EP1219360A2 - Verfahren zum taktweisen Erzeugen eines Strahles einer Spülflüssigkeit, insbesondere Wasser, sowie Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum taktweisen Erzeugen eines Strahles einer Spülflüssigkeit, insbesondere Wasser, sowie Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens Download PDF

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EP1219360A2
EP1219360A2 EP01129937A EP01129937A EP1219360A2 EP 1219360 A2 EP1219360 A2 EP 1219360A2 EP 01129937 A EP01129937 A EP 01129937A EP 01129937 A EP01129937 A EP 01129937A EP 1219360 A2 EP1219360 A2 EP 1219360A2
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EP
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line
flushing
rinsing
pressure
liquid
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Michael Richter
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    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F5/00—Sewerage structures
    • E03F5/10—Collecting-tanks; Equalising-tanks for regulating the run-off; Laying-up basins
    • E03F5/105—Accessories, e.g. flow regulators or cleaning devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays

Definitions

  • the invention relates to a method for generating a beam of pulses Flushing liquid, especially water, for example for cleaning the sole of Rain basin, as well as a device for performing this method.
  • centrifugal pumps In addition to this method of sole cleaning after an empty run Storage space, it is also known by installing centrifugal pumps on the Basin the rinsing liquid, if necessary also with the addition of air, mix continuously or batchwise and so settling of sediments to prevent the bottom of the container as much as possible.
  • Another disadvantage of this system is the high energy requirements for the centrifugal pumps, the need for the pumps to operate on the pool floor, i.e. under water, where they are serviced must, but can still clog.
  • the pumps are permanently installed so that the jet is always on one certain point of the pelvic floor is directed and in between places can remain where dirt can accumulate.
  • the invention has the object of this method to develop further, in particular more effectively and, above all, to save energy shape.
  • a convenient device for performing this method is in Claim 4 specified.
  • the basis of the invention is the idea of one in a rinsing container collected rinsing liquid as suddenly as possible the expansion pressure of a a container of pressurized gas, especially air, act leave, whereby the rinsing liquid from an appropriately directed Rinsing opening is ejected on the washing container. If there is between Pressure vessel with the strained gas and the one filled with flushing liquid Rinsing container a closure member with a correspondingly large cross section then the gas pressure suddenly acts like a spring on the not compressible rinsing liquid, which thereby from a Nozzle is ejected at the end of the flushing line.
  • the flushing jet emerging there can also be gas, preferably air, be added.
  • gas preferably air
  • the main advantage of the invention lies in the low energy consumption for the operation of the system.
  • the drive power for the pressure generator to build the gas pressure is only low, but above all it can last for a long time applied to each other by suddenly releasing the pressure to generate a rinse pulse.
  • the invention is not just a surge flush suitable for cleaning the sole, for example from rain pools, but also especially in the form of a two-phase water and air rinse jet Mix water-solid mixtures to suspend the solids hold; the same also applies to water-sludge mixtures that coexist with the Mixing can be aerated.
  • the pressure generator works with the gas its suction power can also be used to evacuate the rinsing container can, at least if the outlet opening of the flushing line is constantly below of the minimum liquid level in the liquid container.
  • the invention is based on a device for cleaning the sole of a rainbow explained.
  • the device according to the invention consists of a container 1 for a rinsing liquid, in the present case water, and one Pressure vessel 2 for a gas, in the present case air. Both containers are through a connecting line 3 connected to each other by a closure member 4 can be closed and opened, which is the cross section of the line 3 releases as suddenly as possible.
  • This closure member 4 can be, for example be a motor-driven throttle valve.
  • the washing container 1 has a washing line 5, which in an arch in the manner of a siphon leads to the mouth 6 through which the collected flushing liquid can leak.
  • the whole facility is in one Rain basin constructed so that at least the rinsing nozzle 6 above cleaning tank bottom, but below a minimal water level is arranged, which is indicated at 7. All other components can be above of the maximum water level 8 can be arranged, which has the advantage that Contamination can be avoided, as is usually the case with wastewater are inevitable.
  • the device according to the invention is supplemented by a pressure generator 9, such as for example a compressor, a blower or the like, the pressure side is connected to the pressure vessel 2 via a line 10.
  • a pressure generator 9 such as for example a compressor, a blower or the like
  • the pressure side is connected to the pressure vessel 2 via a line 10.
  • a check valve 11 is provided in the pressure line 10.
  • a line 15 branches off from the connecting line 3, via a Solenoid valve 16 leads to the flushing line 5 and at least in the flushing nozzle 6 this is summarized.
  • Fig. 2 shows a view of the flushing nozzle 6 and leaves the cross section of the flushing line 5 and below the sickle-shaped Recognize cross section of the gas line 15.
  • the operation of the device according to the invention can be as follows describe.
  • the rinsing container 1 fills itself with storage liquid if taken care of is that the air displaced thereby from the washing container 1 can escape.
  • a particularly advantageous possibility according to the invention is that Fill the rinsing container 1 with the storage liquid that the located therein Air is extracted; this is possible as long as the minimum water level 7 is not is undercut.
  • the washing container 1 evacuates and fills up to level 17 with level 7 pending storage fluid.
  • the suction direction is indicated by dashed arrows 18 indicated.
  • the container level measurement switched the three-way valve 12; in order to the evacuation line 13 is closed and the connection 14 to the Outdoor air intake opened (arrow 19).
  • About the pressure line 10 is in the Pressure vessel 2 the desired pressure built up.
  • the pressure may vary Area of application reach a height of 6, 8, 10 or more bar.
  • the print selection takes place via a pressure switch on the pressure generator. Once the one you want Pressure is reached, the pressure generator 9 is switched off.

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Abstract

Zur vorübergehenden Speicherung von Niederschlägen dienen Flüssigkeitsspeicherräume wie zum Beispiel Regenbecken, durch die Wassermengen aufgefangen und zeitlich verzögert abgegeben werden. Bei solchen Anlagen ist es nach dem Abfluss des Wassers notwendig, die Sohle des Speicherraumes von Bodenschlamm zu reinigen. Hierzu wird vorgeschlagen, einen Strahl einer Spülflüssigkeit, insbesondere Wasser, dadurch taktweise wirken zu lassen, dass ein in einem Druckbehälter (2) unter Druck stehendes Gas, insbesondere Luft, durch plötzliches Öffnen einer Verbindungsleitung (3) zu einem mit Spülflüssigkeit gefüllten Behälter (1) entspannt wird, wodurch die Spülflüssigkeit durch eine Spülleitung (5) mit einer Spüldüse (6) als Spülstrahl ausgestoßen wird. Dadurch, dass auf die in dem Spülbehälter (1) gesammelte Spülflüssigkeit schlagartig der Expansionsdruck des unter Druck stehenden Gases einwirkt, wird die Spülflüssigkeit aus der entsprechend gerichteten Spülöffnung (6) ausgestoßen. <IMAGE>

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum taktweisen Erzeugen eines Strahles einer Spülflüssigkeit, insbesondere Wasser, zum Beispiel zur Reinigung der Sohle von Regenbecken, sowie eine Einrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.
Stand der Technik
Zur vorübergehenden Speicherung von Niederschlägen, welche die Kapazitäten des Kanalnetzes und der Kläranlagen übersteigen, kennt man Flüssigkeitsspeicherräume, sogenannte Regenbecken, durch die derartige Wassermengen aufgefangen und zeitlich verzögert abgegeben werden.
Die in solchen Speicherräumen ankommenden Wassermengen führen gerade zu Beginn eines Regenereignisses eine erhebliche Schmutzfracht mit sich, die sich wegen der Verringerung der Fließgeschwindigkeit zum großen Teil auf der Sohle des Speicherraumes ablagert und dort einen Bodenschlamm bildet. Da die Ausfließströmung des Wassers im Speicherraum gering ist, reicht die Schleppkraft des Wassers allein für den Abtransport der Ablagerungen nicht aus; vielmehr bleibt nach der Entleerung der überwiegende Teil des Bodenschlammes zurück. Es ist deshalb notwendig, die Sohle des Speicherraumes von diesem Bodenschlamm zu reinigen.
Die manuelle Reinigung der Sohle solcher Speicherräume bedingt einen erheblichen zeitlichen Aufwand, oft auch den Einsatz von Fremdenergie. Um die Sohle eines solchen Speicherraumes weitgehend selbsttätig und möglichst nach jedem Regenereignis reinigen zu können, kennt man die sogenannte Schwallreinigung. Hierbei wird eine bestimmte Menge einer Spülflüssigkeit, meist Speicherflüssigkeit, in Spülkammern gesammelt und aufgrund einer pegelabhängigen Steuerung nach dem Leerlaufen des betreffenden Speicherraumes durch Öffnen von Verschlüssen, wie zum Beispiel Spülklappen, plötzlich mit einem Spülschwall entleert. Der Spülschwall muss so stark sein, dass er die Ablagerungen mit sich reißt und ausschwemmt (EP-A 0 211 058).
Neben diesem Verfahren der Sohlreinigung nach dem Leerlaufen eines Speicherraumes ist es auch bekannt, durch Installation von Kreiselpumpen auf der Beckensohle die Spülflüssigkeit, gegebenenfalls auch unter Zumischung von Luft, ständig oder absatzweise durchzumischen und so das Absetzen von Sinkstoffen auf die Behältersohle möglichst zu verhindern. Nachteil dieses Systems ist neben dem hohen Energiebedarf für die Kreiselpumpen die Notwendigkeit, die Pumpen auf dem Beckenboden, also unter Wasser zu betreiben, wo sie gewartet werden müssen, aber dennoch verstopfen können. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Pumpen fest installiert sind, so dass der Strahl immer nur auf eine bestimmte Stelle des Beckenbodens hin gerichtet ist und dazwischen Stellen verbleiben können, an denen sich Schmutz ansammeln kann.
Aufgabe der Erfindung
Da die Durchmischung der Speicherflüssigkeit zur Verhinderung des Absetzens der Sinkstoffe durchaus Vorteile gegenüber einer nachträglichen Reinigung der Beckensohle hat, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses Verfahren weiterzuentwickeln, insbesondere effektiver und vor allem energiesparender zu gestalten.
Darstellung der Erfindung
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Eine zweckmäßige Einrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens ist im Anspruch 4 angegeben.
Weitere Merkmale und vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Grundlage der Erfindung ist der Gedanke, auf eine in einem Spülbehälter gesammelte Spülflüssigkeit möglichst schlagartig den Expansionsdruck eines in einem Behälter unter Druck stehenden Gases, insbesondere Luft, wirken zu lassen, wodurch die Spülflüssigkeit aus einer entsprechend gerichteten Spülöffnung an dem Spülbehälter ausgestoßen wird. Wenn sich zwischen dem Druckbehälter mit dem gespannten Gas und dem mit Spülflüssigkeit gefüllten Spülbehälter ein Verschlussorgan mit einem entsprechend großen Querschnitt befindet, dann wirkt der Gasdruck wie eine Feder schlagartig auf die nicht kompressible Spülflüssigkeit, die hierdurch mit großer Geschwindigkeit aus einer Düse am Ende der Spülleitung ausgestoßen wird.
Wenn, wie erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen wird, eine Art Bypassleitung zwischen dem Druckbehälter für das Gas und der Spüldüse vorgesehen wird, dann kann dem dort austretenden Spülstrahl auch Gas, vorzugsweise Luft, beigemischt werden. Dies ist einerseits sinnvoll, um durch die sich bildenden Gasbläschen den Energieaufwand für die Bewegung des Spülstrahls im Wasser zu verringern, andererseits, nämlich bei Zugabe von Luft, aber auch um dem Wasser Sauerstoff zuzuführen, der, vor allem bei Abwasser, die bei der Abwasserreinigung ablaufenden biologischen Abbauprozesse fördert.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt in dem geringen Energieaufwand für den Betrieb des Systems. Die Antriebsleistung für den Druckerzeuger zum Aufbau des Gasdruckes ist nur gering, vor allem aber kann sie über längere Zeit hinweg aufgebracht werden, um dann durch plötzliches Entspannen des Druckes jeweils einen Spülstoß zu erzeugen. Dabei ist die Erfindung nicht nur als Schwallspülung zur Reinigung der Sohle zum Beispiel von Regenbecken geeignet, sondern auch insbesondere in Gestalt eines Zweiphasen-Spülstrahles aus Wasser und Luft zum Durchmischen von Wasser-Feststoff-Gemischen, um die Feststoffe in Schwebe zu halten; gleiches gilt auch für Wasser-Schlamm-Gemische, die zugleich mit dem Durchmischen belüftet werden können.
Ein weiterer Vorteil dieses Systems ist, dass der Druckerzeuger für das Gas mit seiner Saugleistung auch zum Evakuieren des Spülbehälters eingesetzt werden kann, jedenfalls dann, wenn die Austrittsöffnung der Spülleitung ständig unterhalb des minimalen Flüssigkeitsspiegels in dem Flüssigkeitsbehälter liegt. Durch eine relativ einfache Regelung ist es so möglich, mittels des Druckerzeugers zunächst den Spülbehälter durch Evakuieren mit Spülflüssigkeit zu füllen und sodann den Gasdruck aufzubauen, um durch Öffnen der Verbindungsleitung zum Spülbehälter einen Spülstoß auszulösen.
Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1
eine schematische Übersicht über eine Einrichtung gemäß der Erfindung und
Fig. 2
eine Stirnansicht der Mündung der Spülleitung.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Einrichtung zur Reinigung der Sohle eines Regenbeckens erläutert. Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht aus einem Behälter 1 für eine Spülflüssigkeit, im vorliegenden Fall Wasser, und einem Druckbehälter 2 für ein Gas, im vorliegenden Fall Luft. Beide Behälter sind durch eine Verbindungsleitung 3 miteinander verbunden, die durch ein Verschlussorgan 4 verschlossen und geöffnet werden kann, welches den Querschnitt der Leitung 3 möglichst schlagartig freigibt. Dieses Verschlussorgan 4 kann beispielsweise eine motorisch angetriebene Drosselklappe sein.
Der Spülbehälter 1 besitzt von seiner Sohle ausgehend eine Spülleitung 5, die in einem Bogen nach Art eines Siphons zur Mündung 6 führt, durch welche die gesammelte Spülflüssigkeit austreten kann. Die ganze Einrichtung ist in einem Regenbecken so aufgebaut, dass zumindest die Spüldüse 6 oberhalb der zu reinigenden Behältersohle, aber unterhalb eines minimalen Wasserspiegels angeordnet ist, der bei 7 angedeutet ist. Alle anderen Bauteile können oberhalb des maximalen Wasserspiegels 8 angeordnet werden, was den Vorteil hat, dass Verschmutzungen vermieden werden können, wie sie bei Abwasser meist unvermeidlich sind.
Die erfindungsgemäße Einrichtung wird ergänzt durch einen Druckerzeuger 9, wie zum Beispiel einen Kompressor, ein Gebläse oder dergleichen, der druckseitig über eine Leitung 10 mit dem Druckbehälter 2 verbunden ist. In der Druckleitung 10 ist eine Rückschlagklappe 11 vorgesehen.
Auf der Saugseite des Druckerzeugers 9 sind über ein Dreiwegeventil 12 eine Leitung 13 zur Evakuierung des Spülbehälters 1 und eine Ansaugleitung 14 zum Ansaugen von Außenluft angeschlossen. Die Evakuierungsleitung 13 mündet in die Verbindungsleitung 3.
Zugleich zweigt von der Verbindungsleitung 3 eine Leitung 15 ab, die über ein Magnetventil 16 zu der Spülleitung 5 führt und zumindest in der Spüldüse 6 mit dieser zusammengefasst ist. Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Spüldüse 6 und lässt den Querschnitt der Spülleitung 5 und unterhalb derselben sichelförmig den Querschnitt der Gasleitung 15 erkennen.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung lässt sich wie folgt beschreiben. Bei Füllung des Regenbeckens bis zum maximalen Wasserspiegel 8 füllt sich der Spülbehälter 1 von selbst mit Speicherflüssigkeit, wenn dafür gesorgt wird, dass die dadurch aus dem Spülbehälter 1 verdrängte Luft entweichen kann. Da der maximale Wasserspiegel aber nicht bei jedem Regenereignis erreicht wird, besteht eine besonders vorteilhafte Möglichkeit nach der Erfindung darin, den Spülbehälter 1 dadurch mit Speicherflüssigkeit zu füllen, dass die darin befindliche Luft abgesaugt wird; dies ist möglich, solange der minimale Wasserspiegel 7 nicht unterschritten wird.
In diesem Fall sind bei Beginn eines Zyklus, sobald der Druckerzeuger 9 in Betrieb geht, die Drosselklappe 4 und das Magnetventil 16 geschlossen; saugseitig ist in dem Dreiwegeventil 12 die Verbindung 14 zur Außenluft geschlossen, die Evakuierungsleitung 13 jedoch frei. In dieser Phase wird der Spülbehälter 1 evakuiert und füllt sich bis zum Niveau 17 mit der bis zur Spiegelhöhe 7 anstehenden Speicherflüssigkeit. Die Saugrichtung ist durch gestrichelte Pfeile 18 angedeutet.
Beim Erreichen des Niveaus der Füllung des Spülbehälters 1 wird über ein Signal der Behälterfüllstandsmessung das Dreiwegeventil 12 umgeschaltet; damit werden die Evakuierungsleitung 13 geschlossen und die Verbindung 14 zum Ansaugen von Außenluft geöffnet (Pfeil 19). Über die Druckleitung 10 wird in dem Druckbehälter 2 der gewünschte Druck aufgebaut. Der Druck kann je nach Einsatzgebiet eine Höhe von 6, 8, 10 oder mehr bar erreichen. Die Druckauswahl erfolgt über einen Druckschalter an dem Druckerzeuger. Sobald der gewünschte Druck erreicht ist, wird der Druckerzeuger 9 ausgeschaltet.
Nach dem Leerlaufen des Regenbeckens werden zum Erzeugen eines Spülstoßes die Drosselklappe 4 und das Magnetventil 16 geöffnet. Dadurch wird der Spülbehälter 1 plötzlich mit dem Druck der in dem Druckbehälter 2 eingeschlossenen Luft beaufschlagt (Pfeil 20) mit der Wirkung, dass die in dem Spülbehälter 1 angesammelte Spülflüssigkeit aus der Spüldüse 6 herausschießt. Da zugleich auch das Magnetventil 16 in der Leitung 15 geöffnet wird, wird ein Teil der Druckluft auch in die Leitung 15 ausweichen (Pfeil 21) und mit hoher Geschwindigkeit aus der Öffnung der Bypassleitung 15 austreten. Dadurch entsteht an der Düse 6 ein zielgerichteter Zweiphasen-Spülstrahl (Pfeile 22) von hoher Energiedichte, mit Hilfe dessen nicht nur die Sohlflächen von Behältern, sondern auch Siebflächen oder dergleichen gereinigt, aber auch Flüssigkeiten durchmischt und gegebenenfalls zugleich belüftet werden können. Dieser Vorgang kann beliebig wiederholt werden.

Claims (13)

  1. Verfahren zum taktweisen Erzeugen eines Strahles einer Spülflüssigkeit, insbesondere Wasser, zum Beispiel zur Reinigung der Sohle von Regenbecken, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einem Druckbehälter (2) unter Druck stehendes Gas durch plötzliches Öffnen einer Verbindungsleitung (3) zu einem mit Spülflüssigkeit gefüllten Behälter (1) entspannt wird, wodurch die Spülflüssigkeit durch eine Spülleitung (5) als Spülstrahl ausgestoßen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des unter Druck stehenden Gases von der Verbindungsleitung (3) abgezweigt und dem aus der Spülleitung (5) an ihrer Mündung (6) austretenden Spülstrahl zugemischt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülbehälter (1) bei unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels liegender Mündung (6) der Spülleitung (5) durch Evakuieren mit der Umgebungsflüssigkeit als Spülflüssigkeit gefüllt wird.
  4. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Druckbehälter (2) zur Aufnahme eines Gases, insbesondere Luft, der über eine Verbindungsleitung (3) mit einem Behälter (1) für eine Spülflüssigkeit, insbesondere Wasser, in Verbindung steht, der seinerseits eine Spülleitung (5) für den Austritt der Spülflüssigkeit als Spülstrahl aufweist.
  5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Druckbehälter (2) über eine Druckleitung (10) ein Druckerzeuger (9), wie zum Beispiel ein Kompressor, ein Gebläse oder dergleichen für den Druckaufbau des Gases angeschlossen ist.
  6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckleitung (10) über ein Rückschlagventil (11) verfügt.
  7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass saugseitig an den Druckerzeuger (9) eine zum Spülbehälter (1) führende Saugleitung (13) zum Evakuieren desselben zum Zwecke des Füllens mit Spülflüssigkeit angeschlossen ist.
  8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugleitung (13) über ein Dreiwegeventil (12) angeschlossen ist.
  9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugleitung (13) in die Verbindungsleitung (3) zwischen Druckbehälter (2) und Spülbehälter (1) mündet.
  10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass von der Verbindungsleitung (3) zwischen Druckbehälter (2) und Spülbehälter (1) eine Gasleitung (15) abzweigt, die zur Mündung (6) der Spülleitung (5) verläuft und dort zur Erzeugung eines Zweiphasen-Spülstrahles mit dieser zusammengeführt ist.
  11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Spülbehälter (1) austretende Spülleitung (5) einen Siphon aufweist.
  12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (3) zwischen Druckbehälter (2) und Spülbehälter (1) über einen den Leitungsquerschnitt schlagartig freigebenden Verschluss (4), zum Beispiel eine Drosselklappe, verfügt.
  13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülbehälter (1) in einem Flüssigkeitsbehälter, zum Beispiel einem Regenbecken, einem Abwasserreinigungsbecken oder dergleichen so angeordnet ist, dass die Mündung (6) der Spülleitung (5) unterhalb des minimalen Flüssigkeitsspiegels (7) liegt.
EP01129937A 2000-12-28 2001-12-17 Verfahren zum taktweisen Erzeugen eines Strahles einer Spülflüssigkeit, insbesondere Wasser, sowie Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens Withdrawn EP1219360A3 (de)

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