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Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Papierstoff-, Zellstoff-oder
Holzstoffaufschwemmungen Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen
zum. Reinigen von. Papierstoff-, Zellstoff- oder Holzstoffaufschwemmungen in einer
Schleuder mit mindestens einer Trommel, an deren oberem Wandteil ein ringähnlicher,
einwärts zur Achse ragender Teil vorgesehen ist, unter dem sich während des Betriebes
ein Polster aus Fasern bildet. Dieses dient zum Einbetten der spezifisch schwereren
Verunreinigungen, während die bereinigte Stoftaufschwemmung die Trommel durch einen
oder mehrere Auslässe verläßt. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Arbeitsweise
der Stoffschleudern mit einer oder mehreren ineinander auf einer Achse angeordneten
Trommeln, insbesondere eine Steigerung der Reinigungswirkung bei wesentlich erhöhter
Durchflußmenge.
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Nach den bekannten Verfahren zum Reinigen von Faserstoffaufschwemmungen
wird der gereinigte Stoff durch einen Auslaß abgeleitet, der durch den nach innen
ragenden oberen Trommelrand und einen daruntergreifenden Ring gebildet wird. Der
Auslaßkanal befindet sich herbei in, nächster Nähe des sich unter dem Trommelrand
bildenden Faserstoffpolsters, und der in den Auslaßkanal strömende Stoff vermag
Teile des Polsters zu lösen. und die Ablagerung der Verunreinigungen im oberen Trommelteil
zu stören oder ganz zu unterbinden.
Das Verlegen des Auslasses von
dem die Polsterbildung bewirkenden Trommelrand nach oben beseitigt zwar diese Störungen,
doch bringt es die erwünschte Erhöhung der Reinigungswirkung und Leistung der Schleuder
nicht mit sich und geht auf Kosten einer unnützen Verlängerung der Trommel. Die
die Höhe des Stoffspiegels in der Trommel bestimmende Innenkante des oberen Auslaßringes
liegt bei diesen bekannten Schleudern etwa so weit wie der die Polsterbildung hervorrufende
Trommelrand von der Drehachse entfernt und bedingt damit eine geringe Stärke des
aufsteigenden Stoffstroms.
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Es wurde auch schon vorgeschlagen, den die spezifisch leichteren Verunreinigungen
oberhalb des Polsters zurückhaltenden Ring nach der Drehachse zu verengen und für
diese @'erunrein.igungen eine Auslaßöffnung vorzusehen, die mit einem axial verschiebbaren
Ring verschließbar ist. Auf diese Weise sollen die leichteren Verunreinigungen nach
oben abgeleitet und zweitweise ausgeschieden werden. Durch eine verengte Ausbildung
des Auslaßquerschnittes für den gereinigten Stoff kann damit der Stoffspiegel etwas
erhöht werden, um die leichten Verunreinigungen abzuleiten, doch wird zugleich auch
eine Menge gereinigten Stoffes in den Schmutzwasser-Kanal abgeleitet und verlorengehen.
Der Nachteil solcher Einrichtungen ist die Verringerung der Durchlaßmenge der Schleuder
durch Drosseln des Auslasses für den gerei-nigtem Stoff und der verhältnismäßig
hohe Verlust an bereits gereinigtem Stoff.
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Um diese Nachteile zu vermeiden und eine wesentliche Steigerung der
'Mengen- und Reinigungsleistung der Schleuder herbeizuführen, wird nach der Erfindung
der annähernd zylindrisch in der Trommel aufsteigende gereinigte Stoffstrom mindestens
teilweise durch wenigstens einen Auslaßkanal näher als der Innenrand des ringähnlichen
und polsterbildenden Teils zur Drehachse hingeleitet und in dem Maße gestaut, daß
in jedem Zeitpunkt des Betriebes das Verhältnis der radialen Stärke des Faserpolsters
zur Stärke des entlang diesem Polster aufsteigenden Stoffstromes stets kleiner oder
gleich eins ist.
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Zur Ausführung des Verfahrens können erfindungsgemäß in der Schleudertrommel
mindestens zwei Auslässe für den gereinigten Stoff vorgesehen sein, deren Eintrittsenden
verschieden weit von der Schleuderachse entfernt sind, wobei z. B. einer der den
Auslaß begrenzenden Ringe bis unter das Ende des inneren Auslasses in den Stoff
eintaucht, um den arn Stoffspiegel angesammelten leichten Verunreinigungen den Eintritt
in den Auslaß zu verwehren, so daß sie zeitweise abgeschöpft werden können. Der
innere Auslaß kann durch Rohrstutzen gebildet werden, die vom inneren Stoffspiegel
ausgehen und die Wandung der Trommel .durchdringen und auch radial verstellbar '.sein
können. Eine andere -Möglichkeit für die .,#rfindungsgemäße Ausgestaltung der Auslässe
kann darin bestehen, daß sie zugleich eine Begrenzungsfläche haben, die ihnen teilweise
oder ganz gemeinsam ist. Der weiter außen beginnende Auslaßkanal kann enger oder
länger als der näher zur Drehachse gelegene Kanal ausgebildet sein und einen solchen
Ouerschnitt haben, daß die kleinste beim Betrieb vorkommende Stoffmenge nicht mehr
hindurchströmt. Zur Ableitung des Stoffes durch den inneren der von mehreren Ringen
gebildeten Auslässe kann. der mittlere Ring höher als der äußere Ring geführt sein.
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Bei anderen erfindungsgemäßen Formen des oder der Auslässe für den
gereinigten Stoff kann eine zuerst zur Drehachse parallele und sodann -7u ihr geneigte
Führung des bzw. der Auslaßkanäle herbeigeführt werden, indem das Eintrittsende
weiter von der Schleuderachse entfernt ist als das Austrittsende, wobei mindestens
zwei der Begrenzungsflächen einen Knick traben können. Hierbei wird der am weitesten
imäen liegende Begrenzungsring zweckmäßig unter die Auslal5-öffnung ragend und als
Abschäumring in den Stoffspiegel tauchend ausgebildet und das arn weitesten außen
liegende Ringglied auf dem einwärts gekröpften Trommelrand angebracht und im unteren
Teil parallel und im oberen Teil einwärts zur Drehachse geneigt vorgesehen.
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Der einzige bzw. äußere Auslaßkanal wird zweckmäßigerweise mindestens
für untern Teil einen kegeligen, nach oben verengten Querschnitt haben, und der
über dem Knick befindliche Kanalteil kann zueinander parallele Wände erhalten. An
Stelle des äußeren Auslaßkanals ist es auch möglich, einige Öffnungen im schräg
nach innen geneigten Teil des Ringgliedes vorzusehen, das auf dem Trarnrnelrand
befestigt ist. Der einzige aus zwei Ringen gebildete Auslaß kann auch darin als
Döppelauslaß wirkend vorgesehen werden, wenn im Stoff keine oder nur wenige leichte
Verunreinigungen enthalten sind, indem der Abschäunrring weggelassen wird und der
innere Auslaßkanal nur noch radial nach außen begrenzt ist.
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Bei Schleudern mit einer oder mehreren auf einer Achse angeordneten,
in Serie bespeisten Trommeln, die in bekannter Weise mehrere Faserpolster von nach
oben zunehmendem Durchmesser haben, können die Auslässe derart ausgebildet und angeordnet
werden, daß irr jedem Zeitpunkt des Betriebs das \>erhältrris der radialen Stärke
jedes Faserpolsters
zur Stärke des entlang den Polstern aufsteigenden
Stoffstroms stets kleiner oder gleich eins ist.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
schematisch dargestellt, und zwar zeigen die Abb. i bis 3 teilweise senkrechte Längsschnitte
durch Schleudertrommeln mit einfacher geschlossener Wand und im wesentlichen beim
oberen Trommelrand liegenden Auslaßteilen und Abb. 4 einen teilweisen Grundriß zur
Abb. 3. Abb.5 stellt einen teilweisen Längsschnitt durch eine Schleuder mit Stufentrommel
und aufgesetztem Doppelauslaß dar.
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Die Abb. 6 bis 8 zeigen drei Doppelauslaßformen und die Abb. 9 und
io zwei einfache Auslässe, die gegebenenfalls auch als Doppelauslässe wirken können.
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Die Abb. i zeigt eine vollwandige zylindrische Trommel 3, an deren
Innenwand sich nach der Inbetriebsetzung ein Polster i von Stoffasern absetzt, an
bzw. über welchem eine flüssige Säule 2 einer etwa aus einer nicht gezeichneten
Innentrommel zugeleiteten Stoffaufschwemmung annähernd achsenparallel aufsteigt.
Der obere, einwärts gebogene Trommelrand 4 begrenzt das feste Polster i und die
flüssige Stoffsäule 2 nach oben hin. Ein Ring 5, .der im Innern der Trommel vorgesehen
ist und in die Stoffsäule hineinragt, bildet zusammen mit dem Rand 4 der Trommel
den Auslaß für den gereinigten Stoff. Sind spezifisch leichtere Verunreinigungen
aus der Stoffaufschwemmung ausgeschieden worden, so sammeln sich diese an der Stelle
6, von wo sie nicht in den Auslaß hineingelangen. Im Auslaß ist ein zweiter Ring
7 vorgesehen, der den Auslaßkanal in zwei Teile g; und /a teilt und den Stoff in
der Trommel weiter nach innen als der Rand 4 staut. Der Ring 7 bildet mit dem Trommelrand
4 den Kanal h, der nicht nur ableitet, sondern auch drosselt, und mit dem. Ring
5, der die leichten Verunreinigungen zurückhält, den vornehmlich stoffableitenden
inneren Kanal g. Um den, gereinigten Stoff aus der Trommel zu leiten, wird der innere
Rand des Ringes 7 in geeigneter Weise nach oben gebogen. Der äußere Kanal /z wirkt
deshalb vornehmlich drosselnd, weil sein Querschnitt kleiner als der Querschnitt
des inneren Kanals g ist. Der Pfeil a zeigt die Entfernung der Drehachse o von der
innersten Fläche des Faserpolsters und der Pfeil c die Entfernung der Achse von
der inneren Oberfläche des fließenden Stoffstromes. Der Pfeil d gibt den Abstand
der Drehachse vom Trommelrand 4 und der Pfeil e denjenigen der Drehachse von der
inneren Fläche des Ringes 7 , die zugleich die Spiegelhöhe bestimmt. Durch den zweiteiligen
Auslaß wird die Entfernung c bzw. e im Betrieb stets unverändert erhalten. Der Doppelauslaß
g, lt erlaubt eine von den etwaigen Veränderungen in der Stoffbeschickung
unabhängige, unveränderliche Einhaltung der Entfernung c bzw. e zwischen der Trommelachse
o und der inneren Oberfläche der flüssigen Stoffsäule 2, die in breitem Strom über
das Faserpolster aufgestaut ist und langsamer darüber aufsteigt, als wenn die Entfernung
c = d wäre.
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Eine Voraussetzung für die Einhaltung der unveränderlichen Entfernung
c zwischen der Achse und dem inneren Stoffspiegel ist, da ß die jeweilige Bespeisungsmenge
mindestens so groß gehalten wird wie die vom äußeren Kanal la abgeführte Menge.
Letztere wird durch die Größe des Kanalquerschnitts bestimmt. Die Polsterbildung,
die an sich von der Öffnungsweite des Trommelrandes .4 abhängig ist, wird jedoch
im Ausführungsbeispiel gemäß Abb. i praktisch durch die Eintauchtiefe des Ringes
7 bestimmt. Wenn nämlich das Polster aus festen Fasern eine solche Dicke erreichen
würde, daß es an den äußersten Punkt des Ringes 7 stößt, so würden die Fasern nicht
mehr abgelagert werden können, da sie ja durch den Stoffluß mitgerissen und abgeführt
werden.
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Der Grund, weshalb eine Verstopfung des Kanals lt zwischen Ring 4
und 7 nicht eintreten kann bzw. das Faserpolster nie so dick wird, d.aß es än den
äußersten Rand .des Ringes 7 stößt, liegt in der Wirkung des Druckes der Schleuderkraft,
die infolge der größeren radialen Entfernung des Eingangs des äußeren Kanals la
als des Eingangs des inneren Kanals g von der Achse am ersteren größer ist.
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Trotz des am äußeren Kanal h. herrschenden größeren Druckes der Schleuderkraft
ist die durch diesen in der Zeiteinheit abgeführte Stoffmenge geringer als diejenige,
die durch den inneren Kanal g austritt, weil der Querschnitt des ersteren verengt
ist. Der nichtverbrauchte Druck in und unter dem äußeren Kanal da setzt sich in
eine drosselnde oder stauende Wirkung auf den nachfolgenden Stoff um. Eine solche
Einwirkung fehlt in und unter dem inneren Kanal g, so daß sich hier der Druck der
Schleuderkraft voll auswirken kann und jedes Stoffteilchen, das den innersten Rand
des Ringes 7 erreicht, abfließen muß. Daher kann die innere Oberfläche des Stoffstromes
sich auch nicht näher zur Achse einstellen, als die Entfernung dieser inneren Kante
des Ringes 7 zur Achse ist. Andererseits kann aber auch kein Verschieben oder Schwanken
dieses Spiegels in Richtung der Wand eintreten, da die oben erklärte Drossel- bzw.
Stauwirkung in und
| unt;-r dem äußeren Kanal 1a ein solches Be- |
| streben sofort ausgleichen würde, vorausge- |
| setzt, daß die der Schleuder zugeführte Stoff- |
| nienge mindestens so groll ist wie die von |
| dem äußeren Kanal abgeführte Menge. |
| Abb. 2 zeigt schematisch eine andere Aus- |
| führung der Erfindung. Der Ring ; ist ober- |
| halb des Randes .4 der Trommel angeordnet, |
| mit dem er ebenfalls einen engen drosseln- |
| den Auslaß lt bildet, wobei er -zugleich den |
| anderen weiten Auslaßkanal g zusammen mit |
| dem Ring 5 begrenzt. Der Ring 7 reicht bei |
| diesem Beispiel nicht bis in die Nähe des |
| festen Polsters i, dessen Breite unabhängig |
| ist vom äußeren Auslaß li und durch den |
| innersten Rand des Ringes .4 gegeben ist. Alle |
| Unregelmäßigkeiten und Schwankungen der |
| Bespeisting werden dadurch ausgeglichen, |
| daß das Cberfluten des gereinigten Stoffes im |
| Abstande c. von der Achse vor sich geht, vor- |
| ausgesetzt, daß die Bespeisung der Schleuder |
| nicht unter ein bestimmtes kleinstes Maß |
| sinkt, welches bei Inbetriebnahme anfänglich |
| größer und während des Betriebes minde- |
| stens gleich sein muß der Austrittsmenge aus |
| dem äußeren Kanalteil. |
| In Alib. 3 und .4 ist ein anderes Ausfüh- |
| rungsbeispiel eines unterteilten Auslasses für |
| den gereinigten Stoff dargestellt. Ein flacher |
| Ring 7 ist über dein Ring 5, aber unter dem |
| Trommelrand .1 angeordnet, wobei der äußere |
| Teil des Ringes; unter den Rand d. greift. |
| In der äußeren Tronimebvandung sind |
| mehrere kurze Rohre 1d. befestigt, deren |
| freies Ende waagerecht und in radialer Rich- |
| tung in den Zwischenraum zwischen dem |
| Ring 7 und dem Abschiitiinring 5 hineinragt. |
| Die inneren Enden der Rohre 1d. münden |
| alle im Abstand c von der Drehachse auf |
| einem Durchmesser, der kleiner ist als der |
| äußere Durchmesser des Abschäumringes 5 |
| lind grcöller als der Innendurchmesser des |
| Ringes 7. |
| Der nicht durch den engen Spalt h zwi- |
| schen Rand d und Ring ; hindurchgehende |
| gereinigte Stoff- staut sich in der Trommel |
| weiter nach innen und fließt durch die Rohre |
| 14 nach außen ab. Der Achsenabstand c des |
| inneren Stoffstaues ist hierbei etwa gleich |
| dem Abstand e der inneren Rohrmündung |
| von der Drehachse. Bei der Ausführung nach |
| den Abt). 3 und .4 liegt der Eingang zu dem |
| zwischen den Ringen .4 und ; vorgesehenen |
| Auslaß li für den gereinigten Stoff weiter |
| von der Achse entfernt als der Eingang des |
| durch die Rollre gebildeten Auslasses h, wo- |
| bei jedoch der letztere Einlaß tiefer liegt als |
| der erstere. Die Rohre 14 können auch in |
| ihrer Längsrichtung verstellbar angeordnet |
| sein, so daß der Abstand c auch auf diese |
| Weise regelbar wird. |
Abt). 5 zeigt, schematisch eine Trommel mit Doppelauslaßkanal, bestehend aus den
Ringen 8, io und 9. Die den Stoff leitenden Flächen dieser Ringe sind im unteren
Teil achsenparallel und über einem Knickpunkt gegen die Achse hin geneigt und unter
sich parallel. Der Ring 8 ist auf dem Bundring 4 befestigt. Der Ring io bildet zusammen
mit dem Ring 8 den äußeren, !t, und mit dem Ring 9 den inneren Kanal g, wobei die
leichteren Verunreinigungen hinter und unter dein Ring 9 zurückgehalten werden und
von hier durch ein Abschäumrohr i i abgesaugt werden können. Die Entfernung e, d.
h. des inneren Randes des Ringes io von der Achse, bestimmt die Entfernung der inneren
Oberfläche der fließenden Säule 2 von der Achse. Durch geeignete bauliche Anordnung
dieses inneren Randes des Ringes i o kann auch erreicht werden, daß alle oder mindestens
die oberen Polsterstufen, die zwischen radial nach innen ragenden Ringen an der
Trominelinnenwand sitzen, durch den nach oben fließenden Stoffzylinder bedeckt werden,
wobei die Entfernungen a bzw. #.
b bzw.
f der innersten Polsterschicht
von der Achse nach oben zu abnehmen können, der Spiegel des fließenden Stoffes aber
den gleichen und unveränderlichen Abstand c von der Achse hat, der durch die Lage
des besagten Randes beeinflußt wird; denn je kleiner e ist, um so kleiner ist auch
c. Diese und auch die nachfolgenden Figuren zeigen einen äußeren Kanal h, bei welchem
durch die lange und enge Führung des Stoffes gegen die Achse hin eine erhöhte Drosselwirkung
erzielt wird, die den hohen Aufstau bewirkt. Trotz hoher Austrittsgeschwindigkeit
des Stoffes wird ein Mitreißen der abgelagerten Fasern des obersten Polsters verhindert,
und der Stoff steigt iri breitem Aufbau entlang dein Polster auf, wobei durch die
Schleuderkraft ein sehr kräftiges Lösen der Schmutzteilchen von den Fasern und Abscheiden
aus dem Faserstrom ins Polster bzw. zum Stoffspiegel hiii herbeigeführt wird.
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Abb.6 zeigt schematisch eine etwas andere Ausführungsform des Doppelauslaßkanals,
als sie in Abt). 5 dargestellt wurde. Der untere Teil der äußeren Leitfläche des
Ringes io ist derart schräg geneigt, daß sich der Einlaß zum äußersten Auslaßkanal
lt nach oben hin verengt. Hierdurch wird eine große Einzugöffnung zu diesem
Auslaßkanat geschaffen und Verstopfungen desselben bei höherer Stoffdichte vorgebeugt.
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In Abb. 7 fehlt der untere Teil des Ringes io. Die Leitflächen können
parallel oder geneigt zueinander sein, wobei sie sich nach oben verengen. Auch bei
dieser Ausführungsform
wird trotz breiter Einzugöffnung der Auslässe
g, h ein hoher Aufstau des Stoffspiegels erzielt.
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Nach Abb.8 wird der innere Ausl.aßkanal g durch die Ringe io und 9
gebildet. An Stelle eines besonderen drosselnd wirkenden äußeren Kanalteils h ist
ein Schlitz 13 im Ring io angeordnet. Dieser Schlitz übernimmt die Wirkung des Drosselkanals.
An Stelle eines Schlitzes kann auch eine ganze Reihe von Öffnungen, oder Düsen am
Umfang des Ringes io angeordnet werden.
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Der in Abb. io in vergrößertem Schnitt dargestellte einfache Auslaß
für den gereinigten Stoff einer Ein- oder Mehrtrommelschleuder unterscheidet sich
von dem einfachen Auslaß nach Abb. 9 dadurch, daß nicht nur der untere Teil der
äußeren Leitfläche des Stau- und- Abschäumerringes 9, zu der gegenüberliegenden
Leitfläche des. Ringes 8 geneigt ist, sondern auch der obere, über dem Knick liegende
Teil dieser Fläche einen sich nach oben verengenden Winkel mit der Gegenfläche des
Ringes 8 bildet, so daß sich der Auslaßkanal nach oben hin allmählich und stetig
verengt und Verstopfungen vorgebeugt wird.
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Falls spezifisch leichtere Verunreinigungen nicht vorhanden sind oder
nicht zurückgehalten werden sollen, kann der Ring 5 (A.bb. i bis 4.) oder io (Abb.
5 bis 7) fortgelassen werden. Der Stoff wird dann über den oberen Rand des Ringes
7 bzw. 9 oder durch ein Rohr 14 abfließen. In diesem Falle kann die Bespeisung über
das durch die Abmessungen der Schleuder Vorgesehene noch gesteigert werden.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen, Ausführungen von Stoffschleudern
mit einer oder mehreren ineinander angeordneten und in Serie bespeisten Trommeln
kann eine große Steigerung der Durchflußmenge erreicht werden, ohne dadurch die
Reinigungswirkung, d. h. die Absonderung der spezifisch. schwereren und/oder leichteren
Schmutzteilchen zu verringern. Denn den Schmutzteilchen ist stets beim Durchfluß
durch die Trommel Gelegenheit zur Absonderung gegeben. Diese starke Reinigungswirkung
erlaubt es, die Schleuder mit Stoff höherer Dichte zu beschicken, als bisher und
bei hoher Durchflußmenge möglich war. Denn selbst aus dem Stoff höherer Dichte werden
noch diejenigen. Schmutzteilchen aus dem Faserverband herausgelöst, deren Masse
und spezifisches Gewicht geringe Unterschiede zu demjenigen der Fasern bzw. Aufschwemmung
zeigen.
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Mit solchen Schleudern wird überdies der gereinigte Stoff durch Verlegen
des Auslasses gegen die Achse hin die Trommel auf einem kleineren Durchmesser verlassen
als bei den bekannten Stoffschleudern, so daß die Umfangsgeschwindigkeit am Auslaß
verringert wird. Trotz hoher Durchflußmenge und Reinigungsleistung erfordern die
Stoffschleudern, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeiten, sehr geringe
Antriebsleistung. Alle Vorteile ergeben zusammen eine sehr wirtschaftlich arbeitende
Stoffschleuder mit bester Reinigungsarbeit, so daß jetzt viele bisher nicht zu reinigende
Faserstoffe vergütet werden können und große Stoffmengen mit weniger Schleudern
gereinigt werden können, als dies früher möglich war.