DE29621526U1

DE29621526U1 - Flüssigkeits-Heber

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Publication number: DE29621526U1
Application number: DE29621526U
Authority: DE
Original assignee: OBS RAINER DYLLA
Current assignee: OBS RAINER DYLLA
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 1998-04-09
Anticipated expiration: 2006-12-13

Description

. Ernst StratmXnn

PATENTANWALT

D-4O212 DÜSSELDORF · SCHADOWPLATZ 9 VNR: 109 126

Düsseldorf, 11. Dezember 1996

9625 Gm

©&THgr;6 Rainer Dylla

56307 Dürrholz Muscheid

Flüssigkeits-Heber

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeits-Heber, bestehend aus einem flexiblen Rohr, das an einem Ende verschließbar ist.

Es ist seit langem bekannt, beispielsweise aus einem Aquarium das Wasser dadurch abzuleiten, daß ein über den Aquariumrand geführter flexibler Schlauch mit Wasser gefüllt wird, dann die beiden Enden des Schlauches verschlossen werden, beispielsweise durch Klemmeinrichtungen, woraufhin dann das eine Ende des Schlauches in das Wasser des Aquariums unterhalb des Flüssigkeitsspiegels gebracht wird, und das andere Ende außerhalb des Aquariums auf eine Höhe gebracht wird, die niedriger liegt als dieser Flüssigkeitsspiegel. Öffnet man dann die beiden Schlauchenden, wird durch an dem tiefer liegenden Ende des Schlauches abfließendes Wasser aus dem Behälter angesogen, solange dessen Flüssigkeitsspiegel höher als der Abflußpunkt des flexiblen Schlauches liegt. Diese Einrichtung wird als Flüssigkeits-Heber bezeichnet.

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Um das Rohr mit Flüssigkeit zu füllen, kann man nach Einbringen des einen Endes des Rohres in die abzusaugende Flüssigkeit, an dem anderen Ende einen Unterdruck erzeugen. Am einfachsten geschieht dies durch Ansaugen mit dem Mund. Allerdings ist dies aus hygienischen und aus Sicherheitsgründen häufig problematisch und sollte daher vermieden werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese an sich sehr einfache Flüssigkeits-Hebereinrichtung derart weiterzubilden, daß sie ohne das Ansaugen mit beispielsweise dem Mund mit der abzusaugenden Flüssigkeit gefüllt werden kann.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß das verschließbare Ende des flexiblen Rohrs mit einer Kugelventilanordnung versehen wird, die eine Ventilkugel umfaßt, die in der Anordnung mit Spiel zur Rohrwandung axial verschieblich ist und deren spezifisches Gewicht größer, vorzugsweise mindenstens anderhalb mal so groß ist wie das der zu hebenden Flüssigkeit.

Durch ihr größeres spezifisches Gewicht wird erreicht, das die Kugel sich bei nach unten gerichtetem Ende des Rohrs in den Ventilsitz der Kugelventilanordnung legt, weil der durch die verdrängte Flüssigkeit auf die Kugel einwirkende Auftrieb kleiner als das Kugelgewicht ist. Dadurch, daß die Kugel jedoch mit Spiel zur Rohrwandung axial verschieblich ist, kann man durch schnelles Hin- und Herbewegen der Anordnung innerhalb der Flüssigkeit in axialer Richtung die Kugel von ihrem Sitz wegschleudern und das Eindringen von Flüssigkeit in den oberhalb der Ventilkugel liegenden Raum der Kugelventilanordnung ermöglichen. Das kann solange fortgesetzt werden, bis das gesamte Rohrvolumen mit der abzusaugenden Flüssigkeit gefüllt ist. Senkt man jetzt das freie (Austritts-)Ende des flexiblen Rohrs so weit ab, daß es unterhalb des Flüssigkeitsspiegel der abzusaugenden

Flüssigkeit zu liegen kommt, beginnt die Flüssigkeit abzufließen. Durch das Abfließen der Flüssigkeit aus diesem tieferen Ende wird neue Flüssigkeit am höheren Schlauchende angesaugt, wobei aufgrund des Strömungsdruckes der Flüssigkeit die Kugel um ein bestimmtes Ausmaß von ihrem Ventilsitz abgehoben wird und dadurch das weitere Nachfließen von Flüssigkeit durch die Kugelventilanordnung ermöglicht wird, und zwar solange, wie Flüssigkeit mit ausreichender Strömungsgeschwindigkeit nachfließt. Dieser Vorgang dauert fort, bis Luft in das Ventilende des flexiblen Rohrs eintritt und den Flüssigkeitsstrom abreißen laßt. Der Vorgang wird auch beendet, sobald die Strömungsgeschwindigkeit auf einen Wert absinkt, der nicht mehr ausreicht, die Kugel von ihrem Ventilsitz abzuheben. Dieser Wert hängt z. B. vom spezifischen Gewicht der Kugel im Vergleich zu dem der Flüssigkeit ab.

Der Vorteil der Anordnung liegt darin, daß es nicht mehr notwendig ist, die zu hebende Flüssigkeit dadurch in das flexible Rohr einzubringen, das sie mit dem Mund angesaugt wird. Daher ist die Hebereinrichtung nicht nur für relativ harmloses Aquariutnwasser geeignet, sondern auch für aggressivere Flüssigkeiten. So kann ohne Gefährdung der den Heber benutzenden Person Benzin aus einem Benzintank herausgehebert werden, beispielsweise wenn der Tankinhalt geleert werden soll. Das gleiche gilt für das Abziehen von Öl aus einem Ölvorrat, was ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ohne große Probleme ermöglicht wird.

Die erfindungsgemäße Heberanordnung läßt sich in vielfacher Weise ausgestalten. So könnte die Kugelventilanordnung ein Ventilgehäuse in Form eines Rohrstücks aufweisen, das an seinem einen Ende eine Aufnahme für den Schlauch und an seinem anderen Ende einen Ventilsitz für die Kugel bildet. Durch das Rohrstück läßt sich die Bewegung der Kugel gut führen.

Insbesondere kann der Ventilsitz mit dem Rohrstück einstückig aus Kunststoff oder Spritzmetall geformt sein. Alternativ kann aber der Ventilsitz auch aus einem in das Rohrende eingesetzten Einsatz bestehen.

Es ist günstig, wenn die Querschnittsfläche im mittleren Bereich des Rohrstücks etwa das 1,3- bis 1,8-fache der Querschnittsfläche der Ventilkugel beträgt also ausreichend Fließquerschnitt zur Verfügung steht und die Kugel die Strömung nur wenig behindert.

Auch ist es günstig, wenn der Querschnitt der Austrittsöffnung des Ventils etwa das 0,9- bis 0,3-fache der Querschnittsfläche der Ventilkugel beträgt. Dies ist ein günstiger Kompromiß zwischen Abdichtwirkung und Durchflußwirkung.

Die axiale Bewegung der Kugel innerhalb des Rohrstücks in Richtung des flexiblen Rohrs kann durch von der Innenwand vorspringende Ansätze begrenzt werden, um z. B. zu verhindern, daß die Kugel in das flexible Rohr eintritt und von der Flüssigkeit mitgerissen und aus dem Schlauch herausgespült wird.

Der axiale Bewegungsweg der Kugel innerhalb des Rohrstücks weg von dem Ventilsitz läßt sich z. B. durch von der Rohrinnenwand vorspringende Ansätze begrenzen,wie auch durch von der Stirnfläche eines in das Rohr eingeschobenen Ansatzes axial vorspringende Nasen, oder auch durch durch die Rohrwand radial nach innen hindurchgeführte Stifte, abhängig davon, wie die Anordnung geformt und montiert wird. So ist es möglich, den Schlauch auf einen in das Rohrstück teilweise eingesetzten Ansatz aufzuschieben. In diesem Fall ist es günstig, wenn die in das Rohrstück weisende Stirnfläche des Ansatzes axial vorspringende Nasen zur Begrenzung der Bewegung der Kugel bilden. Die Nasen sind so angeordnet, daß

sie auch beim Anliegen der Kugel an diesen Nasen noch Flüssigkeit an der Kugel vorbeiströmen lassen, so daß hier keine ventilartig abdichtende Wirkung eintritt. Günstigerweise ist der axiale Bewegungsweg der Kugel das 2- bis 5-fache des Kugeldurchmessers, um so eine ausreichende Menge von Flüssigkeit pro Hin- und Herbewegung "einpumpen" zu können.

Die Vorsprünge an der einen (oberen) Seite des Rohrstücks und der Kugelsitz an der anderen (unteren) Seite können beide fest mit der Innenwandung des Rohrstücks verbunden sein, beispielsweise verklebt oder einstückig gespritzt sein, sofern das Rohrstück aus zwei Teilen besteht, die erst nach Einbringung der Kugel (lösbar oder auch unlösbar) mit einander verbunden werden, wie verschraubt, ineinander gesteckt oder, verklebt werden. Die lösbare Verbindung ist dann von Vorteil, wenn die Kugel bei Bedarf ausgewechselt werden soll, was bestimmte Vorteile hat. Die Kugeln können z. B. aus Glas, Edelstahl oder aus mit Kunststoff beschichtetem Stahl bestehen, was besonders günstige und preiswerte Herstellung ermöglicht. Je nach Material ergibt sich ein anderes spezifisches Gewicht für die Kugel und damit ein besonders günstiger Anwendungsbereich, abhängig von dem spezifischen Gewicht der zu hebenden Flüssigkeit.

Der Querschnitt der Austrittsöffnung des Rohrstücks sollte annähernd gleich dem Querschnitt der Eintrittsöffnung am Ventil sein, dies aus Gründen der möglichst gleichmäßigen Flüssigkeitsströmung an den Enden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

Es zeigt:"

Fig. 1 in einer axialen Schnittansicht eine erfindungsgemäß ausgestaltete Flüssigkeits-Heberanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine alternative Ausführungsform des die Kugelventilanordnung bildenden Rohrstücks; und

Fig. 3 eine noch andere Ausführungsform.

In Fig. 1 ist in einer axialen Schnittdarstellung ein Flüssigkeits-Heber 10 zu erkennen, bestehend aus einem flexiblen Rohr 12, das an seinem einen Ende 14 eine Kugelventilanordnung 16 mit einer Ventilkugel 18 aufweist. Die Kugelventilanordnung 16 umfaßt ein Ventilgehäuse 20 in Form eines Rohrstücks, das an seinem einen Ende eine Aufnahme für das flexible Rohr 12, beispielsweise in Form eines KunststoffSchlauches, aufweist, beispielsweise dadurch, daß das Ventilgehäuse 20 hier um die Schlauchstärke zurückspringt und auf den so entstehenden Bereich 24 mit reduziertem Durchmesser das Ende 14 des Schlauches 12 aufgeschoben werden kann. Zweckmäßigerweise ist der Rücksprung derartig, daß der aufgeschobene Schlauch gerade den rückspringenden Teil ausgleicht. Desweiteren kann die Oberfläche des Bereichs 24 eine Riffelung aufweisen, um so die Haftung des Schlauches auf diesem Ende zu erhöhen. Zusätzlich kann der Schlauch mit einer Schlauchklemme gesichert sein.

Am anderen Ende des Rohrstücks oder Ventilgehäuses 20 befindet sich ein Ventilsitz 30, der so geformt ist, daß er zusammen mit der Ventilkugel 18 einen im wesentlichen flüssigkeitsdichten Abschluß bildet, wenn die Ventilkugel aufgrund ihrer Schwerkraft auf dem Ventilsitz 30 aufliegt.

Der Ventilsitz kann durch ein Rohrstück 22 gebildet sein, das in das Rohrstück 20 mit Preßpassung angeschoben werden

kann und dessen zur Kugel weisendes Ende mit einer kegelförmigen Einsenkung oder Ausfräsung versehen ist. Zur zusätzlichen Dichtheit kann beitragen, wenn diese kegelförmige Ausfräsung mit einer geringfügig nachgiebigen Beschichtung versehen ist , beispielsweise aus nachgiebigem Kunststoff.

Falls eine weniger genaue Abdichtung gewünscht wird, zugunsten einer verbilligten Herstellung, kann die den Ventilsitz bildende Kegelfläche 134 aber auch einstückig mit dem Rohrstück 1 20 gebildet sein, wie es Fig. 2 andeutet. Um gleichwohl die Kugel einbringen zu können, deren Durchmesser 36 größer ist als der Durchmesser 38 der unteren Austrittsöffnung des Rohrstücks oder Ventilgehäuses 20, ist in der Ausführungsform gemäß Fig. 2 das Ventilgehäuse 120 bei 40 geteilt, so daß vor dem Zusammenbringen der beiden Hälften 121, 123 die Kugel 36 in das Ventilgehäuse 120 eingebracht werden kann. Anschließend können die beiden Hälften permanent oder auch wieder lösbar miteinander verbunden werden, beispielweise durch eine Verklebung, Verschweißung, oder, wenn lösbar, mittels einer Preßpassung oder Schraubverbindung.

Diese Art der Montage ist deswegen sinnvoll, weil auch nach. oben hin die Kugel 36 aus dem Gehäuse 120 nicht austreten können sollte, weil sonst die Gefahr bestände, daß beim Auf- und Abbewegen ("Pumpen") des Ventilgehäuses 16, um die Kugel 18 zu veranlassen, axial entlang der Rohrerstreckung des Ventilgehäuses 20 bzw. 120 zu wandern, die Kugel aus dem Ventilgehäuse 20, 120 nach oben austritt und in den Schlauch 12 gelangt und weggespült wird.

Um dieses zu verhindern, ist gemäß Fig. 1 am oberen Ende des Rohrstücks 20 eine Mehrzahl von von der Rohrinnenwand vorspringenden Ansätzen 42 vorgesehen, die das Austreten der Kugel 18 nach oben verhindern sollen. Gleichzeitig ermög-

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lichen die Vorsprünge aber weiterhin das Durchdringen von Flüssigkeit, selbst dann, wenn die Kugel an den Vorsprüngen 42 anliegt. Diese Vorbeiströmen von Flüssigkeit an der Kugel wird dadurch ermöglicht, daß zum einen die innere Querschnittsfläche des Rohrstücks bzw. deren innerer Durchmesser im mittleren Bereich, in dem sich die Kugel bewegen soll, um ein bestimmtes Maß größer ist, als die Querschnittsfläche bzw. der Durchmesser der Ventilkugel. Als besonders günstig erwiesen hat sich, wenn die Querschnittsfläche des Rohrstücks im mittleren Bereich etwa das 1,3- bis 1,8-fache der Querschnittsfläche der Ventilkugel beträgt. Dadurch verbleibt, siehe Fig. 2, ausreichend Platz für Flüssigkeitsströmung zwischen dem Kugelaußenumfang und der Rohrinnenwandung, ohne daß ein zu großer Strömungswiderstand durch die Kugel entsteht. Dies gilt auch dann, wenn die Kugel am oberen Anschlag an den Vorsprüngen 42 anliegt, weil zwischen den Vorsprüngen 42 ausreichend Platz verbleibt, um Flüssigkeit vorbeiströmen zu lassen. Aus diesem Grunde sollten die Vorsprünge 42 jeweils nur einen kleinen Querschnitt aufweisen und auch nicht in zu großer Anzahl vorhanden sein, um so den Strömungswiderstand möglichst klein zu halten. Als besonders günstig hat sich eine Anzahl von 3 Vorsprüngen 42 erwiesen, die im Abstand von 120 Winkelgraden zueinander angeordnet sind und einen verklemmungsfreien, gleichmäßigen Halteeffekt für die Kugel 18 ergeben, ohne daß die Strömung an der Kugel vorbei wesentlich behindert wird.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 handelt es sich bei den Vorsprüngen 42 um mit dem Gehäusematerial des Rohrstücks 20 einstückige Kunststoffkegel, bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind es nach innen vorspringende, axial ausgerichtete Leisten 142. Diese leistenartigen Vorsprünge 142 können, siehe Fig. 2 oder Fig. 3, kontinuierlich übergehen in die Austrittsöffnung 144, die dann in den Schlauch oder das flexible Rohr 12 mündet. Auch bei Fig. 2 ist zum Aufschieben des Schlauches ein verringerter Außendurchmesser für das

Rohrstück 120 vorgesehen, jedoch ist dies nicht unbedingt notwendig.

Es kann herstellungstechnisch günstig sein, ggf. auch zur Einbringung der Kugel dienen, wenn gemäß Fig. 3 der Schlauchansatz 224 von einem (zweiten) Stück Rohr gebildet wird, der in das (erste) Rohrstück 220 mit Preßpassung oder Verklebung einschiebbar ist, das das eigentliche Kugelventil bildet. In diesem Falle könnten die Ansätze 242 von von der Stirnfläche des Rohrstückes 240 ausgehenden Ansätzen gebildet werden, die beispielsweise dadurch entstanden sein könnten, daß ein zunächst glatt abgesägtes Stück Rohr 224 an diesem seinen dadurch entstandenen Stirnende an mehreren Stellen axial eingesägt wird.

Diese Einsägungen geben dann zusätzliche Durchflußverbindungen, wenn sich die Kugel an den Stirnflächen der Ansätze 242 anlegt.

Alternativ können natürlich durch die Rohrwandung des Rohrstücks 220 auch Metallstifte oder Schrauben hindurchgesteckt oder -geschraubt und festgelegt werden, nicht dargestellt, die in das innere Lumen des Rohrstücks 220 so weit hineinreichen, daß sie die Kugel an der axialen Weiterbewegung in Richtung auf das Schlauchende hindern.

Der erfindungsgemäße Flüssigkeits-Heber zeichnet sich aus durch kompakte Bauweise, nicht rostende Teile, verschleißfreies Kugelventil, leichte Handhabung, geringer Preis. .

Besonders günstige Einsatzgebiete sind &zgr;. B.: -Aquarien leeren

-Benzin abpumpen

-Salzwasser abpumpen

-Heizöl aus dem Lagertank entnehmen usw.

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Hinsichtlich seiner Konstruktion hat sich besonders bewährt ein Hohlkörper in Form eines Rohres (ca. 25 mm Außendurchmesser und 60 mm Lange). In diesem befindet sich eine Kugel aus Kunststoff, nicht rostendem Stahl oder Glas, die so gelagert ist, daß sie sich frei bewegen kann. Auf einer Seite (unten), wo der Flüssigkeitseinlaß ist, ist ein exakt gearbeiteter Ventilsitz und verhindert den Rückfluß der Flüssigkeit; auf der anderen Seite (oben), wo die Flüssigkeit heraustritt, befinden sich "Nasen", die verhindern, daß die Kugel den Ausgang verschließt. Am oberen Teil des Hohlkörpers befindet sich eine Verjüngung, die es erlaubt, einen Schlauch aufzuschieben.

Die bevorzugte Arbeitsweise läßt sich wie folgt zusammenfassen:

1. Auf den Ausgang des Hebeventils einen Schlauch aufstecken.

2. Den Schlauch mit Ventil nach unten senkrecht in die anzusaugende Flüssigkeit stecken und ruckartig auf und ab bewegen. Hierbei steigt eine Flüssigkeitsäule im Schlauch nach oben.

3. Sobald die Flüssigkeitsäule soweit gestiegen ist, daß durch die physikalischen Gesetzmäßigkeiten ein Sog entstehen kann, wenn man den Auslauf des Schlauches unter das Niveau der Flüssigkeit bringt, den Schlauch so halten, daß die Flüssigkeit abfließen kann.

Claims

dr.-ing. ErKist Stratmänn

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Düsseldorf, 11. Dezember 1996

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S ch u t &zgr; an s &rgr; r ü c h e

■1 . Flüssigkeits-Heber, bestehend aus einem flexiblen Rohr (12), das an einem Ende verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das verschließbare Ende des flexiblen Rohrs (12) eine Kugelventilanordnung (16, 116) mit einer Ventilkugel (18) umfaßt, die in der Anordnung mit Spiel zur Rohrwandung axial verschieblich ist und deren spezifisches Gewicht größer, vorzugsweise zumindest 1,5 mal so groß ist wie das der zu hebenden Flüssigkeit.
2. Flüssigkeits-Heber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelventilanordnung ein Ventilgehäuse (20, 120, 220) in Form eines Rohrstücks aufweist, das an seinem einen Ende eine Aufnahme (22) für das flexible Rohr (12) und an seinem anderen Ende einen Ventilsitz (30) für die Kugel (18) bildet.
3. Flüssigkeits-Heber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (30) eine mit dem Rohrstück 120 einstückige Kegelfläche (134) darstellt.

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4. Flüssigkeits-Heber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (30) durch einen in das Ende des Rohrstücks (20) eingeschobenen Einsatz (32) gebildet ist.
5. Flüssigkeits-Heber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Rohrstücks in dem die Kugel (18) aufnehmenden Bereich etwa das 1,3- bis 1,8-fache der Querschnittsfläche der Ventilkugel (18) beträgt.
6. Flüssigkeits-Heber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Austrittsöffnurig (38) etwa das 0,9- bis 0,3-fache der Querschnittsfläche der Ventilkugel (18) beträgt.
7. Flüssigkeits-Heber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bewegung der Kugel innerhalb des Rohrstücks durch den Ventilsitz einerseits und durch von der Rohrinnenwand vorspringenden Ansätzen (42, 142, 242) andererseits begrenzt ist.
8. Flüssigkeits-Heber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bewegung der Kugel auf das 3-bis 5-fache des Kugeldurchmessers begrenzt ist.
9. Flüssigkeits-Heber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz für das flexible Rohr von einem in das Rohrstück (220) eingesteckten Einsatz (224) gebildet ist.
10. Flüssigkeits-Heber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des den Schlauchansatz ragenden Ansatzes axial vorspringende Nasen zur Begrenzung der Bewegung der Kugel aufweist.

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11. Flüssigkeits-Heber nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß von der Innenfläche des Rohrstücks (16, 116) ausgehende Vorsprünge (42, 142) oder durch die Rohrwandung hindurchgeführte Stifte oder Schrauben einen Anschlag für die Bewegung der Ventilkugel (18) bilden.
12. Flüssigkeits-Heber nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück aus zwei Teilen (121, 123) besteht, die (z. B. nach Einbringung der Ventilkugel (36)) lösbar (durch Preßpassung oder Verschraubung) oder unlösbar (durch Verschweißung oder Verklebung) miteinander verbunden sind.
13. Flüssigkeits-Heber nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuqjel aus Glas, Edelstahl oder aus kunststoffbeschichtetem Stahl besteht.
14. Flüssigkeits-Heber nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Rohraustritts (144) annähernd gleich dem Querschnitt des Rohreintritts (146) ist.