CN106794469A - 旋转滚筒式磁性分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种结构简单且能够提高循环的冷却液的清洁度的旋转滚筒式磁性分离装置。本发明的旋转滚筒式磁性分离装置具备配置有多个磁铁(14、14、……)的第1旋转滚筒(13)，并且分离使用后的冷却液中的不需要的物质。在比第1旋转滚筒(13)更靠使用后冷却液的流入方向上游侧，具备与第1旋转滚筒(13)独立且配置有多个磁铁(24、24、……)的第2旋转滚筒(21)。第2旋转滚筒(21)由外筒(29)和内筒(25)构成。刮取附着于第2旋转滚筒(21)上的不需要的物质的刮刀(27)连结于形成第1旋转滚筒(13)的下部的流路的底部件(30)。
Description
技术领域
本发明涉及一种从冷却液所包含的泥浆中回收金属成分的旋转滚筒式磁性分离装置。
背景技术
在以金属材料尤其以钢铁材料作为代表的磁性材料的研磨加工、切削加工等中，从液体成分中分离回收与冷却液一同排出的泥浆状的切削屑、切削粉等。由于切削屑、切削粉等具有各种形状，因此从回收效率的观点出发研发了各种各样的磁性分离(回收)装置。
例如，由于切削粉为粉末状，因此其容易聚集而容易包含液体成分。因此，要求一种能够很好的从泥浆中分离液体成分的磁性分离装置。例如，图1是表示以往的旋转滚筒式磁性分离装置的结构的、用与旋转滚筒的旋转轴正交的面剖切该转滚筒式磁性分离装置的剖视图。
如图1所示，在以往的旋转滚筒式磁性分离装置中，在箱型主体1内设置有储存冷却液的储液部2。并且，旋转滚筒3以将储液部2一分为二的方式沿大致水平的方向轴支承于主体1的中央部附近。旋转滚筒3由不锈钢等非磁性材料构成为圆筒体，而且，在外周面上按照预定的排列方式配置有多个磁铁4、4、……的内筒5以与外筒9同轴的方式固定于外筒9的内部。多个磁铁4、4、……的磁极配置成在旋转滚筒3的外周面产生预定的磁通量，以便能够磁吸附冷却液中包含的切削屑、切削粉等。
在图1的例子中，在旋转滚筒3的浸渍于储液部2的部分至顶部之间，具体而言在与旋转滚筒3的外周的大致4分之3的部分相对应的内筒5上配置有多个磁铁4、4、……。在剩余的大致4分之1的部分的内筒5上并未配置有磁铁4、4、……，因而无磁力作用。
通过磁铁4、4、……的磁力而在储液部2的底部磁吸附于外筒9的外周面上的切削屑、切削粉等随着外筒9的旋转而搬送至旋转滚筒3的顶部，并且在刚通过了顶部之后从磁铁4、4、……的磁吸附力中解放，然后被抵接于旋转滚筒3的刮刀7而刮取回收。在旋转滚筒3的顶部附近设置有在表面配有橡胶等弹性体的压浆辊6，其以预定的按压力度抵接于旋转滚筒3的外筒9的外周面。在磁吸附的泥浆通过外筒9与压浆辊6之间时，泥浆中的液体成分被挤出，从而在刚通过了旋转滚筒3的顶部之后，即在无磁铁4的磁力作用的位置，仅分离回收切削屑、切削粉等。
通过上述以往的旋转滚筒式磁性分离装置能够将冷却液净化至一定的水平，但是最近要求净化成清洁度更高的冷却液。对此，例如在专利文献1中，通过以多级方式配置多个磁性分离装置来提供清洁度更高的冷却液。
并且，在专利文献2中公开了一种净化装置，其具备：第1旋转滚筒，在外周面配置有多个磁铁；及第2旋转滚筒，与第1旋转滚筒靠近配置，接收吸附于第1旋转滚筒而搬送来的浮游固体，并且在该第2旋转滚筒的外周面配置有多个磁铁。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本实用新型登录第3057175号公报
专利文献2：日本特开2003-038907号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
但是，在专利文献1所述的以多级方式配置磁性分离装置的方法中，需要具备多个磁性分离装置，从制造成本的观点来看并不现实。
并且，在专利文献2中，根据安装于第2旋转滚筒的磁铁的磁力大小，能够对最终要回收的浮游固体的大小进行分类。但是，从冷却液中回收的浮游固体的大小与以往相同，因此循环的冷却液中的浮游固体的总量没有变化，存在无法提高冷却液的清洁度的问题。
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种结构简单且能够提高循环的冷却液的清洁度的旋转滚筒式磁性分离装置。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的，第1发明所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置具备配置有多个磁铁的第1旋转滚筒，并且分离使用后的冷却液中的不需要的物质，所述旋转滚筒式磁性分离装置的特征在于，在比所述第1旋转滚筒更靠使用后冷却液的流入方向上游侧，具备与所述第1旋转滚筒独立且配置有多个磁铁的第2旋转滚筒，刮取附着于所述第2旋转滚筒上的不需要的物质的刮刀连结于形成所述第1旋转滚筒的下部的流路的底部件。
在第1发明中，在比第1旋转滚筒更靠使用后冷却液的流入方向上游侧，具备与第1旋转滚筒独立且配置有多个磁铁的第2旋转滚筒。刮取附着于第2旋转滚筒上的不需要的物质的刮刀连结于形成第1旋转滚筒的下部的流路的底部件上。因此，在第2旋转滚筒中，吸附的不需要的物质(磁性体)被磁化而彼此靠拢，使得较细的粒子彼此聚集，导致每个粒子的大小变大。因此，不需要的物质成为较大的粒子之后引导至第1旋转滚筒，因此通过第1旋转滚筒能够可靠地回收不需要的物质，能够进一步提高冷却液的清洁度。
并且，优选地，在第2发明所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置中，第1发明的所述第2旋转滚筒由外筒和内筒构成，所述外筒被固定，配置有多个磁铁的所述内筒构成为能够在所述外筒的内侧旋转。
在第2发明中，由于第2旋转滚筒由外筒和内筒构成，外筒被固定，配置有多个磁铁的内筒能够在外筒的内侧旋转，因此通过第1旋转滚筒能够可靠地回收不需要的物质，能够进一步提高冷却液的清洁度。
并且，优选地，在第3发明所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置中，第1发明的所述第2旋转滚筒由外筒和内筒构成，配置有多个磁铁的所述内筒被固定，所述外筒构成为能够在所述内筒的外侧旋转。
在第3发明中，由于第2旋转滚筒由外筒和内筒构成，配置有多个磁铁的内筒被固定，外筒构成为能够在内筒的外侧旋转，因此通过第1旋转滚筒能够可靠地回收不需要的物质，能够进一步提高冷却液的清洁度。
并且，优选地，在第4发明所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置中，第1发明的所述第2旋转滚筒由外筒和内筒构成，配置有多个磁铁的所述内筒和所述外筒构成为能够互相旋转。
在第4发明中，由于第2旋转滚筒由外筒和内筒构成，配置有多个磁铁的内筒和外筒构成为能够互相旋转，因此通过第1旋转滚筒能够可靠地回收不需要的物质，能够进一步提高冷却液的清洁度。
并且，优选地，在第5发明所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置中，第2至第4发明中任一发明的所述刮刀以从所述第2旋转滚筒侧朝向所述第1旋转滚筒侧下降的方式倾斜。
在第5发明中，由于刮刀以从第2旋转滚筒侧朝向第1旋转滚筒侧下降的方式倾斜，因此容易从第2旋转滚筒分离出在第2旋转滚筒的周面彼此靠拢而变大的不需要的物质，并且能够可靠地将其引导至第1旋转滚筒。
并且，优选地，在第6发明所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置中，第2至第5发明中的任一发明的所述第2旋转滚筒具有磁力比周围强的强磁部分和磁力比周围弱的弱磁部分。
在第6发明中，由于第2旋转滚筒具有磁力比周围强的强磁部分和磁力比周围弱的弱磁部分，因此能够使在强磁部分磁吸附的不需要的物质在弱磁部分剥离，能够将每个粒子的大小变大的不需要的物质更可靠地引导至第1旋转滚筒。
并且，优选地，在第7发明所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置中，在第6发明的所述第2旋转滚筒的所述内筒上，安装有将不同极性的两个磁铁作为一组的多组磁铁。
在第7发明中，由于在第2旋转滚筒的内筒上，安装有将不同极性的两个磁铁作为一组的多组磁铁，因此通过改变排列方式，例如将相邻的两组磁铁的极性设为相反等，能够形成更强的强磁部分或更弱的弱磁部分，能够将每个粒子的大小变大的不需要的物质更可靠地引导至第1旋转滚筒。
并且，优选地，在第8发明所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置中，第7发明的安装于所述第2旋转滚筒的所述内筒的一组磁铁构成为一个磁铁的厚度比另一个磁铁的厚度厚。
在第8发明中，由于安装于第2旋转滚筒的内筒的一组磁铁构成为一个磁铁的厚度比另一个磁铁的厚度厚，因此能够形成更强的强磁部分或更弱的弱磁部分，从而能够将每个粒子的大小变大的不需要的物质更可靠地引导至第1旋转滚筒。
并且，优选地，在第9发明所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置中，在第7发明的所述第2旋转滚筒的所述内筒上安装有偶数组磁铁时，相邻的一组磁铁构成为极性相反。
在第9发明中，在第2旋转滚筒的内筒上安装有偶数组磁铁时，通过将相邻的一组磁铁构成为极性相反，能够在各组磁铁之间可靠地形成磁力比较弱的弱磁部分，从而能够将每个粒子的大小变大的不需要的物质更可靠地引导至第1旋转滚筒。
发明效果
根据本发明，在第2旋转滚筒中，吸附的不需要的物质(磁性体)被磁化而彼此靠拢，使得较细的粒子彼此聚集，导致每个粒子的大小变大。因此，不需要的物质成为较大的粒子之后引导至第1旋转滚筒，因此通过第1旋转滚筒能够可靠地回收不需要的物质，能够进一步提高冷却液的清洁度。
附图说明
图1是表示以往的旋转滚筒式磁性分离装置的结构的、用与旋转滚筒的旋转轴正交的面剖切该旋转滚筒式磁性分离装置的剖视图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置的结构的、用与旋转滚筒的旋转轴正交的面剖切该旋转滚筒式磁性分离装置的剖视图。
图3是表示本发明的实施方式所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置的第2旋转滚筒的磁通密度的分布的示例图。
图4是表示本发明的实施方式所涉及的第2旋转滚筒的多个磁铁的配置例的、用与第2旋转滚筒的旋转轴正交的面剖切该第2旋转滚筒的示意剖视图。
图5是表示本发明的实施方式所涉及的第2旋转滚筒的多个磁铁的另一配置例的、用与第2旋转滚筒的旋转轴正交的面剖切该第2旋转滚筒的示意剖视图。
图6是表示不需要的物质(即，磁性泥浆)的回收率的变动的图表。
图7是表示本发明的实施方式所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置的另一结构的、用与旋转滚筒的旋转轴正交的面剖切该旋转滚筒式磁性分离装置的剖视图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。图2是表示本发明的实施方式所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置的结构的、用与旋转滚筒的旋转轴正交的面剖切该旋转滚筒式磁性分离装置的剖视图。
如图2所示，在本实施方式所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置中，在箱型主体10内设置有储存冷却液的储液部12，混入有包含研磨加工或切削加工后的切削屑、切削粉等的泥浆的使用后的冷却液从投料口20投入到储液部12。
第1旋转滚筒13以将储液部12一分为二方式沿大致水平的方向轴支承于主体10的中央部附近并能够旋转。第1旋转滚筒13由不锈钢等非磁性材料形成为圆筒体，而且，在外周面上按照预定的排列方式配置有多个磁铁14、14、……的内筒15以与外筒19同轴的方式固定于外筒19的内部。多个磁铁14、14、……的极性配置成在外筒19的外周面产生预定的磁通量，以便能够磁吸附使用后的冷却液中包含的磁性体(切削屑、切削粉等)。另外，如图2所示，相邻的磁铁14、14配置成极性彼此相反，具体而言，以外周面侧为“N”极的磁铁、外周面侧为“S”极的磁铁、……的顺序交替配置于内筒15的外周面。
在图2中，在第1旋转滚筒13的浸渍于储液部12的部分至顶部之间，具体而言在与第1旋转滚筒13外周的大致4分之3的部分相对应的内筒15上配置有多个磁铁14、14、……。在剩余的大致4分之1的部分的内筒15上并未配置有磁铁14，因而无磁力作用。
通过多个磁铁14、14、……的磁力而在储液部12的底部磁吸附于第1旋转滚筒13的外筒19的外周面上的磁性体(切削屑、切削粉等)随着外筒19的旋转而搬送至第1旋转滚筒13的顶部，在刚通过了顶部之后从多个磁铁14、14、……的磁吸附力中解放，然后被抵接于外筒19的刮刀17而刮取回收。在第1旋转滚筒13的顶部附近设置有在表面配有橡胶等弹性体的压浆辊16，其以预定的按压力度抵接于第1旋转滚筒13的外筒19的外周面。在磁吸附的包含切削屑、切削粉等的泥浆通过外筒19与压浆辊16之间时，泥浆中的液体成分被挤出，从而在刚通过了第1旋转滚筒13的顶部之后，即在无磁力作用的位置，仅分离回收切削屑、切削粉等。
作为用于压浆辊16的与第1旋转滚筒13的外周面抵接的抵接面的弹性体，主要使用CR(氯丁二烯)系橡胶、NBR(腈)系橡胶等弹性体，但是也可以使用例如以聚酯多元醇为主要成分的未交联的聚氨酯材料。
在本实施方式中，除了第1旋转滚筒13以外，在比第1旋转滚筒13更靠使用后的冷却液流入方向上游侧还配置有直径小于第1旋转滚筒13的直径的第2旋转滚筒21。即，本实施方式构成为，首先，通过第2旋转滚筒21吸附磁性体(切削屑、切削粉)之后，通过第1旋转滚筒13再次吸附汇集的切削屑、切削粉。
与第1旋转滚筒13相同，第2旋转滚筒21也由不锈钢等非磁性材料构成为圆筒体，而且，在外周面上按照预定的排列方式配置有多个磁铁24、24、……的内筒25以与外筒29同轴且能够旋转的方式支承于外筒29的内部。多个磁铁24、24、……的极性配置成在外筒29的外周面产生预定的磁通量，以便能够磁吸附使用后的冷却液中包含的磁性体(切削屑、切削粉等)。另外，图2所示的“N”、“S”分别表示磁铁24的与外筒29的外周面侧相反一侧面侧的极性。
在图2中，整个第2旋转滚筒21浸渍于储液部12中。并且，在内筒25配置有多个磁铁24、24、……。通过多个磁铁24、24、……的磁力而在储液部12的底部磁吸附于第2旋转滚筒21的外筒29的外周面上的磁性体(切削屑、切削粉等)随着内筒25的旋转而沿外筒29的外周面移动，并在通过第2旋转滚筒21的顶部之后，被抵接于外筒29的刮刀27刮取。刮刀27连结于形成第1旋转滚筒13的下部的流路的底部件30上，从而将所刮取的不需要的物质(磁性体)引导至第1旋转滚筒13。
在此，多个磁铁24、24、……配置成磁极彼此交替，并且从外筒29的外周面放出的磁通量不连续。图3是表示本发明的实施方式所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置的第2旋转滚筒21的磁通密度的分布的示例图。图3的“疏”表示磁通密度较大的部分，“密”表示磁通密度较小的部分。
如图3所示，就多个磁铁24、24、……而言，以两个磁铁24、24为一组的磁铁组241的形式配置于内筒25的外周面，并且以外周面侧的磁极为N极、S极、N极、S极、……的顺序彼此交替配置。通过如此配置多个磁铁24、24、……，在磁铁组241的正面和磁铁组241、241彼此之间的间隙部，从外筒29的外周面放出的磁通量的磁通密度不同。例如，会出现磁通密度较大即磁力较强的强磁部分和磁通密度较小即磁力较弱的弱磁部分。
而且，在强磁部分容易吸附在外筒29的表面被磁化的切削屑、切削粉等，因此，即使是较细的粒子状也容易使其靠拢而变大。另一方面，在弱磁部分，切削屑、切削粉等容易从外筒29的表面剥离。因此，在弱磁部分随着内筒25的旋转而到达刮刀27处的时刻，变大的切削屑、切削粉等不需要的物质(磁性体)容易被剥离，并且沿着使用后的冷却液的流动，保持着每个粒子的大小变大的状态而引导至第1旋转滚筒13。
本实施方式所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置的第2旋转滚筒21的多个磁铁24、24、……的配置并不受特别限定。图4是表示本发明的实施方式所涉及的第2旋转滚筒21的多个磁铁24、24、……的配置例的、用与第2旋转滚筒21的旋转轴正交的面剖切该第2旋转滚筒21的示意剖视图。
在图4中(a)的例子中，配置有三组以两个磁铁24、24为一组的磁铁组241，在图4中(b)的例子中，配置有四组磁铁组241。如图4中(a)所示，在配置有奇数组磁铁组241时，即使为了在相邻的磁铁组241、241之间形成弱磁部分而将磁铁组241配置成相邻的磁铁组241的极性彼此相反，也会出现不同极性的磁铁24、24彼此对置的部分。
相对于此，如图4中(b)所示，在配置有偶数组磁铁组241时，若为了在相邻的磁铁组241、241之间形成弱磁部分而将磁铁组241配置成相邻的磁铁组241的极性彼此相反，则不会出现不同极性的磁铁24、24彼此对置的部分。即，在第2旋转滚筒21的周面，强磁部分和弱磁部分等间隔出现，因此能够将一定大小的不需要的物质(磁性体)引导至第1旋转滚筒13。
并且，安装于第2旋转滚筒21的内筒25上的一组磁铁组241也可以构成为一个磁铁24的厚度比另一个磁铁24的厚度厚。如此一来，由于磁通密度与磁铁24的厚度成正比，因而在磁铁组241中也能够形成强磁部分和弱磁部分。
图5是表示本发明的实施方式所涉及的第2旋转滚筒21的多个磁铁24a、24b、……的另一配置例的、用与第2旋转滚筒21的旋转轴正交的面配企鹅该地2旋转滚筒21的示意剖视图。在图5中(a)的例子中，配置有三组以两个磁铁24a、24b为一组的磁铁组241，在图5中(b)的例子中，配置有四组磁铁组241。
如图5中(a)及(b)所示，在本实施方式中，针对每一个磁铁组241将两个磁铁24a、24b中的在第2旋转滚筒的旋转方向上先到达刮刀27的一个磁铁24a的厚度设为比与其相邻的另一个磁铁24b的厚度厚。由此，在磁铁组241中也能够形成强磁部分和弱磁部分，因此能够更加可靠地使磁性体彼此靠拢，从而能够将每个粒子的大小变大的不需要的物质(磁性体)引导至第1旋转滚筒13。
图6是表示不需要的物质(磁性泥浆)的回收率的变动的图表。在图6中，(a)表示以往的旋转滚筒式磁性分离装置的磁性泥浆等不需要的物质的回收率。
另一方面，(b)表示在以往的旋转滚筒式磁性分离装置中设置了第2旋转滚筒21时的磁性泥浆等不需要的物质的回收率。在图6中，通过比较(a)与(b)明确可知，(b)的回收率高于(a)的回收率。
在此，刮刀27并不限定于如图2所示的沿水平方向设置。例如，刮刀27只要连结于形成第1旋转滚筒13的下部的流路的底部件即可，因此也可以将刮刀27设置成以从第2旋转滚筒21侧朝向第1旋转滚筒13下降的方式倾斜。
图7是表示本发明的实施方式所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置的另一结构的、用与旋转滚筒的旋转轴正交的面剖切该旋转滚筒式磁性分离装置的剖视图。如图7所示，在本实施方式所涉及的旋转滚筒式磁性分离装置中，抵接于第2旋转滚筒21的外筒29的刮刀27设置成从第2旋转滚筒21侧朝向第1旋转滚筒13侧倾斜。
由此，被刮刀27刮取的附着于第2旋转滚筒21上的不需要的物质容易沿着倾斜向第1旋转滚筒13侧随着流动而移动，并且通过第1旋转滚筒13能够可靠地进行回收。
如上所述，根据本实施方式，在第2旋转滚筒21中，吸附的不需要的物质(磁性体)被磁化而相互靠拢，使得较细的粒子彼此聚集，导致每个粒子的大小变大。因此，不需要的物质成为较大的粒子之后引导至第1旋转滚筒13，因此通过第1旋转滚筒13能够可靠地回收不需要的物质，能够进一步提高冷却液的清洁度。
另外，在不脱离本发明宗旨的范围内能够对上述实施方式进行各种变更，例如，可以改变第2旋转滚筒21的磁铁24的配置、刮刀27的倾斜角度等。
并且，在上述实施方式中，第2旋转滚筒21的外筒29被固定，配置有多个磁铁24的内筒25构成为能够在外筒29的内侧旋转，但是并不限定于此。例如，也可以是配置有多个磁铁24的内筒25被固定，外筒29构成为能够在内筒25的外侧旋转，还可以是配置有多个磁铁24的内筒25和外筒29构成为能够互相旋转。
符号说明
10-主体，13-第1旋转滚筒，21-第2旋转滚筒，14、24-磁铁，15、25-内筒，17、27-刮刀，19、29-外筒，241-磁铁组。
Claims (9)
1.一种旋转滚筒式磁性分离装置，其具备配置有多个磁铁的第1旋转滚筒，并且分离使用后的冷却液中的不需要的物质，所述旋转滚筒式磁性分离装置的特征在于，
在比所述第1旋转滚筒更靠使用后冷却液的流入方向上游侧，具备与所述第1旋转滚筒独立且配置有多个磁铁的第2旋转滚筒，
刮取附着于所述第2旋转滚筒上的不需要的物质的刮刀连结于形成所述第1旋转滚筒的下部的流路的底部件上。
2.根据权利要求1所述的旋转滚筒式磁性分离装置，其特征在于，
所述第2旋转滚筒由外筒和内筒构成，
所述外筒被固定，配置有多个磁铁的所述内筒构成为能够在所述外筒的内侧旋转。
3.根据权利要求1所述的旋转滚筒式磁性分离装置，其特征在于，
所述第2旋转滚筒由外筒和内筒构成，
配置有多个磁铁的所述内筒被固定，所述外筒构成为能够在所述内筒的外侧旋转。
4.根据权利要求1所述的旋转滚筒式磁性分离装置，其特征在于，
所述第2旋转滚筒由外筒和内筒构成，
配置有多个磁铁的所述内筒和所述外筒构成为能够互相旋转。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的旋转滚筒式磁性分离装置，其特征在于，
所述刮刀以从所述第2旋转滚筒侧朝向所述第1旋转滚筒侧下降的方式倾斜。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的旋转滚筒式磁性分离装置，其特征在于，
所述第2旋转滚筒具有磁力比周围强的强磁部分和磁力比周围弱的弱磁部分。
7.根据权利要求6所述的旋转滚筒式磁性分离装置，其特征在于，
在所述第2旋转滚筒的所述内筒上，安装有将不同极性的两个磁铁作为一组的多组磁铁。
8.根据权利要求7所述的旋转滚筒式磁性分离装置，其特征在于，
安装于所述第2旋转滚筒的所述内筒的一组磁铁构成为一个磁铁的厚度比另一个磁铁的厚度厚。
9.根据权利要求7所述的旋转滚筒式磁性分离装置，其特征在于，
在所述第2旋转滚筒的所述内筒上安装有偶数组磁铁时，相邻的一组磁铁构成为极性相反。
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