DE2538001C3 - Überlaufeinrichtung für das Überschußwasser eines Laderaum-Saugbaggers - Google Patents
Überlaufeinrichtung für das Überschußwasser eines Laderaum-SaugbaggersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Überlaufeinrichtung für
das Überschußwasser eines Laderaum-Saugbaggers, mit einem Überlaufwehr zwischen dem Laderaum und
einem Überlaufbecken, von dem aus das Wasser über einen Auslauf nach außenbords geführt wird.
Bei einem derartigen Hoppersaugbagger wird mittels Saugköpfen Sand od. dgl. vom Grund eines Gewässers
hochgepumpt Dabei schweben die Feststoffpartikel des Baggergutes in dem mitgepumpten Wasser, welches in
einen Laderaum des Saugbaggers eingeführt wird. Im Laderaum setzen sich die schwereren Partikel am
Boden ab, während die leichteren Partikel mit dem Überschußwasser über das Überlaufwehr in ein
Überlaufbecken gelangen, von wo das mit leichten Feststoffpartikeln angereichterte Überschußwasser
wieder in das Gewässer zurückläuft Durch die Anreicherung des Überschußwassers mit Feststoffpartikeln wird das Wasser im Baggerbereich trübe.
Eine Überlaufeinrichtung der eingangs bezeichneten Gattung ist aus der Zeitschrift »Hansa« 1972, S. 1083 bis
1093, insbesondere S. 1087 bekannt. Bei dieser bekannten Überlaufeinrichtung für einen Hoppersaugbagger ist das Überlaufwehr dem Wassereinlauf am
Laderaum gegenüberliegend am vorderen Querschott angebracht und erfolgt der Auslauf zunächst gemäß der
Darstellung in Fig. IA und bei größerem Tiefgang
gemäß der Darstellung in F i g. 1B, wobei in beiden Fällen eine erhebliche Trübung des Umgebungswasser
eintritt
Bei einer anderen bekannten Überlaufeinrichtung erfolgt der Auslauf des Überschußwassers oberhalb der
Wasserlinie. Dabei wird das Überschußwasser, welches über die Ebene des Überlaufwehres ansteigt in ein
Überlaufbecken eingeführt und von dort über einen Auslauf direkt auf die Oberfläche des Umgebungswassers abgelassen, so daß dort eine erhebliche
Trübung eintritt. Bei einer anderen Ausführungsform
wird Wasser, welches im Laderaum über das Überlaufwehr ansteigt ebenfalls in ein Überlaufbecken eingeführt und von dort mittels eines Auslaufes nach
außenbords weitergeleitet jedoch mündet der Auslauf in diesen Fällen unterhalb der Wasserlinie. Es hat sich
jedoch gezeigt daß im OberschuBwaser, welches aus dem Laderaum in das Überlaufbecken überfließt
erhebliche Luft enthalten ist so daß beim Austritt dieses Oberschußwassers unterhalb der Wasserlinie die
ίο eingeschlossene Luft nach oben steigt und dabei die
Feststoffpartikel mit sich reißt Im Ergebnis schweben somit eine große Anzahl von Luftbläschen zusammen
mit den feinen Feststoffpartikeln des Überschußwassers an die Oberfläche des Umgebungswassers, so daß dieses
im Ergebnis ebenso getrübt wird wie bei der erstgenannten Überlaufeinrichtung, obwohl der Austritt
des Überschußwassers unterhalb der Wasserlinie erfolgt und an sich ein schnelles Absinken der
Feststoffpartikel zum Grund erwartet werden könnte
(siehe auch F i g. 1 A— IC).
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Überlaufeinrichtung der eingangs bezeichneten Gattung zu
schaffen, bei der die Trübung des Umgebungswassers eingeschränkt ist.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß aufsteigende Luftblasen die Hauptverursachung für die
erhebliche Trübung des Wassers sind. Es hat sich gezeigt daß das langsame Aufsteigen feiner Gasbläschen zusammen mit den feinen Feststoffpartikeln im
Überschußwasser für die erhebliche Trübung verantwortlich ist und daß die Lufteinschlüsse im Überschußwasser vor allem beim Überlauf aus dem Laderaum in
das Überlaufbecken erfolgen. Anhand von Modellversuchen konnte im Anschluß an diese, der Erfindung
zugrundeliegende Erkenntnis ermittelt werden, daß eine Trübung des Umgebungswassers tatsächlich weitestgehend vermieden werden kann, wenn die im Überschußwasser enthaltenen Lufteinschlüsse nicht bis unter die
Wasserlinie gelangen.
Aufgrund dieser Erkenntnisse wird die gestellte Aufgabei bei einer Überlaufeinrichtung der eingangs
bezeichneten Gattung dadurch gelöst, daß Einrichtungen zur Verringerung des Gehalts an Luftbläschen im
Überschußwasser vorgesehen sind.
Mit der dadurch erzielten Verringerung des Gehaltes an Luftbläschen im Überschußwasser können die
Feststoffpartikel, ohne von fein verteilten Liiftbläschen Auftrieb zu erhalten schnell absinken, so daß die
Trübung des Umgebungswassers stark verringert wird.
Zwar ist auch in der vorher genannten Literaturstelle
bereits erwähnt, daß die Einlaufe und Überläufe des Laderaumes so gestaltet werden sollten, daß wenig
Turbulenz und Luftanreicherung an den Sandkörnern entsteht. Dabei geht es aber nicht um eine Einschrän
kung der Trübung des Umgebungswassers, sondern
vielmehr darum, daß eine Anlagerung von Luft am Feststoffkorn dessen wirksames Volumen, nicht aber
dessen Gewicht vermindert, so daß sich seine Sinkgeschwindigkeit im Laderaum vermindert und
mehr Sandkörner mit dem Überschußwasser wieder aus dem Laderaum gelangen, als wenn den Feststoffkörnern
weniger Luft anhaftet. Unter dem Gesichtspunkt einer möglichst guten Füllung des Laderaumes spielt es keine
Rolle, ob am Überlaufwehr mehr oder weniger
Lufteinschlüsse erfolgen und welcher Gehalt an
Luftbläschen überhaupt im Überschußwasser vorliegt, da bereits im Überschußwasser enthaltene Feststoffpartikel für die Beladung ohnehin bereits verloren sind.
Um einen möglichst langen Strömungsweg des Oberschußwassers zu erzielen und damit den unvermeidlichen
Lufteinschlüssen im Anschluß an das Überlaufwehr möglichst ausgiebig Gelegenheit zu
geben, an die Oberfläche aufzusteigen und somit aus S
dem Wasser zu entweichen, ist bevorzugt im Überlaufbecken unterhalb des Überlaufwehres eine schräg
angestellte Ablenkplatte vorgesehen. Eine derartige schräge Auftrefffläche ist zwar auch aus der genannten
Literaturschrift bereits bekannt; jedoch handelt es sich hier um der Boden der Überlaufrinne selbst und nicht
um eine eigene Ablenkplatte, so daß der Strömungsweg des Überschußwassers hierdurch im bekannten Falle
nicht vergrößert wird.
In bevorzugter Weiterbildung sind im Überlaufbekken Umlenkelemente im Strömungsweg des Überschußwassers
angeordnet, so daß dieses in einem verschlungenen Strömungsweg zum Auslauf gelangt
und auf diesem Weg ausreichend Zeit verbleibt, damit Luftbläschen entweichen können.
Mit besonderem Vorteil ist im Auslauf ein Regelschieber vorgesehen, dessen öffnung in Abhängigkeit von
der Füllhöhe im Überlautbecken veränderbar ist. Hierdurch wird vermieden, daß die Standhöhe des
Wassers im Überlaufbecken in den Bereich der Höhe des Einlasses des Auslaufes gelangt und so Luftbläschen
direkt in den Auslauf mitgerissen werden können. Ein Regelschieber im Auslauf ist zwar auch in der
Überlaufeinrichtung nach der genannten Literaturstelle bereits vorgesehen, jedoch handelt es sich hier um einen
handbetätigten Regelschieber, mit dem eine Drosselung des Auslaufes derart erfolgen soll, daß möglichst wenig
Sog im Laderaumteil in der Nachbarschaft des Überlaufwehres entsteht, um in diesem Bereich des
Laderaumes eine gute Füllung zu gewährleisten.
In ganz bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind am Boden des Überlaufbeckens Austrittsöffnungen
für Druckluft vorgesehen. Hierdurch werden große, schnell steigende Druckluftblasen in das Überschußwasser
eingeleitet, welche die feinen eingeschlossenen Luftbläschen mit an die Oberfläche reißen und so aus
dem Überschußwasser entfernen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt
Fig. IA-IC drei Prinzipdarstellungen bekannter
Überlaufeinrichtungen,
F i g. 2 schematisch vereinfacht eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Überlaufeinrichtung
an einer Bordseite eines Laderaum-Saugbaggers,
F i g. 3 schematisch vereinfacht eine Seitenansicht aus Richtung des Pfeiles III in F i g. 2,
F i g. 4 schematisch vereinfacht eine Seitenansicht aus Richtung des Pfeiles IV in F i g. 2,
F i g. 5 schematisch vereinfacht eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Überlaufeinrichtung gemäß
F i g. 2 und
F i g. 6 schematisch vereinfacht eine Seitenansicht eines Laderaum-Saugbaggers mit einer erfindungsgemäßen
Überlaufeinrichtung.
Wie in den F i g. 2 bis 5 veranschaulicht ist, ist ein Überlaufbecken 1 mit einer Mehrzahl von Abschnitten,
im Beispielsfalle mit zwei Abschnitten, an der Überlaufseite des Laderaumes 2 derart angeordnet, daß
eine Mehrzahl von Biegungen im Strömungsweg des aus dem Laderaum 2 überlaufenden Überschußwassers
im Überlaufbecken entsteht. Im vorderen Abschnitt des Überlaufbeckens 1 im Anschluß an den Laderaum 2 ist
eine geneigte Ablenkplatte 4 angeordnet, auf welche das aus dem Laderaum 2 über das Überlaufwehr 3
austretende Wasser auftrifft Zwischen dem Rumpfboden 6 des Saugbaggers und dem zweiten Abschnitt des
Überlaufbeckens 1 erstreckt sich ein Auslaß 5 für das Überschußwasser, so daß das aus dem Überlaufbecken 1
austretende Wasser wieder nach außenbords abgeführt wird. Am Einlaß des Auslaufes 5 ist ein Regelschieber 7
vorgesehen, ier mittels eines Hydraulikzylinders 8 geöffnet ode - geschlossen werden kann, so daß die
Standhöhe d :s Wassers in den Überlaufbecken 1 auf einem vorbestimmten Wert gehalten werden kann.
Alternativ kann der Regelschieber 7 auch im Auslauf 5 angeordnet sein. Im Überlaufbecken 1 ist ein Wasserstandshöhenmesser
9 vorgesehen, der ebenso wie der Hydraulikzylinder 8 mit einer handbetätigbaren oder
nicht näher dargestellten automatischen Steuereinrichtung verbunden ist, so daß der Regelschieber 7 in
Abhängigkeit von der Standhöhe des Wassers im Überlaufbecken 1 automatisch geschlossen oder geöffnet
werden kann. Im Überlaufbecken 1 sind Verteilerrohre 10 vorgesehen, durch die hindurch Druckluft in
das durch das Überlaufbecken 1 hindurchströmende Überschußwasser eingeleitet werden kann.
Im Betrieb strömt Überschußwasser über das Überlaufwehr 3 und fällt auf die Ablenkplatte 4 hinab,
entlang der es in den ersten Abschnitt des Überlaufbekkens 1 einfließen kann. Dabei wird die kinetische
Energie des fallenden Wassers durch die Ablenkplatte 4 ausreichend vernichtet, so daß bereits die Bildung von
Lufteinschlüssen weitgehend behindert ist und diese dadurch vermindert werden. In dem Überlaufbecken 1
fließt das Wasser über eine vergleichsweise lange Strömungsstrecke, die in F i g. 2 durch Pfeile angezeigt
ist, und wechselt dabei an den Biegungen die Strömungsrichtung, so daß im Wasser enthaltene
Luftblasen an die Wasseroberfläche aufschwimmen und in die Umgebungsatmosphäre eintreten. Da der
Strömungsweg des Wassers im Überlaufbecken 1 lang ist, steht für die Luftblasen im Überlaufwasser genügend
Zeit zur Verfügung, an die Wasseroberfläche hochzuschweben und sich zu verflüchtigen, bevor das Wasser in
den Auslauf 5 eintritt. Wenn die Länge des Strömungsweges nicht ausreicht, um auch feine Luftblasen an die
Oberfläche aufschwimmen zu lassen, so kann Druckluft durch die Verteilerrohre 10 in das Wasser eingeblasen
werden. Dies fördert die Bildung von ausreichend großen Luftblasen im Wasser und erhöht die Steiggeschwindigkeit
der Luftblasen, wobei auch noch verbleibende feine Luftblasen mitgerissen werden können, so
daß das Wasser in ausreichendem Umfang von Luftblasen gereinigt wird. Daher enthält das durch den
Ablaßkanal 5 austretende Überschußwasser fast keine Luftblasen mehr. Wenn die Standhöhe des Wassers in
dem Überflußbecken 1 unter die Höhe des Einlasses des Auslaufes 5 abfällt, so strömen Luftblasen mit in den
Auslauf 5 ein. Um dies zu vermeiden, ist der Regelschieber 7 am Einlaß oder im Inneren des
Auslaufes 5 vorgesehen, so daß eine konstante Füllhöhe des Überlaufbeckens 1, d. h. eine stets sicher oberhalb
des Einlasses des Auslaufes 5 liegende Wasserstandhöhe, eingestellt werden kann. Auf diese Weise kann ein
Einströmen von Luftblasen in den Auslauf 5 vermieden werden.
Da das über den Auslauf S nach außenbords abgelassene Überschußwasser keine Luftblasen enthält,
werden die im Überschußwasser enthaltenen Feststoffpartikel nicht durch den Auftrieb der vorbeisteigenden
Luftblasen auseinandereerissen. sondern sinken unter
dem Einfluß des hohen statischen Druckes des Füllstandes in dem Überlaufbecken 1 wie eine eng
umgrenzte Wolke auf den Grund ab.
Wie in Fig.6 veranschaulicht ist, zieht ein als Schleppkopfsauger ausgebildeter Saugbagger einen
Schlepparm It, der auf dem Grund 12 aufliegt, hinter sich nach, so daß mittels einer Saugpumpe 13 Material
vom Grund 12 durch eine Förderleitung in den Laderaum 2 gefördert werden kann. Das Volumen der
Mischung aus Baggergut und Wasser hängt vom Druck ab, mit dem der Schleppkopf am Ende des Schlepparmes
11 auf den Grund 12 aufgedrückt wird, sowie von der Zusammensetzung des Materials des Grundes 12.
Daher wechselt die Überlaufmenge an Überschußwasser in Abhängigkeit von dem Volumen des in den
Laderaum 2 geförderten Baggergutes und ist nicht konstant. Um jedoch die Füllstandshöhe in den
Überlaufbecken 1 konstant zu halten, wird der Öffnungszustand des als Regelschieber 7, als Klappe
oder sonst wie als Absperrorgan ausgebildeten Stellgliedes für die Füllstandshöhe mittels des Hydraulikzylinders
8 eingestellt, wobei der Hydraulikzylinder 8 seinerseits in Abhängigkeit vom Steuersignal des
Füllstandshöhenmessers 9 gesteuert wird.
Die Anordnung des Regelschiebers 7 kann statt am Einlaß des Auslaufes 5 auch am Auslauf 5 gegebenenfalls
unterhalb der Wasserlinie W. L. vorgenommen werden. Wenn der Überlauf des Überschußwassers
beginnt, so wird das Absperrorgan wie der Regelschieber 7 unterhalb der Wasserlinie geschlossen, so daß das
Wasser den Auslauf 5 vollständig anfüllt und die Luft vollständig aus dem Auslauf 5 im Bereich oberhalb der
Wasserlinie entweicht. Nachdem der Auslauf 5 vollständig mit Überlaufwasser gefüllt ist, wird das Absperrorgan
unterhalb der Wasserlinie geöffnet, so daß das Wasser gesteuert nach außenbords abgelassen wird,
derart, daß die gewünschte Füllstandshöhe im Überlaufbecken 1 aufrechterhalten wird. Auch bei einer solchen
Abwandlung können Luftblasen aus dem abgelassenen Wasser »virksam entfernt werden. Anstelle eines
Schiebers unterhalb der Wasserlinie kann auch selbstverständlich irgend ein anderes Absperrorgan wie ein
Ventil, eine Klappe oder ein Hahn eingesetzt werden; weiterhin kann das Überschußwasser auch unmittelbar
aus dem zweiten Abschnitt des Überlaufbeckens 1 durch die Öffnung im Rumpfboden 6 des Saugbaggers nach
außenbord abgelassen werden, so daß ein kanalartiger Auslauf 5 unnötig wird. Statt Biegungen im Strömungsweg des Überschußwassers im Überlaufbecken 1
vorzusehen, kann auch ein Überlaufbecken mit einer solchen Breite vorgesehen werden, daß die Strömungsgeschwindigkeit
des Überschußwassers im Überlaufbecken so niedrig wird, daß ausreichend Zeit zur
Verfügung steht, in der die Luftblasen aufsteigen und in die Umgebung entweichen können, bevor das Überschußwasser
nach außenbords abgelassen wird.
Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, können mit Hilfe der vorliegenden Erfindung im Überschußwasser
eines Saugbaggers enthaltene Luftblasen ausreichend entfernt werden, bevor das Überschußwasser nach
außenbords abgelassen wird. Da der Pegei des Überschußwassers im Überlaufbecken auf einem
konstanten Wert gehalten werden kann und da das Überschußwasser über eine ausreichend lange Zeitspanne
im Überlaufbecken verweilt, treten keine Luftblasen in dem in das Umgebungswasser abgelassenem
Überschußwasser auf. Damit ist sicher vermieden, daß in das Überschußwasser eintretende Luftblasen
schwebende kleine Feststoffpartikel im Umgebungswasser des Baggers nach oben treiben und so das
Wasser trüben. Eine Trübung des Wassers in der Umgebung des Baggers ist daher weitestgehend
vermieden. Selbst wenn das Volumen der Mischung aus Baggergut und Wasser, welche in den Laderaum
gefördert wird, sich ändert, so kann dennoch die Füllstandshöhe im Überlaufbecken mittels eines Regelsystems
konstant gehalten werden, so daß Luftblasen nicht im abgelassenen Wasser mitgeführt werden. Dabei
beeinträchtigt die Montage und der Betrieb einer solchen Vorrichtung in keiner Weise den üblichen
Baggerbetrieb. Da das Überschußwasser erst abgelassen wird, nachdem die Füllstandshöhe im Überlaufbekken
einen vorbestimmten Wert erreicht hat und der Auslauf vollständig mit Wasser gefüllt ist, ist eine
Mitführung von Luftblasen im abgelassenen Wasser vollständig vermieden. Dabei können sogar ganz feine
Luftblasen im Überschußwasser durch Einblasen von Druckluft in das Überlaufbecken aus dem Wasser
ausgetrieben werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. fjberiaufeinrichtung für das Überschußwasser
eines Laderaum-Saugbaggers, mit einem Oberlaufwehr zwischen dem Laderaum und einem Oberlaufbecken, von dem aus das Wasser über einen Auslauf
nach außenbords geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Verringerung des Gehalts an Luftbläschen im Oberschußwasser vorgesehen sind.
2. Überlauf einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Überlaufbecken (1) unterhalb des Oberlaufwehrs (3) eine schräg angestellte
Ablenkplatte (4) vorgesehen ist
3. Oberlaufeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Oberlaufbecken (1)
Umlenkelemente im Strömungsweg des Überschußwassers angeordnet sind.
4. Oberlaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Auslauf
ein Regelschieber (7) vorgesehen ist, dessen öffnung
in Abhängigkeit von der Füllhöhe im Überlaufbekken (1) veränderbar ist
5. Überlaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden
des Überlaufbeckens (1) Austrittsöffnungen für Druckluft vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752538001 DE2538001C3 (de) | 1975-08-26 | Überlaufeinrichtung für das Überschußwasser eines Laderaum-Saugbaggers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752538001 DE2538001C3 (de) | 1975-08-26 | Überlaufeinrichtung für das Überschußwasser eines Laderaum-Saugbaggers |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2538001A1 DE2538001A1 (de) | 1977-03-03 |
DE2538001B2 DE2538001B2 (de) | 1977-06-30 |
DE2538001C3 true DE2538001C3 (de) | 1978-02-16 |
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