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WO2012130459A1 - Industriearmatur - Google Patents

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WO2012130459A1
WO2012130459A1 PCT/EP2012/001393 EP2012001393W WO2012130459A1 WO 2012130459 A1 WO2012130459 A1 WO 2012130459A1 EP 2012001393 W EP2012001393 W EP 2012001393W WO 2012130459 A1 WO2012130459 A1 WO 2012130459A1
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WO
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shut
pipe
seal
extension
mandrel
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PCT/EP2012/001393
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English (en)
French (fr)
Inventor
Claus Grosser
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Individual
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Publication date
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Priority to US14/008,028 priority patent/US20140034860A1/en
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Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/10—Means for stopping flow in pipes or hoses
    • F16L55/105—Closing devices introduced radially into the pipe or hose

Definitions

  • the invention relates to a device for partially or completely shutting off a fluid-conveying pipeline under elevated pressure.
  • shut-off devices are intended for subsequent installation in an existing pipeline system.
  • the existing pipeline does not have to be taken out of service for installation.
  • a device for shutting off a fluid-carrying pipeline under elevated pressure which has a pipe connection piece, with a lock pipe, which with the
  • Pipe connecting piece is connected to a guide tube, which is arranged axially movable and gas-tight in the lock tube, so that forms a pressure-tight space in the lock tube, which is acted upon by a pressurized gas, wherein the guide tube carries an inflatable shut-off body which is connected to a filling line, the with compressed gas
  • control and regulating unit having at least one triggering element with which a pressure increase in the pressure-tight space of the lock tube can be triggered by means of compressed gas, wherein at a
  • predetermined first pressure difference of the shut-off is introduced into the pipeline and wherein at a predetermined second pressure difference, the filling of the shut-off is effected, so that the shut-off in the pipe forms a positive shut-off.
  • Such a device according to the prior art is suitable only for pressures up to about 16 bar. Furthermore, it is difficult or even impossible to achieve a targeted throttling of the pressure medium flow in the pipeline through the inflatable shut-off.
  • the operator of a gas line must be able to take action in any event within a short time (typically about 30 min.) At each location of his pipeline system.
  • the fitting according to the invention makes it possible to selectively equip the line network in such a way that a line is shut off, throttled or connected via a telecontrol system or via an on-site employee
  • Fig. 1 is a side view of an embodiment of the present invention
  • Fig. 2 is a front view of the embodiment of the present invention
  • FIGS. 1 and 2 therein is shown a device 1 according to the invention for completely or partially shutting off a fluid-carrying pipeline 2 under elevated pressure.
  • the device 1 for completely or partially shutting off a fluid-carrying pipeline 2 under elevated pressure.
  • the Device 1 has a conventional, designed as a T-piece pipe connection piece 3.
  • the pipe connection piece 3 is constructed in two parts, wherein a first part 3a forms the T-connection and has a flange 3a 1 for connecting further components, and wherein a second part 3b is formed substantially channel-shaped and surrounds the pipe 2 together with the first part 3a ,
  • the first part 3a of the pipe fitting 3 is fixed to the second part 3b thereof, for example by welding or other suitable fastening means.
  • a shut-off device 4 is attached to the flange 3a 1.
  • the shut-off device 4 is
  • the shut-off device 4 has a first flange 4a and a second flange 4b.
  • the first flange 4 a is connected to the flange 3 a 1 of the pipe fitting 3.
  • the second flange 4b is connected to a corresponding flange 5a of a substantially tubular extension 5.
  • Fig. 3 shows the device or fitting according to the invention in one
  • a mandrel 6 blocks the pipe 2 and thus blocks it.
  • the spine is a massive, in terms of its shape and size immutable shut-off, which is linearly movable from the extension 5 in the pipe 2.
  • the mandrel 6 is an elongated, substantially cylindrical solid body of circular cross-section and with a spherically rounded tip.
  • the cross section of the mandrel 6 is adapted to the free inner diameter of the T-branch of the pipe fitting 3. This diameter also corresponds to the free diameter of the ball valve 4 in the fully open state and the free
  • the mandrel 6 is made of metal; but it could also be made of other suitable materials, such as a plastic or ceramic depending on the application.
  • the mandrel 6 has a groove in which a seal 7 is received.
  • the seal 7 is annular and consists of a conventional sealing material, for example rubber, rubber, polyethylene, elastomer or other suitable plastics.
  • the seal 7 is guided over the substantially hemispherical tip of the mandrel 6 and extends around a portion of the circumference of the mandrel 6, on the one hand to seal against the inner wall of the pipe 2 and
  • the radius of the hemispherical tip of the mandrel 6 is adapted to the cross-sectional radius of the pipeline 2.
  • the mandrel 6 has at least one passage 6a, through which the seal 7 can be hydraulically or pneumatically pressurized, in the direction out of the groove and against the pipe 2 or the
  • Pipe connection piece 3 sealing.
  • the passage 6a is connected to a control port (not shown) via a corrugated hose (not shown).
  • the mandrel 6 is movable by means of an actuator 8 in the locked position in the pipe 2 and out of this.
  • the actuating device 8 has a drive cylinder 8a and a piston with piston rod 8b. One end of the piston rod 8b is fixed to the mandrel 6, whereas the opposite end of the piston rod 8b is fixed to the piston located in the drive cylinder 8a.
  • the actuating device 8 can be actuated hydraulically or pneumatically. To operate connections are 9
  • the terminals 9 can advantageously be mounted in one of the extension 5
  • Closure 10 may be formed. Likewise, the control connection for the passage 6a of the dome for actuating the seal 7 may be formed in the closure 10. The shutter 10 is fixed to a flange 5b of the extension 5.
  • the tapping T-piece (pipe fitting 3) is placed on the pipe 2, and the parts 3a and 3b are welded together and to the pipe 2 to make a tight connection. Subsequently, the ball valve 4 is screwed or secured in any other suitable manner. On the ball valve 4 is in a conventional and known to those skilled in a way
  • Actuator 8 are actuated and the mandrel 6 linearly in the
  • the seal 7 can additionally be expanded or extended by being hydraulically or pneumatically pressurized, which is supplied through a passage in the mandrel 6.
  • the device or fitting 1 of the invention can be opened and closed as desired, and in particular also partially.
  • the device or fitting 1 is suitable for shutting off under elevated pressure, fluid-carrying pipes, not only in
  • Low pressure range up to about 16 bar, but also in the high pressure range up to about 100 bar.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)

Abstract

Einrichtung (1) zum vollständigen oder teilweisen Absperren einer unter erhöhtem Druck stehenden fluidführenden Rohrleitung (2), wobei die Einrichtung folgendes aufweist: ein Rohranschlussstück (3), einen Absperrkörper (6), und eine Betätigungsvorrichtung (8) für den Absperrkörper, wobei der Absperrkörper ein fester, unveränderlicher Körper ist, welcher im nicht-sperrenden Zustand in einer an dem Rohranschlussstück angebrachten Verlängerung (5) zur Aufnahme des Absperrkörpers aufgenommen ist und für den sperrenden Zustand linear aus der Verlängerung in das Rohranschlussstück hinein bewegbar ist.

Description

Industriearmatur
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum teilweisen oder vollständigen Absperren einer unter erhöhtem Druck stehenden fluidfördernden Rohrleitung ·
Derartige Absperreinrichtungen sind für den nachträglichen Einbau in ein bestehendes Leitungssystem bestimmt. Die bestehende Rohrleitung muss zum Einbau nicht außer Betrieb genommen werden.
Aus der DE 10 2007 062505 A1 ist eine Einrichtung zum Absperren einer unter erhöhtem Druck stehenden fluidführenden Rohrleitung bekannt, welche ein Rohranschlussstück aufweist, mit einem Schleusenrohr, das mit dem
Rohranschlussstück verbunden ist, mit einem Führungsrohr, welches axial beweglich und gasdicht im Schleusenrohr angeordnet ist, so dass sich im Schleusenrohr ein druckdichter Raum bildet, der mit einem Druckgas beaufschlagbar ist, wobei das Führungsrohr einen aufblasbaren Absperrkörper trägt, der an einer Füllleitung angeschlossen ist, die mit Druckgas
beaufschlagbar ist, mit einer Steuer- und Regeleinheit, die mindestens ein Auslöseelement aufweist, mit dem eine Druckerhöhung im druckdichten Raum des Schleusenrohres mittels Druckgas auslösbar ist, wobei bei einer
vorgegebenen ersten Druckdifferenz der Absperrkörper in die Rohrleitung eingebracht wird und wobei bei einer vorgegebenen zweiten Druckdifferenz die Befüllung des Absperrkörpers bewirkt wird, so dass der Absperrkörper in der Rohrleitung eine formschlüssige Absperrung bildet.
Eine derartige Einrichtung gemäß dem Stand der Technik ist nur für Drücke bis etwa 16 bar geeignet. Ferner ist es schwierig oder sogar unmöglich, eine gezielte Drosselung der Druckmittelströmung in der Rohrleitung durch den aufblasbaren Absperrkörper zu erreichen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
Einrichtung zum Absperren einer unter erhöhtem Druck stehenden
fluidführenden Rohrleitung vorzusehen, wobei einerseits die Möglichkeit des vollständigen oder teilweisen Absperrens vorgesehen sein soll und andererseits Anwendungsmöglichkeiten in Druckstufen bis ca. 100 bar gegeben sein sollen, beispielsweise bei Gasleitungen wie z. B. für Erdgas.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Einrichtung zum vollständigen oder teilweisen Absperren einer unter erhöhtem Druck stehenden fluidführenden Rohrleitung, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Bevorzugte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Betreiber einer Gasleitung muss in der Lage sein, bei Vorfällen innerhalb kurzer Zeit (typischerweise ca. 30 min.) an jedem Ort seines Leitungssystems Maßnahmen ergreifen zu können. Die erfindungsgemäße Armatur ermöglicht, das Leitungsnetz gezielt so auszurüsten, dass über Fernwirktechnik oder über Mitarbeiter vor Ort eine Leitung abgesperrt, gedrosselt oder über eine
Ersatzleitung umfahren werden kann. Dies bringt eine erhebliche
Kosteneinsparung, mehr technische Sicherheit und Versorgungssicherheit.
Diese Armaturentechnik bietet ferner die Möglichkeit, ein bestehendes
Leitungsnetz gezielt mit Armaturen auszurüsten, ohne dass hierbei das
Leitungssystem außer Betrieb genommen wird. Hierdurch ist ein wesentliches Problem gelöst, weshalb Leitungssysteme bisher oftmals nicht mit den erforderlichen Armaturen ausgestattet wurden.
Sind an einem Leitungssystem z. B. Reparatur- oder Wartungsarbeiten auszuführen, so kann der zu bearbeitende Bereich gezielt mit je einer erfindungsgemäßen Einrichtung oder Armatur vor und nach der betroffenen Stelle abgesperrt werden. Dank der Überströmfunktion kann die Versorgung über eine Bypassleitung während der Arbeiten aufrecht erhalten werden.
Die erfindungsgemäße Armatur kann auf einfache Weise dauerhaft in ein bestehendes Leitungssystem eingebaut werden. Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 eine Frontalansicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung gemäß Fig. 1 ; und
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in Fig. 2.
Bezugnehmend zunächst auf Fig. 1 und 2 ist darin eine erfindungsgemäße Einrichtung 1 zum vollständigen oder teilweisen Absperren einer unter erhöhtem Druck stehenden fluidführenden Rohrleitung 2 gezeigt. Die
Einrichtung 1 weist ein übliches, als T-Stück ausgebildetes Rohranschlussstück 3 auf. Das Rohranschlussstück 3 ist zweiteilig aufgebaut, wobei ein erster Teil 3a den T-Anschluss bildet und einen Flansch 3a 1 aufweist zum Anschluss weiterer Bauteile, und wobei ein zweiter Teil 3b im wesentlichen rinnenförmig aufgebildet ist und zusammen mit dem ersten Teil 3a die Rohrleitung 2 umgibt. Der erste Teil 3a des Rohranschlussstücks 3 ist an dem zweiten Teil 3b desselben befestigt, beispielsweise durch Schweißen oder durch andere geeignete Befestigungsmittel.
Gemäß dem gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist an dem Flansch 3a 1 eine Absperrvorrichtung 4 befestigt. Die Absperrvorrichtung 4 ist
vorzugsweise ein Kugelhahn, kann aber auch ein Absperrschieber sein. Die Absperrvorrichtung 4 weist einen ersten Flansch 4a und einen zweiten Flansch 4b auf. Der erste Flansch 4a ist mit dem Flansch 3a1 der Rohranschlussstücks 3 verbunden. Der zweite Flansch 4b ist mit einem entsprechenden Flansch 5a einer im wesentlichen rohrförmigen Verlängerung 5 verbunden.
Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung oder Armatur in einem
abdichtenden Zustand. Dabei blockiert ein Dorn 6 die Rohrleitung 2 und sperrt diese somit ab. Der Dorn ist ein massiver, hinsichtlich seiner Form und Größe unveränderlicher Absperrkörper, der linear aus der Verlängerung 5 in die Rohrleitung 2 bewegbar ist. Vorzugsweise ist der Dorn 6 ein langgestreckter, im wesentlichen zylindrischer massiver Körper mit kreisförmigem Querschnitt und mit einer sphärisch abgerundeten Spitze. Der Querschnitt des Dorns 6 ist an den freien Innendurchmesser der T-Verzweigung des Rohranschlussstücks 3 angepasst. Dieser Durchmesser entspricht auch dem freien Durchmesser des Kugelhahns 4 in vollständig geöffnetem Zustand sowie dem freien
Innendurchmesser der Verlängerung 5, so dass sich der Dom in einer
Gleitpassung aus der Verlängerung 5 in die Rohrleitung 2 bewegen kann.
Vorzugsweise besteht der Dorn 6 aus Metall; er könnte aber auch je nach Anwendungsbereich auch aus anderen geeigneten Materialien, beispielsweise einem Kunststoff oder einer Keramik, bestehen. Der Dorn 6 weist eine Nut auf, in der eine Dichtung 7 aufgenommen ist. Die Dichtung 7 ist ringförmig und besteht aus einem üblichen Dichtungsmaterial, beispielsweise Kautschuk, Gummi, Polyethylen, Elastomer oder anderen geeigneten Kunststoffen. Die Dichtung 7 ist über die im wesentlichen halbkugelförmige Spitze des Dorns 6 geführt und erstreckt sich um einen Teil des Umfangs des Dorns 6, um einerseits gegen die Innenwand der Rohrleitung 2 abzudichten und
andererseits gegen die Innenoberfläche des Rohranschlussstücks 3 im Bereich des T-Stücks abzudichten. Der Radius der halbkugelförmigen Spitze des Dorns 6 ist an den Querschnittsradius der Rohrleitung 2 angepasst.
Der Dorn 6 weist mindestens einen Durchlass 6a auf, durch den die Dichtung 7 hydraulisch oder pneumatisch mit Druck beaufschlagbar ist, und zwar in Richtung aus der Nut heraus und gegen die Rohrleitung 2 bzw. das
Rohranschlussstück 3 abdichtend. Vorzugsweise ist der Durchlass 6a über einen (nicht gezeigten) Wellschlauch mit einem Steueranschluss (nicht gezeigt) verbunden.
Der Dorn 6 ist anhand einer Betätigungsvorrichtung 8 in die Sperrposition in der Rohrleitung 2 und aus dieser heraus bewegbar. Die Betätigungsvorrichtung 8 weist einen Antriebszylinder 8a und einen Kolben mit Kolbenstange 8b auf. Ein Ende der Kolbenstange 8b ist an dem Dorn 6 befestigt, wohingegen das entgegengesetzte Ende der Kolbenstange 8b an dem im Antriebszylinder 8a befindlichen Kolben befestigt ist. Die Betätigungsvorrichtung 8 kann hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden. Zur Betätigung sind Anschlüsse 9
vorgesehen, die mit einer (nicht gezeigten) Steuer-/Regeleinheit mit einem Speicherbehälter für das Betätigungsfluid verbunden sind. Die Anschlüsse 9 können vorteilhafterweise in einem an der Verlängerung 5 angebrachten
Verschluss 10 ausgebildet sein. Ebenso kann der Steueranschluss für den Durchlass 6a des Doms zur Betätigung der Dichtung 7 im Verschluss 10 ausgebildet sein. Der Verschluss 10 ist an einem Flansch 5b der Verlängerung 5 befestigt.
Beim Einbau der erfindungsgemäßen Einrichtung oder Armatur 1 wird zunächst das Anbohr-T-Stück (Rohranschlussstück 3) auf die Rohrleitung 2 aufgesetzt, und die Teile 3a und 3b werden miteinander und mit der Rohrleitung 2 verschweißt, um eine dichte Verbindung herzustellen. Anschließend wird der Kugelhahn 4 angeschraubt oder auf andere geeignete Weise befestigt. Auf den Kugelhahn 4 wird in üblicher und dem Fachmann bekannter Weise eine
Bohrvorrichtung aufgesetzt. Nach öffnen des Kugelhahns 4 wird die
Rohrleitung 2 durch die Öffnungen im Kugelhahn 4 und im Anschlussstück 3 angebohrt. Nach Herausziehen des Bohrers wird der Kugelhahn geschlossen und die Bohrvorrichtung entfernt. Dann wird die Verlängerung 5 mit dem Dorn 6 und der Betätigungsvorrichtung 8 auf den Kugelhahn 4 aufgesetzt und befestigt. Damit ist die erfindungsgemäße Einrichtung oder Armatur einsatzbereit.
Entweder durch Fernwirktechnik oder durch Betätigung vor Ort kann die
Betätigungsvorrichtung 8 betätigt werden und den Dorn 6 linear in die
Rohrleitung 2 hinein bewegen zur Absperrung derselben. Zur Verbesserung der Dichtwirkung kann zusätzlich die Dichtung 7 expandiert oder ausgefahren werden, indem sie hydraulisch oder pneumatisch mit Druck beaufschlagt wird, welcher durch einen Durchlass im Dorn 6 zugeführt wird.
Durch Steuerung der Betätigungsvorrichtung 8 kann die erfindungsgemäße Einrichtung oder Armatur 1 beliebig geöffnet und geschlossen werden, und zwar insbesondere auch teilweise. Die Einrichtung oder Armatur 1 ist geeignet zum Absperren von unter erhöhtem Druck stehenden, fluidführenden Rohrleitungen, und zwar nicht nur im
Niedrigdruckbereich bis etwa 16 bar, sondern auch im Hochdruckbereich bis etwa 100 bar.
Die obige Beschreibung betrifft ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Abwandlungen der Erfindung sind möglich und ergeben sich dem Fachmann aus der obigen Beschreibung.

Claims

Patentansprüche:
1. Einrichtung (1 ) zum vollständigen oder teilweisen Absperren einer unter erhöhtem Druck stehenden fluidführenden Rohrleitung (2), wobei die Einrichtung (1) folgendes aufweist:
ein Rohranschlussstück (3),
einen Absperrkörper (6), und
eine Betätigungsvorrichtung (8) für den Absperrkörper (6),
dadurch gekennzeichnet, dass
der Absperrkörper (6) ein fester, unveränderlicher Körper ist, welcher im nicht-sperrenden Zustand in einer an dem Rohranschlussstück (3) angebrachten Verlängerung (5) zur Aufnahme des Absperrkörpers (6) aufgenommen ist und für den sperrenden Zustand linear aus der Verlängerung (5) in das Rohranschlussstück (3) hinein bewegbar ist.
2. Einrichtung gemäß Anspruch 1 , die ferner eine Absperrvorrichtung (4) aufweist.
3. Einrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Absperrvorrichtung (4) ein Kugelhahn oder ein Absperrschieber ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Absperrvorrichtung (4) an dem Rohranschlussstück (3) angebracht ist, und wobei die Verlängerung (5) zur Aufnahme des Absperrkörpers (6) an der Absperrvorrichtung (4) angebracht ist.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das
Rohranschlussstück (3) ein T-Stück ist.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
Absperrkörper (6) ein massiver Dorn ist.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Absperrkörper (6) ferner eine Dichtung (7) aufweist, um gegen die
Rohrleitung (2) abzudichten.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, wobei die Dichtung (7) ringförmig
ausgebildet ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Absperrkörper (6) eine Nut aufweist, und wobei die Dichtung (7) in der Nut des Absperrkörpers (6) angeordnet ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, wobei der Absperrkörper (6) einen
Durchläse (6a) aufweist, durch den die Dichtung (7) hydraulisch oder pneumatisch mit Druck beaufschlagbar ist, und zwar in Richtung aus der Nut heraus und gegen die Rohrleitung (2) abdichtend. 1. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine Steuer-/Regeleinheit mit Speicherbehälter aufweist.
12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Betätigungsvorrichtung (8) für den Absperrkörper (6) in der Verlängerung (5) angeordnet ist.
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EP12712962.5A EP2694847A1 (de) 2011-04-01 2012-03-29 Industriearmatur
US14/008,028 US20140034860A1 (en) 2011-04-01 2012-03-29 Industrial valve

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DE102011015819.7 2011-04-01
DE201110015819 DE102011015819A1 (de) 2011-04-01 2011-04-01 Industriearmatur

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