CN1724171A - 特别适合净化分散在液体中的纤维悬浮液的反应器 - Google Patents

Abstract

一种用于净化分散在液体中的纤维悬浮液的反应器(1；30)，它包括：大体上为筒状的容器(2)，安装在容器(2)内的一个或多个旋转叶片(3)，用于将要净化的悬浮液和以气泡形式分散在它里面的气体物质一起输送到容器(2)中的多个输送装置(5；6，7，8，9)，安装在容器(2)内的，用于截流所述悬浮液的装置(14；16)，用于撇除/排放泡沫和被净化的悬浮液的装置(10)。每一个输送装置(6，7，8，9)包括至少一个输送管(6a，7a，8a，9a)，所述管延伸到容器(2)内，并且具有多个喷头(6d，7d，8d，9d)，每一个喷头都具有朝向容器(2)的内表面(2a)的喷射方向(Z)，以便从容器(2)的截面(S)的内侧开始分配要净化的悬浮液。

Description

特别适合净化分散在液体中的纤维悬浮液的反应器

本发明背景

本发明涉及用于净化分散在液体中的纤维悬浮液的改进的容器。

具体地讲，本发明的反应器业已被用于造纸部门，其中，它被用于除去来自回收纸张的纤维悬浮液中的油墨。

众所周知的是，在造纸部门，纤维悬浮液的净化，特别是由回收的纸张获得的纤维悬浮液的净化和油墨的清除，是通过在专门设计的反应器中进行浮选实现的。

所述已知的漂浮处理方法，主要包括将要净化的纤维悬浮液与空气一起导入所述反应器，并且保持所述流体物质被搅动，以便有利于空气气泡和纤维悬浮液之间的接触。

所述空气气泡将它们在反应器内运动期间所遇到的存在于悬浮液中的杂质带出，产生漂浮在悬浮液自由表面上的泡沫；通过合适的撇除装置将所述泡沫连续地除掉。

通过上述漂浮方法净化来自回收纸张的纤维悬浮液的已知类型的反应器披露于WO98/54402和WO98/54403中，所述专利的拥有者是本发明的申请人。

在以上两件专利中，所述反应器主要包括筒状容器，提供了围绕其圆周安装的，并且处在不同高度上的一系列的喷头。

通过泵送将要净化的悬浮液从外面导入里面，所述泵送过程是通过业已存在的安装在悬浮液自由表面高度上的喷头完成的，每一个喷头还平行地与和外部环境连通的空气吸管连接。

在喷射期间，空气中的悬浮液通过文丘里效应从外面吸入，以便将乳液导入所述容器，该乳液包括里面分散有空气气泡的要净化的悬浮液。

同样由于化学试剂的存在，所述空气气泡将存在于所述悬浮液中的杂质带出，并且产生漂浮在悬浮液自由表面上的泡沫：这种通过空气气泡将杂质“带出”的过程被称为浮选。

通过一个或多个旋转叶片，将所述泡沫从悬浮液的自由表面上除去，然后通过输出管输送出去。

在所述容器内经历了第一次浮选的所述悬浮液，在重力作用下滴向所述容器的底部，并且进入所述截流装置，在专利WO98/54403中，该装置仅存在于底部，而在专利WO98/54402中，它们还存在于所述容器的中间位置；通过平行于相同数量的空气吸管连接的其他喷头，将所述悬浮液泵回到处在不同高度上的容器中。

这样，在第一次浮选期间业已部分净化了的悬浮液再次滴向所述容器底部，通过向上移动的空气气泡进行再次洗涤，并且按照上述方法吸附杂质。

这样，实现了所述纤维悬浮液的再次浮选。

所述悬浮液滴向容器的底部，并且当它再次进入安装在所述底部的截流装置时，它基本上结束了净化循环，并且通过泵输送走，以便使用。

所披露的已知类型的所有反应器，以及它们的等同反应器都存在某些公认的缺陷和限制。

第一种缺陷是由以下事实构成的：要净化的纤维悬浮液的导入，是从容器的外面向内径向进行的，并且这使得所述反应器的生产复杂并且成本高昂，因为它需要周向地、并且在各种高度上安装所述容器，所述反应器具有大量的喷头，这些喷头具有相关的阀门和空气输送管。

另一个缺陷是由以下事实造成的：所述大量部件的存在，还需要长时间的组装作业，其结果是增加了成本，这会影响产品的销售价格，并因此影响有关公司在市场上的竞争力。

由所述大量部件所造成的另外一个缺陷是，在安装之后购买者必须维持的很高的保养费用，以便保持所述反应器一直处在有效工作状态下。

另一个缺陷是由以下事实造成的：所述大量的部件迫使生产商在运输之前对反应器进行预组装，随后拆卸。

这明显又造成了生产成本和销售价格的增加。

最后一个，但并非最不重要的缺陷是，安装已知类型的反应器的难度，因为有大量的管，阀门和喷头需要安装。

本发明的目的是克服上述缺陷。

发明内容

具体地讲，本发明的第一个目的是生产与已知类型的反应器相比具有相同尺寸的反应器，并且，更具体地讲，与所提到的专利中的反应器具有相同尺寸的反应器，不过，它具有更少的部件。

另一个目的是本发明的反应器在运送给购买者之前没有必要在生产车间预先组装，然后拆卸。

另一个目的是生产更简单和更快捷的反应器，因此，与具有等同特征的已知反应器相比制造成本更低。

另一个目的是使得本发明反应器的组装在用户看来更简单和更快捷，因为与具有等同特征的已知反应器相比更便宜。

本发明的另一个目的是生产具有等同特征的相对已知反应器而言具有更小的总体尺寸的反应器。

本发明的另一个目的是可以利用任何容器生产所述反应器，这些容器还可能已经在其他工厂使用过并且被扔掉。

最后一个，但并非最不重要的目的是，与具有等同特征的已知反应器相比，本发明的反应器在收藏运输的容器方面不太困难。

上述目的是通过生产如独立权利要求所述的用于净化分散在液体中的纤维悬浮液的反应器而实现的，该反应器包括：

-具有大体上垂直的纵向轴线的大致为筒状的容器，用于容纳所述要净化的悬浮液；

-安装在所述容器内，并且与驱动轴连接的一个或多个叶片，所述轴限定了大体上垂直旋转轴线；

-与所述驱动轴组合的驱动部件，并且被设计成使它绕所述垂直轴线旋转；

-用于将所述要净化的悬浮液与以气泡形式分散在它里面的气体物质一起导入所述容器的多个输送装置，所述输送装置是一个挨着一个地安装在所述容器内的不同高度上的；

-安装在所述容器内，并且与一个或多个所述输送装置连通的，用于截流所述悬浮液的装置；

-用于撇除由通过所述气泡带出的杂质形成的泡沫的装置；

其特征在于，所述每一个输送装置包括至少一个向所述容器内延伸的输送管，并且具有多个喷头，所述每一个喷头具有朝向所述容器内表面的喷射方向，以便从所述容器的截面的内侧开始分配要净化的所述悬浮液。

上述每一个输送装置包括大体上为直线形式的输送管，它形成了大体上水平的纵向轴线，并且，是大体上沿所述容器剖面的径向方向安装的。

根据一种形式的实施方案，所述输送管在位于所述容器内的一端具有C形管接头，在它上面安装有所述喷头。

优选的是，由于本发明的反应器与已知类型的反应器相比包括更少的部件，它的制造更简单，成本更低，并且在工作方面更可靠。

同样优选的是，由于上述相同的原因，本发明的反应器还需要更少的保养。

同样优选的是，与和它相当的已知的反应器相比，本发明的反应器在运输和组装方面更简单。

最后优选的是，本发明的反应器可以使用从老工厂里扔掉的容器。

附图说明

在说明本发明的某些优选形式的实施方案期间，将会对上述目的和优点做更详细的说明，这些实施例是以非限定性实施例形式提供的，并且在附图中示出：

-图1表示本发明反应器的纵剖面图，表示在工作期间的流动方向；

-图2表示本发明反应器的一种变化形式的纵剖视图，表示在工作期间的流动方向；

-图3表示本发明反应器的横剖视图，它具有按照优选形式的实施方案生产的喷头；

-图4表示本发明反应器的横剖视图，具有按照一种变化形式生产的喷头；

-图5表示图1所示的本发明反应器的中间剖面图；

-图6表示图1或图2所示本发明反应器的细节；

-图7表示图1或图2所示本发明反应器的另一种剖面图；

-图8表示图1所示本发明反应器的部分轴测投影图；和

-图9表示未组装的本发明的反应器，有关部件业已装载在容器中。

具体实施方式

正如在图1中可以看到的，总体上用标记1表示的本发明的反应器包括大体为筒状的容器2，它限定了大体上垂直的纵向轴线Y，提供了安装在它里面的一个或多个叶片3，在图7的剖视图中可以看到其中的一个。

所述叶片与驱动轴4连接，它限制了大体上垂直的旋转轴线Y’，该轴线与容器2的纵向轴线Y重合。

在未示出的不同形式的实施方案中，所述容器的轴线和所述旋转轴线可以是不重合的。

驱动部件使驱动轴4绕上述垂直轴线旋转，以便保持容纳在容器2内的要净化的悬浮液运动。

将总体上用标记5表示的多个输送装置安装在容器2内部，这些装置在图8中也可以看到，这些装置是一个挨着一个地连续安装在不同高度上的，以便将要净化的悬浮液与以气泡形式分散在它里面的气体物质一起输送到所述容器中。

更确切地讲，输送装置5包括总体上用标记6表示的主输送装置，它被安装在要净化的纤维悬浮液的自由表面的高度上，以及安装在所述主输送装置6下面的多个辅助输送装置7，8，9。

根据本发明，上述每一个输送装置6，7，8，9包括向上延伸到容器2内部的输送管6a，7a，8a，9a，并且具有多个喷头6d，7d，8d，9d，它们各自具有朝向容器2的内表面2a的喷射方向Z，以便从容器2的截面S的内侧开始分配要净化的悬浮液。

根据图1，3，和8所示形式的实施方案，每一个输送管6a，7a，8a，9a大体上是直线形式的，构成了大体上沿容器2的截面S的径向分布的纵向轴线X，并且，在向容器2内部延伸的末端提供了C-形管接头6b，7b，8b，9b。

所述C-形管接头的中心与容器2的纵向轴线Y重合，并且将喷头6d，7d，8d，9d安装在它上面。

根据图4所示的一种变化形式，每一个输送管6a，7a，8a，9a大体上是直线形式的，并且还限定了大体上沿容器2的截面S的径向方向分布的纵向轴线X，不过，它不同于上述形式的实施方案，这是因为以下事实：喷头6d，7d，8d，9d被安装在输送管的外表面上。

在所提到的两种形式的实施方案中，所述喷头可以包括具有不同精确尺寸的通孔，这些通孔是直接在相应的管状部件上形成的，或通过螺钉或压力连接安装在所述管状部件上的固定的或可拆卸的喷头。

另外，每一个喷头具有朝向容器2的内表面2a的喷射方向Z。

所述喷射方向Z可以平行于由容器2的截面S限定的平面，或优选如图5中所示，以一定的角度与所述截面相交。具体地讲，所述喷射方向Z略微向下倾斜，以便补偿以下事实：结合在所述射流中的空气倾向于使所述射流向上运动，使它沿朝向顶部弯曲的曲线形轨迹Z’运动。

这样，在容器2的截面S上，由所述射流形成的层在相对所述容器的纵向轴线Y的方向上具有有限的厚度，其中，所述悬浮液被均匀分布在该容器里面。

因此，业已实现了本发明的主要目的，即用较少数量的输送管和喷头将悬浮液输送到所述容器中。

具体可以看出，主输送装置6包括输送管6a，吸管6c与它平行连接，当要净化的悬浮液通过输送管6a沿箭头I所示方向流动到达喷头6d时，所述吸管通过文丘里效应将空气从外面吸入。

这样，就将包括与空气混合的要净化的悬浮液组成的乳液输送到容器2中，其中，所述空气气泡在化学试剂的帮助下将分散在所述悬浮液中的杂质带出。

这样实现了第一次浮选，由此产生了漂浮在悬浮液的自由表面上的泡沫，通过总体上用标记10表示的撇清装置，将所述泡沫从所述表面上除去。

该装置包括与驱动轴4连接的旋转臂11，在它旋转期间将所述泡沫输送到排泄管13的出口12。

出口12设置在容器2的侧面2a，位于由旋转臂11在旋转期间形成的圆周的高度上。

在所述容器内沿箭头D所示方向垂直滴落的液体，在中途通过它的下降被第二个截流装置14收集，如图1所示，该截流装置包括具有锥形底座11b的收集箱14a，该底座是向下朝向中央收缩的，大体上安装在容器2向上的中间部分。

具体地讲，收集箱14a安装在上述辅助输送装置7，8，9上面，并且与第一辅助输送装置7连通，该装置直接安装在收集箱14a上面，并且直接位于主输送装置6下面。

更确切地讲，输送管15通过未示出的泵送装置从收集箱14a中吸出流体，并且沿15a的方向将它输送到上述第一个辅助输送装置的输送管7a中。

同样在这种场合下，吸管7c是与输送管7a平行连接的，并且与外部环境连通，使得流过输送管7a的液体通过文丘里效应吸入空气。

所述悬浮液通过输送管7a，并且到达喷头7d，由该喷头将它马上在收集箱14a上面喂入。

通过喷头7d将所述悬浮液从容器2的内部喷向它的内表面2a，沿图3和4中的附图的方向喷射。

具体地讲，如果所述喷头是图3所示类型的话，喷射方向Z大体上是径向方向的，而如果所述喷头是图4所示类型的话，喷射方向Z不是径向方向的，不过，在任何场合下，都朝向容器2的内表面。

业已经历了所述第一次漂浮的以前净化过的悬浮液，在重力作用下沿箭头D方向滴落，并且经历第二次浮选，在此期间，与仍然存在于所述悬浮液中的杂质结合的空气气泡被转移到泡沫中，所述泡沫在重力作用下上升到所述自由表面，并且按已经说明过的方式除掉。

被送回到收集箱14a上面的容器A中的悬浮液滴向容器2的底部，在这里存在第一个总体上用标记16表示的截流装置，该装置包括向上收缩的收集罩16a，它具有至少一个和它连接的输送管17，所述管允许通过所提供的并且没有示出的泵送装置将净化的液体抽走。

通过箭头18表示的一部分净化过的液体被输送走以便使用，并且包括所谓的“合格的”液体，而通过箭头19表示的其余部分分别流入第二个辅助输送装置8和第三个辅助输送装置9的输送管8a和9a中，这些管安装在第一截流装置16上面。

在用空气乳化之后，将所述悬浮液分别通过喷头8d和9d从所述第二辅助输送装置8和第三辅助输送装置9中输送到容器2中的中间位置上，在这种场合下，所述空气同样是通过文丘里效应通过平行于所述辅助输送管安装的相应的吸管8c，9c吸入的。

沿箭头20所示方向流向所述容器底部的液体要经历进一步的浮选，并且在它第二次进入第一截流装置16时被彻底净化。

所述纤维悬浮液从容器2内部通过若干次，因此经历了若干次浮选作业，还受到了叶片3旋转的协助。

就此而言，每一个叶片3包括扁平的片状主体，或具有如图7所示的直线形式或曲线形式的管状主体。

为了稳定上升和下降的流动，在容器2内部提供了网格部分21，它被安装在中间箱14a和容器2的内表面之间，正如从图5中可以看到的。

所述网格部分21可以插入，因为为了降低中间箱14a的尺寸并且利于通过容器A装载和运输反应器，构成了第一收集装置16的中间箱14a以及罩16a为四角形，如图5所示。

中间箱14a优选是矩形形状的。

另外，正如从图8的轴测投影图中可以看到的，所有输送管6a，7a，8a，9a都垂直排列在一个成型金属板22上，它们是通过焊接组装到另一个成型的互补的成型金属片材上，以便构成筒状容器2。

通过按照图9所示方式排列部件将拆卸的反应器装在容器A中。

在图2中所示出的一种简化变体中，总体上用标记30表示的本发明的反应器与刚才披露的形式的实施方案不同，因为它缺乏所述中间箱。

在所述情况下，就通过箭头U表示的纤维悬浮液而言，它是从安装在底部的第一个截流装置16中流出的，用箭头19表示的部分被输送出去以供使用，而用箭头19a表示的其余部分通过辅助输送装置7，8，9的所有输送管7a，8 a，9a输送，正如可以看到的，在这种场合下，这些辅助输送装置都安装在主输送装置下面，并且位于第一截流装置16上面。

根据业已进行的说明，本发明的反应器实现了所提出的所有目的。

具体地讲，由于分别包括一个输送管和喷头的输送装置，因而可以将悬浮液从所述容器里面喷出，使得与已知技术相比具有能够生产出具有较少部件的反应器。

所述制造的简单性，还使得可以实现避免在运输给消费者之前在工厂预先组装所述反应器的目的。

另外，还实现了与具有等同特征的已知反应器相比，能够以更简单，更快，并因此更廉价的生产成本生产反应器的目的。

还实现了生产与具有等同特征的已知反应器相比具有更小的总体尺寸的反应器的目的。

最后，对用户来说有利的是，本发明的反应器需要更少的保养，并且还可以使用业已在其他工厂使用过的被扔掉的容器生产。

应当指出的是，在本发明的反应器中，输送装置的数量，它们的安装，叶片的数量，它们的安装以及它们的形状，可以不同于业已说明和示出的形式。还可以对本发明的反应器加以改进，并且它可以按照结构变化形式生产，这些改变如果落入以下权利要求书的范围的话，必然都被认为受到本专利的保护。

Claims (25)

1.用于净化分散在液体中的纤维悬浮液的反应器(1；30)，该反应器包括：

-具有大体上垂直的纵向轴线(Y’)的大体上为筒状的容器(2)，用于容纳所述要净化的悬浮液；

-安装在所述容器(2)内，并且与驱动轴(4)连接的一个或多个叶片(3)，所述轴(4)限定了大体上的垂直旋转轴线(Y’)；

-与所述驱动轴(4)结合的驱动部件，并且被设计成使它绕所述旋转轴线(Y’)旋转；

-用于将所述要净化的悬浮液与以气泡形式分散在它里面的气体物质一起导入所述容器的多个输送装置(5；6，7，8，9)，所述输送装置是一个挨着一个地安装在所述容器(2)内的不同高度上的；

-安装在所述容器(2)内，并且与一个或多个所述输送装置(7，8，9)连通的，用于截流所述悬浮液的截流装置(14；16)；

-用于撇除由通过所述气泡带出的杂质形成的泡沫的装置；

其特征在于，所述每一个输送装置(6，7，8，9)包括至少一个向所述容器(2)内延伸的输送管(6a，7a，8a，9a)，并且具有多个喷头(6d，7d，8d，9d)，所述每一个喷头(6d，7d，8d，9d)具有朝向所述容器(2)内表面(2a)的喷射方向(Z)，以便从所述容器(2)的截面(S)的内侧开始分配要净化的所述悬浮液。

2.如权利要求1的反应器(1；30)，其特征在于，所述一个或多个输送装置(6，7，8，9)包括大体上为直线的输送管(6a，7a，8a，9a)，它具有安装在它的外表面上的喷头(6d，7d，8d，9d)，并且限定了大体上沿所述容器(2)的截面(S)的径向方向分布的纵向轴线(X)。

3.如权利要求1的反应器(1；30)，其特征在于，所述输送装置(6，7，8，9)之一包括大体上为直线的输送管(6a，7a，8a，9a)，它们限定了大体上沿所述容器(2)的截面(S)的径向方向分布的纵向轴线(X)，并且在朝向所述容器(2)内部的末端提供了C形管接头(6b，7b，8b，9b)，在它们上安装有喷头(6d，7d，8d，9d)。

4.如权利要求3的反应器(1)，其特征在于，所述C形管状接头(6b，7b，8b，9b)的中心位于所述容器(2)的大体上垂直的纵向轴线(Y)上。

5.如权利要求1的反应器(1；30)，其特征在于，所述容器(2)的纵向轴线(Y)和所述驱动轴(4)的旋转轴线(Y’)是重合的。

6.如权利要求3的反应器(1；30)，其特征在于，每一个喷头(6d，7d，8d，9d)包括存在于所述C形管接头(6b，7b，8b，9b)上的孔。

7.如权利要求2的反应器(1；30)，其特征在于，所述每一个喷头(6d，7d，8d，9d)包括存在于所述输送管(6a，7a，8a，9a)上的孔。

8.如权利要求6或7的反应器(1；30)，其特征在于，所述每一个喷头(6d，7d，8d，9d)是可拆卸地安装在所述C形管状部件(6b，7b，8b，9b)上的喷头部件，并且具有与所述管状部件内部连通的通孔。

9.如权利要求7的反应器(1；30)，其特征在于，所述每一个喷头(6d，7d，8d，9d)是可拆卸地安装在所述输送管(6a，7a，8a，9a)上的喷头部件，并且具有与所述输送管内部连通的通孔。

10.如权利要求1的反应器(1；30)，其特征在于，所述喷射方向(Z)平行于由所述容器(2)的截面(S)限定的平面。

11.如权利要求1的反应器(1；30)，其特征在于，所述喷射方向(Z)以一定的角度与所述容器(2)的所述截面(S)相交。

12.如权利要求11的反应器(1；30)，其特征在于，所述喷射方向(Z)朝向下。

13.如权利要求1或10或11的反应器(1)，其特征在于，所述喷射方向是相对所述容器(2)的所述截面(S)的径向方向的。

14.如权利要求1的反应器(1；30)，其特征在于，所述输送装置(5)包括：

-安装在所述要净化的纤维溶液的自由表面高度上的主输送装置(6)；

-安装在所述主输送装置(6)下面的辅助输送装置(7，8，9)，

所述辅助输送装置(7，8，9)中的一个或多个是与安装在所述容器底部的第一截流装置(16)液压连接的，以便将所述纤维溶液转移到位于主输送装置(6)下面所述容器(2)中的中间位置上。

15.如权利要求14的反应器(1)，其特征在于，它还包括大体上安装在所述容器(2)中间的第二截流装置(14)，所述第二截流装置(14)是与所述至少一个辅助输送装置(7)液压连接的，该输送装置安装在所述第二截流装置(14)上面，并且位于所述主输送装置(6)下面。

16.如权利要求14的反应器(1；30)，其特征在于，所述第一截流装置(16)包括向上收缩的收集罩(16a)，它具有至少一个与所述一个或多个辅助输送装置(8，9)液压连接的输送管(17)，并且与泵送装置结合。

17.如权利要求15的反应器(1；30)，其特征在于，所述第二截流装置(14)包括大体上位于所述容器(2)向上中间的收集箱(14a)，该收集箱(14a)位于所述辅助输送装置(7，8)之间。

18.如权利要求17的反应器(1；30)，其特征在于，所述收集箱(14a)具有泵送装置和至少一个与所述一个或多个辅助输送装置(7)中的至少一个液压连接的输送管(15)，它被安装在所述收集箱(14a)上面和所述主输送装置(6)下面。

19.如权利要求18的反应器(1；30)，其特征在于，所述收集箱(14a)还具有锥形底座(14b)，它向下，向中央收缩。

20.如权利要求1的反应器(1；30)，其特征在于，所述用于撇除泡沫的撇清装置(10)包括至少一个与所述驱动轴(4)以及排泄管(13)连接的旋转臂(11)，该排泄管(13)具有安装在所述容器(2)内表面(2a)上，靠近要净化的所述悬浮液的自由表面的出口(12)，并且相应于在旋转臂(11)旋转期间，在所述容器(2)的内表面(2a)上形成的圆周。

21.如权利要求1的反应器(1；30)，其特征在于，所述每一个输送装置(6，7，8，9)使它的平行于空气吸管(6c，7c，8c，9c)连接的输送管(6a，7a，8a，9a)通过文丘里管与外部连通。

22.如权利要求1的反应器(1)，其特征在于，所述每一个叶片(3)具有扁平的S形轮廓。

23.如权利要求1的反应器(1)，其特征在于，所述每一个叶片是直线形式的。

24.一种如所示出的和所说明的反应器(1)。

25.一种通过以气泡形式分散在纤维悬浮液中的气体物质带出杂质来净化分散在液体中的纤维悬浮液的方法，该方法使用以下类型的反应器，该反应器包括：

-用于容纳所述要净化的悬浮液的大体上为筒状的容器；

-安装在所述容器内的一个或多个旋转叶片；

-具有喷头的多个输送装置，所述喷头用于将所述要净化的悬浮液喷射到所述容器内，使气体物质以气泡形式分散在它里面；

-用于排放净化了的悬浮液和由通过所述气泡带出的存在于所述悬浮液中的杂质形成的泡沫的装置，其特征在于，所述将要净化的悬浮液被喷射到所述容器中，所述喷射是从所述容器内部沿朝向所述容器内表面的方向进行的。

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