DE2928132A1

DE2928132A1 - Vorrichtung zum abscheiden von feststoffen aus einem fluessigkeitsstrom

Info

Publication number: DE2928132A1
Application number: DE19792928132
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Eimer; Dieter Mindel; Heinz Ing Grad Thal
Original assignee: Taprogge Ludwig Reinigungsanlagen
Current assignee: Taprogge GmbH
Priority date: 1979-07-12
Filing date: 1979-07-12
Publication date: 1981-01-15
Also published as: SE8004904L; DK299580A; DE2928132C2; IT1132506B; US4305822A; IT8023089A0; FR2460701B1; JPS5621613A; GB2055302B; JPS5726806B2; BR8004277A; GB2055302A; FR2460701A1; ES493291A0; ES8104918A1; AU5876580A

Description

2928132 4-Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch Patentanwälte

Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-Ing. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Hans Dieter Gesthuysen Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch

Anwaltsakte:

54 114/Vb-

43 Essen !,Theaterplatz 3, Postf.789

28. Juni 1979

Patent- und Hilfsgebrauchsmusteranmeldung

Ludwig Taprogge Reinigungsanlagen für
Röhren-Wärmeaustauscher

Wacholder straße 7, 4000 Düsseldorf Z>1

Vorrichtung zum Abscheiden von Peststoffen aus einem Flüssigkeitsstrom

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung zum Abscheiden von Peststoffen aus einem Flüssigkeitsstrom (insbes. aus einem feststoffverunreinigten Kraftwerks-Kühlwasserstrom), - mit

im wesentlichen zylindrischem Abscheidergehäuse,

radial in das Abscheidergehäuse einmündendem Eintrittskanal für den zu behandelnden Flüssigkeitsstrom,

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nach unten an das Abscheidergehäuse angeschlossenem Austrittsstutzen für den behandelten Flüssigkeitsstrom und

auf der dem Eintrittskanal gegenüberliegenden Seite angeordnetem Abzugskanal für einen Abwasserstrom mit

den abgeschiedenen Feststoffen, . .. ' :

wobei im Abscheidergehäuse ein ebenso zylindrisches Abscheidersieb angeordnet ist, welches mit dem Abscheidergehäuse einen Ringraum bildet und dessen Achse parallel zu der des Abscheidergehäuses verläuft, wobei ferner im Bereich des Eintrittskanals eine verstellbare Steuereinrichtung angeordnet ist, deren Stellachse parallel zur Gehäuseachse verläuft und durch deren Grundstellung der Eintrittskanal in zwei Halbkanäle unterteilt ist, - Im Rahmen der Erfindung meint zylindrisch stets kreiszylindrisch oder im wesentlichen kreiszylindrisch. Bei der Behandlung von Kraftwerks-Kühlwasser meint der Begriff Feststoffe, feste Substanzen, zum Beispiel Muschelschalen, aber auch lebende Tiere wie Fische, Quallen u. dgl. Wenn die Strömungsverhältnisse es zulassen, liegt es im Rahmen der Erfindung, oben und unten zu vertauschen. Der Abwasserstrom in den abgeschiedenen Feststoffen kann dem Reservoir, aus dem der Flüssigkeitsstrom entnommen wird, wieder zugeführt werden.

Bei den bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen (DE-OS 20 58 395) ist die Steuervorrichtung eine Klappen-Steuervorrichtung aus zumindest einer, in der Praxis aus einer einzigen Steuerklappe, die im radialen Eintrittskanal um eine zur Siebachse parallele Achse schwenkbar angeordnet ist, während der Abzugskanal tangential an das Abscheidergehäuse anschließt. An eine solche Steuerklappe können beidseits mit Abstand Leitelemente angeschlossen sein, die an der Steuerklappe befestigt sind und nicht relativ zu dieser sondern nur mit der Steuerklappe versehwenkbar sind (DE-PS 22 25

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727). All diese bekannten Maßnahmen haben sich an sich bewährt. Ihr Zweck ist es, die eintretende Strömung mehr oder weniger tangential zum Abscheidersieb zu steuern und auf eine Mindestgeschwindigkeit zu beschleunigen. Bei Eintrittsgeschwindigkeiten in das Abscheidergehäuse in der Größenordnung von unter 2 m/Sek. nimmt die Reinigungswirkung stark ab. Wegen der tangentialen Anordnung des Abzugskanals entsteht außerdem eine bevorzugte Umströmungsrichtung des Siebkorbes, was dazu führt, daß nicht die gesamte Siebfläche gleichmäßig abgereinigt werden kann. Außerdem entsteht wegen der Asymmetrie des Strömungsbildes innerhalb des Abscheidersiebes ein verlustreicher Wirbel, der zu der Abreinigung der Siebfläche in keiner Weise beiträgt. Zur Vermeidung dieser Verluste wird in der Praxis die Steuerklappe ständig in der Mittelstellung gefahren und nur für kurze Zeiträume eine diskontinuierliche Abreinigung vorgesehen. Bei dieser Fahrweise treten Schwierigkeiten auf, wenn während des Normalbetriebes sich die Feststoffbelastung des Kühlwasserstromes plötzlich auf einen relativ hohen Wert ändert, insbes. dann, wenn Fische oder Quallenschwärme in das Filter eindringen oder wenn sich ganze Muschelbänke von den Wänden der Eintrittskanäle lösen. In diesen Fällen verstopft das Filter ehe die Steuerklappe in ausreichende Reinigungsstellung gefahren werden kann. Ferner ist nachteilig, daß in die Vorrichtung eintretende Fische in der Vorrichtung im allgemeinen getötet werden. Dieses liegt einerseits an der diskontinuierlichen Fahrweise, andererseits an den auftretenden hohen Geschwindigkeiten während des SpülVorganges.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiter auszubilden, daß einwandfreie Funktionsweise, insbes. bei Eintrittsgeschwindigkeiten unter 1 m/Sek. sichergestellt ist, insbes. bei Einsatz der Vorrichtung auf der Saugseite von KUhlwasserpumpen bei besonders geringen zulässigen

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Druckverlusten, und zwar auch dann, wenn die Betriebsverhältnisse in bezug auf den zeitlichen Mengenstrom der zu behandelnden Flüssigkeit sowie in bezug auf die Feststoffbelastung stark schwanken. Insbes. soll bei minimalem DruGkverlust im Normalbetrieb eine hohe Feststoffmenge abscheidbar sein, ohne daß Fische beim Durchgang durch die Vorrichtung geschädigt werden. Eine kurzfristige wesentliche Erhöhung der Abscheideleistung unter Inkaufnahme eines erhöhten Druckverlustes ist vorgesehen.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Steuereinrichtung aus einem Strömungsleitkörper besteht, der im Bereich der Einmündung des Eintrittskanals in das Abscheidergehäuse angeordnet ist und diesen Bereich parallel zur Gehäuseachse durchsetzt, und daß der Strömungsleitkörper im Bereich der Einmündung quer zu seiner Stellachse verstellbar ist, und zwar aus der Grundstellung in zwei Seitenstellungen hinein, welche Seitenstellungen den Ringraum freilassen, aber jeweils einen der Halbkanalquerschnitte abblenden. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weist der Strömungsleitkörper im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt auf. Um die Druckverluste klein zu halten und um fernerhin definierte StrömungsVerhältnisse zu schaffen, geht ein weiterer Vorschlag der Erfindung dahin, daß der Strömungsleitkörper abscheidersiebseitig eine im Radialschnitt bogenförmige, rückwärti-ge Strömungsleitfläche aufweist, deren ,Krümmungsradius etwa dem des Abscheidergehäuses oder des Abscheidersiebes entspricht, und daß das Abscheidersieb im Strömungsschatten des in Grundstellung befindlichen Strömungsleitkörpers eine sieblochfreie Strömungsleitwand aufweist, an die der Strömungsleitkörper mit seiner Strömungsleitfläche heranführbar ist. Die bei der im wesentlichen dreieckförmigen Querschnittsgestaitung des Strömungs-

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leitkörpers an die rückwärtige Strömungsleitfläche des Strömungsleitkörpers anschließenden Anströmflächen sind zweckmäßigerweise, betrachtet in einem Radialschnitt durch die Vorrichtung, ebenfalls bogenförmig geführt. Es hat sich herausgestellt, daß man bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dann zu besonders definierten Abzugsverhältnissen für die abgeschiedenen Feststoffe kommt, wenn der Ringraum zwischen Abscheidergehäuse und Abscheidersieb im Bereich der Steuerklappen breiter ist als im Bereich des Abzugskanals. Das läßt sich auf verschiedene Weise verwirklichen, insbes. dadurch, daß das Abscheidersieb exzentrisch, in Richtung auf den Abzugskanal hin gleichsam versetzt, im Abscheidergehäuse angeordnet ist. Zu dieser Definiertheit in bezug auf das Abziehen der angeschiedenen Feststoffe trägt auch bei, daß das Abscheidergehäuse im Bereich des Abzugskanals eine Totwassersenke aufweist. In diesem Zusammenhäng ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Abzugskanal aus zumindest einem Abzugsrohrstutzen besteht, der radial angeordnet ist und mit einem Kragenteilstlick in die Totwassersenke hineinragt. Im allgemeinen wird man bei dieser Ausführungsform die Anordnung so treffen, daß die Totwassersenke sich über die gesamte Höhe des Abscheidergehäuses erstreckt und über die gesamte Höhe der Totwassersenke , mit Abstand voneinander, eine Mehrzahl von zueinander parallelen Abzugsrohrstützen angeordnet sind. - Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So wird man im allgemeinen den Austrittsstutzen koaxial zum Abscheidersieb anordnen. Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Abscheideverhältnisse und die

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Abzugsverhältnisse sehr definiert sind und die Siebfläche folglich nicht zuwächst, kommt man mit einer verhältnismäßig kleinen Siebfläche aus, so daß die Erfindung lehrt» Eintrittskanal, Abscheidergehäuse, Abscheidersieb und Abzugskanal in gleicher Höhe auszuführen. Der Durchmesser des Äbscheidersiebes soll im allgemeinen mit dem des Eintrittskanals übereinstimmen. Abzugskanal und Austrittsstutzen sind bezüglich der Querschnitte unter Berücksichtigung des Querschnittes des Eintrittskanals aufeinander abzustimmen.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einem weiten Einstellungsbereich der Steuerklappen eine symmetrische Anströmung des Abscheidersiebes erreicht wird, wobei bei hohem Abscheidegrad druckverlusterhohende Wirbel innerhalb des Abscheidersiebes vermieden werden, trotzdem aber eine eindeutig definierte Strömungsrichtung vom Eintritt zum Abzugskanal aufrechterhalten bleibt und ein Minimum an Fischschädigung erreicht wird. Besondere Betriebsphasen zur Beseitigung abgesetzter Peststoffe erübrigen sich weitgehend, werden sie ausnahmsweise erforderlich, so lassen sich die abgesetzten Peststoffe durch entsprechende Einstellung der Steuerklappen ohne Schwierigkeiten wieder freispülen. Die Steuerung des Strömungsleitkörpers bereitet mit den Hilfsmitteln der moderen Steuerungs- und Stelltriebs technik keine Schwierigkeiten.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung, die auch die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert, im einzelnen verdeutlicht. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 in Grundstellung des Strömungsieitkörpers,

Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 2 in anderer Funktionsstellung und

Fig. 4 den Gegenstand nach Fig. 2 in nochmals anderer Funktionsstellung.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zum Abscheiden von Feststoffen aus einem Flüssigkeitsstrom. Insbes. mag es sich um das Abscheiden von Feststoffen aus einem feststoffverunreinigten Kraftwerks-Kühlwasserstrom handeln. Zur Vorrichtung gehören im grundsätzlichen Aufbau

ein im wesentlichen zylindrisches Abscheidergehäuse 1,

ein radial in das Abscheidergehäuse 1 einmündender Eintrittskanal 2 für den zu behandelnden Flüssigkeitsstrom,

ein nach unten in das Abscheidergehäuse 1 angeschlossener Austrittsstutzen J> für den behandelten Flüssigkeitsstrom und

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ein auf der dem Eintrittskanal.2 gegenüberliegenden Seite angeordneter Abzugskanal 4 für einen Abwasserstrom mit den abgeschiedenen Feststoffen.

Dabei ist im Abscheidergehäuse 1 ein ebenfalls zylindrisches Abscheidersieb 5 angeordnet. Dieses bildet mit dem Abscheidergehäuse 1 einen Ringraum 6. Die Achse des Ringraumes 6 verläuft parallel zu der des Abscheidergehäuses 1. Im Bereich des Eintrittskanals 2 befindet sich eine verstellbare Steuereinrichtung, deren Stellachse parallel zur Gehäuseachse verläuft. Befindet sich diese Steuereinrichtung in ihrer Grundstellung, die in den Figo 1 und 2 gezeichnet worden ist, so wird durch die Steuereinrichtung der Eintrittskanal 2 in zwei Halbkanäle a, b untertei"t.

Die Steuereinrichtung besteht aus einem Strömungsleitkörper 7* der im -Bereich der Mündung des Eintrittskanals 2 in das Abscheidergehäuse 1 angeordnet ist und der diesen Bereich parallel zur Gehäuseachse durchsetzt. Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 2, 3 und 4 entnimmt man, daß der Strömungsleitkörper 7 im Bereich der Einmündung quer zu seiner Stellachse verstellbar ist, und zwar aus der Grundstellung I der Fig. 2 in zwei Seitenstellungen II bzw. III hinein, die wie die Fig. 3 und 4 verdeutlichen, den Ringraum 6 freilassen, aber jeweils einen der Halbkanalquerschnitte a bzw. b abblenden. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besitzt der Strömungsleitkörper 7 einen im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt. Aus den Fig. 2 bis 4 entnimmt man fernerhin, daß der Strömungsleitkörper 7 abscheidersiebseitig eine im Radialschnitt bogenförmige, rückwärtige Strömungsieitfläche 8 aufweist, deren Krümmungsradius etwa dem des Abscheidergehäuses 1 oder aber dem des Abscheidersiebes 5 entspricht. Das Abscheidersieb 5 ist im Strömungsschatten des in Grundstellung befindlichen Strömungsleit-

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körpers 7 mit einer sieblochfreien Strömungsleitwand 9 versehen, an die der Strömungsleitkörper 7> wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, mit seiner Strömungsieitfläche 8 heranführbar ist. Im Ausführungsbeispiel sind auch die an die rückwärtige Strömungsleitfläche 8 des Strömungsleitkörpers 7 anschließenden Anströmflächen 10, betrachtet in einem Radialschnitt durch die Vorrichtung, bogenförmig geführt. Das führt bei allen Betriebsstellungen zu definierten Strömungsverhältnissen bei geringen Druckverlusten. Neben den Stellungen I bzw. II bzw. III, die in Fig. 2, 3 und 4 dargestellt sind, sind selbstverständlich auch Zwischenstellungen möglich.

Aus den Fig. 2 bis 4 entnimmt man, daß der Ringraum 6 zwischen Abscheidergehäuse 1 und Abscheidersieb 5 anströmseitig breiter ist als im Bereich des Abzugskanals 4-. Das ist durch eine exzentrische Anordnung des AbscheiderSiebes 5 im Abscheidergehäuse 1 verwirklicht, wobei das Abscheidersieb 5 zum Abzugskanal 4 hin exzentrisch versetzt ist. Im übrigen besitzt das Abscheidergehäuse 1 im Bereich des Abzugskanals 4 eine Totwassersenke 11. Der Abzugskanal 4 besteht im Ausführungsbeispiel seinerseits aus einem Abzugsrohrstutzen 12, der radial angeordnet ist und mit einem Kragenteilstück 13 in die Totwassersenke 11 hineinragt. Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 einerseits und 2 bis 4 andererseits ergibt sich, daß die Totwassersenke 11 sich über die gesamte Höhe des Abscheidergehäuses 1 erstreckt und daß auch über die gesamte Höhe der Totwassersenke 11, mit Abstand voneinander, eine Mehrzahl von parallelen Abzugsrohrstutzen 12 angeordnet ist. Der Austrittsstutzen 3 für den behandelten Flüssigkeitsstrom ist koaxial zum Abscheidersieb angeordnet. - Eintrittskanal 2, Abscheidergehäuse 1, Abscheidersieb 5 und Abzugskanal 4 weisen die gleiche Höhe auf.

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Die erfindungsgemäße "Vorrichtung kann ohne weiteres unterschiedlichen Betriebs Verhältnissen angepaßt werden: Im Dauerbetrieb oder Normalbetrieb befindet sich der Strömungsleitkörper 7 in der in den Fig. 1 und 2 gezeichneten Grundstellung I. Der zugeführte Flüssigkeitsstrom wird am Strömungsleitkörper 7 geteilt und strömt etwa je zur Hälfte geteilt in die Halbräume, die aus den beiden Zweigen des Ringraumes β bestehen und sich um das Abscheidersieb 5 herum bei der schon beschriebenen exzentrischen Anordnung des Abscheidersiebes 5 im Abscheidergehäuse 1 gleichmäßig verjüngen. In diesen gleichmäßig verjüngten Räumen strömt die sog. Nutzmenge des Wassers durch die Lochung des Abscheidersiebes 5 in das Innere des Abscheidersiebes und von dort in den Austrittsstutzen 3· Die mitgeschleppten Verunreinigungen gelangen als Bestandteil der Restmenge in den Bereich der Totwassersenke 11 und von dort über die Abzugsrohrstutzen 12 in den Abzugskanal 4. Durch doe Einstellung des Strömungsleitkörpers 7 bzw. seine Verstellung zwischen den Positionen I bzw. II bzw. Ill, die in Fig. 2 bzw. 3 und 4 gezeichnet worden sind, läßt sich erreichen, daß die Feststoffe sich an dem Abscheidersieb 5 praktisch nicht festsetzen oder aber, sollten sie sich ausnahmsweise festgesetzt haben, von dem Abscheidersieb 5 wieder freigespült und über den Abzugskanal abgeführt werden können.

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Claims

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Ansprüche:

!.!Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffen aus einem Flüssig-

tsstrom, insbes. aus einem feststoff verunreinigten Kraftwerks-Kühlwasserstrom, - mit _ ._"-.-

im wesentlichen zylindrischem Abscheidergehäuse, .;-'._

radial in das Abscheidergehäuse einmündendem Eintrittskanal für den zu behandelnden Flüssigkeitsstrom,

nach unten an das Abscheidergehäuse angeschlossenem Austrittsstutzen für den behandelten Flüssigkeitsstrom und

auf der dem Eintrittskanal gegenüberliegenden Seite angeordnetem Abzugskanal für einen Abwasserstrom mit den abgeschiedenen Feststoffen,

wobei im Abscheidergehäuse ein ebenfalls zylindrisches Abschexdersieb angeordnet ist, welches mit dem Abscheidergehäuse einen Ringraum bildet, dessen Achse parallel zu der des Abscheidergehäuses verläuft und wobei ferner im Bereich des Eintrittskanals eine verstellbare Steuereinrichtung angeordnet ist, deren Stellächse parallel zur Gehäuseachse verläuft und durch die in der Grundstellung der Eintrittskanal in zwei Halbkanäle unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung aus einem Strömungsleitkörper (7) besteht, der im Bereich der Einmündung des Eintrittskanals (2) in das Abscheidergehäuse (1) angeordnet ist und diesen Bereich parallel zur Gehäuseachse durchsetzt, und daß der Strömungsleitkörper (7) im Bereich dieser Einmündung quer zu seiner Stellachse verstellbar ist, und zwar aus der Grundstellung (I) in zwei Seiten-

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Stellungen (II,III) hinein, die den Ringraum (6) freilassen, aber jeweils einen der Halbkanalquerschnitte (a,b) abblenden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsieitkörper (7) im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt aufweist.
J5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der StrömungsleitkörperGO abscheidersiebseitig eine im Radialschnitt bogenförmige rückwärtige Strömungsieitfläche (8) aufweist, deren Krümmungsradius etwa dem des Abscheidergehäuses (1) oder des Abscheidersiebes (5) entspricht, und daß das Abscheidersieb (5) in Strömungsschatten des in Grundstellung befindlichen Strömungslei tkörpers (7) eine sieblochfreie Strömungsleitwand (9) aufweist, an die der Strömungsleitkörper (7) mit seiner Strömungsleitfläche (9) heranführbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch j5, dadurch gekennzeichnet, daß die an die rückwärtige Strömungsfläche (8) des Strömungsleitkörpers (7) anschließenden Anströmflächen (10) ebenfalls, im Radialschnitt durch die Vorrichtung betrachtet, bogenförmig geführt sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (6) zwischen Abscheidergehäuse (1) und Abscheidersieb (5) im Bereich des Strömungsleitkörpers (7) breiter als im Bereich des Abzugskanals (4), und daß das Abscheidersieb (5) in Anströmrichtung exzentrisch zum Abscheidergehäuse (l) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß das Abscheidergehäuse (1) im Bereich des Abzugskanals (4) eine Totwassersenke (11) aufweist.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzugskanal (4) aus zumindest einem Abzugsrohrstutzen (12) besteht, der radial angeordnet ist und mit einem Kragenteilstück in die Totwassersenke (11) hineinragt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 1> dadurch gekennzeichnet, daß die Totwassersenke (11) sich über die gesamte Höhe des Abscheidergehäuses (1) erstreckt und über die gesamte Höhe der Totwassersenke (11), mit Abstand voneinander, eine Mehrzahl vonparallelen Abzugsrohrstutzen (12) angeordnet ist.
9· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsstutzen (3) koaxial zum Abscheidersieb (5) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß Eintrittskanal (2), Abscheidergehäuse (l), Abscheidersieb (5) und Abzugskanal (4) die gleiche Höhe aufweisen.

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