CN110449244B - 采用惰性气体辅助稀土破碎的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种采用惰性气体辅助稀土破碎的装置，属于稀土处理技术领域，本发明的装置，包括：破碎容器，内部放置有物料和用于破碎物料的破碎组件，第二粉碎容器，第二粉碎容器用于对物料进行粉碎，破碎容器通过传输管与第二粉碎容器连通，将物料传递至第二粉碎容器内，破碎组件包括竖直放置在破碎容器内的转轴，转轴由第一电机驱动，转轴设于破碎容器内部分轴体由上下排列连接破碎杆，破碎杆绕转轴轴心设置，其中，最高水平高度位置和最低水平高度位置的破碎杆长度一致，其两者之间的破碎杆长度依次递减。本发明实现了在同一设备中对物料进行破碎、粉碎加工，出料粒度均匀，加工过程中可避免物料氧化，确保物料品质。

Description

采用惰性气体辅助稀土破碎的装置

技术领域

本发明属于稀土处理技术领域，具体涉及一种采用惰性气体辅助稀土破碎的装置。

背景技术

稀土矿在地壳中主要以矿物形式存在，其主要有三种：作为矿物的基本组成元素，稀土以离子化合物形式赋存于矿物晶格中，构成矿物的必不可少的成分。这类矿物通常称为稀土矿物，如独居石、氟碳铈矿等。稀土有工业“ 黄金”之称，由于其具有优良的光电磁等物理特征，能与其他材料组成性能各异，品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且，稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土一般存在于岩石中，常常需要对岩石进行破碎后再加工，目前通常先将岩石先通过破碎机进行破碎后再转移到球磨机进行粉碎，操作繁琐，不便于提高工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用惰性气体辅助稀土破碎的装置，在同一设备中对物料进行破碎、粉碎加工，出料粒度均匀，加工过程中可避免物料氧化，确保物料品质。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：采用惰性气体辅助稀土破碎的装置，包括：

破碎容器，内部放置有物料和用于破碎物料的破碎组件，

第二粉碎容器，第二粉碎容器用于对物料进行粉碎，破碎容器通过传输管与第二粉碎容器连通，将物料传递至第二粉碎容器内，

破碎组件包括竖直放置在破碎容器内的转轴，转轴由第一电机驱动，转轴设于破碎容器内部分轴体由上下排列连接破碎杆，破碎杆绕转轴轴心设置，

其中，最高水平高度位置和最低水平高度位置的破碎杆长度一致，其两者之间的破碎杆长度依次递减。

本发明针对现有技术中缺少对含稀土的矿石进行破碎、粉碎一次加工的设备，本发明通过设置破碎容器对矿石进行破碎处理，再利用传输管将破碎后的矿石传输到第二粉碎容器内进行粉碎处理以此来实现在同一设备中完成对矿石的破碎及粉碎操作，具体的，在对矿石破碎过程中通过采用第一电机驱动转轴高速旋转带动破碎杆对破碎容器内的矿石形成旋转撞击，使矿石产生开裂实现破碎，通过设置不同水平高度位置的破碎杆长度，避免矿石因重力作用集中在破碎容器底部，在破碎过程中转轴底端的破碎杆高速旋转可驱使矿石向上位移，同时高速旋转的各破碎杆形成的破碎直径范围不同，矿石在向上位移过程中经各高度位置的破碎杆撞击，通过此方式形成的冲击载荷可实现矿石快速产生内部开裂并偏斜，直至裂纹剪断应力集中导致扩展矿石开裂，达到短时间并以较小的能耗实现矿石破碎的目的，经破碎后的矿石向下落的过程又经破碎杆再次撞击，对矿石形成多次破碎，以实现所破碎的矿石大小均匀化，确保加工效率和品质。

具体的，破碎容器，底部封口处理，端部设有密封板，密封板与转轴之间存在0.1mm以下的间隙，由于稀土中部分成分与空气接触状态下易产生反应，现有技术中的稀土破碎装置常常直接进行破碎未考虑到此问题，所破碎矿石后获得的稀土往往与空气已发生了充分反应其价值已降低，本发明通过将破碎容器底部封口处理，传输管与破碎容器底部连通设置，为方便控制应在传输管上设置阀门，来控制物料的流通，并在破碎容器端部设密封板来降低矿石破碎过程中外部空气向破碎容器内的流通，避免矿石破碎后稀土与空气产生充分反应，以此来提高所获得的稀土质量，同时为避免破碎容器内部与外部的气压产生较大偏差，因此将密封板与转轴之间设置小于0.1mm的间隙，允许少量空气流通，避免加工事故出现。密封板与破碎容器端部为可拆卸安装，便于破碎组件放入破碎容器内，适当的可在密封板与破碎容器接触端面涂覆油类保证密封以及密封板的拆装便捷性。

具体的，破碎容器内径由上至下逐缩小，减小大块矿石集中在破碎容器底部，也便于破碎容器底部的破碎杆在高速旋转过程中驱使矿石向上移动以及对矿石的多次破碎操作，实现破碎容器底部聚集的矿石均为颗粒较小的矿石，内壁竖直方向上焊接有与破碎容器内壁贴合的加强条，在破碎杆高速旋转对矿石破碎过程中，部分矿石以及开裂的矿石会对破碎容器内壁产生撞击，通过设置加强条来增强破碎容器的整体强度以延长其使用寿命，加强条在竖直方向上以贴合破碎容器内壁设置，矿石与加强条产生接触时可改变矿石的运动轨迹，减少矿石与破碎容器内壁接触几率同时增大矿石反弹至破碎容器中心位置与破碎杆接触的几率，提高破碎效率。

具体的，破碎杆端部设有第一锥体，第一锥体端部通过插接轴插接有第二锥体，第二锥体硬度高于第一锥体。在对矿石破碎过程中通过破碎杆端部的第一锥体与矿石的接触，利用第一锥体与矿石的接触面积小、应力集中的特点来提高对矿石的破碎效率，进一步的通过在第一锥体端部设同轴的通孔，并在该通孔内安装带有第二锥体的插接轴增强第一锥体端部的强度，降低第一锥体端部的磨损以及增强破碎杆对矿石的破碎效果。

具体的，第二粉碎容器两端封口，内部中空，第二粉碎容器一端连接传输管，另一端设有排放管以及连接有驱动第二粉碎容器内部粉碎组件旋转的第二电机。第二电机通过轴承与第二粉碎容器同轴连接，本发明通过传输管将破碎后且颗粒较均匀的矿石输送到第二粉碎容器内，用于实现对矿石进一步加工以获取高质量的稀土，并且将第二粉碎容器两端封口处理，同样是为减少第二粉碎容器内的空气，避免稀土中的部分成分与空气充分反应，降低稀土品质。

具体的，粉碎组件为第一粉碎组件，第一粉碎组件包括与第二电机同轴连接的传输轴，传输轴表面螺旋环绕连接有搅拌叶。通过在传输轴表面设置搅拌叶，来对破碎后的物料进行搅拌处理，在这过程中各物料在搅拌过程中相互挤压，利用物料之间的相互挤压使其进一步粉碎，在粉碎过程达到设定条件时通过排放管将所加工的物料排出，当然在加工过程中排放管端部封口处理，例如采用密封塞堵塞。

具体的，粉碎组件为第二粉碎组件，第二粉碎组件包括转桶，转桶通过连接轴与第二电机连接，转桶侧面环绕连接有弧形挤压叶，挤压叶与转桶轴线平行设置。转桶一端通过连接轴与第二电机连接，另一端通过连接轴、轴承与第二粉碎容器内壁连接。为获得颗粒更小、均匀度高、质量更高的物料，通过第二电机驱动转桶旋转，转桶在旋转过程中对物料形成挤压，使其产生挤压粉碎，实现获得颗粒更小、均匀度高、质量更高的物料，通过设置弧形挤压叶对物料挤压过程中在挤压力过载时，弧形状的挤压叶可相对改变其与转桶之间的间隙依次来调节挤压力，避免转桶在旋转过程中出现卡死的状况，同时也避免第二电机卡死，实现对第二电机运行保障。

具体的，破碎容器一侧设有气泵，气泵通过气管与破碎容器连通，气泵还与存放有惰性气体的气体存放容器连接。针对现有技术中直接对矿石进行破碎处理导致稀土与空气充分反应的问题，本发明在对矿石加工前通过密封板对加工区域的密封，同时利用气泵抽取惰性气体输入破碎容器内，实现采用惰性气体隔绝空气与矿石、稀土之间的接触，这样避免稀土与空气接触，在惰性气体输入过程中破碎容器内原有的空气向上浮动并从密封板与转轴之间的间隙溢出，当然此方式适用于对第二粉碎容器内注入惰性气体的操作。

具体的，第一电机竖直固定在第二基体上，第二基体通过支撑板与放置在地面上的第一基体连接，利用第一基体、支撑板以及第一基体实现对第一电机进行装夹，使其处于破碎容器上端，并且应与破碎容器位置对应。

具体的，第一基体与破碎容器之间水平设有减振组件，减振组件包括与第一基体连接的撑杆和与破碎容器接触的柔性板，撑杆与柔性板之间通过弹性杆连接，利用弹性件具有弹性形变的特性，对加工过程中破碎容器产生的震动起到吸收作用，降低破碎容器的振动，以降低加工环境下的噪音，也有利于延长破碎容器的使用寿命，当然还可以通过第一基体对破碎容器进行水平方向的限位。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明针对现有技术中缺少对含稀土的矿石进行破碎、粉碎一次加工的设备，本发明通过设置破碎容器对矿石进行破碎处理，再利用传输管将破碎后的矿石传输到第二粉碎容器内进行粉碎处理以此来实现在同一设备中完成对矿石的破碎及粉碎操作。本发明所加工获得的物料颗粒小、均匀度高、质量高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施方式的采用惰性气体辅助稀土破碎的装置示意图；

图2是本发明一实施方式的破碎组件示意图；

图3是本发明一实施方式的破碎杆端部第一锥体和第二锥体结构示意图；

图4是本发明一实施方式的破碎容器结构示意图；

图5是本发明一实施方式的第二粉碎容器内部示意图；

图6是本发明一实施方式的第二粉碎容器另一方案的内部示意图；

图7是图6中第二粉碎组件的结构示意图；

图8是本发明提供的另一种采用惰性气体辅助稀土破碎的装置示意图；

图9是图8中减振组件结构示意图；

图10为实施例3中实验组装置加工获得的稀土示意图；

图11为实施例3中对照组装置加工获得的稀土示意图。

附图标记说明：10-第一基体；11-支撑板；12-第二基体；20-破碎组件；21-第一电机；22-转轴；23-破碎杆；231-第一锥体；232-插接轴；233第二锥体；30-密封板；40-破碎容器；41-传输管；42-加强条；50-第二粉碎容器；51-第二电机；52-轴承；53-排放管；60-气泵；61-气管；62-气体存放容器；70-第一粉碎组件；71-传输轴；72-搅拌叶；80-第二粉碎组件；81-连接轴；82-转桶；83-挤压叶；90-减振组件；91-撑杆；92-弹性杆；93-柔性板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

参见图1-5所示，采用惰性气体辅助稀土破碎的装置，包括：

破碎容器40，内部放置有物料和用于破碎物料的破碎组件20，

第二粉碎容器50，第二粉碎容器50用于对物料进行粉碎，破碎容器40通过传输管41与第二粉碎容器50连通，将物料传递至第二粉碎容器50内，

破碎组件20包括竖直放置在破碎容器40内的转轴22，转轴22由第一电机21驱动，转轴22设于破碎容器40内部分轴体由上下排列连接破碎杆23，破碎杆23绕转轴22轴心设置，

其中，最高水平高度位置和最低水平高度位置的破碎杆23长度一致，其两者之间的破碎杆23长度依次递减。

本发明针对现有技术中缺少对含稀土的矿石进行破碎、粉碎一次加工的设备，本发明通过设置破碎容器40对矿石进行破碎处理，再利用传输管41将破碎后的矿石传输到第二粉碎容器50内进行粉碎处理以此来实现在同一设备中完成对矿石的破碎及粉碎操作，具体的，在对矿石破碎过程中通过采用第一电机21驱动转轴22高速旋转带动破碎杆23对破碎容器40内的矿石形成旋转撞击，使矿石产生开裂实现破碎，通过设置不同水平高度位置的破碎杆23长度，避免矿石因重力作用集中在破碎容器40底部，在破碎过程中转轴22底端的破碎杆23高速旋转可驱使矿石向上位移，同时高速旋转的各破碎杆23形成的破碎直径范围不同，矿石在向上位移过程中经各高度位置的破碎杆23撞击，通过此方式形成的冲击载荷可实现矿石快速产生内部开裂并偏斜，直至裂纹剪断应力集中导致扩展矿石开裂，达到短时间并以较小的能耗实现矿石破碎的目的，经破碎后的矿石向下落的过程又经破碎杆23再次撞击，对矿石形成多次破碎，以实现所破碎的矿石大小均匀化，确保加工效率和品质。

破碎容器40，底部封口处理，端部设有密封板30，密封板30与转轴22之间存在0.1mm以下的间隙，由于稀土中部分成分与空气接触状态下易产生反应，现有技术中的稀土破碎装置常常直接进行破碎未考虑到此问题，所破碎矿石后获得的稀土往往与空气已发生了充分反应其价值已降低，本发明通过将破碎容器40底部封口处理，传输管41与破碎容器40底部连通设置，为方便控制应在传输管41上设置阀门，来控制物料的流通，并在破碎容器40端部设密封板30来降低矿石破碎过程中外部空气向破碎容器40内的流通，避免矿石破碎后稀土与空气产生充分反应，以此来提高所获得的稀土质量，同时为避免破碎容器40内部与外部的气压产生较大偏差，因此将密封板30与转轴22之间设置小于0.1mm的间隙，允许少量空气流通，避免加工事故出现。密封板30与破碎容器40端部为可拆卸安装，便于破碎组件20放入破碎容器40内，适当的可在密封板30与破碎容器40接触端面涂覆油类保证密封以及密封板30的拆装便捷性。

破碎容器40内径由上至下逐缩小，减小大块矿石集中在破碎容器40底部，也便于破碎容器40底部的破碎杆23在高速旋转过程中驱使矿石向上移动以及对矿石的多次破碎操作，实现破碎容器40底部聚集的矿石均为颗粒较小的矿石，内壁竖直方向上焊接有与破碎容器40内壁贴合的加强条42，在破碎杆23高速旋转对矿石破碎过程中，部分矿石以及开裂的矿石会对破碎容器40内壁产生撞击，通过设置加强条42来增强破碎容器40的整体强度以延长其使用寿命，加强条42在竖直方向上以贴合破碎容器40内壁设置，矿石与加强条42产生接触时可改变矿石的运动轨迹，减少矿石与破碎容器40内壁接触几率同时增大矿石反弹至破碎容器40中心位置与破碎杆23接触的几率，提高破碎效率。

破碎杆23端部设有第一锥体231，第一锥体231端部通过插接轴232插接有第二锥体233，第二锥体233硬度高于第一锥体231。在对矿石破碎过程中通过破碎杆23端部的第一锥体231与矿石的接触，利用第一锥体231与矿石的接触面积小、应力集中的特点来提高对矿石的破碎效率，进一步的通过在第一锥体231端部设同轴的通孔，并在该通孔内安装带有第二锥体233的插接轴232增强第一锥体231端部的强度，降低第一锥体231端部的磨损以及增强破碎杆23对矿石的破碎效果。

第二粉碎容器50两端封口，内部中空，第二粉碎容器50一端连接传输管41，另一端设有排放管53以及连接有驱动第二粉碎容器50内部粉碎组件旋转的第二电机51。第二电机51通过轴承52与第二粉碎容器50同轴连接，本发明通过传输管41将破碎后且颗粒较均匀的矿石输送到第二粉碎容器50内，用于实现对矿石进一步加工以获取高质量的稀土，并且将第二粉碎容器50两端封口处理，同样是为减少第二粉碎容器50内的空气，避免稀土中的部分成分与空气充分反应，降低稀土品质。

粉碎组件为第一粉碎组件70，第一粉碎组件70包括与第二电机51同轴连接的传输轴71，传输轴71表面螺旋环绕连接有搅拌叶72。通过在传输轴71表面设置搅拌叶72，来对破碎后的物料进行搅拌处理，在这过程中各物料在搅拌过程中相互挤压，利用物料之间的相互挤压使其进一步粉碎，在粉碎过程达到设定条件时通过排放管53将所加工的物料排出，当然在加工过程中排放管53端部封口处理，例如采用密封塞堵塞。

破碎容器40一侧设有气泵60，气泵60通过气管61与破碎容器40连通，气泵60还与存放有惰性气体的气体存放容器62连接。针对现有技术中直接对矿石进行破碎处理导致稀土与空气充分反应的问题，本发明在对矿石加工前通过密封板30对加工区域的密封，同时利用气泵60抽取惰性气体输入破碎容器40内，实现采用惰性气体隔绝空气与矿石、稀土之间的接触，这样避免稀土与空气接触，在惰性气体40输入过程中破碎容器40内原有的空气向上浮动并从密封板30与转轴22之间的间隙溢出，当然此方式适用于对第二粉碎容器50内注入惰性气体的操作。

第一电机21竖直固定在第二基体12上，第二基体12通过支撑板11与放置在地面上的第一基体10连接，利用第一基体12、支撑板11以及第一基体10实现对第一电机21进行装夹，使其处于破碎容器40上端，并且应与破碎容器40位置对应。

本实施例中采用惰性气体辅助稀土破碎的装置实际使用时：

将矿石、破碎组件20放入破碎容器40中，控制放入量不大于破碎容器40容积的70%，放入矿石后将密封板30盖合，有条件的可在密封板30底部涂覆油类提高密封效果，之后通过气泵60从气体存放容器62中抽取惰性气体，注入破碎容器40内，将破碎容器40内的空气向外排出，还可通过此方式将第二粉碎容器50内的空气向外排出，矿石在破碎容器40经破碎后通过传输管41输送到第二粉碎容器50内进行粉碎处理，根据加工要求设定矿石在破碎容器40内的加工时间和在第二粉碎容器50内的加工时间，一般矿石在破碎容器40内的加工时间设定为45~60min，矿石在第二粉碎容器50内的加工时间设定为80-100min，完成加工后由排放管53将物料排出，集中进行后续处理。

实施例2：

本实施例提供了粉碎组件的另一技术方案，与实施例1的粉碎组件技术方案有所区别，参见图6、7所示，本实施例的粉碎组件为第二粉碎组件80，第二粉碎组件80包括转桶82，转桶82通过连接轴81与第二电机51连接，转桶82侧面环绕连接有弧形挤压叶83，挤压叶83与转桶82轴线平行设置。转桶82一端通过连接轴81与第二电机51连接，另一端通过连接轴81、轴承52与第二粉碎容器50内壁连接。为获得颗粒更小、均匀度高、质量更高的物料，通过第二电机51驱动转桶82旋转，转桶82在旋转过程中对物料形成挤压，使其产生挤压粉碎，实现获得颗粒更小、均匀度高、质量更高的物料，通过设置弧形挤压叶83对物料挤压过程中在挤压力过载时，弧形状的挤压叶83可相对改变其与转桶82之间的间隙依次来调节挤压力，避免转桶82在旋转过程中出现卡死的状况，同时也避免第二电机51卡死，实现对第二电机51运行保障。

本实施例中采用惰性气体辅助稀土破碎的装置实际使用方法与实施例1的使用方法一致。

实施例3：

本实施例在实施例1的技术方案的基础上提供了减振组件90的技术方案，参见图8、9所示，第一基体10与破碎容器40之间水平设有减振组件90，减振组件90包括与第一基体10连接的撑杆91和与破碎容器40接触的柔性板93，撑杆91与柔性板93之间通过弹性杆92连接，利用弹性件92具有弹性形变的特性，对加工过程中破碎容器40产生的震动起到吸收作用，降低破碎容器40的振动，以降低加工环境下的噪音，也有利于延长破碎容器40的使用寿命，当然还可以通过第一基体10对破碎容器40进行水平方向的限位。

本实施例对本发明的装置-实验组与现有市场的矿用圆锥破碎机-对照组，对稀土矿石进行破碎、粉碎处理，参见图10为采用实验组装置所获得的稀土，参见图11为采用对照组装置所获得的稀土，经对比可见通过实验组装置所获得的稀土颗粒较为均匀，且相较于对照组获得的稀土颗粒相对较小，同时对照组中还存在部分较大的物料，而通过实验组获取的稀土颗粒都较小且无大块物料出现。

本实施例中采用惰性气体辅助稀土破碎的装置实际使用在实施例1的使用方法基础上增设减振组件90对破碎容器40起到支撑作用，减小破碎容器40振动。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.采用惰性气体辅助稀土破碎的装置，包括：

破碎容器，内部放置有物料和用于破碎物料的破碎组件，

第二粉碎容器，所述第二粉碎容器用于对物料进行粉碎，所述破碎容器通过传输管与第二粉碎容器连通，将物料传递至第二粉碎容器内，所述破碎组件包括竖直放置在破碎容器内的转轴，所述转轴由第一电机驱动，所述转轴设于破碎容器内部分轴体由上下排列连接破碎杆，所述破碎杆绕转轴轴心设置，其中，最高水平高度位置和最低水平高度位置的破碎杆长度一致，其两者之间的破碎杆长度依次递减；

所述破碎容器，底部封口处理，端部设有密封板，所述密封板与转轴之间存在0.1mm以下的间隙；所述破碎容器内径由上至下逐缩小，内壁竖直方向上焊接有与破碎容器内壁贴合的加强条；所述破碎杆端部设有第一锥体，所述第一锥体端部通过插接轴插接有第二锥体，所述第二锥体硬度高于第一锥体。

2.根据权利要求1所述的采用惰性气体辅助稀土破碎的装置，其特征在于：所述第二粉碎容器两端封口，内部中空，所述第二粉碎容器一端连接传输管，另一端设有排放管以及连接有驱动第二粉碎容器内部粉碎组件旋转的第二电机。

3.根据权利要求2所述的采用惰性气体辅助稀土破碎的装置，其特征在于：所述粉碎组件为第一粉碎组件，所述第一粉碎组件包括与第二电机同轴连接的传输轴，所述传输轴表面螺旋环绕连接有搅拌叶。

4.根据权利要求2所述的采用惰性气体辅助稀土破碎的装置，其特征在于：所述粉碎组件为第二粉碎组件，所述第二粉碎组件包括转桶，所述转桶通过连接轴与第二电机连接，所述转桶侧面环绕连接有弧形挤压叶，所述挤压叶与转桶轴线平行设置，所述转桶一端通过连接轴与第二电机连接，另一端通过连接轴、轴承与第二粉碎容器内壁连接。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的采用惰性气体辅助稀土破碎的装置，其特征在于：所述破碎容器一侧设有气泵，所述气泵通过气管与破碎容器连通，所述气泵还与存放有惰性气体的气体存放容器连接。

6.根据权利要求1-4任一权利要求所述的采用惰性气体辅助稀土破碎的装置，其特征在于：所述第一电机竖直固定在第二基体上，所述第二基体通过支撑板与放置在地面上的第一基体连接。

7.根据权利要求6所述的采用惰性气体辅助稀土破碎的装置，其特征在于：所述第一基体与破碎容器之间水平设有减振组件，所述减振组件包括与第一基体连接的撑杆和与破碎容器接触的柔性板，所述撑杆与柔性板之间通过弹性杆连接。

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