Verschiedene Ventile für den Bergbau

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07/02/2023
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Im Bergbau und in der Mineralienverarbeitung werden Förderanlagen benötigt, die Säure, Stress und Temperaturextremen standhalten können. Jede Leckage in einer Bergbauanlage kann ökologische Schäden und finanzielle Einbußen nach sich ziehen. Die Systeme und ihre Module müssen durchgängig und zuverlässig funktionieren, um Schäden an der Ausrüstung und unsichere Arbeitsbedingungen zu vermeiden und unerwartete Kosten zu senken. 

Seit seinen Anfängen vor mehr als 4.000 Jahren hat der Bergbau einen langen Weg zurückgelegt, insbesondere was die verwendeten Techniken und Werkzeuge betrifft. Der Bedarf an höherer Produktivität und Effektivität in der Wirtschaft inspirierte den Bergbau Ventilhersteller um mit diesen Entwicklungen Schritt zu halten.

Was ist ein Bergbauventil?

Bergbau-Ventil
Quelle: Pinterest 

Das Hauptziel der Bergbauindustrie ist die Gewinnung von Mineralien und verschiedenen Ressourcen. Die Industrierückschlagventil und andere Spezialventile, die in diesen Verarbeitungssystemen eingesetzt werden, werden als Bergbauventile bezeichnet. Sie tragen zur Aufrechterhaltung einer konstanten Flüssigkeitsbewegung und -richtung in verschiedenen Bergbauanwendungen bei. 

Aufgrund ihrer Nützlichkeit bei der Entwässerung, Extraktion und anderen Bergbauprozessen haben sich Bergbauunternehmen zunehmend auf miteinander verbundene Ventile und Rohrsysteme verlassen. Diese technologischen Fortschritte haben verschiedene Aufgaben im Bergbau für die Bergleute einfacher gemacht.

Typen von Bergbauventilen auf der Grundlage ihrer Konstruktion

Ventile für die Bergbauindustrie dienen unterschiedlichen Zwecken und haben verschiedene Ausführungen. In diesem Artikel werden verschiedene Arten von Ventilen genannt, die im Bergbau und in der Mineralienverarbeitung verwendet werden:

1. Absperrschieber

Absperrschieber 1
Quelle: Dombor

Das Ventil hebt und senkt den Schieber, um den Durchfluss zu regulieren. Es bietet einen freien Durchflussweg, der geringe Druckabfälle im gesamten Ventil ermöglicht. Es gibt mehrere Alternativen für AbsperrschieberDazu gehören eine Vielzahl von Abmessungen, Werkstoffen, Druck- und Temperaturstufen sowie Schieber- und Haubenausführungen. 

Verschiedene Ventile, die unter diese Kategorie fallen, sind Keilschieber, Plattenschieber, Messerschieber, Schieber mit elastischem Sitz und Edelstahlschieber.

2. Durchgangsventil

Durchgangsventil für den Bergbau
Quelle: Dombor

A Durchgangsventil regelt den Durchfluss in einer Rohrleitung. Die interne Trennwand, die als Trennlinie zwischen den beiden Abschnitten dient, gibt diesem Ventiltyp seinen Namen. Sie werden auch als Drosselventile bezeichnet. Diese Ventile haben einen etwas höheren Druckabfall als Standardventile. Diese Ventile werden in Bereichen eingesetzt, in denen große Druckverluste nicht von Bedeutung sind.

Verschiedene Ventile dieser Kategorie sind Durchgangsventile in gerader Bauform und Eckventile, Faltenbalg- Abgedichtetes Durchgangsventil und Durchgangsventil in Y-Form.

3. Industrieller Kugelhahn

Industrieller Kugelhahn
Quelle: Dombor

Industriekugelhähne sind eine Art von Absperrventilen, die den Durchfluss von Gasen oder Flüssigkeiten mit Hilfe einer rotierenden Kugel in einer Bohrung einschränken. Durch Drehen der Kugel um 90 Grad um ihre Achse kann man den Durchfluss des Mediums begrenzen oder freigeben. Obwohl sie lange Zeit ungenutzt bleiben können, bieten sie einen sicheren Verschluss. 

Außerdem können sie verunreinigten Medien besser widerstehen als herkömmliche Ventile. Einige Varianten von Kugelhähnen eignen sich auch als Regelventile. Aufgrund ihrer hohen Markt, Hersteller von Industriekugelhähnen verwenden Gusseisen, gegossenen Kohlenstoffstahl und Edelstahl zur Herstellung von Ventilen höchster Qualität.

Zu den verschiedenen industriellen Kugelhähnen, die in dieser Kategorie verwendet werden, gehören schwimmende Kugelhähne, Kugelhahn mit Zapfen3-Wege-Kugelhahn, Kugelhahn mit oberem Eingang, Kugelhahn mit seitlichem Eingang, Kugelhahn mit V-Anschluss, Kugelhahn mit doppelter Absperrung und Entlüftung und Kugelhahn mit steigender Spindel.

4. Rückschlagventil

Rückschlagventil
Quelle: Dombor

Ein Rückschlagventil ist ein unidirektionales Ventil. Es lässt nur eine Richtung des Flüssigkeitsstroms zu. Es hat zwei Anschlüsse, einen für den Medieneingang und einen für den Ausgang. Sie werden auch als Einweg- oder Rückschlagventile bezeichnet, da sie den Durchfluss von Medien nur in eine Richtung zulassen. 

Der Hauptzweck eines Rückschlagventils besteht darin, den Rückfluss von Flüssigkeiten zu verhindern. Damit ein industrielles Rückschlagventil seine Aufgabe erfüllen kann, ist eine Druckdifferenz erforderlich. Liegt auf der Ausgangsseite mehr Druck an, schließt sich das Ventil. Diese Ventile sind unabhängig von einer manuellen Bedienung und können ohne Hebel oder Stellantrieb arbeiten. 

Ein Einwegventil ist eine andere Bezeichnung für ein "Rückschlagventil". Fluide bewegen sich nur in eine Richtung. Es sind sowohl Eingangs- als auch Ausgangsanschlüsse vorhanden. Da sie nur eine Durchflussrichtung zulassen, werden diese Ventile als "Einweg-" oder "Rückschlagventile" bezeichnet. Der Hauptzweck eines Rückschlagventils besteht darin, zu verhindern, dass Flüssigkeit in die entgegengesetzte Richtung fließt. Industrielle Rückschlagventile können nur schließen, wenn ein Druckunterschied besteht. 

Verschiedene Ventile unter dieser Kategorie sind RückschlagklappeRückschlagventil, Rückschlagventil mit zwei Platten, Rückschlagventil ohne Aufschlag und Rückschlagventil mit Kippscheibe.

5. Drosselklappe

Absperrklappe mit Zwischenflansch 1
Quelle: Dombor

Die "Klappe" wird durch die Verbindung einer Scheibe mit einer Stange gebildet. Sie schließt, wenn sich die Scheibe um die Stange um eine Vierteldrehung senkrecht zur Strömungsrichtung dreht. Beim Öffnen der Klappe rollt die Scheibe zurück und lässt das Wasser durchströmen. Geringes Gewicht, minimaler Platzbedarf für die Installation, reduzierte Kosten, schnelle Funktion und Verfügbarkeit in zahlreichen Größen sind die Gründe dafür. Industrielle Absperrklappe wird üblicherweise verwendet. 

Darunter fallen verschiedene Arten von Ventilen wie z.B. die Hochleistungsklappe, Dreifach gekröpfte AbsperrklappeKonzentrische Absperrklappe, Zwischenflanschklappe, Ringklappe, Flanschklappe und metallisch dichtende Absperrklappe.

6. Stopfenventil

Stopfenventil für den Bergbau
Quelle: Dombor

Wenn der kegelförmige Kegel im Ventilgehäuse gedreht wird, öffnet und schließt sich das Ventil und regelt den Flüssigkeitsstrom. Viele Kegelventile verfügen über horizontal angeordnete offene Kanäle, um den Flüssigkeitsdurchfluss bei geöffnetem Ventil zu erleichtern.

Der Schaft und der Griff eines solchen Ventils sitzen oben auf der Armatur. Die Durchflussrichtung der Ventilsohle verläuft vom Einlass zum Auslass. Wenn häufiges und schnelles Einstellen erforderlich ist, ist ein industrielles Kükenventil Vierteldrehventil ist sehr nützlich.

Zu den verschiedenen Ventilen in dieser Kategorie gehören Doppelsperr- und Entlüftungskegelventil, exzentrisches Kegelventil, geschmiertes Kegelventil und Kegelventil mit Hülse.

Verschiedene Anwendungen von Bergbauventilen

Ventile für den Bergbau
Quelle:unsplash

Im Bergbau werden Rückschlagventile für verschiedene Zwecke eingesetzt, u. a. für die folgenden Arbeiten:

  • Kalkeinschluss, mineralhaltiger Betrieb, Verdünnungswässer und verschiedene Spezialanwendungen, wie der pneumatische Transport von Trockenkonzentraten, sind typische Ventilanwendungen. 
  • Autoklavieren: Das Autoklavieren erfordert automatische Absperrventile, wie z. B. Rückschlagventile, um einen Rückfluss zu verhindern. Zu diesem Zweck werden Ventilkomponenten aus einer stärkeren Legierung verwendet.
  • Entwässerung von Bergwerken: Wird bei der Grubenentwässerung eingesetzt, bei der der Grundwasserspiegel mit Hilfe von Spezialpumpen in der Nähe von Abbaustätten, Bergwerken und Steinbrüchen abgesenkt wird. Sie vermindern die Auswirkungen von Wasserschlägen.
  • Ausschalten und Entleeren der Pumpe: Rückschlagventile schützen die Pumpe vor Beschädigungen während des Entleerungsvorgangs.
  • Pipelines: Pipelines, die Wasser zu und von Bergwerken transportieren, sind häufig mit Sicherheitsvorrichtungen wie Rückschlagventilen ausgestattet. Diese Pipelines müssen oft weite Strecken zurücklegen und verschiedene Höhenunterschiede überwinden.
  • Transport und Handhabung von Gülle: In der Bergbauindustrie werden Gülleventile, Plattenschieber, Absperrklappen, Kugelhähne und Rückschlagventile für eine Vielzahl von Aufgaben eingesetzt, z. B. in Pumpstationen, Trennstationen, Zwischenstationen, Endstationen, Eindickern und Entlüftungsanlagen.
  • Methoden zur Gewinnung und Verarbeitung von Mineralien: Einige der anspruchsvollsten Anwendungen für Ventile im Bergbau und in der Metall- und Stahlindustrie sind Mineralienaufbereitung, Extraktion und Raffination. Aufgrund des Vorhandenseins chemischer Lösungsmittel und abrasiver Schlämme ist die Verwendung geeigneter Metalle, Auskleidungen und Beschichtungen für Verfahren zur Mineralientrennung, Konzentration und Extraktion von entscheidender Bedeutung.
  • Optionen für die Wasser- und Abwasserbehandlung: Ventile erleichtern die Abwasserbehandlung, Wiederverwendung und Dekontaminierung im Bergbausektor. Sie müssen den rauen Bedingungen von sehr sauren und stark schwebenden Partikeln im Prozess- und Abwasser standhalten. 
  • Einige weitere Bereiche, in denen sich die Ventile bewährt haben, sind die Hydrometallurgie, der Lösungsbergbau, Prozessgase und Sauerstoffversorgungsleitungen. Die Ventile werden auch in Entlüftungsgasleitungen, bei der Säureauslaugung, bei Abraumhalden und bei der Neutralisierung eingesetzt.

Materialien zur Herstellung von Ventilen für den Bergbau

Spule aus rostfreiem Stahl
Quelle: Pinterest 

Hersteller von Industriearmaturen verwenden verschiedene Materialien, um mehrere Ventile herzustellen. Der Zweck und die Konstruktion des Ventils bestimmen das verwendete Material.

  • Rostfreier Stahl

Viele Industriearmaturen werden aus rostfreiem Stahl hergestellt, da es sich um ein nicht reaktives Metall handelt. Die Metalle Molybdän, Chrom, Nickel und andere müssen für jedes Messgerät genau kombiniert werden. Messing ist in einigen Anwendungen ein akzeptabler Ersatz für Stahl. Bei korrosiven Medien sind Stahlventile jedoch die beste Wahl, da sie nicht rosten oder korrodieren. 

  • Stahlguss

Diese Ventile werden hergestellt, indem man geschmolzenen Stahl in eine Form gießt und ihn unter geregelten Bedingungen erstarren lässt. Einerseits bietet dieses Verfahren, wenn es richtig durchgeführt wird, eine praktische und kostengünstige Möglichkeit zur Herstellung robuster Ventile. Es erfordert jedoch eine ständige Überwachung und Qualitätskontrolle, da an Stellen, an denen sich der geschmolzene Stahl nicht gleichmäßig verformt, Löcher und Risse entstehen können. 

  • Geschmiedeter Stahl

Sie werden durch das Formen von Metall unter Einsatz großer Hitze und mechanischer Ausrüstung hergestellt. Geschmiedeter Stahl wird von Hand in die Form des Ventils gebracht, anstatt in eine vorgefertigte Form gegossen zu werden. Dies hat den Vorteil, dass das Metall durch die Hitze gehärtet wird, was zu stärkeren und langlebigeren Industriearmaturen führt. Sie kosten mehr, da ihre Herstellung mehr Arbeit erfordert.

Komponenten von Bergbauventilen 

Bergbau-Kugelhahn
Quelle: Pinterest

Das Gehäuse, die Haube, die Verkleidung, der Antrieb, die Stopfbuchse und die Feder sind die grundlegenden Komponenten eines jeden Ventils. Der Bau von Ventilen erfordert für eine optimale Funktion Grundkomponenten von höchster Qualität.

  • Das Ventilgehäuse 

Als strukturelles Rückgrat des Ganzen ist es der kritischste Teil einer Ventilbaugruppe, die auch als Ventilgehäuse bezeichnet wird. Es ist der zentrale Teil eines Druckventils, der dessen Grenzen definiert. Es bildet die erste Druckgrenze und stoppt den Flüssigkeitsstrom unter Druck aus den zugehörigen Rohrleitungen. 

Gewinde-, Bolzen- oder Schweißverbindungen verbinden die Ansaug- und die Ausgangsleitung. Der Ventilkörper verbindet das Ventil mit der Rohrleitung oder dem Gerätestutzen über verschiedene Endanschlüsse, wie z. B. Stumpf- oder Muffenschweißung, Gewinde oder Flansch. Jede Art von Ventilkörper dient einem bestimmten Zweck und wird aus einem für diese Aufgabe optimalen Material hergestellt.

  • Die Motorhaube für das Ventil

Das Ventiloberteil ist der Öffnungsdeckel des Druckventils und die nächste entscheidende Grenze des Ventils. Ventiloberteile gibt es in einer Vielzahl von Ausführungen und Varianten. Es wird häufig mit dem Gehäuse durch eine Schraub-, Bolzen- oder Schweißverbindung verbunden. Bei der Konstruktion des Ventils werden die inneren Komponenten in das Gehäuse eingesetzt. Dann wird das Ventiloberteil angebracht, um alle Elemente im Inneren zusammenzuhalten.

Die Befestigung der Motorhaube an der Karosserie stellt immer eine Druckbegrenzung dar. Das bedeutet, dass die Schweißnaht oder die Bolzen, die das Ventiloberteil mit dem Gehäuse verbinden, druckhaltende Elemente sind. Ventiloberteile können die Konstruktion von Ventilen verkomplizieren, die Ventilgröße erhöhen, einen beträchtlichen Kostenanteil an den Ventilkosten ausmachen und eine Quelle potenzieller Leckagen sein.

  • Ventilgarnitur

Als Ventilgarnitur bezeichnet man alle austauschbaren internen Komponenten eines Ventils, die mit der verwendeten Flüssigkeit in Berührung kommen. Diese Teile umfassen Stopfbuchsen, Ventilsitz(e), Abstandshalter, Scheiben, Führungen, Buchsen und interne Federn. Es ist wichtig zu beachten, dass die Ventilgarnitur nicht das Ventilgehäuse, die Ventilhaube, die Packung usw. umfasst, obwohl diese ebenfalls mit dem Durchflussmedium interagieren.

Diese Trimmung ermöglicht einfache Bewegungen und Durchflussregulierung. Bei Systemen, die eine Drehbewegung zur Einstellung verwenden, gleitet die Scheibe am Sitz vorbei, um die Durchflussöffnung zu verändern. Wenn sich die Garnitur gerade bewegt, schwenkt die Scheibe vom Sitz nach außen, wodurch ein Ringspalt entsteht. Aufgrund der unterschiedlichen Qualitäten, die erforderlich sind, um einem breiten Spektrum von Kräften und Umständen standzuhalten, werden Ventilgarnituren aus verschiedenen Materialien hergestellt. 

  • Sitz und Scheibe

Der Teller ist ein weiterer wichtiger Druckbegrenzer für ein Ventil mit Oberteil. Der Teller steuert, ob Flüssigkeit durch ihn hindurchfließen darf oder nicht. Wenn der Teller geschlossen ist und die Ausgangsseite unter Druck steht, wird die gesamte Kraft des Systems auf den Teller übertragen. Aus diesem Grund ist der Ventilteller in der Lage, den Innendruck konstant zu halten. 

Um bei geschlossener Armatur richtig abzudichten, muss der Sitzbereich einer Scheibe eine glatte Oberfläche haben. Die Scheibe ruht auf der Sitzfläche, die durch den Sitz oder die Dichtungsringe gebildet wird. In einigen Konfigurationen wird das Gehäuse so bearbeitet, dass es als Sitzfläche fungiert, so dass keine Dichtungsringe erforderlich sind.

  • Ventilschaft

Die Spindel muss die Bewegung des Ventiltellers, des Kegels oder der Kugel zulassen, damit sich das Ventil öffnen oder schließen kann. Sie ist mit einem Ende an der Ventilscheibe und mit dem anderen Ende am Handrad, Stellantrieb oder Hebel des Ventils befestigt. Die Scheibe dreht sich zum Öffnen und Schließen des Ventils in einem Kegel-, Kugel- und Absperrventil. 

Im Gegensatz dazu bewegt sich der Ventilteller in einem Schieber oder einem Durchgangsventil gerade. Die Spindel ist oft geschmiedet und mit einem Gewinde oder auf andere Weise mit der Scheibe verbunden. Eine präzise Oberflächenbeschaffenheit der Spindel ist erforderlich, um Leckagen im Dichtungsbereich zu vermeiden.

  • Ventilpackung

Wenn die Spindel durch das Gehäuse ragt, wird sie von einem Fasermaterial oder einer anderen Verbindung bedeckt, um eine Dichtung zu schaffen. Das Schließen einer Ventilpackung verhindert Leckagen und eine Beschädigung der Spindel. Eine zu starke Füllung kann die Beweglichkeit einschränken und sogar die Spindel beschädigen.

  • Joch für Ventil und Mutter

Ein Joch verbindet das Ventilgehäuse oder die Ventilhaube mit dem Antrieb. Die Ventilspindel passt in ein Loch am oberen Ende der Manschette. Öffnungen in einem Joch ermöglichen den Zugang zur Stopfbuchse, den Antriebsverbindungen und anderen Komponenten. Die Struktur eines Jochs muss der vom Stellantrieb aufgebrachten Kraft, dem Moment und dem Drehmoment standhalten.

Eine Jochmutter ist eine Mutter mit Innengewinde, die oben auf einem Joch angebracht ist. Sie ermöglicht den Durchgang von Dampf. Um ein Ventil manuell zu öffnen oder zu schließen, muss der Stellantrieb oder das Handrad des Ventils im oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden. 

  • Stellantriebe

Ein Stellantrieb ist ein Gerät, das von außen verwendet werden kann, um ein Ventil automatisch oder aus der Ferne zu betätigen. Die interne Funktionsweise einiger Ventile, wie z. B. Rückschlag- und Überdruckventile, macht einen Griff oder Stellantrieb überflüssig. 

Einfache Stellantriebe öffnen oder schließen ein Ventil vollständig. Ventilantriebe können in jeder beliebigen Zwischenstellung fixiert werden, um den Betrieb des Ventils zu steuern oder zu regeln. Im Gegensatz zu manuellen Ventilen sind automatische Ventile grifflos.

  • Frühling

Der Ventilteller vieler Ventile ist federbelastet, d. h. er wird in einer bestimmten Position gestartet und mit Hilfe eines Griffs in eine andere Position bewegt. Überdruckventile sind in der Regel auf eine Feder angewiesen, um das Ventil geschlossen zu halten, aber sie sind so konstruiert, dass sie durch übermäßigen Druck geöffnet werden können. Federwerkstoffe bestehen in der Regel aus verzinktem Stahl oder Edelstahl.

Was ist bei der Auswahl von Ventilen für den Bergbau und die Mineralienverarbeitung zu beachten?

Absperrklappe Bergbau
Quelle: Pinterest 

Ventile regeln den Durchfluss von Flüssigkeiten und Gasen in verschiedenen Anwendungen. Bei so vielen Alternativen ist es wichtig, alle Aspekte zu berücksichtigen, um die besten und langlebigsten Ventile für verschiedene Anwendungen auszuwählen.

  • Medienart

Die Wahl des richtigen Ventilmaterials hängt von den Eigenschaften der verwendeten Flüssigkeit oder des Gases ab. Bei der Überwachung von aggressiven oder korrosiven Materialien oder unter Druck stehenden Gasen ist es entscheidend, Metallventile zu verwenden, um ein Höchstmaß an Sicherheit zu gewährleisten.

  • Ventilbetrieb

In einem System sind 2-Wege-Ventile für die Auf/Zu-Regelung geeignet. Im Gegensatz dazu können 3-Wege-Ventile alle Aufgaben erfüllen, zusätzlich zum Umleiten oder Mischen von Medien. 

In der folgenden Tabelle sind die zahlreichen Ventiltypen aufgeführt, die häufig für ihre jeweiligen Einsatzzwecke verwendet werden.

Ventil FunktionTypischer Ventiltyp
IsolierungSchieber Kugelventil Absperrklappe Membranventil
Kontrolle (Durchfluss/Druck)Durchgangsventil Kugelventil Klappenventil Membranventil
Verhinderung der FlussumkehrungRückschlagventil (Swing, Lift, Rückschlagventile ohne Aufschlag, usw.)
FlussumleitungKugelhahn, Stopfenventil, Eckventil (Dreiweg, Vierweg, etc.)
  • Bedingungen für die Verwendung

Die Wahl des geeigneten Ventils für jede Anwendung beginnt mit der richtigen Ventilgröße. Ventile können sowohl innen als auch außen nicht richtig funktionieren, wenn sie nicht die richtige Größe haben. 

Außerdem muss man die Betriebsbedingungen des Ventils kennen, wie Temperatur, Druck und Durchflussmenge. Metallventile haben oft eine ausgezeichnete Haltbarkeit und Stabilität bei hohen Temperaturen und Drücken.

  • Technik der Betätigung

Die Funktionsweise des Ventils ist ein weiterer zu berücksichtigender Faktor. Die Art des zu verwendenden Ventils hängt davon ab, ob das Ventil von Hand bedient werden soll oder ob es automatisch arbeitet. Im letzteren Fall ist es entscheidend, ob es sich um ein elektrisches, pneumatisches oder Hydraulikantrieb mit dem Gerät verwendet werden.

  • Anforderungen an die Wartung

Bei regelmäßiger Wartung sind Kugelhähne eine hervorragende Alternative, da sie nicht verstopfen und einer der einfachsten Ventiltypen sind. 

Alternativ dazu kann eine Kugelhahn, der aus drei Teilen besteht-Gehäuse, ein Paar Endkappen und ein Vorbau ist besser. Auf diese Weise kann die Leitung in Betrieb bleiben, während der Hauptteil gereinigt wird, ohne dass die Endkappen abgetrennt werden müssen.

Schlussfolgerung

Die ständige Innovation auf dem Ventilmarkt macht es erforderlich, sich über die neuesten Entwicklungen auf dem Laufenden zu halten, um die effizienteste Ausrüstung zu verwenden. Es ist wichtig, mit den neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Ventile Schritt zu halten. Stellen Sie sicher, dass Sie Kontakt zu einem Fachmann Hersteller von industriellen Bergbauventilen, um die besten Bergbauventile für verschiedene Anwendungen zu erwerben. 

Es kann schwierig sein, mit den aktuellen Ereignissen im Ventilsektor Schritt zu halten. Mit Hilfe professioneller Bergbauventile und zugehöriger Ausrüstungen wird der Bergbaubetrieb wesentlich bequemer und sicherer. Sie helfen dabei, die Bewegung von Flüssigkeiten und Gasen zu kontrollieren und schützen die Maschinen vor Schäden. 

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