DD203688A1 - DEVICE AND ARRANGEMENT FOR MIXING ADDITIVES WITH SUSPENSIONS OR SOLUTIONS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und eine Anordnung zur Mischung von Additiven mit Suspensionen, in dem die Mischungspartner in Kontakt gebracht werden und sich dort auch bei Reynoldzahlen Re < gleich 10 vollstaendig vermischen und diese Mischung einer Ausgabevorrichtung kontinuierlich pulsationsfrei (ohne Akkumulator) zugefuehrt wird. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz bei Mischen einer Suspension mit einem Additiv der Hauptvolumenstrom aus einem Vorratsbehaelter kontinuierlich ueber eine Einspritzduese einer Mischungsvorrichtung zugefuehrt wird. Mit Hilfe einer Pumpe erfolgt aus einem Vorratsbehaelter kontinuierlich und mengenproportional die Dosierung des Additivs zur Mischungsvorrichtung ueber eine weitere Einspritzduese. Die Einspritzduesen in der Mischungsvorrichtung sind so angeordnet, dasz die zu mischenden Volumenstroeme unmittelbar nach Verlassen dieser in Kontakt kommen. Weiterhin sind in der Mischungsvorrichtung Einbauten vorhanden, deren Abstand zwischen zwei Hindernissen < gleich 20 mm betraegt und das erste Hindernis nach dem Mischungspunkt sich in einem Abstand von < gleich 10 mm befindet.The invention relates to a device and an arrangement for mixing additives with suspensions, in which the mixing partners are brought into contact and completely mixed there even at Reynolds numbers Re equal to 10 and this mixture of an output device continuously pulsation (without accumulator) zugefuehrt. According to the invention, this object is achieved by the fact that when a suspension is mixed with an additive, the main volume flow from a storage container is continuously fed via an injection nozzle to a mixing device. With the aid of a pump, the metering of the additive to the mixing device via a further injection nozzle takes place continuously and proportionally from a supply container. The injection ducts in the mixing device are arranged so that the volume flows to be mixed come into contact immediately after leaving the latter. Furthermore, in the mixing device installations are present, the distance between two obstacles is equal to 20 mm and the first obstacle after the mixing point is located at a distance of <10 mm.
Description
£. sJ / KJ KJ L·. £. sJ / KJ KJ L ·.
Erfinder: Inventor :
Edgar Grube Wolfgang Fitsenke Dr0 Hugo Christen Norbert LiborEdgar Grube Wolfgang Fitsenke Dr 0 Hugo Christen Norbert Libor
Berlin, den 10. 02. 1982 Ei/GöBerlin, October 10, 1982 Ei / Gö
Vorrichtung und Anordnung zur Mischung von Additiven mit Suspensionen oder LösungenApparatus and arrangement for mixing additives with suspensions or solutions
Anwendungsgebiet der Erfindung Area of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und eine An-Ordnung zur Mischung von Additiven mit Suspensionen und Lösungen, in dem die Mischungspartner in einer Mischungsvorrichtung in Kontakt gebracht werden und sich dort auch bei Re ^ 10 vollständig ineinander vermischen und diese Mischung einer Ausgabevorrichtung kontinuierlich zugeführt wird. Insbesondere findet die Erfindung Anwendung in der filmherstellenden Industrie zum Zumischen von Additiven (z. B. Hartem.) zu fotografischen Suspensionen.The invention relates to a device and an order for mixing additives with suspensions and solutions, in which the mixing partners are brought into contact in a mixing device and there even at Re ^ 10 completely mix together and this mixture is fed to a dispenser continuously. In particular, the invention finds application in the film-making industry for admixing additives (eg Hartem.) To photographic suspensions.
Bei der Herstellung fotografischer Begoßlösungen werden in eine meist Gelatine enthalt ende Lösung oder Suspension, die sich in einem Vorratsbehälter befinden, Additive (Härtungsmittel, Tenside, Stabilisatoren, Gelatineersatzstoffe, Viskositätssteigerer, u.a.) eingebracht, die sowohl untereinander, als auch mit den vorgelegten Bindemitteln reagieren können. Die Folge davon sind sich verändernde (instabile) JEroduktionsbedingungen in Abhängigkeit von der Standzeit der Begußlösungen, bedingt durch einen Anstieg der Viskosität, einer pH-Änderung und damit weitere Beeinflussung vonIn the manufacture of photographic casting solutions, additives (hardeners, surfactants, stabilizers, gelatin substitutes, viscosity enhancers, etc.) are introduced into a solution or suspension, usually containing gelatin, which react with each other as well as with the binders present can. The consequence of this is changing (unstable) production conditions as a function of the service life of the pouring solutions, due to an increase in viscosity, a change in pH and thus further influencing of
'3 C C C D'3 C C C D
Reaktionen und Viskositätzwischen den Begußschichten. Einheitliche reproduzierbare Bedingungen erhält man durch Zudosierung solcher reaktionsfähiger Additive in die Förderleitung für die Begußlösungen in der Uähe der Ausgabevorrichtung.Reactions and viscosity between the casting layers. Uniform reproducible conditions are obtained by adding such reactive additives into the feed line for the pouring solutions in the vicinity of the dispenser.
Es ist bekannt, daß zwei oder mehrere Additive einer Mischungsvorrichtung über Einspritzdüsen zudosiert werden, damit sie sich homogen miteinander vermischen. Verschiedene Formen von Mischungsvorrichtungen, die verwendet werden, sind in "Stoffvereinigen in fluiden Phasen" Teil 4/1, YEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie/Leipzig 1978 ausführlich beschriebene Die angegebenen Strahlmischer unterscheiden sich in ihrer Anordnung und im Anwendungsbereich. Der Strahlmischer, der nach dem"Gleichstromprinzip" arbeitet, ist bei einer Reynoldzahl von Re > A- · 1Cr und einem Volumenstromverhältnis der Additive von v^/Vo = 0,2o..1 einsetzbar, wobei das Dichteverhältnis"möglichst ? Λ2 ο ~ ^ sein soll. Strahlmischer in "Gegenstromanördnung" können eingesetzt werden, wenn die geforderten Bedingungen Re > 2 · 10·^ und VVv2 = 0,01...1 erfüllt sind. Eine weitere Form von Strahlenmischern ist die "Querstromanordnung". Eine Anwendung ist geeignet"für Reynoldzahlen Re > 3000 und einem Volumenstromverhältnis von τ./Vp = 0„. .1« Es muß an dieser Stelle noch bemerkt werden, daß die hier angegebene Reynoldzahl sich aus den technologischen Abmessungen der Mischungsvorrichtung und den physiko—chemischen Parametern der Mischung zusammen— setzt«,It is known that two or more additives of a mixing device are metered via injection nozzles, so that they mix homogeneously with each other. Various forms of mixing devices which are used are described in detail in "Stoffvereinigen in fluid phases" Part 4/1, YEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie / Leipzig 1978 The specified jet mixers differ in their arrangement and in the field of application. The jet mixer operating on the "DC principle" can be used with a Reynolds number of Re> A- * 1Cr and a volumetric flow ratio of the additives of v ^ / Vo = 0.2o..1, the density ratio being "as good as Λ2 ο ~ Jet mixers in "counterflow" can be used if the required conditions Re> 2 · 10 · ^ and VVv 2 = 0.01 ... 1 are met Application is suitable "for Reynolds numbers Re> 3000 and a volumetric flow ratio of τ / Vp = 0". .1 "It must be noted at this point that the Reynolds number given here is composed of the technological dimensions of the mixing device and the physico-chemical parameters of the mixture",
Eine weitere Möglichkeit zur Erzielung eines guten Mischeffektes ist das Einbringen von feststehenden Einbauten in Rohrleitungen.So werden bei turbulenten Strömungen "Schaschlik"- und "Eenics"-Einbauten, sowie Sulzer-Mischer angewendet* Durch den kon-Another possibility for achieving a good mixing effect is the introduction of fixed installations in pipelines. Thus, in turbulent flows, "shashlik" and "Eenics" installations as well as Sulzer mixers are used.
b 8b 8
struktiven Aufbau dieser Rohreinbaut en, besonders bei den Sulzer-Mischern und Mischvorrichtungen mit Eenics-Einbauten treten sehr hohe Druckverluste auf, was sehr nachteilig für die Technologie solcher Mischungsvorrichtungen ist· line Reinigung dieser Einbauten wird ebenfalls als sehr problematisch angesehen«structurally, these tubes are structurally very bulky, especially for Sulzer mixers and mixers with Eenics internals, which is very detrimental to the technology of such mixers. Line cleaning of these internals is also considered very problematic. "
Ebenso bekannt sind Durchlaufmischer, in denen durch Rührer mit hohen Rührerdrehzahlen zusätzliche Turbulenzen erzeugt werden und die Durchmischung zusätzlich intensiviert wird. Dabei wird gefordert, daß die Reynoldzahl, die sich aus der Rührerdrehzahl, dem Rührerdurchmesser und der Viskosität der Mischung zusammensetzt, einen 7/ert von Re> 100 hat. Weiterhin stellt der Rührer eine zusätzliche Vorrichtung im technologischen Ablauf dar. Bei kontinuierlichen Produktionsprozessen, wie die Herstellung von fotografischen Aufzeichnungsmaterialien mit Extrusions— gießern ist die Anwendung dieser Durchlaufmischer von großem Uachteil, da der Ausfall der Rühreinrichtung, z. B. durch Ausfall der Antriebsenergie für den Rührmotor zu QualitätsSchwankungen des Finalproduktes oder sogar zum Produktionsstillstand führt. In der Patentschrift DE-OS 22 46 758 wird die Mischung von einem Kunstharz und einen Katalysator beschrieben, indem diese Mischungspartner im Gegenstrom aufeinandertreffen. Zwischen der Mischkammer und der Ausgabevorrichtung in JTorra. einer Düse sind Hindernisse zur Erhöhung der Effektivität der Durchmischung in die IPör der leitung en eingebaut. Der Nachteil dieser Einbauten liegt darin, daß sich z. B. fotografische Suspensionen beim peripheren Durchgang durch die Einbauten entmischen. Weiterhin ist in der Patentschrift angeführt, daß der Kunstharz mit einer Kolbenpumpe gefördert wird und dadurch eine PulsationContinuous mixers are also known in which additional turbulences are generated by means of stirrers with high stirrer speeds and the mixing is additionally intensified. It is required that the Reynolds number, which is composed of the stirrer speed, the stirrer diameter and the viscosity of the mixture, has a 7 / ert of Re> 100. Furthermore, the stirrer is an additional device in the technological process. In continuous production processes, such as the production of photographic recording materials with extrusion casters, the use of these continuous mixers is of great advantage since the failure of the stirring device, eg. B. leads to quality fluctuations of the final product or even to production stoppage due to failure of the drive energy for the stirrer motor. In the patent DE-OS 22 46 758, the mixture of a synthetic resin and a catalyst is described by these mixing partners meet in countercurrent. Between the mixing chamber and the dispenser in JTorra. A nozzle incorporates obstacles to increase the effectiveness of the mixing in the IPör the line. The disadvantage of these installations is that z. B. demix photographic suspensions in the peripheral passage through the internals. Furthermore, it is stated in the patent that the resin is conveyed by a piston pump and thereby a pulsation
£ö / Ό ö L / £ ö / Ό ö L /
der Kunstharzströme erreicht wird. Durch Einbau eines Akkumulators soll dieser Wellencharakter der Strömung beseitigt werden. Der Einbau solcher Zwischenbehälter ist aber von großem Nachteil· Einmal stellen solche "Beruhigungsbehälter11 einen zusätzlichen apparativen Aufwand dar. Ein weiteres Aggregat muß bei R?o~ duktionsstil-lständen gesäubert werden. Ein umfangreicher zusätzlicher BMSR-Aufwand ist notwendig. Bei kontinuierlichen Prozessen, z. B, bei der Herstellung von fotografischen Aufzeichnungsmaterialien, wird gefordert, Additive kurz vor dem Begußprozeß dem Hauptvolumenstron zuzuführen,» Durch den Einbau eines Akkumulators würde sich automatisch die 'Verweilzeit der Mischung erhöhen, was sich negativ auf die fotografischen Eigenschaften auswirkt«, Die auftretende Sedimentation von fotografischen Suspensionen mit geringen Feststoffanteilen (Silberhalogenid) während der Standzeit im "Beruhigungsbehälter" ist ebenfalls von großem Nachteil für den Begußprozeß«the resin flows is achieved. By installing a rechargeable battery, this wave character of the flow should be eliminated. However, the installation of such intermediate tanks is of great disadvantage · Once such "sedimentation tank 11 represents an additional expenditure on equipment .. A further unit must be cleaned in case of production-style-stalls.An extensive additional BMSR effort is necessary. For example, in the production of photographic recording materials, it is required to add additives to the main volume stream just prior to the casting process. "By incorporating an accumulator, the 'residence time of the mixture would automatically increase, which negatively affects the photographic properties Occurring sedimentation of photographic suspensions with low solids content (silver halide) during the life in the "calming tank" is also of great disadvantage for the casting process «
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und Anordnung zur Mischung von Additiven mit Suspensionen oder Lösungen mit einer Eeynoldzahl Re ^ 10 zu erfinden, die gewährleistet, daß die Mischungspartner einer Mischungsvorrichtung kontinuierlich zugeführt werden und daß ohne einen zusätzlichen nachgeschalteten Akkumulator eine ausreichende Homogenisierung und pulsationsfreie Förderung gesichert wird-,The object of the invention is to invent a device and arrangement for mixing additives with suspensions or solutions with a Eeynoldzahl Re ^ 10, which ensures that the mixing partners of a mixing device are fed continuously and that without an additional downstream accumulator sufficient homogenization and pulsation Secured funding,
Brfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß beim Mischen einer fotografischen Suspension mit einem Additiv (z. B. einer Härtungsmittellösung) der Hauptvolumenstron (fotografische Suspension) aus einem Vorratsbehälter kontinuierlich über eine Einspritzdüse einer Mischvorrichtung zugeführt wird.According to the invention, the object is achieved by mixing the suspension of the photographic suspension with an additive (eg a hardening agent solution) to continuously supply the main volume stream (photographic suspension) from a reservoir to a mixing device via an injection nozzle.
I Ö Ö L / I ÖL L /
Mit Hilfe einer Pumpe (Hubkolbenpumpe, Membranpumpe) erfolgt aus einem Vorratsbehälter kontinuierlich und mengenproportional die Dosierung des Additivs zur Mischungsvorrichtung über eine weitere Einspritzdüse. In der Förderleitung für das zu dosierende Additiv ist vor oder nach der Dosiereinrichtung eine Dosierkontrolle mit Signalisierung von Sollwerabweichungen vorhanden. Die Einspritzdüsen in der Mischungsvorrichtung sind so angeordnet, daß die zu mischenden Volumenströme unmittelbar nach Verlassen dieser in Kontakt kommen. Weiterhin sind in der Mischungsvorrichtung mindestens 10 Einbauten vorhanden, deren Abstand zwischen zwei Hindernissen b ^ 20 mm ist und sich das erste Hindernis nach dem~Mischungspunkt in einem Abstand von a £ 10 mm befindet· Zwischen Mischungsvorrichtung und einer Ausgabevorrichtung, z. B. einem Extrusionsgießer, ist kein Akkumulator vorhanden· Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß durch die Mischungsvorrichtung eine gute Durchmischung auch bei Heynoldszahlen von Re -^ 10, im Gegensatz zu Literatur, erzielt wird und dass das Yolumenstronverhältnis der Mischungspartner kleiner oder größer als 1 sein kann. Pulsationen, die durch die Förderpumpe für das Additiv verursacht werden, werden wahr scheinlich in der Mischungsvorrichtung . abgebaut und für den Mischungsvorgang genutzt. Der kontinuierliche Beguß mit Extrusionsgießern wird somit nicht negativ beeinflußt. Der Binbauort der Mischungsvorrichtung" zwischen dem VorratsbehälterWith the help of a pump (reciprocating pump, diaphragm pump), the metering of the additive to the mixing device via a further injection nozzle takes place continuously and proportionally from a reservoir. In the delivery line for the additive to be metered before or after the metering a metering control with signaling of Sollwerabweichungen available. The injection nozzles in the mixing device are arranged so that the volume flows to be mixed come into contact immediately after leaving this. Furthermore, at least 10 internals are in the mixing apparatus available, the distance between two obstacles b ^ is 20 mm and the first obstacle after ~ mixing point is at a distance of a £ 10 mm x between the mixing device and an output device, such. It has now surprisingly been found that by the mixing device a good mixing even at Heynoldszahlen of Re ^ 10, in contrast to literature, is achieved and that the Yolumenstronverhältnis the mixing partners smaller or larger than 1 can be. Pulsations caused by the additive delivery pump are likely to be in the mixing device. degraded and used for the mixing process. The continuous casting with extrusion casters is thus not adversely affected. The Binbauort the mixing device "between the reservoir
die für/Suspension und dem Exfcrusionsgießer ist nicht entscheidend für den Mischungsvorgange Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Lösungen ist es möglich, daß am Exfcrusionsgießer nur Begußlösungen verarbeitet werden, bei der die Additive zur Suspension ,immer zu einem exakt konstantenThe application of the solutions according to the invention makes it possible for only casting solutions to be processed at the excrusion casting machine, in which case the additives to the suspension always have an exactly constant degree of stability
23768^ 723768 ^ 7
Zeitpunkt vor dem Vergaß zugegeben werden. Dadurch sichert man, daß nur Begußlösungen verarbeitet werden, bei der die Mischungszeit der Suspension mit den Additiven konstant ist. Somit ist gesichert, daß man Finalprodukte erhält, die immer eine gleichbleibende Qualität aufweisen.Date to be added before forgetting. This ensures that only Begusslösungen be processed in which the mixing time of the suspension with the additives is constant. This ensures that one receives final products, which always have a consistent quality.
Die dazu gehörenden Zeichnungen zeigen:The accompanying drawings show:
3?ig· 1 Schematische Darstellung des Mischvorganges " "bei Anwendung der erf indungsgemäßen AnordnungFIG. 3 shows a schematic representation of the mixing process when the arrangement according to the invention is used
!ig. 2 Schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung.! Ig. 2 Schematic representation of the mixing device according to the invention.
Eine bevorzugte Anordnung zur Dosierung von Additiven zu Suspensionen und Lösungen ist in Pig· 1 angegeben. Aus einem Vorratsbehälter 1, der unter einem Überdruck von 1,5 · 10^ Pa steht, fließt eine SiIberhalögenid-Gelatine-Suspension über eine Einspritzdüse 9? deren Innendurchmesser ά. = 1 m beträgt, in eine Mischungs-Vorrichtung 2, die als Rohr mit Einbauten ausgebildet ist. Das Additiv, hier eine Härtungsmittellösung, wird der Mischungsvorrichtung 2 aus einem Vorratsbehälter mit Hilfe- einer Kolbenmembranpumpe 4 über eine Einspritzdüse 11 mit einem Innendurchmesser von d.= 0,5 mm zugeführt. Zwischen der Dosierpumpe 4 und der Einspritzdüse 11 für das Additiv befinden sich ein Schwebekörperdurchflußmesser 7 zur Störsignalisierung, sowie ein Magnetventil 8. Der Schwebekörperdurchflußmesser kann in die Förderleitung zwischen der Dosierpumpe 4 und dem· Vorratsbehälter 5 für das Additiv, als auch zwischen Dosierpumpe 4- und Magnetventil 8 bzw. Einspritzdüse 11 für das Additiv, eingebaut werden.A preferred arrangement for metering additives to suspensions and solutions is given in Pig. From a reservoir 1, which is under an overpressure of 1.5 x 10 ^ Pa, a silver halide gelatin suspension flows through an injection nozzle 9? the inner diameter ά. = 1 m, in a mixing device 2, which is designed as a pipe with internals. The additive, here a hardener solution, is fed to the mixing device 2 from a reservoir with the aid of a piston diaphragm pump 4 via an injection nozzle 11 with an inner diameter of d = 0.5 mm. Between the metering pump 4 and the injector 11 for the additive are a Float 7 for Störsignalisierung, and a solenoid valve 8. The Float can be in the delivery line between the metering pump 4 and the reservoir 5 for the additive, as well as between metering pump 4- and Solenoid valve 8 and injector 11 for the additive to be installed.
die ο. a. St or signalisierung wird das Meßprinzip des Mengenmessers 7 ausgenutzt. Wenn der geforderte Dosiervolumenstrom unterbrochen wird (z. B. durch LufteinSchlüsse in der Förderleitung oder Ausfall der Antriebsenergie für die Dosierpumpe 4, so "bewegt sich der Schwebekörper im Meßrohr aus dem Sollwertbereich. Bringt man nun diesen Schwebekörper in den Strahlengang einer optischen Meßeinrichtung, so kann damit ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgelöst werden. Die Arbeitsweise des Magnetventils 8 wird so geregelt, daß bei Unterbrechung der Dosierung dieses geschlossen wird. Den Aufbau der Mischungsvorrichtung 2 zeigt Pig. 2. Die Mischungsvorrichtung 2 ist ein doppelwandiges, temperierbares Rohr aus χ 8 Cr Mo Ti,18.11-Stahl mit einem Innendurchmesser von d^ = 12 mm. Die Einspritzdüsen sind in Querstromanordnung in der Mischung svorr ic htung 2 so eingebaut, daß die Mischungspartner unmittelbar nach Verlassen der Düsen aufein- andertreffen und sich homogen ineinander vermischen.the ο. a. St or signaling the measuring principle of the flow meter 7 is utilized. If the required metering volume flow is interrupted (eg due to air pockets in the delivery line or failure of the drive energy for the metering pump 4), then the float in the measuring tube moves out of the desired value range The operation of the solenoid valve 8 is regulated so that it is closed when the metering is interrupted. The structure of the mixing device 2 is shown in Pig Cr 8 Cr Mo Ti, 18.11 steel with an internal diameter of d ^ = 12 mm The injectors are installed in cross-flow configuration in mixture mode 2 so that the mixing partners meet immediately after leaving the nozzles and mix homogeneously ,
Weiterhin sind in der Mischungsvorrichtung 2 20 Hindernisse 10 senkrecht zur Strömungsrichtung der Mischung ausgebildet, zwischen denen ein Abstand von b = 10 mm ist, und sich das erste Hindernis 10 nach dem Mischungspunkt in einem Abstand von a = 10 mm befindet, . Die Fläche eines Hindernisses 10 beträgt ca. 60 % der gesamten Rohrquerschnittsfläche der Mischungsvorrichtung 2. Die Suspensionsmischung fließt nach Verlassen der Mischungsvorrichtung 2 über eine induktive Durchflußmeßeinrichtung 3 zu einem Extrusionsgießer 6, Der Dosiervolumenstrom des Additivs wird durch den den Hauptvolumenstrom geregelt. Eine Änderung des Mengenverhältnisses zwischen der Suspension und Additiv ist über den Hub der Kolbenmembranpumpe 4 beliebig einstellbar.Furthermore, in the mixing device 2 20 obstacles 10 are formed perpendicular to the flow direction of the mixture, between which a distance of b = 10 mm, and the first obstacle 10 is after the mixing point at a distance of a = 10 mm. The surface of an obstacle 10 is about 60% of the total pipe cross-sectional area of the mixing device 2. The suspension mixture flows after leaving the mixing device 2 via an inductive flow meter 3 to an extrusion casting 6. The metering volume flow of the additive is controlled by the main volume flow. A change in the quantitative ratio between the suspension and the additive is arbitrarily adjustable via the stroke of the piston diaphragm pump 4.
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| DD203688B1 DD203688B1 (en) | 1987-09-16 |
Family
ID=5536900
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| DD (1) | DD203688B1 (en) |
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1982
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DD203688B1 (en) | 1987-09-16 |
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