DE2832199A1

DE2832199A1 - Verfahren und vorrichtung zum entfernen von verunreinigungen aus gasen

Info

Publication number: DE2832199A1
Application number: DE19782832199
Authority: DE
Inventors: Frank Louis Dobias
Original assignee: Binks Sames Corp
Current assignee: Binks Sames Corp
Priority date: 1977-07-21
Filing date: 1978-07-21
Publication date: 1979-02-01
Also published as: GB2001258A; FR2397867B3; US4239512A; CA1104921A; FR2397867A1; US4399742A; SE7808004L; GB2001258B; JPS5642970B2; SE432360B; JPS5435876A

Description

- 4 Patentanwälte

Dipl -Ing Dipl -Chem Dipl -Ing

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

ETrnshercjtirstrassp 19

8 München 60

BINKS MANUFACTURING COMPANY

9201 West Belmont Avenue

Franklin Park, Illlnola 60131 /V.St.A.

Unser Zeichen: B 1566

21. Juli 1978

Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen aus Gasen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von festen und flüssigen Verunreinigungen aus Gasen, beispielsweise zum Entfernen von Farbstoffteilchen, Glasfasern, Schleifstaub, Glasur- und Porzellanmasse und dergleichen aus Luft, die zu Ventilationszwecken durch einen Arbeitsbereich hindurchgeleitet worden ist. Die Erfindung ist insbesondere für Farbspritzkabinen geeignet und soll daher nachfolgend in Verbindung damit beschrieben werden. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung, wie zuvor dargelegt, einen darüberhinausgehenden weiten Anwendungsbereich hat.

Zum Entfernen von Verunreinigungen aus Luft sind bereits verschiedene Systeme geschaffen worden, von denen am weitesten verbreitet ein Wasser-Waschsystem ist, in dem Wasser abwärts über eine ungelochte Wand auf der Rückseite eines Arbeitsbereichs und über einen Luftspalt in der Nähe

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des Bodens des Arbeitsbereichs fließt und dadurch einen Wasserstrom erzeugt, durch den Luft mit hoher Geschwindigkeit hindurchgesaugt wird.. Derartige Systeme sind jedoch nicht für alle Verschmutzungsstoffe oder für alle Teilchengrößen, die aus der Luft zu entfernen sind, ausreichend wirksam.

Bei dem Versuch, den Wirkungsgrad zu erhöhen, wird bei anderen Systemen, wie sie beispielsweise die US-Patentschriften 1 138 081 und 1 966 280 offenbaren, einer Vielzahl von Wassersprühern ein Filter nachgeordnet. Bei anderen Systemen wird die Luft durch einen Wassersprühnebel hindurch bewegt, dem eine kompliziert ausgebildete Reihe von Prallwänden folgt, die das Wasser und die Verschmutzungsstoffe von der Luft trennen sollen, wie dies beispielsweise in den US-Patentschriften 2 395 960, 3 119 675 und 1 192 088 beschrieben ist. Es hat sich herausgestellt, daß diese Systeme ebenfalls weniger wirksam arbeiten als dies für die Entfernung der Verschmutzungen wünschenswert ist, während andererseits eine große Menge des Nebels in der Luft verbleibt und mit dieser in die Atmosphäre abgesaugt wird.

Eine andere Methode zur Erhöhung des Wirkungsgrades ist die Steigerung der Turbulenz durch die Verwendung feiner Tröpfchen oder durch eine spiralförmige Hindurchbewegung der Luft durch den Wassersprühnebel. Beispiele für dieses Verfahren sind beispielsweise in den US-Patentschriften 3 641 743 und 2 047 424 offenbart.

Es ist anzunehmen, daß die Unzulänglichkeit der zuvor erwähnten Systeme von der Verwendung großer Waschbereiche, in denen die Luft nicht wirkungsvoll gev/aschen werden kann, und/oder durch die Verwendung von Sprühnebeln in Form verstreuter Tröpfchen verursacht wird, die selbst bei heftiger Behandlung die Verschmutzungsteilchen nicht anfeuchten. Die Teilchen neigen daher dazu, in der Luft zu bleiben anstatt in das Wasser überzugehen.

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Ein Versuch zur Lösung des Problems durch Verwendung verringerter Waschbereiche geht aus der US-Patentschrift 2 732 9O9 hervor, die eine beschränkte Kammer offenbart, in der Luft einem heftigen Wirbelvorgang ausgesetzt ist. Die US-Patentschrift 3 328 009 offenbart weiterhin eine Lösung, bei der Luft durch eine verkleinerte Kammer hindurchgesaugt wird, in der Wasser in einen sich schnell drehenden Käfig gesprüht wird, damit es in einem auf die Sprühkammer beschränkten Lüfter in Tröpfchen zerteilt wird. Die US-Patentschrift 3 737 zeigt eine Lösung, bei der eine Düse Wasser gegen eine Prallwand spritzt, um auf diese Weise in einer zylindrischen Kammer einen radialen Sprühnebel zu erzeugen. In den US-Patentschriften 3 138 087 und 3 168 030 sind ferner Lösungen offenbart, bei denen durch zusammenlaufende, mit Wasser gewaschene Unterböden ein langgestreckter Schlitz gebildet wird, an dem das Wasser mit Hilfe einer auf dieses und die mit Farbe beladene Luft einwirkende Venturi-Anordnung beim Durchgang durch den Schlitz zerstäubt wird. Bei der Lösung nach den US-Patentschriften 3 119 675 und 3 782 080 wird die Luft durch eine zylindrische Öffnung gegen eine Prallwand gesaugt, die dem Ausgang der öffnung gegenüberliegt, wobei die Luft während des Durchgangs durch die Öffnung zugleich durch einen Nebel aus kleinen Tröpfchen einer Waschflüssigkeit hindurchgeht. Γη der US-Patentschrift 2 337 983 ist eine Lösung beschrieben, in der Düsen einen sehr kräftigen Wasserstrahl durch mehrere Venturi-Rohre hindurch richten, wobei die Strahlen kräftig genug sind, um einen Luftstrom durch die Rohre herbeizuführen, durch den verschmutzte Luft und Rauch angesaugt wird, während am unteren Ende eines jeden Rohres mit Flügeln versehene Kegel einen rührenden Luftwaschvorgang in dem Strahl ausführen, der in eine Kammer ausgetragen wird, welche unter den Rohren liegt. Schließlich zeigt die US-Patentschrift 3 421 293 eine Lösung, bei der mehrere aufrechte Rohre, welche in einem wasserbespülten Boden unter der Spritzkabine angeordnet sind, mit Flügel versehen sind, die in der Luft und im Wasser beim Austrag durch die Rohre eine spiralförmige Turbulenzbewegung erzeugen.

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Obgleich diese Vorrichtungen verschiedene Vorteile aufweisen, arbeiten sie dennoch bei der Entfernung von Verschmutzungsteilchen aus der Luft nicht vollständig zufriedenstellend, insbesondere wenn verschärfte Normen für den Umweltschutz berücksichtigt werden müssen.

Es ist bekannt, daß Verschmutzungsteilchen nur wirksam aus der Luft entfernt werden können, wenn sie geeignet vorbehandelt sind, d.h. in innige Berührung mit der Waschflüssigkeit wie vorbehandeltes Wasser gelangen und von dieser vollständig durchfeuchtet sind. In dieser Hinsicht sind große Wassertröpfchen weniger wirksam als kleine Tröpfchen. Bei allen bekannten Vorrichtungen der hier zu berücksichtigenden Art wird jedoch eine ausreichende Vorbehandlung nicht erreicht. Zwar wird der Wirkungsgrad einerseits durch einen vergrößerten Arbeitsbereich und eine erhöhte Bewegung etwas verbessert, zugleich wird dadurch jedoch auch das Ansetzen von Verunreinigungen an den Wänden und Prallplatten des Wäschers verstärkt, was wiederum die für den Reinigungsvorgang erforderlichen Stillstandszeiten erhöht.

Die Verwendung feinstverteilter Sprühtröpfchen selbst bei einem verkleinerten Ausgang und bei heftiger Bewegung des Wassers und/oder der Luft erlaubt es, daß das Wasser und die Luft mit den Verunreinigungsteilchen einander begleitend bewegen, so daß die Teilchen nicht vollständig "vorbehandelt" bzw. "angefeuchtet" und daher nicht aus der Luft entfernt werden können, wenn das Wasser davon getrennt wird.

Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Luftwäscher-Anordnung, mit der eine wirkungsvolle Entfernung von Verunreinigungen aus einem Luftstrom möglich ist, welcher zur Belüftung eines Arbeitsbereichs wie einer Farbsprühkabine oder einer Schleifkabine gedient hat.

Die Erfindung sieht einen oder mehrere verkleinerte Waschbereiche vor, in denen die mit Verschmutzungsstoffen beladene

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Luft durch wenigstens eine, vorzugsweise aber mehrere im wesentlichen kontinuierliche Waschflüssigkeitsbahnen hindurchbewegt wird, die am Eingangsende eines stromlinienförmigen Luftströmungsdurchgangs erzeugt werden, wobei das Luft-Flüssigkeit-Gemisch mit zunehmender Geschwindigkeit mit ruhiger, in einer Richtung verlaufender Strömung durchbewegt wird und keinerlei spürbarer bzw. erkennbarer Turbulenz ausgesetzt ist.

Im Gegensatz zu den bekannten Entwicklungen mit verkleinerten Waschbereichen sucht die vorliegende Erfindung nicht, das Wasser zu zerstäuben oder die verschmutzte Luft durch einen Sprühnebel aus kleinen Wassertröpfchen hindurchzuführen, eine Turbulenz zu erzeugen, eine Bewegung herbeizuführen oder den Waschvorgang allein mit dem Flüssigkeitsstrom über einen mit Wasser überfluteten Boden herbeizuführen. Vielmehr wird bei der Erfindung die Luft aus dem Arbeitsbereich gesaugt und durch einen verkleinerten Strömungsdurchgang bewegt, wodurch eine Luftsäule erzeugt wird, die sich ruhig in einer einseitig gerichteten, nicht turbulenten Strömungsbahn mit sich beschleunigender Geschwindigkeit bewegt, wobei die Luft zugleich durch eine oder mehrere durchgehende Bahnen oder Vorhänge aus Waschflüssigkeit hindurchgeht, in denen die in der Luft enthaltenen Verschmutzungsteilchen in engen Kontakt mit der Flüssigkeit gelangen und von dieser vollkommen befeuchtet werden.

Die dabei entstehende innig vermischte Säule aus Luft und Waschflüssigkeit wird dann von dem Strömungsdurchgang in eine Ausscheidungskammer mit viel größerem Volumen ausgetragen, in der die Säule sehr schnell abgebremst und verteilt wird, so daß die Flüssigkeit und die angefeuchteten Verunreinigungsteilchen ausfallen und von der Luft getrennt werden können. Die Flüssigkeit und die Verunreinigungsteilchen fließen in ein Auffangbecken ab, während die Luft, aus der mehr als 99 % der Verunreinigungsteilchen entfernt worden ist, in die Atmosphäre abgesaugt werden kann.

Versuche habe gezeigt, daß die erfindungsgemäßeVorrichtung und

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das erfindungsgemäße Verfahren Luft wesentlich wirkungsvoller reinigt, als dies bei den bekannten Vorrichtungen möglich ist, während zugleich für die Reinigungs- und Wartungsarbeiten geringere Stillstandszeiten genügen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsform. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt einer Farbspritz- bzw. Arbeitskabine mit Abwärtszug, in die eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftwäschers eingefügt ist,

Fig. 2 einen vergrößerten Vertikalschnitt der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des Luftwäschers mit Darstellung der Bildung mehrerer Bahnen einer Waschflüssigkeit im Eingangsbereich des Strömungsdurchgangs,

Fig. 3 eine schaubildliche Teilansicht des Luftwäschers von der Eingangsseite des Durchgangskanals her gesehen,

Fig. 4- eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht des Luftwäschers während des Betriebs,

Fig. 5 einen vertikalen Teilschnitt einer Farbspritz- oder Arbeitskabine mit Seitwärts- oder Aufwärtszug, bei dem der erfindungsgemäße Luftwäscher eingesetzt ist,

Fig. 6 einen Vertikalschnitt einer alternativen Ausführungsform des Luftwäschers, die insbesondere zum Umbau und zur Verbesserung vorhandener Farbspritz- und Arbeitskabinen geeignet ist, und

Fig. 7 eine im wesentlichen der Linie 7-7 in Fig. 6 entsprechende Vorderansicht des dort dargestellten Luftwäschers.

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Die Fig. 1 zeigt, wie durch Aufbringen eines Farbauftrages oder durch Beschleifen zu bearbeitende Gegenstände mit Hilfe eines Förderers durch eine Kabine bzw. einen umschlossenen Raum bewegt werden, wobei der Förderer in Längsrichtung der Kabine und zwar entlang der Längsmittellinie verläuft. Derartige Kabinen lassen sich für viele verschiedene Zwecke verwenden, sie werden jedoch vor allem in sehr starkem Maße in der Automobilindustrie benützt, um eine sich kontinuierlich bewegende Reihe von Fahrzeugkarosserien automatisch oder von Hand mit einem Farbauftrag zu versehen. Die Kabine ist üblicherweise mit Frischlufteinlässen in ihrem Dachbereich ausgestattet und so gestaltet, daß ein gleichmäßiger Ventilationsluftstrom erzeugt wird, der abwärts durch die Kabine, um die darin befindlichen Fahrzeugkarosserien herum, dann durch einen gelochten oder gitterartigen Boden hindurchströmt und schließlich bei einem Saugsystem austritt, dessen Eingangsteil unterhalb des Bodengitters im wesentlichen entlang der Längsmittellinie der Kabine angeordnet ist. Die Anordnung des Eingangs des Saugsystems entlang der Mittellinie der Kabine stellt sicher, daß der Luftstrom gleichmäßig abwärts um die Fahrzeugkarosserien herum geführt und dann schnell abgesaugt wird, ohne daß das Kabinendach, die Kabinenseitenwände usw. durch den bei Farbauftragsarbeiten üblicherweise vorhandenen Farbüberschuß verschmutzt werden. Der generelle Aufbau und zusätzliche vorteilhafte Merkmale derartiger Kabinen sind in den bereits zuvor erwähnten US-Patentschriften 3 138 087, 3 168 030 und 3 421 293 beschrieben. In Farbspritzkabinen für Automobilkarosserien, wie sie in den Patentschriften dargestellt sind, liegt die Strömungsmenge der Ventilationsluft entsprechend den zur Zeit anzuwendenden Normen in der Größenordnung von 184 m /min und m Kabinenstrecke (2000 cubicfeet/minute and per foot).

Die Fig. 1 zeigt weiterhin, daß der Boden der Kabine auf beiden Seiten des Förderers 12 durch Gitter 14 gebildet ist, die eine Verbindung zwischen dem Boden 10 und einer generell mit 16 gekennzeichneten Ausscheidungseinrichtung herstellen, welche unter-

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halb des Bodens installiert ist. Die Ventilationsluft wird abwärts durch den Boden 10, durch eine oder mehrere Farbausscheidungseinrichtungen bzw. Luftwäscher 18 (die nachfolgend noch im einzelnen beschrieben werden), dann durch einen Wasserausscheider bzw. eine Trennkammer 19 und schließlich durch einen Absaugkanal 20 mittels eines (nicht dargestellten) Sauggebläses gesaugt, welches in dem Absaugkanal angeordnet ist.

Abhängig von der Länge des jeweils umschlossenen speziellen Arbeitsbereichs werden mehrere Luftwäschereinheiten 18 im Abstand entlang der Längsmittellinie der Kabine unterhalb des Förderers 12 angeordnet. Die gesamte Ventilationsluft, die durch die Kabine 10 hindurchgeht, wird durch nicht perforierte Platten 22, zum Durchströmen der Luftwäscher 18 gezwungen, wobei die Platten 22 einen sich von der Seitenwand 24 zu der Seitenwand 26 erstreckenden Unterboden der Kabine bilden und alle anderen Einrichtungen wirksam gegenüber dem Ausgang abdichten. Um zu verhindern, daß Farben und Farbüberschüsse bei den Farbspritzarbeiten sich an diesem Unterboden sammeln, werden die Platten 22 kontinuierlich mit einer Waschflüssigkeit abgespült bzw. überschwemmt, die alle Farbteilchen, die mit der Flüssigkeit auf dem Boden in Berührung kommen, mitreissen und wegtragen können. Zu diesem Zweck können die Platten 22 von ihren Anschlußstellen an den Wänden 24 und 26 abwärtsgeneigt sein, während an den Anschlußstellen Überströmbecken 28 und 30 ausgebildet sind. Die Waschlfüssigkeit (beispielsweise Wasser) wird den Becken durch geeignete Leitungen zugeführt, wobei die aus den Becken überströmende Flüssigkeit eine gleichbleibende, kontinuierliche Wasserschicht auf dem Unterboden bildet. Falls es erwünscht ist, können die Unterbodenplatten 22 auch im wesentlichen horizontal angeordnet und an ihren inneren Endbereichen mit erhabenen Lippen bzw. Schwellen 31 versehen sein, die dadurch mit Flüssigkeit gefüllte Fallen bilden, aus denen die Flüssigkeit kontinuierlich überströmt und dadurch die Bodenwasch- bzw. Bodenschutzwirkung hervorruft. Falls erwünscht, kann auch jedem Becken ein Staublech 32 zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Strömung und eine Reinigungs- bzw. Kontroll-

Stromung und eine

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tür 34 zugeordnet sein. Entsprechend den zur Zeit üblichen Industrienormen liegt die zum übeffluten bzw. Waschen der Unterbodenplatten benötigte Flüssigkeitsmenge in der Größenordnung von 37,85 l/min (1ⁿ gallons/min) oder mehr pro Seite bzw. insgesamt wenigstens 248 l/min und m der Spritzkabine (2O gpm/ foot). Wenn die vorliegende Erfindung in Verbindung mit Flüssigkeit enthaltenden Pfannenauf dem Unterboden verwendet wird, ist eine Verringerung der Wasserströmung auf dem Unterboden auf etwa 124 l/m (10 gpm/foot) bzw. 62 l/m Kabinenlänge auf jeder Seite (5 gpm/foot) möglich. Diese Flüssigkeit strömt von den Pfannen bzw. Blechen 22 in ein zentral angeordnetes, durch im Abstand zueinander angeordnete aufrechte Wände 38 sowie eine Bodenwand 40 gebildetes Auffangbecken 36 und dient zugleich dessen Sauberhaltung. Die Flüssigkeit strömt dann in die in der Bodenwand angebrachten Luftwäscher 18 und wird durch diese hindurch ausgetragen.

Es ist ebenfalls augenscheinlich, daß die gesamte Luft, die durch die Kabine 10 nach unten gesaugt wird, nur durch die Luftwäscher 18 hindurch entweichen kann.

Bei der bevorzugten Ausführungsform umfaßt jeder Luftwäscher

18 einen Luftstromdurchgang bzw. eine Luftstromdüse 42 und eine Flüssigkeitsverteilungsdüse 52. Die Luftdüse 42 dient bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung zur Bildung eines im Vergleich mit der Sprühkammer 10 und der Werkkammer

19 verkleinerten Luftdurchgangs, in dem die Luft zur Erreichung einer wirksamen Reinigung vorübergehend einschließbar ist, zur Umwandlung bzw. Umformung des Luftstromes in eine Luftsäule, die sich ruhig und gleichmäßig in einer Richtung in einer nicht turbulenten Strömungsbahn bewegt und um die Luftgeschwindigkeit schnell zu beschleunigen und dann schnell wieder zu verringern. Am wirkungsvollsten und am wirtschaftlichsten ist nach den bisherigen Erfahrungen hierfür eine Düse für laminare Strömung. Diese Düse hat ein verhältnismäßig großes Eingangsende 48, ein verhältnismäßig kleines Ausgangsende 50 und eine sanft gekrümmte, konvexe Wand bzw. Einschnürung 4 6 zwischen den Enden, die vorzugsweise genau das Viertel eines

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Kreises, d.h~. einen 90°-Bogen mit gleichmäßigem Radius umfaßt. Das Eingangsende kann zur Bildung eines Montageflansches in Tangentialrichtung um ein geringes Maß darüberhinausgehen, während das Ausgangsende zur Vergrößerung der Randfestigkeit und Randsteifigkeit zu sich selbst zurückgebogen sein kann, wobei jedoch die grundlegende Form die gleiche bleibt. Aus Gründen der Einfachheit und Wirtschaftlichkeit wird der sich zunehmend verkleinernde Luftkanal durch einen Kreisquerschnitt bestimmt. Der Hauptgesichtspunkt ist jedoch wenigstens die wesentliche Erreichung der drei vorangehend genannten Funktionen, weshalb jeder Einrichtung zur Bildung eines Luftdurchganges geeignet ist, mit denen diese Funktionen erreichbar sind. Aus diesem Grund und zur Unterscheidung von der Düse 52 wird das Element 42 nachfolgend als Strömungrdurchgang bzw. Luft-Strömungsdurchgang bezeichnet.

Die Flüssigkeitsdüse 52 muß in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung dazu geeignet sein, eine oder mehrere im wesentlichen räumliche, durchgehende Bahnen aus Wasser oder anderer Waschflüssigkeit zu erzeugen, die über das gesamte Eingangsende des Strömungsdurchgangs verlaufen und dieses ohne Lücken oder Hohlräume überdeckt.

Wie zuvor schon erwähnt worden ist, ist anzunehmen, daß einer der Hauptgründe für die nicht ganz zufriedenstellende Funktion der bekannten Luftwäscher mit verkleinertem Waschbereich darin liegt, daß zwar eine heftige Bewegung, Turbulenz und eine Zerstäubung von Tropfen als wichtig angesehen wird, in der Wirklichkeit jedoch eine innige Mischung und Befeuchtung der Verschmutzungsteilchen mit der Waschflüssigkeit verhindert wird. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Turbulenz auf ein Minimum herabgesetzt, wobei das Waschen durch den Durchgang der Luft in einem im wesentlichen gleichgerichteten, nicht turbulenten Strom durch eine oder mehrere im wesentlichen kontinuierliche, ungeteilte Waschflüssigkeitsbahnen bewirkt wird.

Eine Bauart einer Düse, die eine solche Flüssigkeitsbahn er-

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zeugt, ist in der US-Patentschrift 2 804 341 beschrieben. Wie die Fig. 2 zeigt, umfaßt diese Düse einen rohrförmigen Eingangsteil und einen auf dem Eingangsteil angeordneten spiralförmigen Fortsatz, dessen Innendurchmesser mit zunehmender Entfernung von dem Eingangsteil fortschreitend abnimmt. Der spiralförmige Fortsatz schält oder schert dadurch aufeinanderfolgend Flüssigkeitsschichten von dem zylindrischen Kern der durch den Eingangs teil gelangenden Flüssigkeit ab und trägt diese mit einem Wikel und in einem Muster aus, der bzw. das von dem relativen Winkel der Oberfläche der Spirale bestimmt ist, die dem eintretenden Flüssigkeitsstrom zugewandt ist.' Durch die Formung dieser Flächen senkrecht bzw. nahezu senkrecht zur Achse der Düse kann eine sich radial nach außen bewegende Flüssigkeitsbahn erzeugt werden. Wenn die Spirale eine Vielzahl von Windungen aufweist, wird ein gleichmäßiges Spiralmuster der Flüssigkeit aus einer Vielzahl von Flüssigkeits-Einzelschichten oder -bahnen erzeugt. An allen Punkten dieses Musters bewegt sich die Flüssigkeit von der Düse radial auswärts (die Flüssigkeit selbst führt keine spiralförmige oder drehende Bewegung aus), so daß sie bei vollständiger spiralförmiger Ausdehnung ein über 3 60 gehendes Muster der Flüssigkeit bildet, das von der Düse radial auswärts ausströmt. Die Flüssigkeit strömt aus der Düse als zusammenhängende Bahn aus, wird jedoch in einiger Entfernung von der Düse in Tröpfchen bzw. einen Sprühnebel aufgelöst, sofern keine Fremdkräfte wirksam werden. In der Praxis wird der Düse 52 genügend Flüssigkeit mit einem ausreichenden Druck durch eine ausreichende Anzahl von spiralförmigen Windungen zugeführt, um eine oder mehrere feste Flüssigkeitsbahnen über das Eingangsende des Strömungsdurchgangs 42 zu erzeugen, wenn das Sauggebläse in Betrieb ist und Luft durch die Flüssigkeitsbahn bzw. Flüssigkeitsbahnen und den Strömungsdurchgang hindurchgeht. Als zufriedenstellend wurden Düsen mit 1 1/2, 3 1/2 und 5 1/2 Windungen ermittelt, jedoch können auch Düsen mit anderen Windungszahlen verwendet werden.

Bei der Verwendung einer Düse 52 mit den zuvor beschriebenen Eigenschaften und eines Strömungsdurchgangs 42 mit kreisförmi-

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gem Querschnitt wird die Düse bevorzugt in radialer und axialer Ausrichtung mit dem Eingangsende des Strömungsdurchgangs angeordnet, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Es wird ebenfalls bevorzugt, die Waschflüssigkeit der Düse durch eine herkömmliche Rohrleitung zuzuführen, die in der Wassertrennkammer 19 installiert ist und eine Zuführungsleitung umfaßt, welche von dem Ausgangsende her axial in die Strömungskammer hineinsteht, wobei die Düse auf dem Zuführungsrohr montiert ist und von dieser axial absteht. In dieser Lage trägt die Düse in einem 360 -Muster wenigstens eine, vorzugsweise jedoch mehrere kontinuierliche, kräftige . Wasserbahnen oder -schichten aus, die das Eingangsende des Strömungsdurchgangs vollständig ausfüllen und dadurch den Strömungsdurchgang, die Düse und die Rohrleitung vor FärbanSammlungen schützen. Wenn die Flüssigkeitszuführung eingeschaltet und die Luftventilation abgeschaltet ist, wird die Flüssigkeit radial über die Grenzen des Strömungsdurchgangs ausgetragen und in einen Sprühnebel aufgeteilt. Wenn jedoch der Luftstrom angestellt ist, wird die Flüssigkeit durch den Luftstrom von der P¹"^e 52 in den Mundbereich des Strömungsdurchgangs 42 angesaugt, so daß sich dadurch eine oder mehrere konvexe bzw. schirmförmige Flüssigkeitsschichten bilden, wie dies in den Fig. 2 und 4 bei 51 dargestellt ist. Wegen des Einflusses der Luft auf die Düsenflüssigkeit können mehrere radial aus der Düse austretende Flüssigkeitsbahnen insbesondere im Randbereich, d.h. in der Nähe der Wand des Strömungsdurchgangs zu einer einzigen Bahn oder Schicht zusammengezogen werden. Dies ist so lange ohne Bedeutung, wie der Eingang des Strömungsdurchgangs von wenigstens einer kontinuierlichen, ununterbrochenen Flüssigkeitsbahn überdeckt ist, wie dies bei 51 dargestellt ist. Zusätzlich zu der Flüssigkeit 51 läuft in den Fig. 2 und 4 mit 53 gekennzeichnete Flüssigkeit, die über den Unterboden 22 fließt, in den Strömungsdurchgang 42 hinein und wird dadurch ausgetragen. Die Unterbodenflüssigkeit 53 läuft im wesentlichen gleichmäßig verteilt über den Umfang des Durchgangs in diesen hinein und wird dabei in einen in einer Richtung verlaufenden, nicht turbulenten stromlinienförmigen Flüssigkeitsstrom geleitet,

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der im wesentlichen den Erzeugungslinien der gekrümmten Oberfläche des Durchgangs bis zur Flüssigkeitsbahn 51 entspricht.

Bei Verwendung der entsprechend der Darstellung in den Fig. 2 und 4 arbeitenden Flüssigkeitsdüse wird verschmutzte Luft aus der Sprühkammer 10 von dem Sauggebläse in eine oder mehrere durchgehende Waschflussigkeitsbahnen am Eingangsende des Strömungsdurchgangs 42 hinein und durchgesaugt. Während die Luft von allen Richtungen des den Flüssigkeitsschirm 51 übergreifenden halbkugelförmigen Bereichs in die Flüssigkeit hineingesaugt wird, wird die Form des Luftstromes schon stark durch die aerodynamische Wirkung des Durchgangs 42 beeinflußt, wobei die Luftbewegung in die Flüssigkeit sehr innig verläuft und keine Turbulenz erkennbar ist. Die Verschmutzungsteilchen in der Luft kamen mit den Flüssigkeitsbahnen in innige Berührung und werden gründlich angefeuchtet. Die Luft, die Verschmutzungsteilchen, die Düsenflüssigkeit 51 und die Bodenflüssigkeit 53 werden während des Betriebs der Kabine kontinuierlich in den Strömungsdurchgang hineingezogen.

Die Luft und die Flüssigkeit werden durch die Strömungskammer mit beschleunigender Geschwindigkeit bei ruhiger Strömung und ohne spürbare Turbulenz hindurchgesaugt und treten aus der Strömungskammer im wesentlichen in axialer Richtung mit einer gegebenenfalls vorhandenen kleinen radialen Bewegungskomponente aus, jedoch ohne Umfangsbewegungs- bzw. Kreiselbewegungskomponente. Das Luft-Flüssigkeitsgemisch wird aus dem Strömungsdurchgang in einer sehr gleichmäßigen, gleichgerichteten Form ohne Hohlräume, Löcher oder Kanäle darin ausgetragen, was die innige Vermischung der Luft und der Flüssigkeit in dem Durchgang zeigt. Diese Kombination einer im wesentlichen kontinuierlichen Waschflüssigkeitsbahn und einer stromlinienförmigen, ruhig beschleunigenden Strömung vermischt die Luft und die Flüssigkeit innig, so daß in der Tat alle Verschmutzungsteilchen "befeuchtet" und dadurch zur Entfernung aus der

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Luft "vorbereitet" werden. Nach dem Austritt aus dem Strömungsdurchgang erfolgt eine schnelle Verringerung der Bewegung der Luft und deren Verteilung in dem großen Volumen der Trennkammer 19, woraufhin die Flüssigkeit und die angefeuchteten Verschmutzungsteilchen, die schwerer als die Luft sind und nicht langer von einem Hochgeschwindigkeitsluftstrom festgehalten werden, ausfallen und von der Luft getrennt v/erden.

Da die bekannten Luftwäscher die Verschmutzungsteilchen im Luftstrom nicht ausreichend vorbereiten bzw. befeuchten, war 'S notwendig, das Luft-Flüssigkeitsgemisch kräftig gegen ein Wasserbecken oder gegen eine Leit- bzw. Prallwand oder gegen Reihen von Prallwänden auszustoßen, um die Durchfeuchtung zu steigern und/oder die Verunreinigungsteilchen durch wiederholte Umkehr der Bahn des Luftstroms und/oder der Verwendung einer serpentinenförmigen Luftstrombahn herauszutreiben. Bei der hier beschriebenen Anordnung ist die Vorbereitung der Teilchen so vollständig, daß solche Leitwände nicht nötig sind. Tatsächlich tropft die Waschflüssigkeit zusammen mit den Verschmutzungsteilchen aus dem Luftstrom heraus, wenn in der Trennkammer 19 genügend Raum verfügbar ist, und insbesondere dann, wenn der Boden der Kammer in einem ausreichenden Abstand unter dem Ausgangsende des Strömungsdurchgangs liegt, um die Ausbreitung des aus dem Durchgang kommenden Luft- und Wasserstrahls zu ermöglichen. Bei einigen Abwärtsstrom-Installationen kann jedoch unter Umständen ein ausreichender Zwischenraum nicht verfügbar sein. In solchen Fällen kann ein geschwungenes Blech 54 direkt unterhalb der Strömungskammer angeordnet sein, um die Trennung der Flüssigkeit und der Luft zu unterstützen. Das gekrümmte Blech 54 kann dabei eine kreisförmige horizontale Querschnittsform und eine im wesentlichen konische vertikale Querschnittsforra aufweisen, wobei jedoch die Außenfläche konkav ist. Alternativ kann das gekrümmte Blech 54 auch gegenüberliegend angeordnete, im wesentlichen rechteckförmige Bleche 56 und 58 umfassen, die sich in Längsrichtung unterhalb der Luftwäscher 18 erstrecken, jedoch in das in der Fig. 1 erkennbare konkave Profil gebogen sind. Falls erwünscht, kann auch eine Leit-

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oder Prallwand anstatt in konkaver Form in Form eines ebenen Bleches bzw. in Form ebener Bleche verwendet werden, jedoch wird eine ruhigere Strömung der Waschflüssigkeit bei Verwendung der bevorzugten konkaven Strömungsbleche erreicht. Wenn das Luft-Flüssigkeitsgemisch aus dem Luftwäscher austritt, prallt die Flüssigkeit gegen das gekrümmte Blech 54 und strömt dann ruhig abwärts entlang dessen konkaver Flächen in die Abflußeinrichtung, die vorzugsweise die Form großer, unversperrter, freier Abflußrinnen oder -kanäle 60 hat. Die Flüssigkeit kann in einem (nicht dargestellten) Sumpf gesammelt, aufbereitet und, falls erwünscht, wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden.

Bei Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Kabine zum Farbspritzen von Kraftfahrzeugkarosserien, die einen Luftstrom von 184 m /min und laufendem Kabinenmeter (2000 cfm/foot) erfordert, wobei die Luftwäscher 18 für einen vertikalen Abwärtsstrom angeordnet sind, erfolgt die Montage der Luftwäscher 18 in Mittenabständen von 0,76 m (2 1/2 foot) entlang der Längsmittellinie der Kabine. Dadurch kommen die Wäscher ausreichend dicht nebeneinander, um eine gleichmäßige Strömung der Ventilationsluft durch die Farbspritzkammer 10 hindurch sicherzustellen und jedem Wäscher einen beträchtlichen Luftbelastungsfaktor von 1 40 m /min (.5000 cfm) zuzuordnen, ohne daß eine übermäßige Vervielfältigung der Wäscher erforderlich ist. Die Größe eines jeden Wäschers kann in Abhängigkeit von einer großen Anzahl Variabler veränderlich sein, die, wie nachfolgend noch erörtert wird, in der Ausführung begründet sind, jedoch kann sie bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der ein stromlinienförmiger Strömungsdurchgang mit kreisrundem Querschnitt verwendet wird, so gestaltet sein, daß ein minimaler Innendurchmesser, d.h. am Ausgangsende in der Größenordnung von etwa 23 bis 61 cm (9 bis 24 inches) vorliegt, wobei diese Abmessungen als typisch anzusehen sind, nicht jedoch die Grenzen der Abmessungsmöglichkeiten angeben. Die Länge des Strömungsdurchgangs in Axialrichtung liegt vorzugsweise in der Größenordnung der Hälfte des Ausgangsdurchmessers .

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Die Größe und die Form der Düse 52 kann abhängig von den Eigenschaften der anderen, später noch zu diskutierenden Variablen, insbesondere jedoch der Form und Größe des Luftströmungsdurchgangs, der Art der Waschflüssigkeit sowie des Volumens und des Drucks, mit dem die Waschflüssigkeit der Düse zugeführt wird, verändert werden. Bei der jetzt erörterten bevorzugten Ausführungsform kann das Flüssigkeitsvolumen erfolgreich im Bereich zwischen 284 und 568 l/min und der Druck · im Bereich von 0,2 bis 1,1 Bar (3 bis 15 psi) verändert werden. Generell ist der Druck umgekehr proportional dem Volumen, d.h. höhere Drücke werden bei geringeren Volumina verwendet und umgekehrt, damit stets das Vorhandensein einer ununterbrochenen durchgehenden Flüssigkeitsbahn über dem Eingangsende des Strömungsdurchgangs sichergestellt ist. Außerdem erlaubt bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform eine konstante Bewegung der Waschflüssigkeit vom Unterboden 22 über die Wand 40 des Sumpfes 36 und dann in die Strömungskanäle die Verringerung des Flüssigkeitsvolumens, das an der Düse 52 erforderlich ist, da die Unterbodenflüssigkeit 53 den Eingangsendabschnitt des Strömungsdurchgangs sauber hält, wodurch der aus der Düse 52 austretende Flüssigkeitsschirm 51 weiter unten in dem Durchgang angeordnet werden kann, wo der Querschnitt kleiner und das zur Bildung einer kontinuierlichen, ununterbrochenen Bahn des Flüssigkeitsvolumens geringer ist.

Ein anderer Faktor, der entscheidenden Einfluß auf die Gestaltung des Wäschers hat, ist die Kapazität des Saugsystems und Sauggebläses. Ein Saugsystem, das zur Erzeugung eines hohen Luftdruckgefälles in dem Wäscher geeignet ist, erlaubt einen effizienteren Gebrauch der Erfindung als ein Saugsystem, das nur ein geringes Druckgefälle herstellt. Die Erzeugung eines geringeres Druckgefälles erfordert allerdings nur eine geringere Leistung des Sauggebläses und kann daher in manchen Fällen vorzuziehen sein. Diese Variable wird generell als der statische Druck der Kabine bezeichnet und üblicherweise in mm Wassersäule angegeben.

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Für die zuvor beschriebene bevorzugte Ausfuhrungsform des Wäschers mit einem Durchsatz von 140 m /min (5000 cfm) verschmutzter Luft unter Verwendung eines chemisch behandelten Wasser als Waschmittel ergeben sich folgende repräsentative Werte für einen erfolgreich arbeitenden Wäscher:

A. Statischer Druck: 127 mm (5 inch) Wassersäule

Durchmesser des

Stromungsdurchgangs: 35,6 cm (14 inch) min.Innereiurchmesser

Unterboden-Flissigkeit: 0-9 5 l/min (0-25 gpm) oder mehr

Düsen-Flüssigkeit: 568 l/mLn(150 gpm)

Düsen-Druck: 0,28 bar (4 psi)

Düsen-Windungen: 3-1/2

B. Statischer Druck: 127 mm (5 inch) Wassersäule

Durchmesser des

Stromungsdurchgangs: 35,6 cm (14 inch) min.Innendurchmesser

Unterboden-Flüssigkeit: 95 l/min (25 gpm)+

Düsen-Flüssigkeit: 379 l/min (100 gpm)

Düsen-Druck 0,83 bar (12 psi)

Düsen-Windungen: 3-1/2

+62 l/min pro Seite und m (5 gpmft) im Mittel bis zu 95 l/min (25 gpm) pro Luftwäscher bei 76,2 cm (2-1/2¹) Mittelabstand.

C. Statischer Druck 89 mm (3-1/2 inch) Wassersäule

Durchmesser des

Stromungsdurchgangs: 43,2 cm (17inch) min.Innendurchmesser

Unterboden-Flüssigkeit: 0-95 l/min (0-25 gpm) oder mehr

Düsen-Flüssigkeit: 568 l/min (150 gpm)

Düsen-Druck: 0,28 bar (4 psi)

Düsen-Windungen: 5-1/2

Beim Beispiel C werden mehrere Windungen der Düsenspirale benötigt, um das Vorhandensein wenigstens einer ununterbrochenen kräftigen Wasserbahn über dem Eingangsende des Stromungsdurchgangs größeren Durchmessers sicherzustellen. Das Beispiel A ergibt diejenige der drei Konstruktionen, mit dem der größte Wirkungsgrad bei der Luftreinigung erzielt wird. Beim Beispiel B wird eine Unterbodenflüssigkeit zum Waschen des größer bemes-

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senen Endes des Strömungsdurchgangs verwendet, wodurch an der Düse nur eine geringere Flüssigkeitsmenge benötigt wird. Beim Ausführungsbeispiel B kann möglicherweise auf Kosten eines etwas höheren Flüssigkeitsdrucks die Düsenflüssigkeit tunlichst auf 284 bis 303 l/min herabgesetzt v/erden. Bei den Ausführungsbeispielen A und C kann Unterbodenflüssigkeit Vorhandensein, sie ist jedoch nicht wesentlich. In keinem Fall führt das Vorhandensein einer Unterbodenflüssigkeit zu nachteiligen Folgen.

Es sei darauf hingewiesen, daß die vorangehenden Beschreibungen repräsentative Beispielse praktischer Ausführungen der bevorzugten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Luftwäschers sind, den Rahmen der Erfindung jedoch nicht begrenzen sollen.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Luftwäschers, den die meisten vorbekannten Ausführungsformen nicht aufweisen, ist darin zu sehen, daß dieser in jeder gewünschten Winkellage, d.h. vertikal abwärts, vertikal aufwärts und in jeder dazwischenliegenden Position installiert werden kann. Die Montage kann entlang eines jeden Radiu" "iner Kugel erfolgen, die einen Punkt auf der Achse des Strömungsdurchgangs als Mittelpunkt hat. In Fig. 1 ist der Strömungsdurchgang vertikal abwärts, in Fig. 5 (noch zu beschreiben) im wesentlichen vertikal aufwärts und in den Fig. 6 und 7 (noch zu beschreiben) im wesentlichen horizontal liegend angeordnet. Der Wäscher selbst, der den Strömungsdurchgang 42 und die Düse 52 umfaßt, ist in sich geschlossen und bedarf für seinen Betrieb keiner Fremdfaktoren wie die Schwerkraft. Er kann daher in jeder gewünschten Weise benutzt werden.

In der Fig. 5 ist der erfindungsgemäß gestaltete Luftwäscher zur Verwendung in einer Saugkammer mit Aufwärtszug installiert dargestellt, die bekannterweise in Verbindung mit Farbspritzkabinen verwendbar ist, die im Aufwärtszug, im Seitwärtszug und/oder im Abwärtszug arbeitet. In Fig. 5 ist die Farbspritzkabine nur angedeutet dargestellt und mit 110 gekennzeichnet.

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Über die gesamte Länge der Farbspritzkabine erstreckt sich eine Saugkammer bzw. ein Ausscheiderteil 112, der von einer Wand 114 der Kabine 110 und einer Außenwand 116 gebildet ist. Der Boden der Kammer 112 wird von einem Abflußblech 118 gebildet.

Im unteren Bereich der Kammer 112, jedoch im Abstand von dem Abflußblech 118 ist eine Montageplatte 122 positioniert, die sich über die volle Länge der Saugkammer erstreckt. Der äußere Rand der Platte 122 ist an der Wand 116 befestigt, während der innere Rand für einen nachfolgend noch zu erläuternden Zweck etwas im Abstand von der Wand 114 gehalten ist. Die Platte 122 kann horizontal positioniert oder vorzugsweise etwas abwärtsgeneigt sein, wobei ein bevorzugter Neigungswinkel, wie in Fig. 5 dargestellt, bei etwa 20° liegt.

Auf der Oberseite der Platte 122, d.h. in Strömungsrichtung gesehen stromabwärts, ist eine Vielzahl in Längsrichtung beabstandeter Luftwäscher 124 direkt über Öffnungen 126 der Platte montiert. Die in Fig. 5 dargestellten Luftwäscher sind identisch mit den in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Luftwäschern, wobei jeder von ihnen einen Strömungsdurchgang 127 mit einer konvex gekrümmten, stromlinienförmigen Engstelle 128, ferner mit einem verhältnismäßig großen Eingangsende 130 und mit einem verhältnismäßig kleinen Ausgang bzw. Austragsende 132 umfaßt. In Axialrichtung des Strömungsdurchgangs ist eine Waschflüssigkeitsdüse 134 positioniert und im wesentlichen radial zu dessen Eingangsende ausgerichtet, die eine oder mehrere im wesentlichen radial verlaufende, kräftige Bahnen aus Wasser oder anderer Waschflüssigkeit erzeugen soll, welche quer über das Eingangsende der Stromungskairtmer verlaufen. Die Düse wird dabei durch eine geeignete Rohrleitung 136 versorgt, welche einen längs durch die Saugkammer 112 verlaufenden Verteiler und eine Zuführungsleitung umfaßt, welche vom Ausgangsende her axial in den Strömungsdurchgang hineinragt.

Über den Luftwäschern können noch mehrere, gestaffelt angeord-

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nete Prallplatten 138 angeordnet sein, die die Beseitigung von Wasserdampf aus der Luft unterstützen sollen, bevor diese aus der Saugkammer ausgetragen wird.

Zur Anpassung des Luftstroms von der Kabine 110 in die Saugkammer 112 ist die Wand 114 mit einem im wesentlichen horizontal verlaufenden Schenkelabschnitt 140 versehen, welcher in geringem Abstand über dem Ablaufblech 118 liegt und dadurch einen Verbindungsgang 141 bildet, der eine Verbindung zwischen dem unteren Ende der Kabine und der Saugkammer herstellt. Der Schenkelabschnitt 140 besitzt eine aufwärtsstehende Wand 142, deren oberes Ende in geringem Abstand von einer Wand 144 liegt, welche vom inneren Ende der Montageplatte 122 absteht, wodurch ein langgestreckter Längsschlitz 145 entsteht. Von der Platte 12? steht ferner ein mittlerer Schenkel 146 ab, endet jedoch oberhalb des Schenkelabschnittes 140. Wenn die Spritzkabine und die Luftwäscher arbeiten, sammelt sich Waschflüssigkeit in einem Reservoir 148, das von den Wänden 114, 140 und 142 gebildet wird. Die Flüssigkeit sammelt sich darin bis zum oberen Rand der Wand 142 und fließt dann durch den Schlitz 145 an der Wand 142 abwärts, über die Öffnung 141 und dann auf das Abflußbleeh 118, wodurch sie eine abwärtsgerichtete Bahn bzw.einen Vorhang aus Waschflüssigkeit bildet, durch den die Farbe enthaltende Luft auf ihrem Weg zu den Wäschern hindurchgehen muß. Der Aufbau des Reservoirs bildet auf diese Weise einen Abflußweg für die durch die Düse 134 und den Strömungsdurchgang 127 in den unteren Endteil der Saugkammer 112 ausgetragenen Waschflüssigkeit, eine Flüssigkeitsdichtung für den Abflußweg, die verhindert, daß mit Farbe beladene Luft die Wäscher umgehen kann, eine Einrichtung zur Vorbefeuchtung bzw. Vorbehandlung der in der Luft befindlichen Farbteilchen, eine Zuführungsquelle für die Waschflüssigkeit, die mit der Luft in den Raum unterhalb der Montageplatte 122 für die Wäscher mitgenommen wird, um die Oberflächen der diesen Zwischenraum bildenden Aufbauelemente zu befeuchten und sie dadurch sauber zu halten und eine Quelle zur

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Zuführung von Waschflüssigkeit für das Abflußblech 118 und den Kabinenunterboden, zu dem das Abflußblech hinführt.

Während des Betriebs saugen ein oder mehrere Sauggebläse (nicht dargestellt) am oberen Ende der Saugkammer 112 Luft von der Kabine durch den von der Platte 142 herunterfallenden Wasservorhang, dann durch die im wesentlichen radialen, durch die Düse 134 ausgetragenen Wasserbahnen, und schließlich aufwärts durch den Strömungsdurchgang 127 mit zunehmender Geschwindigkeit, jedoch ruhiger, gleichgerichteter Strömung ohne erkennbare Turbulenzen oder radiale Bewegungskomponenten bzw. kreiseiförmige Bewegungskomponten an. Die Luft und die Flüssigkeit treten axial oberhalb des Strömungsdurchgangs in die Kammer 112 aus, die im Vergleich mit dem Strömungsdurchgang eine große Volumenkapazität hat, wodurch die Luftgeschwindigkeit sehr schnell verringert wird und die Luft sich ausdehnt bzw. verteilt, so daß die Flüssigkeit und die angefeuchteten Verschmutzungsteilchen ausfallen und von der Luft getrennt werden. Der aus Luft-Flüssigkeitsgemisch bestehende Strahl kann, falls dies erwünscht ist, auf die unterste Prallplatte bzw. Prallwand 138 auftreffen, jedoch ist dies für die Funktion des Wäschers nicht unbedingt notwendig. Die Flüssigkeit mit den darin enthaltenen Verunreinigungsteilchen fließt dann an der Platte 122 entlang in das Reservoir 148 und zu dem zuvor erläuterten Zweck von dort durch den Schlitz 145 weiter. Die Luft, aus der nun alle Verunreinigungsteilchen im wesentlichen entfernt sind, bewegt sich demgegenüber in der Saugkammer an den aufeinanderfolgenden Prallwänden 138 entlang aufwärts, an denen die letzten Nebelspuren aus der sauberen Luft entfernt werden. Auf diese Weise wird aus der Kammer 112 nur saubere, trockene Luft abgesaugt.

Geeignete Konstruktionsmerkmale für die in Fig. 5 dargestellte Kabinenbauart sind durch die zuvor beschriebenen Beispiele A und C gegeben. Bei dieser Ausführungsform werden größere Waschflüssigkextsmengen an den Düsen 134 bevorzugt, um eine Befeuchtung der Gesamtheit der Eingangsenden der Strömungs-

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durchgänge sicherzustellen, weil dort keine Unterbodenflüssigkeit vorhanden ist, die diese Funktion unterstützen kann. Weiterhin muß auch reichlich Waschflüssigkeit für die in Verbindung mit dem Reservoir 148 beschriebenen Funktionen vorhanden sein.

Während die Strömungskammer bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in den Fig. 1 bis 5 dargestellt ist, einen kreisrunden Querschnitt hat und die Düse die Waschflüssigkeit über einen vollen Bogen von 360 austrägt, kann die gewünschte Trennung der Verunreinigungen von der Luft auch mit verschiedenen Abwandlungen erreicht werden, so beispielsweise durch den nur teilweise rund ausgebildeten Wäscher, wie er in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform sind mehrere Luftwäscher 62 in Längsrichtung und im Abstand voneinander entlang einer Saugkammer bzw. eines Abscheiders 64 angeordnet und an deren unteren Ende positioniert, wobei die Saugkammer einen Teil einer Spritzkabine 66 bildet, die neben der Saugkammer angeordnet und nur teilweise dargestellt ist.

Mit Farbteilchen oder anderen Verunreinigungen vermischte Luft wird durch die Luftwäscher 62 aus der Kabine 66 mittels eines Sauggebläses (nicht dargestellt) angesaugt, das im oberen Bereich der Saugkammer 64 angeordnet ist. Diese Wäscher stimmen im wesentlichen mit den zuvor beschriebenen Wäschern überein, lediglich mit der Ausnahme, daß sie, wie am besten aus Fig. 6 erkennbar ist, einen halbkreisförmigen Querschnitt haben und dadurch halbkreisförmige Abschnitte mit einem Bogen von 180 anstelle kreisrunder Abschnitte wie bei der bevorzugten Ausführungsform bilden.

Jeder Wäscher 62 umfaßt einen Strömungsdurchgang mit einer konvex gekrümmten inneren Engstelle bzw. Drosselfläche 70, einem verhältnismäßig großen Eingangsende 72 und einem schmaleren Ausgangs- oder Austragsende 74. Der Durchgang entspricht im wesentlichen einem Halbschnitt des zuvor beschriebenen Strömungs-

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durchgangs, wobei viele solche Durchgänge in Längsrichtung nebeneinander beabstandet angeordnet und in geeigneter Weise an einer längs verlaufenden Schildplatte 76 sowie einem benachbarten, geneigten Abflußblech 80 befestigt sind. Die flachen Enden eines jeden Strömungsdurchgangs sind vorzugsweise an dem Abflußblech 80 befestigt, so daß die Bleche die bleibende Wand des Wäschers bilden. Der gebogene Wandteil des Strömungsdurchgangs ist dann in einem halbkreisförmigen Ausschnitt der Schildplatte 76 befestigt. Wie die Fig. 6 erkennen läßt, kann der Zwischenraum zwischen der konkaven Außenfläche des Strömungsdurchangs und dem Schild 76 mit Schaum 93, beispielsweise aus Polyurethan ausgefüllt werden, der als Dichtung wirkt. Die Schildplatte ihrerseits ist wiederum an dem unteren Rand der Wand 78 der Spritzkabine befestigt, während das Abflußblech 80 an der Außenwand 82 der Saugkammer 64 befestigt ist. Das Abflußblech erstreckt sich im Winkel abwärts, wobei ein vertikaler Fortsatz 84 am inneren Ende in die in einem Sumpf bzw. einem Reservoir 86 sich sammelnde Flüssigkeit eintaucht und eine Flüssigkeitsdichtung bildet, durch die die Luft dazu gezwungen wird, sich in die Wäscher und durch die Wäscher hindurch zu bewegen.

Auf dem Abflußblech ist eine Flüssigkeitsdüse 88, die gewisse Gemeinsamkeiten mit der zuvor beschriebenen Düse hat, im wesentlichen radial mit dem Einganqsende 72 eines jeden Strömungsdurchgangs ausgerichtet montiert. Jeder der Düsen wird Waschflüssigkeit durch eine Zuführungsleitung 90 zugeführt, die mit einer Wasser-Verteilerleitung 92 verbunden ist, welche parallel zu der Saugkammer in dessen Längsrichtung verläuft.

Die Düse 88 muß bei dieser Ausführungsform der Erfindung eine oder mehrere Bahnen bzw. Schichten der Waschflüssigkeit in einem 180 -Bogen austragen, wodurch das Eingangsende 72 des Strömungsdurchgangs vollständig überdeckt wird. Zu diesem Zweck weist die Düse vorzugsweise einen rohrförmigen Einlaß zur Verbindung mit der Leitung 90, einen mit dem Einlaß ver-

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bundenen oder einstückig ausgebildeten ungelochten Basisabschnitt und einen oder mehrere im Abstand voneinander angeordnete parallele Bögen auf, die auf der Basis angebracht sind und zwischen sich bogenförmige Schlitze oder Öffnungen mit einer bogenförmigen Erstreckung von 180° oder etv/as mehr bilden. Jeder in einer Richtung weg von dem Eingang folgende Bogen hat dabei einen etwas kleineren Innendurchmesser als der vorhergehende Bogen, wodurch eine Flüssigkeitsschicht von der ankommenden Flüssigkeitssäule abgeschnitten wird. Die Oberflächen der zum Einlaß hin gewandten Bögen verlaufen vorzugsweise senkrecht zur Düsenachse, so daß sie eine Flüssigkeitsschicht bzw. eine Flüssigkeitsbahn in einem 180°-Bogen radial von der Düse abscheren und austragen, und auf diese Weise das Eingangsende des Luftdurchgangs mit einer oder mehreren im Abstand liegenden Flüssigkeitsbahnen ausgefüllt wird.

Dieses Konzept der Düsengestaltung, das im Abstand zueinander verlaufende parallele, durchgehende, kräftige Flüssigkeitsbahnen ermöglicht, kann auch für Düsen verwendet werden, die beispielsweise bogenförmige Strömungsmuster von wenigen Bogengraden angefangen bis hin zu Bögen von 330° bis 340° erzeugen. Für ein 360 -Muster wären im Abstand liegende parallele Ringe durch radiale Schenkel oder Speichen auf einer radialen Stange zu montieren, wobei die Stange an ihrem Außenende dann mit einem Radialflansch zum Austrag der letzten Flüssigkeitsbahn versehen sein müßte.

Die 180 -Strömungsdurchgänge und die zugeordneten Düsen, wie sie in den Fig. 6 und 7 dargestellt sind, sind für den Durchstrom verschmutzter Luft und Waschflüssigkeit mit einer beschleunigten Geschwindigkeit bei sanfter, gleichgerichteter Strömung ohne erkennbare Turbulenzen in der gleichen Weise verwendbar, wie die 36O°-Strömungsdurchgänge, wie sie in den Fig. 1 bis 5 dargestellt sind.

Das innige Luft- und Flüssigkeitsgemisch bewegt sich sanft durch die Strömungskammern, in denen die in der Luft mitge-

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führten Verschrautzungsteilchen zur Entfernung aus der Luft vollständig "angefeuchtet" bzw. "vorbereitet" werden. Die Verunreinigungen werden in der Flüssigkeit festgehalten, nachdem sie aus den Strömungskanälen austreten und in die Saugkammer 64 gelangen, wobei die Flüssigkeit auf das Abflußblech 80 zurückfällt und dann darauf entlang durch die Strömungskammern in dem Sumpf 86 fließt. Alternativ können die Flüssigkeitsaustrittsöffnungen auch in dem Abflußblech 80 in den Zwischenräumen zwischen den Strömungsdurchgängen vorgesehen sein, es ist auch möglich, ein überströmreservoir ähnlich dem mit 148 gekennzeichneten vorzusehen, wobei die Flüssigkeit abfließen kann, falls der Luftstrom so ist, daß er das gesamte in den Strömungsdurchgängen befindliche Wasser mitnimmt. Die saubere Luft wird dabei durch die Saugkammer 64 aufwärts gesaugt, wobei sie an aufeinanderfolgenden Prallwänden entlang strömt und nur saubere, trockene Luft aus dem Saugkanal 96 ausgetragen wird.

Die in den Fig. 6 bis 7 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist besonders zum Umbau bestehender Farbspritzkabinen gestaltet, damit diese mit dem erfindungsgemäßen Luftwäscher ausgerüstet werden können. Die in Fig. 6 dargestellte Saugkammer 64 besitzt einen herkömmlichen Aufbau, wie er in der Industrie weitgehend verwendet wird und als sogenannter Fischer-Abscheider allgemein bekannt ist. Da die Änderungen bei den Umwandlungsvorgängen auf ein Minimum beschränkt werden müssen und da auch der verfügbare Raum für die Installation des Wäschers beschränkt ist, wurden dabei Halb-Abschnitt-Wäscher als eine geeignete Kompromißlösung gewählt. Einzelne Einheiten mit verhältnismäßig kurzer Längenausdehnung und mit einem oder mehreren Strömungsdurchgängen, einem Schildplattenabschnxtt 76 und einem zugehörigen Abschnitt eines Abflußbleches 80 zusammen mit der zugehörigen Düse oder den zugehörigen Düsen kann die Umwandlung erleichtern.

Bei einem Umbau ist es nur erforderlich, die bestehenden Wäscherdüsen aus der Kammer 64 zu entfernen, die einzelnen Um-

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Wandlungseinheiten in längsverlaufender aneinandergrenzender Anordnung in die Kabinen einzufügen, den Schild 76 durch Bolzen oder andere Befestigungsmittel an der Kabinenwand 78 zu befestigen, das Abflußblech 80 an der Kammerwand 82 anzubringen und die Düsen 88 mit dem bestehenden Verteiler 92 zu verbinden. Auf diese Weise läßt sich eine bestehende Kabine bequem und wirtschaftlich in eine erfindungsgemäße Kabine umwandeln.

Wie in Fig. 6 dargestellt und zuvor bereits erwähnt worden ist, können die Strömungsdurehgänge im wesentlichen horizontal montiert werden, ohne daß dadurch die Effektivität der Einheit im Hinblick auf die Ausscheidung von Verunreinigungsteilchen aus der Luft verringert wird, so daß auch hierbei nur das Absaugen sauberer, trockener Luft aus der Kabine möglich ist. In einer für den Umbau gemäß der vorangehenden Beschreibung bestimmten Kabinenbauart ist es üblich, auf jeder Kabinenseite eine Saugkammer 64 vorzusehen. Daher sind die Gestaltungsmerkmale, wie sie vorangehend für die Ausführungsbeispiele A und C dargestellt sind, für die in den Fig. 6 bis 7 dargestellte Ausführungsform im wesentlichen anwendbar, lediglich mit der Ausnahme, daß die durch jeden Wäscher strömende Luft und Flüssigkeit annähernd halbiert wird.

Die in sogenannten Wasser-Waschkabinen gewöhnlich verwendete Waschflüssigkeit umfaßt Wasser, das mit einer oder mehreren Chemikalien zur Verringerung der Oberflächenspannung versetzt ist, damit der Befeuchtungsvorgang verbessert wird, die angesammelten Farbteilchen in der gewünschten Weise ausschwimmen oder absinken, das Wachstum von Bakterien in solchen Systemen bei der Rückführung des Wassers verhindert wird usw. Derart versetztes Wasser bildet generell die Waschflüssigkeit, die in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Luftwäscher Verwendung findet, wobei das Wasser vorzugsweise über große, hindernisfreie Kanäle bzw. Strömungsrinnen frei strömend zu einer sogenannten Schmutzablagerungsbahn geleitet wird, wo die Ver-

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unreinigungen von der Flüssigkeit getrennt und die Flüssigkeit wieder zu der Flüssigkeitsdüse sowie, soweit vorhanden, dem wasserüberfluteten Unterboden 22 zugeführt wird.

Mit dem beschriebenen Rückgewinnungs- und Regenerationssystem, bei dem die gesamte Waschflüssigkeit wieder zurückgewonnen und in den Kreislauf zurückgeführt wird, erleichtert die vorliegende Erfindung auch die Verwendung ausgeklügelterer Waschflüssigkeiten, insbesondere öl und/oder ein Gemisch aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren Öl. Die Verwendung von öl als Luftwäschermedium in Farbspritzkabinen ist beispielsweise durch die US-Patentschriften 2 086 514 und 3 932 151 bereits früher vorgeschlagen worden. Wie in der zuletzt genannten Patentschrift erläutert ist, werden zur Herstellung herkömmlicher Waschflüssigkeiten für Wasser-Waschkabinen Chemikalien zugesetzt, die die aus der Luft entfernten und im Waschmedium gesammelten Farbteilchen neutralisieren bzw. unbrauchbar machen, öl andererseits benötigt solche Zusätze nicht, ist voll verträglich mit den aufzunehmenden Farbteilchen und feuchtet diese leicht an. Damit dient öl, wie Mineralöl, das in der US-PS 3 932 151 empfohlen ist, als ein ausgezeichnetes Waschmittel und als Träger, aus dem die Farbteilchen zurückgewonnen und wieder aufbereitet v/erden können, nachdem das öl abgeschieden worden ist.

Andererseits ist öl in der Umgebung großer Luftmengen mit hoher Strömungsgeschwindigkeit, wie sie in Farbspritzkabinen auftreten, sehr schwierig zu beherrschen. Die Lösung nach der US-PS 3 932 151 wird daher in starkem Maße von dem Problem der Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen ölstromes an den Prallwandflachen betroffen, an denen die mit Farbe beladene Luft vorbeibewegt wird.

Der erfindungsgemäße Wäscheraufbau ist für die Verwendung von Öl als Waschflüssigkeit ideal geeignet. Die beschriebenen Flüssigkeitsdüsen sind in der gleichen Weise zur Erzeugung einer oder mehrerer kontinuierlicher Ölbahnen geeignet wie sie zur Bildung von Bahnen aus mit Chemikalien versetztem Wasser ge-

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eignet sind. Die vorliegende Erfindung erleichtert damit die Verwendung von Öl als Waschmedium, durch die wiederum die Vorteile einer potentiellen Wiedergewinnbarkeit und Wiederverwendbarkeit der Farbteilchen einhergehen, die aus der Kabinenventilationsluft ausgeschieden werden, während andererseits eine Korrosionsquelle beseitigt wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Möglichkeit der Verwendung eines Waschmittels aus mit Wasser mischbarem Öl versetztem bzw. gemischtem Wasser, wobei sich die Vorteile des Öls einstellen und die Nachteile des herkömmlichen versetzten Wassers verringert werden, ohne daß die bei der alleinigen Verwendung von öl zu erwartenden Kosten auftreten.

Unter Berücksichtigung der vorangehenden Beschreibung und der in der Industrie üblichen Gewohnheiten und Normen gehen in die Gestaltung einer jeden Ausführungsform der Erfindung eine große Anzahl von Variablen ein, zu denen gehören: (1.) Das zu waschende gasförmige Medium, (2.) die aus dem Gas zu entfernenden Verunreinigungen, (3.) das zu behandelnde Gasvolumen, (4.) die Anzahl und die Zwischenräume der Stromungsdurchgänge, (5.) die Größe und Form der Stromungsdurchgänge, (6.) der statische Druck über dem Wäscher, (7.) die als Waschmedium zu verwendende Flüssigkeit, (8.) das Flüssigkeitsvolumen, (9.) der Flüssigkeitsdruck, (10.) die Größe und die Form der Flüssigkeitsdüsen, (11.) die Winkelanordnung des Wäschers und (12.) das Vorhandensein oder NichtVorhandensein einer gebräuchlichen Waschflüssigkeit zusätzlich zu der aus der Flüssigkeitsdüse austretenden Waschflüssigkeit. Alle diese Faktoren gehen in die Gestaltung des Wäschers ein und müssen dabei berücksichtigt werden. Die stellvertretenden bzw. beispielsweisen Beschreibungen der dargestellten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die für einen bestimmten Verwendungszweck unter speziellen, zuvor erläuterten Bedingungen gestaltet sind, sollen nur der beispielsweisen Darstellung der Erfindung dienen, da unzählige Abänderungen möglich sind.

Die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen stellen nur

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beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung dar, in deren Rahmen noch vielerlei Änderungen, Modifikationen und Umstellungen möglich sind.

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Claims

PatentanwälteDipl.-lng.2832193Dipl.-lng.Dipl.-Chem.G. LeiserE. PrinzDr. G. HauserE ι ti S b e r g e r s t r a s s e 198 München 60 21. Juli 1978 BINKS MANUFACTURING COMPANY West Beimont Avenue Franklin Park, Illinois 60151 /V.St.A. Unser Zeiohen: B 1566 Ansprüche

1. Verfahren zum Entfernen von Verunreinigungen aus einem Gas, dadurch gekennzeichnet, daß im Eingangsbereich eines Gas-Strömungsdurchgangs wenigstens eine im wesentlichen kontinuierliche, kräftige Bahn einer Waschflüssigkeit aufrechterhalten wird, die den Eingangsbereich überdeckt, daß ferner das Gas durch die Flüssigkeitsbahn geleitet und im wesentlichen gleichzeitig mit der durch den Strömungsdurehgang mitgerissenen Waschflüssigkeit in einer im wesentlichen in einer Richtung strömenden Form ohne erkennbare Turbulenzen beschleunigt wird, so daß die Verunreinigungen vollkommen mit Flüssigkeit befeuchtet werden, und daß dann das Gas von der Flüssigkeit und den befeuchteten Verunreinigungen getrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g ekenn ζ eichn e t , daß die Trennung den Austrag des Gases und der Waschflüssigkeit aus dem Strömungsdurehgang in eine großvo-

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ORIGINAL INSPECTED

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lumige Kammer umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung den Aufprall des Gas-Flüssigkeit-Gemisches auf ein Umlenkblech umfaßt, und die Flür^r·.igkeit sowie die Verunreinigungen einem Abfluß zugeführt werden, während das Gas getrennt davon abgesaugt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere im wesentlichen kontinuierliche, kräftige Bahnen einer Waschflüssigkeit den Eingangsbereich des Strömungsdurchgangs bedecken.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsdurchgang stromlinienförmig ausgebildet ist und die Waschflüssigkeitsbahnen innerhalb des stromlinienförmigen Strömungsdurchgangs im Eingangsbereich erzeugt werden.

6. Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen aus einem Gas, gekennzeichnet durch einen stromlinienförmigen Strömungsdurchgang, in deren Eingangsbereich eine Düseneinrichtung zur Erzeugung wenigstens einer im wesentlichen kontinuierlichen Waschflüssigkeitsbahn angeordnet ist, die den Eingangsbereich des Strömungsdurchgangs überdeckt, durch eine Einrichtung zur Zuführung von Waschflüssigkeit zu der Düse und durch eine Einrichtung zur Bewegung des Gases in die Waschflüssigkeitsbahn und durch den Strömungsdurchgang hindurch.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsdurchgang einen runden Querschnitt hat und die Düseneinrichtung axial zu dem Strömungsdurchgang positioniert sowie derart angeordnet ist, daß sie die Waschflüssigkeit in einer kontinuierlichen Bahn von

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radial austrägt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsdurchgang wenigstens einen teilweise runden Querschnitt hat und daß die Düseneinrichtung auf der Achse des runden Bereichs des Strömungsdurchgangs positioniert sowie derart angeordnet ist, daß sie eineWaschflüssigkeitsbahn in einer durchgehenden Bogenform austrägt, die wenigstens gleich der Bogenausdehnung des kreisrunden Bereichs ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Strömungsdurchgang ein verhältnismäßig großes Eingangsende und ein verhältnismäßig kleines Austragsende aufweist, wobei die Innenfläche des Strömungsdurchgangs zwischen diesen Enden sanft konvex ausgebildet ist, und daß die Düseneinrichtung eine im wesentlichen mit dem Eingangsende des Strömungsdurchgangs sowohl radial als auch axial ausgerichtete Düse hat, die derart angeordnet ist, daß sie eine oder mehrere sich nach außen bewegende kontinuierliche Bahnen einer Waschflüssigkeit über das Eingangsende des Strömungsdurchgangs austrägt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Strömungsdurchgangs in Strömungsrichtung etwa gleich der Hälfte der Breite des Austragsendes ist.

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