EP1786565B2 - Selbstentleerender separator mit tellerpaket - Google Patents
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- EP1786565B2 EP1786565B2 EP05759757A EP05759757A EP1786565B2 EP 1786565 B2 EP1786565 B2 EP 1786565B2 EP 05759757 A EP05759757 A EP 05759757A EP 05759757 A EP05759757 A EP 05759757A EP 1786565 B2 EP1786565 B2 EP 1786565B2
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- B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
- B04B1/10—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl
- B04B1/14—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl with periodical discharge
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- B04B1/04—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls
- B04B1/08—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls of conical shape
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- B04B1/10—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl
Definitions
- the invention relates to a self-draining separator with disc package according to the preamble of claim 1.
- Self-emptying separators with disc packs for example, have a piston valve or the like for emptying, are known per se in various embodiments. They are used in different types of centrifuges, e.g. Used in clarifying, separating or sterilizing centrifuges for a variety of purposes. The preferred area of application is the processing of dairy products and in particular the sterilization and skimming of milk.
- the invention has the object to improve the structural design of the separator in the generic way such that an improved cleaning effect can be achieved.
- the drum has Feststoffaustragsö réelleen and the distance between each of the ribs - or the advantageous realized rib insert - and the inner wall of the drum is at least three millimeters at each point.
- the state of the art still the DE 567 665 , the DE 444,573 , the US 2,662,687 and the US 2,313,541 called. These documents each show Kammerseparatoren with rib inserts outside of the disk pacts, but no Feststoffaustragsö réelleen, so that the advantages of the invention can not arise.
- the US 2,477,982 shows a self-draining separator with outlet openings without spool, with ribs outside the plate package in turn extend to the drum lid.
- the US 5,735,789 shows a separator with a disc package with rib-shaped spacers.
- an annular gap of at least 0.5 mm, but a maximum of 5 mm is formed between the ribs and the plate package in order to sufficiently clean this area as well.
- the ribs cover at least 5 percent but not more than 95 percent of the cross-sectional area of the solids space in order to always ensure a sufficiently large cleaning effect.
- the outer diameter of the ribs at least 2 mm, but at most 25 mm larger than the diameter of the separator plate.
- the center of gravity of the rib surface should preferably be above the emptying plane.
- this center of gravity below the emptying level, but this leads to less advantageous results.
- the rib surfaces are provided with compensation openings. These relieve the ribs in drum discharges advantageously of peaks of the Coriolis pressure.
- the ribs are combined by connecting elements to form an annular insert, which facilitates the assembly and disassembly of the ribs as a unit.
- This rib insert is also preferably fixed in position by support elements which are integrated in the plate package.
- the rib insert for fixing is preferably firmly connected to the separator plate - if present.
- FIG. 1 shows a highly schematically illustrated drum 1 for an otherwise not with regard to its other components such as the drive and the like. shown separator with a vertical axis of rotation D, wherein the drum defines a centrifugal space 2, in which a plate package 3 is inserted from a plurality of conical plate 4, in which one or more riser channels 5 are formed.
- the terms such as “top”, “bottom”, “front” or “rear” and the like. refer only to the illustrated schematic embodiments and are not intended to be limiting.
- the inlet pipe in alternatives, not shown embodiment also be carried out from below the drum, although in FIG. 1 a variant is shown, in which the inlet pipe is guided from above into the drum.
- the centric inlet pipe 6 opens from here initially from above into a distributor 7, which has channels 8, which conduct the centrifuged material outwards as far as the outlet openings 9 into the centrifugal space 2.
- the outlet openings 9 can be arranged at different radii, preferably on such radii, which lie just before or within or after or outside the outer periphery of the plate 4.
- the drum has Feststoffaustragsö réelleen 10, which are preferably at the largest diameter of the drum and which preferably a piston valve (not shown) is connected upstream.
- a piston valve (not shown)
- At least one discharge channel 11 which may be followed by a paring disc, allows the discharge of a liquid phase from the centrifugal space 2.
- FIG. 2 which is shown simplified, so that the inlet pipe and the channels and outlet openings of the distributor are not shown, it is still possible to derive a second liquid phase via a separator plate 23 (outer diameter Ds) from the drum.
- the drum 1 has a drum base 12 and a drum shell 13, or the like via a locking ring 14. are firmly connected.
- a ribbed insert 16 (see FIG. 8 ) arranged with a plurality of ribs 17, wherein the ribs 17 are combined by connecting elements 18, 19 to the insert 16.
- the insert can be fixed in position by support elements which are integrated in the plate package (not shown here). Also, the insert is spaced at any position at least 3 mm from the drum inner wall
- the rib insert 16 for fixing fixed to the cutting plate 23 of the FIG. 2 connect to.
- the ribs can - as in FIG. 8 recognizable - be directed radially outward or with respect to the direction of rotation (R) - see FIG. 7 - In particular up to 45 ° inclined to the radial r (angle ⁇ ) be aligned leading or lagging.
- Such a particularly advantageous cleaning effect is achieved because it is ensured that always a sufficiently large cleaning effect in the solid space 15 is achieved because at all points between the ribs 17 and the drum 1 is always a sufficiently large flow at critical points and in particular at outer peripheral surfaces in all edge regions of the centrifugal space a sufficiently large relative movement of the liquid is allowed relative to the drum in the circumferential direction.
- FIG. 1 shows a variant in which the ribs 17 cover a large part of the cross section of the solid space, in particular up to 95 percent of the cross section of the solid space 15.
- the cross section of the ribs 17 in FIG. 2 is somewhat smaller, whereas in FIG. 2 also the additional disc plate 23 is provided.
- the outer diameter D A of the ribs is at least 2 mm and a maximum of 25 mm larger than the diameter D S of the disc plate 23rd
- FIG. 3 illustrates that the center of gravity P1 of the rib faces lies above its plane of action, which is determined by the solids discharge opening 10.
- FIG. 4 1 illustrates a corresponding variant in which this center of gravity P2 of the ribs is arranged below the plane of the solids discharge opening 10.
- FIG. 5 illustrates further connecting elements (eg rings) 20, 21 for connecting the ribs 17 with each other.
- FIG. 6 shows that the ribs may be provided with openings 22 to relieve the rib surfaces of the ribs 17 at the solids discharge of tips of the Coriolis pressure.
Landscapes
- Centrifugal Separators (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen selbstentleerenden Separator mit Tellerpaket nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Selbstentleerende Separatoren mit Tellerpaketen, die beispielsweise zur Entleerung einen Kolbenschieber oder dgl. aufweisen, sind an sich in verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Sie werder in verschiedenen Arten von Zentrifugen, so z.B. in Klär-, Trenn- oder Entkeimungszentrifugen für verschiedenste Zwecke eingesetzt. Bevorzugtes Anmeldungsgebiet ist dabei die Verarbeitung von Milchprodukten und hier insbesondere die Entkeimung und die Entrahmung von Milch.
- Es ist auch bekannt, selbstentleerende Zentrifugentrommeln mit Rippen außerhalb des Tellerpakets zu versehen. Eine derartige Anordnung zeigt beispielsweise die
US 2,126,864 , die einen Separator mit einer Trommel mit Feststoffaustragsöffnungen zeigt, welche von einem Kolbenschieber verschließbar sind. - Bei den heute üblichen selbstentleerenden Separatoren treten in der Praxis u.U. Reinigungsprobleme auf. Es zeigt sich, dass der Reinigungseffekt am Trommeldeckel und am Boden des Schleuderraumes in der Trommel besonders problematisch ist und dass dort nach einer automatischen Reinigung oftmals noch Verschmutzungen aufgefunden werden können.
- Vor diesem Hintergrund hat die Erfindung die Aufgabe, den konstruktiven Aufbau des Separators auf gattungsgemäße Art derart zu verbessern, dass eine verbesserte Reinigungswirkung erzielbar ist.
- Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruches 1.
- Nach der Erfindung weist die Trommel Feststoffaustragsöffnungen auf und der Abstand zwischen jeder der Rippen - bzw. dem vorteilhaft realisierten Rippeneinsatz - und der Innenwandung der Trommel beträgt an jeder Stelle mindestens drei Millimeter.
- Damit wird ein derart großer Abstand zwischen den Rippen und dem Innenmantel der Trommel realisiert, dass im Feststoffraum an jeder Stelle ausreichend große Abstände zwischen den Rippen und dem Trommelinnenmantel, insbesondere dem Trommeldeckel und dem Boden des Schleuderraums sowie vorzugsweise zu sonstigen hinsichtlich der Reinigung kritischen Stellen bestehen, wodurch an der äußeren Umfangsfläche und in anderen Randbereichen des Schleuderraumes stets eine genügend große Relativbewegung der Flüssigkeit gegenüber der Trommel in Umfangsrichtung zugelassen wird.
- Aus der
US 3,529,767 ist eine Konstruktion mit Rippen in einer Separatortrommel bekannt, wobei aber stets einzelne der Rippen (z.B. die Rippen 51") direkt am Trommelmantel anliegen. - Zum Stand der Technik werden noch die
DE 567 665 , dieDE 444,573 , dieUS 2,662,687 und dieUS 2,313,541 genannt. Diese Schriften zeigen jeweils Kammerseparatoren mit Rippeneinsätzen außerhalb der Tellerpakte, aber keine Feststoffaustragsöffnungen, so dass sich die erfindungsgemäßen Vorteile nicht ergeben können. DieUS 2,477,982 zeigt einen selbstentleerenden Separator mit Austrittsöffnungen ohne Kolbenschieber, wobei sich Rippen außerhalb der Tellerpakets wiederum bis an den Trommeldeckel erstrecken. DieUS 5,735,789 zeigt einen Separator mit einem Tellerpaket mit rippenförmigen Abstandshaltern. - Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Vorzugsweise wird zwischen den Rippen und dem Tellerpaket ein Ringspalt von mindestens 0,5 mm, maximal aber 5 mm ausgebildet, um auch diesen Bereich genügend zu reinigen.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Rippen mindestens 5 Prozent aber maximal 95 Prozent der Querschnittsfläche des Feststoffraumes abdecken, um stets eine genügend große Reinigungswirkung sicherzustellen.
- Bei einer Auslegung als Trennseparator ist es nach der Erkenntnis der Erfindung ferner vorteilhaft, dass der Außendurchmesser der Rippen mindestens 2 mm, maximal aber 25 mm größer ist als der Durchmesser des Scheidetellers.
- Hierbei sollte der Schwerpunkt der Rippenfläche vorzugsweise oberhalb der Entleerungsebene liegen. Alternativ ist es auch denkbar, diesen Schwerpunkt unterhalb der Entleerungsebene anzuordnen, was aber zu weniger vorteilhaften Ergebnissen führt.
- Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Rippenflächen mit Ausgleichsöffnungen versehen. Diese entlasten die Rippen bei Trommelentleerungen in vorteilhafter Weise von Spitzen des Coriolisdruckes.
- Es ist ferner vorteilhaft, die Rippen so zu positionieren, dass ihre Flächen jeweils in einem Winkel von bis zu 45° voreilend oder nacheilend zum Radius der Trommel ausgerichtet sind.
- Nach Weiterbildung der Erfindung ist es zudem denkbar, anstelle von ebenen Rippen dreidimensional gekrümmte Schaufeln einzusetzen. Schließlich hat es sich gezeigt, dass wenigstens zwei, vorzugsweise aber 8 bis 24 Rippen, insbesondere gleichmäßig am Außenumfang des Tellerpakets verteilt werden sollten.
- Vorteilhaft werden die Rippen durch Verbindungselemente zu einem ringförmigen Einsatz zusammengefaßt, was die Montage und Demontage der Rippen als Einheit erleichtert. Dieser Rippeneinsatz wird zudem vorzugsweise durch Stützelemente, die in das Tellerpaket integriert sind, in seiner Position fixiert.
- Ergänzend wird der Rippeneinsatz zur Fixierung vorzugsweise fest mit dem Scheideteller - wenn vorhanden - verbunden.
- Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Figuren anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt:
- Figur 1 bis 6
- schematisierte Schnittansichten eines Teilbereichs einer erfindungsgemäßen Separatortrommel;
- Figur 7
- eine schematisierte Darstellung der Ausgestaltung von Rippen nach einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- Figur 8
- eine schematisierte Darstellung eines Rippeneinsatzes in einer Draufsicht.
-
Figur 1 zeigt eine stark schematisiert dargestellte Trommel 1 für einen ansonsten nicht hinsichtlich seiner übrigen Komponenten wie dem Antrieb u.dgl. dargestellten Separator mit vertikaler Drehachse D, wobei die Trommel einen Schleuderraum 2 umgrenzt, in den ein Tellerpaket 3 aus einer Mehrzahl konischer Teller 4 eingesetzt ist, in denen ein oder mehrere Steigekanäle 5 ausgebildet sind. - An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Begriffe wie "oben", "unten", "vorne" oder "hinten" u.dgl. sich lediglich auf die dargestellten schematisieren Ausführungsbeispiele beziehen und nicht einschränkend zu verstehen sind. So kann das Zulaufrohr bei Alternativen, hier nicht dargestellte Ausführungsform, auch von unten herein die Trommel geführt sein, obwohl in
Figur 1 eine Variante dargestellt ist, bei welcher das Zulaufrohr von oben in die Trommel geführt ist. - Das zentrische Zulaufrohr 6 mündet von hier zunächst von oben her in einen Verteiler 7, der Kanäle 8 aufweist, welche das Schleudergut nach außen bis zu Austrittsöffnungen 9 in den Schleuderraum 2 leiten.
- Die Austrittsöffnungen 9 können auf verschiedenen Radien angeordnet werden, vorzugsweise auf solchen Radien, welche kurz vor bzw. innerhalb oder nach bzw. außerhalb des Außenumfanges der Teller 4 liegen.
- Die Trommel weist Feststoffaustragsöffnungen 10 auf, die vorzugsweise am größten Durchmesser der Trommel liegen und denen vorzugsweise ein Kolbenschieber (hier nicht dargestellt) vorgeschaltet ist. Zur Realisierung der Selbstentleerungsfunktion bzw. zum Öffnen und Schließen der Feststoffaustragsöffnungen 10 kann z.B. ein hier nicht dargestellter Kolbenschieber dienen.
- Wenigstens ein Ableitungskanal 11, dem eine Schälscheibe nachgeschaltet sein kann, ermöglicht das Ableiten einer Flüssigkeitsphase aus dem Schleuderraum 2.
- Nach dem Ausführungsbeispiel der
Figur 2 , welches vereinfacht dargestellt ist, so dass das Zulaufrohr und die Kanäle und Austrittsöffnungen des Verteilers nicht dargestellt sind, ist es noch möglich, eine zweite Flüssigkeitsphase über einen Scheideteller 23 (Außendurchmesser Ds) aus der Trommel abzuleiten. - Die Trommel 1 weist ein Trommelunterteil 12 und ein Trommeloberteil 13 auf, die über einen Verschlußring 14 o.dgl. fest miteinander verbunden sind.
- Außerhalb des Tellerpakets ist in dem sich radial nach außen verjüngenden Ring- bzw. Feststoffraum 15 ein Rippeneinsatz 16 (siehe
Figur 8 ) mit mehreren Rippen 17 angeordnet, wobei die Rippen 17 durch Verbindungselemente 18, 19 zu dem Einsatz 16 zusammengefaßt sind. - Der Einsatz kann durch Stützelemente, die in das Tellerpaket integriert sind (hier nicht dargestellt), in seiner Position fixiert werden. Auch der Einsatz ist an jeder Stelle mindestens 3 mm von der Trommelinnenwandung beabstandet
- Alternativ ist es auch denkbar, den Rippeneinsatz 16 zur Fixierung fest mit dem Scheideteller 23 der
Figur 2 zu verbinden. - Wichtig ist, dass der Rippeneinsatz 16 im Feststoffraum 15 fest in seiner Lage fixiert ist.
- Die Rippen können dabei - wie in
Figur 8 erkennbar - radial nach außen gerichtet sein oder aber in Hinsicht auf die Drehrichtung (R)- sieheFigur 7 - insbesondere bis zu 45° geneigt zur Radialen r (Winkel α) voreilend oder nacheilend ausgerichtet sein. - Wichtig ist nun, dass an den Außenkanten der Rippen 17 und dem Trommelunterteil 12 bzw. dem Trommeloberteil 13 jeweils ein Spalt S1, S2 verbleibt, der ringsum an jeder Rippe mindestens 3 mm oder mehr breit ist. Vorzugsweise besteht ferner zwischen den Rippen und dem Tellerpaket ein weiterer Ringspalt S3 von mindestens 0,5 mm und maximal 5 mm Breite.
- Derart wird eine besonders vorteilhafte Reinigungswirkung erzielt, denn es wird sichergestellt, dass stets eine genügend große Reinigungswirkung im Feststoffraum 15 erzielt wird, da an allen Stellen zwischen den Rippen 17 und der Trommel 1 stets eine genügend große Strömung an kritischen Stellen besteht und insbesondere an der äußeren Umfangsflächen in allen Randbereichen des Schleuderraumes eine genügend große Relativbewegung der Flüssigkeit gegenüber der Trommel in Umfangsrichtung zugelassen wird.
-
Figur 1 zeigt eine Variante, bei welcher die Rippen 17 einen Großteil des Querschnitts des Feststoffraumes, insbesondere bis zu 95 Prozent des Querschnitts des Feststoffraums 15 abdecken. - Der Querschnitt der Rippen 17 in
Figur 2 ist dagegen etwas kleiner, wobei inFigur 2 auch noch der ergänzende Scheideteller 23 vorgesehen ist. Der Außendurchmesser DA der Rippen ist mindestens 2 mm und maximal 25 mm größer als der Durchmesser DS des Scheidetellers 23. -
Figur 3 veranschaulicht, dass der Schwerpunkt P1 der Rippenflächen oberhalb deren Wirkungsebene liegt, die durch die Feststoffaustragsöffnung 10 bestimmt ist. -
Figur 4 veranschaulicht eine entsprechende Variante, bei der dieser Schwerpunkt P2 der Rippen unterhalb der Ebene der Feststoffaustragsöffnung 10 angeordnet ist. -
Figur 5 veranschaulicht weitere Verbindungselemente (z.B. Ringe) 20, 21 zur Verbindung der Rippen 17 untereinander. -
Figur 6 zeigt, dass die Rippen mit Öffnungen 22 versehen sein können, um die Rippenflächen der Rippen 17 am Feststoffaustrag von Spitzen des Coriolisdruckes zu entlasten. -
- Trommel
- 1
- Schleuderraum
- 2
- Tellerpaket
- 3
- Teller
- 4
- Zulaufrohr
- 6
- Verteiler
- 7
- Kanal
- 8
- Austrittsöffnung
- 9
- Feststoffaustrittsöffnung
- 10
- Ableitungskanal
- 11
- Trommelunterteil
- 12
- Trommeloberteil
- 13
- Verschlußring
- 14
- Feststoffraum
- 15
- Ringeinsatz
- 16
- Rippen
- 17
- Verbindungselement
- 18
- Verbindungselement
- 19
- Verbindungselement
- 20
- Verbindungselement
- 21
- Öffnung
- 22
- Scheideteller
- 23
- Ringspalte
- S1, S2, S3
- Außendurchmesser Rippen
- DA
- Drehachse
- D
- Außendurchmesser Scheideteller
- DS
- Drehrichtung
- R
- Radiale
- r
- Schwerpunkte
- P1, P2
- Winkel
- α
Claims (14)
- Selbstentleerender Separator mit vertikaler Drehachse und mit einer Trommel (1) mit Feststoffaustragsöffnungen (10), in die ein Tellerpaket (3) aus mehreren konischen Tellern (4) eingesetzt ist, wobei ein Schleudergut über ein Zulaufrohr (6) und einen Verteiler (7) in einen Schleuderraum (2), der von der Trommel (1) umgeben ist, einleitbar ist, wobei in einem ringartigen Feststoffraum (15), der radial außerhalb des Tellerpakets (3) angeordnet ist, mindestens zwei oder mehr Rippen (17) angeordnet sind, und wobei in der Trommel oberhalb des Tellerpakets (3) ein Scheideteller (23) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (DA) der Rippen (17) mindestens 2 mm aber maximal 25 mm größer ist als der Durchmesser (DS) des Scheidetellers (23) oberhalb des Tellerpakets (3) und der Abstand zwischen den Rippen (17) und der Innenwandung der Trommel (1) mindestens drei Millimeter beträgt.
- Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Rippen (17) und dem Tellerpaket (3) ein Ringspalt (S3) besteht, der an jeder Stelle mindestens 0,5 mm und maximal 5 mm breit ist.
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (17) mindestens 5 Prozent und maximal 95 Prozent der Querschnittsfläche des Feststoffraums (15) abdecken.
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt (P1) der Rippenflächen der Rippen (17) oberhalb der Entleerungsebene liegt, die durch Feststoffaustragsöffnungen (10) vorgegeben ist.
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt (P2) der Rippenflächen der Rippen (17) unterhalb der Entleerungsebene liegt, die durch die Feststoffaustragsöffnung (10) der Trommel vorgegeben ist.
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (17) mindestens eine oder mehrere Öffnungen (22) in ihrer Rippenfläche aufweisen.
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (17) radial ausgerichtet sind.
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (17) relativ zum Radius der Trommel um bis zu 45° voreilend oder nacheilend ausgerichtet sind.
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (17) eben ausgebildet sind.
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (17) als mehrdimensional gekrümmte Schaufeln ausgebildet sind.
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 8 bis 24 der Rippen (17) in die Trommel (1) eingesetzt sind.
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (17) durch Verbindungselemente (18, 19, 20, 21) zu einem ringförmigen, vormontierten Einsatz (16) zusammengefaßt sind.
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (16) durch Stützelemente, die in das Tellerpaket (3) integriert sind, in seiner Position fixiert ist.
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (16) zur Fixierung fest mit dem Scheideteller (23) verbunden ist.
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