sumpftiefe und die Zufühoungsgeschwindigkeit | des chemischen Mittels durch den Analysator der Ablauffraktion steuern zu lassen. Wenn beispielsweise der Verstärker 316 und die an ihn angeschlossenen Leitungen zusammen mit den Relais A, B und E einschließlich deren Kontakte entfernt werden, dann arbeitet die Einrichtung der Fig. 4 so, daß die Sumpftiefe und die Zuführungsgeschwindigkeit des chemischen Mittels stets dann erhöht werden, wenn die Konsistenz der Ablauffraktion zu

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groß ist, und daß die Sumpftiefe und die Zuführungsgeschwindigkeit stets dann erniedrigt werden, wenn die Konsistenz der Ablauffraktion unter einem bestimmten Wert liegt. Es können mechanische Anschläge vorgesehen sein, um zu verhindern, daß die Einstellung der Sumpftiefe bestimmte Grenzen überschreitet. Es können natürlich auch andere Modifikationen der Regelkreise der Fig. 3 und 4 ausgeführt werden.

Die Verwendung eines Taktimpulsgebers für die Betätigung der Mk Regelvorrichtungen ist nicht wesentlich, aber doch zweckmässig, ^- da der Abstand zwischen den Impulsen für jede Einstellung die Gelegenheit gibt, eine eintretende Änderung der Konsistenz durch die Analysiervorrichtungen vor dem Auftreten des nächstfolgenden Impulses festzustellen; dadurch wird eine zu weitgehende Regelung vermieden. Zusätzlich wird durch Anwendung von Impulsen die Zeit vergrössert, in welcher ein einstellbarer Mechanismus über seinen ganzen Bereich verstellt werden kann, so daß eine geringere abtriebsseitige Untersetzung für die Motoren erforderlich ist.

In bestimmten Fällen wird ein Zusatz chemischer Mittel nur intermittierend benötigt, wenn Abweichungen von den normalen Werten der Zuführungsgeschwindigkeit, Konsistenz oder Zusammen-φ Setzung auftreten. In solchen Fällen kann ein Start-Stopp-Schalter für den Motor 144 der Chemikalienpumpe vorgesehen sein, der seitens des Drehzahlreglers 158 stillgesetzt wird, wenn eine vorbestimmte Mindestdrehzahl erreicht wird, und durch einen vom Relais C zu schaltenden Kreis in Gang gesetzt wird.

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Claims

Patentansprü ehe

' 1.) /Zentrifugiereinrichtung mit einer zum Verarbeiten
schlamm^· oder suspensionsartigen Gutes bestimmten Zentrifuge,
die eine umlaufende Trommel, Mittel zum kontinuierlichen Zuführen des Zentrifugiergutes in die Trommel, eine innerhalb der
Trommel und bezüglich dieser drehbar angeordnete Transportvorrichtung zum kontinuierlichen Austragen einer ersten, feste Be- j standteile enthaltenden Fraktion der Masse, die zur Trommel hin j abgeschieden wird, und einen Auslaß zum kontinuierlichen Ablas- j sen einer zweiten, weitere feste Bestandteile enthaltenden Frak- · tion aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel zum Einstellen verschiedener Sumpftiefen bei laufen- ^! der Zentrifuge, eine Fühleinrichtung zum Bestimmen der Konsi- j stenz oder des Gehaltes an festen Bestandteilen mindestens einer ; der Fraktionen und zum Erzeugen entsprechender Anzeigen, sowie : eine Tiefenregelvorrichtung, welche die Tiefe des Sumpfes durch ^: Einwirkung auf die Mittel zum Einstellen der Sumpftiefen nach
Maßgabe der Anzeigen der Fühleinrichtung regelt, vorgesehen sind. :
2.) Einrichtung nach Anspruch 1, da d u r c h ge k e η nzeichnet', daß die Tiefenregelvorrichtung so ausgebildet
ist, daß ein Zunehmen der Tiefe des Sumpfes durch die Mittel \ zum Einstellen bewirkt wird, wenn der angezeigte Anteil an
festen Bestandteilen über einem vorgegebenen Wert liegt.
3.) Einrichtung nach Anspruch !,dadurch gekenn -¹ zeichnet , daß die Tiefenregelvorrichtung so ausgebildet ; ist, daß ein Abnehmen der Tiefe des Sumpfes durch die Mittel
zum Einstellen bewirkt wird, wenn der angezeigte Gehalt an festen Bestandteilen unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt.

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4.) Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet , daß die Fühleinrichtung zwei Fühlvorrichtungen umfasst, die zum Bestimmen der Konsistenz der ^; ersten Fraktion bzw. der zweiten Fraktion dienen.
5.) Einrichtung nach Anspruch 1, d a du r c h gekennzeichnet , daß eine Speisevorrichtung, die dazu dient, dem Zentrifugiergut chemische Mittel zur Förderung der Abscheidung fester Anteile an der Trommel zuzuführen, eine Reguliervorrichtung, die dazu dient, die Menge des dem Zentrifugiergut von der Speisevorrichtung zugeführten chemischen Mittels unterschiedlich zu regulieren, und eine an die Fühleinrichtung angeschlossene Steuervorrichtung, die auf die Reguliervorrichtung derart einwirkt, daß die von der Reguliervorrichtung bestimmte Zuführungsgeschwindigkeit des chemischen Mittels nach Maßgabe der Anzeige der Fühleinrichtung gesteuert wird, vorgesehen sind.
6.) Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Fühleinrichtung eine Fühlvorrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, die Konsistenz nur der ersten Fraktion zu bestimmen. . :
7.) Einrichtung nach Anspruch.5» da du r c h g e k e η η ζ e i c h net , daß als Fühleinrichtung eine Fühlvorrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, die Konsistenz nur der zweiten Fraktion zu bestimmen.
8.) Einrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e η η ζ ei c h η e t , daß der Fühleinrichtung eine erste Fühlvorrichtung und eine zweite Fühlvorrichtung umfasst, welche dazu dienen, die Konsistenz der ersten bzw. der zweiten- Fraktion zubestimmen. ,

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9.) Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Tiefenregelvorrichtung und die Steuervorrichtung, welche die Zufuhr des chemischen Mittels steuert, auf die Anzeigen der beiden Fühlvorrichtungen ansprechen.
10.) Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e η nzeichnet , daß sie derart ausgebildet ist, daß die Tiefenregelvorrichtung auf Anzeigen der ersten Fühlvorrichtung so anspricht, daß die Tiefe des Sumpfes entsprechend diesen Anzeigen geregelt wird, und daß die Steuervorrichtung durch vorbestimmte Anzeigen der ersten Fühlvorrichtung in Funktion gesetzt wird, so daß sie auf Anzeigen der zweiten Fühlvorrichtung so anspricht, daß eine Regelung der Geschwindigkeit der Zufuhr des chemischen Mittels nach Maßgabe dieser Anzeigen bewirkt wird.
11.) Einrichtung nach Anspruch 8, dadurehgekennzö ichnet , daß die Tiefenregelvorrichtung auch auf vorbestimmte Anzeigen der zweiten Fühlvorrichtung derart. anspricht, daß ein Zunehmen der Tiefe des Sumpfes bewirkt wird.
12.) Einrichtung nach Anspruch S₃ dadurch-, g'ekennzeichnet , daß die Tiefenregelvorrichtung durch vorbestimmte Anzeigen der zweiten Fühlvorrichtung in Funktion ge*· setzt wird, so daß sie auf Anzeigen der ersten Fühlvorrichtung derart anspricht, daß eine Regelung der Tiefe des Sumpfes entsprechend diesen Anzeigen bewirkt wird. j
13.) Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e k e η n-j zeichnet , daß durch die vorbestimmten Anzeigen der zweiten Fühlvorrrichtung auch die Steuervorrichtung,welche die Zufuhr des chemischen Mittels steuert, in Funktion gesetzt wird, so daß sie auf vorbestimmte Anzeigen der ersten Fühlvorrichtung derart anspricht, daß ein Anwachsen der Zuführungsgeschwindigkeit des chemischen Mittels bewirkt wird.

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14.) Einrichtung nach Anspruch 13,dadurch gekennzeichnet , daß die Steuervorrichtung, welche die Zufuhr des chemischen Mittels steuert, durch andere vorbestimmte Anzeigen der zweiten Fühlvorrichtung ausgelöst wird, so daß sie ein Abnehmen der Zuführungsgeschwindigkeit des chemischen Mittels nach Maßgabe der genannten Anzeigen bewirkt.
15.) Einrichtung nach Anspruch 14,dadurch gekennzeichnet , daß durch die anderen vorbestimmten Anzeigen die Tiefenrege!vorrichtung ausgelöst wird, so daß sie ein Zunehmen der Tiefe des Sumpfes bewirkt.

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"4.3 L e e r s e 11 e