DE2440102A1 - Vorrichtung zur behandlung einer suspension - Google Patents

Description

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Pielkenrood-Vinitex B.Y.

Assendelft/Niederlande Industrieweg 13

Vorrichtung zur Behandlung einer Suspension

Priorität: 7. September 1973 Niederlande 73/12 337

In der älteren deutschen Patentanmeldung P 23 20 859·5 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Koaleszenz von in einer Trägerflüssigkeit suspendierten Partikeln beschrieben worden, in der die Trägerflüssigkeit mit den von dieser zu trennenden suspendierten Partikeln durch im wesentlichen vertikale Durchlässe zwischen im wesentlichen parallelen Wänden geführt wird. Diese Wände verursachen durch Reibung mit der Flüssigkeit eine Strömung mit quer verlaufendem G-eschwindigkeitsgradienten, so daß die Partikel sich gegenseitig einholen, was die Möglichkeit der Koaleszenz zwischen den Partikeln erhöht. Diese Wände sind im besonderen gewellte Platten, bei denen die Mantellinien der Viellungen quer zur Strömungsrichtung, d.h. im wesentlichen horizontal, gerichtet sind. Wenn es gewünscht wird, können abwechselnd gewellte Platten in Strömungsrichtung verschiebbar gemacht sein, um die Phasenbeziehung zwischen den Wellungen von benachbarten Platten variieren zu können, was einen Einfluß auf den Geschwindigkeitsgradienten der Strömung hat.

In der älteren deutschen Patentanmeldung P 21 03 890.4 sind Abscheidevorrichtungen beschrieben, in denen eine Trägerflüssigkeit mit von dieser zu trennenden suspendierten Partikeln durch Durchlässe zwischen parallelen

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gewellten Platten geführt wird, welche in einer Heigung zur Horizontalen angebracht sind, wobei die Strömungsrichtung entweder einen Winkel mit der Richtung der Mantellinien der Wellungen bildet, insbesondere senkrecht zu dieser gerichtet ist, oder in die Richtung dieser Mantellinien gerichtet ist, und zwar in einer Weise, daß die von der Flüssigkeit getrennten Partikel in den Vertiefungen oder auf den Kämmen dieser Wellungen gesammelt werden und entlang der Neigung dieser Platten zu den Sammelräumen entfernt werden können.

Bei Vorrichtungen dieser Art iat es sehr wichtig, daß die gewellten Blatten an allen Punkten im gleichen Abstand bleiben. Ie Falle von Querströmungen zu den Wellungen besteht die Gefahr, daß Schwingungen in den Platten erzeugt werden. Da gewellte Platten eine hohe Steifigkeit in einer Richtung haben, ist für die Halterung der Platten im allgemeinen ausreichend, die Platten an ihren äußeren Enden an den Kämmen und/oder Vertiefungen oder auf halbem Weg zwischen den Kämmen und Vertiefungen zu halten oder Halteknöpfe daran vorzusehen. Sine solche Halterung ist jedoch zur Unterdrückung von Schwingungen ungenügend und im Pail von gegenseitig verschiebbaren gewellten Platten ist eine solche Halterung nicht möglich oder nur möglich, wenn komplizierte Hilfsmittel verwendet werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Halterung für gewellte Platten für ähnliche Zwecke zu schaffen, die nicht diese Nachteile hat und darüber hinaus eine sehr einfache und wirksame Halterung solcher Platten unter allen Umständen ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird ein Käfig verwendet, der angepaßt ist, um jede Platte oder einen Satz ausgerichteter Platten aufzunehmen. Dieser Käfig enthält wenigstens ein im wesentlichen ebenes Gitter, das aus einem ersten Satz paralleler Stäbe aus einem starren Material besteht, die mittels eines

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zweiten Satzes quergerichteter Stäbe miteinander verbunden sind, um eine starre Einheit zu bilden. Die Gitter sind so ausgebildet, daß sie auf einer Basis parallel zu ähnlichen Gittern und in bestimmten Abständen davon angeordnet sind. Insbesondere enthält jeder Käfig zwei parallele G-itter, die durch Querstäbe miteinander verbunden sind, wobei die Stäbe eines Satzes jedes Gitters quer zu den Mantellinien der Wellungen einer zwischen den Gittern angebrachten gewellten Platte gerichtet sind und dann die Kämme der Wellungen verbinden, die zu dem betreffenden Gitter hin gerichtet sind»

Solche Käfige können auf verschiedene Arten aufgebaut werden und können besonders so ausgebildet werden, daß sie Platten halten, die in bezug auf Zwischenplatten gegeneinander verschoben werden können. »

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben, in der sind

Pig. 1 und 2 Teilansichten eines Käfigs nach der Erfindung,

Pig. 3A, B und C Teilansichten eines Mehrfachkäfigs gemäß der Erfindung,

Pig. 4 eine Teilansicht eines Mehrfachkäfigs mit einer ebenen Hilfsplatte,

Pig. 5 eine Teilansicht eines unterteilten Käfigs und

Pig. 6 eine Teilansicht eines in zwei getrennte Teile geteilten Käfigs.

In den Pig. 1 und 2 ist der Grundaufbau eines erfindungsgemäßen Käfigs zum Halten einer gewellten Platte 1 schematisch gezeigt. Dieser Käfig besteht aus zwei parallelen Gittern, das jedes aus Stäben 2 und 3 besteht, die einander im wesentlichen senkrecht kreuzen und an den Kreuzungspunkten miteinander verbunden sind. Diese Gitter begrenzen ein Abteil 4. Die Stäbe 2 sind quer zu den Mantellinien der Wellungen der Platte 1 ausgerichtet, die in dem Abteil 4

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angebracht ist, und verbinden die Kämme 5 dieser Wellungen. Die Verbindungen zwischen den Stäben 2 und 3 sind beispielsweise Schweißverbindungen. Die Stäbe 3 sind in solcher Weise angebracht, daß sie nicht den Kontakt zwischen den Kämmen 5 und den Stäben 2 behindern, wie aus Pig. 1 !dar ersichtlich ist.

Die Stäbe 2 beider Gritter sind untereinander wenigstens an einem äußeren Ende durch Querstäbe 6 verbunden. Zu diesem Zweck können jeder der beiden Stäbe 2 beider Gitter und ein Querstab 6 aus einem einzelnen TJ-förmigen Stab bestehen. Es ist auch möglich, die Stäbe 2 beider Gitter aus einem einzelnen Stab zu biegen, in welchem fall die beiden benachbarten Stäbe eines Gitters miteinander an einem äußeren Ende durch ein Teil verbunden sind, das parallel zu den Stäben 3 ausgerichtet ist.

Nach dem Einfügen der gewellten Platten 1 können Querstäbe auch an dem anderen äußeren Ende vorgesehen werden. Es ist auch möglich, Querstäbe 7 an den Seiten der äußeren Enden der Stäbe 3 oder an die Stäbe 2 anzuschweißen, die mit den äußeren Enden verbunden sind.

Solche Käfige können Seite an Seite in einem Bassin angeordnet sein, so daß sich die Gitter benachbarter Käfige immer berühren, wobei das entsprechende Ausmaß des Bassins gleich der gesamten Breite dieser Käfige ist, so daß der ganze Einbau eng in das Bassin ohne Klappern hineinpaßt. Es ist angebracht, die Stäbe 2 der Gitter In einer Welse wie in Fig. 3A gezeigt anzubringen. Die Stäbe eines Käfigs sind mit 2' bezeichnet und diejenigen des nächsten Käfigs mit 2". Diese Stäbe berühren dann sowohl die Kämme 5 der Platte In dem Abteil 4* des ersten Käfigs als auch diejenigen der Platte in dem Abteil 4ⁿ des benachbarten Käfigs. Dies kann in einfacher Welse ausgeführt werden, indem der Abstand von dem ersten Stab eines Gitters zu der benachbarten Kante dieses Gitters kleiner als der Abstand des letzten Stabes dieses Gitters zu der gegenüberliegenden

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Kante gemacht wird, so daß durch Drehen abwechselnder Käfige die gewünschte Stellung der Stäbe 2 erhalten wird.

In der Praxis wird jedoch vorgezogen, nicht getrennte, nebeneinander zu stellende Käfige zu verwenden, sondern einen einfachen zusammengesetzten Käfig oder eine kleine Anzahl solcher Käfige, wobei jeder Käfig die gewünschte Anzahl von Abteilen 4 enthält. Jedes Abteil ist von einem benachbarten durch ein einzelnen,aus Stäben 2 und 3 bestehendes Gitter getrennt. Die Stäbe der verschiedenen Gitter eines solchen Käfigs können wieder durch mehrfaches Biegen eines einzelnen Stabes erhalten werden.

Pig. 3B und 3C zeigen zwei mögliche Stellungen der Platte in benachbarten Abteilen 4. Die gezeigte Anordnung ist für einen Koaleszenzapparat nach der deutschen Patentanmeldung P 23 20 859.5 gedacht, in dem eine Flüssigkeit mit schwebenden Partikeln vertikal aufwärts oder abwärts zwischen den Platten 1 geführt wird. Im Falle der Hg. 3B, bei dem die Plattenwellungen alle in Phase sind, wird .hauptsächlich der durch Reibung gegen die Platten verursachte querlaufende · Strömungsgradient für die Koaleszenz verwendet, die durch einige zusätzliche Strömungsunterschiede erhöht wird, die durch abwechselnde Ablenkungen der Strömung durch die Kurven dieser Platten verursacht werden. Bei der Anordnung der Pig. 3C ist der Durchlaß jedoch abwechselnd erweitert und verengt, was zu einem anderen Strömungsverlauf mit im wesentlichen in Strömungsrichtung weisendem Geschwindigkeitsgradienten führt. Der Strömungswiderstand ist in diesem Pail höher als in dem Pail der Pig. 3B.

Es ist nun möglich, einen stufenweisen "Übergang sswischen der Anordnung der Pig. 3B und 3C zu erhalten, wenn eine Mehrzahl von Käfigen der Pig. 1 mit Stäben 2' in solchem Abstand zwischen benachbarten Käfigen miteinander verbunden werden, daß genau ein getrennter Käfig in jeden Zwischenraum paßt, dessen Stäbe 2¹ in der in Pig. 3A gezeigten Weise zwischen

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die Stäbe 2" der angrenzenden festen Käfige passen, wobei die ersteren Stäbe dann an den Kämmen 5 der Platten 1 anstoßen, die in den erwähnten benachbarten Käfigen angeordnet sind, und andererseits stoßen die Stäbe 2* dieser benachbarten Käfige an den Kämmen 5 der Platte in dem Zwischenkäfig an. Dadurch, daß diese Zwischenkäfige um wenigstens eine halbe Wellenlänge der Wellungen der Platten 1 verschiebbar gemacht werden, kann ein Übergang von der Einstellung der Pig. 3B zu der der Pig. 3C erhalten werden. Es ist klar, daß diese beweglichen Käfige zu einer gemeinsamen verschiebbaren Einheit vereinigt werden können,die im wesentlichen der Einheit gleicht, die aus feststehenden Käfigen gebildet ist, die jedoch umgekehrt angeordnet ist.

Pig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der zwischen zwei Käfigen mit Abteilen 4 ein engerer Zwischenraum 8 liegt, in den eine ebene Platte 9 hineinpaßt, die in einem Abstand von den Kämmen 5 der gewellten Platten 1 verbleibt, die in den erwähnten Abteilen 4 angeordnet sind. Dieser Abstand ist durch die Dicke der Stäbe 2 bestimmt. Diese Platte verengt den Durchlaß zwischen zwei sich zugekehrten Kämmen 5 und erhöht somit den Strömungswiderstand und zur gleichen Zeit wird der Geschwindigkeitsgradient in !Längsrichtung erhöht, da das Verhältnis zwischen den Querschnitten der weiteren und der engeren Teile erhöht ist. Wenn, wie gezeigt, die Platte 9 sich nur entlang eines Teils der Wellungen erstreckt, wird der Widerstand natürlich geringer sein als in dem Pail, in dem sich eine Platte längs aller Wellungen erstreckt. Auf diese Weise kann eine Einstellung des Verlaufs des Geschwindigkeit sgradient en erhalten werden. Es ist ersichtlich, daß die Platte 9 gleitbar gemacht werden kann, um eine veränderliche Einstellung zu erhalten.

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In Pig. 4 sind die benachbarten Platten 1 in Gegenphase gezeigt. Auch wenn die Platten in gleicher Phase liegen, wird ein Verengen des Durchlasses zwischen einer Kurve davon und der ebenen Zwischenplatte 9 erhalten, was zu einer Veränderung des Strömungsverlaufs führt.

Die für diese Zwecke verwendeten gewellten Platten haben in Wellendichtung, d.h. quer zu den Mantellinien der Wellungen, eine feste Länge, die dadurch eine bestimmte Anzahl von Wellenlängen enthält. Obgleich es möglich ist, solche Platten zusammenzuschweißen, so daß eine fortlaufende Welle erhalten wird, ist es einfacher, die Abteile 4 des Käfigs in der in Pig. 5 gezeigten Art in Teilabteile durch Zwiscaenstäbe 10 zu unterteilen, die z.B. an die Stäbe 2 oder 3 angeschweißt sind. Jedes Abteil hat in der fraglichen Richtung die Ausmaße einer Standardbreite der gewellten Platte. Auf diese Weise ist es möglich, solche Platten ohne Phasendifferenz anzuschließen. Erforderlichenfalls sind diese Platten mit Aussparungen versehen, die um die Querstäbe 10 passen.

Es ist natürlich auch möglich, diesen Käfigen ein Ausmaß zu geben, das der erwähnten Standardbreite entspricht, insbesondere in dem Pail eines Mehrfachkäfigs, der aus einer Mehrzahl von nebeneinander gesetzten Käfigen mit oder ohne Zwischenraum besteht, und eine Anzahl solcher Käfige kann vertikal gestapelt werden. Die Stäbe können mit Richtungsgliedern versehen sein, um eine korrekte Ausrichtung der Platten zu erhalten. Insbesondere können benachbarte Querstäbe 6 solcher Käfige gegenseitig versetzt angeordnet sein, wobei sich die Stäbe, z.B. Längsstäbe 3, an den äußeren Enden der benachbarten Käfige abstützen können.

Bei der Ausführungsform der Fig. 4 kann die ebene Platte als Halteglied dienen, auf welche sich die Querstäbe eines darüberliegenden Käfigs stützen können. Es ist auch möglich,

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wie in Pig. 6 gezeigt ist, diese Platte an einer Seite vorspringend und an der anderen Seite nicht völlig bis zum Ende des Käfigs reichend zu machen, so daß der vorspringende Teil einer anderen Platte hineinpaßt.

Es ist weiterhin klar, daß das, was oben in bezug auf Pig. bezüglich der Platten mit einer gegebenen Standardbreite gesagt worden ist, auch in dem Pail der Platten mit einer Standardbreite in Richtung der Mantellinien oder Wellungen gilt, in welchem Falle entweder die Abteile 4 in Teilabteile in der fraglichen Richtung unterteilt oder Einzelkäfige in dieser Richtung nebeneinander angebracht werden können.

Die beschriebenen Käfige können auch in Abscheidevorrichtungen angebracht werden, in denen die Platten in einem Winkel in bezug auf die Horizontale angebracht sind, z.B. gemäß deutscher Patentanmeldung P 21 03 890.4, wobei die Mantellinien der Wellungen sich zwischen den höheren und niedrigeren Seiten dieser Platten erstrecken und der Flüssigkeitsstrom dazu quer (und im allgemeinen horizontal) gerichtet ist. Es ist oft erwünscht, in diesem Pail den Abstand zwischen den Kämmen der Platten größer zu machen, als dies in Pig. 3 gezeigt ist, und dann kann eine Anordnung entsprechend der Pig. 4, aber ohne die ebene Zwischenplatte S, verwendet werden. Obgleich im allgemeinen in solchen Fällen Platten mit Wellungen in Phase verwendet werden, können auch Anordnungen mit Wellungen in Gegenphase oder mit einer Zwischenphasenbeziehung verwendet werden, und gewünschtenfalls kann die Phasenbeziehung veränderlich gemacht werden.

Ein Vorteil dieser Käfige bei diesen Abscheidevorrichtungen ist wieder, daß eine verteilte Halterung erhalten wird, so daß zusätzliche Halteglieder, die oft den Durchflußquerschnitt verringern, überflüssig werden und Schwingungen in den Platten bei gewissen Strömungsgeschwindigkeiten verhindert werden.

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Auch in Plattenabscheidern, in denen die Strömung parallel zu den Mantellinien der Wellungen gerichtet ist, können diese Käfige verwendet werden. Wenn, wie es oft der Pail ist, Platten mit ziemlich tiefen Wellungen verwendet werden, bei denen die Kämme einer Platte in die Zwischenräume zwischen den Kämmen einer benachbarten Platte hineinreichen, vergl.z.B. die ältere deutsche Patentanmeldung P 20 30 617.6, können Querstäbe, die diese Kämme berühren und quer zu den Wellungen gerichtet sind, nicht verwendet werden. Stattdessen können z.B. nur Längsstäbe verwendet werden, an denen die Kämme der Platten aufgehängt sind. Diese Stäbe sind an ihren äußeren Enden mit geeigneten Querhaltern verbunden und notfalls können gewellte Querstäbe an Zwischenpunkten vorgesehen werden.

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Claims (17)

1. Vorrichtung zum Unterstützen der Abscheidung oder zum Abscheiden abscheidbarer, in einer Trägerflüssigkeit suspendierter Komponenten mit einer Anordnung von im wesentlichen parallelen, gewellten oder ähnlich profilierten Platten in einem diese Anordnung umgebenden Bassin oder Gehäuse, mit Einrichtungen zum Führen des zu behandelnden FlüssigkeitsStroms durch die Zwischenräume zwischen den Platten und mit Einrichtungen zum nachfolgenden Ausströmen der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte oder eine Mehrzahl von zueinander ausgerichteten Platten in einem Käfig eingeschlossen ist, der wenigstens ein im wesentlichen ebenes Gitter enthält, das aus einem ersten Satz von parallelen Stäben aus einem starren Material besteht, wobei diese Stäbe durch einen zweiten Satz, von quer gerichteten Stäben miteinander verbunden sind, um eine starre Einheit zu bilden, und daß eine Anzahl solcher Gitter so ausgebildet ist, daß sie in bestimmten gegenseitigen Abständen in dem Bassin angeordnet sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Käfig zwei parallele Gitter enthält, die durch Quers.täbe miteinander verbunden sind, wobei die Stäbe des einen Satzes quer zu den Mantellinien der Wellungen einer gewellten Platte gerichtet sind, die zwischen den Gittern angebracht ist, und so ausgebildet sind, daß sie die Kämme dieser zu dem fraglichen Gitter gerichteten Wellungen berühren.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kämme eines Satzes berührenden Stäbe so angebracht sind, daß beim Nebeneinanderanordnen einer Mehrzahl von Käfigen diese Stäbe gegenseitig versetzt sind, so daß die Stäbe eines solchen Satzes auch die Kämme einer Platte innerhalb eines benachbarten Käfigs berühren, wobei die Dicke der Stäbe dem gewünschten Abstand zwischen den Kammebenen benachbarter Platten entspricht.

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4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Käfige immer eine gemeinsame Gitterwand haben.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gitter eines Käfigs in gegebenen Abständen zwischen zwei äußeren Enden durch zusätzliche Querstäbe miteinander verbunden sind, um die'Abteile dieses Käfigs in Teilabteile zu unterteilen, wobei die Abstände den Standardbreiten der Platten entsprechen.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,dadurch gekennzeichnet, daß jeder Käfig die Ausmaße einer Standardbreite hat und daß je zwei oder mehr Käfige so ausgebildet sind, daß sie in Richtung der Ausdehnung der Platten derart nebeneinander liegen, daß die Abteile dieser Käfige ausgerichtet sind, wobei die Weisungen der in diesen angrenzenden Abteilen angeordneten Platten dann ohne Phasendifferenz anschließen.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der zwei benachbarten Käfige voneinander durch ein Zwischenabteil·getrennt sind.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenabteil zum Einsetzen einer ebenen Platte ausgebildet ist, wobei die Strömungsrichtung der Flüssigkeit im wesentlichen quer zu den Mantellinien der Wellungen verläuft.
9. 9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstäbe an der unteren Seite eines Käfigs so ausgebildet sind, daß sie sich auf der Endfläche der Zwischenplatte des darunterliegenden Käfigs abstützen.
10. 10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte in solcher Weise gering an einer Seite gegenüber dem Käfig vorspringt und an der

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    Gegenseite gering zurückgezogen ist, daß der vorspringende Plattenteil eines Käfigs in den Raum jenseits der Platte eines benachbarten Käfigs hineinpaßt, wenn verschiedene Käfige ausgerichtet angeordnet sind.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ebene Zwischenplatte, in Strömungsrichtung gesehen, nur über einen Teil des Abteils erstreckt.
12. 12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte in Strömungsrichtung gleitbar ist.
13. 13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zwischenabteil mit einem gleichartigen Käfig gefüllt ist, der quer zur Richtung der Mantellinien gleitbar ist.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder gleitbare Käfig über wenigstens die Länge einer halben Wellenlänge der Wellungen bewegbar ist, um eine Bewegung der Wellungen der Platte in einem verschiebbaren Käfig zwischen einer Stellung in Phase mit den benachbarten festen Platten und einer Stellung in Gegenphase mit diesen Platten zu ermöglichen.
15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis H, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene parallele Gitter aus U- oder mäanderförmig gebogenen Stäben bestehen, um sowohl einen Stab eines Satzes als einen Querstab zu bilden.
16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, die als Vorrichtung zum Unterstützen der Koaleszenz von suspendierten Partikeln in einem vertikalen Flüssigkeitsstrom ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter im wesentlichen vertikal gerichtet sind und daß sich die Mantellinien der Wellungen der Platten im wesentlichen horizontal erstrecken.

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17. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, die als Abscheidevorrichtung ausgebildet ist, in der die abgeschiedenen Komponenten an den Kämmen und/oder Vertiefungen der Platten gesammelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter in einem Winkel zur Horizontalen gerichtet sind.

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    Le e rs e i te