DE2364155A1

DE2364155A1 - Einrichtung zur kuehlung der kuehlkokille einer stranggiessanlage mit periodischem strangziehen

Info

Publication number: DE2364155A1
Application number: DE19732364155
Authority: DE
Inventors: Oleg A Aragiljan; Wladimir A Gorjainow; Ewgenij A Korschunow; Walerij P Kostrow; Jurij A Samojlowitsch; Anatolij G Tarasow
Original assignee: URAL POLITEKHN I IM S M KIROWA
Current assignee: URAL POLITEKHN I IM S M KIROWA
Priority date: 1972-12-21
Filing date: 1973-12-21
Publication date: 1974-07-11
Also published as: FR2211309A1; DD108224A1; FR2211309B1; CS170965B1; SU438220A1; DE2364155C3; DE2364155B2

Description

Ural'skij Ordena Trudovogo Krasnpgo Znameni politechniceskij. Institut imeni S.M. Kirova Sverdlovsk/UdSSR

P 52 o?2

21. Dez. 1973 L/Br

EINRICHTUNG ZUR KÜHLUNG DER KÜHLKOKILLE EINER S2RANGG1£ßANLAGE MII PERIODISCHEM STRANGZIEHEN

Die Erfindung "bezieht sich auf Einrichtungen zur Kühlung der Kühlkokillen von Strangg ßanlagen mit " periodischen Strangziehen, vorzugsweise nach oben ' ' .

Diskontinuierlich und" "besonders kontinuierlich arbeitende Stranggreßanlagen haben in . .verhältnismäßig kurzer

/zeit- weite Verbreitung gefunden. Es sind zum Beispiel Anlagen von dem senkrechten, radialen, krummlinigen und waagerechten Typ bekannt«

In der letzten Zeit hat man ein Stranggießverfahren ent-

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wickelt und veröffentlicht, welches eine zwangsläufige Zufuhr flüssigen Metalls über eine Steigeinrichtung von unten in eine radial gekrümmte Kühlkokille und ein periodisches Strangziehen aus der Kühlkokille nach oben in eine Einrich-' tung zur Sekundärkühlung unter . periodischer

Druckänderung des flüssigen Metalls auf die Strangkruste im Bereich der Kühlkokille vorsieht (Urheberschein der UdSSR : Nr. 265385).

Die bekannten Einrichtungen zur Kühlung der Kühlkokille enthalten gewöhnlich Rohrleitungen, welche einen Behälter für Kü_/^almittel mit einer Pumpe und der Kühlkokille verbinden. Als Kühlmittel wird am häufigsten Wasser verwendet, welches aus einer Wasserversorgungsleitung zugeführt wird und eine Temperatur hat_s die der Umgebungstemperatur nah. /ist und beim Durchfließen durch die Kühlkokille um einige Grade erwärme.-fc wird· Bevor das erwärmte Wasser von neuem der Einrichtung zur Kühlung der Kühlkokille zugeführt wird, wird es in speziellen Anlagen gekühlte

Die Temperatur des der Kühlkokille zugeführten Wassers kann in einem nioht weiten Bereich -schwanken, aber diese Schwankungen werden durch keine Produktionsnotwendigkeit herbeigeführt, besonders für Anlagen, in welchen der Gusstr^ang aus der Kühlkokille kontinuierlich herausgezogen wird,

- .Owdessen haben .. von den Erfindern vorgenommene Untersuchungen und BereeJhnungen erwiesen_g daß wenn man Metallstranggießen mit einem periodischen Straiägherausziehen aus der Kühlkokille durchführt und die Kühlmitteltemperatur

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t/en

im Laufe der Pausen zwi s ehen einzelnen Strangherausziehiw?*«^« aus der Kühlkokille in einem vorgegebenen Bereich ändert, so ergibt df«5 "bedeutende technologische Vorteile, welche es .ermöglichen, Erzeugnisse von einer höheren Gute zu erhalten.

Die bekannten Einrichtungen zur Kühlung der Kühlkokillen sind aber nicht -imstande, die Temperatur des Kühlmittels,, das der'Kühlkokille zugeführt wird, um einige Hundert Grad, zum Beispiel um 200 bis 400⁰C zu ändern, (aber) Eben eine solche Änderung der Kühlmitteltemperatur ist/im Laufe von He^ raus ziehpausen in Anlagen mit einem periodischen Strangherausziehen aus der Kühlkokille erwünscht«

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht in der Besei.tigung der angegebenen Schwierigkeiten,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Kühlung der Kühlkokille einer Strangg7cßanlage mit

periodischen Strangherausziehen mit solchen Vorrichtungen zu entwickeln, welche es ermöglichen,, Kühlmittel bis auf vorgegebene Temperaturen zu erwärmen und zu kühlen sowie der Kühlkokille abwechselnd mal erwärmtes _% mal abgekühl-

den

tes Kühlmittel in Abhängigkeit von Stadien der ß bildung und des StrangherausZiehens su_zuführen₃ wodurch man Strä/nge mit einer verbesserten Oberfläche produzieren kann»

Diese Aufgabe ist durch die Entwicklung einer Einrich-

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tung zur Kühlung der Kühlkokille einer Stranggffßanlage mit

periodischem Strangherausziehen gelöst, die einen Aufbewahrungsbehälter für das Kühlmittel enthält, welcher über eine Rohrleitung mit einem Kühlmittelbehälter in l/erL·!ηa&nc, Ste^t :, der mittels einer Zufuhr- und einer Abführungsrohrleitung mit einer Pumpe und mit der Kühlkokille verbunden ■«ist, wo Iod erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Senkung der Kühlmitteltemperatur, welche in den erwähnten, für das Kühlmittel mit niederer Temperatur vorgesehenen Behälter eingebaut und ein anderer, für das Kühlmittel mit hö'-herer Temperatur vorgesehener Behälter/'in welchen ein HeizköVrper zur Erwärmung des Kühlmittels bis auf eine Temperatur von etwa 400⁰C eingebaut ist, wobei fcmor ■ . der ■ letztere Behälter Stutzen aufweist, welche ihn mit der Zufuhr- und der Abführungsrohrleitung verbinden und in den Stutzen und den Rohrleitungen Ventile zum abwechselnden Anschluß der erwähnten Behälter an die Kühlkokille und deren Trennen davon vorgesehen sind, :^: wo<L ur eh. das Kühlmittel mit entsprechender Temperatur der Kühlkokille abwechselnd zugeführt und tattQCjin werden kann·

E^-ine solche Einrichtung sichert eine Kühlung der Kühlkokille mal durch ein erhitztes, mal durch ein abgekühltes Kühlmittel, beschleunigt dadurch die Bildung des Gusstranges und erleichtert dessen Herausziehen aus der

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Kühlkokille, was sioh auf der Oberflächengüte des Stranges vorteilhaft auswirkt.

Es ist zweckmäßig, die Einrichtung mit einer zusätzlichen Pumpe zu versehen und diese mittels Stutzen an. einen jeden der ι Kühlmittel behält er und an die Rohrleitung anzuschließen, die mit dem Aufbewahrungsbehälter für das Kühlmittel verbunden ist und in den Wänden der erwähnten Behälter " über dem Sollstand des Kühlmittels Öffnungen ausführen, welche einen Kanal bilden, der diese Behälter miteinander verbindet·

Der in den Behälterwänden ausgeführte Kanal verbindet die Behälter und die zusätzliche Pumpe ermöglicht es, das Kühlmittel aus dem einen Behälter dem anderen zu zu- ■ führen und dadurch die Kühlmitteltemperatur in einem jeden Behälter auf dem Sollwert zu halten sowie die Behälter und die "Rohrleitungen der Einrichtung mit dem Kühlmittel aus dem Aufbewahrungsbehälter vor dem Betriebsbeginn der Anlage zu füllen·

. wertem

Es ist vorter Lhaft-, die Einrichtung mit einem Behälter zu versehen und titatia mittels Stutzen an eine Druckgas £ue/lle und an den einen von den erwähnten Kühlmittelbehälter anzuschließen·

•Die Zweckmäßigkeit einer Gasfüllung der Einrichtung zur Kühlung der Kühlkokille vorzugsweise mit einem Edelgas erklärt sich wie folgt·

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Zur Zeit kann als Kühlmittel KühlkokilieVel Flüssi-gmetallwärmeträger verwendet werden, der aus einer Legierung von ITatrium und Kalium b&st-tkt . _x Uatrium und Kalium sind chemisch aktive Metalle, die am intensivsten mit Wasserstoff und mit Wasserdampf en reagieren, die in der Regel in der Luft vorhanden sind. Damit eine "^unerwünschte Wechselwirkung von Kalium und ITatrium mit der Luft ausgeschlossen wird, wenn man als Kühlmittel diese Legierung verwendet, ist es zweckmäßig, bevor man das Kühlmittel den Behältern zuführen läßt, Innenkänäle der Kühlkokille und ' die Rohrleitungen der Einrichtung mit einem Gas, vorzugsweise einem Edelgas zu füllen, das aus dem erwähnten Behälter zugeführt wird,-

Zur Erläuterung der Erfindung sind unten Ausführungsbeispieie von Einrichtung zur Kühlung der Kühlkokille einer Stranggießanlage unter Bezugnahme auf die beigelegte Zeichnung beschrieben, welche schematise!* die beschriebene erfindungsgemäße Einrichtung zeigt»

Die Einrichtung zur Kühlung der Kühlkokille einer Stranggiißanlage mit - periodischen Strangziehen aus der Kür-fclkokille weist einen Behälter 1 für ein Kühlmittel 2 mit einem niederen Schmelzpunkt auf» Der Behälter 1 korn» jnunizi'-ert mit einem Zufuhrverteiler 3 äer Kühlkokille 4 über eine Zufuhrrohrleitung 5_S über welche das Kühlmittel der Eühlkokille zugeführt. wird_e Zwischen Abschnitten der

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Rohrleitung 5 ist eine Pumpe β eingebaut, mit deren Hilfe das Kühlmittel über die Rohrleitung 5 in die Kühlkokil-Ie 4 befördert wird· - -

An einen Ableitverteiler 7 der Kühlkokille 4 ist das eine Ende einer Abführungsrohrleitung 8 zur Kühlmittelableitung von der Kühlkokille 4 angeschlossen. Das andere Ende der Abführungsrohrleitung 8 ist an den Behälter 1 angeschlossen..

Im Behälter last eine Vorrichtung 9 zur Kühlung des Kühlmittels 2 untergebracht, die ein Schlangenrohr -efith⁢ über w^elches'ein Kühlmittel, vorzugsweise Wasser durchgeler-i-ei' wird.

Heben dem Behälter 1 ist ein zusätzlicher Behälter IO für das Kühlmittel 11 mit höherer Temperatur angeordnet,' welcher aiit Heizkörpern 12 zur vorzugsweise Anfangserwärmung -des Kühlmittels 11 bis auf eine Temperatur von etwa 400°C versehen ist.

In der Einrichtung kann anstelle von zwei Behältern eine Kammer mit mehreren Abteilungen verwendet werden.

Der Behälter 10 hat zwei Stutzen IJ und 14, über welche er mit der Sufuhrrohrleitung 5" und der Abführungsrohrleitung 8 verbunden ist·

In den Rohrleitungen 5 und 8 und den Stutzen 13 und 14 sind die Ventile 16, 17 und 15, 18 vorgesehen, mit welchen man die Behälter 1 und 10 nacheinander zur ab-

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wechselnden Zufuhr νοη Kühlmittel mit vorgegebener Temperatur ' Kühlkokille"4 anschließen kann.

■ Im Oberteil der Wände der Behälter 1 und 10 ist ein Kanal 19 ausgeführt, über welchen das Kühlmittel aus dem einen Behälter in den anderen überließen kann. T)Te Ho/hlräume der Behälter 1 und 10 kommunizieren miteinander auch über Stutzen 20, zwischen welchen eine zusätzliche Pumpe 21 sum Umpumpen des Kühlmittels aus dem einen Behälter in den anderen eingebaut ist.

An den einen der Stutzen 20 ist eine Rohrleitung 22 angeschlossen, welche mit einem Aufbewahrungsbehälter 23

Τη Virb'.ndunci ttelft

für das Kühlmittel . Der Stutzen 20 des Behälters 10 und die Rohrleitung 22 sind mit Ventilen 24 versehen.

An einen der Behälter 1 bzw. .10 kann von oben das eine Ende eines Stutzens 25 angeschlossen werden, dessen anderes Ende mit einem Behälter 26 vorzugsweise für Edelgas verbun den ist.

Der Behälter 26 * s-izhf ~ seinerseits über einen

Γα V-er b'ncL un C\J

Stutzen 27 mit einem Ventil 28 mit einer Druckgas quelle 29·

Im Stutzen 2O₁ der an den Behälter-1 angeschlossen ist, ist ein Ventilhahn 31 vorgesehen," der über ein Rohr 32 an eine (nicht eingezeichnete) Unterdruck quelle angeschlossen ist, in welcher der Gasdruck unter dem /jtmosphärendrutfliegt. Als Kühlmittel ist es ratsam, einen Flüssigmetallwärmeträger mit einem niedrig . Schmelzpunkt, zum Beispiel eine

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Hatrium- und Kaliumlegierung zu verwenden, welche "bei der eutektisehen Zusammensetzung (22,8?6 Natrium und 77,2$ Kalium) 6nin Schmelzpunkt von -12⁰C und-εΓ/Κί? Siedepunkt von +784⁰C aufweist und sich mittels Induktionspumpen gut befördern läßt· Man kann aber als Kühlmittel auch andere Stoffe verwenden.

Die Einrichtung zur Kühlung der Kuhlkokille einer Strang-'gfcßanlage arbeitet wie folgt.

Vor dem Beginn des Gießvorgangs in der Anlage bereitet man die Einrichtung für den Betrieb vor· Zu diesem Zweck bereitet man die Einrichtung für das Auffüllen mit dem Kühlmittel vor und füllt sie mit diesem auf und dann bereitet man das Kühlmittel derart vor, äa.& es abwechselnd mit verschiedenen Temperaturen der Kühlkokille 4 zugeführt werden kann.

Die Vorbereitung der Einrichtung für das Auffüllen mit dem Kühlmittel besteht darin, daß allen Rohrleitungen, Stutzen, Behälter 1 und 10 sowie Kanälen der Kühlkokille 4 aus dem Behälter 26 ■ Edelgas zugeführt wird« In den Behälter 26 str^-ömt das Gas von der Druckgas quelle 29 über den Stutzen 27 und das Ventil 28. ■-'

Hachdem die Einrichtung mit Edelgas gefüllt worden ist, geht man zu deren Auffüllen mit Kühlmittel über.-

Da als Kühlmittel eine Natrium- und Kaliumlegierung empfohlen wird, wird diese in die Einrichtung zur Kühlung aus dem Aufbewahrungs behält er 23 über die Rohrleitung 22 und

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das geöffnete Ventil 24 mit Hilfe finer Pumpe 21 vom Induktionstyp gepumpt. Im Aufbewahrung behält er 23 * '" sich die Natrium- und Kaliumlegierung unter einer Mineralölschicht 30 " .

Damit die Pumpe 21 angelassen^ ^ln kann, ist deren Kanal vorher mit dein aus dem Aufbewahrungsbehälter 23 _: zjti fördernden Kühlmittel aufzufallen. Dieser Arbeitsgang kann ausgeführt werden, wenn in der Rohrleitung 22 ein Unterdruck über den Ventilhahn 31 erzeugt wird, welcher in

dem mit dem Behälter 1 ?n U<rb;r\diM<j .;. Stutzen 20 vorgesehen ist. InT Bereich des Ventilhahns 31 wird ein Unterdruck über das Rohr 32 erzeugt, welches an eine.(nicht eingezeichnete) U^nterdruekquelle angeschlossen ist_e

Nachdem der.Kanal der Induktionspumpe 21 mit dem Kühlmittel aufgefüllt istj führt man dieser elektrische Bneir^z

man

zu und gleichzeitig schließt die Rohrleitung 32 und

Öffnet den Stutzen 20 mittels des Ventilhahns .31·

Das Kühlmittel aus dem Aufbewahrungsbehälter 23 tuber die Rohrleitung 22» die Punpe 21 und den Stutzen 20₍^gelangt zuerst in den Behälter 1 und dann über die. Rohrleitung 5 und den Stutzen 13 bei geöffneten Ventilen 15 und 16 in den Behälter 10 und den Kanal der Hauptpumpe 6 vom Induktionstyp*

Das weitere Auffüllen der Einrichtung zur Kühlung mit dem Kühlmittel erfolgt bei \ eingeschalteter. Induktions-

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pumpe 6, welche {die Füllung^mit diesem zuerst/der Kanäle der Kühlkokille 4 und dann der Abfüknangsrohrleitung 8 si- " cherstellt. Das Auffüllen der Einrichtung ist dann beendet, wenn Rohrleitungen, Stutzen und Kanäle der Kühlkokille 4 mit dem Kühlmittel vollkommen gefüllt sind und in den Behälter 1 und 10 das Kühlmittel 2 etwa bis zum Kanal 19 angestiegen ist, welcher die Behälter 1 und 10 verbindet·

•Des weiteren öffnet man das Ventil 24 im Stutzen 20 und schließt das Ventil 24* in der Bohrleitung 22_S wodurch die Kühlmittelzufuhr aus dem Aufbewahrung behälter 25 unterbrochen -wird.

Während die Einrichtung mit dem Kühlmittel gefüllt wird, wird das Edelgas aus der Einrichtung in den Behälter 2β verdrängt, worin es entweder komprimiert oder über ein (nicht eingezeichnetes) Druckminderventil nach außen abge- · leitet wird.

Nachdem die Einrichtung mit dem-Kühlmittel gefüllt worden ist, ist es ratsam, das Kühlmittel mit den Pumpen 6 und 21 solange im Leerlauf umzupumpen, bis in der Einrichtung zur Kühlung kein Gas mehr geblieben ist, dann stellt man

dl«

die Pumpen 6 und 21 ab und schließt Ventile aller Stutzen und Ro^hrleitungen mit Ausnahme des Stutzens 20, welches an den Behälter 1 angeschlossen ist und beim Betrieb der Einrichtung im Laufe des Gießvorgangs offen bleibt.

Die weitere Betriebsvorbereitung der Einrichtung be-

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ORDINAL INSPECTED

steht darin, daß im Behälter 10 das Kühlmittel 2 auf die Solltemperatur von etwa 400⁰C erwärmt wird (das erwärmte Kühlmittel ist durch 11 bezeichnet) und der Vorrichtung 9, die. im Behälter 1 vorgesehen ist₉ ein Kühlmittel, vorzugsweise Wasser zugeführt wird._:

Damit ist die Betriebsvorbereitung der Einrichtung be- ■ endet.

Im laufe des Gießvorgangs in der" Stranggießanlage mit periodischen! Strangziehen aus der Kühlkokille 4 wird dieser in Übereinstimmung mit der vorge^Ww^M ι Gießführung mittels der Pumpe 6 abwechselnd -er*? Kühlmittel 2 mit nieder-^er Temperatur aus dem Behälter 1 und &n Kühlmittel mit höherer Temperatur aus dem Behälter 10 zugeführt. Wenn das Kühlmittel 2 mit niederer Temperatur zugeführt wird, sind die Ventile 16 und 17 geöffnet und die Ventile 15 und 18 geschlossen» We^nn aber das Kühlmittel mit höherer Temperatur zu zuführen ist, öffnet man die Ventile 15 und 18 und schließt die Ventile 16 und 17.

Indem sie durch die Kühlkokille 4 strömen, erwärmen sich die Kühlmittel 2 bzw., 11 mit niederer bzw. höherer Temperatur um einige Grad,« Damit keine allmähliche überhitzung der Kühlmittel 2 und 11 zustande kommt, werden diese wie folgt gekühlt.

Das Kühlmittel 2 mit niederer Temperatur wird gekühlt, indem es in der Vorrichtung 9* welche von Kühlmittel durchfloßen wird Wärme abgibt» Das Kühlmittel 11 mit höherer

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0BK3INAL INSPECTED

-Temperatur wird durch eine Verdünnung mit dem Kühlmittel 2 mit niederer temperatur gekühlt, welches durch die zusätzliche Pivmpe 21 umgepumpt wird« In diesem Falle wird das Ventil 24 in der Rohrleitung 20 geöffnet und die " Pumpe 21 befördert die erforderliche Menge des Kühlmittels 2 mit niederer Temperatur über den Stutzen 20 in den Behälter 10, v/dki(überfließt")das überschüssige Kühlmittel 11 mit höherer 2emperatür aus dem Behälter 10 über den Kanal 19 in den Behälter 3$t ' " . "

Nach dem Betriebsschluß der Anlage läßt man das Kühlmittel aus Rohrleitungen, Stutzen, Kanälen der Kühlkokille und den Behälter 1 und 1 0 der Einrichtung zur Kühlung der Kuhlkoykilie 4 in den Aufbewahrungsbeheälter 23 unter gleichzeitiger Füllung der erwähnten Seile, der Einrichtung mit Edelgas aus dem Behälter 26 abfließen·

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Claims

..·-. „3.4- ²¹ ° ^Dez* ¹⁹⁷³

L/Br

PATENTANSPRÜCHE

1« Einrichtung zur Kühlung der Kuhlkokille einer Stranggi€ßanlage mit ■· ■· -periodischen Strangziehen, die einen Aufbewahrungsbehälter für das Kühlmittel enthält, welcher über eine Rohrleitung mit einem mittels einer Zufuhriind einer Abführungsrohrleitung an eine Pumpe und an die Kühlko^kille' angeschlossenen Kühlmittelbehälter In Ve.rblnd.un* Steht t dadurch gekennzeichnet, daß

eine Vorrichtung (9)-zux Senkung der Kühlmitteltemperatur, welche in den erwähnten Behälter (1) eingebaut ist, der fü>r das Kühlmittel mit niederer Temperatur (2) bestimmt ist und ein zusätzlicher Behälter (10)4 der für das Kühlmittel mit höherer Temperatur (11) bestimmt ist in dem ein Heizkörper (12) zur Erwärmung des Kühlmittels bis auf eine Temperatur von etwa 4QO⁰C eingebaut ist, (yoxQesehe<4 sind/ und daß der ~z\is6.t-a,L\ch e Behälter (10) Stutzen (13 und

14) aufweist, die ihn an die Zufuhr- (5) und die Abführungsrohrleitung anschließen und in den Stutzen (13 und 14) und in den Rohrleitungen (5 und 8) -' - · Ventile (15_S 18 und 16 , 17) zum abwechselnden Anschluß der . Behälter (1 und 10) an die Kühlkokille (4) und zum deren Absd\a.Htti

.von dieser vorgesehen sind, Wodurch . Kühlmit-

tel mit -- entsprechender Temperatur dor Kühlkokille l««f€f und γ -~ abgeleitet werden kann.

2·- Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge-

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" INSPECTED

kennzeichnet, daß sie eine zusätzliche Pampe (21) hat, welche mittels Stutzen (20) an einen ^eden der

. Kühlmittelbehälter (1 und 10) und an eine mit einem Aufbewahrungsbehälter (23.) für das Kühlmittel in Vev-b-fwciu«* sUhoiclfy. Rohrleitung (22) angeschlossen ist und daß in den Wänden der Behälter (1 und 10) über dem Sollstand

des Kühlmittels ·. Öffnungen ausgeführt sind, die einen

Kanal (19) bilden, über welchen diese Behälter miteinander Fn Verbindung StekfH,

3, Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ä e ken nzeie-h.net, daß sie einen Behälter der mittels Stutzen (25 und 27) an eine Druckgasquelle (29) und an . . einen der ■ " -. , . Kühlmittelbehälter angeschlossen ist«.

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