DE1566559B1 - Atmungsgeraet fuer zwei in ihrem Mischungsverhaeltnis einstellbare Gase - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Atmungsgerät zum Be- In der Zeichnung, die ein erfindungsgemäßes liefern eines Patienten mit zwei in einem einstell- Atmungsgerät in einem schematisch gehaltenen baren Mischungsverhältnis mischbaren Gasen, das Schnitt darstellt, ist die Erfindung beispielsweise vereine Mischkammer für die Gase, eine erste, einen anschaulicht.

Druckregler mit einer Membrane aufweisende, zur 5 Das dargestellte Atmungsgerät weist eine erste

Mischkammer führende Zuführungsleitung für das Zuführungsleitung 1 für ein erstes Gas, z.B. Sauer-

erste Gas, eine zweite, einen Druckregler mit einer stoff oder Luft, und eine zweite Zuführungsleitung 2

Membrane aufweisende und zur Mischkammer füh- für ein zweites Gas, z.B. N₂O, auf. Die Leitungen

rende Zuführungsleitung für das zweite Gas und eine führen über ein Meßgerät 3 zur Anzeige des Mivon der Mischkammer ausgehende und zum Anschluß ίο schungsverhältnisses zu einer Mischkammer 4, von

an die Atmungsorgane des Patienten bestimmte Lei- der eine Leitung 5 ausgeht, die an die Atmungs-

tung aufweist. organe des Patienten angeschlossen werden kann.

Bei solchen Atmungsgeräten, bei denen als zweites In der Zuführungsleitung 1 ist ein erster Druck-Gas beispielsweise N₂O zugeführt werden kann, ist regler 6 vorgesehen, dessen Gehäuse eine Ventiles wünschenswert, daß Änderungen des Mischungs- 15 kammer 7 bildet, in der eine Ventilscheibe 8 über Verhältnisses ohne nennenswerte Änderungen der ge- eine Feder 9 gegen einen Ventilsitz gespannt ist, wenn samten gelieferten Gasmenge erfolgen können. Aus der Druckregler die Verbindung zwischen der Ventildiesem Grund ist bereits eine Ventilanordnung mit kammer 7 und einer auf das Ventil folgenden Memeinem Paar Ventilkörpern an einer gemeinsamen brankammer 10 unterbricht, von der aus die Zu-Ventilspindel bekanntgeworden, wobei jeder Ventil- 20 führungsleitung 1 weiterführt. Die Membrankammer körper eine eigene Ventilöffnung steuert, so daß bei 10 ist oben durch eine Membrane 11 abgeschlossen, einer Bewegung der Ventilspindel in einer bestimm- die dem Druck einer über ihr angeordneten Schrauten Richtung die eine Ventilöffnung gerade um den benfeder 12 ausgesetzt ist und unten an einem mit gleichen Betrag vergrößert wie die andere Ventil- der Ventilscheibe 8 verbundenen, von dieser axial Öffnung verkleinert wird. Die Ventilspindel kann 25 nach oben ragenden Stift 13 abgestüzt ist. Wenn der zwischen zwei Endstellungen verschoben werden, von Druck in der Membrankammer 10 unter einen bedenen die eine dem vollkommenen Abschluß der stimmten Wert absinkt, dann überdrückt die Kraft einen Ventilöffnung bei vollkommener Öffnung der der Schraubenfeder 12 die Kraft der Feder 9 und anderen Ventilöffnung entspricht, so daß die ge- öffnet das die Ventilscheibe 8 aufweisende Ventil, lieferte Gasmischung 0 % des einen und 100 °/o des 30 Die Schraubenfeder 12 ist im übrigen über einen anderen Gases enthält. Durch Einstellen der Ventil- oberen Federteller 14 an einer Einstellschraube 15 spindel kann jede gewünschte Mischung zwischen abgestüzt, die die obere Gehäusewandung durchsetzt 0 und 100 % eines der beiden Gase erzielt werden. und mit deren Hilfe der Vorspannung der Schrau-In der Praxis hat sich jedoch herausgestellt, daß benfeder 12 eingestellt werden kann,
es mit einer solchen Ventilanordnung sehr schwierig 35 In der Zuführungsleitung 1 ist austrittsseitig des ist, das jeweils gewünschte Mischungsverhältnis mit Druckreglers 6 ein Absperrventil 16 angeordnet, desgenügend großer Genauigkeit einzustellen. sen Ventilkörper 17 über einen seine Spindel bilden-Der Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zu- den Stift mit einer Membrane 19 verbunden ist. Die gründe, die bekannten Einstellvorrichtungen so zu Membrane 19 begrenzt eine Ventilkammer 20 und verbessern, daß eine einfache und doch zuverlässig 40 ist in ihre einer Öffnung des Ventils entsprechenden arbeitende Einstellvorrichtung entsteht, mit der das Endstellung über eine Schraubenfeder 21 vorMischungsverhältnis ohne Beeinflussung der gesam- gespannt, durch die das Ventil normalerweise offenten gelieferten Gasmenge des gemischten Gases ein- gehalten wird. Wenn der Druck in der Ventilkammer gestellt werden kann. Nachdem die bisher bekannten 20 jedoch einen bestimmten Wert überschreitet, dann Einstellvorrichtungen außerdem bei ihrer Herstellung 45 schließt das Absperrventil. Vorzugsweise ist das Abdie Einhaltung sehr genauer Toleranzen erforderten, Sperrventil 16 noch mit einem geeigneten Schnappist mit der Erfindung weiterhin angestrebt, die Her- mechanismus versehen, der dafür sorgt, daß der Stellung der Einstellvorrichtung möglichst ohne die Ventilkörper 17 im Fall einer an ihm angreifenden Einhaltung größerer Toleranzforderungen vornehmen Schließkraft aus der vorherigen, ganz geöffneten zu können. 50 Stellung schnell bis ganz in die Schließstellung bewegt

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch wird, und umgekehrt.

gelöst, daß die Membrane des zweiten Druckreglers Austrittsseitig des Absperrventils 16 ist in°der Zudes eingangs genannten Atmungsgerätes von dem führungsleitung 1 eine Einschnürungsstelle 22 vordurch den ersten Druckregler geregelten Druck be- gesehen, die so bemessen ist, daß durch die Zufühaufschlagt und in dem auf den ersten Druckregler 55 rungsleitung 1 bei einem normalen Gasdruck von folgenden Teil der ersten Zuführungsleitung an einer beispielsweise 3 ata gerade eine geeignete Gasmenge auf die Abnahmestelle des Regeldruckes für den von beispielsweise 401 in der Minute strömt,
zweiten Druckregler folgenden Stelle eine Drossel- Austrittsseitig der Einschnürungsstelle 22 führt die einrichtung vorgesehen ist. Zuführungsleitung 1 zu einer Drosseleinrichtung 23, Bei einem so ausgebildeten Atmungsgerät kann 60 mit deren Hilfe die durch die Zuführungsleitung 1 durch Einstellen der Drosseleinrichtung eine Ände- zugeführte erste Gasmenge eingestellt werden kann, rung des Mischungsverhältnisses der beiden Gase Die Drosseleinrichtung weist ein Gehäuse 24 mit ohne eine nennenswerte Änderung der dem Patienten einer Ventilkammer 25 auf, in die die Zuführungsinsgesamt zugeführten Gasmenge herbeigeführt wer- leitung 1 von der Einschnürungsstelle 22 her einmünden. 65 det. In der Ventilkammer 25 befindet sich ein Ventil-Ausgestaltungen der Erfindung betreffen unter- sitz mit einem Ventilkörper 26, der durch eine Feder schiedliche konstruktive Einzelheiten des erfindungs- 28 in seine Schließstellung vorgespannt ist. Der gemäßen Atmungsgerätes. Ventilkörper 26 ist mit Hilfe eines Einstellknopfes

29 einstellbar, der mit dem Ventilkörper über eine außen bis über die Membrane 43 und dient dort Ventilspindel 30 verbunden ist und über ein Schraub- zur äußeren Abstützung der Membrane. Bei der gewinde 31 in einer Gewindebohrung des Gehäuses dargestellten Stellung des Knopfes 47, bei der der 24 geführt ist. Stößel 48 am weitesten in die Sackbohrung des Ge-

Austrittsseitig der Drosseleinrichtung 23 führt die 5 häuses 39 hineinbewegt ist, befindet sich die den Zuführungsleitung 1 zu dem Meßgerät 3 zur Anzeige Stößel umgebende Feder in ihrer am meisten entdes eingestellten Mischungsverhältnisses, und zwar spannten Stellung, so daß der äußere Hebelarm des zu dem einen, in der Zeichnung oberen Teil 32 einer Hebels 52 eine äußere Endstellung der Membrane 43 Meßkammer des Meßgerätes, deren unterer, gegen- festlegt. Wird der Knopf 47 jedoch in seine andere über dem oberen durch einen Schwenkflügel 34 ab- io Endstellung herausgezogen, dann wird der Hebel 52 geteilter Teil 33 mit dem austrittsseitigen Ende der über die den Stößel 48 umgebende Feder im Gegen-Zuführungsleitung 2 verbunden ist. Der Schwenk- Uhrzeigersinn geschwenkt und drückt die Membrane flügel 34 ist einerseits an einer Welle 35 festgelegt, 43 entsprechend nach links, wodurch auch die an die im Gehäuse des Meßgerätes 3 drehbar gelagert ist. der Membrane abgestützte, mit der Ventilscheibe 44

Von den zwei Teilen 32 und 33 des Meßgerätes 3 15 verbundene Ventilspindel 46 entsprechend nach links aus strömen die Gase durch einen Schlitz 36 in die bewegt und das diese Ventilscheibe aufweisende Mischkammer 4, die mit der Leitung 5 verbunden Rückschlagventil entsprechend geöffnet wird, ist. Da der Schwenkflügel 34 über die Welle 35 leicht Das Atmungsventil 51 ist mit einer dünnen, leicht

beweglich gelagert ist, stellt sich in den beiden Teilen elastisch verbiegbaren Ventilscheibe 53 versehen, 32 und 33 der Meßkammer stets der gleiche Druck ao deren äußerer Rand an dem etwas nach außen erein, und die Stellung des Schwenkflügels 34 zeigt weiterten austrittsseitigen Ende der Leitung 5 aufsitzt stets das eingestellte Mischungsverhältnis der beiden und dadurch die Leitung 5 abschließt. Mit ihrem Gase an, welches im übrigen auch durch die beiden mittleren Bereich sitzt die Ventilscheibe 53 zugleich durch den Schwenkflügel 34 voneinander abgeteilten an einem im Durchmesser kleineren Ventilsitz auf, Abschnitte des bogenförmigen Schlitzes 36 bestimmt 35 der durch das dortige Ende eines Rohrstückes 54 wird. gebildet wird. Im Ruhezustand liegt die Ventilscheibe

Die Leitung 5 führt vom Meßgerät 3 aus zu einem 53 zugleich an beiden vorgenannten Ventilsitzen an Gummibeutel 37, der als Reservebehälter dient, und und wird in ihrer zum Rohrstück 54 zentrischen Lage zu einem Zusatzventil 38 und von diesem über ein durch an ihr befindliche, in das Rohrstück hinein-Atmungsventil 51 zum Patienten. 30 ragende Stifte 55 gehalten.

Das Zusatzventil 38 weist ein Gehäuse 39 mit einer Das Rohrstück 54 ist austrittsseitig ähnlich der

Ventilkammer 40 auf, in der eine Ventilplatte 41 Leitung 5 konisch erweitert und dort von einer weiangeordnet ist, die von einer Membrane 43 aus über teren Ventilscheibe 57 abgedeckt, die ein bei der eine Feder 42 in ihre Schließstellung vorgespannt ist. Ausatmung des Patienten öffnendes Rückschlag-Eine im Mittelbereich der Ventilplatte 41 befindliche 35 ventil bildet. Das Atmungsventil 51 kann schließlich Öffnung ist eintrittsseitig des durch die Ventilplatte über ein das Rohrstück 54 umgebendes und zugleich 41 gebildeten Ventils durch eine kleinere Ventil- an das austrittsseitige Ende der Leitung 5 anschliescheibe 44 abgedeckt, die durch eine ihre Ventil- ßendes Anschlußstück 54 α mit den Atmungsorganen spindel 46 umgebende Feder 45, die außen an einem des Patienten verbunden werden, am freien Ende der Ventilspindel 46 befindlichen 40 In der Zuführungsleitung 2 ist ein zweiter Druck-Teller und innen an der Ventilplatte 41 abgestützt regler 58 vorgesehen, dessen Gehäuse 59 eine Ventilist, nachgiebig in ihre Schließstellung vorgespannt kammer 60 aufweist. Ein in dieser befindlicher Venist. Dabei ist die Ventilspindel 46 so lang, daß der tilkörper 61 ist durch eine Feder 62 in seine Schließ-Ventilteller bei der dargestellten geschlossenen Stel- stellung vorgespannt und weist einen gemäß der lung des die Ventilscheibe 44 aufweisenden Rück- 45 Darstellung axial nach oben ragenden Stift 63 auf. schlagventils gerade an der in ihrer äußeren dar- Da die Teile 60, 61, 62 und 63 den Teilen 7, 8, 9 gestellten Stellung befindlichen Membrane 43 anliegt. und 13 des ersten Druckreglers 6 gleichen, erübrigt

Am Gehäuse 39 des Zusatzventils 38 ist weiterhin sich hier eine wiederholende nähere Beschreibung, ein zwischen zwei Einstellungen verstellbarer Knopf Auf dem Stift 63 ist eine Doppelmembrane 64 ab-

47 angeordnet, der über einen mit ihm verbundenen 50 gestützt, deren beide Membranen in ihrem Mittel-Stößel 48 in einer Sackbohrung des Gehäuses 39 ge- bereich über einen Membrankörper 65 miteinander führt und in seiner am weitesten in die Bohrung verbunden und zugleich auf einem bestimmten gegenhineingedrückten Stellung dargestellt ist. Der Stößel seitigen Abstand voneinander gehalten sind. Der daweist in axialem Abstand voneinander zwei Ring- durch zwischen den beiden Membranen gebildete nuten 49 und 50 auf, und im Bewegungsbereich 55 Zwischenraum 66 ist über eine Öffnung des Gehäuses dieser beiden Nuten ist im Gehäuse 39 eine Kugel 59 an die äußere Atmosphäre angeschlossen. Diese gelagert, die über eine Feder radial gegen den Stößel Ausbildung des Druckreglers verhindert im Fall des vorgespannt ist, so daß die Kugel bei einer axialen Auftretens etwaiger Leckstellen eine Verbindung zwi-Verschiebung des Stößels 48 jeweils in die eine oder sehen den beiden durch die Doppelmembrane 64 vondie andere der beiden Ringnuten 49, 50 einschnap- 60 einander getrennten Membrankammern 67 und 68, pen kann. Auf diese Weise sind die beiden End- von denen die erstgenannte unterhalb der Doppelstellungen des Knopfes 47 bestimmt. membrane 64 angeordnet ist. Die untere Membran-Innerhalb der Sackbohrung des Gehäuses 39 nimmt kammer 67 ist mit dem zum Meßgerät 3 führenden der Stößel 48 eine ihn umgebende Schraubenfeder Teil der Zuführungsleitung 2 verbunden, die ausauf, die außen gegen den einen Hebelarm eines am 65 trittsseitig des Druckreglers 58 eine Einschnürungs-Gehäuse gelagerten doppelarmigen Hebels 52 und stelle 69 aufweist. Die obere Membrankammer 68 ist innen an einem Außenbund des Stößels 48 abgestützt über eine Leitung 70 mit dem Teil der ersten Zuist. Der andere Hebelarm des Hebels 52 ragt nach führungsleitung 1 verbunden, der zwischen deren

Einschnürungsstelle 22 und der Drosseleinrichtung 23 liegt.

Das beschriebene Atmungsgerät arbeitet folgendermaßen:

Druckregler 6 größere Drosselung in der Drosseleinrichtung 23 bewirkte Verminderung der Gasförderung des ersten . Gases praktisch genau der Vergrößerung der in der Zeiteinheit durch die Zuführungsleitung 2 geförderten Gasmenge entspricht, so daß die die Mischkammer 4 verlassende Gesamtgasmenge praktisch stets gleich groß bleibt.

Zusatzventil 38

Die Hauptaufgabe des Zusatzventils 38 und der mit diesem verbundenen Teile ist es, dem Patienten mittels des Druckes des Gummibeutels 37 eine künstliche Atmung zu geben. Durch Beobachten des Gummibeutels 37 kann geprüft werden, ob die eigene

Der Druckregler 6 ist eine übliche Druckreduziereinrichtung, die keine nähere Beschreibung erfordert. Der von oben auf die Membrane 11 einwirkende Federdruck ist einstellbar und bewirkt eine Öffnung der Ventilscheibe 8, solange in der Membrankammer 10 kein genügend großer, dem Federdruck entgegengerichteter Druck entstanden ist. Hat sich ein genügend großer Druck in der Membrankammer 10

ausgebildet, dann schließt das die Ventilscheibe 8 15 Atmung des Patienten etwa aufhört, weil sich der aufweisende Ventil und bleibt geschlossen, bis der Gummibeutel normalerweise im Rhythmus der At-

mung des Patienten bewegt. Wenn eine künstliche Atmung gegeben werden soll, dann wird der Gummibeutel 37 von Hand zusammengedrückt. Dadurch 20 wird das in diesem befindliche Gas durch das Zusatzventil 38 und an der Ventilplatte 41 des durch den Gasdruck geöffneten Zusatzventils vorbei in den an das Zusatzventil 38 anschließenden Teil der Leitung 5 gefördert. Die Gasmischung strömt dann durch die tet, und ist ganz geschlossen, wenn der Druck diesen 25 Ventilkammer 40 und unter dem Rand der Ventil-Grenzwert überschreitet. Dabei wird der Grenzwert scheibe S3 vorbei durch das Anschlußstück 54 α zum

Patienten. Dabei wird die Ventilscheibe 53 des geöffneten Atmungsventils 51 gegen das untere Ende des Rohrstückes 54 gepreßt. Wenn die Einatmung 30 beendet ist, muß der Druck in der Leitung 5 ganz aufgehoben werden, damit der Patient durch das Anschlußstück und das Rohrstück 54 sowie das die Ventilscheibe 57 aufweisende Rückschlagventil hindurch ausatmen kann, was nur unter Überwindung der Gasdruck in der Leitung 70, der also die Kraft 35 des Schließdruckes der Ventilscheibe 53 und der bestimmt, die auf die Doppelmembrane 64 von oben Ventilscheibe 57 des Rückschlagventils möglich ist.

Damit diese Ausatmung möglich ist, muß der Druck von der Unterseite der Ventilscheibe 53, wie bereits erwähnt, aufgehoben werden. Zu diesem Zweck kann sich die Ventilscheibe 44 von der Ventilplatte 41 abheben und ein Rückströmen des Gases nach dem Gummibeutel 37 hin zulassen. Wenn der Knopf 47 aus der dargestellten Endstellung in die andere Endstellung nach rechts verschoben wird,

Ventilscheibe 61 aufweisende Ventil des Druckreglers 45 dann wird dadurch die Membrane 43 über den Hebel 58 nur dann öffnen kann, wenn in der Zuführungs- 52 nach links verschoben und die Ventilscheibe 44 leitung 1 und damit in der oberen Membrankammer über ihre Ventilspindel 46 in ihre Öffnungsstellung 68 des Druckreglers 58 ein bestimmter Druck vor- bewegt, woraufhin das Gas das Zusatzventil 38 prakhandenist. tisch ohne jeden Widerstand in beiden Richtungen

Druck in der Membrankammer 10 wieder entsprechend weit abgesunken ist, woraufhin eine erneute Gaszufuhr über das Ventil des Druckreglers 6 erfolgt.

Absperrventil 16

Dieses entweder ganz offene oder ganz geschlossene Ventil öffnet, wenn der Druck in der Membrankammer 20 einen bestimmten Grenzwert unterschrei-

durch die Kraft bestimmt, die auf die Membrane 19 von oben einwirkt.

Druckregler 58

Die Funktion dieses Reglers ist grundsätzlich die gleiche wie die des Druckreglers 6, jedoch wirkt auf die Doppelmembrane 64 statt einer Feder, wie sie auf die Membrane 11 des Druckreglers 6 einwirkt,

einwirkt. Infolgedessen ändert sich der reduzierte Druck in der Membrankammer 67 mit dem Druck in der Zuführungsleitung 1 eintrittsseitig der Drosseleinrichtimg 23.

Wesentlich ist bei dieser Anordnung, daß das zweite, durch die Zuführungsleitung 2 geförderte Gas nicht gefördert werden kann, solange kein Gas durch die Zuführungsleitung 1 gefördert wird, weil das die

Drosseleinrichtung 23 durchströmen kann.

Eine Einstellung dieser Einrichtung bestimmt die in der Zeiteinheit zum Meßgerät 3 für die Messung des Mischungsverhältnisses geförderte Menge des ersten Gases. Wenn der Einstellknopf 29 im Sinne einer Verringerung der zugeführten Menge des ersten Gases gedreht wird, was einer Schließbewegung des Ventilkörpers 26 und damit einer größeren Drosselung des ersten Gases in der Drosseleinrichtung 23 entspricht, dann baut sich in der Zuführungsleitung 1 vor der Drosseleinrichtung 23 ein größerer Druck auf, der über die Leitung 70 in die Membrankammer 68 übertragen wird. Hierdurch wird der Druckregler 58 auf einen höheren Druck eingestellt, wodurch in der Zeiteinheit eine größere Menge des zweiten Gases durch die Zuführungsleitung 2 gefördert wird. Durch eine geeignete Bemessung ist es möglich, eine solche Arbeitsweise zu erreichen, bei der die durch die

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Atmungsgerät zum Beliefern eines Patienten mit zwei in einem einstellbaren Mischungsverhältnis mischbaren Gasen, das eine Mischkammer für die Gase, eine erste, einen Druckregler mit einer Membrane aufweisende, zur Mischkammer führende Zuführungsleitung für das erste Gas, eine zweite, einen Druckregler mit einer Membrane aufweisende und zur Mischkammer führende Zuführungsleitung für das zweite Gas und eine von der Mischkammer ausgehende und zum Anschluß an die Atmungsorgane des Patienten bestimmte Leitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (Doppelmembrane 64) des zweiten Druckreglers (58) von dem durch den

ersten Druckregler (6) geregelten Druck beaufschlagt und in dem auf den ersten Druckregler folgenden Teil der ersten Zuführungsleitung (1) an einer auf die Abnahmestelle des Regeldruckes für den zweiten Druckregler (58) folgenden Stelle eine Drosseleinrichtung (23) vorgesehen ist.

2. Atmungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein eintrittsseitig der Mischkammer (4) angeordnetes Meßgerät (3) zum Anzeigen od. dgl. des Mischungsverhältnisses der beiden Gase.

3. Atmungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Zuführungsleitung (1) zwischen dem ersten Druckregler (6) und der Abzweigungsstelle für die Abnahme des Regeldruckes für den zweiten Druckregler (58) eine Einschnürungsstelle (22) vorgesehen ist.

4. Atmungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Zuführungsleitung (2) austrittsseitig ao

des zweiten Druckreglers (58) eine Einschnürungsstelle (69) vorgesehen ist.

5. Atmungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Mischkammer (4) ein Vorratsbehälter (Gummibeutel 37) für das gemischte Gas verbunden ist.

6. Atmungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter als Gummibeutel (37) ausgebildet ist.

7. Atmungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein in der ersten Zuführungsleitung (1) vorgesehenes und auf einen bestimmten Druck in der Mischkammer (4) im Sinne der Absperrung des Gasdurchtritts ansprechendes Absperrventil (16).

8. Atmungsgerät nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (16) auf den durch den ganz gefüllten Gummibeutel (37) erzeugten Gegendruck anspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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