DE4304532A1 - Method and device for controlling the water supply to a steam generator - Google Patents
Method and device for controlling the water supply to a steam generatorInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Wasserzufuhr zu einem Dampferzeuger und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 4.The present invention relates to a method for Controlling the water supply to a steam generator and a device for performing the method the preamble of claim 4.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind von Dampf erzeugern bekannt, wie sie beispielsweise in Raumluftbe feuchtern und Dampfbügeleisen der Anmelderin verwendet sind. Diese bekannten Dampferzeuger werden während des Betriebes mittels einer Pumpe mit Wasser befüllt, um das durch den Dampf abgegebene Wasser wieder durch nach fließendes Wasser zu ersetzen. Hierzu mißt eine direkt am Dampferzeuger angebrachte Wägezelle das abgegebene Wassergewicht und führt bei Unterschreiten eines vorge gebenen Minimalgewichtes mit Hilfe der Pumpe neues Wasser so lange nach, bis ein vorgegebenes Füllgewicht erreicht ist und die Wägezelle dann die Pumpe wieder abschal tet.Such methods and devices are steam producers known, such as in Raumluftbe wet and steam iron used by the applicant are. These well-known steam generators are used during the Filled with water by means of a pump in order to water released by the steam again by after to replace running water. For this one measures directly load cell attached to the steam generator Water weight and leads when falling below one given minimum weight with the help of the pump new water until a specified fill weight is reached and the load cell then shut off the pump tet.
Nachteilig bei diesen Verfahren, bei denen das Wasser gewicht die Steuergröße für eine Befüllungssteuerung ist, ist die Wägezelle, sie hat diffizile Komponenten und eine dazugehörige elektrische Steuerung bedingt und daher eine sehr kostenintensive Lösung darstellt.A disadvantage of these processes, in which the water weight the control variable for a filling control is, is the load cell, it has difficult components and requires an associated electrical control and therefore represents a very expensive solution.
Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Befüllungs steuerungen ist es, daß bei den herkömmlichen Steuerungsvorrichtungen mit Wägezelle das Dampfer zeugergehäuse über eine entsprechende Mechanik be weglich im Innenraum des Dampferzeugergehäuses untergebracht ist und so verhältnismäßig schwierig zu montieren ist.Another disadvantage of conventional filling controls is that with the conventional Control devices with load cell the steamer generator housing via appropriate mechanics moving in the interior of the steam generator housing is housed and so relatively difficult is to be assembled.
Außerdem müssen diese bekannten Systeme nachjustiert werden, sobald sich Kalk auf dem Heizelement abge lagert hat und sich dadurch das Eigengewicht der Wägezelle verändert.In addition, these known systems have to be readjusted as soon as limescale deposits on the heating element has stored and thereby the weight of the Load cell changed.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Steuern der Wasserzufuhr zu einem Dampferzeuger bereitzustellen, das ein Steuern der Wasserzufuhr mit einer kostengünstig herzustellenden und einfach aufgebauten Steuervorrichtung unter Vermeidung der oben erwähnten Nachteile ermöglicht.The object of the present invention is therefore a method of controlling water supply to one Steam generator to provide a control of the Water supply with an inexpensive to manufacture and simply constructed control device under Allows avoiding the disadvantages mentioned above.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe dient die erfin dungsgemäße technische Lehre des Hauptanspruches 1.The inventor is used to solve the task General technical teaching of main claim 1.
Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im wesent lichen dadurch gekennzeichnet, daß das nachteilige Prinzip der Wägezelle ersetzt wird, indem die Wasserzufuhr in Abhängigkeit der Temperatur gesteuert wird. Mit der Temperatur als Stellgröße können nun einfacher aufgebaute und kostengünstigere Steuerungskomponenten verwendet werden. The solution to the task is essential Lichen characterized in that the disadvantageous Principle of the load cell is replaced by the water supply is controlled depending on the temperature. With the Temperature as a manipulated variable can now be more simple and used cheaper control components become.
So ermöglicht die Temperatur als Steuergröße den Einsatz von einer Temperaturmeßtechnik, mit sehr klein bauenden und sehr schnell ansprechenden Temperaturfühlern, welche in einfacher und platz sparender Weise an einer geeigneten Stelle in Dampf erzeugern eingebaut werden können. Darüberhinaus bietet ein Steuerungsverfahren mit der Temperatur als Steuergröße den wesentlichen Vorteil, daß hierbei das Dampferzeugergehäuse nicht mehr beweglich im Innenraum des Gehäuses gelagert sein muß, um so ein Abwiegen der zugeführten Wassermenge ermöglichen zu können, sondern das Dampferzeugergehäuse fest montiert darin untergebracht werden kann. Dadurch kann der gesamte Aufbau des Dampferzeugers wesentlich ein facher gestaltet werden.So the temperature as a control variable enables Use of a temperature measurement technique, with very small-sized and very quickly responsive Temperature sensors, which in simple and space saving in a suitable place in steam producers can be installed. Furthermore offers a control method with temperature as Tax quantity the main advantage that this the steam generator housing is no longer movable in the Interior of the housing must be stored so as to Weighing the amount of water supplied allows to can, but the steam generator housing fixed can be accommodated in it. This allows the entire structure of the steam generator be made more complex.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Steuern der Wasser zufuhr zu einem Dampferzeuger, umfaßt im wesentlichen ein Gehäuse mit einem Heizelement, welches Wasser ver dampft und eine Zulaufleitung für nachfließendes Wasser, das mittels einer Pumpe in dieser Leitung zu dem Dampf erzeuger gefördert wird und einem Steuerorgan, welches die Zufuhr von Wasser mittels der Pumpe durch die Zuführ leitung zu dem Dampferzeuger in Abhängigkeit einer Steuer größe steuert.An inventive device for controlling the water supply to a steam generator essentially comprises a housing with a heating element, which ver ver vapors and an inlet pipe for water flowing in, that by means of a pump in this line to the steam is promoted and a tax body, which the Water is supplied by the pump through the feed Line to the steam generator depending on a tax size controls.
Wesentliches Merkmal dieser Vorrichtung ist es, daß das Steuerorgan als ein Thermostat mit einem Temperaturfühler ausgebildet ist und der Temperaturfühler wärmeleitend mit dem Heizelement und der Zulaufleitung verbunden ist.An essential feature of this device is that Control device as a thermostat with a temperature sensor is formed and the temperature sensor is thermally conductive is connected to the heating element and the feed line.
Dabei können unterschiedliche Temperaturfühler ver wendet werden, die ohne großen Aufwand unmittelbar an der Meßstelle angebracht werden können. Different temperature sensors can be used be applied immediately without much effort can be attached to the measuring point.
Besondere Vorteile werden hierbei bei dem Einsatz eines Kapillarrohrfühlers erreicht, bei dem der eigentliche Fühler in einem kleinen Kapillarrohr eingebaut ist, und welcher die Wärmeentwicklung direkt an der im Dampferzeuger liegenden Heizschlange mißt, um bei Überhitzung der Heizschlange die Pumpe mit Hilfe des Thermostaten einschaltet und diese bei entsprechender Abkühlung auch wieder abschaltet.Special advantages are in use a capillary tube sensor, where the actual sensors in a small capillary tube is installed, and which the heat development directly on the heating coil in the steam generator measures the pump if the heating coil overheats with the help of the thermostat and this at corresponding cooling also switches off again.
Das Ein- und Ausschalten wird hierbei direkt durch das Signal des Temperaturfühlers an den Thermostaten abgegeben, so daß keine zusätzliche Steuerelektronik erforderlich ist.Switching on and off is done directly by the signal from the temperature sensor on the thermostat issued so that no additional control electronics is required.
Da erfindungsgemäß die Temperatur die Steuergröße ist, haben eventuelle Kalkablagerungen auf dem Heizelement sowie andere Wasserverunreinigungen keinen Einfluß auf den einwandfreien Verdampfbetrieb. Vielmehr wird das Wasser den jeweiligen Verdampfungstemperaturen entsprechend nachgespeist, wodurch ein Kalibrieren und Warten des Steuersystems nach der Inbetriebnahme entfällt.Since the temperature is the control variable according to the invention, have any limescale on the heating element as well as other water contaminants have no influence on perfect vaporization. Rather it will the water the respective evaporation temperatures accordingly replenished, whereby a calibration and maintenance of the control system after commissioning not applicable.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentan sprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dar gestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungs wesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.The subject matter of the present invention provides not only from the subject of each patent sayings, but also from the combination of the individual Claims among themselves. All in the records, including the summary, disclosures disclosed and features, in particular those shown in the drawings Provided spatial training are fiction substantially claimed, insofar as they are used individually or in Combination are new compared to the prior art.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.In the following the invention is based on only one Execution path illustrating drawings explained in more detail. Here go from the drawings and their description further features and advantages essential to the invention Invention.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungs gemäßen Dampferzeugers in Draufsicht; Figure 1 is a schematic representation of a steam generator according to the Invention in plan view.
Fig. 2 eine Teilschnittansicht entlang des Schnitt verlaufes II-II in Fig. 1. Fig. 2 is a partial sectional view taken along the section II-II in Fig. 1st
In Fig. 1 ist ein Dampferzeuger dargestellt, bei wel chem das Heizelement als ein Rohrheizkörper 3 ausge bildet ist, welcher in einem Gehäuse 1 untergebracht ist. Der Rohrheizkörper ist in eine Trägerplatte 2 eingeprägt, wobei beide stirnseitigen Enden des Rohr heizkörpers im Abstand zueinander in der Trägerplatte 2 festgelegt sind. Hierbei ist der Rohrheizkörper in einem ersten Teil schlangenlinienförmig in einer Ebene gebogen ausgebildet und in einem zweiten Teil als eine Schleife ausbildet, welche in einem definierten Abstand zur Außenkante der Trägerplatte 2 nach oben gebogen ist, so daß diese Schleife 13 des Rohrheizkörpers 3 über die Fläche des übrigen Heizkörpers 3 hinausragt.In Fig. 1, a steam generator is shown, in which chem the heating element is formed as a tubular heater 3 , which is housed in a housing 1 . The tubular heater is embossed in a carrier plate 2 , with both ends of the tubular heater being fixed at a distance from one another in the carrier plate 2 . Here, the tubular heater is curved in a serpentine line in one plane and in a second part is formed as a loop which is bent upwards at a defined distance from the outer edge of the carrier plate 2 , so that this loop 13 of the tubular heater 3 over the surface of the rest of the radiator 3 protrudes.
Im Betriebszustand des Dampferzeugers ist der auf der Trägerplatte 2 befestigte Rohrheizkörper 3 so im Gehäuse 1 eingebaut, daß zumindest der erste, planare Teil des Rohrheizkörpers 3 mit Wasser be deckt ist, das in das Gehäuse 1 eingefüllt ist. Die nach oben gebogene Schleife 13 des Rohrheizkörpers 3 ragt dabei aus der Wasseroberfläche heraus. In the operating state of the steam generator, the tubular heater 3 fastened on the carrier plate 2 is installed in the housing 1 in such a way that at least the first, planar part of the tubular heater 3 is covered with water, which is filled into the housing 1 . The loop 13 of the tubular heater 3 bent upwards protrudes from the water surface.
Die Schleife 13 bildet etwa im Scheitelbereich der Schleife einen geraden Bereich 14 aus, zu dem parallel darüberliegend ein Rohr 15 vorgesehen ist. Dieses Rohr 15 ist in einem bestimmten Abstand 11 zum Außenumfang der Rohrheizkörper-Schleife 13 angeordnet und fest im Dampferzeugergehäuse verankert.The loop 13 forms a straight area 14 approximately in the apex area of the loop, to which a tube 15 is provided in parallel above it. This tube 15 is arranged at a certain distance 11 from the outer circumference of the tubular heating element loop 13 and is firmly anchored in the steam generator housing.
Dieses Rohr 15 ist einseitig geöffnet und dient zur Aufnahme eines Kapillarrohrfühlers 4, der von der offenen Seite her in das Rohr 15 eingeführt wird, um die in diesem Bereich an dem Rohrheizkörper 3 vor handene Temperatur zu messen.This tube 15 is open on one side and is used to hold a capillary tube sensor 4 , which is inserted into the tube 15 from the open side in order to measure the temperature in this area on the tubular heater 3 .
Hierbei ist es nicht lösungserforderlich, daß der Temperaturfühler 4 als Kapillarrohrfühler ausge bildet ist, sondern es könnten beispielsweise auch PTC-Widerstände oder Thermoelemente oder andere kleinbauende elektrische Temperaturmeßfühler ver wendet werden.Here, it is not necessary for the solution that the temperature sensor 4 is formed as a capillary tube sensor, but it could also be used, for example, PTC resistors or thermocouples or other small-scale electrical temperature sensors.
Zur Anpassung des Temperaturmeßbereiches an den Meßbereich des jeweils verwendeten Temperaturmeßfühlers kann das Rohr 15 in einem bestimmten Abstand 11 zu dem Rohrheizkörper 3 angebracht werden, um so einen hierfür jeweils vorge sehenen Wärmeübergang von dem Rohrheizkörper zu dem Rohr 15 festzulegen.To adapt the temperature measurement range to the measurement range of the temperature sensor used in each case, the tube 15 can be attached at a certain distance 11 to the tubular heater 3 , so as to fix a heat transfer from the tubular heater to the tube 15 .
Ebenfalls parallel zu dem geraden Bereich 14 der Schleife 13 und daher auch parallel zu dem Rohr 15 verläuft seitlich in dem durch den Abstand 11 vor gegebenen Spalt zwischen dem geraden Bereich 14 und dem Rohr 15 eine Wasserzulaufleitung, die von außen in das Dampferzeugergehäuse hereingeführt wird und in den Innenraum mündet. In dieser Zulaufleitung 5 ist außerhalb des Dampferzeugergehäuses eine Pumpe 7 vorgesehen, welche im entsprechenden Arbeitszustand das nachfließende Wasser durch die Zulaufleitung 5 in den Innenraum des Dampferzeugergehäuses fördert. Die Pumpe 7 erhält ihre Steuerimpulse über die Verbin dungsleitung 9 von einem Thermostat 6, welcher in Abhängigkeit von der jeweils am Temperaturfühler 4 vorherrschenden Temperatur die Pumpe ein- oder abschaltet.Also parallel to the straight region 14 of the loop 13 and therefore also parallel to the pipe 15 runs laterally in the gap 11 given by the distance 11 between the straight region 14 and the pipe 15, a water supply line which is fed into the steam generator housing from the outside and flows into the interior. In this inlet line 5 , a pump 7 is provided outside the steam generator housing, which pumps the inflowing water through the inlet line 5 into the interior of the steam generator housing in the corresponding working state. The pump 7 receives its control pulses via the connec tion line 9 from a thermostat 6 , which switches the pump on or off depending on the prevailing temperature on the temperature sensor 4 .
Nachfolgend wird die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern der Wasserzufuhr zu einem Dampferzeuger beschrieben.The following is the function of the invention Device for controlling the water supply to one Steam generator described.
Im Ausgangszustand ist das Innere des Dampferzeuger gehäuses soweit mit Wasser gefüllt, daß der erste Teil des Rohrheizkörpers 3 vollständig mit Wasser bedeckt ist. Dabei ragt die Schleife 13 aus der Wasseroberfläche heraus. Im Verdampfbetrieb wird nun der Rohrheizkörper 3 elektrisch auf eine Temperatur aufgeheizt, die das ihn umgebende Wasser zum Sieden bringt und in Dampf umsetzt.In the initial state, the interior of the steam generator housing is filled with water so far that the first part of the tubular heater 3 is completely covered with water. The loop 13 protrudes from the water surface. In the evaporative mode, the tubular heating element 3 is now heated electrically to a temperature which brings the water surrounding it to the boil and converts it into steam.
Zu diesem Zeitpunkt wird eine relativ große Wärmemenge von dem Rohrheizkörper zum Verdampfen des Wassers abgegeben, so daß sich im geraden Bereich 14 der Schleife 13 eine gleichbleibende, relativ niedrige Temperatur einstellt. Gleichzeitig gibt der gerade Be reich 14 des Rohrheizkörpers 3 ebenfalls eine Wärmemenge an die unmittelbar anliegende Zulaufleitung und das Rohr 15 des Temperaturfühlers 4 ab, so daß sich in diesen drei Körpern, gerader Bereich 14, Leitung 5, Rohr 15, ein Temperaturgleichgewicht ein stellt. Diese Gleichgewichtstemperatur wird vom Temperaturfühler gemessen und als geeignetes elektrisches Signal an den Thermostaten 6 weitergeleitet. At this time, a relatively large amount of heat is emitted from the tubular heater for evaporating the water, so that a constant, relatively low temperature is established in the straight region 14 of the loop 13 . At the same time, the straight loading area 14 of the tubular heating element 3 also gives off a quantity of heat to the immediately adjacent feed line and the tube 15 of the temperature sensor 4 , so that a temperature equilibrium is established in these three bodies, straight portion 14 , line 5 , tube 15 . This equilibrium temperature is measured by the temperature sensor and passed on to the thermostat 6 as a suitable electrical signal.
Ist nach einer gewissen Zeit eine bestimmte Wasser menge in Form von Dampf abgegeben worden, so sinkt der Wasserstand im Dampferzeugergehäuse ab und der Rohrheizkörper 3 ist nur noch von seiner Unterseite her mit Wasser umgeben. Wird die zugeführte Heiz energie konstant gehalten, so wird dadurch eine geringere Wärmemenge an das Wasser bzw. die Umgebung abgegeben und die Temperatur des Rohrheizkörpers 3 und damit auch die Temperatur im geraden Bereich 14, steigt an.If a certain amount of water has been released in the form of steam after a certain time, the water level in the steam generator housing drops and the tubular heating element 3 is only surrounded by water from its underside. If the supplied heating energy is kept constant, a smaller amount of heat is released to the water or the environment and the temperature of the tubular heater 3 and thus also the temperature in the straight region 14 increases.
Übersteigt dabei die sich einstellende Gleichgewichts temperatur am Temperaturfühler einen vorgegebenen oberen Temperaturwert, dann schaltet der elektrische Thermostat 6 die Pumpe 7 ein. Diese Pumpe 7 fördert nun über die Zulaufleitung 5 Wasser in den Innenraum des Dampferzeugers. Da die Zulaufleitung 5 parallel und in Kontakt mit dem Rohr 15 des Temperaturfühlers 5 und dem Außenumfang des geraden Bereiches 13 wärmeleitend angeordnet ist, wird nun eine bestimmte Wärmemenge von dem Rohr 15 und dem Rohrheizkörper 3 an das relativ kalt zugeführte Wasser in der Zulaufleitung 5 abgegeben. Aufgrund der relativ kleinen Wärmekapazität des Rohres 15 und der relativ hohen Temperaturdifferenz zwischen dem Rohr 15 und dem zugeführten Wasser kühlt sich das Rohr 15 dadurch relativ schnell ab, so daß der Thermostat 6 wegen der nun niedrigeren Temperatur am Temperaturfühler den Versorgungsstromkreis der Pumpe 5 unterbricht und diese abschaltet.If the resulting equilibrium temperature at the temperature sensor exceeds a predetermined upper temperature value, then the electric thermostat 6 switches on the pump 7 . This pump 7 now conveys water into the interior of the steam generator via the feed line 5 . Since the supply line 5 is arranged in parallel and in contact with the pipe 15 of the temperature sensor 5 and the outer circumference of the straight region 13 , a certain amount of heat is now released from the pipe 15 and the pipe heater 3 to the relatively cold water supplied in the supply line 5 . Due to the relatively small heat capacity of the tube 15 and the relatively high temperature difference between the tube 15 and the supplied water, the tube 15 cools down relatively quickly, so that the thermostat 6 interrupts the supply circuit of the pump 5 because of the now lower temperature at the temperature sensor turns this off.
Damit wird kein weiteres Wasser in der Zulaufleitung 5 zugeführt und nur noch eine relativ geringe Wärme menge von dem Rohr 15 und dem geraden Bereich 14 an die Umgebung abgegeben. This means that no further water is supplied in the feed line 5 and only a relatively small amount of heat is released from the tube 15 and the straight region 14 to the environment.
Dieser Zyklus kann beliebig oft wiederholt werden.This cycle can be repeated any number of times.
Bei einer entsprechenden Wahl der im Thermostaten 6 eingestellten Solltemperatur und der Wärmeübergangs koeffizienten der Rohre 15 kann somit mit der erfin dungsgemäßen Steuerung während des Pumpbetriebes die in Form von Dampf abgegebene Wassermenge wieder durch nachfließendes Wasser aufgefüllt werden.With a corresponding choice of the setpoint temperature set in the thermostat 6 and the heat transfer coefficient of the pipes 15 , the amount of water given off in the form of steam can thus be filled up again with flowing water again with the control according to the invention during pump operation.
BezugszeichenlisteReference list
1 Gehäuse
2 Trägerplatte
3 Rohrheizkörper
4 Temperaturfühler
5 Wasserzulaufleitung
6 Thermostat
7 Pumpe
8 Anschlußleitung
9 Anschlußleitung
11 Abstand
13 Schleife
14 gerader Bereich
15 Rohr 1 housing
2 carrier plate
3 tubular heaters
4 temperature sensors
5 water supply pipe
6 thermostat
7 pump
8 connecting cable
9 connecting cable
11 distance
13 loop
14 straight area
15 pipe
Claims (6)
- - einem Gehäuse mit
- - einem Heizelement, um Wasser zu verdampfen;
- - einer Wasserzulaufleitung für nachfließendes Wasser;
- - einer Pumpe, die das nachfließende Wasser in der Wasserzulaufleitung fördert und dem Dampf erzeuger zuführt und
- - einem Steuerorgan, welches die Zufuhr von
Wasser mittels der Pumpe durch die Wasserzu
laufleitung zu dem Dampferzeuger in Abhängigkeit
einer Steuergröße steuert,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan als Thermostat (6), mit einem Tem peraturfühler (4) ausgebildet ist und der Temperatur fühler (4) wärmeleitend mit der Wasserzulaufleitung (5) und mit dem Heizelement verbunden ist.
- - a housing with
- - a heating element to evaporate water;
- - a water inlet pipe for running water;
- - A pump that conveys the flowing water in the water supply line and feeds the steam generator and
- a control element which controls the supply of water by means of the pump through the water supply line to the steam generator as a function of a control variable,
characterized in that the control member as a thermostat (6) is formed with a Tem-temperature sensor (4) and the temperature sensor (4) is thermally conductively connected to the water supply pipe (5) and with the heating element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934304532 DE4304532A1 (en) | 1993-02-16 | 1993-02-16 | Method and device for controlling the water supply to a steam generator |
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DE19934304532 DE4304532A1 (en) | 1993-02-16 | 1993-02-16 | Method and device for controlling the water supply to a steam generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4304532A1 true DE4304532A1 (en) | 1994-08-18 |
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ID=6480499
Family Applications (1)
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