EP1046420B1 - Conditioning device for liquids - Google Patents
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- EP1046420B1 EP1046420B1 EP00890112A EP00890112A EP1046420B1 EP 1046420 B1 EP1046420 B1 EP 1046420B1 EP 00890112 A EP00890112 A EP 00890112A EP 00890112 A EP00890112 A EP 00890112A EP 1046420 B1 EP1046420 B1 EP 1046420B1
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- European Patent Office
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- flow
- processor
- sealing
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M27/00—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like
- F02M27/04—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by electric means, ionisation, polarisation or magnetism
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/44—Mixers in which the components are pressed through slits
- B01F25/441—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the configuration of the surfaces forming the slits
- B01F25/4412—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the configuration of the surfaces forming the slits the slits being formed between opposed planar surfaces, e.g. pushed again each other by springs
- B01F25/44121—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the configuration of the surfaces forming the slits the slits being formed between opposed planar surfaces, e.g. pushed again each other by springs with a plurality of parallel slits, e.g. formed between stacked plates
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- B01F25/442—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the relative position of the surfaces during operation
- B01F25/4423—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the relative position of the surfaces during operation the surfaces being part of a valve construction, formed by opposed members in contact, e.g. automatic positioning caused by spring pressure
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
Definitions
- the invention relates to a conditioner for liquids, in particular fluid Fuels.
- CH 366 518 shows a homogenizing device consisting of a hollow Outer body in which an inner body is mounted These two bodies have two nested conical work surfaces in the resting state, if that to be homogenized Medium on the inner body exerts no pressure, an annular passage opening form. With this device, however, is an adaptation to different flow rates not optimally possible.
- An object of the invention is a conditioner of the type mentioned for constructively design a wide variety of fluids, on the one hand an adaptation to different flow rates is possible, and on the other hand, an intensive turbulence the liquid takes place in order to increase it compared to known conditioners To achieve reprocessing rate.
- the invention thus provides a conditioner having a plurality of parallel flow chambers and, in the inserts in a flow chamber according to the flow pressure of the liquid from the associated sealing shoulders be lifted, which form passage cross sections for the liquid.
- the liquid is intensively swirled in the recesses of the sealing surfaces.
- the resulting treatment of the liquid leads, for example, in fuels lower consumption and a reduction in the total amount of harmful exhaust gases from Engines.
- each Stop surface is assigned a arranged in the flow direction stop shoulder, which a lifting movement of the inserts from the sealing shoulders as a result of the flow pressure limit, in each stop surface channels are provided, and at a lift off the inserts which flows through between the sealing shoulders and the stop shoulders Liquid flows essentially through the channels.
- these are essentially radially extending channels.
- An advantageous embodiment of the conditioner is characterized in that the Channels are divided into a plurality of vortex chambers, wherein the vortex chambers by means in essentially arranged perpendicular to the channel wall webs are separated from each other.
- the perforated disks are by means of intermediate elements kept at a distance to each other.
- each insert in a projecting against the flow direction in a first perforated disc Area inlet openings, in a flow direction in a second perforated disc projecting area outflow openings, as well as in an intermediate middle area Overflow openings, wherein the openings as substantially in the flow direction extending grooves are formed with a semicircular cross-section.
- the openings are substantially in the flow direction Grooves formed with a semicircular cross section and evenly distributed along the Arranged edges of an insert.
- the inserts are substantially disc-shaped and have both in an in and against the Flow area lying area recesses for receiving end portions of Compression springs on.
- the inserts of electrically conductive material are formed, wherein the electrochemical potential of the inserts with each other or differs from other electrically conductive parts within the flow chamber.
- the flow chamber Circular cross-section and the inserts are formed substantially rotationally symmetrical.
- a scrubflußbypass provided, wherein the Return bypass has an overflow channel and a return flow, and in the Bypass a pump is provided.
- This reflux bypass is a certain proportion of already treated liquid again with new liquid flowing into the conditioner mixed and again passed through the flow chambers, what the degree of preparation the fluid increases.
- the pump which, for example, in terms of their speed is adjustable, it can be done a flexible adjustment to the respective amount of liquid.
- the flow rate of the liquid in the flow chambers be varied.
- FIGS. 1 and 2 The embodiment of the invention illustrated in FIGS. 1 and 2 has a housing 2, which is connected by means of several screws 4 and 6 sealing rings with a cover 1.
- the housing 2 has mounting holes 5, which for mounting the conditioner on For example, serve a fuel line.
- Liquid flows in via an inlet channel 10 Direction of the arrow EF in the conditioner and is via a distribution channel 11 to the Flow chambers 3 transported.
- the conditioner shown has four of these flow chambers 3 on.
- the flow chambers 3 are substantially cylindrical. After this Flowing through the flow chambers 3, in which the treatment of the liquid take place, this flows through an outlet channel 7, which is arranged in the cover 1, in the direction AF arrow, back out of the dresser and becomes a consumer, e.g. B. a motor, spent.
- a pump 13 is provided in the sudflußbypass.
- the pump 13 is by means of a sealing ring 12 against an inner wall of the remindflußbypasses sealed and is a power supply 14 with electrical energy provided.
- This reflux bypass can be achieved that the liquid in the Conditioner in permanent circulation is what the residence time of the liquid in the Considerably increased conditioner and thus leads to a much more intensive treatment.
- the pump 13 is adjustable in terms of their speed to a flexible adaptation to the Allow liquid and the required flow rate.
- Fig. 3 shows a detailed section through a substantially cylindrical flow chamber 3.
- two inserts 20a, 20b are arranged, which with sealing surfaces B on sealing shoulders 29a, 29b rest.
- the sealing shoulders 29a, 29b are located thereby facing away from the flow direction surface of perforated disks 16 a, 16b.
- the perforated disks 16b, 16c Stop shoulders 30a, 30b, which a lifting movement of the inserts 20a, 20b of the Limit sealing shoulders 29a, 29b due to the flow pressure.
- the perforated disks 16a-16c are at a distance from one another by means of intermediate elements 17a, 17b held, these intermediate elements 17a, 17b made of plastic or a non-ferromagnetic Material can be made.
- the inlet channel 10 facing Area is the perforated disc 16a by means of a sealing and damping ring 15a against an inner edge of the flow chamber 3 supported.
- a discharge disk 18 with discharge channels 32 is provided in an outlet region of the flow chamber 3.
- the Perforated disc 16c and the discharge disc 18 are by means of a sealing and damping ring 15b supported against each other.
- the inserts 20a, 20b are against the flow direction with the force of springs 19a, 19b and - depending on the selected installation orientation of the conditioner - additionally with her Deadweight applied.
- the inserts have to, as shown in Fig. 4 - Fig. 7, Recesses 25a, 25b for receiving the end portions of the springs 19a, 19b.
- An end area the spring 19b is in a corresponding recess in the dissipation disc 18th added.
- the inserts 20a, 20b are substantially rotationally symmetric discs, which in a middle region along its axis of rotation a diameter corresponding to the inner diameter the intermediate elements 17a, 17b have. In one of the flow direction facing or remote region of the inserts 20a, 20b, they have a lower, the diameter of the inner diameter of the perforated disks 16a - 16c adapted diameter.
- the diameters in these three areas are dimensioned so that the inserts 20a, 20b indeed as close as possible to the intermediate elements 17a, 17b or to the perforated discs 16a - 16c abut, a smooth movement of the inserts 20a, 20b in the flow direction, however is guaranteed.
- the liquid flowing in through an inlet channel 10 into a flow chamber 3 lifts the liquid Inserts 20a, 20b corresponding to the flow pressure against the force of the springs 19a, 19b or against the weight of the inserts from the associated sealing shoulders 29a, 29b.
- the liquid flows over inflow openings 27, which run in the direction of flow preferably formed as grooves with a semicircular cross-section, between the Sealing shoulders 29a, 29b and the cooperating sealing surfaces B of the inserts 20a, 20b.
- the inflow openings 27 are in one between the perforated disks 16a, 16b projecting portion of the inserts 20a, 20b, uniformly along an edge of the inserts 20a, 20b, arranged.
- the inserts 20a, 20b are in the sealing surfaces B Wells, which in an exemplary embodiment as annular grooves 23rd are formed with a semicircular cross section.
- overflow openings 24 which are formed as grooves with a semicircular cross-section provided.
- overflow openings 24 which can be seen from FIGS. 4 to 7, enter the liquid the region of the inserts 20a, 20b facing away from the flow direction.
- the inserts 20a, 20b are thereby from the pressure of the liquid substantially against the stop shoulders 30a, 30b pressed.
- each channel 28 is associated with an overflow opening 24.
- the channels 28 running in the stop surface A are present divided by webs 22 in vortex chambers 21.
- the webs 22 are mutually beveled, so that wedge-shaped, offset passages for give the liquid.
- Other embodiments are conceivable, such as a stepped shape of the webs 22.
- the staggered passages, the flowing through Liquid further strongly swirled and thus processed.
- the inserts 20a, 20b and / or the perforated discs 16a - 16c be designed as magnets.
- the strongly vortexed liquid becomes at its Flow past the magnet as a result of the Lorentz force magnetically treated, wherein this processing due to the strong turbulence over a wide range of speeds, and thus extremely effective.
- the magnets are formed as permanent magnets, as these are no electrical Consume energy.
- the magnets are axially magnetized, the same name Poles can face each other, however, depending on the requirements of the Dresser magnetization also be chosen differently. If a controllable magnetic field is necessary, may also be thought of the use of electromagnets.
- FIGS. 9 and 10 show an inventive conditioner for liquids represented in which each of the housing 2 arranged in the flow chambers 3 via a separate inlet 33 has. Furthermore, it can be seen that each of these flow chambers 3 has its own outlet 34, wherein the various outlets 34 in a cover. 1 of the conditioner are arranged. As can be seen from a comparison of Figure 1 with Fig. 9 can, while allowing an exchange of the corresponding cover in a simple manner an adaptation of the conditioner to the respectively necessary number of outlets.
- separate Outlets 34 have the advantage that, for example, each cylinder of an engine individually and can be loaded according to the required injection quantity of fuel.
- the inserts 20a, 20b are subjected to a force, this force being by springs 19a, 19b and / or the weight of the inserts 20a, 20b comes. It's still too conceivable, this force by a magnetic action between the inserts 20a, 20b and for example, the perforated discs 16a, 16b apply.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Aufbereiter für Flüssigkeiten, insbesondere fluide Brennstoffe.The invention relates to a conditioner for liquids, in particular fluid Fuels.
Aus der US 4 611 615A ist ein rohrförmiger Aufbereiter für die Behandlung von flüssigen Erdölprodukten bekannt geworden, der insbesondere dazu dienen soll, Paraffin- und andere Ablagerungen an Rohrwandungen zu vermeiden. Aus diesem Dokument geht die Verwendung von Dauermagneten im Zusammenhang mit verwirbelten Flüssigkeitsbereichen als bekannt hervor.From US 4,611,615A is a tubular conditioner for the treatment of liquid Petroleum products has become known, which is intended in particular to serve paraffin and others Avoid deposits on pipe walls. From this document is the use of permanent magnets in connection with fluidized fluid areas as known out.
Ein weiterer Aufbereiter geht aus der EP 0 277 112 A3 hervor und stellt dahingehend eine Verbesserung dar, als der darin beschriebene bewegliche Magneteinsatz eine Anpassung an unterschiedliche Durchflußmengen ermöglicht und sowohl bei sehr geringen als auch bei größeren Durchflußmengen die Resultate liefert.Another preparer is disclosed in EP 0 277 112 A3 and accordingly states Improvement, as the movable magnetic insert described therein an adaptation allows different flow rates and both very low and at larger flow yields the results.
Die CH 366 518 zeigt eine Homogenisierungsvorrichtung bestehend aus einem hohl ausgebildeten Außenkörper, in dem ein Innenkörper gelagert ist Diese beiden Körper weisen zwei ineinanderliegende konische Arbeitsflächen auf, die im Ruhezustand, wenn das zu homogenisierende Medium auf den Innenkörper keinen Druck ausübt, eine ringförmige Passieröffnung bilden. Mit dieser Vorrichtung ist allerdings eine Anpassung an verschiedene Durchflussmengen nicht optimal möglich.CH 366 518 shows a homogenizing device consisting of a hollow Outer body in which an inner body is mounted These two bodies have two nested conical work surfaces in the resting state, if that to be homogenized Medium on the inner body exerts no pressure, an annular passage opening form. With this device, however, is an adaptation to different flow rates not optimally possible.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, einen Aufbereiter der eingangs genannten Art für unterschiedlichste Flüssigkeiten konstruktiv derart zu gestalten, das einerseits eine Anpassung an unterschiedliche Durchflußmengen möglich ist, und andererseits eine intensive Verwirbelung der Flüssigkeit erfolgt, um damit eine im Vergleich zu bekannten Aufbereitern gesteigerte Aufbereitungsrate zu erreichen.An object of the invention is a conditioner of the type mentioned for constructively design a wide variety of fluids, on the one hand an adaptation to different flow rates is possible, and on the other hand, an intensive turbulence the liquid takes place in order to increase it compared to known conditioners To achieve reprocessing rate.
Diese Aufgabe wird von einem Aufbereiter gemäß Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by a conditioner according to
Die Erfindung schafft also einen Aufbereiter der mehrere parallele Durchflußkammern aufweist und, bei dem Einsätze in einer Durchflußkammer entsprechend dem Strömungsdruck der Flüssigkeit von den zugeordneten Dichtschultern abgehoben werden, wodurch sich Durchlaßquerschnitte für die Flüssigkeit bilden. Beim Durchströmen der Flüssigkeit zwischen den Dichtflächen der Einsätze und den jeweiligen Dichtschultern wird die Flüssigkeit in den Vertiefungen der Dichtflächen intensiv verwirbelt. Die dadurch erfolgende Aufbereitung der Flüssigkeit führt beispielsweise bei Treibstoffen zu einem geringeren Verbrauch sowie zu einer Verringerung der Summe schädlicher Abgase von Motoren.The invention thus provides a conditioner having a plurality of parallel flow chambers and, in the inserts in a flow chamber according to the flow pressure of the liquid from the associated sealing shoulders be lifted, which form passage cross sections for the liquid. At the Flowing through the liquid between the sealing surfaces of the inserts and the respective Sealing shoulders, the liquid is intensively swirled in the recesses of the sealing surfaces. The resulting treatment of the liquid leads, for example, in fuels lower consumption and a reduction in the total amount of harmful exhaust gases from Engines.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung sind die Vertiefungen in Form von einer oder mehreren Nuten ausgebildet, wobei die Nuten im wesentlichen ringförmig ausgebildet sind, und die Nuten im wesentlichen halbkreisförmige Querschnitte aufweisen.In an advantageous embodiment of the invention, the depressions in the form of formed one or more grooves, wherein the grooves formed substantially annular are, and the grooves have substantially semicircular cross-sections.
Um eine starke Verwirbelung zu erzielen, erweist es sich weiters als vorteilhaft, wenn jeder Einsatz in einem seiner Dichtfläche abgewandten Bereich eine Anschlagfläche aufweist, jeder Anschlagfläche eine in Strömungsrichtung angeordnete Anschlagschulter zugeordnet ist, welche eine Abhebbewegung der Einsätze von den Dichtschulternin Folge des Strömungsdruckes begrenzen, in jeder Anschlagfläche Kanäle vorgesehen sind, und bei einem Abheben der Einsätze die zwischen den Dichtschultern und den Anschlagschultern durchströmende Flüssigkeit im wesentlichen durch die Kanäle fließt.In order to achieve a strong turbulence, it also proves to be advantageous if everyone Insert in a region facing away from its sealing surface has a stop surface, each Stop surface is assigned a arranged in the flow direction stop shoulder, which a lifting movement of the inserts from the sealing shoulders as a result of the flow pressure limit, in each stop surface channels are provided, and at a lift off the inserts which flows through between the sealing shoulders and the stop shoulders Liquid flows essentially through the channels.
Dabei handelt es sich günstigerweise um im wesentlichen radial verlaufende Kanäle.Conveniently, these are essentially radially extending channels.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Aufbereiters ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle in mehrere Wirbelkammern unterteilt sind, wobei die Wirbelkammern mittels im wesentlichen senkrecht zur Kanalwandung angeordneter Stege voneinander getrennt sind.An advantageous embodiment of the conditioner is characterized in that the Channels are divided into a plurality of vortex chambers, wherein the vortex chambers by means in essentially arranged perpendicular to the channel wall webs are separated from each other.
Zur Erzielung einer hohen Verwirbelungsgeschwindigkeit sind die Stege zwischen den Wirbelkammern wechselseitig abgeschrägt, sodaß sich keilförmige, versetzte Durchlässe für die Flüssigkeit ergeben.To achieve a high Verwirbelungsgeschwindigkeit the webs between the vortex chambers mutually beveled, so that wedge-shaped, offset passages for the Give fluid.
Um die Konstruktion und Fertigung eines erfindungsgemäßen Aufbereiters möglichst einfach zu halten, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Dicht- und Anschlagschultern als voneinander abgewandte Flächen einer Lochscheibe ausgebildet sind. To the design and manufacture of a conditioner according to the invention as simple as possible To hold, it proves to be advantageous if the sealing and stop shoulders than from each other opposite surfaces of a perforated disc are formed.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform sind die Lochscheiben mittels Zwischenelementen zueinander auf Abstand gehalten.In an expedient embodiment, the perforated disks are by means of intermediate elements kept at a distance to each other.
Um ein Umströmen der Einsätze in der Durchflußkammer zu ermöglichen, ist es günstig, wenn jeder Einsatz in einem gegen die Strömungsrichtung in eine erste Lochscheibe ragenden Bereich Einströmöffnungen, in einem in Strömungsrichtung in eine zweite Lochscheibe ragenden Bereich Ausströmöffnungen, sowie in einem dazwischenliegenden mittleren Bereich Überströmöffnungen aufweist, wobei die Öffnungen als im wesentlichen in Strömungsrichtung verlaufende Nuten mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgebildet sind.In order to allow a flow around the inserts in the flow chamber, it is advantageous if each insert in a projecting against the flow direction in a first perforated disc Area inlet openings, in a flow direction in a second perforated disc projecting area outflow openings, as well as in an intermediate middle area Overflow openings, wherein the openings as substantially in the flow direction extending grooves are formed with a semicircular cross-section.
Vorteilhafterweise sind die Öffnungen als im wesentlichen in Strömungsrichtung verlaufende Nuten mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgebildet und gleichmäßig verteilt entlang der Ränder eines Einsatzes angeordnet.Advantageously, the openings are substantially in the flow direction Grooves formed with a semicircular cross section and evenly distributed along the Arranged edges of an insert.
Bei einer einsatzerprobten Ausführungsform der Erfindung sind die Einsätze im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet und weisen sowohl in einem in als auch in einem gegen die Strömungsrichtung liegenden Bereich Ausnehmungen zum Aufnehmen von Endbereichen von Druckfedern auf.In a field-proven embodiment of the invention, the inserts are substantially disc-shaped and have both in an in and against the Flow area lying area recesses for receiving end portions of Compression springs on.
Als günstig erweist es sich, wenn in einem Einlaßbereich der Durchflußkammer eine erste Lochscheibe mittels eines Dichtungs- und Dämpfungsringes gegen einen inneren Rand der Durchflußkammer, und in einem Auslaßbereich der Durchflußkammer eine zweite Lochscheibe mittels eines Dichtungs- und Dämpfungsringes gegen die zumindest eine Ableitungsscheibe abgestützt ist. Auf diese Weise können Fahrzeugerschütterungen abgefangen werden, sodaß eine von diesen nicht gestörte Flüssigkeitsbewegung möglich ist.As low, it turns out, if in an inlet region of the flow chamber, a first Perforated disk by means of a sealing and damping ring against an inner edge of Durchflußkammer, and in an outlet region of the flow chamber, a second perforated disc by means of a sealing and damping ring against the at least one derivation disc is supported. In this way vehicle vibrations can be intercepted, so that one of these undisturbed fluid movement is possible.
Eine weitere Möglichkeit zur Aufbereitung von Flüssigkeiten ergibt sich, wenn die Lochscheibe aus elektrisch leitfähigem Material gebildet sind, wobei sich das elektrochemische Potential der Lochscheiben untereinander bzw. gegenüber anderen elektrisch leitfähigen Teilen innerhalb der Durchflußkammer unterscheidet.Another possibility for the treatment of liquids arises when the perforated disc are formed of electrically conductive material, wherein the electrochemical Potential of the perforated disks with each other or with respect to other electrically conductive Divide within the flow chamber is different.
Außerdem kann von Vorteil sein, wenn die Einsätze aus elektrisch leitfähigem Material gebildet sind, wobei sich das elektrochemische Potential der Einsätze untereinander bzw. gegenüber anderen elektrisch leitfähigen Teilen innerhalb der Durchflußkammer unterscheidet.It may also be advantageous if the inserts of electrically conductive material are formed, wherein the electrochemical potential of the inserts with each other or differs from other electrically conductive parts within the flow chamber.
Von besonderem Vorteil in Hinblick auf eine zusätzliche Beeinflussung von Flüssigkeiten ist es, wenn die Lochscheiben und/oder die Einsätze als Magnete ausgebildet sind. Of particular advantage in terms of an additional influence of liquids it, if the perforated discs and / or the inserts are designed as magnets.
Bei einer bevorzugten, einfach herstellbaren Ausführungsform weist die Durchflußkammer Kreisquerschnitt auf und die Einsätze sind im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet.In a preferred, easily manufactured embodiment, the flow chamber Circular cross-section and the inserts are formed substantially rotationally symmetrical.
Um eine permanente Umwälzung der Flüssigkeit zu ermöglichen, ist zwischen einem Auslaßund einem Einlaßbereich der Durchflußkammern ein Rückflußbypass vorgesehen, wobei der Rückflußbypass einen Überströmkanal sowie einen Rückströmkanal aufweist, und in dem Bypass eine Pumpe vorgesehen ist. Über diesen Rückflußbypass wird ein gewisser Anteil von bereits aufbereiteter Flüssigkeit wieder mit neu in den Aufbereiter einströmender Flüssigkeit vermengt und nochmals durch die Durchflußkammern geleitet, was den Aufbereitungsgrad der Flüssigkeit erhöht. Mittels der Pumpe, welche beispielsweise hinsichtlich ihrer Drehzahl regelbar ist, kann dabei eine flexible Anpassung an die jeweilige Flüssigkeitsmenge erfolgen. Weiters kann die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit in den Durchflußkammern variiert werden.In order to allow a permanent circulation of the liquid is between an outlet and an inlet region of the flow chambers a Rückflußbypass provided, wherein the Return bypass has an overflow channel and a return flow, and in the Bypass a pump is provided. About this reflux bypass is a certain proportion of already treated liquid again with new liquid flowing into the conditioner mixed and again passed through the flow chambers, what the degree of preparation the fluid increases. By means of the pump, which, for example, in terms of their speed is adjustable, it can be done a flexible adjustment to the respective amount of liquid. Furthermore, the flow rate of the liquid in the flow chambers be varied.
In Abhängigkeit von dem jeweiligen Einsatzgebiet des Aufbereiters können mehrere Durchflußkammern über einen Verteilerkanal mit einem gemeinsamen Einlaßkanal verbunden sein, es kann aber auch von Vorteil sein, wenn mehrere Durchflußkammern jeweils gesonderte Einlässe aufweisen. Ebenso können mehrere Durchflußkammern über einen Sammelkanal mit einem gemeinsamen Auslaß verbunden sein, oder mehrere Durchflußkammern jeweils gesonderte Auslässe aufweisen. Bei Verwendung eines Aufbereiters mit beispielsweise gesonderten Einlässen und gesonderten Auslässen für jede Durchflußkammer kann etwa jeder Zylinder eines Motors einzeln und entsprechend der jeweils benötigten Einspritzmenge beschickt werden.Depending on the particular field of application of the conditioner, several flow chambers can be used be connected via a distribution channel with a common inlet channel, but it may also be advantageous if several flow chambers each separate Have inlets. Likewise, several flow chambers via a collecting channel with be connected to a common outlet, or more Durchflußkammern each separately Have outlets. When using a conditioner with, for example, separate Inlets and separate outlets for each flow chamber may be about each cylinder an engine individually and charged according to the injection quantity required in each case become.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsformen davon werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen
- Fig. 1
- einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Aufbereiter,
- Fig. 2
- einen Querschnitt durch einen Aufbereiter nach Fig. 1,
- Fig. 3
- einen detaillierten Schnitt durch eine Durchflußkammer,
- Fig. 4
- einen Schnitt durch einen der Strömungsrichtung abgewandten Bereich eines Einsatzes,
- Fig. 5
- eine Draufsicht auf einen der Strömungsrichtung abgewandten Bereich eines Einsatzes,
- Fig. 6
- einen Schnitt durch einen der Strömungsrichtung zugewandten Bereich eines Einsatzes,
- Fig. 7
- eine Draufsicht auf einen der Strömungsrichtung zugewandten Bereich eines Einsatzes,
- Fig. 8
- eine Detailansicht eines in einer Anschlagfläche eines Einsatzes verlaufenden Kanals,
- Fig. 9
- einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aufbereiters, und
- Fig. 10
- einen Querschnitt eines Aufbereiters nach Fig. 9.
- Fig. 1
- a longitudinal section through a conditioner according to the invention,
- Fig. 2
- a cross section through a conditioner of FIG. 1,
- Fig. 3
- a detailed section through a flow chamber,
- Fig. 4
- a section through a region of an insert facing away from the flow direction,
- Fig. 5
- a plan view of a direction away from the flow direction of an insert,
- Fig. 6
- a section through a direction of flow facing the region of an insert,
- Fig. 7
- a top view of a flow direction facing portion of an insert,
- Fig. 8
- a detailed view of a running in a stop surface of an insert channel,
- Fig. 9
- a longitudinal section through a further embodiment of a conditioner according to the invention, and
- Fig. 10
- a cross section of a conditioner of FIG. 9.
Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung besitzt ein Gehäuse 2,
welches mittels mehrerer Schrauben 4 und Dichtringe 6 mit einem Deckel 1 verbunden ist.
Das Gehäuse 2 weist Befestigungslöcher 5 auf, welche zur Montage des Aufbereiters an
beispielsweise einer Treibstoffleitung dienen. Über einen Einlaßkanal 10 strömt Flüssigkeit in
Richtung des Pfeiles EF in den Aufbereiter ein und wird über einen Verteilerkanal 11 zu den
Durchflußkammern 3 transportiert. Der dargestellte Aufbereiter weist vier dieser Durchflußkammern
3 auf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aufbereiters
sind die Durchflußkammern 3 im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet. Nach dem
Durchströmen der Durchflußkammern 3, in welchen die Aufbereitung der Flüssigkeit stattfinder,
strömt diese über einen Auslaßkanal 7, welcher im Deckel 1 angeordnet ist, in Richtung
des Pfeiles AF, wieder aus dem Aufbereiter heraus und wird zu einem Verbraucher, z. B.
einem Motor, verbracht.The embodiment of the invention illustrated in FIGS. 1 and 2 has a
Ein Teil der in den Durchflußkammem 3 aufbereiteten Flüssigkeit fließt über einen Rückflußbypass,
welcher aus einem Überströmkanal 8 und einem Rücklaufkanal 9 besteht, zurück in
den Einlaßkanal 10, wo die aufbereitete Flüssigkeit sich mit frisch einströmender Flüssigkeit
vermengt und anschließend wieder in die Durchflußkammern 3 einströmt. Zur besseren
Förderung der rückströmenden Flüssigkeit ist in dem Rückflußbypass eine Pumpe 13 vorgesehen.
Die Pumpe 13 ist mittels eines Dichtungsringes 12 gegen eine Innenwandung des
Rückflußbypasses abgedichtet und wird über eine Stromzuführung 14 mit elektrischer Energie
versorgt. Mit diesem Rückflußbypass kann erreicht werden, daß sich die Flüssigkeit im
Aufbereiter in permanenter Umwälzung befindet, was die Verweildauer der Flüssigkeit im
Aufbereiter beträchtlich erhöht und somit zu einer wesentlich intensiveren Aufbereitung führt.
Die Pumpe 13 ist hinsichtlich ihrer Drehzahl regelbar, um eine flexible Anpassung an die
Flüssigkeitsmenge und die jeweils erforderliche Strömungsgeschwindigkeit zu ermöglichen.A portion of the liquid processed in the
Die Fig. 3 zeigt einen detaillierten Schnitt durch eine im wesentlichen zylinderförmige Durchflußkammer
3. In dieser Durchflußkammer 3 sind zwei Einsätze 20a, 20b angeordnet, welche
mit Dichtflächen B auf Dichtschultern 29a, 29b aufliegen. Die Dichtschultern 29a, 29b befinden
sich dabei an einer der Strömungsrichtung abgewandten Fläche von Lochscheiben 16a,
16b. An einer der Strömungsrichtung zugewandten Fläche weisen die Lochscheiben 16b, 16c
Anschlagschultern 30a, 30b auf, die eine Abhebbewegung der Einsätze 20a, 20b von den
Dichtschultern 29a, 29b infolge des Strömungsdruckes begrenzen. Fig. 3 shows a detailed section through a substantially
Die Lochscheiben 16a - 16c sind zueinander mittels Zwischenelementen 17a, 17b auf Distanz
gehalten, wobei diese Zwischenelemente 17a, 17b aus Kunststoff oder aus einem nicht ferromagnetischen
Material hergestellt sein können. In einem dem Einlaßkanal 10 zugewandten
Bereich ist die Lochscheibe 16a mittels eines Dichtungs- und Dämpfungsringes 15a gegen
einen inneren Rand der Durchflußkammer 3 abgestützt. In einem Auslaßbereich der Durchflußkammer
3 ist eine Ableitungsscheibe 18 mit Ableitungskanälen 32 vorgesehen. Die
Lochscheibe 16c und die Ableitungsscheibe 18 sind mittels eines Dichtungs- und Dämpfungsringes
15b gegeneinander abgestützt.The
Die Einsätze 20a, 20b sind gegen die Strömungsrichtung mit der Kraft von Federn 19a, 19b
sowie - je nach gewählter Einbauorientierung des Aufbereiters - zusätzlich noch mit ihrem
Eigengewicht beaufschlagt. Die Einsätze weisen dazu, wie aus Fig. 4 - Fig. 7 ersichtlich,
Ausnehmungen 25a, 25b zur Aufnahme der Endbereiche der Federn 19a, 19b auf. Ein Endbereich
der Feder 19b ist in einer entsprechenden Ausnehmung in der Ableitungsscheibe 18
aufgenommen.The
Die Einsätze 20a, 20b sind im wesentlichen rotationssymmetrische Scheiben, welche in einem
mittleren Bereich entlang ihrer Rotationsachse einen Durchmesser entsprechend dem Innendurchmesser
der Zwischenelemente 17a, 17b aufweisen. In einem der Strömungsrichtung
zugewandten bzw. abgewandten Bereich der Einsätze 20a, 20b weisen sie einen geringeren,
dem Innendurchmesser der Lochscheiben 16a - 16c angepaßten Durchmesser auf. Die Durchmesser
in diesen drei Bereichen sind dabei so bemessen, daß die Einsätze 20a, 20b zwar
möglichst dichtend an den Zwischenelementen 17a, 17b bzw. an den Lochscheiben 16a - 16c
anliegen, eine reibungsfreie Bewegung der Einsätze 20a, 20b in Strömungsrichtung allerdings
gewährleistet ist.The
An dieser Stelle soll angemerkt werden, daß die hier dargestellte Beschreibung an eine Ausführungsform
der Erfindung angelehnt ist, bei der die zylinderförmigen Durchflußkammern 3
Kreisquerschnitt aufweisen. Allerdings können bei anderen zweckmäßigen Ausführungsformen
auch Durchflußkammern 3 mit anderen Querschnitten, etwa quadratischen oder rechteckigen,
versehen sein, was naturgemäß eine dementsprechende Anpassung der Form der
Einsätze 20a, 20b, der Lochscheiben 16a - 16c, der Zwischenelemente 17a, 17b, der
Dämpfungs- und Dichtungsringe 15a, 15b sowie der Ableitungsscheibe 18 notwendig macht.It should be noted at this point that the description presented here to an embodiment
The invention is based, in which the cylindrical flow chambers. 3
Have circular cross section. However, in other convenient embodiments
also flow
Die über einen Einlaßkanal 10 in eine Durchflußkammer 3 einströmende Flüssigkeit hebt die
Einsätze 20a, 20b entsprechend dem Strömungsdruck gegen die Kraft der Federn 19a, 19b
bzw. gegen das Eigengewicht der Einsätze von den zugeordneten Dichtschultern 29a, 29b ab.
Die Flüssigkeit strömt über in Strömungsrichtung verlaufende Einströmöffnungen 27, welche
vorzugsweise als Nuten mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgebildet sind, zwischen die
Dichtschultern 29a, 29b sowie die damit zusammenwirkenden Dichtflächen B der Einsätze
20a, 20b. Die Einströmöffnungen 27 sind dabei in einem zwischen die Lochscheiben 16a, 16b
ragenden Bereich der Einsätze 20a, 20b, gleichmäßig entlang eines Randes der Einsätze 20a,
20b, angeordnet.The liquid flowing in through an
Wie aus Fig. 6 und Fig. 7 erkennbar, weisen die Einsätze 20a, 20b in den Dichtflächen B
Vertiefungen auf, welche bei einer beispielhaften Ausführungsform als ringförmige Nuten 23
mit Halbkreisquerschnitt ausgebildet sind. Durch das Hindurchströmen der Flüssigkeit zwischen
den Dichtschulter 29a, 29b und den Dichtflächen B kommt es zu einer starken Verwirbelung
der Flüssigkeit in den Nuten 23, was einen starken Aufbereitungseffekt der Flüssigkeit
zur Folge hat.As can be seen from FIGS. 6 and 7, the
Am Rand der Einsätze 20a, 20b, in deren mittleren Bereich, sind gleichmäßig, unmittelbar
angrenzend an die Zwischenelemente 17a, 17b in Strömungsrichtung verlaufende Überströmöffnungen
24, welche als Nuten mit Halbkreisquerschnitt ausgebildet sind, vorgesehen. Über
diese aus den Fig. 4 - Fig. 7 erkennbaren Überströmöffnungen 24 gelangt die Flüssigkeit in
den der Strömungsrichtung abgewandten Bereich der Einsätze 20a, 20b. Die Einsätze 20a,
20b sind dabei vom Druck der Flüssigkeit im wesentlichen gegen die Anschlagschultern 30a,
30b gedrückt. Die Flüssigkeit strömt über radial verlaufende Kanäle 28 an einer der Strömungsrichtung
abgewandten Anschlagfläche A vom Außenrand der Einsätze 20a, 20b radial
nach innen, und von dort über Ausströmöffnungen 31 zwischen der Lochscheibe 16b, 16c und
dem jeweiligen Einsatz 20a, 20b heraus, in eine von jeweils zwei Einsätzen 20a, 20b bzw.
einem Einsatz 20b und der Ableitungsscheibe 18 gebildete Verteilerkammer 26. Die Ausströmöffnungen
31 sind dabei in der Regel wiederum als in Strömungsrichtung verlaufende
Nuten mit Halbkreisquerschnitt ausgebildet. Bei einer praxiserprobten Ausführungsform der
Erfindung ist jedem Kanal 28 eine Überströmöffnung 24 zugeordnet.At the edge of the
Wie aus Fig. 8 ersichtlich, sind die in der Anschlagfläche A verlaufenden Kanäle 28 dabei
mittels Stegen 22 in Wirbelkammern 21 unterteilt. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform
sind die Stege 22 wechselseitig abgeschrägt, sodaß sich keilförmige, versetzte Durchlässe für
die Flüssigkeit ergeben. Auch andere Ausführungsformen sind denkbar, wie beispielsweise
eine Stufenform der Stege 22. Durch die versetzten Durchlässe wird die durchströmende
Flüssigkeit weiter stark verwirbelt und damit aufbereitet.As can be seen from FIG. 8, the
Nachdem die Flüssigkeit den letzten Einsatz 20b umströmt hat, gelangt sie aus der Verteilerkammer
26 über die Ableitungskanäle 32 in der Ableitungsscheibe 18 aus der Durchflußkammer
3 heraus. Von dort fließt ein Teil der in der Durchflußkammer 3 aufbereiteten Flüssigkeit
über einen Auslaßkanal 7 zu einem Verbraucher, ein anderer Teil der aufbereiteten
Flüssigkeit wird über den Rückflußbypass zurück in den Einlaßkanal 10 geleitete, wo er sich
mit frisch einströmender Flüssigkeit vermengt und sodann wieder durch die Durchflußkammem
3 strömt. Dieses mehrmalige Durchströmen von bereits aufbereiteter Flüssigkeit durch
die Durchflußkammern 3 verstärkt bekanntermaßen den erzielbaren Aufbereitungseffekt.After the liquid has flowed around the
Der beschriebene Aufbau der Durchflußkammern 3 mit Lochscheiben 16a - 16c sowie Zwischenelementen
17a, 17b, welche die Lochscheiben 16a - 16c zueinander auf Distanz halten,
kann auch dahingehend abgeändert sein, daß die Lochscheiben 16a - 16c mit dem Gehäuse 2
fest verbunden sind. Eine Verwendung von Zwischenelementen 17a, 17b ist dann nicht mehr
notwendig, allerdings ist ein einfaches Einsetzen der Einsätze 20a, 20b in die Durchflußkammem
3 beim Zusammenbau des Aufbereiters nicht mehr möglich. Um die Einsätze 20a, 20b
in die Durchflußkammern 3 einsetzen zu können, ist in diesem Falle ein zweiteiliges Gehäuse
2 notwendig.The described structure of
Um den Aufbereitungsgrad für bestimmte Flüssigkeiten, wie etwa Kraftstoffe, noch zu
verbessern, erweist es sich als zweckmäßig, wenn die Flüssigkeit zusätzlich noch eine magnetische
Aufbereitung erfährt. Dazu können die Einsätze 20a, 20b und/oder die Lochscheiben
16a - 16c als Magnete ausgebildet sein. Die stark verwirbelte Flüssigkeit wird bei ihrem
Vorbeiströmen an den Magneten in Folge der Lorentz-Kraft magnetisch aufbereitet, wobei
diese Aufbereitung aufgrund der starken Verwirbelung über ein breites Geschwindigkeitsspektrum,
und somit äußerst effektiv, erfolgt.To the degree of preparation for certain liquids, such as fuels, still too
improve, it proves useful if the liquid additionally a magnetic
Treatment receives. For this purpose, the
Vorzugsweise sind die Magnete als Dauermagnete ausgebildet, da diese keine elektrische Energie verbrauchen. Üblicherweise sind die Magnete dabei axial magnetisiert, wobei gleichnamige Pole einander zugewandt sein können, allerdings kann je nach Anforderung an den Aufbereiter die Magnetisierung auch anders gewählt sein. Falls ein regelbares Magnetfeld notwendig ist, kann auch an die Verwendung von Elektromagneten gedacht sein.Preferably, the magnets are formed as permanent magnets, as these are no electrical Consume energy. Usually, the magnets are axially magnetized, the same name Poles can face each other, however, depending on the requirements of the Dresser magnetization also be chosen differently. If a controllable magnetic field is necessary, may also be thought of the use of electromagnets.
Eine weitere Behandlung der Flüssigkeit auf elektrochemischem Wege ist möglich, wenn ein
elektrisches Potentialgefälle in den Durchflußkammern 3 aufgebaut wird, was beispielsweise
durch Verwendung von Einsätzen 20a, 20b und/oder Lochscheiben 16a - 16c aus elektrisch
leitfähigem Material erreicht werden kann. Dabei ist es von Bedeutung, daß sich die elektrochemischen
Potentiale der Einsätze 20a, 20b und/oder Lochscheiben 16a - 16c untereinander
bzw. gegenüber anderen elektrisch leitfähigen Teilen in der jeweiligen Durchflußkammer 3
unterscheiden. Abgesehen von dieser passiven Erzeugung eines elektrischen Feldgradienten
kann ein solcher auch durch Elektroden in den Durchflußkammern 3 erreicht werden, die an
unterschiedliche Potentiale gelegt werden. Dazu können elektrische Zuleitungen zu den
Elektroden nach außen vorgesehen sein, welche beispielsweise an eine Batterie gelegt werden.Further treatment of the liquid by electrochemical means is possible if a
electric potential gradient is built in the
In Fig. 9 und Fig. 10 ist abschließend ein erfindungsgemäßer Aufbereiter für Flüssigkeiten
dargestellt, bei welchem jede der im Gehäuse 2 angeordneten Durchflußkammern 3 über einen
gesonderten Einlaß 33 verfügt. Weiters ist ersichtlich, daß jede dieser Durchflußkammern 3
einen eigenen Auslaß 34 aufweist, wobei die verschiedenen Auslässe 34 in einem Deckel 1
des Aufbereiters angeordnet sind. Wie man aus einem Vergleich von Fig.1 mit Fig. 9 erkennen
kann, ermöglicht dabei eine Austausch der entsprechenden Deckel auf einfache Weise
eine Anpassung des Aufbereiters an die jeweils notwendige Anzahl von Auslässen. Gesonderte
Auslässe 34 haben den Vorteil, daß beispielsweise jeder Zylinder eines Motors einzeln und
entsprechend der jeweils benötigten Einspritzmenge an Treibstoff beschickbar ist.Finally, FIGS. 9 and 10 show an inventive conditioner for liquids
represented in which each of the
Wie beschrieben, sind die Einsätze 20a, 20b mit einer Kraft beaufschlagt, wobei diese Kraft von Federn
19a, 19b und/oder dem Eigengewicht der Einsätze 20a, 20b stammt. Weiters ist es auch noch
denkbar, diese Kraft durch eine magnetische Wirkung zwischen den Einsätzen 20a, 20b und
beispielsweise den Lochscheiben 16a, 16b aufzubringen.As described, the
Claims (15)
- A processor for liquids, particularly liquid combustibles, comprising a casing (2) having a plurality of flow chambers (3) of which each has at least one flow path for a liquid, each of said flow chambers (3) being provided with one or more movable inserts (20a, 20b), each of which can be supported by a seal face (B) on at least one sealing shoulder (29a, 29b), which inserts (20a, 20b) are subjected to the action of a force acting against the direction of flow, eg, their own weight and/or the force of one or more springs (19a, 19b), and each of said inserts (20a, 20b) exhibits recesses (23) in said seal face (B) cooperating with an assigned sealing shoulder (29a, 29b) so that variable flow regions are formed when said inserts (20a, 20b) are lifted from said sealing shoulders (29a, 29b) and the liquid flowing through between said inserts (20a, 20b) and said sealing shoulders (29a, 29b) is subjected to vorticity in said recesses (23).
- A processor as defined in claim 1, characterized in that said recesses (23) are in the form of one or more substantially annular notches of substantially semicircular cross-section.
- A processor as defined in claim 1 or claim 2, characterized in that each of said inserts (20a, 20b) exhibits a stop limit surface (A) in a region that is remote from its seal face (B), that to each stop limit surface (A) there is assigned a stop limit shoulder (30a, 30b) disposed in the direction of flow to have a delimiting effect on the amount of lift of said inserts (20a, 20b) from said sealing shoulders (29a, 29b) caused by the head of liquid, that channels (28) are provided in each of said stop limit surfaces (A), and that when said inserts (20a, 20b) are lifted, the liquid flowing through the space between said sealing shoulders (29a, 29b) and said stop limit shoulders (30a, 30b) flows substantially through said channels (28).
- A processor as defined in claim 3, characterized by substantially radially extending channels (28), which are subdivided into a number of turbulence chambers (21) separated from each other by means of fins (22) disposed substantially normal to the wall of said channels, which fins (22) disposed between said turbulence chambers (21) are reciprocally bevelled so that wedge-shaped, staggered passages for the liquid are formed.
- A processor as defined in any one of claims 1 to 4, characterized in that said sealing and stop limit shoulders (29a; 29b, 30a; 30b) are in the form the surfaces of a perforated disk (16a; 16b; 16c) that face away from each other.
- A processor as defined in claim 5, characterized in that said perforated disks (5) are spaced apart by means of intermediate elements (17a, 17b).
- A processor as defined in any one of claims 5 to 6, characterized in that each insert (20a, 20b) has
x) inflow openings (27) over a region extending in a counter-flow direction into a first perforated disk (16a, 16b),
x) outflow openings (31) over a region extending in the direction of flow into a second perforated disk (16b; 16c), and
x) overflow openings (24) in an interposed central region,
which openings (24, 27, 31) are in the form of notches of semicircular cross-section extending substantially in the direction of flow. - A processor as defined in claim 7, characterized in that said openings (24, 27, 31) are uniformly distributed along the edges of an insert (20a, 20b).
- A processor as defined in any one of claims 1 to 8, characterized in that each insert (20a, 20b) is substantially disk-shaped.
- A processor as defined in any one of claims 1 to 9, characterized in that each of said inserts (20a, 20b) has recesses (25a, 25b) both in regions thereof extending in the direction of flow and in regions extending contrary to the direction of flow, for the purpose of accommodating end regions of compression springs (19a, 19b).
- A processor as defined in claim 5 or claim 6, characterized in that in an inlet region of said flow chamber (3) a first perforated disk (16a) is braced by means of a sealing and damping ring (15a) against an inner edge of the flow chamber, and in an outlet region of said flow chamber (3) a second perforated disk (16c) is braced by means of a sealing and damping ring (15b) against a leakage disk (18).
- A processor as defined in any one of claims 1 to 11, characterized in that said perforated disks (16a to 16c) are of electrically conductive material, and the electrochemical potential of said perforated disks (16a to 16c) relative to each other differs from that relative to other electrically conductive parts within the flow chamber (3) and/or said inserts (20a, 20b) are of electrically conductive material, and the electrochemical potential of said inserts (20a, 20b) relative to each other differs from that relative to other electrically conductive parts within the flow chamber (3).
- A processor as defined in any one of claims 1 to 12, characterized in that each of said perforated disks (16a to 16c) and/or each of said inserts (20a, 20b) is in the form of a magnet.
- A processor as defined in any one of claims 1 to 13, characterized in that a backflow by-pass (8, 9) is provided between an outlet region and an inlet region of said flow chambers (3).
- A processor as defined in claim 14, characterized in that said backflow by-pass (8, 9) has an overflow channel (8) and a backflow channel (9), and a pump (13) is provided in said by-pass (8.9).
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