DE19521741A1 - Durchlaufabscheider mit zwei Stufen zum Abtrennen von Feststoffteilchen aus einer strömenden Flüssigkeit - Google Patents
Durchlaufabscheider mit zwei Stufen zum Abtrennen von Feststoffteilchen aus einer strömenden FlüssigkeitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Durchlaufabscheider mit zwei Stufen zum Abtrennen
von Feststoffteilchen aus einer strömenden Flüssigkeit mittels eines Zentrifugal-Ab
scheiders als Hauptabscheider A und eines nachgeschalteten Filters als Fein
abscheider B, sowie ein Verfahren zum Abtrennen von Feststoffteilchen aus ei
ner strömenden Flüssigkeit, besonders aus einem Kreislauf von permanent ma
gnetisch behandeltem Wasser mittels eines solchen Durchlaufabscheiders.
Aus der Druckschrift WO 91/12209 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Behandlung von Wasser in einem Kühlsystem bekannt, bei denen das zur Ver
hinderung der Bildung von Verkrustungen magnetisch behandelte Wasser zur
Abscheidung von Feststoffteilchen durch einen Zentrifugal-Abscheider zurück
zur Kühlanlage strömt, während ein kleiner Teil des Wassers durch einen in ei
nem geschlossenen Nebenkreis angeordneten Filter strömt und stromaufwärts
von der Pumpe des Hauptkreislaufs in diesen zurückgeführt wird.
Bei dieser Anordnung ist nachteilig, daß im Hauptkreislauf stets nur ein Teil der
Feststoffe abgeschieden wird und somit eine höhere Pumpenleistung erforderlich
und Gefahr von Verschleiß und Verstopfung der Pumpe gegeben ist, welche
durch die Einspeisung eines Teilstroms von durch den Filter weiter gereinigtem
Wasser nicht völlig behoben werden kann.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Durchlaufabscheider der
eingangs angegebenen Art so weiterzubilden, daß in ihm Feststoffteilchen im
wesentlichen vollständig aus einer im Kreislauf strömenden Flüssigkeit abge
schieden werden, ohne daß die Pumpenleistung erhöht werden muß, wobei
durch einfache und kompakte Bauweise in einem Aggregat ein kostengünstiger
und sicherer Betrieb erreicht wird und das Aggregat auch der Saugseite der För
derpumpe vorgeschaltet sein kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Durchlaufabscheider gemäß Anspruch 1
und ein Verfahren nach Anspruch 13 zum Abscheiden von Feststoffen aus einer
strömenden Flüssigkeit unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Durchlauf
abscheiders. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen an
gegeben.
Die Erfindung wird erläutert durch die folgende Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform, die sich auf die beigefügte Zeichnung bezieht.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Ansicht des erfindungsgemäßen Durchlaufabschei
ders, von der offenen Seite des längs einer vertikalen Mittelebene aufge
schnittenen Durchlaufabscheiders.
Fig. 2 zeigt schematisch den Durchlaufabscheider der Fig. 1 mit weggebrochener
Vorderwand.
Wie gezeigt, besteht der Durchlaufabscheider aus dem Hauptabscheider A und
dem darauf angeflanschten Feinabscheider B mit Rückspüleinrichtung.
Der Hauptabscheider A weist einen im ganzen zylindrischen senkrecht stehen
den Außenkessel 1 mit einem horizontalen Flansch 13a auf, der an dem ent
sprechenden Flansch 13b des darüber angeordneten Feinabscheiders B unter
Zwischenschaltung einer Dichtung (nicht gezeigt) durch Schraubbolzen 13c
dicht befestigt ist. Der untere Teil des Außenkessels 1 bildet einen kegelförmi
gen Absetztrichter 2, der mit einem Ventil 3 für den Feststoffaustrag verbunden
ist. Der Kessel ist vorzugsweise aus Edelstahl gefertigt. Im Außenkessel 1 ist in
einem Abstand d von dessen Innenwand 4 ein im ganzen zylindrischer
Innenkessel 5 gehalten, der oben durch eine Deckelwand 6 und unten durch
eine Bodenwand 7 geschlossen ist und dessen Seitenwand 8 von Bohrungen
und Schlitzen 9 durchsetzt ist. Im oberen Teil des Innenkessels 5 mündet vor
zugsweise tangential ein horizontales Flüssigkeits-Zuleitungsrohr 10, das an der
Wand des Außenkessels befestigt ist und diese durchsetzt und beispielsweise
mit der Flüssigkeitsableitung einer Verdampfer- oder Kühlanlage verbunden ist,
die mit magnetisch behandeltem Wasser im Kreislauf gespeist wird. Um einen
einfachen Ausbau des Innenkessels 5 durch Herausheben nach Abheben des
Feinabscheiders B zu ermöglichen, ist das Zuleitungsrohr 10 geteilt; seine
aneinanderstoßenden Teile sind unter Zwischenschaltung einer Dichtung durch
eine Schraubmuffe oder Flanschverbindung 10a zusammengehalten.
Der Hauptabscheider A weist ferner ein Flüssigkeits-Ableitungsrohr 11 auf, das
vom unteren Bereich des Innenkessels 5 zum Einlaßrohr 12 des über dem
Hauptabscheider angeordneten Feinabscheiders B führt, wobei das Rohr 11
oberhalb des Innenkessels 5 in einer Steckmuffe 11a endet, die als Sitz für das
entsprechende rohrförmige Ende des Flüssigkeitseinlaßrohrs 12 dient, so daß
der Feinabscheider B nach Lösen der die Flansche 13a, 13b verbindenden
Schraubbolzen 13c als ganzes abgehoben werden kann.
Die Seitenwand 8 des Innenkessels 5 ist mit über ihre Fläche verteilten Bohrung
en oder Schlitzen 9 versehen, und im Inneren des Innenkessels 5 sind Leitvor
richtungen, beispielsweise Leitbleche 22 an der Innenwand des Innenkessels
oder vorzugsweise an dem im Innenkessel koaxial angeordneten senkrechten
Flüssigkeits-Ableitungsrohr 11 angebracht, die schneckenförmig verlaufen, so
daß der im Innenkessel strömenden Flüssigkeit eine Kreiselbewegung aufge
zwungen wird, welche dazu führt, daß Feststoffteilchen radial nach außen ge
tragen werden und aus dem Innenkessel durch die in dessen Seitenwand 8 im
ganzen Bereich dieser Seitenwand ausgebildete Bohrungen oder Schlitze 9 in
den Außenkessel 1 austreten und sich in diesem im kegelförmigen Absetztrich
ter 2 absetzen. Sie können dann vom Absetztrichter durch das periodisch ge
öffnete Feststoff-Austrag-Ventil 3, das vorzugsweise ein Kugelventil ist, ausge
tragen werden.
Das Flüssigkeits-Ableitungsrohr 11 mündet im Einlaßrohr 12 des im ganzen zy
lindrischen Feinabscheiders B, der sich zum Hauptabscheider A hin trichterför
mig erweitert und koaxial zu diesem angeordnet und durch einen horizontalen
Flansch 13b mit dem Flansch 13a des Hauptabscheiders A verbunden ist. Im
Abscheiderkessel 14 des Feinabscheiders B führt ein Leitblech 21, das sich vom
Einlaßrohr 12 trichterförmig erweitert, zur Innenwand des Abscheiderkessels 14,
der von hier stromabwärts einen geringeren Durchmesser als an seinem Flansch
13b hat und in diesem verjüngten zylindrischen Abschnitt von der Wand nach
innen vorspringend Einbauten, nämlich kastenförmige Hohlkörper 33 aufweist,
welche mit ihren stromaufwärts liegenden Seiten eine sich trichterförmig nach
oben öffnende Querwand 34 und mit ihren stromabwärts liegenden Seiten einen
sich trichterförmig nach unten öffnen den Zwischenboden 28 bilden, wobei die
Querwand 34 im tiefsten Bereich des Trichters eine Filter-Zulauf-Öffnung 30a
und der Zwischenboden 28 dieser gegenüber eine Filter-Zulauf-Öffnung 30b
aufweisen, welche durch das Verbindungsrohr 30c verbunden sind, das von den
senkrechten Wänden der kastenförmigen Hohlkörper 33 gebildet wird. Ferner ist
im tiefsten Bereich des Zwischenbodens 28 eine Öffnung 29 als Mündung eines
Rückspülableitungsrohrs 19 ausgebildet, das sich im unteren Bereich des
Feinabscheiders B zu dessen Achse hin und weiter axial bis in den
Hauptabscheider A erstreckt.
Stromabwärts vom Zwischenboden 28 erstreckt sich über den Querschnitt des
Feinabscheiders B ein horizontal zwischen Flanschen 31a, 31b angeordnetes
Filter oder Sieb 15. Im oberen Teil des Abscheiderkessels 14 mündet stromab
wärts vom Filter 15 eine Rückspülzuleitung 17 mit einem zugehörigen Absperr-Ventil
18, das periodisch betätigbar ist, wodurch die gesamte Fläche des Filters
15 durch Rückspülung beaufschlagbar ist. Schließlich weist der Feinabscheider
kessel 14 einen Flüssigkeitsauslaß 16 auf, der mit dem Einlaß einer die strö
mende Flüssigkeit im Kreis fördernden Pumpe (nicht gezeigt) verbunden ist. Im
Feinabscheiderkessel 14 führt das Rückspülableitungsrohr 19 vom Zwischen
boden 28 nach außen zu einem Ablaßventil 20, das im gezeigten Ausführungs
beispiel gleichzeitig das Feststoff-Austrag-Ventil 3 ist. Aus Gründen der kompak
ten Bauweise und gegenseitigen Versteifung ist das Rückspülableitungsrohr 19
koaxial durch das Flüssigkeit-Ableitungs-Rohr 11 im Innenkessel 5 geführt und
durchsetzt die Bodenwand 7 des Innenkessels sowie eine Wand des Absetz
trichters 2. Aus Gründen der einfacheren Fertigung und Montage ist das Rück
spül-Ableitungsrohr 19 mit mehreren Abschnitten ausgebildet, wobei der aus
dem Feinabscheider B in den Hauptabscheider A reichende oberste Abschnitt im
oberen Bereich des Innenkessels 5 in einer Steckmuffe 19a des folgenden im Inneren
des Innenkessels 5 koaxial verlaufenden und dessen Boden 7 durchset
zenden Rohrabschnitts sitzt, dessen unteres Ende wiederum in einer Steckmuffe
19a des letzten. Rohrabschnitts sitzt, der durch die Wand des Außenkessels 1
nach außen geführt ist.
Der Innenkessel 5 weist schließlich noch eine Deckelwand 6 mit Bohrungen 32
auf, durch die Luft- oder Gasblasen in den darüber befindlichen mit Wasser ge
füllten Raum des Feinabscheiderkessels 14 gelangen können, der sich unterhalb
der Leitbleche 21 befindet. Auf der Deckelwand 6 des Innenkessels 5 ist ferner
eine im ganzen kegelstumpfförmige, nach außen bis zum Innenrand des Flan
sches 13a reichende Blechschürze 26 befestigt, die an ihrem oben, in Richtung
auf den Feinabscheider liegenden Teil mit Randausnehmungen oder Löchern 27
versehen ist, durch welche Luft- oder Gasblasen aus dem Raum zwischen
Außen- und Innenkessel nach oben in den Feinabscheiderkessel 14, und zwar in
den Raum unterhalb des Leitblechs 21, und weiter durch Randausnehmungen
oder Löcher 21a in dem an die Wand des Feinabscheiderkessels 14
angrenzenden obersten Bereich des Leitblechs 21 weiter nach oben in den
Feinabscheiderkessel 14 und zum Auslaß 16 gelangen können.
Im Betrieb werden aus der von der (nicht gezeigten) Pumpe im Kreis geförderten
Flüssigkeit Feststoffteilchen zunächst im Hauptabscheider A abgetrennt und ein
noch verbleibender geringer Rest der Feststoffteilchen vom Filter 15 zurückge
halten, so daß die gereinigte Flüssigkeit zur Pumpe zurückströmt und ein Ver
schleiß und Verstopfung derselben verhindert wird.
Von der Pumpe gelangt die strömende Flüssigkeit beim hier betrachteten Aus
führungsbeispiel durch eine permanent magnetische Wasserbehandlungs-Vor
richtung zu einer Verdampfer- oder Kühlanlage, wo sich Feststoffteilchen im
strömenden Wasser abscheiden, und von dort wieder zum Flüssigkeitszulei
tungsrohr 10.
Wenn sich im Absetztrichter 2 eine gewisse Menge feinkörniger Feststoffteil
chen angesammelt hat, werden diese durch das Feststoff-Austrag-Ventil 3 abge
lassen, wobei während dieser Zeit die Pumpe ausgeschaltet sein kann.
Die Reinigung des Filters 15 erfolgt durch eine Rückspülung, wobei das
Absperr-Ventil 18 geöffnet wird, um durch die Rückspülzuleitung 17 das Filter 15 zu
rückzuspülen. Die Rückspülflüssigkeit mit den vom Filter abgelösten Feststoff
teilchen gelangt durch das Rückspülableitungsrohr 19 zum Fest
stoff-Austrag-Ventil 20, das im gezeigten Fall das mehrere Funktionen erfüllende
Austrag-Ventil 3 sein kann. Die Rückspülung soll periodisch jeweils nur für kurze
Zeitdauer erfolgen, und während dieser Zeit muß die Förderpumpe abgeschaltet
sein, um den Rückspülstrom durch das Filter zu ermöglichen.
Der erfindungsgemäße Durchlaufabscheider ist robust und kompakt aufgebaut
und ermöglicht einen störungsfreien Dauerbetrieb der angeschlossenen Ver
dampfer- oder Kühlanlagen, Wärmetauscher, Heißwasserbereiter oder derglei
chen. Die Wartung des Durchlaufabscheiders bietet keine Schwierigkeiten. Das
erfindungsgemäße Verfahren ist leicht steuerbar und betriebssicher.
Bezugszeichenliste
A Hauptabscheider
B Feinabscheider
1 Außenkessel
2 Absetztrichter
3 Ventil Feststoffaustrag
4 Innenwand des Außenkessels
5 Innenkessel
6 Deckelwand
7 Bodenwand
8 Seitenwand
9 Bohrungen/Schlitze
10 Flüssigkeits-Zuleitungsrohr
10a Schraubmuffe (Quetschmanschette)
11 Flüssigkeits-Ableitungsrohr
11a Steckmuffe
12 Einlaßrohr des
Feinabscheiders
13a, b Flansche,
13c Schraubbolzen
14 Feinabscheiderkessel
15 Filter
16 Flüssigkeitsauslaß
17 Rückspülzuleitung
18 Absperrventil
19 Rückspülableitungsrohr
19a Steckmuffe
20 Ablaßventil (Feststoffaustrag)
21 Leitblech,
21a Randausnehmung, Löcher
22 Leitbleche
23 Träger
24 Bohrungen der Deckelwand 6
26 Blechschürze
27 Randausnehmung, Löcher
28 Zwischenboden
29 Mündung der Rückspülableitung
30a, b Filter-Zulauföffnung
30c Verbindungsrohr
31a, b Flansche
32 Bohrung der Deckelwand
33 kastenförmiger Hohlkörper
34 Querwand
B Feinabscheider
1 Außenkessel
2 Absetztrichter
3 Ventil Feststoffaustrag
4 Innenwand des Außenkessels
5 Innenkessel
6 Deckelwand
7 Bodenwand
8 Seitenwand
9 Bohrungen/Schlitze
10 Flüssigkeits-Zuleitungsrohr
10a Schraubmuffe (Quetschmanschette)
11 Flüssigkeits-Ableitungsrohr
11a Steckmuffe
12 Einlaßrohr des
Feinabscheiders
13a, b Flansche,
13c Schraubbolzen
14 Feinabscheiderkessel
15 Filter
16 Flüssigkeitsauslaß
17 Rückspülzuleitung
18 Absperrventil
19 Rückspülableitungsrohr
19a Steckmuffe
20 Ablaßventil (Feststoffaustrag)
21 Leitblech,
21a Randausnehmung, Löcher
22 Leitbleche
23 Träger
24 Bohrungen der Deckelwand 6
26 Blechschürze
27 Randausnehmung, Löcher
28 Zwischenboden
29 Mündung der Rückspülableitung
30a, b Filter-Zulauföffnung
30c Verbindungsrohr
31a, b Flansche
32 Bohrung der Deckelwand
33 kastenförmiger Hohlkörper
34 Querwand
Claims (14)
1. Durchlaufabscheider mit zwei Stufen zum Abtrennen von Feststoffteilchen
aus einer strömenden Flüssigkeit mittels eines Zentrifugal-Abscheiders als
Hauptabscheider (A) und eines nachgeschalteten Filters als Feinabscheider (B),
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
Der Hauptabscheider (A) weist auf:
Der Hauptabscheider (A) weist auf:
- Aa) einen im ganzen zylindrischen senkrecht stehenden Außenkessel (1), dessen unterer Teil einen kegelförmigen Absetztrichter (2) bildet, der mit einem Ventil (3) für den Feststoffaustrag verbunden ist;
- Ab) einen im Außenkessel (1) koaxial in einem Abstand (d) von dessen Innen wand (4) lösbar gehaltener, im ganzen zylindrischen Innenkessel (5), der oben durch eine Deckelwand (6) und unten durch eine Bodenwand (7) geschlossen ist und dessen Seitenwand (8) von Bohrungen oder Schlitzen (9) durchsetzt ist;
- Ac) ein horizontales Flüssigkeits-Zuleitungsrohr (10), das die Wand des Außen kessels (1) durchsetzt, an dieser befestigt ist und im oberen Teil des Innenkessels (5) mündet, und im Bereich zwischen Außenkessel (1) und Innenkessel (5) geteilt ist, wobei die aneinanderstoßenden Teile durch eine Schraubmuffe (10a) dicht und lösbar miteinander verbunden sind;
- Ad) ein Flüssigkeits-Ableitungsrohr (11) das vom unteren Bereich des Innenkes sels (5) zum Einlaßrohr (12) des Feinabscheiders (B) führt;
Der Feinabscheider (B) weist auf:
- Ba) einen Abscheiderkessel (14) mit einem Flüssigkeitseinlaßrohr (12), einem Filter (15) und einem Flüssigkeitsauslaß (16) für die strömende Flüssigkeit;
- Bb) eine stromabwärts vom Filter, bezogen auf die strömende Flüssigkeit, im Abscheiderkessel mündende Rückspül-Zuleitung (17) mit einem Absperrventil (18);
- Bc) eine stromaufwärts vom Filter, bezogen auf die strömende Flüssigkeit, im Abscheiderkessel (14) mündendes Rückspülableitungsrohr (19), das zu einem Ventil (20) führt, durch welches mit Feststoffteilchen beladene Rückspülflüssigkeit ausgebracht werden kann.
2. Durchlaufabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Flüssigkeits-Zuleitungsrohr (10) im Innenkessel (5) des Hauptabscheiders (A)
tangential derart mündet, daß die strömende Flüssigkeit im Innenkessel (5) eine
Kreiselströmung ausbildet.
3. Durchlaufabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
im Innenkessel (5) Leitvorrichtungen angeordnet sind, die der einströmenden
Flüssigkeit eine Kreiselbewegung verleihen.
4. Durchlaufabscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Leitvorrichtungen schneckenförmig verlaufende Leitbleche (22) sind, die an der
Innenwand des Innenkessels (5) oder einem in diesem koaxial angeordneten
Träger (23) angebracht sind.
5. Durchlaufabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Feinabscheider (B) über dem Hauptabscheider (A) angeordnet
ist.
6. Durchlaufabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der im ganzen zylindrische Feinabscheider (B) über dem
Hauptabscheider (A) und koaxial zu diesem angeordnet und auf diesem mittels
Flanschen (13a, 13b) abnehmbar befestigt ist.
7. Durchlaufabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Flüssigkeits-Ableitungsrohr (11) im Innenkessel (5) koaxial
verläuft und mit dem Flüssigkeits-Einlaßrohr (12) des Feinabscheiders (B) lösbar
verbunden ist.
8. Durchlaufabscheider nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
Rückspülableitungsrohr (19) koaxial in dem Flüssigkeits-Ableitungsrohr (11)
verläuft und durch die Bodenwand (7) des Innenkessels (5) und in der Nähe des
Ventils (3) für den Feststoffaustrag durch den kegelförmigen Absetz-Trichter (2)
nach außen zum Ablaßventil (20) geführt ist, wobei das Rückspülableitungsrohr
(19) aus mindestens zwei lösbar miteinander verbundenen Abschnitten besteht,
so daß es mit dem Innenkessel (5) vom Außenkessel (1) trennbar ist.
9. Durchlaufabscheider nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Deckelwand (6) des Innenkessels (5) Bohrungen (32) aufweist
und durch eine radial und schräg aufwärts nach außen bis zum Flansch (13a)
des Feinabscheiderkessels (14) reichende, mit Randausnehmungen oder Löchern
(27) versehene Blechschürze (26) verlängert ist.
10. Durchlaufabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß in einem zylindrischen Abschnitt des Abscheiderkessels (14) des
Feinabscheiders (B) durch von dessen Wand ausgehende kastenförmige
Hohlkörper (33) ein im ganzen trichterförmiger Zwischenboden (28) gebildet ist,
der an seinem tiefsten Punkt die Mündung (29) des Rückspülableitungsrohrs
(19) und in seiner übrigen Fläche mindestens eine Öffnung (30b) für den
Durchtritt der strömenden Flüssigkeit zum Filter (15) aufweist.
11. Durchlaufabscheider nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekennzeich
net, daß das Flüssigkeits-Ableitungsrohr (11) im Innenkessel (5) als Träger für
die schneckenförmig verlaufenden Leitbleche (22) dient.
12. Durchlaufabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Ventil (3) und/oder das Ventil (20), die zum Feststoffaustrag
dienen, als Kugelventile ausgebildet und mit Steuervorrichtungen verbunden
sind.
13. Verfahren zum Abscheiden von Feststoffen aus einer strömenden Flüssig
keit, besonders aus permanent magnetisch behandeltem Wasser, unter Verwen
dung eines Durchlaufabscheiders nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die mit Feststoffen beladene Flüssigkeit durch das Einlei
tungsrohr (10) in den Innenkessel (5) des Hauptabscheiders (A) eingeleitet und
dort in eine abwärts gerichtete Kreiselbewegung versetzt und vom Bodenbereich
des Innenkessels durch ein Flüssigkeits-Ableitungsrohr (11) zu einem Filter (15)
im Feinabscheider (B) und weiter zu einem Flüssigkeits-Auslaß (16) geführt wird,
wobei Feststoffteilchen durch die Zentrifugalkraft der Strömung durch Löcher
(9) in der Wand des Innenkessels (5) in den unteren Teil des Außenkessels (1)
des Hauptabscheiders (A) gelangen und dort periodisch durch ein Ventil (3) ab
gelassen werden, während vom Filter (15) im Feinabscheider (B) zurückgehal
tene Feststoffteilchen durch eine periodische Rückspülung durch ein Rück
spül-Ableitungsrohr (19) mit einem Ablaßventil (20) nach außen abgeführt werden,
das während der Rückspülung geöffnet wird, wobei die Einleitung von strömen
der Flüssigkeit in den Hauptabscheider (A) während des periodischen Ablassens
von Feststoffteilchen durch das Ventil (3) und/oder die periodische Rückspülung
bei geöffnetem Rückspülventil (20) unterbrochen wird.
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