BRPI0717571B1 - carretel de conexão para conectar um invólucro do compressor com um invólucro do acionador de um sistema de compressão industrial - Google Patents

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Description

(54) Título: CARRETEL DE CONEXÃO PARA CONECTAR UM INVÓLUCRO DO COMPRESSOR COM UM INVÓLUCRO DO ACIONADOR DE UM SISTEMA DE COMPRESSÃO INDUSTRIAL (73) Titular: DRESSER-RAND COMPANY, Sociedade Norte-Americana. Endereço: Paul Clark Drive, Olean NY147600560, ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA(US) (72) Inventor: WILLIAM C. MAIER.
Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 27/11/2018, observadas as condições legais
Expedida em: 27/11/2018
Assinado digitalmente por:
Alexandre Gomes Ciancio
Diretor Substituto de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados
1/9
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CARRETEL DE CONEXÃO PARA CONECTAR UM INVÓLUCRO DO
COMPRESSOR COM UM INVÓLUCRO DO ACIONADOR DE UM
SISTEMA DE COMPRESSÃO INDUSTRIAL.
Referência Cruzada para Pedido Relacionado [001] Esse pedido reivindica prioridade para o pedido provisório US N° 60/826.801, intitulado Tampa de Acesso para Carretei de Conexão Pressurizada, depositado em 25 de setembro de 2006, por Willian C. Maier, cujo conteúdo está aqui incorporado a título de referência. Antecedentes [002] A presente invenção refere-se aos membros de conexão para componentes de um sistema de compressão industrial e, mais particularmente, a um arranjo de tampa de acesso para um carretei de conexão entre um invólucro do motor e um invólucro do compressor. Sumário [003] Em uma modalidade, a invenção fornece um carretei de conexão (“spool”) para conectar um invólucro do compressor a um invólucro de propulsor de um sistema de compressão industrial. O carretei de conexão inclui um corpo de carretei tendo uma conformação substancialmente cilíndrica, o corpo tendo uma primeira extremidade acoplada ao invólucro do compressor e uma segunda extremidade acoplada ao invólucro do acionador. O corpo define uma região interna e portas de acesso são formadas no corpo para fornecer acesso para a região interna. O carretei de conexão também inclui um membro pressurizado conformado em arco para tampar as portas de acesso.
[004] Em uma outra modalidade, a invenção fornece um carretei de conexão incluindo um corpo de carretei tendo uma conformação substancialmente cilíndrica, o corpo acoplando o invólucro do compressor ao invólucro do acionador e definindo uma região interna. As portas de acesso são formadas no corpo para fornecer acesso para a
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2/9 região interna do corpo, uma tampa cobre cada uma das portas de acesso para permitir pressurização da região interna do corpo.
[005] Ainda em uma outra modalidade, a invenção fornece um carretei de conexão para conectar um invólucro do compressor a um invólucro de propulsor de um sistema de compressão industrial. O carretei de conexão inclui um corpo de carretei tendo uma conformação substancialmente cilíndrica, o corpo acoplando o invólucro do compressor ao invólucro do acionador e definindo uma região interna. As portas de acesso são formadas no corpo para fornecer acesso à região interna do corpo e membros de vedação são fornecidos em uma superfície externa do corpo com cada membro de vedação substancialmente circundando uma das portas de acesso. O carretei de conexão também inclui uma pluralidade de tampas, cada tampa tampando uma das portas de acesso para permitir pressurização da região interna do corpo. Cada tampa é formada como um segmento em arco, e inclui uma superfície circunferencial interna para corresponder a uma superfície circunferencial externa do corpo. Além disso, cada tampa inclui flanges se estendendo radialmente em cada extremidade circunferencial da tampa. Dispositivos de fixação acoplam tampas adjacentes juntas com flanges adjacentes, formando, desse modo, um membro pressurizado conformado em arco para fornecer uma relação de vedação com os membros de vedação, para vedar as portas de acesso.
[006] Outros aspectos da invenção tornar-se-ão aparentes por consideração da descrição detalhada e desenhos em anexo.
Breve Descrição dos Desenhos [007] A figura 1 é uma vista em perspectiva de um sistema de compressão industrial incorporando uma modalidade da invenção.
[008] A figura 2 é uma vista em perspectiva de um invólucro do motor, um carretei de conexão, e um invólucro do compressor do sisPetição 870180057520, de 03/07/2018, pág. 9/25
3/9 tema de compressão industrial mostrados na figura 1.
[009] A figura 3 é uma vista em corte do carretei de conexão tomada ao longo da linha 3-3 da figura 2.
[0010] A figura 4 é uma vista em perspectiva do carretei de conexão com uma tampa de acesso removida.
[0011] A figura 5 é uma vista em perspectiva da tampa de acesso. [0012] Antes de quaisquer modalidades da invenção serem explanadas em detalhes, é para ser entendido que a invenção não é limitada aos detalhes de construção e ao arranjo de componentes estabelecidos na descrição a seguir ou ilustrados nos desenhos a seguir. A invenção é capaz de outras modalidades e de ser praticada ou de ser realizada de várias maneiras. Também, é para ser entendido que a fraseologia e a terminologia usadas aqui são para o propósito de descrição e não devem ser consideradas como limitantes.
[0013] Por exemplo, os termos como central, superior, inferior, frontal, traseiro, e similar são usados somente para simplificar a descrição da presente invenção, e não indicam ou implicam sozinhos que o dispositivo ou elemento referido deve ter uma orientação particular. Os elementos do carretei de conexão pressurizado referido na presente invenção podem ser instalados e operados em qualquer orientação desejada. Além disso, os termos tais como primeiro, segundo, e terceiro são usados aqui para o propósito de descrição e não são pretendidos para indicar ou implicar importância relativa ou significante.
Descrição Detalhada [0014] A figura 1 ilustra um sistema de compressão industrial 10 incluindo dispositivos de conexão, que são os carreteis de conexão 14, de acordo com uma modalidade da invenção. Os sistemas de compressão industrial 10 são usados na indústria para comprimir gases ou fluidos para propósitos industriais. O sistema 10 pode, por exemplo,
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4/9 ser usado em uma plataforma de produção de óleo. O sistema de compressão industrial 10 inclui dois compressores 18 acoplados próximos a um acionador de motor elétrico de extremidade dupla 22. Esse arranjo possibilita um projeto compacto com significantes benefícios sobre jogos de compressor montados em placa de base mais tradicionais.
[0015] Cada compressor 18 é circundado por um invólucro do compressor cilíndrico 26 e o motor 22 é circundado por um invólucro do motor cilíndrico 34. O invólucro do motor 34 e os invólucros do compressor 26 são corpos separados que são posicionados para facilitar instalação e serviço. Um importante problema com atividade de serviço é o tempo e o custo requeridos para desconectar tubulação e instrumentação conectadas a cada invólucro 26, 34. A remoção de invólucro individual é especialmente problemática para aplicações onde a unidade tem invólucros do compressor 26 em cada extremidade e um acionador de motor de extremidade dupla 22 no meio, como mostrado na figura 1. Os carreteis de conexão 14 fornecem uma configuração de montagem que permite que cada um do invólucro do motor 34 e dos invólucros do compressor 26 sejam removidos individualmente com o mínimo distúrbio para outros invólucros em uma unidade combinada.
[0016] Com referência às figuras 1 e 2, o compressor 18 inclui uma entrada do compressor 38 e uma saída do compressor 42. A entrada do compressor 38 absorve um fluido ou gás para ser comprimido e depois da compressão, descarrega-o através da saída 42. A localização e o tamanho da entrada 38 e da saída 42 podem ser amplamente variados como uma questão de escolha pelo projetista do sistema.
[0017] No sistema mostrado na figura 1, o motor 22 é de extremidade dupla de modo a acionar dois compressores 18, um em cada lado do motor 22. Um carretei de conexão 14 é montado em cada ex
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5/9 tremidade do motor 22. Outras formas de sistemas de compressão industrial podem ter um único carretei de conexão ou múltiplos carreteis de conexão, dependendo do número de motores e compressores e da configuração do sistema. Uma modalidade do carretei de conexão 14 é mostrada nas figuras 2-4, que mostra o carretei de conexão 14 acoplado entre o invólucro do motor cilíndrico 34 e o invólucro do compressor cilíndrico 26. O carretei de conexão 14 fornece um invólucro pressurizado para uma conexão de propulsor mecânico entre o compressor 18 e o motor 22. O carretei de conexão 14 tem um corpo cilíndrico oco 58 com flanges 50 nas extremidades axiais 46A, 46B. Os flanges 50 têm superfícies radiais externas alinhadas para corresponder às superfícies radiais internas nos invólucros do compressor e do motor 26, 34. Os flanges 50 mantêm o carretei de conexão 14, o invólucro do compressor 26 e o invólucro do motor 34 alinhados com respeito a uma linha central do sistema central 10.
[0018] No sistema de compressão industrial 10 é necessário conseguir acesso para os componentes internos dentro do carretei de conexão 14 tal como um propulsor acoplando entre o compressor 18 e o motor 22. O carretei de conexão 14 inclui múltiplas portas de acesso grandes 54 formadas em um invólucro externo 58 do carretei de conexão 14. Pode ser prontamente apreciado que o invólucro externo 58 do carretei de conexão é um componente estrutural mente crítico em conectar o motor 22 ao compressor 18 de uma maneira que é tanto estruturalmente íntegra quanto permite a pressurização de uma região interna 62 do carretei 14. Embora o carretei de conexão 14 seja estruturalmente capaz de manusear grandes cargas durante a operação como um membro de conexão entre dois componentes operacionais maiores, ela também fornece acesso utilizável para a região interna 62 para manutenção e reparo do sistema 10. As portas de acesso 54 permitem que o pessoal de manutenção consiga acesso à região in
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6/9 terna 62 com liberdade de movimento e espaço para ferramentas ou vários outros itens usados para manutenção do sistema 10.
[0019] No sistema de compressão industrial 10 de acoplamento cerrado mostrado na figura 1, o carretei de conexão 14 funciona em pressão elevada. As tampas de acesso 66 e o método de fixação descritos aqui permitem um acesso relativamente fácil para a região interna 62 do carretei 14 (como mostrado na figura 4) embora mantendo vedação estanque a gás mediante condições de operação típicas.
[0020] Com referência às figuras 2-4, múltiplas tampas de acesso 66 circunferencialmente conectadas fornecem retenção de cobertura e pressão das portas de acesso 54. Com referência às figuras 3 e 5, as tampas 66 são formadas como segmentos em arco extrudados. Cada tampa 66 inclui uma superfície circunferencial interna 70 que corresponde ou encaixa com uma superfície circunferencial externa 74 do invólucro externo 58 do carretei 14. Um flange se estendendo radialmente 78 é formado em cada extremidade circunferencial 82 da tampa de acesso 66. Na modalidade ilustrada, o flange 78 é um flange para parafuso e inclui aberturas 86 nesse lugar. Os flanges para parafuso 78 permitem que a tampa 66 seja conectada ou aparafusada por fixadores 88, tal como parafusos, para as tampas adjacentes 66 funcionarem como um membro de pressurização conformado em arco. As tampas de acesso 66 podem ser desmontadas primeiramente desparafusando-as em cada extremidade circunferencial 82 e então levantando-as radialmente para longe do carretei de conexão 14. Deve ser prontamente aparente para aqueles versados na técnica que outros dispositivos podem ser usados para posicionar as tampas 66 e fixá-las juntas, tal como, mas não limitados a, grampos, fendas e membros de fendas, bandas circunferenciais, ou similares tais como membros de posicionamento.
[0021] Os flanges para parafuso 78 se estendendo radialmente
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7/9 são posicionados em extremidades opostas 82 de cada tampa de cobertura 66 para fornecer uma superfície para fixação ou aparafusamento circunferencial de tampas adjacentes 66, que fornece membro de pressurização conformado em arco para vedação de pressão das portas de acesso 54. É geralmente contemplado que fixar as tampas de acesso 66 juntas irá formar uma vedação pressurizada e irá também prender as tampas separadas 66 em posição.
[0022] Em uma modalidade, são fornecidos dispositivos para posicionar as tampas de acesso 66 enquanto uma ou mais das tampas 66 estão sendo instaladas ou removidas. Um membro de posicionamento de tampa 90 pode estar localizado no invólucro externo do carretei de conexão 58. Com referência à figura 3, o membro de posicionamento 90 inclui um flange que se estende radialmente da superfície externa 74 do invólucro do carretei 58. A superfície interna 70 da tampa 66 recebe o flange 90 para posicionar a tampa 66 com relação à porta de acesso 54 respectiva. Na modalidade ilustrada, o membro de posicionamento 90 está localizado em uma região do lado externo de uma região do membro de vedação, discutido abaixo. Em uma modalidade adicional, o membro de posicionamento 90 pode ser um ou mais parafusos radiais se estendendo da tampa 66 para o invólucro externo 58. Com referência à figura 4, uma modalidade inclui um ou mais fixadores radiais 94, tal como uma braçadeira, posicionada no invólucro externo 58 para segurar as tampas de acesso 66 durante a manutenção, a montagem ou a desmontagem.
[0023] O sistema de compressão industrial 10 opera em pressões substancialmente maiores do que a pressão atmosférica ou ambiente. Por conseguinte, um arranjo de vedação em torno das portas de acesso 54 impede o escape de gases pressurizados no interior do carretei de conexão 14. Na modalidade ilustrada, um membro de vedação 98 entre as tampas de acesso 66 e as portas de acesso 54 inclui um anel
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8/9 em Ο, 102 como mostrado na figura 3. Deve ser prontamente aparente para aqueles versados na técnica que vários outros dispositivos de vedação ou membros podem ser empregados. Com referência à figura 3, uma ranhura 106 substancialmente circunda cada porta de acesso 54. A ranhura 106 é formada (por exemplo, usinada) no invólucro externo do carretei de conexão 58 e tem largura e profundidade suficientes para aceitar e posicionar o anel em O, nesse lugar. O membro de vedação 98 é usado em torno de cada porta de acesso 54 no invólucro externo 58. Na figura 3, um anel em O único 102 e ranhura 106 são usados para cada porta 54. Em uma outra modalidade, múltiplas ranhuras ou elementos de vedação podem estar posicionados em torno de cada porta de acesso 54. Em uma modalidade adicional, um delimitador elevado que se ajusta em uma vala correspondente na tampa 66 pode ser usado como um membro de vedação.
[0024] Uma espessura da tampa de acesso 66 é determinada, pelo menos em parte, através de limitações de tensão do arco e limites de deflexão de vedação do anel em O. A espessura da tampa é suficiente para suportar as tensões que ocorrem no carretei de conexão 14, incluindo torque, vibração, tensão do arco e várias outras forças.
[0025] Na modalidade ilustrada, o carretei de conexão 14 inclui quatro portas de acesso 54 igualmente espaçadas. Em uma modalidade adicional, as portas de acesso 54 podem ser irregularmente espaçadas ou incluir menos ou mais portas 54. O material do carretei de conexão restante circunferencialmente disposto entre as portas 54 deve fornecer suficiente rigidez de flexão e axial e resistência para suportar e resistir a várias forças no sistema de compressão industrial 10. Também, é fornecido espaço suficiente para os membros de vedação 98, na região imediatamente adjacente às portas de acesso 54, embora as portas de acesso 54 sejam suficientemente largas para permitirem acesso para manutenção apropriada. Em uma modalidade adicio
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9/9 nal, o número de portas de acesso 54 não iguala o número de tampas de acesso 66. No entanto, cada membro de vedação 98 deve ser suficientemente tampado por uma tampa de acesso 66 para impedir vazamento. É idealizado que as tampas 66 se estendam substancialmente em torno do carretei de conexão 14, formando assim um membro em arco pressurizado em torno delas.
[0026] Ainda em uma outra modalidade, um dispositivo de antirrotação, tal como um parafuso ou um pino, engata o carretei de conexão 14 e as tampas de acesso 66. O dispositivo antirrotação mantém orientação circunferencial e limita o movimento circunferencial das tampas de acesso 66 para impedir movimento impróprio ou medição de tempo com respeito ao invólucro externo do carretei de conexão 58 ou os membros de vedação 98.
[0027] Deve ser prontamente aparente para aqueles versados na técnica que a tampa de acesso pode ser usada com vários equipamentos propulsores e acionados. Por exemplo, os propulsores incluem, mas não são limitados a, um motor, uma turbina ou um motor de combustão interna, e o equipamento acionado inclui, mas não é limitado a, um compressor, um gerador, ou uma bomba.
[0028] As modalidades descritas acima e ilustradas nas figuras são apresentadas somente a título de exemplo e não são pretendidas como uma limitação nos conceitos e princípios da presente invenção. Como tal, será apreciado por alguém tendo ordinária habilidade na técnica que várias alterações nos elementos e sua configuração e disposição são possíveis sem se afastar do espírito e escopo da presente invenção.
[0029] Já que outras modificações, alterações e substituições são pretendidas na descrição já mencionada, é apropriado que as reivindicações apensas sejam construídas amplamente e de uma maneira consistente com o escopo da invenção.
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1/4

Claims (22)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Carretei de conexão para conectar um invólucro do compressor (26) com um invólucro do acionador (34) de um sistema de compressão industrial (10), o carretei de conexão (14), caracterizada pelo fato de que compreende:
    um corpo de carretei (58) tendo uma conformação substancialmente cilíndrica e rígida, tendo um região interna (62) definida dentro do dito corpo (58) e uma primeira extremidade acoplada ao invólucro do compressor (26) e uma segunda extremidade acoplada ao invólucro do acionador (34);
    uma porta de acesso (54) formada no corpo de carretei (58) cilíndrico, configurada para fornecer acesso para a região interna (62); e uma tampa (66) disposta contra o corpo de carretei (58) cilíndrico, cobrindo de modo vedado a porta de acesso (54) com uma vedação a prova de líquido, e compreendendo um primeiro segmento de arco e um segundo segmento de arco acoplado ao primeiro segmento de arco.
  2. 2. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o membro pressurizado compreende uma pluralidade de tampas (66), cada tampa (66) tampando uma das portas de acesso (54) e acoplada às tampas (66) adjacentes para pressurizar a região interna (62).
  3. 3. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que cada tampa (66) é formada como um segmento em arco e tem um flange se estendendo radialmente de cada extremidade circunferencial do segmento.
  4. 4. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente dispositivos de fixação para acoplar as tampas (66) juntas em flanges adjacenPetição 870180057520, de 03/07/2018, pág. 17/25
    2/4 tes.
  5. 5. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que cada tampa (66) inclui uma superfície circunferencial interna para corresponder a uma superfície externa do corpo (58).
  6. 6. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um fixador radial (94) acoplado ao corpo (58) para segurar a tampa (66) ao corpo do carretei (58).
  7. 7. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um membro de vedação (98) fornecido em uma superfície externa do corpo (58), o membro de vedação (98) circundando substancialmente cada porta de acesso (54) em que o membro de vedação (98) fornece uma superfície de vedação entre as portas de acesso (54) e o membro pressurizado.
  8. 8. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um membro de posicionamento (90) se estendendo radialmente do corpo (58) para posicionar o membro pressurizado com relação às portas de acesso (54).
  9. 9. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende o corpo (58) acoplando o invólucro do compressor (26) ao invólucro do acionador (34) e definindo uma região interna (62) e uma pluralidade de tampas (66), cada tampa (66) tampando uma das portas de acesso (54) para permitir pressurização da região interna (62) do corpo (58).
  10. 10. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que adicionalmente compreende dispositivos para posicionar as tampas (66) para formar um membro pressuriPetição 870180057520, de 03/07/2018, pág. 18/25
    3/4 zado que fornece uma superfície de vedação tampando as portas de acesso (54).
  11. 11. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que os dispositivos para posicionamento incluem pelo menos um flange se estendendo radialmente do corpo (58) para recepção através de uma superfície interna de uma das tampas (66).
  12. 12. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um flange de ligação se estendendo radialmente do corpo (58) para segurar a tampa (66) ao corpo (58).
  13. 13. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que tampas (66) adjacentes são acopladas juntas para formar um membro pressurizado para permitir pressurização da região interna (62).
  14. 14. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que cada tampa (66) inclui um flange se estendendo radialmente de cada extremidade da tampa (66).
  15. 15. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente dispositivos de fixação para acoplar tampas (66) juntas nos flanges adjacentes.
  16. 16. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que cada tampa (66) é formada como um segmento em arco.
  17. 17. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que cada segmento inclui uma superfície circunferencial interna para corresponder a uma superfície circunferencial externa do corpo (58).
  18. 18. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um memPetição 870180057520, de 03/07/2018, pág. 19/25
    4/4 bro de vedação (98) fornecido em uma superfície externa do corpo (58), o membro de vedação (98) circundando substancialmente cada porta de acesso (54) em que o membro de vedação (98) fornece uma superfície de vedação entre as portas de acesso (54) e o membro pressurizado.
  19. 19. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende o corpo (58) acoplando o invólucro do compressor (26) ao invólucro do acionador (34);
    cada tampa (66) inclui uma superfície circunferencial interna para corresponder a uma superfície circunferencial externa do corpo (58), e adicionalmente em que cada tampa (66) inclui um flange se estendendo radialmente em cada extremidade da tampa (66);
    dispositivos de fixação para acoplar tampas (66) adjacentes juntas nos flanges adjacentes, formando desse modo um membro de pressurização conformado em arco para fornecer uma relação de vedação para vedar as portas de acesso (54).
  20. 20. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que adicionalmente compreende pelo menos um membro de posicionamento (90) se estendendo radialmente do corpo (58) para fornecer uma superfície de posicionamento para as tampa (66)s.
  21. 21. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que adicionalmente compreende pelo menos um fixador radial formado em uma superfície externa do corpo (58) para prender uma ou mais tampas (66) em posição.
  22. 22. Carretei de conexão de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que cada membro de vedação (98) compreende uma ranhura formada em uma superfície externa do corpo (58), a ranhura circundando substancialmente a porta de acesso (54), e uma vedação compressível recebida na ranhura.
    Petição 870180057520, de 03/07/2018, pág. 20/25
    1/3
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