DE7501309U - Vorrichtung zum entfernen von schlacke - Google Patents

Description

DiPL.-CHEM. dr: NARALD STACH

PATENTANWALT

(CWfO)?

2 HAMBURG 1 ■ AOENAUERALLtI 30 · TELEFON (K-WlISK Ί5 2 3

Aktenzeichen: G 75 0 1 309.1
Anmelderin: Kubota Ltd.

/Vorrichtungen zum Entfernen von Schlacke

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Entfernen von Schlakke auf geschmolzenem Metall.

Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen zur Entfernung von Schlacke in elektrischen Heroult-Öfen, Niederfrequenz-Induktionsofen, FlimTnpfen, Gießpfannen zur Stahlherstellung und für Kupolöfen und zum Entfernen von Schlacke bei der Herstellung von unberuhigtem Stahl und beim Schmelzen von Metallen bekannt. So wurden Diassysteme zum Abblasen der Schlacke, ein Adsorptionssystem mit Ketten, Drähten, Platten oder dergleichen zur Entfernung der an diesen anhaftenden Schlacke und mechanische Verfahren ent.vickelt, bei denen die Schlacke abgeschöpft oder abgeleitet wird. Die bekannten Verfahren sind jedoch nicht hinreichend wirksam und insbesondere die mechanischen Verfahren zeigen verschiedene Nachteile einschließlich der Gefahr von thermischen Verformungen.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, Vorrichtungen zum Entfernen von Schlacke zu schaffen, welche die bisherigen Nachteile vermeiden oder weitgehend verringern und mit einfachen Mitteln eine wirksame, kontinuierlich durchführbare Entfernung von Schlacke ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entfernen von Schlacke ist gekennzeichnet durch ein Saugrohr, einen mit diesem verbundenen Sammelbehälter, mit diesem verbundene Absaugvorrichtungen zur Aufrechterhaltung eines verminderten Druckes

im Sammelbehälter und im Saugrohr sowie Vorrichtungen zum Einführen von Wasser in die in das Saugrohr eingesaugte Schlacke.

Das Saugrohr ist zweckmäßig mindestens in einem Bereich nahe der Einlaßöffnung von einem Wasserkühlmantel umschlossen. Dabei können vorteilhaft nahe der Einlaßöffnung des Saugrohres eine oder mehrere mit dem Wasserkühlmantel verbundene Einführöffnungen vorgesehen sein, die in Abständen über den Umfang des Saugrohres verteilt angeordnet sein können. Der Sammelbehälter ist vorteilhaft an seinem unteren Ende mit einer verschließbaren Auslaßöffnung versehen und durch diese mit einem darunter argeordneten Auffangbehälter mit einer verschließbaren unterseitigen Austrageöffnung verbunden. Die Auslaßöffnung des Sammelbehälters und die Austragsöffnung des Auffangbehälters können jeweils durch ein zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung bewegliches Schließelement

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verschlossen sein, das in weiterer Ausbildung mit Stellvorrichtungen verbunden ist, die das Öffnen jedes Schließelementes nur in der Schließstellung des jeweils anderen Schließelementes gestatten. Zusätzlich kann jedes Schließelement mit einer dieses in seine Schließstellung drängenden Vorrichtung verbunden sein. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß die granulierte Schlacke jeweils diskontinuierlich aus dem Auffangbehälter ausgetragen wird, während das Absaugen der Schlacke davon unbeeinträchtigt kontinuierlich durchgeführt werden kann.

In weiterer Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können der Sammelbehälter und/oder der Auffangbehälter jeweils mit einem Kühlmantel versehen sein. Darüber hinaus kann mindestens das Schließelement des Sammelbehälters ebenfalls eine Vasserkühlvorrichtung aufweisen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sammelbehälter nach unten konisch verengt und weist einen darunter angeordneten, die Auslaßöffnung enthaltenden Zwischenbehälter auf.

Das Schließelement für die Auslaßöffnung des Sammelbehälters kann vorteilhaft durch ein Druckmittel in seine Schließstellung gedrängt werden. Hierzu kann das Schließelement mit einer Druckleitung verbunden sein, die durch Umschaltventile wahlweise mit einer Preßluftquelle oder einer vom Sammelbehälter zur Absaugvorrichtung führenden Absaugleitung verbindbar ist.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Saugrohr zur Entfernung von Schlacke, das gekennzeichnet ist durch einen dessen Umfang mindestens in einem Bereich nahe der Einlaßöffnung umschließenden Wasserkühlmantel und mehrere mit diesem verbundene, in Abständen über den Umfang verteilt angeordnete Vassereinführöffnungen.

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In weiterer Ausgestaltung kann das Saugrohr eiu. darin lösbar gehaltertes Innenrohr und/oder ein daran lösbar befestigtes, die Einlaßöffnung bildendes Mundstück aufweisen. Dabei können die Wassereinführöffnungen am unteren Ende des Wasserkühlmantels abwärts gerichtet angeordnet sein und das Mundstück eine das durch, die Was sereinf uhr öffnungen zugeführte Wasser zur Mitte des Saugrohres umlenkende Leitfläche besitzen. Eine bevorzugte Ausführungsform des Saugrohres zeichnet sich dadurch aus, daß dieses einen über das untere Ende des Wasserkühlmantels vorstehenden Endabschnitt besitzt, das Mundstück einen auf den vorstehenden Endabschnitt des Saugrohres aufschiebbaren ■Verbindungsabschnitt, in diesem angeordnete Schlitze und auf der äußeren Umfangsfläche des Verbindungsabschnitts mindestens eine Umfangsnut aufweist, der Endabschnitt in die Schlitze des VerbindungsabSchnitts passend einfügbare Vorsprünge mit jeweils mindestens einer an der Außenfläche angeordneten, nach dem Zusammenfügen mit der Umfangsnut des Mundstückes fluchtenden Nut trägt und das Mundstück durcli. mindestens einen jeweils in eine aus der Umfangsnut des Mundstücks und den Nuten der Vorsprünge gebildete durchgehende Ringnut eingefügten Ring am Saugrohr gehaltert ist.

Schließlich kann das Saugrohr Vorrichtungen zur automatischen Höhenverstellung mit einem neben dem Saugrohr angeordneten statischen Druckrohr mit einer an dessen Ende angeordneten, in Richtung der Einlaßöffnung offenen Luftaustrittsdüse und einem in deren Nähe vom Druckrohr abzweigenden Meßrohr besitzen.

Auf diese Weise wird mindestens der Einlaßabschnitt des Saugrohres durch das in dem umgebenden Wasserkühlmantel enthaltene Wasser gekühlt, das gleichzeitig zur raschen Kühlung und Granulierung der eingesaugten Schlacke verwendet wird,

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Die Verwendung eines die Einlaßöffnung bildenden Mundstückes hat den Vorteil, daß dieses am stärksten der Bitzewirkung ausgesetzte Teil je nach seiner Beschaffenheit leicht ausgewechselt werden kann. Darüber hinaus lassen sich auf diese ¥eise die Form und die Abmessungen der Einlaßöffnung rasch und einfach je nach den Anforderungen auf die beim Absaugen der Schlacke jeveils vorliegenden Betriebsbedingungen einstellen und das die Einlaßöffnung bildende Teil zur Inspektion und Wartung leicht ausbauen.

Da bei der Anbringung der Wassereinführöffnungen in dem vom ¥asserkühlmantel umschlossenen Bereich der Wandung· des Saugrohres die WassereinführÖffnungen ale unter einem Winkel von vorzugsweise etwa 60 schräg abwärts verlaufende Bohrungen ausgeführt werden müssen, was zu Fertigungs- und Wartungsschwierigkeiten führt und ein Verstopfen durch eingesaugte Schlacke begünstigt, ist es zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten zweckmäßig, die Wassereinführöffnungen in der unterseitigen Endwand des Wasserkühlmantels abwärts gerichtet anzuordnen und das durch diese austretende Wasser durch eine am Mundstück angeordnete Leitfläche zur Mitte des Saugrohres hin umzulenken. Auf diese Weise wird nicht nur die Fertigung, die Inspektion und die Wartung der Wassereinführöffnungen sehr erleichtert, sondern darüber hinaus eine die Haltbarkeit verbessernde Zwangskühlung des Mundstückes erreicht und der Punkt des Vermischens der eingesaugten Schlacke mit dem zugeführten Wasser sehr viel näher an die Einlaßöffnung verlegt, so daß eine raschere und zuverlässigere Kühlung und Granulierung der Schlacke und eine verbesserte Einwirkung der Saugkraft auf die granulierte Schlacke erreicht und eine Überhitzung des Mundstückes und eine Verstopfung der WassereinführÖffnungen vermieden wird.

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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene, schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch den Sammelbehälter,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des Saugrohres,

Fig. k einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform des Saugrohres,

Fig. 5 einen vergrößerten Längssclinitt durch eine mit einem Mundstück versehene Ausführungsform des Saugrohres,

Fig. 6 einen vergrößerten Längsschnitt durch den Endabschnitt des Saugrohres gemäß Fig. 51

Fig. 7 einen vergrößerten Längsschnitt durch eine weitere, mit einem Mundstück versehene Ausführungsform des Saugrohres,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine mit einem Innenrohr versehene Ausführungsform des Saugrohres,

Fig. 9 eine teilweise geschnittene Ansicht des Mundstückes und des unteren Endes des Saugrohres vor dem Zusammenfügen,

Fig.10 eine Ansicht längs der Linie X-X der Fig. 9» Fig.11 einen Querschnitt längs der Linie XI - XI der Fig. 9,

Fig.12A einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform des Mundstückes,

Fig.12B einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform des Mundstückes,

Fig.12C einen Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform des Mundstückes,

Fig.13 eine teilweise geschnittene, schematische Ansicht der Vorrichtung zur Erläuterung ihrer Wirkungsweise ,

Fig. 1*4- einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform des Sammelbehälters,

Fig.15 eine Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 14 und Fig. 16 ein Diagram der zeitlichen Betriebsfhasen der

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-7-Vorriclitung gemäß der Fig. 14 und 15.

Die in Fig» 1 dargestellte Vorrichtung besitzt ein über eine flexible Verbindurgsleitung 33 mit einem Sammelbehälter 12 verbundenes Saugrohr 4, das mit seiner am unteren Ende angeordneten Einlaßöffnung 4a dicht über der Schlacke 3 auf dem in einer Gießpfanne 1 enthaltenen flüssigen Metall 2 angeordnet ist. Am Saugrohr 4 ist um die Einlaßöffnung 4a herum eine Umhüllung 6 angeordnet, die einen Wasserkühlmantel 5 bildet, der einerseits mit einer Wasserleitung 7 und andererseits mit einer Auslaßleitung 10 verbunden ist, die an ihrem Ende ein Luftaustrittsventil 8 und ein Sicherheitsventil 9 trägt. Die Innenwand des Wasserkühlmantels 5 ist mit einer Vielzahl von in Abständen über den Umfang verteilt angeordneten Wassereinführöffnungen 11 versehen, die sich zum Inneren des Saugrohres 4 hin öffnen.

Der Sammelbehälter 12 ist in der Mitte seines oberen Endes mit der Einlaßöffnung 13a einer Saugleitung 13 verbunden, die mit einem Absperrventil 34 und einem Manometer 35 versehen ist und den Sammelbehälter 12 mit einer nur schematisch dargestellten Absaugvorrichtung 36 verbindet. Diese kann je nach den Anforderungen als Vakuumpumpe oder als Gebläse ausgebildet sein.

Die flexible Verbindungsleitung 33 ist mit einem an der Umfangswand des Sammelbehälters 12 seitlich von der Öffnung 13a der Absaugleitung 13 tangential einmündenden Stutzen 14 verbunden.

Der Sammelbehälter 12 besitzt an seinem unteren Ende eine Auslaßöffnung 15» die in den oberen Teil eines darunter angeordneten Auffangbehälters 16 führt, der seinerseits eine unterseitige Austrageöffnung 17 besitzt. Die Auslaßöffnung 15 des Sammelbehälters 12 und die Austragsöffnung 17 des Auffangsbehälters 16 sind jeweils durch eine zwischen

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einer Schließstellung; und einer Offenstellung verschwenkbare Schließklappe 18 bzw. 19 verschlossen. Jede Schließklappe 18 bzw. 19 ist jeweils auf einer seitlich von der zugehörigen Öffnung angeordneten Drehachse 20a bzw. 20b verschwenkbar gelagert. Die Drehachsen 20a und 20b sind jeweils über Schwenkhebel 21a bzw. 21b mit einer Stellvorrichtung 22 verbunden, die eine drehbar gelagerte, durch einen nicht dargestellten Motor oder dergleichen angetriebene Nockenscheibe 23 sowie jeweils in Gleitführungen 25 verschiebbar geführte Stellstangen 24a bzw. 24b aufweist, die jeweils an einem Ende eine an der Nockenscheibe 23 geführte Nockenführungsrolle 26 tragen und mit ihrem anderen Ende mit den Schwenkhebeln 21a bzw. 21b zusammenwirken. Die Stellstangen 24a und 24b sind zu beiden Seiten der Nockenscheibe 23 einander derart gegenüberliegend angeordnet, daß die Drehung der Nockenscheibe 23 ein alternierendes Öffnen und Schließen der Schließklappon 18 und 19 oder deren wippenartige Betätigung bewirkt. Die Schließklappen 18 und 19 werden ferner durch zugeordnete Federvorrichtungen 27a bzw. 27b jeweils in ihre Schließstellung gedrängt.

Der Sammelbehälter 12 und der Auffangbehälter 16 sind jeweils mit einem Wasserkühlmantel 28a bzw. 28b versehen, die in der in Fig. 2 dargestellten Weise miteinander kommunizieren, wobei am unteren Ende des Wasserkühlmantels 28b eine Wassereinlaßöffnung 30 und am oberen Ende des Wasserkühlmantels 28a eine Wasserauslaßöffnung 29 vorgesehen ist. Die Schließklappe 18 ist ferner durch eine flexible Kühl leitung 32 mit dem Wasserkühlmantel 28t> verbunden. Unter der Austrageöffnung 17 des Auffangbehälters 16 ist eine Schlackenrutsche 31 angeordnet. Die Wasserleitung 7 ist mit einem Absperrventil 37 und einem Manometer 38 versehen.

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Zum Betrieb der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Verrichtung wird der Innenraum des Sammelbehälters 12 und das mit diesem durch die Verbindungsleitung 33 verbundene Saugrohr 4 durch die Absaugvorrichtung 3& über die Abs;-.ugleitung 13 evakuiert und die Einlaßöffnung 4a des Saugrohres 4 in einem geeigneten Abstand über der Schlacke 3 TJigeord.iet, wobei diese infolge des im Saranelbehältgr 12 und im Saugrohr 4 herrschenden verminderten Druckes in das Saugrohr 4 eingesaugt wird. Dabai wird gleichzeitig das durch die Wasserleitung 7 in den Wasserkühlmantel 5 einströmende Wasser durch de Wassereinführöffnungen 11 in die Einlaßöffnung 4a des Saugrohres 4 eingeführt und dadurch die eingesaugte Schlacke rasch abgekühlt und granuliert und aus dem Saugrohr 4 über die flexible Verbindungsleitung 33 in den Sammelbehälter 12 überführt. Dort trennt sich die granulierte Schlacke ab und sammelt sich auf der die Auslaßöffnung 15 verschließenden Schließklappe 18.

Wenn die Nockenscheibe 23 durch geeignete, nicht dargestellte Vorrichtungen kontinuierlich oder intermittierend in bestimmten Intervallen gedreht wird, werden mittels der Stellstangen 24a und 24b, der Schwenkhebel 21a und 21b und der Drehachsen 20a und 20b die Schiitßklappen 18 und 19 jeweils separat gegen die Wirkung der Federvorrichtungen 27a und 27b geöffnet₃ In der Offenstellung der Schließklappe 18 kann die im Sammelbehälter 12 angesammelte granulierte Schlacke in den Auffangbehälter 16 rutschen, dessen Auslaßcffnung 15 zu dieser Zeit geschlossen ist. Nachdem die Schließklappe 18 unter der Wirkung der Federvorrichtung 27a die Auslaßöffnung 15 wieder verschlossen hat, wird die Schließklappe 19 gegen die Kraft der Federvorrichtung 27b geöffnet, wobei die im Auffangbehälter 16 enthaltene, granulierte Schlacke durch die AustrageÖffnung 17 auf die Schlackenrutsche 31 fällt. Da sich die Schließklappen 18 und 19 in der beschriebenen Weise jeweils nur alternierend öffnen, kann die abgetrennte Schlacke intermittierend automatisch aus der Vorrichtung ausgetragen

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werden, ohne den von der Einlaßöffnung 4a bis zur Absaugvorrichtung 36 herrschenden verminderten Druck aufzuheben, so daß die Schlacke 3 kontinuierlich abgesaugt und abgetrennt werden kann.

Da der Sammelbehälter 12, der Auffangbehälter 16 und die Schließklappe 18 durch das von der Wassereinlaßöffnung 30 durch die Kühlmantel 28b und 28a zur Wasserauslaßöffnung 29 strömende Wasser wirksam gekühlt werden, sind der Sammelbehälter 12, der Auffangbehälter 16, die Schließklappen 18 und 19 und die Stellvorrichtung 22 auch bei hoher Temperatur der abgesaugten und abgetrennten Schlacke gegen durch Hitze verursachte Beschädigungen geschützt.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform des Saugrohres ist die Einlaßöffnung 4a trichterförmig ausgebildet und mit Wassereinfuhröffnungen 11 versehen.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsfonn besteht der Wasserkühlmantel 5 aus einem ringförmigen Rohr.

Bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform ist das als Saugkopf 41 ausgebildete Ende des Saugrohres 44 mit einem durch das Saugrohr 44 und ein dieses umschließendes Außenrohr 45 gebildeten Wasserkühlmantel 43 versehen, der an seinen Enden durch das Außenrohr 45 mit dem Saugrohr 44 verbindende Ringstege 46 und 47 verschlossen ist. Am Wasserkühlmantel 43 ist ferner ein Luftaustrittsventil 48, ein Sicherheitsventil 50 und ein mit einer Wasserleitung verbundener Anschlußstutzen 49 vorgesehen. Das Saugrohr 44 ist langer als das Außenrohr 45 und ragt aus diesem hinreichend weit heraus, so daß die eingesaugte Schlacke nach dem Passieren des vom Wasserkühlmantel 43 umschlossenen Saugkanalü 42 bei hinreichender Saugwirkung und Beschleunigung über ein mit dem Saugrohr 44 mittels einer Verbindungshülse 51 lösbar verbundenen, gebogenen

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-1 ΙRohres 52 in einen Sammelbehälter der in Fig. 1 dargestellten Art überführt wird. Das untere Ende des Saugrohres 44 steht unter Bildung einer Ringschürze 53 etwas über das untere Ende des Außenrohres 45 vor. An dem den Wasserkühlmantel 43 am unteren Ende verschließenden Ringsteg 47 ist ein mit einem Außengewinde 5^ versehener Stutzen 55 angebracht. Der Ringsteg 4-7 ist innerhalb des Stutzens 55 mit einer Vielzahl von in gleichmäßigen Abständen über den Umfang verteilt angeordneten Wassereinführöffnungen 56 versehen, die jeweils rechtwinklig zum Ringsteg 47 verlaufen. Auf den Stutzen 55 ist ein mit einem Innengewinde 58 versehenes Mundstück 57 aufgeschraubt, das eine Anschlagfläche 59 für die Stirnkante des Stutzens 55 aufweist. Wenn die Anschlagfläche 59 gegen den Stutzen 55 anliegt, entsteht ein Zvischenraum 61 zwischen der Ringschürze 53 und einer geneigten inneren Leitfläche 60 des Mundstückes 571 so daß das aus den Wassereinführöffnungen 56 austretende Wasser beim Passieren des Zwischenraumes 61 in seiner Fließrichtung so umgelenkt wird, daß es quer auf den Mittelpunkt der Einlaßöffnung des Mundstückes 57 zufließt.

Wenn im Betrieb der Saugkopf 41 mit der Einlaßöffnung 62 unmittelbar über dem geschmolzenen Metall angeordnet wird und man mittels des Anschlußstutzens 49 Wasser in den Wasserkühlmantel 43 einleitet und mittels einer nicht dargestellten Vakuumpumpe oder dergleichen Luft aus dem Saugrohr 44 absaugt, wird die Schlacke durch die Einlaßöffnung 62, den Saugkanal 42 und das gebogene Rohr 52 angesaugt und in den Sammelbehälter überführt. Gleichzeitig strömt das Wasser aus dem Wasserkühlmantel 43 durch die Wassereinführöffnungen 56 gegen die geneigte Leitfläche 60 und unter Umlenkung durch den Zwischenraum 61 längs der Leitfläche 60 quer in Richtung der Einlaßöffnung 62 des Mundstückes 57. Infolge dessen wird die Schlacke sogleich beim Einsaugen durch die Einlaßöffnung 62 durch das vom Umfang her

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zuströmende Wasser rasch abgekühlt und granuliert. Dabei liegt der Punkt des Vermischens von Schlacke und Wasser unmittelbar vor dem Eintritt der Schlacke in den Saugkanal 42.

Der Saugkopf 41 selbst wird durch das in den Wasserkühlmantel k-3 eingeführte Wasser gekühlt. Da dieses aus den Wassereinführöffnungen 56 direkt gegen die Innenwand des Mundstückes 57 strömt, wird dieses ebenfalls ständig gekühlt und gegen eine Überhitzung durch Strahlungswärme und Wärmeübertragung von der Schlacke wirksam geschützt. Ja das Wasser in Querrichtung zur eingesaugten Schlacke strömt, besteht keine Gefahr eines Verstopfens im Mundstück 57« Durch die Ringschürze 53 wird die Schlacke auch daran gehindert, die Wassereinführöffnungen 56 zu verstopfen. Da das Wasser in Richtung der Einlaßöffnung 62 des Mundstückes 57 strömt, wird ferner eine schalldämpfende Wirkung erzielt, die das sonst ohne Ausströmen von Wasser erzeugte, sehr starke :-.et all is ehe Düsengeräusch beseitigt.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform ist am unteren Ende der äußeren Umfangsflache des Außenrohre 45 ein Außengewinde 6 J angeordnet, mit welchem das Innengewinde 65 des Mundstückes 64 direkt verschraubt ist. Bei dieser Ausführungsform ist anstelle der geneigten Leitfläche 60 im Mundstück 64 eine flache Vertiefung 67 vorgesehen, so daß im eingebauten Zustand zwischen dem Mundstück 64 und dem unteren Ende des Wasserkühlmantels 43 ein sich quer zur Saugrichtung der Schlacke erstreckender, ringförmiger Durchflußraum 66 für das eingeführte Wasser ergibt. Dabei wird die Strömungsrichtung des durch die Wassereintrittsöffnungen 56 zugeführten Wassers um 90 verändert, so daß das Wasser gegen die eingesaugte Schlacke strömt.

Bei der in den Fig. 8 bis 12 dargestellten Ausführungsform ist der dem Saugkopf 41 gemäß Fig. 5 entsprechende Saugkopf 70 mit einem aus dem Saugrohr 71» einem Außenrohr

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und oberen und unteren Ringsteger. 73 und 7^ gebildeten Wasserkühlmantel 75 versehen. Dieser ist mit einem Anschlußstutzen 79 für eine Wasserleitung und einer ein Sicherheitsventil 77 und ein Luftauslaßventil 78 tragenden Zweigleitung versehen. Das obere Ende des Saugrohres 71 ist mittels einer Verbindungshülse 81 mit einem gebogenen Rohr 80 verbunden, wobei jedoch zwischen die EitFlächen des gebogenen Rohres 80 und des Gaugrohres 71 ein oberer Ringflansch 83 eines in das Saugrohr 71 über dessen gesamte Länge eingeschobenen Innenrohi js 82 eingeklemmt ist, wodurch das Innenrohr 82 gleichzeitig gehaltert wird. Das Innenrohr 82 kann so auf einfache Weise aus dem Saugrohr 71 ausgebaut und gegen ein anderes ausgewechselt werden. Das Saugrohr· 71 ist am unteren Ende des Wasserkühlmantels 75 mit einer Vielzahl von in geeigneten Abstanden über den Umfang verteilt angeordneten Wassereinführöffnungen 8k versehen, die möglichst weit zum unteren Ende des Saugrohres 71 hin angeordnet sind. Im Innenrohr 82 sind jeweils auf die Wassereinführöffnungen 84 ausgerichtete Durchlaßöffnungen 85 vorgesehen.

Das Mundstück 86 besitzt einen Verbindungsabschnxtt 87t der auf einen über den unteren Ringsteg 7^- vorstehenden Endabschnitt 71a des Saugrohres 71 aufgeschoben werden kann. Der Verbindungsabschnxtt ist mit zwei Schlitzen 89 versehen, die zur Aufnahme zweier am vorstehenden Endabschnitt 71a und dem Ringsteg 7^ befestigter Vorspränge 88 dienen. Die äußere Umfangsflache des Verbindungsabschnittes 87 und die Außenfläche der Vorsprünge 88 sind jeweils mit in Umfangsrichtung verlaufenden Nuten 90 und 91 versehen, die in der auf den Erdabschnitt 71a aufgeschobenen Stellung des Verbindungsabschnittes 87 unter Eingriff der Vorspi'ünge 88 in die Schlitze 89 zusammen eine einzelne durchgehende Ringnut bilden. Das Mundstück 86 ist mit dem Saugkopf 70 durch einen in die aut den Nuten 90 und 91

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gebildete Ringnut lösbar eingefügten Ring 92 gehaltert.

Das Mundstück 86 besitzt eine durch die an die Innenfläche des Innenrohres 82 anschließende, auswärts gekrümmte Innenfläche 93 definierte Einlaßöffnung 94. Die auf die Schlacke ausgeübte Saugwirkung kann durch Austausch des in Fig. 8 dargestellten Mundstückes 86 durch eines der in den Fig. 1 2A bis 12C dargestellten Mundstücke 97 bzw. 100 bzw. 103 optimal eingestellt werden. Das in Fig. 12A dargestellte Mundstück 97 besitzt eine durch eine Konusfläche 95 begrenzte Einlaßöffnung 96, während das in Fig. 12B dargestellte Hundstück 100 eine durch eine zylindrische Innenfläche 98 definierte Einlaßöffnung 99 und das in Fig. 12C dargestellte Mundstück 103 eine durch eine konvergierende Konusfläche 101 begrenzte Einlaßöffnung 102 besitzen. Je nach den Ajiforderungen können auch noch andere Mundstücke mit in geeigneter Heise abgewandelter Formgebung benutzt werden.

Neben dem Saugkopf JO ist ein statisches Druckrohr 104 angeordnet, das an seinem unteren Ende mit einer Luftaustrittsdüse 105 versehen ist, die sich in der gleichen Richtung öffnet, wie die Einlaßöffnung Sk des Mundstückes 86. Neben der Luftaustrittsdüse zweigt vom Druckrohr 104 ein Meßiohr 106 ab.

Die Wirkungsweise der mit dem Saugkopf 70 versehenen Vorrichtung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 13 näher erläutert. Diese zeigt, daß das gebogene Rohr 80 über eine flexible Verbindungsleitung 107 mit einem Sammelbehälter 103 verbunden ist, der seinerseits über eine Absaugleitung 109 mit einer nicht dargestellten Vakuumpumpe in Verbindung steht. Der Anschlußstutzen 79 ist mit einer Wasserleitung 112 verbunden, die mit einem Absperrventil 110 und einem Druckmeßgerät 111 versehen ist. Wenn das Mundstück 86 in einer vorbestimmten Höhe über der auf

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dera geschmolzenen Metall 11^ in einer Gießpfanne 113 schwimmenden Schlacke 115 angeordnet ist, wird mit dem Absaugen begonnen. Dabei werden Luft (Dampf) und Schlacke über das Mundstück in da^ Innenrohr 82 eingesaugt. Gleichzeitig strömt das über die Wasserleitung 112 unter Druck zugeführte, den Wasserkühlmantel 75 füllende Wasser unter Kühlung des Saugrohres 71 und des Innenrohres 82 durch die Wassereinführöffnungen 8k und die Durchlaßöffnungen

85 in das Mundstück 86„ Dadurch kommt die in das Mundstück

86 eingesaugte Schlacke mit dem Wasser in Berührung und wird durch dieses abgekühlt und augenblicklich granuliert. Die granulierte Schlacke wird dann durch das gebogene Rohr 80 und die flexible Verbindungsleitung in den Sammelbehältsr 108 überführt, in dem sie sich unter ihrem eigenen Gewicht absetzt und gesammelt wird.

In einem typischen Fall kann die beschriebene Vorrichtung Wassereinführöffnungen 8k mit einem Durchmesser von 1,4 bis 3nun, vorzugsweise etwa 2,5 ram aufweisen und mit einer Wasserzuführgeschwindigkeit von 0,o4 bis 0,5 l/sec und einem Wasserdruck von etwa 1,5 kg/cm für 0,2 l/sec sowie einer Sauggeschwindigkeit im Mundstück 86 und im Innenrohr 82 von etwa 20 bis 60 m/sec betrieben werden, wobei die Teilchengröße des durch die Wasserstrahlen erzeugten Schlackengranulats etwa 3 ^>is JO mm beträgt.

Das statische Druckrohr 104 kann zur automatischen Regelung der Höhenstellung benutzt werden, wobei es mit nicht dargestellten Luftzuführvorrichtungen verbunden ist und Luft mit konstantem Druck aus der Luftaustrittsdüse IO5 ausgeblasen wird. Der statische Druck im statischen Druckrohr lOk verändert sich mit dem Abstand zwischen der Luftaustrittsdüse 105 und der Schlacke II5 auf dem geschmolzenen Metall 11^, d.h. der Höhe des Mundstückes 86 über dem geschmolzenen Metall. Dieser statische Druck kann durch das Meßrohr 106 bestimmt werden. Beispielsweise kann dieses

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mit einem Ende eines mit einer Flüssigkeit wie beispielsweise Quecksilber gefüllten U-Roiires 116 verbunden sein, um eine dem statischen Überdruck, entsprechende Flüssigkeitssäule zu erzeugen. Ein in Abhängigkeit von der Höhe der Flüssigkeitssäule öffnender und schließender Schalter 117 kann dann dazu benutzt werden, einen Antriebsmotor 118 zum Antrieb einer mit einem Ritzel zusammenwirkenden Zahnstange oder einer Spindel jeweils automatisch so zu steuern, daß das Mundstück 86 selbsttätig auf einer vorbestimmten Höhe gehalten wird.

Die in den Fig. Ik und 15 dargestellte, abgewandelte Ausführungsform der Trennvorrichtungen für die granulierte Schlacke besitzt einen Sammelbehälter 121, in dessen Oberteil die Absaugleitung 122 mit ihrer unterseitigen Öffnung 122a zentrisch hineinragt, während an der Umfangswand des Sammelbehälters 121 seitlich neben der mit der Öffnung 122a versehenen Absaugleitung 122 ein Anschlußstutzen 123 für die zum Saugrohr führende Verbindungsleitung tangential einmündet. Wenn durch eine mit der Absaugleitung 122 verbundene Vakuumpumpe oder dergleichen Luft abgesaugt wird, entsteht im Sammelbehälter 121 ein verminderter Druck, wobei infolge der Zyklonwirkung die durch den Anschlußstutzen 123 angesaugte Schlacke und das Wasser von den aus Luft und Dampf b estehenden gasförmigen Bestandteilen getrennt werden und sich im Sammelbehälter 121 absetzen.

Der Sammelbehälter 121 weist einen an seinem unteren Ende angeordneten Zwischenbehälter 125 auf, unter welchem ein Auffangbehälter 126 vorgesehen ist, so daß insgesamt drei Behälter untereinander angeordnet sind. Die an d&r Unterseite des Zwischenbehälters 125 angeordnete Auslaßöffnung 127 ist mit einer pneumatischen Schließvorrichtung 128 versehen, die ein durch Luftdruck aufwärts und abwärts bewegbares Schließelement 133 aufweist. Die an der Unterseite des Auffangbehälters 126 angeordnete Austragöffnung 129 ist mit ein^r zwischen einer Schließstellung und einer

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Offenstellung beweglichen Schließplatte 130 versehen, die .jeweils nur bei geschlossenem Schlioßelement 128 geöffnet wird, wie im folgenden näher erläutert wird.

Der zur Verbesserung der Abtrennung der Schlacke dienende Zwischenbehälter 125 ermöglicht eine rasche Abführung der Schlacke aus dem Sammelbehälter 121 durch die Öffnung und dient zur Sammlung der abgesetzten Schlacke. Im Sammelbehälter 125 ist unmittelbar unter der Öffnung 124 eine Ablenkplatte 131 angeordnet, die eine Bewegung der Schlacke in umgekehrter Richtung verhindert.

Die pneumatische Schließvorrichtung 128 besitzt einen im wesentlichen schirmförmigen Schließkörper 133» der über einen senkrechten Abschnitt 132a einer in den Auffangbehälter 126 eingeführten Druckluftleitung 132 senkrecht verschiebbar geführt ist. Die Drt'ikluftleitung 132 ist mit einem automatischen Ventil V 1 versehen, durch welches bei dess3n Offenstellung Druckluft in Richtung des Pfeiles A einströmt und den Schließkörper 133 unter Abdichtung des Zwiscnenbehälters 125 und des Sammelbehälters 121 gegen einen Ventilsitz an dar Auslaßöffnung 127 andrückt.

Die Schließklappe 130 ist mittels eines Schwenkhebels an einer seitlich neben der Austrageöffnung 129 drehbar gelagerten Drehachse 134 verbunden und wird durch Verdrehung der Drehachse 134 mittels geeigneter Vorrichtungen zwischen seiner Schließstellung und seiner Offenstellu.· £ verschwenkt« Bei der dargestellten Ausführungsfcrm liegt

⁽ das vordere Ende eines in der in Fig. 15 dargestellten

Weise von der Drehachse 134 ausgehenden Nockenhebels gegen eine Nockenscheibe 137 an, die von einem Motor über ein Untersetzungsgetriebe 139 verdreht wird, wodurch die Schließklappe 130 um die Drehachse 134 in i^m wesentlichen vertikaler Richtung verschwenkt wird. Statt der

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dargestellten Ausführungsform können jedoch auch andere geeignete "Vorrichtungen unter Verwendung von Luftdruck oder dergleichen zum Öffnen und Schließen Verwendung finden. Bei der dargestellten Ausführungsform sind ferner ein Gegengewicht 1kO und eine Schlackenrutsche 14i vorgesehen.

Das öffnen und Schließen der pneumatischen Schließvorrichtung 128 und der Schließklappe 130 wird in der folgenden Weise bewirkt. Mit der Nockenscheibe 137 ist eine Nockenscheibe 1^2 verbunden, die mit Endschaltern LS 1 und LS versehen ist, die bei der Drehung der Nockenscheibe 1^2 getrennt betätigt werden. Der Endschalter LS 1 mit dem automatischen Ventil V 1 und der Endschalter LS 2 mit automatischen Ventilen V 2 und V 3 verbunden, die in einer Ausgleichsleitung 1^3 angeordnet sind, welche die Druckluftleitung 132 und den Auffangbehälter 126 mit der Absaugleitung 122 verbinden. Die Ausgleichsleitung 1^3 unterstützt das Abfallen des Schließkörpers 133 unter dessen Eigengewicht, venn die Luftzufuhr zur pneumatischen Schließvorrichtung 128 unterbrochen ist und hält den Schließkörper 133 in seiner Offenstellung. Die Ausgleichsleitung 1^3 dient ferner zum Druckausgleich zwischen dem Sammelbehälter 121, dem Zwischenbehälter 125 und dem Auffangbehälter 126.

Der durch diese Anordnung bewirkte Kreislauf der Öffnungsund Schließbewegungen ist in Fig. 16 schematisch dargestellt. Während einer vollständigen Umdrehung der Nockenscheiben 1^2 und 137 wird die Schließklappe 130 bei geschlossener pneumatischer Schließvorrichtung 128 geöffnet, um die Schlacke aus dem Auffangbehälter 126 zu entleeren, worauf die Schließklappe 130 geechlossen und die pneumatische Schließvorrichtung 128 geöffnet wird, um die Schlacke aus dem Zwischenbehälter 125 in den Auffangbehälter 126 zu überführen. Während der Drehung der Nockenscheibe 1^2 um einen konstanten, bei der dargestellten Ausführungsform 9Oo betragenden Winkel aus der Bezugs-Winkelstellung

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wird der Endschalter LS 1 in seiner das automatische Ventil V 1 in seiner Offenstellung haltenden Position gehalten, so daß die pneumatische Schließvorrichtung 128 positiv in ihrer Schließstellung gehalten wird, bis die Nockenscheibe sich um 120 verdreht hat. Andererseits wird die Schließklappe 130 durch die Nockenscheibe 137 während deren Verdrehung von ihrer 15 - Stellung bis in ihre 105 Stellung offen gehalten. Während der Verdrehung der Nockenscheibe zwischen 120 und 265 wird der Endschalter LS 2 in seiner die automatischen Ventile V 2 und V 3 offen haltenden Stellung gehalten, so daß sich die pneumatische Schließvorrichtung 128 positiv in ihrer Offenstellung befindet und diese bis zur Verdrehung der Nockenscheibe um 36O⁰ beibehält. Zu dieser Zeit befindet sich die Schließklappe 130 für den Drehwinkel der Nockenscheibe von 105 bis 15 in ihrer Schließstellung. Dementsprechend wird die Schlacke während der Offenstellung der Schließklappe 130 von 15 bis 105 aus dem Auffangbehälter 126 nach außen entleert und während der Offenstellung der pneumatischen Schließvorrichtung 128 von 120° bis 36O⁰ die Schlacke a"s dem Zwischenbehälter 125 in den Auffangbehälter 126 überführt. Da die pneumatische Schließvorrichtung 128 und die Schließklappe 130 nicht gleichzeitig geöffnet sind, kann die Schlacke unter Aufrechterhaltung des verminderten Druckes im Sammelbehälter 121 ausgetragen werden.

Da die als Granulat eingesaugte geschmolzene Schlacke während ihres Durchtritts durch den Sammelbehälter 121 und ihres Aufenthaltes im Zwischenbehälter 125 und dem Auffangbehälter 126 noch eine relativ hohe Temperatur besitzt, sind diese Behälter mit einem Kühlmantel 1k6 versehen, der aus einem oberen Kühlmantel 1kk und einem unteren Kühlmantel 1^5 besteht, durch welche mittels einer Wasserzuführöffnung 1**7 und einer Wasseraustrittsöffnung 1^8 Kühlwasser hindurchgeleinet wird. Der obere Kühlmantel ~\kk ist mit dem unteren Kühlmantel 1^5 durch eine Verbindungsleitung 150 verbunden. Der untere Kühlmantel 1^5 besitzt

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ferner eineAblaßöffnung 1^9.

Die pneumatische Schließvorrichtung 128 ist zwar relativ hohen Temperaturen ausgesetzt, wird jedoch durch die zu ihrer Betätigung zugeführte Druckluft gekühlt. Darüber hinaus sind die pneumatische Schließvorrichtung 12G, die Schließklappe 130 und der Unterteil 125a. des Zwischenbehälters 125 so konstruiert, daß sie im Falle einer Beschädigung durch Wärme ausgewechselt werden können.

Die vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen erläuterte Erfindung kann vom Fachmann je nach den Anforderungen des Einzelfalles in verschiedener Weise zweckentsprechend abgewandelt werden, wobei insbesondere die Schließelemente auch durch andere bekannte Vorrichtungen betätigt werden können.

Claims (22)

SCHUTZANSPRÜCHE

1) Vorrichtung zum Entfernen von Schlacke von geschmolzenem Metall, gekennzeichnet durch

ein Saugrohr (4,44,71), einen mit diesem verbundenen Sammelbehälter (i2,12i), mit diesem verbundene Absaugvorrichtungen (36) zur Aufrechterhaltung eines verminderten Druckes im Sammelbehälter (12,121) und im Saugrohr (4,44,71) sowie Vorrichtungen (7,11,56,84) zum Einführen von Wasser in die in das Saugrohr (4,44,71) eingesaugte Schlacke (3)·

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr (4,44,71) mindestens in einem Bereich nahe der Einlaßöffnung von einem Wasserkühlmantel (5»43»75) umschlossen ist.

3) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekernzeichnet, daß nahe der Einlaßöffnung des Saugrohres (4,44,71) eine oder mehrere mit dem Wasserkühlmantel (5>43,75) verbundene Einführöffnungen (11,56,84) vorgesehen sind.

4) Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wassereinführöffnungen (11,56,84) in Abständen über den Umfang des Saugrohres (4,44,71) verteilt angeordnet sind.

5) Vorrichtung nach einom der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (12,121) an seinem unteren Ende mit einer verschließbaren Auslaßöffnung (12,127) versehen und durch diese mit einem darunter angeordneten Auffangbehälter (i6_f126) mit

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einer verschließbaren unterseitigen Austragöffnung (i7i

129) verbunden ist.

6) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn:jichnet, daß die Auslaßöffnung (15,127) des Sammelbehälters (12,121) durch ein zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung bewegliches Schließelement (i8,133) verschlossen ist.

7) Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragöffnung (17,129) des Auffangbehälters (16,126) durch ein zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung bewegliches Schließele^ent (19,130) verschlossen ist.

8) Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schließelement (i8,133 bzw. 19,130) mit Stellvorrichtungen (22, 1 32, 1 3'»· bis 139) verbunden ist, die das Öffnen jedes Schließelementes (18,132 bzw. 19_S

130) nur in der Schließstellung des jeweils anderen Schließelementes gestatten.

9) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schließelement (i8,133 bzw« 19,13O) mit eine.·' dieses in seine Schließstellung drängenden Vorrichtung (27a,27b) verbunden ist«

10) Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließelemente (18₁19) jeweils um eine Drehachse (20a,20b) verschwenkbar gelagert sind, die Stellvorrichtungen (22) eine drehbar gelagerte Nockenvorrichtung (23»137) und durch diese betätigte jeweils das zugeordnete Schließelement (i8,19,13O) verschwenkende Stellelemente (21a,24a bzw. 21b,24b bzw. 135,136) aufweisen,

11) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch Gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (12,121) und ge-

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gebenenfalls auch der Auffangbehälter (16,126) mit einem Kühlmantel (28a, 1Ά bzw. 28b,1^5) versehen ist.

12) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das Schließelement (18) des Sammelbehälters (12) mit einer Wasserkühlvorrichtung (32) versehen ist.

13) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Sammelbehälter (i2i) nach unten konisch verengt und einen darunter angeordneten, die Auslaßöffnung (127) enthaltenden Zwischenbehälter

(125) aufweist.

14) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (133) für die Auslaßöffnung (127) des Sammelbehälters (121) durch ein Druckmittel in seine Schließstellung gedrängt wird.

15) Vorrichtung nach Anspruch 1'+, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (133) mit einer Druckleitung (132) verbunden ist.

16) Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (i32) durch Umschaltventile (V2, V3) wahlweise mit einer Preßluftquelle oder einer vom Sammelbehälter (121 ) zur Absaugvorrichtung führenden Absaugleitung (122) verbunden ist.

17) Saugrohr zur Entfernung von Schlacke, gekennzeichnet durch einen dessen Umfang mindestens in einem Bereich nahe der Einlaßöffiung umschließenden Wasserkühlmantel (5 > Oi 75) und mehrere mit diesem verbundene, in Abständen über den Umfang verteilt angeordneten Wassereinführöffnungen (11,56,8*0.

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18) Saugrohr nach Anspruch 171 dadurch gekennzeichnet, daß darin ein auswechselbares Innenrohr (82) lösbar gehaltert ist.

19) Saugrohr nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung durch ein am Saugrohr (k_t kk,7}) lösbar befestigtes Mundstück (57,86) gebildet wird.

20) Saugrohr nach Anspruch 19» dadurcn gekennzeichnet, daß die Wassereinführöffnungen (56) am unteren Ende des Wasserkühlmantels (O) abwärts gerichtet angeordnet sind und das Mundstück (57) eine das durch die Wassereinführöffnungen (56) zugeführte Wasser zur Mitte des Saugrohres {kk) umlenkende Leitfläche (6υ) aufweist.

21) Saugrohr nach einem-der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß dieses einen über das untere Ende des Wasserkühlmantels (75) vorstehenden Endabschnitt (71a) besitzt, das Mundstück (86) einen auf den vorstehenden Endabschnitt (7ia) des Saugrohres (71) aufschiebbaren Verbindungsabschnitt (87), in diesem angeordnete Schlitze (89) und auf der äußeren Umfangsflache des Verbindungsabschnitts (87) mindestens eine Umfangsnut (90) aufweist, der Endabschnitt (71a) in die Schlitze (89) des Verbindungsabschnitts (87) passend einfügbare Vorsprünge (88) mit jeweils mindestens einer an der Außenfläche angeordneten, nach dem Zusammenfügen mit der ümfangsnut (90) des Mundstücks (86) fluchtenden Nut (91) trägt und das Mundstück (86) durch mindestens einen jeweils in eine aus der Ümfangsnut (90) des Mundstücks (86) und den Nuten der Vorsprünge (88) gebildete durchgehende Ringnut eingefügten Ring (92) am Saugrohr (71) gehaltert ist.

22) Saugrohr nach einem der Ansprüche 17 bis 21, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zur automatischen Höhenverstel-

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lung rait einem neben dein Saugrohr (71 ) angeordneten statischen Druckrohr (1O4) mit einer an dessen Ende angeordneten, in Richtung der Einlaßöffnung offenen Luftaustrittsdüse (IU5) und einem in deren Nähe vom Druckrohr (\0k) abzweigenden Meßrohr (iü6).

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