DE2434943A1

DE2434943A1 - Vorrichtung zur entfernung von fluessigkeit aus einer suspension

Info

Publication number: DE2434943A1
Application number: DE2434943A
Authority: DE
Inventors: Malcolm Robert Assheton; Terry Paget
Original assignee: D Wickham and Co Ltd
Current assignee: D Wickham and Co Ltd
Priority date: 1973-07-20
Filing date: 1974-07-19
Publication date: 1975-02-13
Also published as: IT1017331B; LU70571A1; BE817856A; FR2237844A1; DK390574A; GB1483341A; NL7409903A

Description

9422-74 Dr.ν.Β/Ξ
Case No. 17596
GB-PA 34628/73
Filed: 20th July 1973

D. WICKHAM & COMPANY LIMITED Ware, Hertfordshire, England

Vorrichtung zur Entfernung von Flüssigkeit aus einer Suspension

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entfernung von Flüssigkeit aus einer Suspension, insbesondere zum Entwässern von Klärschlamm, mit einem endlosen Filterband, das über mehrere Walzen geführt ist und einen Weg durchläuft, der eine Aufgabezone mit einer Einrichtung zum Aufbringen der Suspension auf das Filterband, eine Entwässerungszone, in der der Suspension unter der Einwirkung der Schwerkraft Flüssigkeit durch das Filterband entzogen wird, und eine Abgabezone, in der von Flüssigkeit (mindestens teilweise) befreite Suspension das Filterband verläßt, umfaßt, und mit einer drehbaren Vordruckwalze,, die zwischen der Entwässerungszone und der Abgabezone Druck auf die mit Suspension bedeckte Oberfläche des Filterbandes ausübt.

Gemäß der Erfindung ist eine besonders wirksame, einfache und zweckmäßige Vorrichtung dieser Art durch eine Anordnung gekennzeichnet, die das Filterband zwingt, eine Wegstrecke längs eines Teiles des ümfanges der Vordruckwalze zu durchlaufen.

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Die Vordruckwalze ist mit einer Welle versehen, die drehbar und vorzugsweise verschiebbar in einem Rahmen der Vorrichtung gelagert ist. Die Welle kann im Rahmen vertikal verschiebbar gelagert und mit einer Andruckvorrichtung versehen sein, die die Welle und damit die Vordruckwalze vertikal gegen die die Suspension tragende Oberfläche des Filterbandes zu drücken strebt. Die Andruckvorrichtung enthält vorzugsweise zwei doppelt wirkende Hydraulikkolben, die auf an -dm. bei^den Enden der Vordruckwalzenwelle befindliche Lager wirken, welche verschiebbar in Führungen am Rahmen gelagert sind. Die Andruckvorrichtung kann andererseits auch Druckfedern enthalten, die zwischen der oberen Seite der Welle und der Unterseite eines am Rahmen angebrachten Widerlagers angebracht sind; dabei wird an jedem Ende der Welle eine solche Feder vorgesehen. Das Widerlager kann vertikal verstellbar sein, um die Federkraft und damit den Vordruckwalze auf das Filderband ausgeübten Druck ändern zu können.

Die Anordnung, durch die das Filterband um den Umfang der Vordruckwalze oder einen Teil davon geführt ist, besteht vorzugsweise aus zwei Rollen oder Walzen, die kleinere Durchmesser als die Vordruckwalze haben und mit ihren Achsen bezüglich der Achse der Vordruckwalze so angeordnet sind, daß das Filterband sich über eine Strecke entsprechend im wesentlichen dem halben Umfang der Vordruckwalze, also in einem Bogen von im wesentlichen 180°, in Berührung mit dem Umfang der Vordruckwalze befindet. .

Vorzugsweise ist das Filterband an der Abgabezone so geführt, daß dort das zurücklaufende Trumm beginnt und die die weitgehend entwässerte Suspension (z.B. Klärschlamm) tragende Fläche des Filterbandes in die senkrechte Lage gelangt. Hierbei neigt die Suspension dazu, vom Filterband abzufallen. Vorzugsweise ist in der Druck- oder Preßzone unter dem Filterband ein Bndlosfäderer, z.B. ein Förderband angeordnet, der

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die von Flüssigkeit befreiten Rückstände der Suspension, die vom Filterband abfallen, abtransportiert. In der Abgabezone kann mindestens eine Rakel oder ein Abstreifer vorgesehen sein, tarn die von Flüssigkeit befreiten Rückstände der Suspension vom Filterband abzulösen.

Bei der Vordruckwalze können ebenfalls Einrichtungen, wie Abstreifer oder Rakeln vorgesehen sein, um die Oberfläche der Vordruckwalze von etwa an ihr haftenden Suspensionsrückständen zu befreien.

Das zurücklaufende Trumm des Filterbandes ist mit Einrichtungen, z.B. mit Wasser unter hohem Druck gespeisten Spritzrohren versehen, um das Filterband rückzuspielen und etwa noch an ihm haftende Suspensionsrückstände zu entfernen.

Vorzugsweise ist!unter dem Filterband eine Wanne vorgesehen, die die aus der Suspension entfernte Flüssigkeit und das Rückspielwasser sammelt und gegebenenfalls eine Rückführung ermöglicht.

In anderer Hinsicht betrifft die ERfindung eine Einrichtung zum Mischen einer Flüssigkeit mit einer Suspension, z.B. eines Koagulierungsmittels mit Abwasser- oder Klärschlamm. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist eine Mischvorrichtung vorgesehen, die eine Mischkammer mit Einlaß- und Auslaßöffnungen und einer drehbaren Welle in der Mischkammer zwischen den öffnungen enthält, um einen Teil des Strömungsweges durch die Kammer zu blockieren. Die Welle weist, im Querschnitt gesehen, mehrere radial verlaufende Keulen oder VOrsprünge auf, die so angeordnet sind, daß sie jeweils während jeder Umdrehung der Welle mindestens einmal über die Innenwand der Kammer streichen oder wischend angreifen.

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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele, Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfülung, die für die Entwässerung von Klärschlamm bestimmt ist;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 enthaltenden Mischeinrichtung;

Fig. 3 eine Schnittansicht der Mischeinrichtung gemäß Fig. 2, gesehen in einer Ebene III-III der Fig. 2 und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung, die sich ebenfalls besonders für die Entwässerung von Klärschlamm eignen.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung enthält ein offen gewebtes (offenmaschiges) Filterband 11, z.B. in vierschäftiger Köperbindung, das über vier Walzen 12, 13, 14 und 15 geführt ist, die drehbar in einem nicht dargestellten Rahmen der Vorrichtung gelagert sind. Die Walze 14 ist eine angetriebene Walze, die das Filterband 11 antreibt. Die Walze 15 ist eine leerlaufende Walze, die als Spannwalze ausgebildet sein kann und eine glatte Oberfläche hat.

Zwischen den Walzen 13 und 14 befindet sich eine Vordruck- oder Gautschwalze 16, deren Durchmesser wesentlich größer ist als der der Walzen 12, 13, 14 und 15. Das Filterband oder Sieb 11 wird durch', die Rollen 13 und 14 gezwungen, einen Weg längs eines Teiles des Umfanges der Walze 16 in

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Berührung mit deren unperforierter Oberfläche zu durchlaufen. Die Walze 16 ist frei drehbar und mit einer Welle 17 versehen, die im wesentlichen horizontal verläuft und mit ihren Enden in Lagern 18 gelagert ist, die im Rahmen, von dem. ein Teil 19 dargestellt ist, vertikal verschiebbar gleitend gelagert sind. Die Walze 16 wird durch zwei doppelt wirkende Hydraulikkolben 20 ( von denen in Fig. t nur einer dargestellt ist) gegen das Sieb 11 gedrückt. Eine Kolbenstange 21 jedes Hydraulikkolbens greift an der Unterseite des zugehörigen Lagers 18 der Welle 17 an. Das untere Ende jedes Hydraulikkolbens ist fest oder auf einem Drehzapfen gelagert. Die Hydraulikkolben 20 sind jeweils mit einer Hydraulikanlage verbunden, die eine Pumpe 23 mit zwei Speiseleitungen 24 und 25 mit Steuerventilen 26 bzw. 27 enthält. Mit der Speiseleitung 24 sind ein hydraulischer Akkumulator oder Druckspeicher 28 sowie ein Druckmeßgerät 29 verbunden, das eine Anzeige für die Spannung des Siebes 11 liefert. Die Steuerventile 26 und 27 erlauben die eine oder die andere der Speiseleitungen 24 oder 25 wahlweise an die Hydraulikkolben 2ο anzuschließen., um die Walze 16 anzuheben oder abzusenken. Während des Entwässerungsprozesses wirkt der hydraulische Druckspeicher 28 als Feder. Die beiden Hydraulikzylinder können mit einem gemeinsamen Speise- und Steuerkreis oder mit getrennten Speise- und Steuerkreisen verbunden sein.

Eine andere, nicht dargestellte Möglichkeit besteht νdarin, eine hydraulische oder mechanische Einrichtung zum Bremsen der Drehung der Walze 16 vorzusehen, so daß sich die Spannung im Sieb 11 längs des Umfanges der Walze 16 ändert.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausfuhrungsform der Erfindung entspricht in den Grundzügen der gemäß Fig. 1 und entsprechende Teile, die mit den gleichen Bezugszahlen versehen sind, werden daher nicht nochmals erläutert. Hier ist jedoch die Oberfläche der Walze 16, die gegen die die Suspension tragende Seite des Siebes 11 gedrückt wird, perforiert

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und besteht aus einem Edelstahlgewebe oder -netz. Das Edelstahlgewebe wird durch eine nicht dargestellte Vorrichtung im obersten Bereich seines Weges rückgespült. Die Vorrichtung gemäß Fig. 4 enthält ferner eine Flockenstabilisierungszone, die stromabwärts von der Schwericraftfilterungs- oder Entwässerungszone und vor der Preß-, Gautsch- oder Vordruckwalze angeordnet ist. In dieser Zone wird auf die Suspension Druck ausgeübt, um sie zu stabilisieren. Die Druckausübung erfolgt durch ein endloses Andruckband 30, das in Berührung mit der Suspension auf der einen Seite des Siebes 11 steht. Bei einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform wird der Druck durch eine feststehende Platte ausgeübt, die sich oberhalb der die Suspension tragenden Oberfläche des Siebbandes befindet.

Zwischen den Walzen 12 und 13 befindet sich nahe bei der Walze 12 ein trichterartiger Suspensionsauflaufkasten 29, in den zu filternde Suspension, z.B. zu entwässernder, vorbehandelter Klärschlamm, durch ein Einlaßrohr 31 von einer Mischeinrichtung 32 zugeführt wird. In der Mischeinrichtung 32, die unten noch genauer beschrieben v/erden wird, wird der unbehandelte Schlamm mit einem Zusatzmittel gemischt, gewöhnlich einem koagulierenden Ausflockungsmittel, so daß der das Sieb erreichende Schlamm sich für eine Entwässerung oder Filtration eignet. Der Suspensionsauslaufkasten 29 ist unten offen, so daß au*· dem Sieb 11 im Betrieb eine gewisse Suspensions- oder

Schlammsäule aufrechterhalten wird. Eine gewisse anfängliche Trennung der Feststoffe von der Flüssigkeit tritt also schon im Suspensionsauslaufkasten 29 unter der Einwirkung der Schwerkraft ein. Eine weitere Filtration oder Entwässerung unter Mitwirkung der Schwerkraft findet in dem Stück des Siebes 11 zwischen dem Suspensionsauslaufkasten 29 und der Walze 13 statt, so daß die die druckausübende Walze 16 erreichende Suspension (Schlamm) bereits teilweise entwässert ist.

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Der Teil des Siebes 11 zwischen der angetriebenen Walze 14 und der Walze 12, der über die Leerlauf- oder Spannwalze 15 führt, ist das rücklaufende Trumm, in dem das Sieb

11 gereinigt wird. Der Kuchen aus den entwässerten Suspensions- oder Schallrückständan wird vom Sieb 11 mittels einer Rakel 33 entfernt, unmittelbar nachdem das Sieb 11 um die angetriebene Walze 14 gelaufen ist. Eine weitere Rakel 34 ist an der Walze 16 vorgesehen, um etwaige Suspensions- oder Schlammrückstände zu entfernen, die am Mantel der Walze 16 haften geblieben sind.

Die durch die Rakel 33 gelösten Suspensions- oder Schlammrückstände fallen auf ein waagerecht verlaufendes endloses Förderband 35, das sie von der Vorrichtung weg transportiert. Durch senkrechte Wände 36 wird gewährleistet, daß die Rückstände richtig auf das Förderband 35 fallen, diese Wände schützen die entwässerten Rückstände auf dem Förderband 35 außerdem gegen die Flüssigkeit, die durch die Walze 16 aus der Suspension oder dem Schlamm ausgepreßt wird.

Unterhalb des Siebes 11 ist im Rahmen der Vorrichtung eine Wanne 37 angeordnet, in der das durch das Sieb 11 entfernte Filtrat gesammelt wird. Der Boden der Wanne 37 fällt zu einem Auslaßrohr 38 hin ab, durch das die in der Wanne 37 gesammelte Flüssigkeit zur weiteren Verwendung in einer die vorliegende Vorrichtung enthaltenden Kläranlage oder dgl. zurückgeführt werden kann.

Zwischen der leerlaufenden Walze 15 und der Walze

12 wird das Sieb 11 rückgespült. Hierzu dienen eines oder mehrere Spritzrohre 39 oder Düsen, die mit unter hohem Druck stehendem reinen Wasser gespeist werden und dieses auf die Rückseite des Siebes 11 spritzen, so daß das Sieb 11 von etwa anhaftenden Suspensionsresten befreit wird.

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Die in Fig. 2 und 3 genauer dargestellte Mischeinrichtung 32 hat ein Gehäuse 51 mit einer zylindrischen, zentralen Kammer 52, mit der eine Einlaß- sowie eine Auslaß-Armatur 53 bzw. 54 verbunden sind, die in genormten Rohrflanschen enden. Das Gehäuse 51 und die Kammer 52 werden von einer Welle 55 durchsetzt, deren Achse senkrecht zur Achse der Kammer 52 verläuft und bezüglich dieser versetzt ist. Der Durchmesser der Welle 55 ist kleiner als der der Kammer 52, so daß immer ein Teil der Kammer unblockiert ist und eine Strömung zwischen der Einlaß- und Auslaß-Armatur 53 bzw. 54 zuläßt. Der in der Mitte der Kammer 52 befindliche Teil der Welle 55 hat eine kleinere Querschnittsfläche als der übrige Teil und die Form eines gleichseitigen Dreiecks mit abgeflachten und abgerundeten Eecken, so daß drei Keulen oder Vorsprünge 56 vorhanden sind. Die Welle 55 ist in der Kammer 52 so angeordnet, daß jeder Vorsprung sie in seiner untersten Stellung erreicht und dabei die Wand der Kammer 52 streifend berührt. Hierdurch wird eine Selbstreinigung der Ränder gewährleistet und Feststoffe in der Suspension oder im Schlamm, die an der Welle 55 haften bleiben, werden auf diese Weise abgestreift und entfernt.

Die Welle 55 ist in einem mit dem Gehäuse 51 verbundenen Lagergehäuse 57 drehbar gelagert und mit einem Motor üblicher oder genormter Drehzahl verbunden. In der Wand des Gehäuses 51, die dem Innenende der Welle 55 gegenüber liegt, befindet sich ein entfernbarer Stopfen 58. Der Stopfen 58 gestattet einen Zugang zur Welle 55, um diese zu überwachen und zu warten. Das dem Stopfen 58 gegenüberliegende Ende der Welle 55 ist mit einer Gewindeblindbohrung 59 versehen. In diese Bohrung kann ein Bolzen zum Herausziehen der Welle 55 eingesetzt werden.

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— Q —

Auf der Seite der Einlaßarmatur hat das Gehäuse der Kammer 52 einen zweiten Einlaß 60, durch den Koagulationsmittel in den von der Einlaßarmatur 53 in die Kammer 52 strömenden Schlamm eingeführt werden kann.

Die Einrichtung gewährleistet ein einwandfreies Mischen, da man ohne Schwierigkeiten erreichen kann, daß die Vorspränge 56 in der Mischvorrichtung sich beim Durchgang durch ihre oberste Stellung schneller bewegen als der durch die Mischeinrichtung strömende Schlamm.

SQÜif /§1&3

Claims

-IQ- Patentansprüche

1. !Vorrichtung zur Entfernung von Flüssigkeit aus einer Suspension, mit einem endlosen Sieb- oder Filterband_r das über mehrere Walzen geführt ist und einen Weg durchläuft, der eine Aufgabezone mit einer Einrichtung zum Aufbringen der Suspension auf das Filterband, eine Entwässerungszone, in der der Suspension unter der Einwirkung der Schwerkraft Flüssigkeit durch das Filterband entzogen wird, und eine Abgabezone, in der die nach dem Entfernen der Flüssigkeit verbleibenden Rückstände der Suspension vom Filterband entfernt werden, umfaßt, und mit einer drehbaren Preßwalze, die zwischen der Ent— Wässerungszone und der Abgabezone Druck auf die mit Suspension bedeckte Oberfläche des Filterbandes ausübt, gekennzeichnet durch eine Anordnung (13, 14} _r die das Filterband (11) zwingt _f eine Wegstrecke längs eines Teiles des Umfanges der Preßwalze (16) zu durchlaufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßwalze (16) dreh&ar auf einer Welle (17> angeordnet ist, die in einem Rahmen C19J gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichne t_r daß die Welle (17J vertikal gleitfähig im Rahmen (19) gelagert ist und daß eine Vorrichtung (2O) vorgesehen ist, die die Welle und damit die Preßwalze (16) vertikal gegen die suspensionstragende Seite des Filterbandes (11) zu pressen strebt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckeinrichtung zwei doppelt wirkende Hydraulikzylinder (20) enthält, die auf Lager (18) für die beiden Enden der Preßwalzenwelle (17) wirken ,welche Lager verschiebbar in Führungen (19) am Rahmen gelagert sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zei chnet, daß die Andruckeinrichtung für jedes Ende der Preßwalzenwelle mindestens eine Druckfeder enthält, die jeweils zwischen der oberen Seite der Welle und der unteren Seite eines am Rahmen der Vorrichtung angebrachten Widerlagers angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager senkrecht verstellbar ist und die Federspannung und damit den von der Preßwalze auf das Filterband ausgeübten Druck zu verändern gestattet.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung, die das Filterband (11) an den Umfang der Preßwalze (16) führt, aus zwei Walzen (13, 14) besteht, die kleinere Durchmesser als die Preßwalze haben und mit ihren Achsen bezüglich der Achse der Preßwalze so angeordnet sind, daß sich das Filterband über eine Strecke, die im wesentlichen gleich der Hälfte des Umfanges der Preßwalze ist, also über einen Winkelbereich von im wesentlichen 180°, in Berührung mit dem Umfang der Preßwalze befindet.

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8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterband bei der Abgabezone gezwungen wird, zurückzulaufen, wobei die die Suspension tragende Fläche des Filterbandes eine vertikale Stellung durchläuft.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Abgabezone unterhalb des Filterbandes (11) ein Endlosförderer (55) zur Aufnahme der vom Filterband abfallenden Suspensionsrückstände vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgabezone eine Einrichtung, wie eine Rakel (33) und ein Abstreifer zum Ablösen von entwässerten Suspensionsrückständen vom Filterband (11) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn z. eichnet, daß bei der Oberfläche der Preßwalze (16) eine Einrichtung, wie eine Rakel (34) oder ein Abstreifer vorgesehen ist, um an der Preßwalze haftende Suspensionsrückstände zu entfernen.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim rücklauf enden Trumrci des Filterbandes (11) eine Einrichtung, wie Hochdruckwasserdüsen (39) zur Rückspülung des Filterbandes (11) und zur Entfernung von etwa am Filterband haften gebliebenen Suspensionsrückständen vorgesehen ist.

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13. Vorrichtung nach Anspruch 12,' dadurch gekenn zeichnet, daß unterhalb desFilterbandes (11) eine Wanne zur Aufnahme von aus der Suspension entfernter Flüssigkeit und Wasser von der Rückspüleinrichtung vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Preßwalze (16), die gegen die suspensionstragende Seite des Filterbandes (11) drückt, perforiert ist und diß eine Verbindung in das Innere der Preßwalze (16) vorgesehen ist, um aus dieser Flüssigkeit zu entfernen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn ζ ei chnet, daß die Oberfläche der Preßwalze (16) aus einem Edelstahlnetz oder -gewebe besteht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Rückspü^len der Gewebe- oder Netzoberfläche beim oberen Punkt ihres Weges. '

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum derartigen Bremsen der Preßwalze, daß sich die Spannung des Filterbandes (11) längs des Umfanges der Preßwalze ändert.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts von der Preßwalze (16) und stromabwärts von der Schwerkraftentwässerungszone eine Stabilisierungszone mit einer Einrichtung (30) zum Ausüben von Druck auf

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-14-die Suspension vorgesehen ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekenn ζ ei chnet, daß die druckausübende Einrichtung ein endloses Andrückband (30) enthält.

20. Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mischvorrichtung zum Mischen einer Flüssigkeit mit einer Suspension, z.B. eines Koagulierungsmittels mit Klärschlamm, welche eine Mischkammer mit Einlaß- und Auslaßöffnungen und eine in der Kammer zwischen diesen diesen Öffnungen angeordnete drehbare Welle (55) enthält, die einen Teil des Strömungsweges durch die Kammer blockiert und im Querschnitt gesehen mehrere radial vorspringende Keulen oder Flügel (56) enthält, die jeweils mindestens einmal während jeder Umdrehung der Welle streifend an der Innenwand der Kammer vorbeilaufen.

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