DEV0007473MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
Tag der Anmeldung: 3. Juli 1954 Bekanntgemacht am 12. Januar 1956Date of registration: July 3, 1954. Advertised on January 12, 1956
DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE
Durch Schwimmer gesteuerte und mittels Druckluft betriebene Kesselpumpen sind für den Bergbau, unter Tage ein unentbehrliches Hilfsmittel zur Beseitigung der anfallenden Grubenwässer. Druckluft ist unter Tage als Kraftquelle in der Regel stets vorhanden, die mit Druckluft betriebenen Pumpen arbeiten infolge ihres einfachen Aufbaues, der keine rotierenden Teile einschließt, sehr zuverlässig, sie haben ein geringes Gewicht und sind daher leicht zu handhaben.Boiler pumps controlled by floats and operated by compressed air are suitable for mining, an indispensable tool underground for the removal of the mine water. Compressed air is usually used as a power source underground always available, the pumps operated with compressed air work due to their simple structure, which does not include rotating parts, very reliable, they are light in weight and therefore are easy to use.
Man unterscheidet bei den. druckluftbetriebenen, schwimmergesteuerten Flüssigkeitshebern, zwei Arten, nämlich die Unterwasser- oder Zulaafpumpen einerseits, die Vorort- oder Saugpumpen andererseits.One differentiates between the. Compressed air operated, float controlled liquid siphons, two Types, namely the underwater or Zulaafpumps on the one hand, the on-site or suction pumps on the other hand.
DieZulaufpumpe wird gewöhnlich ander tiefsten Stelle des zu entwässernden Teiles des Untertagebäues angeordnet, es wird ein besonderer Pumpensumpf ausgehoben, in welchem die Pumpe Platz findet. Im Deckel des Kessels ist eine Entlüftungs-Öffnung vorgesehen und ferner ein Einlaßventil für die Druckluft, welches in der Ruhestellung verschlossen ist. Der Kessel ist mit einem Wasserzulauf versehen, in dem sich gewöhnlich ein Sieb befindet, welches die groben Verunreinigungen des Grubenwassers zurückhält. Erst wenn eine be-The feed pump is usually the deepest Position of the part of the underground building to be drained, a special pump sump is excavated in which the pump can be placed finds. In the lid of the boiler there is a ventilation opening and an inlet valve for the compressed air, which is closed in the rest position. The boiler has a water inlet provided, in which there is usually a sieve, which removes the coarse impurities of the Holds back mine water. Only when a
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stimmte Höhe des Flüssigkeitsstandes im Kessel erreicht ist, öffnet , der darin angeordnete Schwimmer.das Einlaßventil für die Druckluft; dabei wird gleichzeitig das Entlüftungsventil verschlossen, auch ein am Flüssigkeitszulauf befindliches Rückschlagventil schließt sich und die Wasserfüllung des Druckkessels wird in eine Steigleitung gedrückt.The correct height of the liquid level in the boiler opens, the one located in it opens Float.the inlet valve for the compressed air; the vent valve is closed at the same time, a check valve located at the liquid inlet also closes and the The water filling of the pressure vessel is pressed into a riser.
Bei der Saugpumpe findet ein sogenanntes Kegel-ίο ventil Verwendung: Um den Kegel sind düsenartige Druckluftöffnungen verteilt, so daß bei geöffnetem, Kegel eine Saugwirkung entsteht, die einen Unterdruck in dem oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegenden Luftraum erzeugt. Hat sich unter dessen Einfluß der . Flüssigkeitsspiegel genügend gehoben, so wird unter Vermittlung des Schwimmers der Kegel angedrückt und damit das Ventil geschlossen. Die eintretende Luft erzeugt einen Überdruck im Kessel, durch den die Flüssigkeit in die Steigleitung gedrückt und der Spiegel so weit gesenkt wird, bis der Schwimmer das Kegelventil wieder öffnet. Der Kessel ist gewöhn-The suction pump has a so-called cone ίο Use of the valve: Nozzle-like compressed air openings are distributed around the cone, so that when the valve is open, Cone creates a suction effect, which creates a negative pressure in the one above the liquid level generated lying airspace. Has the. If the liquid level is raised sufficiently, the The cone is pressed against the float and the valve is closed. The incoming air creates an overpressure in the boiler, through which the liquid is pressed into the riser and the level is lowered until the float opens the cone valve again. The kettle is common
' lieh mittels eines Schlauches zu einer tiefer liegenden Saugstelle geführt. Das Rückschlagventil am Flüssigkeitszulauf sorgt dafür, daß während des Leerpumpens des Kessels der Zulauf verschlossen ist.'borrowed by means of a hose to a deeper one Suction point led. The check valve on the liquid inlet ensures that during the Pumping the boiler empty the inlet is closed.
Der Nachteil der Zulaufpumpe besteht darin, daß ein besonderer Pumpensumpf ausgehoben werden muß, was bei fortschreitenden Strecken besonders bei festen Gesteinen mit großem Arbeitsaufwand und erheblichen Kosten verbunden ist. Außerdem kann es bei geringem Wasserzufluß geschehen, daß es viele Stunden, oft Tage dauert, bis der Kessel so weit gefüllt ist, , daß der Schwimmer das Druckluftventil öffnet. Das Wasser hat dann die Möglichkeit, Feststoffe abzusondern, die Steuerteile verkrusten und werden unbeweglich.The disadvantage of the feed pump is that a special pump sump has been excavated must be, which with advancing stretches especially with solid rock with a lot of work and involves considerable costs. In addition, it can happen when the water flow is low, that it takes many hours, often days, until the kettle is so full that the The float opens the compressed air valve. The water then has the opportunity to secrete solids, the control parts become encrusted and immobile.
Demgegenüber hat die Saugpumpe, den Vorteil, daß die Herstellung eines Sumpfes nicht erforderlich ist. Jedoch ergibt sich hier ein erheblicher Druckluftveirbrauch, weil die Druckluftdüsen auch dann in Tätigkeit sind, wenn kein Wasser abzusaugen ist.In contrast, the suction pump has the advantage that the production of a sump is not necessary is. However, this results in a considerable consumption of compressed air, because the compressed air nozzles also are then in action when there is no water to be sucked off.
Um den Energieverbrauch der Saugpumpen herabzusetzen, hat man bei Verwendung eines Schlauches, mittels dessen der Pumpenkessel selbst mit einer tiefer liegenden Saugstelle verbunden war, an dieser Saugstelle einen Schwimmer angeordnet; dieser Schwimmer kann sich beispielsweise in einem gegen das Eindringen grober Schmutzteilchen geschützten Korb befinden und um eine waagerechte Achse pendelnd aufgehängt sein. Der Schwimmer im Sumpf steuert ein Ventil, über welches die Druckluft der Saugpumpe zugeführt wird. Nur wenn der Flüssigkeitsstand im Sumpf einen bestimmten Betrag überschreitet, wird der Drucklufteinlaß geöffnet.To reduce the energy consumption of the suction pumps, if you are using a hose, by means of which the pump tank itself was connected to a deeper suction point, a float is arranged at this suction point; this swimmer can, for example, be in a basket protected against the ingress of coarse dirt particles and around a horizontal axis be suspended pendulum. The float in the sump controls a valve, over which the compressed air is fed to the suction pump. Only when the liquid level is in the sump exceeds a certain amount, the compressed air inlet is opened.
Damit tritt eine Einsparung an Druckluft ein, jedoch ergibt die Anordnung eines abseits des eigentlichen Pumpenkessels aufgestellten Schwimmers in vielen Fällen einen sehr empfindlichen Aufbau, der dem rauhen Grubenbetrieb nicht lange standzuhalten vermag.This results in a saving in compressed air, but the arrangement results in a separate from the actual pump boiler erected float in many cases a very sensitive one Structure that cannot withstand the rough mining operations for long.
Demgegenüber besteht das Ziel der Erfindung ' darin, einen Flüssigkeitsheber zu schaffen, der . gleichsam die Vorteile einer Saugpumpe und einer Zulaufpumpe vereinigt, indem einerseits der Einbau unter Tage mit verhältnismäßig einfachen Mitteln möglich, die Anordnung außerdem stabil und dem rauhen Grubenbetrieb angepaßt ist, andererseits aber eine Einsparung an Druckluft dadurch stattfindet, daß die Druckluftdüsen nur arbeiten, wenn tatsächlich ein genügender Wasserzulauf erfolgt.In contrast, the object of the invention is to provide a liquid siphon which . at the same time the advantages of a suction pump and a feed pump combined by on the one hand the installation underground with relatively simple means possible, the arrangement as well stable and adapted to the rough mining operations, but on the other hand a saving Compressed air takes place in that the compressed air nozzles only work when actually a sufficient one Water inlet takes place.
Gemäß der Erfindung ist bei einem druckluftbetriebenen, schwimmergesteuerten, als Saugpumpe ausgebildeten Flüssigkeitsheber, bei dem dieDruckluftzufuhr über ein Ventil erfolgt, das von einem im Flüssigkeitssumpf befindlichen Schwimmer geöffnet wird, sobald der Flüssigkeitsstand im Sumpf eine vorgegebene Höhe überschreitet, dieser das Drucklufteinlaßventil öffnende Schwimmer in einem unterhalb des Pumpenkessels befindlichen, von unteren Verlängerungen der Kesselwände begrenzten Räume angeordnet, der mit dem Flüssigkeitssumpf verbunden ist oder ihn aufnimmt.According to the invention, a float-controlled, compressed air operated, as a suction pump designed liquid siphon, in which the compressed air is supplied via a valve which is controlled by a The float located in the liquid sump is opened as soon as the liquid level in the sump exceeds a predetermined height, this float opening the compressed air inlet valve in one located below the pump tank and limited by lower extensions of the tank walls Spaces arranged, which is connected to the liquid sump or receives it.
Der Ansaugstutzen des Pumpenkessels ragt dabei in den unterhalb des Kessels befindlichen Raum. Der vorzugsweise in an sich bekannter Weise als flacher Topf ausgebildete Schwimmer ist rings, von senkrechten Blechen oder Stangen umgeben. Der Schwimmer ist gemäß der weiteren Erfindung an einer senkrechten Stange aufgehängt, die druckdicht in einem Führungsrohr durch den Kessel hindurchgeführt ist. Die Durchführung erfolgt mittels eines Rohres, welches fest mit dem Boden und dem Deckel des Pumpenkessels verbunden ist und vorzugsweise außermittig den Pumpenkessel durchsetzt.The suction nozzle of the pump tank protrudes into the one below the tank Space. The float, which is preferably designed as a flat pot in a manner known per se is surrounded by vertical sheets or bars. The swimmer is according to the further Invention suspended from a vertical rod, which is pressure-tight in a guide tube through the Boiler is passed through. The implementation takes place by means of a tube, which is firmly attached to the Bottom and the lid of the pump tank is connected and preferably eccentrically the Pump boiler interspersed.
Das Drucklufteinliaßventil ist in. an sich bekannter Weise auf dem Deckel des Pumpenkessels angeordnet. Es kann unmittelbar oder- durch Hebelübertragung betätigt werden.The compressed air inlet valve is known per se Way arranged on the lid of the pump boiler. It can be immediate or through Lever transmission are operated.
Das Drucklufteinlaßventil ist weiterhin in an sich bekannter Weise als Kolbenschieber ausgebildet; im oberen und unteren Teil dichtet der ,Kolbenschieber mit der Zylinderwand ab, der mittlere eingeschnürte Teil gibt in der oberen Stellung des Schwimmers die Druckluftzuleitung frei. Der obere Teil des Kolbenschiebers hat einen größeren Durchmesser als der untere Teil desselben. The compressed air inlet valve is also designed in a manner known per se as a piston valve; in the upper and lower part, the piston valve seals with the cylinder wall, the The middle constricted part provides the compressed air supply when the float is in the upper position free. The upper part of the piston valve has a larger diameter than the lower part of the same.
Das Gehäuse des Drucklufteinlaßventils ist auf dem Führungsrohr für die Schwimmerstange aufschraubbar. Der Kolbenschieber des Drucklufteinlaßventils ist auf die Schwimmerstange aufsetzbar, z.B. aufschraubbar. Zum Zwecke einer leichten Montage und Demontage besteht die Schwimmerstange aus zwei verschraubbaren Teilen.The housing of the compressed air inlet valve can be screwed onto the guide tube for the float rod. The piston slide of the compressed air inlet valve can be placed on the float rod, e.g. screwable. For the purpose of easy assembly and disassembly, the Float rod made of two screwable parts.
Die neue Anordnung hat den Vorteil, daß die arbeitende Saugpumpe und die selbsttätige Steuerung in einem einzigen Pumpenkörper zusammengefaßt sind, während die bisher bekannten Regel-The new arrangement has the advantage that the working suction pump and the automatic control are combined in a single pump body, while the previously known control
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einrichtungen zusätzlich neben der eigentlichen Pumpe aufgestellt werden mußten, leicht verlorengingen oder durch herabfallendes Gestein zerstört wurden. Auch war der Einbau solcher zusätzlicher Regeleinrichtungen schwierig. Er mußte dem Bergmann selbst überlassen werden; bei Fehlern in der Einstellung der Regelorgane versagte, die Pumpe. Demgegenüber wird bei der vorliegenden Bauart die Pumpe wie ein Saugkorb einfach ins Wasserfacilities that had to be set up next to the actual pump were easily lost or destroyed by falling rock. The installation of such was also additional Control systems difficult. It had to be left to the miner himself; if there are errors in the Adjustment of the regulating organs failed, the pump. In contrast, in the case of the present design the pump just like a suction strainer into the water
ίο gestellt und ist sofort arbeitsfähig. Gegenüber einer normalen Unterwasser- oder Zulaufpumpe ist nur ein kleiner Pumpensumpf erforderlich, bei flacher Bauart des Zusatzschwimrriers wird dieser schon, bei geringem Wasserstand betätigt.ίο and is ready to work immediately. Opposite to A normal submersible or feed pump only requires a small pump sump Flat design of the additional float, this is already operated when the water level is low.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar'zeigtIn the drawings, an embodiment of the invention is shown, namely 'shows
Abb. ι die gesamte Pumpe einschließlich des im Raum unterhalb des Pumpenkessels befindlichen Schwimmers im Schnitt;'Fig. Ι the entire pump including the im Space below the pump boiler in the section of the float; '
Abb. 2 stellt einen Grundriß der Anordnung dar; Abb. 3 zeigt eine Einzelheit aus Abb. 1, nämlich das als Kolbenschieber ausgebildete Drucklufteinlaßventil im, Schnitt.Fig. 2 is a plan view of the arrangement; Fig. 3 shows a detail from Fig. 1, namely the compressed air inlet valve designed as a piston slide in, section.
10 ist das Gehäuse des Pumpenkessels, in dessen10 is the housing of the pump boiler in which
>a5 Deckel 22 sich das übliche Steuergehäuse 12 befindet. Es enthält das bei Saugpumpen übliche Kegelventil; düsenartige Druckluftöffnungen be- - wirken bei geöffnetem Kegel ein Ansaugen des Wassers, bei geschlossenem Kegel wird der Wasserspiegel gesenkt und das Wasser in den Druckstutzen, 31 gefördert. Die Umschaltung des Kegelventils erfolgt mittels des Lenkhebels 13, an dessen freiem Ende sich der Kesselschwimmer 14 befindet. Der Zulauf des Wassers erfolgt durch das Saugventil 15, in dem sich eine Saugkugel 36 befindet. Die Zufuhr der Druckluft erfolgt durch die Leitung 32 über das Drucklufteinlaßventil 19. 33 ist die Entlüftungsöffnung, welche von dem Kegelventil verschlossen wird, wenn die Pumpe Wasser fördert.> a 5 cover 22 is the usual control housing 12. It contains the cone valve common in suction pumps; When the cone is open, nozzle-like compressed air openings cause the water to be sucked in; when the cone is closed, the water level is lowered and the water is conveyed into the pressure port 31. The cone valve is switched over by means of the steering lever 13, at the free end of which the tank float 14 is located. The water is fed in through the suction valve 15, in which a suction ball 36 is located. The compressed air is supplied through the line 32 via the compressed air inlet valve 19. 33 is the ventilation opening which is closed by the cone valve when the pump is delivering water.
Zur Steuerung des Drucklufteinlaßventils 19 ist gemäß der Erfindung folgende Anordnung getroffen: Die Wände des Kesselgehäuses 10 haben untere Verlängerungen 11, die in den Pumpensumpf hineinragen, der unten, durch ein Siebblech 18 abgeschlossen ist. In diesem Raum ragt auch der Saugstutzen 17. Innerhalb eines zylindrischen Bleches 26 befindet sich der Sumpfschwimmer 16. Er sitzt auf der Schwimmerstangei2i und kann sich zwischen dem oberen Anschlag 34 und dem unteren Anschlag 35 frei hin- und herbewegen.To control the compressed air inlet valve 19, the following arrangement is made according to the invention: The walls of the boiler housing 10 have lower extensions 11 which extend into the pump sump protrude, which is closed at the bottom by a sieve plate 18. This room also protrudes the suction nozzle 17. The sump float 16 is located within a cylindrical sheet metal 26. He sits on the float pole and can move freely to and fro between the upper stop 34 and the lower stop 35.
Die Schwimmerstange 21 läuft in dem Führungsrohr 37, welches (vgl. Abb. 2) außermittig im Kesselgehäuse 1 angeordnet ist, so daß die Bewegung des Kesselschwimmers 14 und des Lenkhebels 13 dadurch nicht gestört wird. Am oberen Ende der Schwimmerstange 21 ist an dieser mittels Gewinde 38 (vgl. Abb. 3) ein, Kolbenschieber befestigt, der aus einem oberen Teil 24 und einem unteren Teil 25 besteht, die durch den eingeschnürten Teil 39 miteinander verbunden sind. Die Kolbenteile 24 und 25 laufen in den Zylindern 30 des Ventilgehäuses 19. Dieses ist oben durch eine Mutter 27 abgeschlossen, in welcher sich eine Entlüftungsöffnung 28 befindet, ,welche auch zur Schmierung des Ventils dienen kann.The float rod 21 runs in the guide tube 37, which (see. Fig. 2) eccentrically in Boiler housing 1 is arranged so that the movement of the boiler float 14 and the steering lever 13 is not disturbed by this. At the upper end the float rod 21 is attached to this by means of a thread 38 (see Fig. 3), a piston valve, which consists of an upper part 24 and a lower part 25 which are connected to one another by the constricted part 39. the Piston parts 24 and 25 run in the cylinders 30 of the valve housing 19. This is at the top through a Nut 27 completed, in which there is a vent 28, which is also used for Can serve lubrication of the valve.
In der gezeichneten Stellung, in welcher der Kolbenschieber 24, 39, 25 seine untere Stellung einnimmt, wird durch den Kolbenljeil 24 die in der Leitung 32 in Richtung der Pfeile 40 strömende Druckluft abgesperrt.In the position shown, in which the piston slide 24, 39, 25 is in its lower position assumes, is through the Kolbenljeil 24 that flowing in the line 32 in the direction of the arrows 40 Compressed air shut off.
Hebt sich der Sumpfschwimmer 16, so· kann er sich bis zum Erreichen des oberen Anschlages 34 frei bewegen, um dann erst die Schwimmerstange 21 anzuheben; der eingeschnürte Teil 39 des Kolbenschiebers kommt dann in den Bereich der Leitung 32. Beim schlagartigen Hochschnellen braucht der Kolbenschieber nun nur die Schwimmerstange 21 so weit anzuheben, bis der untere Anschlag 35 unter den Sumpfschwimmer 16 stößt. Damit soll erreicht werden, daß beim schlagartigen Umsteuern des Kolbenschiebers im Drucklufteinlaßventil keine zu großen Gewichte mit angehoben werden müssen.If the swamp float 16 rises, it can move freely until reaching the upper stop 34, only then to move the float rod To raise 21; the constricted part 39 of the piston valve then comes into the area of Line 32. When suddenly jumping up, the piston valve only needs the float rod 21 to be raised until the lower stop 35 comes under the sump float 16. This is to ensure that when the piston slide in the compressed air inlet valve is suddenly reversed no excessive weights have to be lifted.
Das Führungsrohr 37 wird auf dem Kesselboden fest angeschweißt und am oberen Ende: mit einem Innengewinde versehen. Auf dieses wird das Drucklufteinlaßventil 19 mittels des daran vorgesehenen Gewindes 29 aufgeschraubt; eine Dichtung verhindert den Eintritt des Wassers in das Führungsrohr 37. Die, Schwimmerstange 21 wird etwa in Höhe des, Kesselbodens geteilt, beide Enden sind mit Gewinde versehen. Der untere Teil der Schwimmerstange 21 mit den Anschlägen 34 und 35 wird schon bei der Herstellung in den Schwimmer 16 eingelassen. Bei der Montage wird das Drucklufteinlaßventil 19 zunächst fest mit dem Führungsrohr 37 verschnaubt, alsdann der obere Teil der Schwimmerstange 21 von unten durch das Führungsrohr 37 eingeführt und in das Gewinde 38 des Kolbenschiebers 24, 39, 25 eingeschraubt. Alsdann können die beiden Teile der Schwimmerstange miteinander verschraubt werden. Das Auseinandernehmen der Teile erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.The guide tube 37 is firmly welded to the boiler bottom and at the top: with a Internal thread provided. On this the compressed air inlet valve 19 is provided by means of the Thread 29 screwed on; a seal prevents the water from entering the Guide tube 37. The float rod 21 is divided approximately at the level of the boiler bottom, both ends are threaded. The lower part of the float rod 21 with the stops 34 and 35 is already embedded in the float 16 during manufacture. When assembling the compressed air inlet valve 19 is initially sniffed tightly to the guide tube 37, then the upper one Part of the float rod 21 inserted from below through the guide tube 37 and into the thread 38 of the piston valve 24, 39, 25 screwed in. Then the two parts of the float rod be screwed together. The parts are dismantled in reverse Order.
Die Anlage arbeitet wie folgt: Solange die im Sumpf innerhalb der Wände 11 vorhandene Wassermenge so» gering ist, daß der Schwimmer 16 in der unteren Stellung verbleibt, liegt; die Pumpe still. Steigt das Wasser im Sumpf, so hebt sich der dort befindliche Schwimmer 16. Damit wird der Kolbenschieber 24, 39, 25 angehoben. Sowie der untere Rand des Kolbens 24 in den Bereich der Druckluftleitung 32 eingetreten ist, wird der Kolbenschieber schlagartig nach oben gerissen,, da der Durchmesser des Kolbens 24 größer ist als der des unteren Kolbens 25. Nunmehr beginnt das im Gehäuse 12 befindliche Ventil zu arbeiten. Über den Saugstutzen 17 und das Säugventil 15 gelangt Wasser in den Kessel 10, der Kesselschwimmer 14 wird angehoben, und schließt nach Erreichen eines bestimmten Wasserstandes im Kessel 10 das im Gehäuse 12 befindliche Ventil. Nunmehr wird das Wasser aus dem Kessel in den Stutzen 31 gedrückt. Ist der Kesselschwimmer 14 genügend tief abgesunken, der Kessel also genügend entleert, SO' wirdThe system works as follows: As long as the im The amount of water present in the swamp within the walls 11 is so small that the float 16 is in the remains in the lower position; the pump is silent. If the water rises in the swamp, it rises there located floats 16. So that the piston slide 24, 39, 25 is raised. As well as the lower one When the edge of the piston 24 has entered the area of the compressed air line 32, it becomes the piston slide suddenly torn up, because the diameter of the piston 24 is larger than that of the lower piston 25. Now the valve located in the housing 12 begins to work. On the Suction nozzle 17 and the suction valve 15 arrives Water in the boiler 10, the boiler float 14 is raised, and closes after reaching one certain water level in the boiler 10, the valve located in the housing 12. Now it will Pressed water from the boiler into the nozzle 31. If the boiler float 14 has sunk sufficiently low, the boiler is sufficiently emptied, SO '
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wieder Wasser angesaugt. Dieses Spiel wiederholt sich so lange, bis praktisch kein. Wasser mehr im Sumpf vorhanden ist. Alsdann sinkt der Schieber ab und das Drucklufteinlaßventil schließt. Die Pumpe verbraucht, während sie nicht arbeitet, keine Druckluft.again sucked in water. This game repeats itself until practically none. Water more im Swamp is present. Then the slide sinks and the compressed air inlet valve closes. the The pump does not use compressed air when it is not working.
Claims (9)
Deutsche Patentschriften, Nr. 155 880, 609061, 739607.Referred publications:
German patents, No. 155 880, 609061, 739607.
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