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Insbesondere,
jedoch nicht ausschliesslich, kann die Erfindung nutzbringend auf
dem Gebiet der zahnärztlichen
Absauganlagen eingesetzt werden.
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Wie
bekannt ist, ermöglichen
es zahnärztliche
Absauganlagen, während
der Zahnbehandlung Flüssigkeiten
aus dem Mund des Patienten zu entfernen. Diese Flüssigkeiten
enthalten einen gasförmigen
Anteil, allgemein Luft, und einen flüssigen Anteil, allgemein Wasser,
Blut und andere Flüssigkeiten,
die in den zahnärztlichen
Anlagen verwendet werden, sowie einen Festanteil, welcher aus Partikeln
besteht, allgemein Füllmaterial
und anderes abgebröckeltes
Material. Der Fluss der abgesaugten Flüssigkeiten, welche verschiedene
verschmutzende Substanzen enthalten, erfolgt normalerweise unterbrochen
und kann eher kräftig
sein, wie zum Beispiel wenn die Anlage gewaschen und durchgespült wird.
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Bevor
sie in die Kanalisation abgeleitet werden, müssen die abgeschiedenen Flüssigkeiten
behandelt werden, um die verschmutzenden Substanzen zu entfernen.
Welche immer die Art der Behandlung ist, am Auslass wird ein Gegendruck
erzeugt, welcher den Austritt der Flüssigkeiten aus der Anlage verhindert.
Andere und sehr unterschiedliche Faktoren (sei es konstante wie
zufällige)
können
einen ähnlichen
Gegendruck bewirken.
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Bei
Anlagen, die mit einem Luft-Flüssigkeits-Zentrifugalabscheider
ausgestattet sind, zum Beispiel einem Abscheider, bei welchem die
zu trennende Flüssigkeit
eintritt und anschliessend durch verschiedene Auslässe austritt,
wobei die Luft (oder andere Gase) durch den Abscheider, zum Beispiel durch
eine Saugpumpe, abgesaugt und die Flüssigkeit vor dem Ablassen in
die Abwasserkanäle
zu weiteren Behandlungen weitergeleitet wird, kann es passieren,
dass der übermässig eintretende
Flüssigkeitsstrom
zu Schwierigkeiten beim Ablassen der Flüssigkeit führt und möglicherweise das Risiko einer Überflutung
des Abscheiders auftritt, wobei die Flüssigkeit durch den Luftauslass
abgesaugt werden kann. Dieser Nachteil ist zu vermeiden, da er zu ernsthaften
Schäden
an der Luftabsaugpumpe führen
kann.
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Da
es nicht möglich
ist, jeden Überschuss
an Flüssigkeit
direkt in die Abwasserkanäle
abzulassen, wurden verschiedene Lösungen vorgeschlagen, um diesen
Nachteil zu vermeiden. Eine erste dieser Lösungen besteht im Anhalten
des Anlagebetriebes (was praktisch bedeutet, die Absaugpumpe anzuhalten),
wenn der Flüssigkeitspegel
oder der Druck der Flüssigkeit
in der Leitung über
einen bestimmten Wert ansteigt. Diese ist eher eine drastische Lösung, die
dem Benutzer nicht angenehm ist.
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Eine
andere Lösung
besteht darin, einen Puffertank vorzusehen, welcher, wenn der Flüssigkeitspegel
oder der Druck in der Leitung über
einen bestimmten Wert hinausgeht, die überschüssige Flüssigkeit aufnimmt, die dann
zu anschliessenden Behandlungen weitergeleitet wird, bevor sie in
den Abwasserkanal abgelassen werden kann. Diese Lösung, obwohl
in anderen Bereichen ziemlich funktionell, führt zu Komplikationen bei der
Herstellung der Anlage, so wie sie auch in ihrer Abmessung zunimmt.
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Eine
weitere Lösung
ist in
US 3,715,863 beschrieben,
bei welcher eine Pumpen-/Luftabscheidevorrichtung zur Verwendung
in der Abgabe von Benzin einen Luftabscheider vom Zentrifugaltyp
enthält, in
welchem Luft und ein geringer Anteil an Benzin durch den Luftabscheider
aus dem unter Druck stehenden Benzin entfernt werden, wobei die
Luft in die Atmosphäre
abgelassen und das Benzin wieder der Ansaugseite der Pumpe zugeführt wird.
Gleichzeitig wird von dem Luftabscheider durch ein Auslassventil reines
Benzin an einen Zähler
und an die Zapfpistole geleitet, und jeder Überschuss an solchem reinen Benzin
wird umgeleitet zurück
zur Ansaugseite der Pumpe.
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Hauptzweck
der vorliegenden Erfindung ist, die oben erwähnten Nachteile der bekannten
Technik zu vermeiden, indem eine Vorrichtung vorgesehen wird, welche
einfach und wirtschaftlich das Überfluten
des Abscheiders unter allen Betriebsbedingungen verhindert, ohne
den Betrieb der Absauganlage abschalten zu müssen.
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Ein
Vorteil der Erfindung ist, dass sie leicht in Anlagen des bekannten
Typs eingebaut werden kann.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass eine Vorrichtung vorgesehen wird, welche
sich im Falle der Notwendigkeit automatisch aktiviert und entaktiviert,
ohne dass ein manueller Eingriff seitens des Bedieners erforderlich
ist, noch irgendeine Energiezufuhr von aussen her, wie zum Beispiel
elektrischer Strom oder Druckluft oder irgendeine andere Art von
Energie.
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Diese
Zwecke und Vorteile und noch weitere werden alle erreicht durch
die Erfindung, wie sie in den nachstehenden Ansprüchen gekennzeichnet
ist.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher
aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer vorgezogenen,
doch nicht ausschliesslichen Ausführung der Erfindung hervor,
dargestellt rein als ein nicht begrenzendes Beispiel in den Abbildungen
der beiliegenden Zeichnungen, in welchen:
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1 ein
Diagramm von einem Luft-Flüssigkeits-Zentrifugalabscheider
ist;
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2 ist
eine vergrösserte
Zeichnung von einem Detail aus 1, betreffend
eine mögliche Ausführung der
Vorrichtung nach der Erfindung.
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Unter
Bezugnahme auf die Abbildungen in den Zeichnungen ist mit 1 in
seiner Gesamtheit ein Luft-Flüssigkeits-Zentrifugalabscheider
von bekanntem Typ zum Abscheiden des gasförmigen Teils von dem flüssigen Teil
in einem Fluid bezeichnet. Dieser Typ von Zentrifugalabscheider
wird üblicherweise zum
Beispiel in zahnärztlichen
Absauganlagen verwendet.
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Das
Innere des Abscheiders 1 wird durch Ansaugmittel im Zustand
des Unterdrucks gehalten, zum Beispiel durch eine Saugpumpe von
bekanntem Typ und in den Abbildungen nicht gezeigt. Die Saugpumpe
saugt den gasförmigen
Teil des zu trennenden Fluids ab und lässt das Gas durch eine Gas-Auslassleitung 2 in
der durch den Pfeil A gekennzeichneten Fliessrichtung aus. Der Abscheider 1 enthält ausserdem
eine Flüssigkeits-Auslassleitung 4,
durch welche die abgeschiedenen Flüssigkeiten in der Fliessrichtung
L zu einer Vorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten geleitet werden,
zum Beispiel ein Abscheider von Festpartikeln von bekanntem Typ und
in den Abbildungen nicht gezeigt. Die zu trennende Flüssigkeit
tritt in den Abscheider 1 in Fliessrichtung F durch eine
Flüssigkeits-Einlassleitung 3 ein; die
Flüssigkeit
wird durch die Wirkung des Unterdrucks im Inneren des Abscheiders
selbst in den Abscheider gesaugt.
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Die
Vorrichtung nach der Erfindung enthält eine Bypass- Leitung 7,
welche zwischen der Flüssigkeits-Auslassleitung 4 und
der Flüssigkeits-Einlassleitung 3 angeordnet
ist. Wenn der Flüssigkeitsdruck in
der Flüssigkeits-Auslassleitung 4 einen
vorgegebenen Wert überschreitet,
wird ein Teil der Flüssigkeit aus
der Flüssigkeits-Auslassleitung 4 entnommen und
durch die Bypass-Leitung 7 der Flüssigkeits-Einlassleitung 3 zugeführt. Der
Punkt, an welchem die Bypass-Leitung 7 auf die Flüssigkeits-Einlassleitung 3 trifft,
befindet sich unmittelbar stromaufwärts des Abscheiders 1,
während
die Verbindung mit der Flüssigkeits-Auslassleitung 4 sich
unmittelbar stromabwärts
des Abscheiders 1 befindet. Diese besondere Anordnung erhöht (wie
nachstehend besser verdeutlicht wird) die Unverzüglichkeit des Ansprechens der Vorrichtung
auf einen Überschuss
an Flüssigkeit
in der Flüssigkeits-Auslassleitung 4.
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Die
Bypass-Leitung 7 ist an die Flüssigkeits-Auslassleitung 4 durch
ein Druckbegrenzungsventil 5 angeschlossen, welches bei
einer in den Abbildungen gezeigten vorgezogenen Ausführung ein Zwei-Wege-Ventil
ist und ein Absperrorgan 9 enthält, normalerweise in Form einer
Membrane, das während
des normalen Betriebes durch eine einstellbare Feder 8 geschlossen
gehalten wird (zum Beispiel einstellbar durch eine Vorspannung,
erhalten durch Schrauben, die nicht in den Abbildungen gezeigt sind).
Die Vorspannung oder Einstellung der Feder 8 entscheidet über den
Druckpegel, bei welchem sich das Ventil 5 öffnet und
die Flüssigkeits-Auslassleitung 4 mit
der Bypass-Leitung 7 in Verbindung bringt.
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Die
Flüssigkeits-Einlassleitung 3 enthält eine Buchse 6,
welche eine Drossel 10 aufweist; die Bypass-Leitung 7 ist
an einem Punkt an die Flüssigkeits-Einlassleitung 3 angeschlossen,
der sich im Verhältnis
zu dem Abscheider 1 stromaufwärts der Drossel 10 befindet;
somit erfolgt der Eintritt der Flüssigkeit aus der Bypass-Leitung 7 in
die Buchse 6 der Flüssigkeits-Einlassleitung 3 im
Gegenstrom zu der Bewegung der Flüssigkeit im Inneren der Flüssigkeits-Einlassleitung 3.
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Bei
der gezeigten Ausführung
tritt die Flüssigkeit
in einer lotrechten Richtung zu der Bewegungsrichtung der Flüssigkeit
im Inneren der Flüssigkeits-Einlassleitung 3 ein;
dies ist einfach aus Gründen
der konstruktionstechnischen Einfachheit und beeinflusst nicht wesentlich
den Betrieb der Vorrichtung im Verhältnis zu dem, wenn auch nur
leicht funktionelleren Eintritt im Gegenstrom.
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Während des
normalen Betriebes, wenn kein Überschuss
an Flüssigkeit
in der Flüssigkeits-Auslassleitung 4 vorhanden
ist, bleibt das Ventil 5 geschlossen, die Bypass-Leitung 7 wird
nicht von der Flüssigkeit
oder dem Fluid durchlaufen und der Abscheider 1 arbeitet
normal.
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Wenn
ein Überschuss
an Flüssigkeit
vorliegt, welcher wäh rend
des Waschens und Durchspülens der
Anlage auftreten kann, wenn die Menge der mit dem Fluid angesaugten
Flüssigkeit
grösser
ist, allgemein für
eine eher kurze Dauer, wonach dann die Menge an Flüssigkeit
abgelassen wird, erreicht der Flüssigkeitspegel
und der Druck in der Flüssigkeits-Auslassleitung 4 einen
vorgegebenen Wert, welcher Wert auf jeden Fall niedriger ist als
jener, der den Abscheider 1 zum Überfluten bringen würde, das Ventil 5 öffnet sich
und die Flüssigkeit
wird durch die Bypass-Leitung 7 in die Flüssigkeits-Einlassleitung 3 abgelassen.
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Das
Einlassen von Flüssigkeit
in die Flüssigkeits-Einlassleitung 3 bewirkt
eine Erhöhung
des Druckes stromaufwärts
der Drossel 10, und zwar mit einer folglichen Verringerung
des Volumens des angesaugten Fluids. Dies bedeutet, dass effektiv
eine automatische Reduzierung des Volumens des angesaugten Fluids
erfolgt, welches dazu neigt, den Überschuss an Flüssigkeit
zu reduzieren und den Abscheider 1 wieder in seine normalen
Betriebsparameter zu bringen, ohne dass die Anlage abgeschaltet werden
muss, und ohne dass der Benutzer den Wechsel der Betriebsweise bemerkt,
besonders auch wegen der kurzen Dauer des Überschusses an Flüssigkeit.
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Sobald
der Flüssigkeitspegel
in der Flüssigkeits-Auslassleitung 4 und
folglich der Druck in dieser wieder auf akzeptable Werte zurückgekehrt
sind, schliesst sich automatisch das Ventil 5 und der Abscheider 1 nimmt
seinen normalen Betrieb wieder auf.
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Es
ist zu bemerken, dass die Positionierung der Bypass-Leitung 7 dicht
an dem Abscheider 1 bedeutet, dass die Erhöhung des
Druckes fast unverzüglich
erfasst wird, wie auch eine Verringerung des Volumens in der Flüssigkeits-Einlassleitung 3 erfolgt.
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Durch
die Erfindung wird eine Vorrichtung realisiert, welche perfekt das
Problem löst,
eine Überflutung
des Abscheiders zu verhindern, welche keiner Wartung bedarf, in
bekannte Anlagen eingebaut werden kann und den Betrieb aufnimmt
und sich entaktiviert, ohne die Notwendigkeit des Abschaltens der
Anlage. Die Vorrichtung benötigt
ebenfalls keinen manuellen Eingriff, noch benötigt sie irgendeine Speisung
von aussen her, aber sie verarbeitet die gesamte, ihr zugeführte Flüssigkeitsmenge,
ohne dass der Benutzer die Aufnahme ihres Betriebes bemerkt.