DE2616383A1 - Vorrichtung mit einem von einem medium zwecks zustandsveraenderung desselben durchstroemten strahlungsfeld - Google Patents

Description

PATENTANMELDUNG

VORRICHTUNG MIT EINEM VON EINEM MEDIUM ZWECKS ZUSTANDSVERÄNDERUNG DESSELBEN DURCHSTRÖMTEN STRAHLUNGSFELD

Anmelder : Jacques Samain

Die vorliegende Erfindung tetrifft eine Vorrichtung, in der ein Medium zwecks Veränderung seines Zustandes ein Bestrahlungsfeld durchströmt. Eine solche Vorrichtung wird insbesondere bei sogenannten Sterilisationseinrichtungen verwendet, in denen beispielsweise Wasser bzw. Luft durch Einwirkung von keimtötenden Strahlungen behandelt wird.

Bei bekannten Einrichtungen dieser Art tritt das Medium unmittelbar seitlich in eine wesentlich zylindrische Kammer ein, die in ihrer Längsrichtung von Erzeugern von keimtötenden Strahlungen durchquert wird. Das Medium tritt sodann durch eine im Wesentlichen der Einlassöffnung entsprechende Öffnung aus, die - wie die Einlassöffnung - in der seitlichen Wandung der vorgenannten Kammer vorgesehen ist.

Die bei diesen Einrichtung verwendeten Strahlungserzeuger sind rohrförmige Lampen, die von ebenfalls rohrförmigen Hüllen umgeben sind, welche aus für die keimtötenden Strahlungen durchlässigem Spezialglas bestehen, wobei die Hüllen dazu bestimmt sind, jeglichen Wärmeaustausch zwischen dem Medium und den Strahlungserzeugern zu verhindern.

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Ein Nachteil dieser bekannten Behandlungskammern liegt darin, dass ihre Instandhaltung aufwendig ist, insbesondere wenn das behandelte Medium dazu neigt, Niederschläge zu hinterlassen, die die Innenfläche der Kammer und die isothermische Hülle verunreinigen.

Die in diesem Fall erforderliche, stets zu wiederholende Reinigung zwingt dazu, die Einrichtung jedesmal auseinander zu nehmen, was zeitaufwendig und schwierig ist.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtungen liegt darin, dass das behandelte Medium das Strahlungsfeld nicht gleichförmig durchströmt, insbesondere bei Einrichtungen mit hohem Durchsatz, welche Offnungen mit grossem Durchmesser aufweisen. Eine Teilmenge des Mediums strömt unmittelbar von einer Öffnung zur anderen, wobei sie den kürzesten Strömungsweg durchläuft, während andere Teilmengen des Mediums erheblich längere Strömungswege durchlaufen. Daraus ergibt sich, dass die wirksame Strahlungsenergie von einem Strömungsfaden zum anderen stark veränderlich ist. Die Strömungsfäden mit kurzem Strömungsweg und hoher Geschwindigkeit sind der Strahlung nicht genügend ausgesetzt, wohingegen die anderen Strömungsfäden dieser Strahlung zu stark ausgesetzt sind.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung hat nicht nur zum Ziel eine wirksame und leichte Reinigung zu gestatten, sondern auch eine gleichförmige Bestrahlung der gesamten, die Behandlungskammer durchströmenden Menge des behandelten Mediums zu ermöglichen, und zwar unter optimaler Ausnutzung der von den Strahlungserzeugern gelieferten Strahlungsenergie.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung tritt das Medium in eine an einem Ende der Behandlungskammer ein und durchströmt die letzere^ohne dass sich bevorzug te Strömungsfäden ausbilden, wobei die Strömungsgeschwindigkeit und der Druck im gesamten Volumen des strömenden Mediums konstant bleiben.

Das Medium tritt aus der Behandlungskammer durch eine Vorkammer aus, die der obengenannten Vorkammer im Wesentlichen entspricht und die am anderen Ende der Behandlungskammer angeordnet ist.

Die Anordnung der Einlass= und Auslassvorkammern ist nicht nur insofern

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vorteilhaft, als dadurch die Verunreinigung der Einrichtung vermindert und die Reinigung der wirksamen Elemente der Einrichtungen erleichtert werden, sondern auch insofern als - wie nachstehend erläutert - dadurch die Strahlungsenergie besser ausgenützt wird, da das behandelte Medium den gesamten Bereich des Bestrahlungsfeldes gleichförmig durchströmt,

Die erfindungsgemässe Behandlungskammer weist im Wesentlichen folgende Aufbauteile auf :

a) die oben erwähnte Einlass vor kammer und Auslassvorkammer, Diese beiden Vorkammern sind grundsätzlich gleichartig ausgestaltet; jedoch können sie sich unterscheiden durch herstellungsmässig bedingte Merkmale und sekundäre Elemente, wie z.B. durch die jeweils verwendeten Befestigungsteile oder Dichtungselemente. Die Vorkammern besitzen in ihren Seitenwandungen angebrachte Einlass= bzw. Auslassöffnungen für das zu behänd!ende Medium. Die beiden Bodenwandungen der genannten Vorkammern sind mit öffnungen versehen, und zwar einer der Böden, um ein Aufsetzen auf den Körper der Behänd!ungskammer zu ermöglichen, während der andere Boden mit einer Öffnung versehen ist, die dazu bestimmt ist, einen der Flansche des Hüllenhalters aufzunehmen, wie nachstehend beschrieben;

b) Einen den Erzeuger keimtötender Strahlungen enthaltenden Kammerkörper; das Medium ist den vom Erzeuger ausgesandten Strahlen ausgesetzt, während es von der Einlassöffnung zur Auslassöffnung strömt. Vorzugsweise, aber nicht zwangsläufig, weist der Kammerkörper einen konstanten, wesentlich zylindrischen Querschnitt auf, um eine gleichmässige Strömung und eine homogene Verteilung des zu behandelnden Mediums zu bewirken. Wenn das Bestrahlungsfeld eine unregelmässige Form aufweist, kann die Innenwandung des Behandlungskörpers einen ungleichförmigen Querschnitt besitzen, um die Strömungsmenge innerhalb der starken Teile zu erhöhen;

c) Einen Hüllenhalter, der wesentlich aus zwei parallelen Flanschen besteht, die vermittels eines zentral angeordneten Zwischenstücks in einem geeigneten gegenseitigen Abstand gehalten werden. .

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Tie Flanschen halten die isothermischen Hüllen. Die letzteren sind parallel zum zentralen Zwischenstück angeordnet und an ihren Enden vermittels in an sich bekannter Weise in den Flanschen angeordneten Stopfbüchsen befestigt Die aus für keimtötende Strahlungen durchlässigem Speziaiglas bestehenden isothermischen Hüllen enthalten die Strahlungserzeuger, und sie trennen diese Strahlungserzeuger vom zu behandelnden Medium, um einen Wärmeaustausch zwischen dem Medium und den Strahlungserzeugern zu unterbinden, gemäss einem an sich altbekannten, bei keimtötende Strahlungen verwendenden, handelsüblichen Sterilisierungseinrichtungen angewendeten Verfahren.

Bei Verwendung gewisser Medien kann auf die Glashüllen verzichtet ./erden und die Strahlungserzeuger können dann unmittelbar in die Stopfbuchsen der Flansche eingespannt werden.

ϊ'γΠπ dia Strahlungserzeuger vom Medium durch eine isothermische Hülle mit gewölbtem Boden, d.h. durch eine sogenannte "Reagenzglashülle" getrennt sind₅ wird nur einer der Flansche mit einer Stopfbüchse ausgerüstet, während der andere Flansch, wie nachstehend näher ausgeführt, lediglich zum Verschliessen der Behandlungskammer dient und ggf. die Böden der Reagenzglashüll en abstützt, um bei Druckänderungen auftretende Vibrationen zu vermeiden.

Die Flansche können ferner an ihren Aussenflächen die zum Stützen der Strahlungserzeuger erforderlichen Teile tragen, die ausserdem zum elektrischen Anschluss der Erzeuger dienen.

Die letztgenannten Teile können teilweise oder in ihrer Gesamtheit von den Vorkammern getragen werden.

Der Abstand zwischen den Flanschen wird derart geregelt, dass die Enden der Vorkammern verschlossen sind, wobei jeder Flansch einen die zugehörige Vorkammer abschliessenden Deckel bildet. Die Dichtungen sind derart angeordnet, dass es genügt, einen der Flansche auf eine der Vorkammern aufzusetzen, um eine dichte Verbindung zwischen den beiden Flanschen und den beiden entsprechenden Vorkammern zu erzielen.

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Der den Hüllenhalter bildende, aus den Flanschen, dem zentralen Zwischenstück uns den isothermischen Hüllen bestehende Aufbauteil bildet nach dem Zusammensetzen mit dem Behandlunqskammerkorper und den beiden Vorkammern die Behandlungskammer.

Folglich strömt das zu behandelnde Medium nach seinem Eintritt durch eine Einlassöffnung, füllt die betreffende Vorkammer, strömt sodann in den Behandlungskammerkörper um die isothermischen Hüllen herum, gelangt in die andere zugehörige Vorkammer und tritt aus der Austrittöffnung dieser anderen Vorkammer aus.

Während das Medium längs der isothermischen Hüllen strömt, ist es den durch die innerhalb dieser Hüllen angeordneten Strahlungserzeuger erzeugten Strahlungen ausgesetzt.

Der Hüllenhalter kann nach Abschaltung der Strahlungserzeuger als Ganzes von der Behandlungskammer abmontiert werden, um es zu ermöglichen, a) die isothermischen Hüllen wirksam und schnell zu reinigen, ohne sie aus den Stopfbüchsen herauszunehmen, und b) die Behandlungskammer leicht zu reinigen, nachdem deren innere Teile nach dem Abmontieren der Hüllen leicht zugänglich geworden sind.

Anderseits ist es möglich, wie aus der ausführlicheren nachstehenden Beschreibung einer Ausführungsform ersichtlich, den Behandlungskammerkörper ohne Schwierigkeiten von den Vorkammern zu trennen, nachdem der Vorkammerhalter abmontiert wurde, wodurch eine wirksame, vollständige und schnelle Reinigung der Vorkammern ermöglicht wird.

Die innere Oberfläche des Behandlungskammerkörpers, sowie die Aussenfläche des Zwischenstückes des Hüllenhalters können derart ausgebildet sein, dass sie die von den Strahlungserzeugern ausgehenden Strahlungen in optimaler Weise reflektieren. Dies kann dadurch erzielt werden, dass zur Herstellung des Kammerkörpers und des Zwischenstückes ein Material gewählt wird, welches eines günstigen Reflektionskoeffizienten für die betreffende Strahlung besitzt, sowie dadurch, dass die der Strahlung ausgesetzten Oberflächen mit einer geeigneten Beschichtung versehen werden, oder durch jegliche andere geeignete Massnahme.

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Die untere Vorkammer kann ggf. mit einem filtrierenden Material versehen sein (Drahtgewebe, Zellulosefibern od. dgl.), das dazu bestimmt ist, wenigstens einen Teil der im behandelten Medium suspendierten Stoffe zurück zu halten. Das filtrierende Material ist in Form einer Garnitur ausgebildet, die bei der Reinigung des Behandlungskammerkörpers ersetzt oder regeniert werden kann.

Insbesondere im Fall einer zylindrischen Behandlungskammer können die Vorkammern durch eine Drehbewegung in Bezug auf den Behandlungskammerkörper derart orientiert werden, dass die Einlassleitung für das Medium mit der Auslassleitung des Mediums einen Winkel bildet.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren, die eine Einrichtung zur Wasserreinigung vermittels keimtötender Strahlungen zeigt. Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf diese nur beispielsweise angeführte Ausführungsform beschränkt.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt der Einrichtung. Fig. 2 ist ein Querschnitt nach Linie A-A in Fig. 1.

Fig. 3 zeigt - teilweise im Schnitt - die dichte Anbringung des Behandlungskammerkörpers.

Fig. 4 zeigt die auseinandergenommenen Hauptteile der Behandlungskammer .

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Behandlungseinrichtung vertikal an einer Einlassleitung 1 für zu behandlendes Wasser und an einer Auslassleitung 2 für das behandelte Wasser angeordnet. Das zu behandelnde Wasser oder Frischwasser tritt durch eine Öffnung 3 in die untere Vorkammer 4 ein. Wie durch die Pfeile angedeutet, füllt des Wasser den Behandlungskammerkörper 5 und sodann die obere Vorkammer 6, aus der es dann durch die öffnung 7 und die Auslassleitung 2 austritt. Während das Wasser den Behandlungskammerkörper 5 durchströmt, ist es einem von Strah-

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1ungserzeugern 8 erzeugten Feld von keimtötenden Strahlungen ausgesetzt; diese Strahlungserzeuger 8 sind innerhalb der dargestellten Hüllen 9 angeordnet.

In Fig. 1 sind nur zwei Strahlungserzeuger mit den zugehörigen Hüllen dargestellt, um die bildliche Darstellung zu vereinfachen. Es ist jedoch ohne weiteres ersichtlich, dass die Einrichtung eine grössere Anzahl von Strahlungserzeugern und Hüllen aufweisen kann. Dies geht aus Fig. 2 hervor, die im Querschnitt gemäss Linie A-A in Fig. 1 acht Strahlungserzeuger 8 dargestellt; die Erfindung ist natürlich nicht auf diese Anzahl von Strahlungserzeugern beschrankt.

Die Hüllen 9 sind an ihren Enden vermittels Stopfbüchsen mit an sich bekannten Dichtungsringen in Flanschen 10 und 11 befestigt. Diese Flansche sind montiert und werden im erforderlichen Abstand gehalten vermittels eines zentralen Zwischenstücks 12, wobei die erfoederliche Abdichtung durch an sich bekannte Dichtungsringe erzielt wird. An dem oberen Ende des Zwischenstückes ist ein Ring angebracht, der es ermöglicht, den gesamten, von den Flanschen 10, 11, das Zwischenstück 12 und die Hüllen 9.gebildeten Hüllenhalter 23 zu extrahieren.

Die innerhalb der Hüllen 9 angeordneten Strahlungserzeuger 8 sind vermittels elektrischer Kontaktsockel 14 zentriert und festgelegt. Die Sockel 14 sind auf Scheiben 15 angeordnet, die abnehmbar an den Flanschen 10 und 11 vermittels geeigneter Gewindestifte 16 befestigt sind, die ebenfalls mit den Flanschen 10, 11 verbunden sind. Die Scheiben 15 werden durch Flügel schrauben gehalten, die auf die Gewindestifte 16 aufgeschraubt sind.

Der aus den Teilen 9 bis 13 bestehende Hüllenhalter 23 stützt sich, nach geeigneter Einstellung des Abstandes zwischen den Flanschen 10 und ll^auf den beiden Dichtungsringen ab, von denen einer am oberen Ende der oberen Vorkammer 6 und der andere am unteren Ende 17 der unteren Vorkammer 4 angeordenet ist.

Der Hüllenhalter 23 stützt sich auf diesen Dichtungen ab und ist ver-

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mittels drehbarer Flansche 18 und einer Halteschraube 19 in an sich bekannter Weise mit den Vorkammern verbunden. Zwecks hinreichender Abdichtung wird hierbei eine genügende Anzahl von Flanschen vorgesehen.

Der Körper der Behandlungskammer 5 besteht aus einem Zylinder, dessen äussere Oberfläche völlig glatt ist, damit er während des Zusammensetzens und des Auseinandernehmens durch die Rinqdichtungen 20 gleiten kann, ohne hierbei durch Vorsprünge behindert zu werden. Der Behandlungskammerkörper 5 ist mit den Vorkammern 4, 6 durch die Dichtungen 20 fest verbunden; diese feste Verbindung wird dadurch erzielt, dass die Flansche 21 in die mit den Vorkammern 4, 6 verbunden Gegenflansche 22 eingespannt sind.

Beim Zusammensetzen des Behandlungskammerkörpers.5 und der Vorkammern und 6 wird der Kammerkörper 5 derart angeordnet, dass sein Abstand vom oberen Ende der Vorkammer 6 dem Abstand vom Boden der unteren Vorkammer 4 entspricht. Es können (nicht dargestellte) Anschläge auf dem Boden vorgesehen werden, um dieses Zusammensetzen zu erleichten. Es ist offensichtlich, dass hinreichende Abstände gleicher Abmessung zwischen den Vorkammerböden und dem Behandlungskammerkörper vorgesehen werden müssen, um günstige Durchflussbedingungen für das zu behandelnde Medium zu schaffen.

Selbstverständlich ist es nicht unbedingt erforderlich, die Einrichtung, wie im vorliegenden Beispiel, senkrecht anzuordnen. Die Behandlungskammer kann horizontal, oder auch schräg angeordnet sein, ohne dass die praktische Ausgestaltung in diesen Fällen dem Fachmann Schwierigkeiten macht.

Die Einrichtung wird auf folgende Weise gereinigt :

- die Strahlungserzeuger werden abgeschaltet und ausgebaut;

- die untere Scheibe 15 wird abgenommen;

-die Hülle 23 wird mit Hilfe des Ringes 13 herausgenommen;

- die Schrauben 24 der Flansche 21 werden gelöst, um den Behandlungskammerkörper 5 in Bezug auf die Dichtungen 20 freizulegen;

- der Behandlungskammerkörper 5 wird herausgenommen, wobei er auf den Dichtungen 20 gleitet.

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Wie aus Fig. 4 ersichtlich, verbleiben nach diesen Schritten die Vorkammern 4 und 6, die mit den Leitungen 1 und 2 verbunden sind, und diese Vorkammern können sodann leicht gereinigt werden.

Die anderen Organe (Behandlungskammerkörper 5 und Hüllenhalter 23) können ohne Schwierigkeiten auf einem geeigneten Arbeitstisch od. dgl. mit Hilfe eines geeigneten Reinigungsmittels gereinigt werden.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Leitungen 1 und 2 parallel. Selbstverständlich können diese Leitungen auch in parallelen Ebenen, aber gegeneinander geneigt angeordnet sein, wie in Strich-Punkt-Linien in Fig. 2 angedeutet, ohne dass dadurch die Einrichtung im Wesentlichen geändert würde. Die Vorkammern 4 und 6 können dennoch um die Längsachse des Behandlungskammerkörpers gedreht werden.

Die obige Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels erwähnt nicht die Massnahmen zwecks Reflektion der keimtötenden Strahlungen durch die Innenfläche des Behandlungskammerkörpers 5 und durch die Aussenflache des Zwischenstückes 12.

Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass bei dieser Ausführungsform zur Herstellung der Organe 5 und 12 ein Metall mit günstigen Reflektionseigenschaften hinsichtlich der keimtötenden Strahlung verwendet wird, und dass diese Organe einer geeigneten Oberflächenbehandlung unterworfen werden.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann zur keimtötenden Behandlung von Wasser, sowie zur Behandlung von mit Substanzteilchen, Keimen oder sonstigen Mikroorganismen bei adener Luft oder anderen Gasen verwendet werden, insbesondere bei hohen Durchsatzmengen; die erfindungsgemässe Vorrichtung ist vorteilhaft im Vergleich zu den bekannten Vorrichtungen, insbesondere deshalb, weil sie es ermöglicht, den vorstehend erwähnten Nachteil zu vermeuden, der durch die Anordnung von öffnungen grossen Durchmessers entsteht, die unmittelbar in die Behandlungskammer münden. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann ferner eingesetzt werden zur Behandlung von stark verunreinigtem Wasser, bei der die Behandlungseinrichtung häufig gereinigt werden muss.

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Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann ebenfalls dazu verwendet werden, pulverförmige, oder sogar granulierte Stoffe zu behandeln, und zwar sowohl durch Anwendung einer insekten= bzw. parasitentötenden Strahlung, als auch durch Anwendung von Ultraviolettstrahlen od.dgl. zwecks Vitaminanreicherung.

Ferner ist es möglich, bei Verwendung von Infrarotstrahlungs-Erzeugern die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Erwärmen von Stoffen jeglicher Art zu benutzen. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann, allgemein gesagt, überall dort eingesetzt werden, wo es erwünscht ist, einen Stoff durch Bestrahlung behandeln, vorausgesetzt, dass der betreffende Stoff hinreichend fliessfähig ist, um die Vorrichtung durchströmen zu können.

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Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE

   /1,- Vorrichtung zur Behandlung eines fliessfähigen Mediums durch Bestrahlung, bei der das Medium wenigstens eine mit Mitteln (8) zum Erzeuge von keimtötenden od. dgl. Strahlungen ausgerüstete Behandlungskammer durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass die öffnungen (3,7), durch welche das Medium in die Behandlungskammer (5), in welcher es bestrahlt wird, eintritt bzw. aus derselben austritt in jeweils eine Vorkammer (4,6) münden, während die Behandlungskammer an ihren beiden Enden in je eine dieser Vorkammern mündet.
2. 2.- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Böden der Vorkammern durch je einen Flansch (10,11) gebildet sind, wobei die beiden der Behandlungskammer (5) zugeordneten Flansche miteinander durch ein Zwischnstück (12) verbunden sind, das derart ausgebildet ist, dass beim Befestigen einer der Flansche auf der zugehörigen Vorkammer die andere Vorkammer gleichzeitig durch den anderen Flansch verschlossen wird, während zwischen den Vorkammern und den Flanschen Dichtungen vorgese^!~en sind.
3. 3.- Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 und 2,dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungserzeugungsmittel (8) bzw. die denselben ggf. beigeordneten isothermischen Hüllen (9) an den Flanschen (10,11) befestigt sind, derart, dass die Behandlungskammer, die Flansche, das Zwischenstück (12) und die Strahlungserzeugungsmittel (8) bzw. die denselben ggf. beigeordneten isothermischen Hüllen (9) in ihrer Gesamtheit zusammen abnehmbar sind.
4. 4.- Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungskammer mit jeder der Vorkammern (4,6) vermittels einer zwischen zwei Flanschen (21,22) eingespannten Dichtung (20) verbunden ist, wobei jeweils einer der genannten Flansche (21,22) an der Vorkammer angebracht ist.
5. 5.- Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abnehmen der Flansche und Lockerung der Dichtungen (20) die Behandlungskammer (5) von den Vorkammern (4,6) abnehmbar ist.

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6. 6.- Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Vorkammern (4,6) um die Längsache der Behandlungskammer drehbar ist.
7. 7.- Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filterorgan in die Einlassöffnung (3) für das Medium aufweisende Vorkammer (4) einsetzbar ist.

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