DE6606546U - HYDROCYCLONE - Google Patents
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- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
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- B04C5/081—Shapes or dimensions
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
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Description
Kennzeichen 1973License plate 1973
G 10 529 G-m/lTG 10 529 G-m / lT
St 22 453/1 a ffbnwSt 22 453/1 a ffbnw
STAMICARBQNf N.V. , HEERLEN (die Niederlande) Hydrozyklon STAMICARBQNf NV, HEERLEN (the Netherlands) hydrocyclone
Die Neuerung betrifft einen Hydrozyklon zur Trennung von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen nach ihrem spezifischen Gewicht, wobei der Zyklon aus einem zylindrischen Behälter mit senkrechter Achse und mit tangentialer ZufUhröffnung besteht, der am unteren, sich konisch verengenden Ende eine erste und am oberen Ende eine zweite Austragöffnung aufweist.The innovation concerns a hydrocyclone for the separation of particles suspended in a liquid according to their specific weight, The cyclone consists of a cylindrical container with a vertical axis and a tangential feed opening, the lower one being conical narrowing end a first and at the upper end a second discharge opening having.
Zyklone dieser Art zur Trennung von Feststoffteilchen verschiedener spezifischer Gewichte voneinander sind weit verbreitet. Ihr besonderer Vorteil besteht darin, dass sie bei sehr hoher Leistung wenig Raum beanspruchen und dass sehr fein aufgeschlossene Materialien behandelt werden körnen. Bei verschiedenen Erzsorten lässt jedoch die Trennschärfe der bisher Ub ichen Zyklone zu wünschen Übrig. Dies wirkt sich beispielsweise bei Eisenerzen iiit silicathaltiger Gangart, wie Quarz, aus. In diesem Fall ist es von grösster Wichtigkeit, ein Eisenerzkonzentrat zu erhalten, das mit Rücksicht auf die Erfordernisse des Hochofens möglichst wenig Silicium enthält.Cyclones of this type for the separation of solid particles of various types Specific weights of one another are common. Their particular advantage is that they have little space at a very high output claim and that very finely digested materials are treated grains. In the case of different ore types, however, the selectivity of the previous Common cyclones to be desired Remaining. This affects for example Iron ores with gangue containing silicate, such as quartz, are made from. In this case it is It is of the greatest importance to obtain an iron ore concentrate that contains as little silicon as possible, taking into account the requirements of the blast furnace contains.
Aufgabe der Neuerung ist es, einen Hydrozyklon der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass eine grössere Trennschärfe erreicht wird. Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Neuerung vor, dass im zylindrischen Teil des Behälters und konzentrisch hierzu ein Leitrohr angeordnet ist, dessen unteres Ende tiefer als die tangentiale ZuIuhröffnung lisgt und din απ äöinöm oberen Ende mit einer überiaufkammer in Verbindung stoht, von dor die obere Austragöffnung ausgeht, wobei der zwischen den BohttltörwUndon im konischen Teil eingeschlossene Winkel etwa 50° bis 90° betragt und der konische Teil in einen konkaven Boden übergeht, in dem die unter« Austragöffnung angeordnet ist.The task of the innovation is to improve a hydrocyclone of the type mentioned at the beginning in such a way that it achieves a greater degree of separation will. To solve this problem, the innovation provides that a guide tube is arranged in the cylindrical part of the container and concentrically therewith whose lower end is deeper than the tangential feed opening lisgt and din απ äöinöm upper end with an overflow chamber in connection stoht, from which the upper discharge opening emanates, the one between the BohttltörwUndon included angles in the conical part about 50 ° to 90 ° and the conical part merges into a concave bottom in which the under «discharge opening is arranged.
Dor nouerungsgemässe Hydrozyklon kann vorteilhaft zur Trennung von Eisenerzen in eine hauptsächlich aus Eisenerzteilchen und eine hauptsächlich aus Gangart bestehende Fraktion verwendet werden. Es ist auch möglich, mit Bergen vermischte Kohle in eine Fraktion mit niedrigem Aschengehalt, did hauptsächlich aus Kohle besteht, und eine Fraktion mit hohem Aschegehall:, die hauptsächlich aus Bergen besteht, zu trennen. Der neuerungsge- (~ nässe Zyklon ist deshalb besonders vorteilhaft, weil als Flüssigkeit zur Durchführung des Trennvorgangs lediglich Wasser verwendet zu werden braucht und dadurch keine besonderen Zusätze zur Einstellung des spezifischen Gewichts der Trennflüssigkeit erforderlich sind. Dor nouerungsgemässe hydrocyclone may be advantageous for the separation of iron ores in a used mainly of iron ores and a mainly composed of gangue fraction. It is also possible to separate coal mixed with mountains into a low ash fraction, mainly composed of coal, and a high ash fraction, mainly composed of mountains. The renewal (~ wet cyclone is particularly advantageous because only water needs to be used as the liquid to carry out the separation process and therefore no special additives are required to adjust the specific weight of the separation liquid.
Die TrennflUssigkeit und die Feststoffe werden tangential in den Zyklon eingeführt. Dabei bilden sich zwei Wirbel, die sich beide in gleicher Richtung drehen, sich jedoch in zueinander entgegengesetzten axialen Richtungen bewegen. Unter der Wirkung der Zentrifugalkraft in den Wirbeln, die normalerweise sehr viel grosser als die Schwerkraft ist, der die Feststoffteilchen unterliegen, werden diese nach ihrem spezifischen Gewicht in zwei Fraktionen getrennt, die den Zyklon durch die einander gegenüberliegenden Austragöffnungen, d.h. am etogrejpund rnitaram. Ende des Zyklons, verlassen.The separating liquid and the solids are tangential in the Cyclone introduced. Two vortices are formed, both of which rotate in the same direction, but in opposite axial directions move. Under the action of the centrifugal force in the eddies, which is usually much greater than the force of gravity, the solid particles subject, these are separated according to their specific gravity into two fractions, which the cyclone through the opposite Discharge openings, i.e. at the etogrejpund rnitaram. End of the cyclone, abandoned.
Ein Ausfuhrungsbeispiel der Neuerung wird an Hand der Zeichnung erläutert.An exemplary embodiment of the innovation is explained using the drawing.
Der Hydrozyklon besteht aus einem Behälter 10, der eine Kammer 12 umgibt. Die Kammer bildet einen zylindrischen Teil 14, an den sich nach unten ein stumpfkegeliger Abschnitt 18 anschliesst. Am engeren Ende des : stumpfkegeligen Teils ist ein konkaver Boden 20 angeordnet, in dem mittigThe hydrocyclone consists of a container 10 which surrounds a chamber 12. The chamber forms a cylindrical part 14 to which a frustoconical section 18 connects at the bottom. At the narrow end of the : frustoconical part, a concave bottom 20 is arranged in the center
S-. eine untere Austragsöffnung 22 vorgesehen ist. Im Inneren des Behälters 10 . ist ein Leitrohr 24 befestigt, das in radialem Abstand von den zylindrischen Wttnden des Behälters umgeben ist. Die obere Verlängerung des Leitrohrs steht bei 26 mit einer oberen Austragöffnung 28 in Verbindung, die von einer unter einem Deckel 16 vorgesehenen Überlaufkammer ausgeht. Die Austragöffnung wird von einem Rohrstutzen 28 gebildet, der mit einem Verbindungsflansch 40 versehen ist. Die Zuführleitung 30 mundet tangential zum zylindrischen Teil 14 des Behälters in die Zyklonkammer 12. Die Zufuhrleitung besteht ebenfalls aus einem Rohrstück, das einen Verbindungfflansch 32 aufweist. S-. a lower discharge opening 22 is provided. Inside the container 10. a guide tube 24 is attached, which is surrounded at a radial distance from the cylindrical walls of the container. The upper extension of the guide tube is connected at 26 to an upper discharge opening 28 which extends from an overflow chamber provided under a cover 16. The discharge opening is formed by a pipe socket 28 which is provided with a connecting flange 40. The feed line 30 opens tangentially to the cylindrical part 14 of the container in the cyclone chamber 12. The feed line also consists of a pipe section which has a connecting flange 32.
^- Der zylindrische Teil 14; der Deckel 16, der konische Teil 18 und^ - The cylindrical part 14 ; the cover 16, the conical part 18 and
der konkave Boden 20 können in jeder geeigneten Weise zusammengebaut sein. Beispielsweise können am oberen Ende des zylindrischen Teils 14 über den Aussenuinfang verteilt nach aussen gerichtete Flansche oder Augen 34 vorgesehen sein. Jedes dieser Augen 34 nimmt einen Schraubenbolzen 36 auf, der durch eine entsprechende Öffnung in einen Ring 38 greift. Der Ring 38 lässt sich von oben Über den Deckel 16 schieben und liegt mit seiner Unterseite auf einem radialen Flansch 42 auf, der den unteren Rand des nach unten offenen Deckels 16 umgibt. Zur Sicherung; der Teile gegeneinander dient Jeweils eine Mutter 44, die auf den gewindetragenden Teil des Bolzenschafts 36 aufgeschraubt ist.the concave bottom 20 can be assembled in any suitable manner. For example, at the upper end of the cylindrical part 14 on the Outer circumference distributed outwardly directed flanges or eyes 34 are provided be. Each of these eyes 34 receives a screw bolt 36, the engages in a ring 38 through a corresponding opening. The ring 38 can be pushed over the cover 16 from above and lies with its underside on a radial flange 42 which surrounds the lower edge of the downwardly open cover 16. To secure; the parts serve against each other In each case a nut 44 which is screwed onto the thread-bearing part of the bolt shank 36.
6 6 Q6 54 δ -#.10.706 6 Q6 54 δ - # 10.70
ι··ι ··
Das Leitrohr 24 kann mit einem von seiner Aussenseite radial abstehenden Flansch 46 verbunden sein. In der Nähe des Aussenumfangs ist der Flansch 46 auf seiner Oberseite mit einer Nut 48 ausgestattet, während er auf der gegenüberliegenden Seite flach ausgebildet ist. In der Ringnut 48 liegt ein Dichtungsring 52, der beim Festziehen der Muttern 44 festgedruckt wird und für eine dichte Verbindung sorgt. Eine ähnliche Verbindung wird durch eineThe guide tube 24 can protrude radially from its outside with one Flange 46 be connected. In the vicinity of the outer circumference, the flange 46 is provided with a groove 48 on its upper side, while it is on the opposite side is flat. In the annular groove 48 is a Sealing ring 52, which is pressed into place when the nuts 44 are tightened, and ensures a tight connection. A similar connection is established by a
-,. Ringnut 54 am oberen Rand des zylindrischen Behalterteils 14 gebildet, in der- ,. Annular groove 54 formed on the upper edge of the cylindrical container part 14, in the
ein Dichtungsring 50 liegt. Auf diese Weise kann das Leitrohr leicht gegen ein anderes von unterschiedlicher axialer Lange ausgetauscht Jverden.a sealing ring 50 lies. In this way the guide scope can be easily countered another one of different axial length exchanged for Jverden.
Am unteren Ende des zylindrischen Behälterteils 14 ist ein radial nach aussen -stehender Flansch 56 vorgesehen, der mit einer Anzahl von Bolzenlöchern 58 ausgestattet ist. Die Bolzen 60 greifen durch entsprechende Löcher 62, die sich in einem radialen Flansch 64 befinden, der am oberen, im Durchmesser grösseren Ende des kegelstumpfförmigen Teils 18 angeordnet ist. Auf diese Weise kann der kegelstumpfförmige Unterteil bequem gegen andere Unterteile von abweichender axialer Länge und abweichenden JKMius-At the lower end of the cylindrical container part 14 is a radial outward-standing flange 56 provided with a number of bolt holes 58 is equipped. The bolts 60 engage through corresponding holes 62 which are located in a radial flange 64 which is attached to the upper, arranged in the larger diameter end of the frustoconical part 18 is. In this way, the frustoconical lower part can comfortably against other lower parts of different axial length and different JKMius-
. ' winkeln ausgetauscht werden.. 'angles are exchanged.
Am unteren, engeren Ende geht der kegelstuapfföimige Teil 18 in einen konkaven Boden 20 Über, dessen Innenfläche €6 nach Art einer Schüssel ausgebildet ist. In der Mitte des Bodens 20 befindet sich die untere Austragsuffnung 22, deren Grosse durch Austausch eines Einsatzes 68 verändert werden kann. Der Einsatz 68 wird durch eine Platte 62 gehalten, die mit Hilf« von Schraubenbolzen 72 am Boden 20 befestigt ist.At the lower, narrower end, the tapered part 18 goes into a concave bottom 20 over, the inner surface of which is € 6 in the manner of a bowl is trained. The lower discharge opening is located in the middle of the base 20 22, the size of which changed by replacing an insert 68 can be. The insert 68 is held by a plate 62 with Help «is fastened to the floor 20 by screw bolts 72.
Eine wesentliche Bedeutung für den neuerungsgemässen Hydrozyklon hat der Winkel, den die Seitenwände des kegeistumpfförmigen Teils 18 zwischen sich einschliessen. Der erwähnte Winkel beträgt zwischen etwaThis is of major importance for the new hydrocyclone is the angle made by the side walls of the frusto-conical part 18 enclose between them. The angle mentioned is between approximately
50 und 90 ;bei dem dargestellten AusfUhrunpsbeispiel beträgt er 75°. Zur50 and 90; in the illustrated embodiment it is 75 °. To the
T-Erzielung der günstigsten Arbeitsweise müssen bestimmte Grössenverhältnisse T- Achieving the most favorable way of working must have certain proportions
der einzelnen Behälterteile beachtet werden. Es handelt sich hierbei um die
Höhe H des kegelstumpfförmigen Teils 18, des Innendurchmessers D des zylindrischen
Teils 14, die Länge L des in den zylindrischen Behälter hineinragenden Abschnitts des Leitrohrs 24, den grössten Durchmesser B des konkaven
Bodens 20 und die Länge A des zylindrischen Teils 14, der das Leitrohr
/ umgibt. |Sof the individual container parts are observed. This is the
Height H of the frustoconical part 18, the inner diameter D of the cylindrical part 14, the length L of the section of the guide tube 24 protruding into the cylindrical container, the largest diameter B of the concave bottom 20 and the length A of the cylindrical part 14, which is the guide tube
/ surrounds. | S
r ( ι:r ( ι:
Vorteilhaft ist es, hierbei die folgenden Grössenverhältnisse F.It is advantageous to use the following proportions F.
§ einzuhalten. i,§ to be observed. i,
A/D = 0.5-1.5 jgA / D = 0.5-1.5 jg
H/D =0.1-0.6 ■ H / D = 0.1-0.6 ■
B/D =0.3-0.9 ]B / D = 0.3-0.9]
L/D = 0.25- 1.5 iiL / D = 0.25-1.5 ii
j?j?
Diese Grössenverhältnisse können in Abhängigkeit von dem im !■ erfindungsgemttssen Hydrozyklon zu verarbeitenden Material verändert werden. ί So wurde gefunden, dass die Wahl der Grössenverhältnisse davon abhängt, ob '■ These proportions can be changed depending on the material to be processed in the hydrocyclone according to the invention. ί It was found that the choice of the proportions depends on whether '■
§ , das zu behandelnde Material Kohle oder Eisenerz ist. Bei der Behandlung
von anderen Materialien kann es erforderlich werden, die oben genannten
GrOssenverhUltnisse abzuwandeln. Die zu verwendenden Grössenverhältnisse
hUngon nicht nur von der Art des zu verarbeitenden Materials sondern auch
von doBSon TeilchengrOsse, der Konzentration des Materials in der Aufgabe
und von der gewünschten Trennschärfe hb. Von wesentlicher Bedeutung ist§ the material being treated is coal or iron ore. In the treatment
Other materials may require the above
To change the proportions. The proportions to be used
hUngon not only on the type of material to be processed, but also
of doBSon particle size, the concentration of the material in the task
and the desired selectivity hb. Is essential
es, dass die- WUndo des kegelstumpfförmigen Teils zwischen sich einenit that the- WUndo of the frusto-conical part between them
ο οο ο
Winkel von mindestens 50 und nicht von mehr als 90 einschliessen und dassInclude angles of at least 50 and not more than 90 and that
das angora EndO des kdgelstumpfformigen Teils in einen konkaven Boden mit
AuBtragoffming Übergeht.the angora EndO of the frustoconical part into a concave base
AuBtragoffming passes.
·· ··· «ftf
i« · r»t · · ι·· ··· «ftf
i «· r» t · · ι
Ein Hydrozyklon, dessen Seitenwinde im kegelstumpffOrmigen TeilA hydrocyclone with cross winds in the frustoconical part
ο
einen Winkel von 75 zwischen sich einschliessen und der im wesentlichen wie
in. der Zeichnung dargestellt, ausgebildet ist, wurde mit feinem Eisenerz
beschickt. Der Hydrozyklon hatte die folgenden Abmessungen:
Innendurchmesser des zylindrischen Teils (D) 350 mmο
Include an angle of 75 between them and which is formed essentially as shown in the drawing, was charged with fine iron ore. The hydrocyclone had the following dimensions:
Inner diameter of the cylindrical part (D) 350 mm
Lange des zylindrischen Teils (A) 230 mmLength of the cylindrical part (A) 230 mm
Innendurchmesser des Leitrohrs 150 mmInner diameter of the guide scope 150 mm
Höhe des kegelstumpfförmigen Teils (H) 70 mmHeight of the frustoconical part (H) 70 mm
Höhe des konkaven Bodens 35 mnHeight of the concave bottom 35 mn
Innendurchmesser der unteren Austragöffnung 90 mmInner diameter of the lower discharge opening 90 mm
Innendurchmesser der Beschickungsöffnung 70 mmInner diameter of the loading opening 70 mm
Hierbei wurden die folgenden Ergebnisse erzielt:The following results were achieved:
Das bei dem Hydrozyklon nach Beispiel 1 am oberen Austrag erhaltene Material wurde einem Hydrozyklon zugeführt, der im wesentlichen die gleichen Abmessungen wie derjenige nach Beispiel 1 aufwies. Dabei ergaben; sich folgende Resultate:That obtained in the case of the hydrocyclone according to Example 1 at the top discharge Material was fed to a hydrocyclone which had essentially the same dimensions as that of Example 1. This resulted in; the following results:
Durchsatz (m /h)3
Throughput (m / h)
Das aa oberen Austrag bei Beispiel 2 und das beim unteren Austrag nach Beispiel 1 anfallende Material war Fertigprodukt. Das am unteren Austrag des Hydrozyklons nach Beispiel 2 anfallende Material kann, falls gewünscht, im Ki-Oislauf zurückgeführt werden.The aa upper discharge in example 2 and the lower discharge according to Example 1 resulting material was a finished product. The material obtained at the lower discharge of the hydrocyclone according to Example 2 can, if desired, be returned in the Ki-Oislauf.
Ein neuerungsgemUsser Hydrozyklon mit im wesentlichen den gleichen Abmessungen wie der Hydrozyklon nach Beispiol 1, bol dom jedoch der zylindrische Behälterteil 350 mm hoch ist, wurde zur Aufbereitung von Rohkohle mit einer Korngrösse von 0,5 - 7 mm vorwendet.· Als Tl'ennflllssig-A hydrocyclone according to the invention with essentially the same Dimensions like the hydrocyclone according to example 1, but the bol dom The cylindrical container part is 350 mm high and was used for processing raw coal with a grain size of 0.5 - 7 mm.
* keit wurde Wasser benutzt. Die Konzentration dos Aufgaboguts war auf 150 g f * water was used. The concentration of the feed material was 150 g f
Kohle pro Liter eingestellt. Die Beschickung wurde mit einem Druck von 1 atü zugeführt. Bei der Trennung wurden folgende Ergebnisse erzielt:Coal set per liter. The feed was made with a pressure of 1 atü supplied. The following results were obtained during the separation:
Am unteren Austrag wurde eine Fraktion von 17 m /h mit 8,5 tA fraction of 17 m / h with 8.5 t was at the lower discharge
Feststoff und einem Aschengehalt von 58,3 % erhalten.Solid and an ash content of 58.3 % .
Die am oberen Austrag anfallende Fraktion öetrug 108 m /h mitThe fraction obtained at the top discharge was 108 m / h with it
10,5 t Feststoff und einem Aschengehalt von 8,0 %. j Weitere, nach der Neuerung ausgeführte Hydrozyklone und mit10.5 t of solids and an ash content of 8.0%. j Other hydrocyclones designed according to the innovation and with
im wesentlichen den gleichen Merkmalen, wie in den Beispielen 1 und 3 beschrieben, wurden mit verschieden langen Leitrohren zur Trennung vonessentially the same features as in Examples 1 and 3 described were with guide tubes of different lengths for the separation of
* Eisenerz und Rohkohle mit ahnlichen günstigen Ergebnissen verwendet. Die* Iron ore and raw coal used with similar beneficial results. the
Länge der verwendeten Leitrohre betrug 100 mm, 120 mm, 150 mm und 200 mm. ILength of the guide tubes used were 100 mm, 120 mm, 150 mm and 200 mm. I.
i Es ist nicht bekannt, warum sich bei Zyklonen mit konkavem Bodeni It is not known why concave bottom cyclones
eii£5 derart fühlbare Verbesserung der Trennschärfe ergibt. Das schwere, abgetrennte Gut ist offensichtlich weniger mit leichterem Gut vermischt, das durch das mittige Leitrohr abgeht. Das beruht möglicherweise darauf, dass der aussenliegende Wirbel weiter von der Mitte des Zyklons entfernt ist und dass das nit dem äusseren Wirbel nach unten gelangende Gut durch den konkaven Boden zur unteren Austragöffnung geleitet wird, sodass möglicherweise noch vorhandenes leichteres Gut hierdurch verdrängt wird und ineii £ 5 results in such a noticeable improvement in the selectivity. The heavy one separated material is obviously less mixed with lighter material that comes off through the central guide tube. This may be due to that the outer eddy is further away from the center of the cyclone and that the goods that come down with the outer eddy pass through the concave bottom is directed to the lower discharge opening, so that possibly any lighter material still present is thereby displaced and in
- 10- I- 10- I.
I den im Leitrohr aufsteigenden mittleren Wirbel gelangt. Es ist jedochI reached the central vortex rising in the guide scope. However, it is
auch möglich, dass andere Faktoren eine Rolle spielen und wichtiger alsalso possible that other factors play a role and more important than
die gemutmasstö Erscheinung sind.which are presumptive to appear.
MM. Die Neuerung ist lediglioh an Hand oiniger bevorzugter Aus- φ The innovation is lediglioh φ on hand oiniger preferred training
fuhrungsbeispiele erläutert und beschrioben worden. Selbstverständlich |examples have been explained and described. Of course |
ist sie nicht hierauf beschränkt, sondern kann im Rahmen des zu Grunde j$it is not restricted to this, but can be used within the framework of the basic j $
r- liegenden Neuerungsgedankens auf die vorschiodonato Weise ergänzt, verbessert und abgewandelt werden. r- lying ideas of innovation can be supplemented, improved and modified in the vorschiodonato way.
66O6546-g.io.7O66O6546-g.io.7O
Claims (2)
und dasyöeinem oberen Ende mit einer Überlaufkamraer in Verbindung steht, -von der die obere Austi'4gsöffnung ausgeht und wobei der von den Be-'M3Serwänden im konischen Teil eingeschlossene »Winkel etwa 50° - 90° beträgt, dadurch gekennzeichnet , daß der konische Teil (18) in einen konkaven Boden (20) übergeht, in dem die untere Austragöffnung (22) angeordnet ist.at
and that one upper end is connected to an overflow chamber, from which the upper outlet opening extends and the angle enclosed by the walls in the conical part is approximately 50 ° -90 °, characterized in that the conical part (18) merges into a concave bottom (20) in which the lower discharge opening (22) is arranged.
das o,25 Ms 1,5faohe des Innfndiirohmesser-? (D)
des zylindrisohen Beäälterteils (14) beträgt·5.) Hydrocyclone according to claim 1, dadtiro ^ gekesnaeich-23! Et, since the length (L) of the pipe ^, 24) is about
the o.25 Ms 1,5faohe of the inner diameter diameter? (D)
of the cylinder part (14) is
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