CN101056710A - 矿石粉碎机 - Google Patents

Abstract

矿石粉碎机(10)包括一列并排的具有径向突出的粉碎齿(38)的粉碎鼓组件(30)。该列包括至少四个粉碎鼓组件(30)，布置成限定位于一对外粉碎鼓组件之间的一对相邻的内粉碎鼓组件(30a)。该一对内粉碎鼓组件(30a)在它们之间限定矿石沉积区(DM)用于接收来料矿石。所述一对内粉碎鼓组件(DB)的粉碎鼓组件(30a)以相反的方向转动，这样在使用中，每个所述内粉碎鼓组件(30a)上的粉碎齿(38)都会作用于沉积在所述矿石沉积区(DM)的矿石，导致搅动沉积的来料矿石，使小块矿石通过它们之间，同时防止大块矿石通过它们之间。所述一对内粉碎鼓组件(DB)的每个粉碎鼓组件(30a)作用于来料中的大块矿石，导致将大块矿石向外朝向各个所述外粉碎鼓组件移动。

Description

矿石粉碎机

技术领域

本发明涉及具有多个并排粉碎鼓组件的矿石粉碎机。

背景技术

本发明所涉及的这类矿石粉碎机的作用是通过咬合动作将大块矿物粉碎；请参考我们的欧洲专利号0 167 178和PCT专利申请号PCT/GB2004/O04665中说明的矿石粉碎机。

该种矿物粉碎机包括一对粉碎鼓组件，每个粉碎鼓组件包括多个轴向隔开的环，这些环上有圆周隔开的粉碎齿。一个粉碎鼓组件的环从另一个粉碎鼓组件的环轴向偏移，这样一个粉碎鼓组件的环的粉碎齿就穿过另一个粉碎鼓组件的一对相邻环的粉碎齿之间。

利用该种矿石粉碎机，粉碎齿相互作用以限制粉碎鼓组件之间的通道，防止大块矿石通过。

落到矿石粉碎机上的典型填充材料含有较高比例的细屑和小块矿石。这些小块矿石从粉碎鼓组件中通过将会影响矿石粉碎机的处理能力(即每小时进入/通过矿石粉碎机的矿石量的比率)。

理想的情况是，相邻的粉碎鼓组件之间的横向间距应该足够小，以限制大块矿石通过，而使小块矿石能够比较容易地快速通过。

另外，由于大块矿石块会限制小块矿石快速通过矿石粉碎机，所以是不希望它们存在的。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种上面所描述的，具有高处理能力的矿石粉碎机。

根据本发明的一个方面，提供的矿石粉碎机包括一列并排的粉碎鼓组件，它们带有径向突出的粉碎齿，该列包括至少四个粉碎鼓组件，他们布置成限定一对相邻的内粉碎鼓组件，其位于一对外粉碎鼓组件之间，所述的一对内粉碎鼓组件在其之间形成了接受来料矿石的矿石沉积区，所述的一对内粉碎鼓组件的粉碎鼓组件沿相反的方向旋转，这样每一个所述内粉碎鼓组件上的粉碎齿作用于沉积于所述的矿石沉积区中的矿石，搅动沉积的来料矿石以使小块矿石通过，而同时防止大块矿石通过，并且所述内粉碎鼓组件的每个粉碎鼓组件作用于来料矿石中的大块矿石，将其向外朝向所述的各个外粉碎鼓组件移动。

附图说明

参考下面的附图，通过非限制性的示例，将在下文描述本发明的实施例，其中：

图1是俯视图，图示了根据发明的第一个实施例的矿石粉碎机；

图2是图1所示的矿石粉碎机的侧视图；

图3是图1所示的矿石粉碎机的端视图；

图4是沿图2中IV-IV线给出的截面图；

图5是沿图1中II-II线给出的部分截面图；

图6是沿着透视图中II-II线给出的截面图；

图7是从粉碎杆组件上部给出的透视图；

图8是类似图7的视图，示出了移除粉碎齿；

图9是端视简图，图示了一对相对带齿环的相对旋转位置；

图10是图1所示的矿石粉碎机的粉碎单元的部分平面图；

图11是穿过安装在轴上的一对相邻带齿环的轴向截面；

图12是图10所示的粉碎单元的带齿环透视图；

图13是平面图，图示了根据发明的进一步实施例给出的由带齿环装配的粉碎鼓组件；

图14是穿过图13所示的粉碎鼓组件的轴向截面；

图15是截面图，图示了与图4类似的根据本发明的进一步实施例的矿石粉碎机。

具体实施方式

根据本发明的第一个实施例的矿石粉碎机10示于图1到14中。

矿石粉碎机包括一对并排置于支架12上的粉碎单元BU。支架12优选由一对相对的前梁和后梁14(前梁不可见)以及一对相对的侧梁16和18制成。

梁端部到端部固紧，以限定通常的矩形支架12。支架12的底表面20在使用中位于传输机单元(未示出)的底座上。优选每个梁由钢板制成。

粉碎单元包括鼓壳体22，其包括一对端壁24和26以及侧壁28。

优选地，粉碎单元包括一对旋转安装在鼓壳体22上的并排反向转动的粉碎鼓组件30以便沿纵向从侧壁24延伸到另一侧壁26。每个粉碎鼓组件30优选由单独的马达通过带齿环箱94独立驱动。优选地，每个马达92是电动马达。但是应当理解，其他形式的马达，比如液动马达，也是可以的。

每个粉碎鼓组件30包括轴32，其通过轴承旋转安装在各端壁24和26的相对端部。轴32优选是实心截面，优选由合适的钢材制成。

每个粉碎鼓组件30进一步包括多个圆盘形状的带齿环34。如图12所示，每个带齿环34包括环形轮毂(boss)36，从其上径向突出许多齿38；齿38本身限定粉碎齿。

环形轮毂36和粉碎齿38优选形成一个整体，这样带齿环34成为带有粉碎齿38的单体结构，与环形轮毂36集成连接。

每个粉碎齿38有从环形轮毂36的外圆周周边向上延伸到齿顶T的引导面38_F以及从齿顶T向下延伸与后续的粉碎齿38的引导面38_F合并的拖尾面38_T。因此在每个带齿环34上就形成了一系列的材料容纳仓P，每个仓P限定在一个粉碎齿38的引导面38F以及前面的粉碎齿38的拖尾面38T之间。

如下所述，带齿环34优选定位在轴32上，通过焊接牢固固紧到其上。

通过焊接将带齿环34牢固固紧到轴32的一个优点是可以避免在带齿环34和轴32上形成键槽。这样避免在带齿环34和轴32上产生局部应力弱化，，否则将会因设置键槽而产生这样的弱化；并且也使环形轮毂36和轴32之间的直径差异相对变小；也就是说，直径相对较大的轴32可以套进给定直径的带齿环34。这对于利用直径相对较大的轴有显著的优点，从而可以将相对较大的转矩或载荷传输到粉碎齿38。

如图5所示，轴32的直径D_S相对于带齿环34的直径D_A的比值大约是1∶2.2，一个粉碎齿38的齿顶T的径向高度H_T(从轴32的周边测量)与轴32的直径D_S的比值大约是1∶1.6。

也就是说，齿高H_T大于轴32的半径。

在图5至12所示的粉碎单元中，每个带齿环34是由可以焊接到轴32上的金属铸造或锻造的。

如图12所示，所有的粉碎齿38都布置在单列上，沿环形轮毂36周围圆周延伸并关于该环形轮毂36的圆周均匀隔开。在图示的实施例中，一列有5个粉碎齿38。但应当理解，粉碎齿38的数目可能在3到8之间。

为了使带齿环34能够接收到轴32上，在环形轮毂36设置了通孔40。通孔40的直径与轴32的外径相同。为了使带齿环34能够正定地支座在轴32上而不摆动(因制造公差产生的尺寸细微差异所导致)，限定通孔40的环形轮毂36的内壁42优选设置环形槽44，因此在相对较短的轴向范围内形成两个轴向隔开的抬高的环形支座46。因此，带齿环34仅通过轴向隔开的环形支座46支座在轴32上。

如图12更加清楚地图示，为了将带齿环34牢固固紧到轴32上，相邻的带齿环34沿着轴32的长度隔开，以使相邻的带齿环34的相对轴向端面48和50在其之间限定间隙，使轴32圆周的一部分暴露在间隙中。也就是说，邻近的带齿环34在轴向分开，以便在该处形成顶部开口的环形槽，其中该槽的两个相对侧部由相对轴向端面48和50形成，而槽底由轴32暴露的圆周部分形成。该槽形成了焊件接收器，使每个端面48和50可以焊接到轴32的暴露部分；实际上，这意味着槽中充满焊件52，并优选机加工形成槽的光滑实体顶面。

如上所表示，带齿环34是圆盘形状的(即带齿环的轴向尺度相对于其直径是小的，每个带齿环上的粉碎齿列有基本上平的侧面，其共同限定了圆盘基本上平坦的轴向侧面)。相应地，通过在轴32上并排布置带齿环34，沿着粉碎鼓组件30形成一系列环形槽R，每个槽R的侧部R_S1、R_S2通过面对一对相邻带齿环34的轴向侧面来限定，且槽R的底R_B由环形轮毂36的外圆周面和顶面54共同限定。

粉碎齿38的有效工作高度h是齿顶T高于相邻的槽R的底R_B的高度。在下文中，将用“鼓高度”来指称粉碎齿38的有效工作高度h。

由于为了将粉碎齿38固紧到轴32上需要在中间设置环形轮毂36，所以每个粉碎齿38的鼓高度必然小于高度H_T。相应地，环形轮毂36的径向厚度越小，粉碎齿38可能的鼓高度就越大。

如上所述，将环形轮毂36直接焊接到轴32上可使环形轮毂36的径向厚度保持最小，所以利用该功能可以将粉碎齿38的鼓高度最大化。

这是很有优势的，因为可提供相对较高的粉碎齿38，进而使矿石粉碎机可以抓取来料矿石中夹带的大块矿石。

优选地，给定的带齿环34相对于临近带齿环的转动位置偏移预定的增量，使给定轴32的带齿环34上的粉碎齿38沿着预定的螺旋路径延伸，从而形成一系列粉碎齿的离散卷轴(scroll)，如同我们的欧洲专利号0 167 178中描述的那样。

在所述的粉碎单元BU中，相邻带齿环34偏移的增量，使得使粉碎鼓组件30一端的每个离散卷轴起始点从粉碎鼓组件30的另一端的卷轴终止点偏移一个角度距离，该距离相当于粉碎齿38之间的两个齿节距。在图示的实施例中，相邻带齿环34之间的角偏移增量是6°。

可替代的带齿环56示于图13和14中。与先前参考图5到12描述类似的部件采用相同的附图标记。

带齿环56不是铸造或锻造的，而是优选由合适的金属板通过成型切削制成的。由金属板制作带齿环56有几个优点：生产容易、一致性以及由于没有铸造/锻造造成的金属晶粒结构中的缺陷，粉碎齿的断裂性能提高。

带齿环56包括可以使其滑到轴32上的通孔58。相邻的带齿环56优选通过中间隔圈60隔开。中间隔圈60与夹着该隔圈的带齿环56轴向隔开，从而在它们之间限定顶部开放的环形槽，作为焊件52的焊件接收器。因此，带齿环56是通过类似于参考图5到12描述的带齿环34的方式焊接固定在轴32上的。

在图13和图14中，隔圈60的外圆周面和焊件52的顶面54共同形成了槽底R_B。

粉碎单元BU的目的之一是将相对较大的矿石块粉碎成相对较小的矿石块。例如，粉碎鼓组件30的轴之间距离为625mm的粉碎单元BU希望能将0.6m³的矿石块破碎成最大尺度为150mm左右的矿石块。

为了使粉碎单元BU能够抓取相对较大的矿石块，有必要使粉碎齿的鼓高度h相对带齿环外径较大。这通过图9进行了示意性图示，这里粉碎单元包括粉碎鼓组件30，该组件有互相分开距离为625mm的旋转轴以及外径大约为780mm的带齿环，每个粉碎齿的鼓高度h为175mm左右，该距离是从环形轮毂36(限定了槽底R_B)的外径和粉碎齿38的齿尖T测量到的。

利用这种布置，在两个相对粉碎齿38齿顶之间限定的间隙62的宽度W为625mm左右，深度d为160mm左右(深度d定义为从间隙62底到粉碎齿齿顶的高度，如同前面的粉碎齿38的拖尾面38_T的定义)。也就是说，间隙62使相对较大的矿石块抓取式地接收在相对粉碎齿38之间，根据我们的欧洲专利号0 167 178中讨论的粉碎原理，允许对矿石块进行初步破碎动作。

在上例中，粉碎齿38的鼓高度h相对于带齿环34和56半径的比值大约是1∶2.2。

但是可以想见粉碎齿38的鼓高度h相对于带齿环34和56半径的比值可能会变化以获得不同尺寸的间隙62。

这样，可以预计比值大约在1∶2.5到1∶1.5的范围之内。

为了获得从粉碎单元BU出来的相对较小的破碎矿石块，有必要使相邻带齿环34和56之间的槽R轴向尺寸相对较小，这也要求粉碎齿38宽度w_t相对较小并优选宽度尺寸小于预计得到的破碎块最大尺寸。

在图9所示的粉碎单元BU中，基部的每个粉碎齿38的最大宽度w_t选定为85mm，粉碎齿38向齿顶T逐渐变细，该齿顶宽度大约为27mm。在图10的实施例中，切出带齿环56的板厚度约为70mm。

利用这样的布置，一个粉碎鼓组件30的每个粉碎齿38通过咬合动作迫使矿石块向下经过相对的粉碎鼓组件30的两个相邻粉碎齿38之间的槽R，从而动作来粉碎矿石块。

如图10所示，每个槽R在粉碎鼓组件30纵向上的尺寸将决定破碎后的矿石块在粉碎单元BU纵向上的最大尺寸。

优选地，对粉碎齿的相对截面尺寸和形状以及粉碎鼓组件转动时掠过的槽R来说，至少引导面和拖尾面38_F和38_T(优选粉碎齿38的侧面)与槽R侧壁的间距要较小。这有助于确保通过粉碎鼓组件30的矿石一般必须通过给定带齿环34和56上的相邻粉碎齿38之间的仓P，而不允许通过位于带齿环和槽侧壁/底之间的间隙。

利用这样的布置，应当理解，位于相同带齿环34和56上两相邻粉碎齿38之间的仓P中的矿石块，在粉碎齿38迫使矿石块通过两相对粉碎鼓组件30的槽R后，在带齿环34和56旋转方向上的尺寸可能超过希望的最大矿石块尺寸。

为了确保这样的矿石块进一步被破碎，粉碎单元BU优选包括位于粉碎鼓组件30下方的粉碎杆组件64。设置粉碎杆组件64，也可以避免沿着粉碎鼓组件30纵向延伸的细长矿石块未进行破碎就通过。

图7和8中图示的粉碎杆组件沿着平行于鼓组件旋转轴延长并且纵向延伸，并且中心定位在鼓组件旋转轴之间。

粉碎杆组件64包括一个伸长的主支撑体64，其每一端被固定在鼓壳体22端壁24，26的各端壁上。从而粉碎机杆组件64优选用作相对端壁24、26之间延伸并且连接该端壁的加强梁。

支撑体66横截面一般为T字形，包括水平部件66a和竖直部件66b。优选地，加强梁沿竖直部件66b的上沿延伸。

在支撑体66上安装有多个粉碎齿70。

粉碎齿70呈刀刃状，向上突出到粉碎鼓组件30上相邻带齿环34，56之间限定的环形槽R内。

粉碎齿70的横截面形状、大小都与槽R的相类似，故每个粉碎齿70基本上能够装入槽R中。这使粉碎齿70的引导面70_F起到刮刀的作用，清除粘在带齿环34，56上的矿石；尤其是当处理粘土和含沥青的砂岩时，这是很有用的。

另外由于每个粉碎齿70基本上装入各槽R，粉碎杆组件64上的粉碎齿70便能够对粉碎转鼓30之间泻出的矿石流起到截流的作用。这样还能对粉碎鼓组件30之间泻出的矿石进行搅动，有助于排出同一个带齿环34，56上的相邻粉碎齿38间的过大矿石块。这些过大矿石块在经过粉碎齿38和其相邻的粉碎齿70时，通过其相互作用被进一步粉碎。

如图7，8所示，粉碎齿70被排成纵向延伸的两列72，74，其中一列72中的粉碎齿70与一个粉碎鼓组件30协同运作，另一列74中的粉碎齿70与另一个粉碎鼓组件30协同运作。

给定列中的粉碎齿70在支撑体66的纵向上隔开，以限定沟槽或凹槽76，在粉碎鼓组件30转动时，关联的带齿环上34，56上的粉碎齿38从该凹槽中通过。

沟槽76具有由一列中的中间粉碎齿70的侧边限定的侧边；和由另一列中的中间粉碎齿70的侧边限定的底面78。

沟槽入口处的底面78与通过沟槽76的粉碎齿38的齿顶T优选靠近放置，以便减小其中的仓尺寸，其中同一个带齿环34，56上的一个粉碎齿38的引导面38_F和相邻粉碎齿38的拖尾面38_T之间过大尺寸的矿石块可能容纳在该仓内。

粉碎齿70优选形成齿块80，齿块跨过在支撑体66的竖直部件66b，通过竖直部件66b上的孔眼82与齿块80上的孔眼84，用贯穿螺栓(未示出)固定。优选地，每个齿块80都由适合的金属铸成，且每个齿块包括许多粉碎齿70构成一列72，许多粉碎齿70构成另一列74。比较方便的情况是，每个齿块80都由五片齿70组成，三片粉碎齿70位于一侧，两片粉碎齿70位于另一侧。因此，通过将相邻的块80安装在竖直部件66b上，使得竖直部件66一侧有三个粉碎齿70而竖直部件66b另一侧有两个粉碎齿70的块80交替，便能构成两列72，74粉碎齿70。

支撑体66优选在每个端部设置有安装法兰86，通过法兰，粉碎杆组件64能够固定在鼓壳体22的相对端壁24，26上。

可以想见，粉碎机杆组件64相对于粉碎鼓组件30的高度可以通过法兰86下的垫片的位置进行调整。这样能够使粉碎齿70的端缘70a紧贴槽R的底部，也能够使沟槽76入口处的底部78紧贴粉碎齿38的齿顶T。

在其他实施例中，粉碎机杆组件可能是如我们的PCT专利申请号PCT/GB2004/001652中所描述的构造。

参照图2到图14的描述，在粉碎单元BU中，每个带齿环34，56上的齿38都限定粉碎齿。可以想见，齿38还可以限定芯部或者角部(horn)，其中齿套或者防磨板可以连接到芯部或者角部上从而限定粉碎齿。带有芯部或者角部，和覆盖套的粉碎齿的例子，在我们的欧洲专利号0 167178中有相关描述。

如图4所示，每个粉碎单元BU中反向转动的粉碎鼓组件30旋转从而将矿石导入粉碎单元BU内部，也就是朝向相对的粉碎鼓组件30。这意味着过大的矿石会抓握在相对的粉碎鼓组件30之间而被粉碎；而粉碎的矿石则又由转动的粉碎鼓组件30向下驱动而落入粉碎鼓组件30之间，若有必要，通过关联的粉碎机杆组件64进一步粉碎。

粉碎单元BU并排布置在支架12上，使其壳体22的开口侧(也就是相对于侧壁28的开口侧)彼此相邻布置。

粉碎单元BU的这种安置方式使每个粉碎单元BU的粉碎鼓组件30a并排布置，互相靠近，形成反向转动的粉碎鼓组件30的内部对DB。

由图4可以清楚地看到，内部对DB的反向转动的粉碎鼓组件30a转动使位于鼓组件30a之间的矿石向外导入每个粉碎单元BU的另一个粉碎鼓组件30。

内部对DB的粉碎鼓组件30a互相横向布置，使一个粉碎鼓组件30a的带齿环34，56从另一个粉碎鼓组件30a的带齿环34，56轴向偏移，使得一个粉碎鼓组件30a的每个带齿环34，56的粉碎齿38插入到另一个粉碎鼓组件30a的带齿环34，56的粉碎齿38间的轴向空隙中。如图4中的箭头DM示意性地所示，内部对DB的粉碎鼓组件30a间的区域是待处理的矿石沉积的区域；该区域由粉碎鼓组件30a的带齿环34，56的叠交叶片确定。

DM区域内带齿环34，56的叠交叶片防止了过大矿石块在该处通过。如图4所示，叠交叶片还基本上闭合内部对DB的粉碎鼓组件30a间的通道，也潜在地限制了小块矿石和细屑的通过。

但由于内部对DB的粉碎鼓组件30a反向转动的粉碎齿38，在粉碎鼓组件30a间的区域是朝着向上的方向移动，与沉积到DM区域的矿石流的方向相反，于是齿38用来搅动以抖开沉积的矿石。从而，该动作有利于小块矿石向下通过内部对DB的粉碎鼓组件30a间的空间。

该动作还用来去除较高比例的小块矿石，使得与大块矿石一起被携带的小块矿石的比例，在通过每个粉碎单元BU的该对粉碎鼓组件30之间的通道时降低。因此，由于小块矿石在沉积到DM区的矿石流里占了很高的比例，这意味着矿石粉碎机10能够处理相对较大的矿石量。

优选地，内部对DB的粉碎鼓组件30a间的距离可调，以使他们之间用于小块矿石流的有效通道尺寸可变。

优选地，内部对DB的粉碎鼓组件30a之间的距离调整这样实现：将一个粉碎单元BU固定安装在支架12上，将另一个粉碎单元BU滑动安装到支架12上，并且提供移动装置88，如使用可在粉碎单元BU之间产生相对移动的一对液压柱塞89。

如图15示意性地表示，可通过增加额外的粉碎鼓组件90，形成超过四个粉碎鼓组件90的一列粉碎鼓组件，从而对参照图1-14所描述的矿石粉碎机10进行改造。

在图15所示的实施例中，紧邻内部粉碎鼓组件对90a的粉碎鼓组件90b的转动方向设置成与其相邻的粉碎鼓组件90a的转动方向相同。

这样所得的粉碎鼓组件90a就可将大块矿石馈送给相邻的粉碎鼓组件90b，而粉碎鼓组件90b再将大块矿石馈送给外部粉碎鼓组件90c。

外部粉碎鼓组件90c的转动方向设置成与其相邻的粉碎鼓组件90b的方向相反，并且粉碎鼓组件90b，90c的粉碎齿38协同运作，粉碎一些大块矿石。粉碎后的小块矿石落入粉碎鼓组件90b，90c之间。

另外，每个内部粉碎鼓组件90a与其相邻的粉碎鼓组件90b间的空间能为从DM区域被粉碎鼓组件90a馈送的小块矿石，在到达外部粉碎鼓组件90c之前，提供进一步掉落的机会。

Claims (6)

1.矿石粉碎机，包括一列带有径向突出的粉碎齿的并排粉碎鼓组件，该列包括至少四个粉碎鼓组件，布置成限定位于一对外粉碎鼓组件之间的一对相邻的内粉碎鼓组件，所述的一对内粉碎鼓组件在它们之间限定了接收来料矿石的矿石沉积区，所述的一对内粉碎鼓组件的粉碎鼓组件沿相反的方向旋转，这样在使用中每个所述内粉碎鼓组件上的粉碎齿作用于沉积在所述矿石沉积区中的矿石，搅动沉积的来料矿石以使小块矿石通过它们之间，而防止大块矿石通过它们之间，且所述的一对内粉碎鼓组件的每个粉碎鼓组件作用于来料中的大块矿石，将其向外朝向各个所述外粉碎鼓组件移动。

2.根据权利要求1的矿石粉碎机，其特征在于，所述的一对内粉碎鼓组件的粉碎鼓组件之间的距离是可调的。

3.根据权利要求1的矿石粉碎机，其特征在于，所述一列粉碎鼓组件由四个并排的粉碎鼓组件限定，所述列中每一个粉碎鼓组件布置成转动方向与其相邻的粉碎鼓组件相反。

4.根据权利要求3的矿石粉碎机，其特征在于，第一对粉碎鼓组件旋转安装在第一鼓壳体内，限定第一粉碎单元；第二对粉碎鼓组件旋转安装在第二鼓壳体内，限定第二粉碎单元，第一和第二粉碎单元并排定位。

5.根据权利要求4的矿石粉碎机，其特征在于，所述第一和第二鼓壳体安装在共用支架上，至少一个所述鼓壳体在所述支架上可滑动，使粉碎单元之间的距离可调。

6.根据权利要求1或2的矿石粉碎机，其特征在于，一个或多个馈送粉碎鼓组件位于内粉碎鼓组件及与其相邻的外粉碎鼓组件之间，每个所述馈送粉碎鼓组件设置成与所述内粉碎鼓组件沿相同方向转动。

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