EP2136937B1 - Verfahren und vorrichtung zur wärmebehandlung einschliesslich verfahren und vorrichtung zum trennen oder klassieren von aufgabegut - Google Patents
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- EP2136937B1 EP2136937B1 EP08718049.3A EP08718049A EP2136937B1 EP 2136937 B1 EP2136937 B1 EP 2136937B1 EP 08718049 A EP08718049 A EP 08718049A EP 2136937 B1 EP2136937 B1 EP 2136937B1
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Classifications
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- B07B1/15—Roller screens using corrugated, grooved or ribbed rollers
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F5/00—Elements specially adapted for movement
- F28F5/02—Rotary drums or rollers
Definitions
- the invention relates to a system and a method for heat treatment of feedstock.
- the WO 01/09548 A1 discloses a plant for heat treatment of feedstock with a combustion chamber for combustible waste located in the vicinity of the calciner. In the combustion chamber, the waste is transported by a turntable on a circular path to the exit.
- a combustion grate is shown, the grate bars can be flowed through with a cooling medium.
- the ashes produced by the combustion of solid fuels can fall down between the grate bars.
- Other heated or coolable grates that are also used for classifying, are from the DE 11 11 571 B , of the DE 518 605 C and he US 1 647 812 A known.
- the DE 1 801 362 discloses a plant and a process for the heat treatment of good different grain size, wherein coarse material and fine material initially separated preheated from each other and then heat treated together in a rotary kiln. The preheated fines are classified before being fed into the rotary kiln, so that only the grits get into the rotary kiln.
- DD 0 152 361 describes a method and apparatus for treating ore pellets, wherein the starting material is first preheated, then separated in a classifying the fine fractions and then get only the coarse fractions in an oven.
- the invention has for its object to improve the system and the method for heat treatment of feedstock, especially in the preheating or calcination of raw materials of the cement or lime industry.
- the plant according to the invention for the heat treatment of feed comprises a preheater for preheating the feed, a rotary kiln for firing the preheated feed, and arranged between preheater and rotary kiln device for separating or classifying feed into at least two different Komfr risken having a screening device by rotatable Elements, ie a roller grate is formed, wherein the rotatable elements are mounted in bearings and at least partially driven by suitable drive means, and wherein at least a finer grain fraction between the rotatable elements falls through and means are provided for supplying a cooling medium to the rotatable elements.
- the rotatable elements have a main body and a wear-resistant and / or heat-resistant, outer sheath, wherein the main body provides a running in the direction of its axis of rotation, acted upon by the cooling medium channel, which is in communication with the means for supplying the cooling medium.
- the outer casing has a wear and / or temperature protection function, while the main body serves as a supporting body, wherein its carrying capacity is significantly increased by the cooling.
- the feedstock may have a temperature of at least 250.degree. C., in particular of at least 750.degree.
- the roller grate can be used in these extreme conditions.
- the screening device is preferably as a roller grate and the rotatable elements are designed as rollers or rollers.
- the rotatable elements serve for greater Komfrtress as conveying elements and are at least partially driven for this purpose.
- an insulation can be provided between the outer casing and the base body, so that cost-effective cooling of the base body by means of air is considered.
- the storage of the rotatable elements is advantageously carried out of the housing, in addition, a cooling of the bearing can be provided.
- the in the Fig. 1 and Fig. 2 illustrated device 100 for separating or classifying feed material 1 in at least two different grain fractions 2, 3 has a feed opening 4, designed as a roller grate screen 5 and at least one outlet 6 for a finer grain fraction 2 and an outlet opening 7 for a coarser grain fraction 3.
- the screening device 5 provides a plurality of rollers or rollers formed rotatable elements 8, which are at least partially driven.
- the finer grain fraction 2 passes between the rotatable elements 8 so that the distance between two adjacent rotatable elements determines the size of the finer grain fraction 2.
- the distance can be equal or over the length of the grate be formed differently.
- the distance between adjacent rotatable elements 8 is adjustable.
- Fig. 1 is indicated by the dashed line 9 wall that 5 different grain fractions could be deducted as Naturalfallgut over the length of the screening device.
- 5 different grain fractions could be deducted as Naturalfallgut over the length of the screening device.
- the rotatable elements thus have a conveying function in addition to the separation or classification function.
- the rotatable elements 8 are mounted in bearings 10, 11 and driven by suitable drive means 12 (shown only schematically in the drawing).
- the bearings 10, 11 are expediently arranged outside a housing 13 of the device 100 in order to protect them from dust and temperature influences.
- the rotatable element 8 consists of a base body 8a and a corresponding wear and / or temperature-resistant sheathing 8b, in order to ensure a sufficient service life during processing of the feed material. If appropriate, a suitable insulation 8c can also be provided between the main body 8a and the sheathing 8b.
- the main body 8a has a channel 8d extending in the direction of its axis of rotation 8e and acted upon by a cooling medium, which channel is connected to means 14 for supplying a cooling medium. It come here liquid and / or gaseous coolant medium, such as water or air, into consideration. Also for the bearings 10, 11 means not shown in detail can be provided for cooling.
- the screening device 5 can be arranged both horizontally and inclined. In both cases, it may be expedient if a material guiding element 15 is provided between two adjacent rotatable elements 8 in order to avoid unwanted filling of the gusset between the two rollers and thereby to improve the conveying action ( Figure 4 ).
- the rotatable elements 8 could therefore be designed and mounted in such a way that comminution of such material takes place in the gap between two adjacent rotatable elements 8.
- FIG. 5 Another way to eliminate any blockages in the gap between two rotatable elements 8 is in Fig. 5 shown. These are means or an element 16 for cleaning the gap, in that this element is arranged below the gap and can be moved up into the gap.
- the cross-sectional shape of the rotatable elements 8 is by no means limited to a circular shape.
- different cross-sectional shapes of the rotatable elements 8 are shown.
- the peculiarity of these elements is that with a synchronous rotation of these elements a substantially constant gap remains.
- the advantage of an elliptical element ( Fig. 6 ), one triangular in cross section ( Fig. 7 ) or quadrangular element ( Fig. 8 ) with rounded side surfaces is mainly in the better conveying effect.
- all rotatable elements 8 are driven in the same direction of rotation, whereby regulation of the rotational speed of all or part of the rotatable elements can be provided.
- FIG. 9 shows a very schematic representation of a plant according to the invention for the heat treatment of feed material.
- it has a preheater for preheating the feedstock, in particular raw material, a device 100 for separating or classifying feedstock and a rotary kiln for firing the preheated feedstock.
- the feed material separating or classifying device 100 is disposed between the preheater 200 and the rotary kiln 300 to discharge a grain fraction undesirably fine for the rotary kiln.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Aufgabegut.
- Auf dem Gebiet der Wärmebehandlung von Rohstoffen, insbesondere bei der Vorwärmung bzw. Calcinierung von Rohstoffen der Zement- bzw. Kalkindustrie, ist zwischen zwei Wärmebehandlungsstufen oftmals eine Trennung bzw. Klassierung des Materials erforderlich. Zu diesem Zweck werden beispielsweise Klassierroste und Wirbelschichteinrichtungen verwendet. Bedingt durch das heiße Material, welches Temperaturen von mehr als 750°C aufweisen kann, kommt es hierbei immer wieder zu Verstopfungen und Einschränkungen in der Funktion der Siebvorrichtung.
- Aus der
DE-AS-1 124 892 ist ein Drehstabrost- oder Siebbodensystem bekannt, welches mittels elektrischer Energie, Flüssigkeiten oder Gasen gekühlt oder erhitzt werden kann. Bei der Wärmebehandlung von Rohstoffen, insbesondere bei der Vorwärmung bzw. Calcinierung von Rohstoffen der Zement- bzw. Kalkindustrie ist ein gekühlter Klassierrost jedoch bisher nicht zum Einsatz gekommen. - Die
WO 01/09548 A1 - Das Dokument
US 3 439 652 A zeigt den Oberbegriff der Ansprüche 1 und 9. - Darin wird ein Brennrost gezeigt, dessen Roststäbe mit einem Kühlmedium durchströmt werden können. Die bei der Verbrennung von festen Brennstoffen entstehende Asche kann zwischen den Roststäben nach unten fallen. Weitere beheiz- oder kühlbare Roste, die auch zum Klassieren verwendet werden, sind aus der
DE 11 11 571 B , derDE 518 605 C und erUS 1 647 812 A bekannt. - Die
DE 1 801 362 offenbart eine Anlage und ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Gut unterschiedlicher Körnung, wobei Grobgut und Feingut zunächst getrennt voneinander vorgewärmt und anschließend gemeinsam in einem Drehrohrofen wärmebehandelt werden. Das vorgewärmte Feingut wird vor der Zuführung in den Drehrohrofen klassiert, sodass nur die Grieße in den Drehrohrofen gelangen. - In der
DD 0 152 361 - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anlage und das Verfahren zur Wärmebehandlung von Aufgabegut, insbesondere bei der Vorwärmung bzw. Calcinierung von Rohstoffen der Zement- bzw. Kalkindustrie, zu verbessern.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.
- Die erfindungsgemäße Anlage zur Wärmebehandlung von Aufgabegut umfasst einen Vorwärmer zum Vorwärmen des Aufgabegutes, einen Drehrohrofen zum Brennen des vorgewärmten Aufgabegutes, sowie eine zwischen Vorwärmer und Drehrohrofen angeordnete Vorrichtung zum Trennen oder Klassieren von Aufgabegut in wenigstens zwei unterschiedliche Komfraktionen die eine Siebeinrichtung aufweist, die durch drehbare Elemente, d.h. einen Rollenrost gebildet wird, wobei die drehbaren Elemente in Lagern gelagert und über geeignete Antriebsmittel zumindest teilweise antreibbar sind, und wobei wenigstens eine feinere Kornfraktion zwischen den drehbaren Elementen hindurchfällt und Mittel zur Zuführung eines Kühlmediums zu den drehbaren Elementen vorgesehen sind. Die drehbaren Elemente weisen einen Grundkörper und eine verschleiß- und/oder temperaturbeständige, äußere Ummantelung auf, wobei der Grundkörper einen in Richtung seiner Drehachse verlaufenden, mit dem Kühlmedium beaufschlagbaren Kanal vorsieht, der mit den Mitteln zur Zuführung des Kühlmediums in Verbindung steht.
- Durch die zwischen dem Vorwärmer 200 und dem Drehrohrofen 300 angeordnete Vorrichtung zum Trennen oder Klassieren von Aufgabegut kann eine für den Drehrohrofen unerwünscht feine Kornfraktion ausgeschieden werden.
- Die äußere Ummantelung hat insbesondere eine Verschleiß- und/oder Temperaturschutzfunktion, während der Grundkörper als Tragkörper dient, wobei dessen Tragfähigkeit durch die Kühlung deutlich erhöht wird.
- Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann das Aufgabegut eine Temperatur von wenigstens 250°C, insbesondere von wenigstens 750°C aufweisen. Durch das Vorsehen der Mittel zum Kühlen der drehbaren Elemente kann der Rollenrost bei diesen extremen Bedingungen zum Einsatz kommen.
- Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Die Siebeinrichtung ist vorzugsweise als Rollenrost und die drehbaren Elemente sind als Rollen oder Walzen ausgebildet. Die drehbaren Elemente dienen dabei für eine größere Komfraktion als Förderelemente und sind zu diesem Zweck zumindest teilweise antreibbar.
- Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann zwischen der äußere Ummantelung und dem Grundkörper eine Isolierung vorgesehen werden, sodass eine kostengünstige Kühlung des Grundkörpers mittels Luft in Betracht kommt.
- Die Lagerung der drehbaren Elemente erfolgt zweckmäßigerweise außerhalb des Gehäuses, wobei zusätzlich eine Kühlung der Lager vorgesehen werden kann.
- Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.
- In der Zeichnung zeigen
- Fig. 1
- eine schematische Längsschnittdarstellung der Vorrichtung zum Trennen oder Klassieren von Aufgabegut,
- Fig. 2
- eine schematische Seitenansicht im Bereich eines drehbaren Elementes,
- Fig. 3
- eine Schnittdarstellung eines drehbaren Elements,
- Fig. 4
- eine Schnittdarstellung im Bereich benachbarter drehbarer Elemente mit einem Materialleitelement,
- Fig. 5
- eine Schnittdarstellung im Bereich benachbarter drehbarer Elemente mit Mittel zum Reinigen des Spaltes zwischen den beiden drehbaren Elementen,
- Fig. 6 bis Fig. 8
- verschiedene Querschnittsdarstellungen der drehbaren Elemente und
- Fig. 9
- eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Anlage zur Wärmebehandlung von Aufgabegut.
- Die in den
Fig. 1 undFig. 2 dargestellte Vorrichtung 100 zum Trennen oder Klassieren von Aufgabegut 1 in wenigstens zwei unterschiedliche Kornfraktionen 2, 3 weist eine Aufgabeöffnung 4, eine als Rollenrost ausgebildete Siebeinrichtung 5 sowie wenigstens eine Auslassöffnung 6 für eine feinere Kornfraktion 2 und eine Auslassöffnung 7 für eine gröbere Kornfraktion 3 auf. - Die Siebeinrichtung 5 sieht eine Vielzahl als Rollen oder Walzen ausgebildete drehbare Elemente 8 vor, die zumindest teilweise antreibbar sind. Die feinere Kornfraktion 2 fällt zwischen den drehbaren Elementen 8 hindurch, sodass der Abstand zwischen zwei benachbarten drehbaren Elementen die Größe der feineren Kornfraktion 2 bestimmt. Der Abstand kann über die Länge des Rostes gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Abstand zwischen benachbarten drehbaren Elementen 8 einstellbar.
- In
Fig. 1 ist durch die gestrichelt eingezeichnete Wand 9 angedeutet, dass über die Länge der Siebeinrichtung 5 unterschiedliche Kornfraktionen als Durchfallgut abgezogen werden könnten. Zu diesem Zweck würde man den Abstand der drehbaren Elemente 8 im ersten Teil der Siebeinrichtung 5 enger als im zweiten Abschnitt ausbilden. Die gröbere Kornfraktion 3, die nicht zwischen den drehbaren Elementen 8 nach unten fällt, wird durch die drehbaren Elemente zur Auslassöffnung 7 gefördert. Die drehbaren Elemente haben somit neben der Trenn- bzw. Klassierfunktion auch eine Förderfunktion. - Die drehbaren Elemente 8 sind in Lagern 10, 11 gelagert und werden über geeignete Antriebsmittel 12 (in der Zeichnung nur schematisch dargestellt) angetriebene. Die Lager 10, 11 sind zweckmäßigerweise außerhalb eines Gehäuses 13 der Vorrichtung 100 angeordnet, um sie vor Staub- und Temperatureinflüssen zu schützen.
- Wie aus
Fig. 2 und3 hervorgeht, besteht das drehbare Element 8 aus einem Grundkörper 8a und einer entsprechend verschleiß- und/oder temperaturbeständigen Ummantelung 8b, um eine ausreichende Standzeit bei Verarbeitung des Aufgabegutes zu gewährleisten. Gegebenenfalls kann zwischen dem Grundkörper 8a und der Ummantelung 8b noch eine geeignete Isolierung 8c vorgesehen werden. - Der Grundkörper 8a weist einen in Richtung seiner Drehachse 8e verlaufenden, mit einem Kühlmedium beaufschlagbaren Kanal 8d auf, der mit Mitteln 14 zur Zuführung eines Kühlmediums in Verbindung steht. Es kommen dabei flüssige und/oder gasförmigen Kühlmittelmedium, wie Wasser oder Luft, in Betracht. Auch für die Lager 10, 11 können nicht näher dargestellte Mittel zur Kühlung vorgesehen werden.
- Die Siebeinrichtung 5 kann sowohl horizontal als auch geneigt angeordnet werden. In beiden Fällen kann es zweckmäßig sein, wenn zwischen zwei benachbarten drehbaren Elementen 8 ein Materialleitelement 15 vorgesehen ist, um ein unerwünschtes Auffüllen des Zwickels zwischen den beiden Walzen zu vermeiden und dadurch die Förderwirkung zu verbessern (
Fig.4 ). - Dennoch wird es immer wieder vorkommen, dass größere Partikel im Bereich des Spaltes festsitzen und dadurch die Trenn- bzw. Klassierwirkung beeinträchtigen. Die drehbaren Elemente 8 könnten daher derart ausgebildet und gelagert sein, dass eine Zerkleinerung derartigen Materials im Spalt zwischen zwei benachbarten drehbaren Elementen 8 erfolgt.
- Eine weitere Möglichkeit zur Behebung etwaiger Verstopfungen im Spalt zwischen zwei drehbaren Elementen 8 ist in
Fig. 5 dargestellt. Hierbei handelt es sich um Mittel bzw. ein Element 16 zum Reinigen des Spaltes, indem dieses Element unterhalb des Spaltes angeordnet und nach oben in den Spalt einfahrbar ist. - Die Querschnittsform der drehbaren Elemente 8 ist keinesfalls auf eine Kreisform beschränkt. In den
Fig. 6 bis 8 sind verschiedene Querschnittsformen der drehbaren Elemente 8 dargestellt. Die Besonderheit dieser Elemente besteht darin, dass bei einer synchronen Drehung dieser Elemente ein im Wesentlichen konstanter Spalt verbleibt. Der Vorteil eines elliptischen Elements (Fig. 6 ), eines im Querschnitt dreieckförmigen (Fig. 7 ) oder viereckigen Elements (Fig. 8 ) mit abgerundeten Seitenflächen besteht vor allem in der besseren Förderwirkung. - Im Rahmen der Erfindung besteht aber selbstverständlich auch die Möglichkeit, dass über die Länge der Siebvorrichtung gleiche oder unterschiedlich geformte drehbare Elemente 8 verwendet werden. Auch können unterschiedliche Größen einer bestimmten Form vorgesehen werden.
- Üblicherweise werden alle drehbaren Elemente 8 in der gleichen Rotationsrichtung angetrieben, wobei eine Regulierung der Drehzahl aller oder eines Teils der drehbaren Elemente vorgesehen werden kann.
- Zur Reinigung etwaiger Verstopfungen im Bereich der Spalte kann es außerdem zweckmäßig sein, die drehbaren Elemente 8 kurzfristig entgegen der üblichen Drehrichtung anzutreiben:
- In
Fig. 9 ist eine sehr schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage zur Wärmebehandlung von Aufgabegut ersichtlich. Sie weist insbesondere einen Vorwärmer zum Vorwärmen des Aufgabegutes, insbesondere Rohmaterial, eine Vorrichtung 100 zum Trennen oder Klassieren von Aufgabegut sowie einen Drehrohrofen zum Brennen des vorgewärmten Aufgabegutes auf. Die Vorrichtung 100 zum Trennen oder Klassieren von Aufgabegut ist zwischen dem Vorwärmer 200 und dem Drehrohrofen 300 angeordnet, um eine für den Drehrohrofen unerwünscht feine Kornfraktion auszuscheiden.
Claims (11)
- Anlage zur Wärmebehandlung von Aufgabegut mit einer Vorrichtung (100) zum Trennen oder Klassieren von Aufgabegut (1) in wenigstens zwei unterschiedliche Kornfraktionen (2, 3),
wobei die Vorrichtung (100) zum Trennen oder Klassieren von Aufgabegut (1) eine durch drehbare Elemente (8) gebildete Siebeinrichtung (5) umfasst und
wenigstens eine feinere Kornfraktion (2) zwischen den drehbaren Elementen hindurch fällt und ferner Mittel (14) zur Zuführung eines Kühlmediums zu den drehbaren Elementen (8) vorgesehen sind,
und wobei weiterhin die drehbaren Elemente (8) einen Grundkörper (8a) und eine verschleiß- und/oder temperaturbeständige, äußere Ummantelung (8b) aufweisen, wobei der Grundkörper (8a) einen in Richtung seiner Drehachse (8e) verlaufenden, mit einem Kühlmedium beaufschlagbaren Kanal (8d) aufweist, der mit den Mitteln (14) zur Zuführung des Kühlmediums in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) zum Trennen oder Klassieren von Aufgabegut (1) zwischen einem Vorwärmer (200) zum Vorwärmen des Aufgabegutes und einem Drehrohrofen (300) zum Brennen des vorgewärmten Aufgabegutes angeordnet ist und die drehbaren Elemente (8) in Lagern (10, 11) gelagert und über geeignete Antriebsmittel (12) zumindest teilweise antreibbar sind. - Anlage nach Anspruch 1, wobei die Siebeinrichtung als Rollenrost und die drehbaren Elemente (8) als Rollen oder Walzen ausgebildet sind.
- Anlage nach Anspruch 1, wobei der Abstand zwischen den drehbaren Elementen (8) zumindest teilweise einstellbar ist.
- Anlage nach Anspruch 1, wobei die drehbaren Elemente (8) innerhalb eines Gehäuses (13) vorgesehen sind und die drehbaren Elemente (8) in Lagern (10, 11) gelagert sind, die außerhalb des Gehäuses angeordnet sind.
- Anlage nach Anspruch 4, wobei die Lager (10, 11) Mittel zur Kühlung aufweisen.
- Anlage nach Anspruch 1, wobei zwischen zwei benachbarten, drehbaren Elementen (8) Materialleitelemente (15) vorgesehen sind.
- Anlage nach Anspruch 1, wobei zwischen zwei benachbarten, drehbaren Elementen (8) Mittel (16) zum Reinigen des Spaltes zwischen den beiden drehbaren Elementen vorgesehen sind.
- Anlage nach Anspruch 1, wobei die drehbaren Elemente (8) eine nicht kreisförmige Form aufweisen, aber zwischen zwei benachbarten drehbaren Elementen während der Drehbewegung ein konstanter Spalt verbleibt.
- Verfahren zur Wärmebehandlung von Aufgabegut, wobei das Aufgabegut (1) in einer Vorrichtung (100) zum Trennen oder Klassieren in wenigstens zwei unterschiedliche Kornfraktionen (2, 3) getrennt oder klassiert wird,- wenigstens eine feinere Kornfraktion (2) zwischen drehbaren Elementen einer Siebeinrichtung (5) hindurch fällt und,- die drehbaren Elemente (8) einen Grundkörper (8a) und eine verschleiß- und/oder temperaturbeständige, äußere Ummantelung (8b) aufweisen und der Grundkörper (8a) einen in Richtung seiner Drehachse (8e) verlaufenden, mit einem Kühlmedium beaufschlagbaren Kanal (8d) aufweist, dem ein Kühlmedium zugeführt wird,dadurch gekennzeichnet, dass das Aufgabegut (1) in einem Vorwärmer (200) vorgewärmt und in einem Drehrohrofen (300) gebrannt wird, wobei das Aufgabegut (1) zwischen dem Vorwärmer (200) und dem Drehrohrofen (300) in der Vorrichtung (100) getrennt oder klassiert wird und ferner die drehbaren Elemente (8) in Lagern (10, 11) gelagert und über geeignete Antriebsmittel (12) zumindest teilweise angetrieben sind.
- Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufgabegut (1) der Vorrichtung (100) zum Trennen oder Klassieren eine Temperatur von wenigstens 250°C, insbesondere von wenigstens 750°C aufweist.
- Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtung und/oder Drehgeschwindigkeit der drehbaren Elemente (8) veränderbar ist.
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