DE7532867U

DE7532867U - DEVICE FOR MEASURING THE FLOW OF LIQUIDS

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Publication number: DE7532867U
Application number: DE19757532867
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-10-16
Filing date: 1975-10-16
Publication date: 1978-02-16

Description

Tiefenbach, Gerauer Straße 52, 6082 MörfeldenTiefenbach, Gerauer Strasse 52, 6082 Mörfelden

Vorrichtung zur Durchflußmessung von FlüssigkeitenDevice for measuring the flow of liquids

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchflußmessung von Flüssigkeiten, welche einen im Flüssigkeitsstrom angeordneten, allseits umströmten zylindrischen Körper enthält, der auf seiner Stirnseite einen konischen Fortsatz trägt, mit etwas Spiel und axial beweglich in einem zylindrischen Käfig mit wenigstens drei Käfigstäben angeordnet ist, die zu messende Flüssigkeit axial zugeführt und durch den Zwischenraum zwischen konischem Fortsatz und Käfigring in den sich erweiternden Zwischenraum zwischen den Käfigstäben geleitet wird, wobei die durch Strömungskräfte bewirkte Verschiebung des zylindrischen Körpers als Maß für die durchfließende Flüssigkeitsmenge dient.The innovation relates to a device for flow measurement of liquids, which are arranged in the flow of liquid and flow around a cylindrical body on all sides contains, which carries a conical extension on its front side, with some play and axially movable in a cylindrical The cage is arranged with at least three cage bars, the liquid to be measured is supplied axially and through the space between the conical extension and the cage ring into the widening space between the cage bars is conducted, the displacement of the cylindrical body caused by flow forces as a measure of the amount of liquid flowing through is used.

Vorrichtungen dieser Art sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und werden seit vielen Jahren für die Durchflußmessung von Flüssigkeiten benutzt.Devices of this type are known in various embodiments and have been used for flow measurement for many years used by liquids.

Die Neuerung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, bei der durch einfache konstruktive Maßnahmen ohne nennenswerten Mehraufwand auch bei verhältnismäßig kurzer Baulänge die Lage des die Durchflußmenge anzeigenden Schwimmers stabilisiert wird, wodurch die bei verhältnismäßig kurzer Ausführungsform häufig in Betrieben auftretenden Klappergeräusche vermieden und die Ablesung des jeweils angezeigten Durchflußwertes erleichtert werden soll.The innovation has set itself the task of specifying an improved embodiment in which by simple constructive Measures without significant additional effort, even with a relatively short overall length, the location of the flow rate indicating float is stabilized, whereby the relatively short embodiment often in operations occurring rattling noises are avoided and the reading of the flow rate displayed in each case is facilitated target.

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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das der Abflußseite zugewendete Ende des Schwimmkörpers außen konisch verjüngt ist und einen rotationssymmetrischen Hohlraum enthält, der durch wenigstens drei nahe dem hinteren Ende befindliche Öffnungen mit der Außenseite und durch eine an der Hinterseite befindliche Öffnung mit der Außenseite kommuniziert und daß die Innenseite des wahlweise herausnehmbar ausgebildeten Käfigs als eine zur Längsachse rotationssymmetrische konische Fläche ausgebildet ist, deren Achsabstand in Strömungsrichtung zunimmt.This object is achieved in that the end of the floating body facing the discharge side tapers conically on the outside and contains a rotationally symmetrical cavity, which is located near the rear end by at least three Openings communicates with the outside and through an opening located at the rear with the outside and that the inside of the optionally removable cage as a rotationally symmetrical to the longitudinal axis conical surface is formed, the center distance of which increases in the direction of flow.

Da die Vorrichtung zur Durchflußmessung von Flüssigkeiten üblicherweise nicht nur als Meßgerät, sondern auch gleichzeitig als sogenannter Strömungswächter benutzt wird, welcher bei Unterschreiten einer vorgegebenen Durchflußmenge elektrische Schaltkreise betätigen soll, ist eine gute Stabilisierung der Lage des Schwimmkörpers auch für eine exakte Auslösung dieser elektrischen Schaltvorgänge wichtig, und es werden durch etwaiges Pendeln des Schwimmkörpers in vertikaler Richtung ausgelöste Fehlschaltungen mit Sicherheit vermieden.Since the device for measuring the flow of liquids is usually not only used as a measuring device, but also at the same time is used as a so-called flow monitor, which is electrical when falling below a specified flow rate Is to operate circuits, a good stabilization of the position of the float is also for an exact Triggering of these electrical switching processes is important, and it will be triggered by any oscillation of the float in faulty switching triggered in the vertical direction is avoided with certainty.

Es ist zweckmäßig, wenn der Schwimmkörper in seinem mittleren Bereich zwei vorzugsweise zylindrische Bereiche von verschiedenem Durchmesser hat und die zylindrische Zone mit kleinerem Durohmesser näher der Zuflußseite, die Zone mit größerem Durchmesser näher der Abflußseite ist.It is expedient if the floating body has two, preferably cylindrical, areas of different types in its central area Has diameter and the cylindrical zone with a smaller Durohmesser closer to the inflow side, the zone with larger diameter is closer to the discharge side.

Die Führung der zu messenden Flüssigkeit wird zusätzlich verbessert, wenn die im Käfig befindlichen, sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitze am unteren Ende von innen nach außen abwärts abgeschrägt sind.The management of the liquid to be measured is additional improved if the longitudinally extending slots located in the cage at the lower end from the inside are bevelled outwards downwards.

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Pür die Stabilisierung der Lage des Schwimmkörpers in der ihn umgebenden Strömung ist es ferner günstig, wenn der am hinteren, der Abflußseite zugewendeten Ende des Sehwimmkörpers befindliche Hohlraum sich vom Bereich der zwischen den Längsstegen befindlichen Schlitze noch in der der Strömungsrichtung entgegengesetzten Richtung erstreckt.Pür the stabilization of the position of the float in of the flow surrounding it, it is also advantageous if the end of the at the rear, facing the discharge side Sehwimmkörpers located cavity is still in the area of the slots located between the longitudinal webs the direction opposite to the flow direction extends.

Pur die Stabilisierung der Lage des Schwimmkörpers ist es außerdem vorteilhaft, wenn das der Abflußseite zugewendete Ende des Schwimmkörpers sowohl auf der Außenseite als auch auf der Innenseite konisch ausgebildet ist.Purely the stabilization of the position of the float is it is also advantageous if the end of the float facing the discharge side on both the outside and is conical on the inside.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schwimmkörper als Hohlzylinder ausgebildet und enthält in seinem dem Zufluß zugewendeten, einen geringeren Durchmesser aufweisenden Bereich einen oder mehrere axial magnetisierte Magnete und in seinem der Abflußseite zugewendeten, einen größeren Durchmesser aufweisenden Bereich einen oder mehrere axial magnetisierte Magnete, deren magnetische Kraft wesentlich größer ist als die der erstgenannten Magnete.In a preferred embodiment the float is designed as a hollow cylinder and has a smaller diameter in its facing towards the inflow Area one or more axially magnetized magnets and in its one facing the outlet side, one Larger diameter area having one or more axially magnetized magnets, their magnetic force is much larger than that of the first-mentioned magnets.

Im nachstehenden wird die Neuerung in Verbindung mit den ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figuren beschrieben. Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the following, the innovation is described in connection with the figures representing an exemplary embodiment. Corresponding parts are provided with the same reference symbols in the figures.

Es zeigt:It shows:

Pig. 1 eine Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtung in schematisch vereinfachter Darstellung mit zugehörigen elektrischen Einrichtungen,Pig. 1 shows an embodiment of the device according to the invention in a schematically simplified representation with associated electrical equipment,

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Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Gehäuse der in Pig. 1
dargestellten neuerungsgemäßen Vorrichtung in etwa
natürlicher Größe mit eingesetztem Käfig,Fig. 2 is a longitudinal section through the housing of the Pig. 1
depicted according to the innovation device approximately
natural size with inserted cage,

Pig. 3 einen gegenüber Pig. 2 um 90 Grad verdrehten Längsschnitt durch dasselbe Gehäuse, jedoch mit eingebauter
Schalteinrichtung und eingesetztem Schwimmkörper,Pig. 3 one opposite Pig. 2 longitudinal section rotated by 90 degrees through the same housing, but with a built-in
Switching device and inserted float,

Fig. 4 den zum Einsatz in das Gehäuse Torgesehenen Käfig im f4 shows the cage in f

Längsschnitt, ]Longitudinal section,]

Fig. 5 eine Schnittansicht durch den Käfig nach Fig. 4 | entlang der Linien A(B, §5 shows a sectional view through the cage according to FIG along lines A (B, §

1 Fig. 6 einen zum Einsatz in den Käfig gemäß Fig. 4 11 Fig. 6 one for use in the cage according to Fig. 4 1

vorgesehenen Schwimmkörper im Längsschnitt, i intended float in longitudinal section, i

4 Fig. 7 einen Schwimmkörper, ähnlich Fig. 6, jedoch mit I etwas größerer axialer Länge, schräg von oben gesehen. \ 4 FIG. 7 shows a floating body, similar to FIG. 6, but with I somewhat greater axial length, seen obliquely from above. \

Bei der in Fig. 1 vereinfacht äargestellten Anlage soll die ! pro Minute durch die Rohrleitung 1 in Richtung des Pfeiles 2
fließende Flüssigkeitsmenge gemessen und überwacht werden. ■ Zu diesem Zweck ist eine Vorrichtung 3 in die Rohrleitung
singeschaltet, welche auf einer Seite ein Schauglas 4 mit
einer entsprechenden Skala hat, auf welcher die jeweilige
Durchflußmenge mittels eines in Fig. 6 dargestellten Schwimmkörpers 7 angezeigt wird. 'In the case of the system shown in simplified form in FIG. 1, the! per minute through pipeline 1 in the direction of arrow 2
the amount of liquid flowing can be measured and monitored. ■ For this purpose a device 3 is in the pipeline
single switch, which has a sight glass 4 on one side
has a corresponding scale on which the respective
The flow rate is indicated by means of a float 7 shown in FIG. '

Bei Unterschreiten einer vorgegebenen Durchflußmenge - also
z.B. bei Wassermangel - wird ein Schalter 9 betätigt und eine
Anzeigelampe 10 ausgeschaltet.When falling below a specified flow rate - that is
eg if there is a lack of water - a switch 9 is operated and a
Indicator lamp 10 switched off.

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Die Yorriohtung 3 zur Durchflußmessung besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Gehäuse 11, an welchem unten und Olsen die Zufluß- bzw. Abflußleitung mittels entsprechender Verschraubungen 12 befestigt ist.The Yorriohtung 3 for flow measurement consists essentially of a cylindrical housing 11, to which the inflow and outflow line is fastened by means of appropriate screw connections 12 at the bottom and Olsen.

Das mit vertikaler Achse angeordnete Gehäuse 11 enthält einen Käfig 14, der im wesentlichen die Gestalt eines Hohlzylinders aufweist, welcher vier sich in axialer Richtung erstrechende, gleichmäßig entlang des Umfanges verteilte Längsschlitze 15 hat.The housing 11, which is arranged with a vertical axis, contains a cage 14 which essentially has the shape of a hollow cylinder has, which four axially extending, evenly distributed along the circumference Has longitudinal slots 15.

Die Längsschlitze 15 sind in dem der Suflußseite zugewendeten Bereich 16 entgegen der Strömungsrichtung der Flüssigkeit verjüngt. Zwischen den Schlitzen befinden sich Längsstäbe 17, die oben und unten durch eine Ringzone 19 bzw. 20 miteinander verbunden sind, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist. Der der Zuflußseite bzw. der Ringzone 20 zugewendete Rand der Längsschlitze 15 ist von außen nach innen abgeschrägt, wie ebenfalls aus Fig. 4 deutlich zu erkennen ist.The longitudinal slots 15 are in the area 16 facing the downstream side opposite to the direction of flow of the liquid rejuvenates. Between the slots there are longitudinal bars 17, which are at the top and bottom through an annular zone 19 and 20, respectively are connected to one another, as can be seen from FIG. The edge facing the inflow side or the annular zone 20 the longitudinal slot 15 is beveled from the outside to the inside, as can also be clearly seen from FIG.

Die Innenseite des Käfigs 14 ist rotationssymmetrisch schwach konisch ausgebildet, und der Innendurchmesser nimmt in Richtung nach unten etwas ab. Im Innern des Käfigs 14 ist der Schwimmkörper 7 angeordnet, welcher aus einer im wesentlichen zylindrischen Metallhülse 22 besteht, deren mittlerer Bereich 2 3 einen größeren Durchmesser hat, als der nach unten anschließende Bereich 24.The inside of the cage 14 is designed to be rotationally symmetrical, slightly conical, and the inside diameter increases slightly downwards. In the interior of the cage 14, the floating body 7 is arranged, which consists of a substantially cylindrical metal sleeve 22, the central region 2 3 has a larger diameter than that after area below 24.

Das untere Ende besitzt einen kegelstumpfartigen Fortsatz 25, während im oberen, der Abflußseite zugewendeten Ende ein Hohlraum 26 vorgesehen ist, der durch wenigstens drei Schlitze 27 nach der Seite .zu und durch eine kreisrundeThe lower end has a frustoconical extension 25, while in the upper end facing the discharge side Cavity 26 is provided, through at least three slots 27 to the side .zu and through a circular

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Öffnung 29 naoh oben mit der den Schwimmkörper 7 in Betriebszustand umgebenen Flüssigkeit kommuniziert. Zwischen den Schlitzen 27 befinden sich längsstege 30. Im Innern des Schwimmkörpers 7 befinden sich ein in axialer Richtung magnetisierter zylindrischer Magnet 33 und über diesem ein wesentlich stärkerer in axialer Richtung magnetisierter zylindrischer Magnet 34, der nach oben zu gegen den Hohlraum 26 durch eine Haltescheibe 35 flüssigk^itsdicht abgedeckt ist.Opening 29 near the top with the float 7 in the operating state surrounding fluid communicates. Between the slots 27 there are longitudinal webs 30. Inside the Floating body 7 is a cylindrical magnet 33 magnetized in the axial direction and above this a Much stronger in the axial direction magnetized cylindrical magnet 34, the upwards against the cavity 26 covered by a retaining disk 35 liquid-tight is.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der Vorrichtung beschrieben:The operation of the device is described below:

Sobald nach Öffnung des Tentiles 40 Flüssigkeit durch die Rohrleitung 1 in Richtung des Pfeiles 2 strömt, (Fig. 1) wird der innerhalb des Käfigs 14 mit knappem seitlichem Spiel gelagerte Schwimmkörper 7 (siehe Fig. 3) gehoben und die Flüssigkeit umspült allseits den kegelstumpfartigen Fortsatz 25 und anschließend den Bereich 24 und 23 des Schwimmkörpers 7·As soon as after opening the valve 40 liquid through the Pipeline 1 flows in the direction of arrow 2 (Fig. 1) is within the cage 14 with just a little sideways Game-mounted floating body 7 (see Fig. 3) lifted and the liquid washes around the truncated cone on all sides Extension 25 and then the area 24 and 23 of the Float 7

Ein Teil der Flüssigkeit strömt durch die Schlitze 15 nach oben. Von der nach oben strömenden Flüssigkeit gelangt ein Teil durch die Schlitze 27 in den Hohlraum 26 und fließt durch die Öffnung 29 nach oben ab. Hierdurch wird eine außerordentlich wirksame Stabilisierung der Lage des in der Flüssigkeit schwebenden Schwimmkörpers 7 erreicht.Part of the liquid flows through the slots 15 upwards. A penetrates from the liquid flowing upwards Part through the slots 27 into the cavity 26 and flows through the opening 29 upwards. This creates a achieved extremely effective stabilization of the position of the floating body 7 floating in the liquid.

Infolge der besonderen Formgebung der Längsschlitze 15 in ihrem unteren Bereich 16 wird bewirkt, daß bei größerer Durchflußmenge der Schwimmkörper 7 mehr angehoben wird als bei kleinerer Durchflußmenge. Infolgedessen ist die relative Stellung des Schwimmkörpers 7 im Käfig 14 ein exaktes und genau reproduzierbares Maß für die Durchflußmenge und eineDue to the special shape of the longitudinal slots 15 in its lower region 16 causes the floating body 7 to be raised more than when the flow rate is greater with a smaller flow rate. As a result, the relative Position of the float 7 in the cage 14 an exact and precisely reproducible measure for the flow rate and a

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am Schwimmkörper angebrachte Marke zeigt auf der am Schauglas 4 befindlichen Skala die jeweilige Durchflußmenge an.The mark on the float points to the on Sight glass 4 located scale on the respective flow rate.

Sobald die strömende Flüssigkeit einen vorgegebenen, einstellbaren Mindestwert erreicht und der Schwimmkörper 7 die entsprechende Stellung eingenommen hat, wird von den im Schwimmkörper befindlichen Magnetkörpern 55 und 54 der als Schutzgas-Kontakt (sogenannter Rith-Kontakt) ausgebildete Schalter 9 geschlossen, die Signallampe 10 eingeschaltet und gegebenenfalls werden weitere Geräte oder Maschinen eingeschaltet, weil jetzt sichergestellt ist, daß das für diese Maschinen benötigte Kühlwasser in der erforderlichen Mindestmenge fließt. TJm zu verhindern, daß bei einer starken Zunahme der Durehflußmenge der Schwimmkörper 7 so hoch angehoben wird, daß die Magnetkörper und 54 den Schalter 9 nicht mehr genügend magnetisch beeinflussen können, ist am oberen Ende des Käfigs 14 ein Anschlagstift 42 vorgesehen, welcher den Hub des Schwimmkörpers 7 nach oben begrenzt.Once the flowing liquid has a predetermined, adjustable Reached the minimum value and the float 7 has taken the appropriate position, is of the Magnetic bodies 55 and 54 located in the float, designed as a protective gas contact (so-called Rith contact) Switch 9 closed, the signal lamp 10 switched on and, if necessary, other devices or Machines switched on because it is now ensured that the cooling water required for these machines is in the required minimum amount flows. TJm to prevent that with a sharp increase in the flow rate of the floating body 7 is raised so high that the magnetic body and 54 can no longer influence the switch 9 magnetically enough, there is a at the upper end of the cage 14 Stop pin 42 is provided, which limits the stroke of the floating body 7 upwards.

Verringert sich die Durehflußmenge, dann sinkt der Schwimm körper 7 tiefer und bei Unterschreiten der vorgegebenen Durehflußmenge wird der Schalter 9 geöffnet, die Signallampe 10 erlischt und es werden durch (in Pig. 1 nicht dargestellte) elektrische Einrichtungen akustische Warnsignale ausgelöst. Außerdem kann vorgesehen werden, daß gegebenenfalls noch mit gewissen Verzögerungen - die in Frage kommenden Maschinen abgeschaltet werden, beispielsweise, weil der für sie erforderliche Kühlwasserzufluß nicht mehr vorhanden ist. Durch vertikale Verschiebung dea den Schalter 9 enthaltenden S_ciialtgehäuses 44 relativ zum Gehäuse 5 bzw. zum Gehäuse 11 kann jeweils eingestellt werden, bei welcher Durehflußmenge, also bei welcher Stellung des Schwimmkörpers 7» der Schalter 9 ein- bzw. ausgeschaltet wird.If the flow rate decreases, then the floating body 7 falls deeper and when the flow rate falls below the specified flow rate, the switch 9 is opened, the signal lamp 10 goes out and acoustic warning signals are triggered by electrical devices (not shown in Pig. 1). In addition, provision can be made for the machines in question to be switched off, possibly with certain delays, for example because the cooling water supply required for them is no longer available. By vertical displacement of the _c iialtgehäuses 44 containing the switch 9 relative to the housing 5 or to the housing 11, it is possible to set the flow rate at which the float 7 »the switch 9 is switched on or off.

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Die Neuerling bietet den besonderen Vorteil, daß bei verhältnismäßig kurzer Baulänge der Vorrichtung ein verhältni mäßig großer Meßbereich erfaßt und auch verhältnismäßig große Durchflußmengen wirksam kontrolliert werden können. So ist beispielsweise bei einer Gesamthöhe von nur 175 mm ein Maßbereich von 5 bis 80 liter pro Minute einwandfrei zu messen und zu überwachen. Diese kurze Baulänge ist für die Praxis von großer Bedeutung, weil häufig nur wenig Roh: länge für den Einbau derartiger Überwachungsgeräte zur Ver· fügung steht.The newling has the particular advantage that when relatively short overall length of the device, a relatively large measuring range is recorded and also relatively large flow rates can be effectively controlled. For example, with a total height of only 175 mm Measure and monitor a measurement range from 5 to 80 liters per minute correctly. This short length is for The practice is of great importance because often only a little raw length is available for the installation of such monitoring devices fortune stands.

Die gemäß der Neuerung ausgeführten Geräte zeichnen sich ferner dadurch aus, daß der Schwimmkörper 7 ruhig in der Flüssigkeit schwebt und weder in vertikaler noch in horizoj taler Richtung Pendel- bzw. Schaukelbewegungen ausführt. Dadurch wird die Ablesung des jeweiligen Durchflußwertes wesentlich erleichtert und insbesondere werden störende Klappergeräusche vermieden, welche bei anderen bekannten Geräten auftreten.The devices designed according to the innovation stand out further characterized in that the floating body 7 floats calmly in the liquid and neither in a vertical nor in a horizontal direction taler in the direction of pendulum or rocking movements. This enables the reading of the respective flow value It is made much easier and, in particular, annoying rattling noises are avoided, which are known from other known Devices occur.

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Claims

- 9 claims for protection

1 · Device for measuring the flow of liquids, which contains a cylindrical body arranged in the flow of liquid, around which the flow flows on all sides and which on its end face carries a conical extension, with some play and axially movable in a cylindrical cage with at least three Cage bars is arranged, the liquid to be measured is fed axially and through the gap between conical Extension and cage ring is passed into the widening space between the cage bars, wherein the displacement of the cylindrical body caused by flow forces as a measure of the amount of liquid flowing through serves, characterized that the end of the float (7) facing the discharge side is tapered on the outside and one contains rotationally symmetrical cavity (26) through at least three openings located near the rear end (29) with the outside and through an opening (29) on the rear side with the outside communicates and that the inside of the optionally removable cage (14) as one to the longitudinal axis rotationally symmetrical conical surface is formed, the center distance of which increases in the direction of flow.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the floating body (7) has two in its central region preferably has cylindrical areas (23,24) of different diameter and the cylindrical zone (24) with smaller diameter is closer to the inflow side, the larger diameter zone (23) is closer to the outflow side.

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3. Device according to claim 1, characterized in that: | those in the cage (14) located in the longitudinal direction extending slots (15) are beveled at the lower end from the inside to the outside downwards.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that; that the cavity (26) located at the rear end of the floating body (7) facing the discharge side Tom area of the slots (27) located between the longitudinal webs (30) still in the direction of flow opposite direction extends.

5. Device according to claim 1, characterized in that that the end of the float facing the discharge side (7) is conical on the outside as well as on the inside.

6. Apparatus according to claim 1, characterized. that the floating body (7) is designed as a hollow cylinder, and in its area (24) which faces the inflow and has a smaller diameter or a plurality of axially magnetized magnets (33) and a larger one in its one facing the outflow side Diameter area (23) contains one or more axially magnetized magnets (34), whose magnetic force is considerably greater than that of the first-mentioned magnets (33)

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