DE2751109A1

DE2751109A1 - Mischer fuer fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2751109A1
Application number: DE19772751109
Authority: DE
Inventors: Vivian D Krehbiel
Original assignee: Kreonite Inc
Current assignee: Kreonite Inc
Priority date: 1976-11-22
Filing date: 1977-11-11
Publication date: 1978-05-24
Also published as: MX144293A; NL7712475A; US4084796A; GB1554375A; LU78547A1; AU3083377A; FR2371223A1; JPS5377377A; SE7712200L; AU507928B2; BE860948A

Description

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Kreonite, Inc, Wichita, Kansasm, V₀ St. A,

Mischer für Flüssigkeiten

Die vorliegende Erfidnung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten wie bspw_o flüssigen Chemikalien zu einer homogenen Lösungο

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Mischvor- und -einrichtungen bekannt, die Flüssigkeiten und Feststoffe in einem Tank mischen und die Mischung aus dem Tank ausgeben,. Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Vorrichtungen bekannt, in denen Schwimmer eine Bischeinrichtung auf dem Flüssigkeitsspiegel tragen, so daß die Mischeinrichtung mit dem Flüssigkeitsspiegel im Tank steigt und fällt«

Keine der Mischvorrichtungen nach dem Stand der Technik löst das Problem, unterschiedliche Arten von Flüssigkeiten wie bspw„ flüssige Chemikalien zu mischen, die sich nur schwer vermischen lassen und sich in einem Mischtank sehr schnell voneinander tren-

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nen. Auch weist keine der Anordnungen nach dem Stand der Technik Mittel auf, um ungemischte Flüssigkeiten von unterschiedlichen Standhöhen im Tank in eine Misch- und Umwälzpumpe zu ziehen, in der sie gemischt und als homogene Lösung der Flüssigkeit in den Mischtank zurückgeführt werden»

Es ist also das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung anzugeben, mit der sich schwer zu vermischende Flüssigkeiten wie flüssige Chemikalien zu einer homogenen Lösung vermischen lassen·

Die vorliegende Erfidnung schafft eine Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten mit einem Flüssigkeitsbehälter, der Flüssigkeiten unterschiedlicher Art aufnehmen kann, die in ihm vermischt werden sollen, und eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung aufweist, mit einer Umwälz- und Mischpumpe, die an den Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung angeschlossen ist, unvermisehte Flüssigkeiten durch die Einlaßöffnung hindurch aufnimmt, die Flüssigkeiten in sich durchmischt und die durchmischten Flüssigkeiten durch die Ablaßöffnung in den Behälter zurückführt, und mit einer Flüssigkeitseinlaßanordnung, die unvermischten Flüssigkeiten aufnimmt, innerhalb des Behälters angeordnet, mit der Einlaßöffnung verbunden und in Vertikalrichtung auf unterschiedliche Spiegelhöhen der unvermischten Flüssigkeiten in dem Behälter einstellbar ist und unvermiechte Flüssigkeiten aufnimmt und sie durch die Einlaßöffnung in die Pumpe abgibt.

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Bei der Bearbeitung von Farbfilmen mischt man Benzolalkohol ("benzol alcohol") in unterschiedlichen Konzentrationen mit Wasser zur Herstellung eines Farbentwicklers. Bisher ist das Mischen des Alkohols mit Wasser extrem schwierig gewesen, da der Benzolalkohol sich sehr schnell vom Wasser trennt und zur Oberfläche des Tankinhalts steigt. Geschieht eine solche Trennung, entwickelt sich oft eine teerartige Ablagerung, die sich auf dem Film- oder Papierwalzen und deren Zubehörteilen absetzt und auf dem Film oder Papier schwarze Streifen zurückläßt. Die Mischvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ergibt eine homogene Mischung von Alkohol und Wasser und eliminiert damit das obengenannte Problem in der Filmbearbeitung.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht der Mischvorrichtung mit teilweise weggeschnittenem Flüssigkeitstank;

Figo 2 ist eine Seitenansicht des Außenrohrs; Figo 3 ist eine Seitenansicht des Innenrohrs;

Fig. 4- ist eine Vorderansicht des Mischtanks mit zwei unvermischten Flüssigkeiten^

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Fig. 5 ist eine Vorderansicht des Mischtanke mit drei untermischten Flüssigkeiten;

Fig. 6 ist eine Vorderansicht des halbgefüllten Mischtanks;

Fig. 7 ist eine Vorderansicht des Mischtamks, wobei das Außenrohr mit dem Schwimmer versehen ist;

Fig. 8 ist eine Seitenansicht des Außenrohrs mit Schwimmer; Fig. 9 ist eine Seitenansicht des Innenrohre;

Fig. 10 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des AuBenrohrs;

Fig. 11 ist eine Draufsicht des AuBenrohrs·

In der Fig. 1 ist die Mischvorrichtung allgemein mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Die Vorrichtung 10 weist einen Rahmen 12 mit einem einteiligen drehgeformten Flüssigkeitstank 14, der nach oben (16) offen und mit einem Deckel 18 abgedeckt ist· Der Boden des Tanks 14- ist in der Gestalt ringförmig und weist an seinem Boden eine Einlaßöffnung 20 und seitlich des Bodens 19 eine Auslaßöffnung 22 uaf· Die Einlaßöffnung 20 mimmt die Flüssigkeiten im Tank 14 auf und gibt sie über ein Einlaßrohr 24 auf eine Umwälz- und Mischpumpe 26· Die Pumpe 26 kann eine Flügelpumpe, eine Zahnradpumpe oder eine ähnliche Ausführung sein, die

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die Flüssigkeiten im Tank 14 wirkungsvoll durchmischen und umwälzen kann. An der Seite des Rahmens 12 ist ein elektrischer Schalter 27 angebracht, der mit der Pumpe 26 verschaltet ist und diese zum Mischen der Flüssigkeit im Tank 14 ein- und ausschaltet. Ein Auslaßrohr 28 nimmt die durchmischten Flüssigkeiten auf und gibt sie über ein 3-Wege-Ventil 30 wieder ab. Während des Mischvorgangs ist das Ventil 30 so eingestellt, daß es die Flüssigkeiten durch ein Rohr 32 in den Tank 14 zurückführt, das an ein Hochgeschwindigkeitsstrahlventil 34 am Auslaßöffnung 22 angeschlossen ist. Die Flüssigkeiten werden nicht nur mit der Pumpe 26 durchmischt und umgewälzt, sondern erhalten auch, wenn das Strahlventil 34 und die Auslaßöffnung 22 die in dem unteren Teil 19 des Tanks 14 ausstoßen, an dessen runder Innenfläche eine Wirbelbewegung. Wenn die Flüssigkeiten im Tank gründlich durchmischt sind, stellt man das Ventil 30 so ein, daß die durchmischten Flüssigkeiten über ein Rohr 36 in einem Vorhalttank gegeben werden, bevor man sie der Verwendung zuführt.

Im Tank 14 befindet sich eine Flüssigkeitsaufnähmeanordnung 40. Diese Anordnung umfaßt eine Anzahl unterschiedlicher Ausführungsformen, die hier beschrieben sind , und zieht - allgemein gesagt nicht vermischte Flüssigkeiten aus unterschiedlichen Höhen innerhalb des Tanks 14 ab und gibt sie gemeinsam durch die Einlaßöffnung 20 in die Pumpe 26 ab, wo sie vermischt werden. Die Einrichtung 40 weist ein oberhalb der Einlaßöffnung 20 vertikal angeordnetes und an dieser befestigtes Innenrohr 42 auf, um das herum eine Außenrohr 44 gleitend verschiebbar angeordnet ist. Das

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Außenrohr 44 weist am oberen Ende einen einteilig angeformten Trichter 46 auf, der die Flüssigkeiten aufnimmt, wenn sie unvermischt in dem Tank 1 4- eingegossen werden.

Während die Mischvorrichtung 10 für unterschiedliche Arten von Flüssigkeiten oder zum Einmischen von Feststoffen in Flüssigkeiten verwendet werden kann, geht es bei der vorliegenden Erfindung primär um das Durchmischen von flüssigen Chemikalien, die sich nur schwer zu einer homogenen Mischung vermischen lassen· Bspw. werden Benzolalkohol und Wasser vermischt und als Bestandteil der Entwicklerlösung bei der Bearbeitung von Farbfilmen und -papieren eingesetzt· Diese Kombination von Flüssigkeiten ist extrem schwierig zu mischen und trennt sich sehr schnell, wobei der Benzolalkohol im Tank nach oben steigt, während das Wasser sich am Boden des Tanks 14 absetzt. Die Mischvorrichtung 10 eliminiert dieses Problem, indem sie den Benzolalkohol oben im Tank 14 kontinuierlich mit dem Wasser am Tankboden durchmischt, bis eine homogene Mischung erreicht ist.

Die Fig. 2 zeigt das Außenrohr 44„ Das Außenrohr 44 weist einen unteren Teil 47, einen oberen Teil 48 und einen langen Schlitz 50 auf, der parallel zur Länge des Rohrs 44 durch dieses verläuft. Am Ende des oberen Teils 48 ist einteilig der Trichter 46 angeformt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, weist das Innenrohr 42 einen unteren Teil 52, einen oberen Teil 34 und einen langen Wendelschlitz 56 auf,

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der über dessen Länge verläuft. Die Außenfläche des Innenrohrs 42 sitzt gleitend beweglich auf der Innenfläche des Außenrohrs 44. Der untere Teil 52 des inneren Rohrs 42 aufweist einen Flansch 58, der das Endes des unteren Teils 47 des Außenrohrs auf sich aufnimmt. Unter dem Flansch 58 befinden sich Öffnungen 60, die durch die Seiten des inneren Rohrs 42 verlaufen, die schwereren Flüssigkeiten aufnehmen und feste Materie ausfiltern, die sich am Boden des Tanks 14 absetzt. Eine Hülse 62 ist in die Einlaßöffnung 20 eingesetzt und legt das innere Rohr 42 an der Einlaßöffnung 20 fest. Indem man das äußere Rohr 44 auf das innere Rohr 42 aufsetzt und den Schlitz 50 mit dem Wendelschlitz 56 ausrichtet, erhält man eine öffnung 63 entlang der Langsdimension des Innen- und des Außenrohrs 42, 44; diese öffnung 63 ist in den Fig. 1, 4, 5 und 6 gezeigt.

Die Figo 4 zeigt eine Vorderansicht der Mischvorrichtung 10, in der eine Flüssigkeit A mit einer Flüssigkeit B gemischt werden soll. Die Spiegelhöhen der beiden Flüssigkeiten sind gestrichelt gezeigt. Es wird darauf verwiesen, daß in dieser Darstellung die Flüssigkeit A schwerer als die Flüssigkeit B ist, sich folglich am Boden des Tanks 14 abgesetzt hat und die Flüssigkeit B auf ihr schwimmt. Indem man nun das Außenrohr 44 auf dem Innenrohr 42 verdreht, kann man die öffnung 63 auf die Spiegelhöhe der Flüssigkeit B im Tank 14 einstellen. In dieser Höhe wird die Flüssigkeit B durch die Schlitze 50, 56 in das innere Rohr 42 hinein und durch die Einlaßöffnung gezogen. Die schwerere Flüssigkeit A wird gleichzeitig mit der Flüssigkeit B, aber durch

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die Öffnung 60 im unteren Teil 52 des inneren Rohrs 42 eingezogen. Die beiden unvermischten Flüssigkeiten A, B strömen gemein-. sam durch die Einlaßöffnung 20 in die Pumpe 26, die sie vermischt und durch die Auslaßöffnung 22 zurückführt, bis die Flüssigkeiten zu einer homogenen Mischung vermischt sind.

In der Fig. 5 ist den unvermischten Flüssigkeiten eine weitere Flüssigkeit C hinzugefügt, die leichter als die Flüssigkeit B ist und daher über die Flüssigkeit B hinaus im Tank 14 ganz oben liegt. In diesem Beispiel wird der Schlitz 50 des Außenrohrs 44 mit dem Wendelschlitz 56 des Innenrohrs 42 so ausgerichtet, daß die Öffnung 63 Flüssigkeit B und Flüssigkeit C durch die Rohre 42 und 44 und durch die Einlaßöffnung 20 zieht, wie sie Flüssigkeit A durch die Öffnung 60 am Boden des Tanks 14 zieht. Auch hier werden die unvermischten Flüssigkeiten A, B und C gleichzeitig durch das Innen- und Außenrohr 42, 44 gezogen, so daß sie in der Pumpe 26 vermischt und durch die Auelaßöffnung 22 abgegeben werden.

Die Fig. 6 zeigt die Anpassungsfähigkeit der Einlaßanordnung 40 auf unterschiedliche Spiegelhöhen der Flüssigkeiten im Tank 14· In dieser Darstellung ist der Tank 14 nur halb gefüllt. Indem man die Öffnung 63 zwischen dem Schlitz 50 und dem Wendelschlitz 63 entsprechend einstellt, wird Flüssigkeit B durch die Öffnung 63 ins Innere des Innenrohrs 42 und durch die Einlaßöffnung 20 gezogen, um mit der durch die Offnungen 60 am Boden des Tanks 14 gezogenen Flüssigkeit A vermischt zu werden·

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Die Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Einlaßeinrichtung 40. In dieser Darstellung ist das Außenrohr 44 ohne Schlitz 50 gezeigt. Es weist Schwimmer 66 auf, die an seinem oberen Teil 48 angebracht sind, so daß das Außenrohr 14 auf dem Flüssigkeitsspiegel im Tank 14 schwimmt. Das Außenrohr 44 steigt und fällt dabei auf dem Innenrohr 42.

Die Fig. 8 zeigt den Aufbau des Außenrohrs 44 mit angebrachten Schwimmern 66. Das Außenrohr 44 weist weiterhin eine öffnung 68 auf, die teilweise unter die Unterkante der Schwimmer 66 hinab- und auch über die Unterkante der Schwimmer hinaufreicht. Ist die Pumpe 26 angeschaltet, schwimmt dieseAusführungsfonn der Einrichtung 40 auf dem Spiegel der Flüssigkeit B und zieht diese durch die öffnung 68 in das Innenrohr 42 und in die Einlaßöffnung 20. Gleichzeitig wird auch Flüssigkeit A durch die öffnungen 60 hindurch in die Einlaßöffnung 20 gezogen.

In der Fig. 9 ist das Innenrohr 42 ohne den Wendelschlitz 56 dargestellt. Das Innenrohr 42 weist öffnungen 60 auf, die sie schwerere Flüssigkeit A am Boden des Tanks 14 aufnehmen, so daß diese mit der Flüssigkeit B, die durch die öffnung 60 gezogen wird, vermischt werden kann.

Die Fig. 10 zeigt eine alternative Ausführungsform des Außenrohrs 44, bei der ein Schlitz 70 über die gesamte Länge des Außenrohrs 44 verläuft. Der obere Teil 48 des Außenrohrs 44 weist eine Lippe 72 auf, auf die ein Trichter 74 aufgesetzt werden kann. Diese

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Ausführungsform des Rohrs 44 erfüllt die gleiche Punktion wie das Außenrohr 44, die in Fig· 2 beschrieben ist, ist jedoch wesentlich einfacher herzustellen; desgl. ist ein einteilig angeformter Trichter 46 nicht erforderlich. Indem man weiterhin den Schlitz 70 über die gesamte Länge des Rohrs führt, kann man das Außenrohr 44 um das Innenrohrs 42 herumdrücken, damit sich ein sicherer Sitz ergibt, wenn man das Außenrohr 44 auf dem Innenrohr 42 dreht, um die öffnung 63 einzustellen.

Die Fig. 11 zeigt eine Draufsicht des Außenrohrs 44 mit einem Lippenteil 72, der um dessen Umfang herumverläuft; desgl. sind der Schlitz 70 in der Seite des Rohrs sowie in einer Draufsicht der Trichter 74 zu erkennen.

Die homogene Lösung erhält man, indem man eine einzumischende Chemikalie oben (Trichter) in die ScbJrimmeranordnung eingießt, nachdem der Schlitz auf die Spiegelhöhe des Wassers eingestellt wurde, in das die Chemikalie eingemischt werden soll. Wasser wird von der Oberfläche und durch die Schlitze am Boden der Schwimmeranordnung gezogen und mit der durch den Trichter eingegossenen Chemikalie vermischt. Eine Mischung von Wasser und Chemikalie wird dann durch die Pumpe und die Strahldüse eingezogen und gründlich durchmischt.

Betrieblich liefert die Vorrichtung 10 ein Mittel, um flüssige Chemikalien gründlich zu einer homogenen Lösung vor de« Auegeben in einen Haltetank in Film- und Papierverarbeitungsanlagen zu

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vermischen. Man nimmt den Deckel 18 vom Tank 14· ab, stellt das Ventil 30 so ein, daß in den Tank gegossene Flüssigkeiten 14 zum Boden 19 des Tanks 14 durch die Auslaßöffnung 22 hindurch zurückgeführt werden, und schaltet die Pumpe 26 mit dem Schalter 27 an. Hat man die Pumpe 26 angeschaltet, gießt man flüssige Chemikalien wie bspw. die Flüssigkeiten A und B, wie in Fig. 4 gezeigt, in den Trichter 46 auf dem Außenrohr 44 ein. Die Chemikalien werden durch das Innenrohr 42 in die Einlaßöffnung 22 abgegeben uns strömen durch das Rohr 24 in die Pumpe 26, werden dort durchgemischt und durch das Rohr 28, das Ventil 30, die Leitung 32 und das Strahlventil 34 zurückgeführt. Die Flüssigkeiten A und B werden schließlich erneut durchmischt, indem man sie mit hoher Geschwindigkeit an der Öffnung 22 ausgibt und ihnen daher eine Wirbelbewegung entlang der Innenfläche des Bodens 19 des Tanks 14 erteilt. Wenn die Flüssigkeiten A und B sich zu trennen beginnen, wobei die schwerere Flüssigkeit A zum Boden des Tanks 14 absinkt und die leichtere Flüssigkeit B im Tank 14 aufsteigt, stellt man das Außenrohr 44 auf dem Innenrohr 42 so nach, daß die Öffnung 63 sich am Spiegel der Flüssigkeit B befindet. Die leichtere Flüssigkeit B wird dann durch die Rohre 42, 44 gezogen, während die schwerere Flüssigkeit A durch die Öffnungen 60 am Boden des Innenrohrs 42 strömte Die unvermisch ten Flüssigkeiten A und B strömen dann wiederum durch die Pumpe 26 und zurück in den unteren Teil des Tanks 14, bis die Flüssigkeiten A und B gründlich zu einer homogenen Mischung vermischt sind ο

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1c Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten mit einem Flüssigkeitsbehälter, der zu vermischende Flüssigkeiten unterschiedlicher Beschaffenheit aufnehmen kann und eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung aufweist, gekennzeichnet durch eine Umwälz- und Mischpumpe (26), die an die Einlaßöffnung (20) und die Auslaßöffnung (22) angeschlossen ist, durch die Einlaßöffnung unvermischte Flüssigkeiten aufnimmt, sie durchmischt und sie durch die Auslaßöffmung (22) wieder in den Behälter (14) zurückführt, und durch eine Einlaßöffnung (40), die unvermischten Flüssigkeiten aufnimmt und innerhalb des Behälters (14) angeordnet und an die Einlaßöffnung (20) angeschlossen ist, wobei die Einlaßanordnung (40) auf unterschiedliche Spiegelhöhen der unvermischten Flüssigkeiten im Behälter (14) vertikal einstellbar ist, unvermischte Flüssigkeiten aufnimmt und sie durch die Einlaßöffnung (20) an die Funpe (26) abgibt.

2ο Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß die Einlaßanordnung (40) ein vertikales Innenrohr (42), das auf der Einlaßöffnung (20) sitzt, sowie ein über das

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Innenrohr (42) gesetztes vertikales Außenrohr (44) aufweist, wobei das Innen- und das Außenrohr öffnungen (56, 50) in ihren Seitenflächen haben und durch Verdrehen der öffnung (50) im Außenrohr (44) über der öffnung (56) im Innenrohr (42) unvermischte Flüssigkeit durch diese hindurchströmen kann ο

Mischvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet» daß der untere Teil des vertikalen Innenrohrs (42) Öffnungen (60) enthält, die unvermischte Flüssigkeit oder Chemikalien in Pulverform aus dem unteren Behälterteil aufnehmen.,

Mischvorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen am unteren Teil des Innenrohrs (42) über den öffnungen (60) befindlichen radial verlaufenden Flansch (58), auf dem das Außenrohr (44) aufsitzt.

5ο Mischvorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet « daß sich oben auf dem Außenrohr (44) ein einteilig an dieses angeformter Trichter (46) befindet, der unvermischte Flüssigkeit aufnimmt, wenn diese in die Vorrichtung eingegossen werden, um vermischt zu werden.

6. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet » daß die öffnung (56) im Innenrohr (42) ein langgestreckter und wendelförmig um das Innenrohr herum und durch dieses hindurch verlaufender Schlitz und die öffnung (50) im

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Außenrohr (44) ein laggestreckter, parallel zur Länge des Außenrohre verlaufender Schlitz ist«,

7ο Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitseinlaßanordnung (40) ein auf der Einlaßöffnung (20) angeordnetes vertikales Innenrohr (42) sowie ein auf dem Innenrohr um dieses herum angeordnetes vertikales Außenrohr (44) aufweist, an dessen oberem Teil ein Schwimmereinrichtung (66) angebracht ist, die das Außenrohr auf dem Flüssigkeitsspiegel im Behälter schwimmen läßt, wobei der obere Teil des Außenrohrs eine Öffnung (68) in der Seitenwand aufweist, die Flüssigkeit vom Spiegel her abzieht und sie durch die Einlaßöffnung (20) der Pumpe (26) zuführt.

8. Mischvorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß an das Außenrohr (44) oben ein Trichter (46) einteilig angeformt ist, der unvermischte Flüssigkeiten aufnimmt, wenn diese, um vermischt zu werden, in die Vorrichtung eingegossen werden«

9. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet . daß der untere Teil (19) des Behälters (14) ringförmig gestaltet ist und die Auslaßöffnung (22) am unteren Behälterteil liegt, wobei an der Auslaßöffnung (22) ein Strahlventil (34) angeordnet ist, um die Flüssigkeiten aus der Pumpe (26) mit hoher Geschwindigkeit in den Bodenteil des Behälters (14) abzugeben,

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