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Die Erfindung bezieht sich auf einen Bauteilesatz, um zusammen mit einer Kartusche, die ein Gehäuse mit wenigstens einem flüssigkeitsdurchlässigen Einlass, wenigstens einem flüssigkeitsdurchlässigen Auslass und einem zwischen dem wenigstens einen Einlass und dem wenigstens einem Auslass gelegenen umlaufenden Abdichtteil aufweist, ein gravitationsgetriebenes Flüssigkeitsbehandlungssystem zu bilden, welcher Bauteilesatz Folgendes umfasst:
einen Behälter zur Aufnahme zu behandelnder Flüssigkeit,
einen Systemteil mit einer Wandung, die eine Aufnahmekammer für zumindest einen Teil der Kartusche definiert, die zumindest im Betrieb flüssigkeitsdicht an eine Öffnung in einer Behälterwand an einem Boden des Behälters anschließt, und eine zum Inneren des Behälters offene Mündung aufweist, in die die Kartusche einsetzbar ist,
wobei in der Wandung beabstandet zur Mündung der Aufnahmekammer wenigstens ein flüssigkeitsdurchlässiger Auslass vorgesehen ist; und
ein Flüssigkeitsbehandlungsmodul, das wenigstens einen ein poröses, flüssigkeitsdurchlässiges Gebilde umfassenden Flüssigkeitsbehandlungsabschnitt und einen Trägerteil umfasst,
wobei das Flüssigkeitsbehandlungsmodul an der vom Inneren der Behälter abgewandten Seite des Behälters an einem des Systemteils und des Behälters lösbar fixierbar ist, so dass das Flüssigkeitsbehandlungsmodul die Mündung und/oder wenigstens einen der wenigstens einen Auslässe in der Wandung überdeckt.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Gravitationsgetriebenes Flüssigkeitsbehandlungssystem, umfassend:
eine Flüssigkeitsbehandlungskartusche mit einem Gehäuse,
wobei das Gehäuse wenigstens einen flüssigkeitsdurchlässigen Einlass, wenigstens einen flüssigkeitsdurchlässigen Auslass und einen zwischen dem wenigstens einen Einlass und dem wenigstens einem Auslass gelegenen umlaufenden Abdichtteil aufweist;
einen Behälter zur Aufnahme zu behandelnder Flüssigkeit;
einen Systemteil mit einer Wandung, die eine Aufnahmekammer für zumindest einen Teil der Kartusche definiert, die zumindest im Betrieb flüssigkeitsdicht an eine Öffnung in einer Behälterwand am Boden des Behälters anschließt, und eine zum Inneren des Behälters offene Mündung aufweist,
wobei die Kartusche in die Mündung einsetzbar ist, so dass der Abdichtteil ihres Gehäuses dichtend gegen eine von wenigstens einem des Behälters und des Systemteils gebildete Dichtfläche anliegt,
wobei in der Wandung stromabwärts der Dichtfläche wenigstens ein flüssigkeitsdurchlässiger Auslass vorgesehen ist; und
ein Flüssigkeitsbehandlungsmodul, das wenigstens einen ein poröses, flüssigkeitsdurchlässiges Gebilde umfassenden Flüssigkeitsbehandlungsabschnitt und einen Trägerteil umfasst,
wobei das Flüssigkeitsbehandlungsmodul an der vom Inneren des Behälters abgewandten Seite des Behälters an einem des Systemteils und des Behälters lösbar fixierbar ist, so dass das Flüssigkeitsbehandlungsmodul die Mündung und/oder wenigstens einen der wenigstens einen Auslässe in der Wandung überdeckt.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Flüssigkeitsbehandlungsmodul eines solchen Bauteilesatzes.
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Die
US 6,405,875 offenbart eine Wasserfiltrationsvorrichtung, die einfach an einer bestehenden Wasserfilterkaraffe befestigt werden kann, um die Karaffe in eine effektive zystenreduzierende Wasserfilterkaraffe umzuwandeln. Insbesondere umfasst die Wasserfiltrationsvorrichtung ein lösbares zystenreduzierendes Filtrationselement mit einer großen Oberfläche. Das zystenreduzierende Filtrationselement ist zur Befestigung an einer Unterrand einer Filtrationskartuschenhülse einer Wasserfilterkaraffe eingerichtet, wobei die Kartuschenhülse einstückig mit der unteren Oberfläche eines Reservoirs der Wasserfilterkaraffe für unbehandeltes Wasser ausgeführt ist. Die Kartuschenhülse umfasst eine mit einem Ionenaustauscherharz und Kohlepartikeln befüllte Filtrationskartusche. In den Ausführungsformen ist das zystenreduzierende Filtrationselement eine Wabenförmige Zellenstruktur. Es kann aus einem einer Vielzahl verschiedener mikroporöser Materialien, die eine ausreichend feine Porosität aufweisen, um eine effektive Zystenreduktion zu bieten, gebildet werden. Zudem muss das mikroporöse zystenreduzierende Filtrationselement eine hohe spezifische Oberfläche bieten, um bei nur Gravitationseinwirkung ausreichende Wasserfiltrationsgeschwindigkeiten zu gewährleisten.
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Macht man die Porosität zu hoch, wird das nach unten abstehende Filtrationselement zerbrechlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zur Grunde, einen Bauteilesatz und ein gravitationsgetriebenes Flüssigkeitsbehandlungssystem anzugeben, die die Handhabung des Flüssigkeitsbehandlungsmoduls vereinfachen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe mit einem Bauteilesatz der eingangs bezeichneten Art gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das poröse Gebilde aus thermisch gebundenem Material gebildet und in einem flüssigkeitsdurchlässigen Fenster im Trägerteil angeordnet ist.
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Dadurch, dass das poröse Gebilde in einem Fenster angeordnet ist, wird es vom Trägerteil umrahmt. Der Flüssigkeitsbehandlungsabschnitt flüchtet mit der Oberfläche des Trägerteils oder ist gegenüber dieser leicht zurückversetzt angeordnet. Somit schätzt der Trägerteil den Flüssigkeitsbehandlungsabschnitt und insbesondere das poröse Gebilde. Es kann dadurch nicht so leicht an seinen Rändern zerbröseln.
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Das Gebilde kann plattenförmig gestaltet sein, mithin eine im Wesentlichen uniforme Dicke aufweisen und auf zwei gegenüberliegenden Seiten von je einer im Verhältnis zur Dicke sehr ausgedehnte Fläche begrenzt sein. Es kann dabei jedoch in Form einer Platte mit einer Krümmung gestaltet sein. Im Übrigen wird das Gebilde generell im Wesentlichen selbsttragend sein. Dadurch, dass es aus thermisch gebundenem Material ist, kann die spezifische Oberfläche vergleichsweise groß sein, wie auch die Porosität. Es werden deshalb eine gute Durchströmbarkeit und, insbesondere, wenn das thermisch gebundene Material ein aktives Material wie einen Sorbent umfasst, eine effektive Behandlung bei geringer Dicke erreicht. Außer eventuell an den Rändern liegt der Flüssigkeitsbehandlungsabschnitt frei, so dass die Flüssigkeit durch eine freiliegende Fläche eintreten und durch eine gegenüberliegende freiliegende Fläche wieder austreten kann. Der Trägerteil ist dagegen für die Flüssigkeit undurchlässig, so dass eine Umgehung des Flüssigkeitsbehandlungsabschnitts verhindert wird. Das poröse Gebilde ist dagegen, wie auch der Flüssigkeitsbehandlungsabschnitt insgesamt, flüssigkeitsdurchlässig.
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Dadurch, dass das Modul an der vom Inneren der Behälter abgewandten Seite des Behälters an einem des Systemteils und des Behälters lösbar fixierbar ist, kann das Flüssigkeitsbehandlungsmodul ausgetauscht oder als Nachrüstteil bereitgestellt werden. In fixiertem Zustand überdeckt es die Mündung und/oder wenigstens einen der wenigstens einen Auslässe in der Wandung, so dass Flüssigkeit nicht zwischen dem Modul und dem Systemteil und/oder dem Behälter entweichen kann. Die Flüssigkeit ist gezwungen, durch einen der Flüssigkeitsbehandlungsabschnitte zu strömen.
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Im Betrieb wird eine Kartusche in einen Kartuschensitz eingesetzt, der durch den Behälter und/oder den Systemteil gebildet wird. Der umlaufende Abdichtteil liegt dabei gegen eine Dichtfläche des Kartuschensitzes an, so dass die Flüssigkeit nur in die Aufnahmekammer gelangen kann, indem sie durch die Kartusche strömt. Die Kartusche kann mit einem Flüssigkeitsbehandlungsmedium befüllt sein. Der Flüssigkeitsbehandlungsabschnitt kann die Behandlung durch das Medium ergänzen oder eine vom Medium abgegebene Substanz, beispielsweise mit antibakteriologischer Wirkung, wieder aus der Flüssigkeit entfernen.
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Die zu behandelnde Flüssigkeit kann Wasser sein, beispielsweise Leitungswasser. In diesem Fall ist das Flüssigkeitsbehandlungsmedium in der Kartusche folglich ein Wasserbehandlungsmedium.
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In einer Ausführungsform ist das Flüssigkeitsbehandlungsmodul mittels wenigstens eines Fixierelementes, das in zumindest einem Abschnitt elastisch ist, fixierbar.
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Das Fixierelement kann ein Klemmelement sein. Es kann auch ein Rastelement sein. In dieser Ausführungsform kann das Flüssigkeitsbehandlungsmodul mit einer geradlinigen Bewegung, beispielsweisen durch Ein- oder Aufstecken, fixiert werden. Es braucht nicht gedreht zu werden, wie es bei einem Gewinde oder einem Bajonettverschluss der Fall wäre. Dadurch kann die Querschnittsform der Aufnahmekammer auch von einer kreisrunden Form abweichen.
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In einer Ausführungsform umfasst das Fixierelement ein elastisches Dichtelement.
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Die Anzahl der Bauteile wird durch die Vereinigung der Dicht- und Haltefunktionen vergleichsweise gering bleiben.
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In einer Ausführungsform umfasst wenigstens eines der wenigstens einen porösen Gebilden ein Material zur Behandlung der Flüssigkeit in einem diffusiven Prozess, beispielsweise einen Sorbent.
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Die Behandlung ist folglich nicht auf mechanische Filtration beschränkt. Dadurch, dass das Material thermisch gebunden ist, kann es eine vergleichsweise große spezifische Oberfläche aufweisen. Die Wirksamkeit der Behandlung wird dadurch erhöht, ohne dass die Dicke des porösen Gebildes erhöht zu werden braucht. Die Porosität kann auch vergleichsweise hoch sein. Statt eines Sorbents kann das Material auch ein sich allmählich auflösendes Material umfassen. Wenn das Material einen Sorbent umfasst, kann dieser Aktivkohle, Schwermetallfänger, aber auch Ionenaustauscher oder Kombinationen derselben umfassen.
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In einer Ausführungsform umfasst das thermisch gebundene Material, beispielsweise mehrheitlich, partikelförmiges Material.
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In dieser Ausführungsform sind zahlsmäßig mehr Partikel als faserförmige Teilchen vorhanden. In einer Ausführungsform bilden die Partikel mehr als 90% der Masse der Materialmischung, die zum porösen Gebilde verarbeitet wird. In einer Ausführungsform besteht das poröse Gebilde im Wesentlichen aus thermisch gebundenem partikelförmigem Material. Zwischen den Partikeln werden in etwa punktförmige Kontaktstellen gebildet, so dass vergleichsweise viel freie Oberfläche verfügbar bleibt.
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In einer Ausführungsform weist wenigstens einer der Flüssigkeitsbehandlungsabschnitte wenigstens ein eine Oberfläche des porösen Gebildes überlagerndes, flüssigkeitsdurchlässiges, textiles Flächengebilde auf.
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Das textile Flächengebilde kann eine Gewebe oder ein Gewirk sein. Es kann insbesondere ein Vlies, beispielsweise aus thermisch punktgebundenen Fasern aus Polyethylen oder Polypropylen, sein. Das textile Flächengebilde ermöglicht eine vergleichsweise lockere Bindung des das poröse Gebilde bildenden Materials, da eventuell ausgespültes Material durch das Flächengebilde zurückgehalten wird. Dies ermöglicht auch den Einsatz partikelförmigen Materials mit geringerer Partikelgröße. Ferner wird Abrieb während des Transports vermieden. Das textile Flächengebilde schützt auch die Oberfläche des porösen Gebildes vor Stößen.
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In einer Ausführungsform ist wenigstens einer der Flüssigkeitsbehandlungsabschnitte von einem Flüssigkeitsbehandlungselement gebildet, das ein poröses Gebilde in Form eines porösen Körpers umfasst und an seinen Rändern zumindest an einer im Betrieb vom Behälter abgewandten Seite vom Trägerteil eingefasst ist.
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In dieser Ausführungsform wird das Flüssigkeitsbehandlungselement, insbesondere auch der poröse Körper, gesondert hergestellt. Beispielsweise kann er aus einer Platte gestanzt oder geschnitten werden. Wenigstens die im Betrieb nach außen gerichtete Fläche des Flüssigkeitsbehandlungselements ist gegenüber der Fläche des sie umrahmenden Abschnitts des Trägerteils leicht zurückversetzt angeordnet und wird so geschützt.
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In einer Ausführungsform ist wenigstens eines der wenigstens einen Flüssigkeitsbehandlungselemente an seinen Rändern an beiden Seiten vom Trägerteil eingefasst.
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Dies schützt das Flüssigkeitsbehandlungselement vergleichsweise gut während des Transports und der Herstellung. Ferner kann keine Flüssigkeit seitlich in den porösen Körper eintreten und auf diese Weise einen kürzeren Weg durch den porösen Körper zurücklegen.
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In einer Ausführungsform weist die Aufnahmekammer einen von einer kreisrunden Form abweichenden Querschnitt auf.
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Der Querschnitt kann beispielsweise oval, insbesondere elliptisch sein. Eine andere Form mit einer längeren Hauptachse und einer kürzeren Nebenachse, die in Bezug auf diese Achsen symmetrisch ist, gehört auch zu den Möglichkeiten. Ein Beispiel wäre ein Rechteck mit abgerundeten Ecken. In dieser Ausführungsform kann das Gesamtsystem in einer Richtung gewisse Abmessungsgrenzen einhalten, aber es kann trotzdem eine Kartusche mit genügend Volumen eingesetzt werden. Dabei brauchen die Bauhöhe der Kartusche und die der Aufnahmekammer nicht vergrößert zu werden.
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In einer Ausführungsform umfasst die Wandung des Systemteils, die die Aufnahmekammer definiert, eine der Mündung gegenüberliegende Bodenwand, in der wenigstens eine Auslauföffnung vorgesehen ist.
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Die Bodenwandung bestimmt die Auslaufgeschwindigkeit im Vergleich zu einem nach unten offenen Systemteil mit nur einer hülsenförmigen Wandung. Dadurch kann auch die Durchlaufgeschwindigkeit der Kartusche und somit die Verweilzeit der Flüssigkeit in der Kartusche festgelegt werden.
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In einer besonderen Ausführungsform ist an die Bodenwand wenigstens ein in die Aufnahmekammer weisender Hohlkörper angeformt, der wenigstens eine der wenigstens einen Auslauföffnungen umgibt.
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Der Hohlkörper kann im Betrieb in eine Einstülpung in einer Bodenwand der Kartusche eintauchen, beispielsweise um die Kartusche zu zentrieren oder um zwischen der Bodenwand und dem Hohlkörper einen Strömungskanal mit reduzierter Querschnittsfläche zu bilden. Um den Hohlkörper herum bleibt im Bodenbereich der Aufnahmekammer Flüssigkeit stehen, so dass zum Beispiel ein unterer Bereich der Füllung der Kartusche vor Austrocknen bewahrt werden kann. Wenn dieser Bereich Material mit oligodynamischer Wirkung umfasst, kann dies erstrebenswert sein.
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In einer Ausführungsform ist das Flüssigkeitsbehandlungsmodul auf den Systemteil steckbar.
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Im Vergleich zu einem Flüssigkeitsbehandlungsmodul, das in eine Öffnung im Systemteil steckbar ist, bleiben im Systemteil vorgesehene Auslauföffnungen frei. Außerdem ist es möglich ein Flüssigkeitsbehandlungselement mit einer größeren durchströmbaren Fläche als eine solche Auslauföffnung beabstandet zur Auslauföffnung anzuordnen. Der Gesamtströmungswiderstand kann somit leichter gering gehalten werden.
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In einer Ausführungsform umfasst die Wandung des Systemteils, die die Aufnahmekammer definiert, eine in sich um eine quer zur Mündung ausgerichtete Achse geschlossene Umfangswandung.
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In dieser Umfangswandung können jedoch flüssigkeitsdurchlässige Fenster angeordnet sein.
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In einer besonderen Ausführungsform umfasst das Flüssigkeitsbehandlungsmodul eine Seitenwandung, wobei das Flüssigkeitsbehandlungsmodul auf den Systemteil steckbar ist, so dass die Seitenwandung über mindestens einen Teil, beispielsweise mehr als die Hälfte, der axialen Abmessung der Umfangswandung die Umfangswandung umgibt.
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Hierdurch wird erreicht, dass die Auswirkung des Flüssigkeitsbehandlungsmoduls auf die Durchlaufgeschwindigkeit durch die Kartusche gering bleibt. Zwischen der Umfangswandung und der Seitenwandung kann sich Flüssigkeit sammeln, die nicht gleich durch den oder die Flüssigkeitsbehandlungsabschnitte fließen kann. Es können aber auch mehr oder vergleichsweise große Flüssigkeitsbehandlungsabschnitte vorgesehen werden.
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In einer besonderen Ausführungsform ist zumindest in fixiertem Zustand, näher zur Behälterbodenwand als zu einem gegenüberliegenden axialen Ende der Umfangswandung wenigstens eine Dichtung zwischen der Umfangswandung und der Fassung angeordnet.
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Somit wird um die Umfangswandung herum ein geschlossener Raum zur Aufnahme der Flüssigkeit gebildet.
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In einer anderen Ausführungsform ist das Flüssigkeitsbehandlungsmodul am Behälter lösbar fixierbar und bildet das Flüssigkeitsbehandlungsmodul zumindest einen Teil des Systemteils mit der Wandung, die die Aufnahmekammer definiert.
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In dieser Ausführungsform kann der Strömungswiderstand vergleichsweise gering sein. Ferner wird Material eingespart. Es kann ein modulares Flüssigkeitsbehandlungssystem mit zwei verschiedenen Systemteilen mit einer Wandung, die die Aufnahmekammer bilden, bereitgestellt werden. In einem dieser Systemteile ist in der Wandung wenigstens ein Flüssigkeitsbehandlungsabschnitt vorgesehen. In dem anderen ist ein anders gestalteter bzw. zusammengesetzter oder kein Flüssigkeitsbehandlungsabschnitt vorgesehen.
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In einer besonderen Ausführungsform umfasst die Wandung eine in sich um eine quer zur Mündung ausgerichtete Achse geschlossene Seitenwandung, und es ist in einem Fenster in der Seitenwandung wenigstens einer der Flüssigkeitsbehandlungsabschnitte angeordnet.
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Hierdurch kann der Strömungswiderstand noch geringer sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das gravitationsgetriebenes Flüssigkeitsbehandlungssystem dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Gebilde aus thermisch gebundenem Material gebildet und in einem Fenster des Trägerteils angeordnet ist.
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Das Gehäuse der Kartusche kann ein Flüssigkeitsbehandlungsmedium enthalten. Das im Kartuschengehäuse enthaltene Flüssigkeitsbehandlungsmedium kann ein Medium zur Behandlung von Flüssigkeit in einem diffusiven Prozess sein. Beispielsweise kann es wenigstens einen Sorbent umfassen. Es kann insbesondere Aktivkohle, einen oder mehrere Ionenaustauscher und/oder einen oder mehrere Schwermetallfänger umfassen. Das Flüssigkeitsbehandlungsmedium kann ein Granulat umfassen, in welchem Falle den wenigstens einen flüssigkeitsdurchlässigen Auslässen mechanische Filter zum Zurückhalten des Granulats zugeordnet sein können. Alternativ oder ergänzend kann das Flüssigkeitsbehandlungsmodul diese Funktion übernehmen.
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Das Flüssigkeitsbehandlungssystem kann einen erfindungsgemäßen Bauteilesatz umfassen.
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In einer Ausführungsform, in der die Wandung des Systemteils, die die Aufnahmekammer definiert, eine der Mündung gegenüberliegende Bodenwand umfasst, in der wenigstens eine Auslauföffnung vorgesehen ist, wobei an die Bodenwand wenigstens ein in die Aufnahmekammer weisender Hohlkörper angeformt ist, der wenigstens eine der wenigstens einen Auslauföffnungen umgibt, weist die Kartusche eine Bodenwand auf, in der eine Einstülpung vorgesehen ist, die zumindest einen Endabschnitt des Hohlkörpers bei eingesetzter Kartusche umgibt.
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Zwischen der Seitenwand des Hohlkörpers und der Wandabschnitt der Kartusche, der die Einstülpung definiert, bildet sich bei eingesetzter Kartusche einen Kanal. Beim Einsetzen der Kartusche wirken der Hohlkörper und die Einstülpung zusammen, um die Kartusche zu zentrieren.
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In einer Ausführungsform ist in der Einstülpung ein nach außen weisender Dorn angeordnet, und es ist zumindest ein Endabschnitt des Dorns bei eingesetzter Kartusche in den Hohlkörper aufgenommen.
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Dies ermöglicht eine vergleichsweise genaue Zentrierung. Ferner können sich zwischen dem Dorn und der Innenseite des Hohlkörpers ein oder mehrere Kanäle bilden, deren Querschnittsfläche für die Durchflussgeschwindigkeit bestimmend ist.
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In einer besonderen Ausführungsform weisen der Dorn außenseitig und der Hohlkörper innenseitig zusammenwirkende Fixierelemente, beispielsweise wenigstens ein Rastelement umfassend, auf.
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Dies ermöglicht eine vergleichsweise genaue axiale Positionierung der Kartusche in Bezug auf den durch mindestens einen des Behälters und des Systemteils gebildeten Kartuschensitz.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung umfasst ein Flüssigkeitsbehandlungsmodul eines erfindungsgemäßen Bauteilesatzes:
wenigstens einen Flüssigkeitsbehandlungsabschnitt, der ein poröses Gebilde aus thermisch gebundenem Material umfasst;
einen Trägerteil, wobei das poröse Gebilde in einem flüssigkeitsdurchlässigen Fenster im Trägerteil angeordnet ist; und
wenigstens ein Fixierelement zur Fixierung des Flüssigkeitsbehandlungsmoduls.
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Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 ein kannenförmiges gravitationsgetriebenes Flüssigkeitsbehandlungssystem;
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2 einen Querschnitt einer Kartusche für das in 1 gezeigte System;
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3 einen Querschnitt einer Aufnahmekammer für die in 2 dargestellte Kartusche;
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4 einen Querschnitt der Kartusche und der Aufnahmekammer in Detailansicht;
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5 einen Querschnitt eines ersten Flüssigkeitsbehandlungsmoduls für das in den 1–4 dargestellte System;
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6 einen Querschnitt eines zweiten Flüssigkeitsbehandlungsmoduls für das in den 1–4 dargestellte System;
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7 einen Querschnitt eines dritten Flüssigkeitsbehandlungsmoduls für das in den 1–4 dargestellte System; und
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8 einen Querschnitt einer Variante des in den 1–4 dargestellten Systems, in der ein viertes Flüssigkeitsbehandlungsmoduls die Aufnahmekammer definiert.
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Ein Beispiel eines gravitationsgetriebenen Flüssigkeitsbehandlungssystems umfasst eine Kanne 1 mit einem Deckel 2, in dem eine von einem Verschluss 3 verschließbare Einfüllöffnung vorgesehen ist. Andere Beispiele eines gravitationsbetriebenen Flüssigkeitsbehandlungssystems umfassen eine Karaffe oder einen Tank, beispielsweise einen in einem Kühlschrank oder einem Elektrokleingerät angeordneten Tank.
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In der Kanne 1 ist ein Trichter 4 aufgehängt. Er bildet ein Reservoir für zu behandelnde Flüssigkeit, die über die Einfüllöffnung eingefüllt werden kann. Von der Trichterwandung steht nach unten ein Trichterteil 5 mit einer Wandung ab, die eine Aufnahmekammer für den unteren Teil einer Kartusche 6 (2) definiert. Die Aufnahmekammer hat eine zum Inneren des Trichters 4 offene Mündung in Form einer Öffnung 7 (3) in der Trichterwand im Bodenbereich des Trichters 4. In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist der Trichterteil 5 integraler Bestandteil des Trichters 4.
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Es lässt sich eine Achse 8 (3) definieren, die quer zur Öffnung 7 ausgerichtet ist. Die Kartusche 6 wird in axiale Richtung in die Aufnahmekammer hineingeführt. Die Wandung des die Aufnahmekammer definierenden Trichterteils 5 umfasst an einem zur Öffnung 7 gegenüberliegenden axialen Ende eine Bodenwand 9 und ferner eine Umfangswandung 10. In der Bodenwand 9 ist eine Auslauföffnung 11 vorgesehen. An die Bodenwand 9 ist ein Hohlkörper 12 angeformt, der in die Aufnahmekammer weist und die Auslauföffnung 11 umgibt. Am gegenüberliegenden axialen Ende ist der Hohlkörper offen und innenseitig mit Wulstabschnitten 13a, b (3) versehen.
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Das Kartuschengehäuse umfasst eine Kartuschenbodenwand 14 mit einer Einstülpung 15, in der ein nach außen weisender Dorn 16 angeordnet ist. Wenn die Kartusche 6 in den Kartuschensitz eingesetzt wird, wird ein Endabschnitt des Dorns 16 in den Hohlkörper 12 aufgenommen. Der Dorn 16 ist an seiner Außenseite benachbart zum freien axialen Ende mit einer Wulst 17 (2) oder mit Wulstsegmenten versehen, die mit den Wulstabschnitten 13a, b zusammenwirkt. Insbesondere rastet diese Wulst 17 hinter den Wulstabschnitten 13a, b ein, wenn die Kartusche 6 eine vorgesehene axiale Position erreicht hat, in der sie dichtend in den Kartuschensitz eingesetzt ist.
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Unschwer erkennbar ist, dass sowohl das Gehäuse der Kartusche 6 als auch die Aufnahmekammer einen von einer kreisförmigen Form abweichenden Querschnitt aufweisen. Dadurch kann die Kanne 1 in ein Kühlschranktürfach gestellt werden.
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Das Gehäuse der Kartusche 6 weist in einem Gehäusedeckel 18 (2) flüssigkeitsdurchlässige Einlassöffnungen 19a–f und in der Kartuschenbodenwand 14 zwei mit einem (nicht dargestellten) Gitter versehene Auslassöffnungen 11a, b. Der Kartuschenbodenwand 14 ist Teil eines becherartigen Basisteils, mit dem der Kartuschengehäusedeckel 18 verbunden, beispielsweise verschweißt, ist. Zwischen den Auslassöffnungen 20a, b (4) und den Einlassöffnungen 19a–f ist am oberen Rand des becherartigen Basisteils ein umlaufender Dichtrand 21 integral ausgeformt. Dieser Dichtrand 21 wirkt mit dem Kartuschensitz zusammen, um bei eingesetzter Kartusche 6 die Aufnahmekammer zu verschließen, so dass Flüssigkeit nur durch die Kartusche in die Aufnahmekammer gelangen kann. Zwischen dem becherartigen Basisteil und dem Gehäusedeckel 18 ist eine Kammer 22 (2) für ein (nicht gezeigtes) granulares Flüssigkeitsbehandlungsmedium definiert.
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Um die Wirkung dieses Flüssigkeitsbehandlungsmediums zu ergänzen oder eine oder mehrere von ihm abgegebene Substanzen wieder aus der Flüssigkeit zu entfernen ist ein Flüssigkeitsbehandlungsmodul vorgesehen.
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Ein erstes solches Flüssigkeitsbehandlungsmodul 23 (5) umfasst eine Fassung 24 aus undurchlässigem Material, in der ein Flüssigkeitsbehandlungselement an seinen Rändern eingefasst ist. Flüssigkeitsdurchlässige Fenster in der Fassung 24 ermöglichen es der Flüssigkeit, durch Hauptflächen des Flüssigkeitsbehandlungselements zu fließen. Das Flüssigkeitsbehandlungselement umfasst einen porösen, plattenförmigen Körper 25 aus thermisch gebundenem partikelförmigem Material, dessen eine Hauptfläche von einem Vlies 26 überzogen ist. In einer alternativen Ausführungsform ist auch die gegenüberliegende Hauptfläche von einem solchen Vlies überzogen.
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Das partikelförmige Material umfasst einen Binder und eine oder mehrere aktive Substanzen zur Behandlung der Flüssigkeit in einem diffusiven Prozess, beispielsweise einen oder mehrere Sorptionsmittel wie Aktivkohle oder Schwermetallfänger. Der Binder ist zum Beispiel ultrahochmolekulares Polyethylen. Nähere Einzelheiten eines möglichen Herstellungsverfahrens gibt zum Beispiel
Strauß, S, "Gesinterte Kunststoff-Formteile für die Fest-/Flüssig-Filtration", Technische Mitteilungen 85(2), Juli 1992, pp. 100–104.
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Das Flüssigkeitsbehandlungselement kann beispielsweise durch Umspritzen in der Fassung 24 angeordnet werden.
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Die Fassung 24 weist innenseitig eine Nut 27 auf, in der eine elastische Dichtung 28 angeordnet ist. In einer alternativen Ausführungsform wird die Fassung 24 stattdessen durch 2-Komponente-Spritzgießen hergestellt, so dass eine integrale elastische Dichtung vorgesehen ist.
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Das erste Flüssigkeitsbehandlungsmodul 23 kann auf das axiale Ende des Trichterteils 5 gesteckt werden, so dass es die Auslauföffnung 11 überdeckt. Dabei dichtet die Dichtung 28 gegen die Umfangswandung 10 ab. Gleichzeitig übt sie eine Klemmkraft aus, die das erste Flüssigkeitsbehandlungsmodul 23 am Trichterteil 5 fixiert. Durch Ausüben einer ausreichend hohen Kraft kann das erste Flüssigkeitsbehandlungsmodul 23 wieder vom Trichterteil 5 abgezogen werden.
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Die Fassung 24, die Dichtung 28 und das Flüssigkeitsbehandlungselement weisen, in axialer Richtung betrachtet, eine von einer kreisrunden Form abweichende Form auf. Sie können beispielsweise oval gestaltet sein. Die Form entspricht der des Trichterteils 5.
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Ein zweites Flüssigkeitsbehandlungsmodul 29 (6) entspricht weitgehend dem ersten Modul 23. Es weist jedoch zusätzlich Schnapphaken 30a–c auf, mit denen es an der Umfangswandung 10 des Trichterteils 5 fixierbar ist. Hierzu ist diese Umfangswandung 10 beispielsweise mit (nicht gezeigten) Ausnehmungen oder Hinterschneidungen versehen.
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Ansonsten umfasst das zweite Modul 29, wie das erste Flüssigkeitsbehandlungsmodul 23, eine Fassung 31, ein aus einem porösen Körper 32 und einem Vlies 33 bestehendes Flüssigkeitsbehandlungselement und eine Dichtung 34 in einer Nut 35. Die obigen Ausführungen zu diesen Teilen des ersten Moduls 23 gelten deshalb auch für die entsprechenden Teile des zweiten Moduls 29. Die Schnapphaken 30a–c sind einstückig mit der Fassung 31 ausgeformt.
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Ein drittes Flüssigkeitsbehandlungsmodul 36 (7) weist eine Fassung auf, die eine Modulseitenwandung 37 umfasst. In der Modulseitenwandung 37 sind Flüssigkeitsbehandlungselemente 38a–c eingefasst. Zusätzlich ist im Bodenbereich ein Flüssigkeitsbehandlungselement 39 eingefasst. Jedes der Flüssigkeitsbehandlungselemente 38a–c, 39 ist in einem flüssigkeitsdurchlässigen Fenster in einem ansonsten flüssigkeitsundurchlässigen Trägerteil des dritten Flüssigkeitsbehandlungsmoduls 36 angeordnet.
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Die Flüssigkeitsbehandlungselemente 38a–c in der Modulseitenwandung 37 bestehen je aus einem porösen, flüssigkeitsdurchlässigen Körper 40a–b, dessen beide Hauptflächen je von einem Vlies 41a–d überzogen sind. Dagegen besteht das bodenseitige Flüssigkeitsbehandlungselement 39 aus einem porösen Körper 42, von dem nur eine nach außen gerichtete Hauptfläche von einem Vlies 43 überzogen ist. In einer alternativen Ausführungsform kann es jedoch wie die anderen Flüssigkeitsbehandlungselemente 38a–c gestaltet sein.
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Obwohl die Dicke eines jeden Flüssigkeitsbehandlungselementes 38a–c in der Modulseitenwandung 37 im Wesentlichen uniform ist, können sie, wie die Modulseitenwandung 37, eine Krümmung aufweisen.
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Die Körper 40a–b, 42 und die Vliese 41, 43 entsprechen in ihrer Beschaffenheit denen des ersten und des zweiten Flüssigkeitsbehandlungsmoduls 23, 29.
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An der Innenseite ist das dritte Flüssigkeitsbehandlungsmodul 36 mit einer umlaufenden Nut 44 versehen, in der eine Dichtung 45 angeordnet ist. Das dritte Flüssigkeitsbehandlungsmodul 36 kann auf das axiale Ende des Trichterteils 5 gesteckt werden, so dass es die Auslauföffnung 11 überdeckt. Die Modulseitenwandung 37 umgibt die Umfangswandung 10 des Trichterteils 5 über mehr als die Hälfte deren axialen Abmessung. Dabei dichtet die Dichtung 45 gegen die Umfangswandung 10 ab. Gleichzeitig übt sie eine Klemmkraft aus, die das dritte Flüssigkeitsbehandlungsmodul 36 am Trichterteil 5 fixiert. Durch Ausüben einer ausreichend hohen Kraft kann das dritte Flüssigkeitsbehandlungsmodul 36 wieder vom Trichterteil 5 abgezogen werden.
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Die Modulseitenwandung 37 und die Dichtung 45 weisen, in axialer Richtung betrachtet, eine von einer kreisrunden Form abweichende Form auf. Sie können beispielsweise oval gestaltet sein. Die Form entspricht der des Trichterteils 5. Allerdings ist in fixiertem Zustand zwischen der Modulseitenwandung 37 und der Umfangswandung 10 ein gewisser Abstand vorhanden, sodass die aus der Auslauföffnung 11 tretende Flüssigkeit die Flüssigkeitsbehandlungselemente 38a–c erreichen und durch sie hindurch in die Kanne 1 fließen kann.
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Ein viertes Flüssigkeitsbehandlungsmodul 46 (8) unterscheidet sich von den anderen Modulen 23, 29, 36 dadurch, dass es den Trichterteil 5 ersetzt, indem es eine Aufnahmekammer für die Kartusche 6 definiert.
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Im Bodenbereich einer Trichterwandung 47 ist eine Öffnung 48 angebracht, die eine Mündung der Aufnahmekammer bildet. Das vierte Flüssigkeitsbehandlungsmodul 46 ist am durch die Trichterwandung 47 definierten Behälter lösbar fixierbar. Im dargestellten Beispiel sind Schnapphaken 49a, b durch die Trichterwandöffnung 48 führbar, so dass sie hinter der Trichterwandung 47 einrasten. Durch eine Dichtung 50 wird gewährleistet, dass das Flüssigkeitsbehandlungsmodul 46 flüssigkeitsdicht an die Trichterwandöffnung 48 anschließt und die Mündung der Aufnahmekammer dabei überdeckt.
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Das vierte Behandlungsmodul 46 umfasst einen Trägerteil aus flüssigkeitsundurchlässigem Material, der eine Umfangswandung 51, eine Bodenwand 52 und einen oberen Wandabschnitt 53 umfasst. Die Umfangswandung 51 ist in sich um eine senkrecht zur Trichterwandöffnung 48 ausgerichtete Achse 54 geschlossen. In Querschnitt betrachtet, mit der Querschnittsebene senkrecht zur Achse 54, weist sie eine von einer kreisrunden Form abweichende Form ab. Beispielsweise ist sie oval oder elliptisch.
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Die Dichtung 45 ist in einer nach oben offenen Nut 55 im oberen Wandabschnitt 53 angeordnet. Die Schnapphaken 49 stehen vom oberen Wandabschnitt 53 ab. Sie sind in diesem Beispiel einstückig mit dem Trägerteil ausgeformt.
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In der Bodenwand 52 ist ein flüssigkeitsdurchlässiges Fenster vorgesehen, in dem ein Flüssigkeitsbehandlungselement 56 angeordnet ist. Das Flüssigkeitsbehandlungselement 56 entspricht in seiner Gestaltung dem Flüssigkeitsbehandlungselement des ersten Moduls 23. Es umfasst folglich einen porösen, flüssigkeitsdurchlässigen Körper 57 und ein Vlies 58. An seinen Rändern ist das Flüssigkeitsbehandlungselement 56 an beiden Seiten in der Bodenwand 52 eingefasst.
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In einem flüssigkeitsdurchlässigen Fenster in der Umfangswandung 51 ist wenigstens ein weiteres Flüssigkeitsbehandlungselement 59 angeordnet. Die Gestaltung des weiteren Flüssigkeitsbehandlungselement 59 entspricht beispielsweise der der Flüssigkeitsbehandlungselemente 38a–c in der Modulseitenwandung 37 des dritten Moduls 36. Alternativ kann das weitere Flüssigkeitsbehandlungselement 59 gleich dem bodenseitigen Flüssigkeitsbehandlungselement 56 gestaltet sein.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern sie kann innerhalb des derzeitigen oder künftigen Schutzumfangs modifiziert werden.
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Beispielsweise kann das vierte Flüssigkeitsbehandlungsmodul 46 Teil einer Reihe von Modulen sein, die jeweils unterschiedlich gestaltete oder zusammengesetzte, oder gar keine Flüssigkeitsbehandlungselemente umfassen. So kann einem Benutzer ein auf seine Bedürfnisse zugeschnittenes gravitationsgetriebenes Flüssigkeitsbehandlungssystem zur Verfügung gestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kanne
- 2
- Deckel
- 3
- Verschluss
- 4
- Trichter
- 5
- Trichterteil
- 6
- Kartusche
- 7
- Aufnahmekammeröffnung
- 8
- Achse
- 9
- Bodenwand
- 10
- Umfangswandung
- 11
- Auslauföffnung
- 12
- Hohlkörper
- 13a, b
- Wulstabschnitte
- 14
- Kartuschenbodenwand
- 15
- Einstülpung
- 16
- Dorn
- 17
- Wulst am Dorn
- 18
- Kartuschengehäusedeckel
- 19a–f
- Einlassöffnungen
- 20a, b
- Auslassöffnungen
- 21
- Dichtrand
- 22
- Kammer
- 23
- Erstes Flüssigkeitsbehandlungsmodul
- 24
- Fassung
- 25
- Poröser Körper
- 26
- Vlies
- 27
- Nut
- 28
- Dichtung
- 29
- Zweites Flüssigkeitsbehandlungsmodul
- 30a–c
- Schnapphaken
- 31
- Fassung
- 32
- Poröser Körper
- 33
- Vlies
- 34
- Dichtung
- 35
- Nut
- 36
- Drittes Flüssigkeitsbehandlungsmodul
- 37
- Modulseitenwandung
- 38a–c
- Flüssigkeitsbehandlungselemente
- 39
- Bodenseitiges Flüssigkeitsbehandlungselement
- 40a–c
- Poröse Körper
- 41a–d
- Vliese
- 42
- Poröser Körper des bodenseitigen Flüssigkeitsbehandlungselementes
- 43
- Vlies des bodenseitigen Flüssigkeitsbehandlungselementes
- 44
- Nut
- 45
- Dichtung
- 46
- Viertes Flüssigkeitsbehandlungsmodul
- 47
- Trichterwandung
- 48
- Trichterwandöffnung
- 49a, b
- Schnapphaken
- 50
- Dichtung
- 51
- Umfangswandung
- 52
- Bodenwand
- 53
- Oberer Wandabschnitt
- 54
- Achse
- 55
- Nut
- 56
- Flüssigkeitsbehandlungselement
- 57
- Poröser Körper
- 58
- Vlies
- 59
- Weiteres Flüssigkeitsbehandlungselement
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Strauß, S, ”Gesinterte Kunststoff-Formteile für die Fest-/Flüssig-Filtration”, Technische Mitteilungen 85(2), Juli 1992, pp. 100–104 [0072]
