DE19963799A1 - Liquid laboratory chemicals dosing station has programmable control unit for controlling delivery pump and dosing valve at delivery point - Google Patents
Liquid laboratory chemicals dosing station has programmable control unit for controlling delivery pump and dosing valve at delivery pointInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Station für die Umfüllung und die Dosierung von flüssigen Laborchemikalien von Großgebinden wie bspw. Fässern in Kleingebinde. Diese Station kann gleichzeitig auch eine Funktion zur Entsorgung von flüssigen Laborreststoffen aufweisen.The present invention relates to a decanting and transfer station Dosing of liquid laboratory chemicals from large containers such as barrels in Small containers. This station can also have a function for the disposal of have liquid laboratory residues.
Der technische Hintergrund der vorliegenden Erfindung ist die Versorgung von Chemielaboren mit den benötigten flüssigen Chemikalien. Am eigentlichen Laborarbeitsplatz, d. h. in der Regel dem Abzug, werden die Chemikalien in Form von Kleingebinden wie bspw. Kunststofflaschen benötigt. Zur Anlieferung an das Labor gibt es üblicherweise zwei Alternativen, nämlich einerseits die Anlieferung in Kleingebinden oder die Anlieferung in Großgebinden, wie beispielsweise Fässern. Wenn die Laborchemikalien in Kleingebinden angeliefert werden, hat dies zwar den Vorteil, daß die Chemikalien nach dem Entpacken sofort im Labor verwendet werden können, in dessen beträgt der Preis für Chemikalien in Kleingebinden in der Regel das Mehrfache von dem für den Fall der Anlieferung in Großgebinden. Bei der Anlieferung in Großgebinden besteht in dessen beim Stand der Technik das Problem, daß die flüssigen Chemikalien von den Großgebinden in Kleingebinde umgefüllt werden müssen. Dies geschieht in der Regel von Hand, und zwar entweder im freien oder in einem begehbaren Abzug, um eine Belastung der Umgebungsluft und der umfüllenden Person mit Chemiedämpfen möglichst zu vermeiden. Für den Fall, daß die flüssigen Laborchemikalien in Form von Fässern angeliefert werden, geschieht das Umfüllen in der Regel mit Hilfe von Fasspumpen. The technical background of the present invention is the supply of Chemical laboratories with the required liquid chemicals. Actually Laboratory workstation, d. H. usually the deduction, the chemicals are in the form of Small containers such as plastic bottles are required. For delivery to the laboratory there there are usually two alternatives, namely on the one hand delivery in small containers or delivery in large containers, such as barrels. If the Laboratory chemicals are delivered in small containers, this has the advantage that the chemicals can be used in the laboratory immediately after unpacking, the price of chemicals in small containers is usually that Multiple of that in case of delivery in bulk. During delivery in large containers there is the problem in the prior art that the liquid chemicals can be transferred from the large containers to small containers have to. This is usually done by hand, either outdoors or in a walk-in fume cupboard to pollute the surrounding air and the surrounding Avoid people with chemical fumes if possible. In the event that the liquid Laboratory chemicals are delivered in the form of barrels, the transfer takes place in usually with the help of barrel pumps.
Es ist weiterhin bekannt, in Fässern angelieferte Chemikalien durch Druckluft zu entleeren. Dazu müssen aber entsprechend druckfest ausgelegte Sonderfässer verwendet werden.It is also known to add chemicals to drums by compressed air empty. However, special pressure-resistant special drums must be used for this become.
Auf jeden Fall ist der Umfüllvorgang gemäß dem Stand der Technik eine unangenehme, zeitraubende und durchaus nicht ungefährliche Angelegenheit die einem integrierten und automatisierten Management des Medienflusses in einem Labor im Wege steht.In any case, the transfer process according to the prior art is an unpleasant, time consuming and by no means harmless affair with an integrated and automated management of media flow in a laboratory stands in the way.
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Station für die Umfüllung von flüssigen Laborchemikalien bereitzustellen, die ein weitgehend automatisiertes Abfüllen von Laborchemikalien, die in Großgebinden wie beispielsweise Fässern angeliefert werden, in Kleingebinde zu ermöglichen.Based on the prior art mentioned, it is the task of the present Invention, a station for the transfer of liquid laboratory chemicals provide a largely automated filling of laboratory chemicals that delivered in large containers such as drums, in small containers enable.
Diese Aufgabe wir der erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die unabhängigen Ansprüche bildenden zentralen Gedanken der vorliegenden Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. The central ideas of the present invention forming independent claims in particularly advantageously further.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist also eine Station für die Umfüllung und das Dosierung von flüssigen Laborchemikalien von Großgebinden in Kleingebinde vorgesehen. Die Station weist dabei wenigstens eine Entnahmestation zur Entnahme von flüssigen Laborchemikalien aus einem Großgebinde, wie beispielsweise einem Fass, auf. Weiterhin ist eine Pumpe vorgesehen sowie eine Zapfstation zum dosierten Abfüllen der mittel der Pumpe und der Entnahmestation aus dem Großgebinde entnommenen flüssigen Laborchemikalie in Kleingebinde. Es ist eine programmierbare Steuerung zur automatisierten Ansteuerung und Überwachung des Umfüll- und Dosiervorgangs durch entsprechende Ansteuerung der Pumpe und der Zapfstation vorgesehen.According to the present invention is a station for decanting and that Dosing of liquid laboratory chemicals from large containers to small containers intended. The station has at least one removal station for removing liquid laboratory chemicals from a large container, such as a barrel, on. A pump and a dispensing station for metering are also provided Filling the medium of the pump and the removal station from the large container withdrawn liquid laboratory chemical in small containers. It is programmable Control for automated control and monitoring of the transfer and Dosing process by appropriate control of the pump and the dispensing station intended.
Die programmierbare Steuerung kann beispielsweise die Abfüllmenge und/oder die abzufüllende Chemikalie im Fall mehrerer Entnahmestationen, Pumpen und Zapfstationen auswählen. Händische Arbeit im Zuge des Umfüllens entfällt somit weitgehend.The programmable controller can, for example, the filling quantity and / or the chemical to be filled in the case of multiple sampling stations, pumps and Select dispensing stations. Manual work in the course of decanting is therefore no longer necessary largely.
Als Eingabevorrichtung für die programmierbare Steuerung kann ins besondere ein Touch-Screen vorgesehen sein. Die einzige Schnittstelle für den Benutzer ist somit der Touch-Screen und die Zapfstation/-en. Händische Arbeit ist dem Benutzer weitgehend abgenommen.In particular, as an input device for the programmable controller Touch screen may be provided. The only interface for the user is the Touch screen and the tap / s. Manual work is largely for the user decreased.
Auf dem Touch-Screen kann ein schematisches Fließbild der Umfüllstation mit aktuellen Zustandsanzeigen dargestellt sein. Der Benutzer wird somit immer über den aktuellen Zustand (Füllstände, Drücke, etc.) der Umfüllstation informiert.A schematic flow diagram of the decanting station can be displayed on the touch screen current status displays. The user is therefore always on the current status (fill levels, pressures, etc.) of the decanting station.
Die Station kann eine Abzugeinrichtung mit integriertem Volumenstromregler aufweisen. Die Abzugeinrichtung kann entweder ein Abzug nach oben oder nach unten weg sein.The station can have a fume cupboard with an integrated volume flow controller exhibit. The trigger device can either be an upward or downward deduction be down below.
Der Volumenstromregler kann durch die Steuerung während eines Abfüllvorgangs auf einen höheren Volumenstrom im Vergleich zu dem Volumenstrom angesteuert werden, der während der Zeit angesteuert wird, in dem kein Abfüllvorgang ausgeführt wird.The volume flow controller can be opened by the control during a filling process a higher volume flow compared to the volume flow can be controlled, which is activated during the time in which no filling process is carried out.
Pro Entnahmestation kann ein Gasblasensensor zur Erfassung von Gasblasen in einer Entnahmeleitung zwischen dem Großgebinde und der Pumpe vorgesehen sein.One gas bubble sensor can be used to detect gas bubbles in one Extraction line can be provided between the large container and the pump.
Weiterhin kann eine Zirkulation zur Rückleitung vorgesehen sein, um vor einem eigentlichen Umfüllvorgang die entsprechende flüssige Laborchemikalie zirkulieren zu lassen, um Gasblasen erfassen zu können.Furthermore, a circulation to the return line can be provided to in front of a actual transfer process to circulate the corresponding liquid laboratory chemical leave in order to detect gas bubbles.
Die Steuerung kann den Umfüllvorgang erst freigeben, wenn der Gasblasensensor anzeigt, daß in der Entnahmeleitung keine Gasblasen (mehr) auftreten.The controller can only release the refilling process when the gas bubble sensor indicates that there are no more gas bubbles in the sampling line.
Die Steuerung kann vor jedem Abfüllvorgang eine Zirkulation der jeweiligen Laborchemikalie mittels der Entnahmeleitung, der Pumpe und der Zirkulationsleitung ausführen. The control can circulate the respective one before each filling process Laboratory chemical using the sampling line, the pump and the circulation line To run.
Die Steuerung kann mit einem Chipkarten-Lesegerät zur Erteilung einer Zugangsberechtigung verbunden sein. Die Erteilung einer Zugangsberechtigung mittels eines Chipkarten-Lesegeräts ermöglicht darüber hinaus, eine Abrechnung mit der zuständigen Kostenstelle auszuführen.The controller can be used to issue a chip card reader Access authorization. The granting of an access authorization by means of a chip card reader also enables billing with responsible cost center.
Im Sinne eines integrierten Managements der Medienversorgung für Labore kann die Station auch eine Entsorgungsstation zum Entsorgen von flüssigen Laborabfallstoffen in Kleingebinden in ein Großgebinde aufweisen. Das Großgebinde kann beispielsweise ein KTC (kubischer Transportcontainer) mit einem Fassungsvermögen von 1000 Litern sein. Die Umfüllstation wird somit zur zentralen Schnittstelle für den Ein- und Ausgang von Chemikalien in Laboren.In terms of integrated management of media supply for laboratories, the Station also a disposal station for disposing of liquid laboratory waste in Have small containers in a large container. The large container can be, for example KTC (cubic transport container) with a capacity of 1000 liters his. The decanting station thus becomes the central interface for the entrance and exit of chemicals in laboratories.
Die Entsorgungsstation kann zum Entsorgen mittels dem Gaspendelverfahren ausgelegt sein, um die Belastung des Standorts der Umfüllstation mit Chemikaliendämpfen möglichst gering zu halten.The disposal station can be designed for disposal using the gas pendulum process be to the pollution of the location of the transfer station with chemical vapors to keep as low as possible.
Die Entsorgungsstation kann eine Hand-Absauglanze zum Absaugen von Flüssigkeiten aus Kleingebinden aufweisen. Somit können auch Restflüssigkeiten aus Flaschen oder der gleichen in ein Großgebinde (Container) entsorgt werden.The disposal station can be a hand suction lance for suctioning liquids from small containers. This means that residual liquids from bottles or the same can be disposed of in a large container.
Im folgenden werden weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der begleitenden Figuren der Zeichnungen näher ersichtlich.The following are other features, advantages, and characteristics of the present Invention based on the detailed description of an embodiment and the accompanying figures of the drawings can be seen in more detail.
Fig. 1 zeigt verschiedene Ansichten von Mechanikbauteilen einer erfindungsgemäßen Umfüllstation, FIG. 1 shows different views of mechanical components of a filling station according to the invention,
Fig. 2 zeigt ein schematisches Fließbild einer Versorgungsstation der Umfüllstation, Fig. 2 is a schematic flow diagram showing a supply station, the filling station,
Fig. 3 zeigt ein schematisches Fließbild einer Entsorgungsstation der erfindungsgemäßen Umfüllstation, Fig. 3 is a schematic flow diagram showing a disposal station of the transfer station according to the invention,
Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht der automatisierten Steuerung mit ihren Eingängen und Ausgängen gemäß der vorliegenden Erfindung, Fig. 4 shows a schematic view of the automated control system with its inputs and outputs according to the present invention,
Fig. 5 zeigt das Hauptmenü einer Darstellung auf einem Touch-Screen als Eingabevorrichtung einer programmierbaren Steuerung, Fig. 5 shows the main menu of a display on a touch screen as an input device of a programmable controller,
Fig. 6 zeigt eine weitere Ansicht der Darstellung auf einem Touch- Screen, Fig. 6 shows another view of the display on a touch screen,
Fig. 7 zeigt das Untermenü "Fasswechsel" des Hauptmenüs von Fig. 5 und Fig. 7 shows the submenu "barrel change" of the main menu of Fig. 5 and
Fig. 8 zeigt ein Ablaufschema eines automatisierten Umfüllvorgangs. Fig. 8 shows a flow diagram of an automated tapping operation.
Bezugnehmend auf Fig. 1 sollen nun zuerst die Mechanikbauteile der erfindungsgemäßen Umfüllkabine (Umfüllstation) 1 dargestellt werden. Das Gehäuse der Umfüllkabine 1 ist aus Edelstahl gefertigt. Das rechteckige Gehäuse ist mit einer Prallwand versehen und zur Aufnahme eines (in Fig. 1 nicht gezeigten) Arbeitstisches sowie zur Aufnahme von mehreren Dosierstationen vorgesehen.With reference to FIG. 1, the mechanical components of the decanting cabin (decanting station) 1 according to the invention will now be shown first. The housing of the decanting cabin 1 is made of stainless steel. The rectangular housing is provided with a baffle and is intended to accommodate a work table (not shown in FIG. 1) and to accommodate several dosing stations.
In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 weist die Umfüllstation 1 einen begehbaren Abzug 2 mit einem Abzugkanal 3 und einem integrierten Volumenstromregler 51 mit Funktionsanzeige nach DIN 12924 T1 auf. Alternativ kann der Einstell-Arbeitstisch eine abgesaugte, herausnehmbare und rollbare Edelstahlwanne aufweisen.In the exemplary embodiment in FIG. 1, the decanting station 1 has a walk-in trigger 2 with an exhaust duct 3 and an integrated volume flow controller 51 with a function display according to DIN 12924 T1. Alternatively, the setting work table can have a vacuumed, removable and rollable stainless steel tub.
Die Umfüllstation 1 weist neben einer Arbeitsbeleuchtung 4 weiterhin einen Pumpenraum 55 zur Aufnahme mehrerer Pumpen 7 sowie eine Medienstation 53 für die elektrische und pneumatische Versorgung der Umfüllstation 1 auf, die durch eine Tür 54 nach vorne öffnet. In dem Pumpenraum 55 ist ein Lecksensor 5 vorgesehen. Das Gehäuse der Umfüllstation 1 steht auf Gelenkfüßen 6, die hinsichtlich eines Niveauausgleichs einstellbar ausgeführt sind. Die Medienstation 53 dient zur Aufnahme der Steuerung, der Pneumatik und der Leistungselektrik, die später im Detail erläutert werden.In addition to work lights 4, the decanting station 1 also has a pump chamber 55 for receiving several pumps 7 and a media station 53 for the electrical and pneumatic supply to the decanting station 1 , which opens to the front through a door 54 . A leak sensor 5 is provided in the pump chamber 55 . The housing of the decanting station 1 stands on articulated feet 6 which are adjustable in terms of level compensation. The media station 53 serves to accommodate the control, the pneumatics and the power electronics, which will be explained in detail later.
In Fig. 1 ist der Einstelltisch aus Edelstahl nicht dargestellt, der aus einem Vierkantgestell besteht und mit feststellbaren Rollen versehen ist. Auf dem Tisch befindet sich eine abnehmbare Edelstahlwanne. Als Alternative zu dem begehbaren Abzug gemäß Fig. 1 kann die Wanne an ein Abluftsystem angeschlossen sein, so daß Schadstoffe nach unten abgesaugt werden. In jedem Fall ist in der Abzugeinrichtung ein Abluftvolumenstromregler mit Funktionsüberwachung (Funktionsanzeige) nach DIN 12924 T1 vorgesehen. Wie später näher erläutert werden wird, ist eine programmierbare Steuerung in der Umfüllstation 1, d. h. in der Medienstation 53 vorgesehen, die den Volumenstromregler 51 während eines Umfüllvorgangs auf 100% Leistung und in der Nebenzeit auf eine Absaugleistung für die Kabine von 20% ansteuert. Für den Fall, daß eine ausreichende Absaugung nicht erfolgen kann, was durch einen Abluftmengen-Sensor (57 in Fig. 4) in der Abzugeinrichtung erfaßt wird, wird als Sicherheitsmaßnahme automatisch ein Abbruch eines gerade ablaufenden Umfüllvorgangs angesteuert. Ein Überlaufen oder Verschütten einer Chemikalie kann auch durch einen Feuchtesensor (59 in Fig. 4) in der Bodenwanne der Umfüllstation 1 detektiert werden, was ebenfalls zum sofortigen Abbruch gerade ablaufender Umfüllvorgänge führt.In Fig. 1, the stainless steel setting table is not shown, which consists of a square frame and is provided with lockable rollers. There is a removable stainless steel tub on the table. As an alternative to the walk-in fume cupboard according to FIG. 1, the trough can be connected to an exhaust air system so that pollutants are sucked off downwards. In any case, an extract air volume flow controller with function monitoring (function display) according to DIN 12924 T1 is provided in the fume cupboard. Will be explained in more detail later, is a programmable controller in the filling station 1, that is provided in the media station 53 which controls the flow rate regulator 51 during a tapping operation at 100% power and at low time on a suction for the cabin of 20%. In the event that sufficient suction cannot take place, which is detected by an exhaust air quantity sensor ( 57 in FIG. 4) in the extraction device, a termination of a refilling process that is currently taking place is automatically triggered as a safety measure. An overflow or spillage of a chemical can also be detected by a moisture sensor ( 59 in FIG. 4) in the floor pan of the decanting station 1 , which likewise leads to the immediate termination of decanting processes that are currently taking place.
In der Abzugeinrichtung kann ein Konzentrations-Sensor (58 in Fig. 4) vorgesehen sein, der die Konzentration von Chemikalien in der abgesaugten Luft überwacht. Für den Fall, daß ein Konzentrationsgrenzwert überschritten wird, wird automatisch ein gerade ablaufender Abfüllvorgang durch Stoppen der entsprechenden Pumpe abgebrochen. Somit kann bspw. ein Überlaufen der abzufüllenden Chemikalie in einem Kleingebinde schneller faßt werden und ein weiterer Schaden verhindert werden. Nach Absinken der Konzentration unter den Grenzwert kann das Umfüllen und der Betrieb der Pumpe wieder freigegeben werden.A concentration sensor ( 58 in FIG. 4) can be provided in the extraction device, which monitors the concentration of chemicals in the extracted air. In the event that a concentration limit is exceeded, a filling process that is currently in progress is automatically interrupted by stopping the corresponding pump. Thus, for example, an overflow of the chemical to be filled in a small container can be detected more quickly and further damage can be prevented. After the concentration has dropped below the limit, the transfer and operation of the pump can be released again.
Bezugnehmend auf Fig. 2 wird nun mehr das Fließschema der Versorgungsstation in der Umfüllstation 1 näher erläutert. Ziel dieser Versorgungsstation ist es, automatisiert flüssige Laborchemikalien von Großgebinden wie dem dargestellten Fass 47 in Kleingebinde 25 dosiert abzufüllen. In das Fass 47 wird ein an einem Entnahmekopf 49 hindurchgeführtes Saugrohr 48 mit einem Füllstandssensor 12 eingeführt. Weiterhin mündet in dem Entnahmekopf 49 eine Gasleitung 10, die durch eine Gasentlüftung 26 zu dem Abzug 2 hingeführt ist. Das Saugrohr 48 ist mit selbstverschließenden Kupplungen mit einer Entnahmeleitung 52 verbunden, die eingangsseitig an einer Druckluftpumpe 7' angeschlossen ist. Ausgangsseitig ist die Druckluftpumpe 7' mittels eines Hand-Absperrventils 23 sowie einer Pneumatikventils 24 mit einer Zapfstation verbunden, die allgemein mit 50 bezeichnet wird. Die Pumpe 7' wird von einer programmierbaren Steuerung 28 angesteuert, die weiterhin ein Elektroventil 29 ansteuert, das wiederum die Pneumatikansteuerung für das Pneumatikventil 24 kommandiert. In der Druckluftversorgung der Pumpe 7' ist eine Druckanzeige 30 sowie ein Elektroventil 32 vorgesehen, das durch einen manuellen Inbetriebnahmeschalter 27 geöffnet werden kann. Auch in der Druckluft (Pneumatik)-Versorgung für das Pneumatikventil 24 ist eine Druckanzeige 31 vorgesehen.Referring to Fig. 2, the flow chart of the supply station will now be explained in more detail in the transfer station 1 more. The aim of this supply station is to automatically fill liquid laboratory chemicals from large containers such as the barrel 47 shown in small containers 25 in doses. A suction tube 48 with a fill level sensor 12 is inserted into the barrel 47 on a removal head 49 . Furthermore, a gas line 10 opens into the removal head 49 and is led to the fume cupboard 2 through a gas vent 26 . The suction pipe 48 is connected with self-locking couplings to a removal line 52 which is connected on the inlet side to a compressed air pump 7 '. On the output side, the compressed air pump 7 'is connected to a dispensing station, which is generally designated 50 , by means of a manual shut-off valve 23 and a pneumatic valve 24 . The pump 7 'is controlled by a programmable control 28 , which continues to control an electrovalve 29 , which in turn commands the pneumatic control for the pneumatic valve 24 . A pressure indicator 30 and an electrovalve 32 are provided in the compressed air supply to the pump 7 'and can be opened by a manual commissioning switch 27 . A pressure indicator 31 is also provided in the compressed air (pneumatic) supply for the pneumatic valve 24 .
Es können mehrere Dosierstationen 50, jeweils eine pro Chemikalie, zur Ermöglichung eines gleichzeitigen Abzapfens mehrerer verschiedener Chemikalien vorgesehen sein. Wie gezeigt weisen die Dosierstationen entnahmeseitig eine Entnahmestation mit einem Fassentnahmekopf 49 mit verstellbarem Saugrohr 48, eine Füllstandsmessung 12, eine später erläuterte und in Figur nicht gezeigte Zirkulationsleitung sowie eine Membrandruckluftpumpe 7' auf. Eine automatisierte Dosierung kann mittel seiner Mengenzähleinrichtung an der Pumpe 7' erfolgen. Der Chemikalienentnahmekopf 49 ist wie gezeigt mit selbstschließenden Kupplungen 56 versehen.A plurality of dosing stations 50 , one for each chemical, can be provided to enable simultaneous tapping of several different chemicals. As shown, the metering stations on the removal side have a removal station with a drum removal head 49 with adjustable suction tube 48 , a fill level measurement 12 , a circulation line, which will be explained later and is not shown in the figure, and a diaphragm compressed air pump 7 '. An automated metering can be carried out by means of its quantity counter on the pump 7 '. The chemical removal head 49 is provided with self-closing couplings 56 as shown.
Abfüllseitig ist die Dosierstation 50 mit einem selbstbelüftenden 3/2 Pneumatikventil 24, einem Membranabsperrventil sowie höhenverstellbaren Zapfstellen vorgesehen.On the filling side, the metering station 50 is provided with a self-ventilating 3/2 pneumatic valve 24 , a membrane shut-off valve and height-adjustable dispensing points.
Weiterhin kann, was in Fig. 2 nicht dargestellt ist, ein Behältersensor vorgesehen sein, der die Anwesenheit eines Kleingebindes an der Zapfstation 50 der programmierbaren Steuerung 28 anzeigt.Furthermore, what is not shown in FIG. 2, a container sensor can be provided which indicates the presence of a small container at the dispensing station 50 of the programmable controller 28 .
Fig. 3 zeigt eine Entsorgungsstation, die ebenfalls in die Umfüllstation 1 integriert sein kann. Mittels der Entsorgungsstation sollen flüssige Laborrestchemikalien aus Kleingebinden in einem Großgebinde, wie beispielsweise einem KTC (kubischen Transportcontainer) 8 entsorgt werden. Das Absaugen aus den Kleingebinden erfolgt dabei mittels einer Druckluftpumpe 7. Falls das zu entsorgende Kleingebinde dafür ausgelegt ist, kann zu einem Flüssigkeitsaustausch gemäß dem Gaspendelverfahren eine Gasleitung mittels einer selbstschließenden Kupplung 16 zum Gasaustausch mit dem Kleingebinde verbunden werden. Dementsprechend wird in diesem Fall an der selbstschließenden Kupplung 14 für das zu entsorgenden Medium der Mediumschlauch des Kleingebindes angeschlossen. Mittels der Pumpe 7 wird dann die zu entsorgende Chemikalie über die Medienleitung in dem Kopf 9 in das Großgebinde 8 eingebracht. Die Gasleitung 10 wird ebenfalls durch den Kopf neu hindurchgeführt und endet im oberen Bereich des Großgebindes 8. Weiterhin ist ein Verschlußsensor 13 vorgesehen, der anzeigt, ob der Kopf 9 ordentlich auf dem Großgebinde 8 aufliegt und dieses gasdicht verschließt. Fig. 3 shows a waste disposal station which may be incorporated also in the transfer station. 1 The disposal station is intended to dispose of liquid laboratory residual chemicals from small containers in a large container, such as a KTC (cubic transport container) 8 . The suction from the small containers takes place by means of a compressed air pump 7 . If the small container to be disposed of is designed for this, a gas line can be connected to the small container by means of a self-closing coupling 16 for gas exchange in order to exchange liquids in accordance with the gas pendulum method. Accordingly, the medium hose of the small container is connected to the self-closing coupling 14 for the medium to be disposed of in this case. The chemical to be disposed of is then introduced into the large container 8 via the media line in the head 9 by means of the pump 7 . The gas line 10 is also passed through the head again and ends in the upper region of the large container 8 . Furthermore, a closure sensor 13 is provided, which indicates whether the head 9 is properly resting on the large container 8 and closes it gas-tight.
In der Pneumatikversorgung der Pumpe 7 ist eine Druckanzeige 19 sowie ein Elektroventil 20 vorgesehen, das mittels eines Hand-Inbetriebschalters 21 geöffnet werden kann.A pressure indicator 19 and an electrovalve 20 are provided in the pneumatic supply of the pump 7 and can be opened by means of a manual start switch 21 .
Auch in einem zweiten Pneumatikzweig 17, der zur Spülung der Station mit Druckluft dient, ist eine Druckanzeige 18 vorgesehen.A pressure display 18 is also provided in a second pneumatic branch 17 , which is used to flush the station with compressed air.
An der selbstschließenden Kupplung 14 kann mit einer ebenfalls selbstschließenden Kupplung 22 auch eine Hand-Absauglanze 15 angebracht werden, mit der auch sehr kleine Gebinde entleert werden können.A manual suction lance 15 can also be attached to the self-closing coupling 14 with a likewise self-closing coupling 22 , with which even very small containers can be emptied.
Es ist anzumerken, daß alle Schläuche der Umfüllstation aus Teflon mit Edelstahlummantelung ausgeführt sind. Alle elektrischen Bauteile liegen in Eex-Zone 1 Ausführung vor.It should be noted that all hoses of the transfer station are made of Teflon with a stainless steel jacket. All electrical components are in Eex Zone 1 version.
Fig. 4 zeigt die zentrale Stellung der programmierbaren Steuerung 28. Der
programmierbaren Steuerung 28 werden dabei eingangsseitig folgende Informationen
zugeführt:
Fig. 4 shows the central position of the programmable controller 28. The programmable controller 28 is supplied with the following information on the input side:
- - Das Signal von einem Behältersensor 38, der die Anwesenheit eines Kleingebindes 25 an einer Zapfstation 50 anzeigt,The signal from a container sensor 38 , which indicates the presence of a small container 25 at a dispensing station 50 ,
- - die Mengenerfassung für die automatische Dosierung von der Druckluftpumpe 7',the quantity detection for the automatic metering from the compressed air pump 7 ',
- - ein Aktivierungssignal von einem Druckschalter 37, und- An activation signal from a pressure switch 37 , and
- - ein Signal von einem Gasblasensensor 33 in der Entnahmeleitung 52 zwischen dem Saugrohr 48 in dem Großgebinde 47 und der Pumpe 7',a signal from a gas bubble sensor 33 in the extraction line 52 between the suction pipe 48 in the large container 47 and the pump 7 ',
- - ein Signal von einem Touch-Screen 39 als Eingabevorrichtung,a signal from a touch screen 39 as an input device,
- - ein Signal von einer Tastatur mit Infrarot-Schnittstelle (nicht gezeigt),A signal from a keyboard with an infrared interface (not shown),
- - ein Signal von einer (nicht gezeigten) Scannereinrichtung bspw. zum Einlesen von Barcodes auf Etiketten,- A signal from a (not shown) scanner device, for example Reading barcodes on labels,
- - ein Signal von den Füllstandssensoren 12 a signal from the level sensors 12
- - ein Signal von einem Chipkarten-Lesegerät 45,a signal from a chip card reader 45 ,
- - ein Signal von dem Abluft-Mengensensor 57,a signal from the exhaust air quantity sensor 57 ,
- - ein Signal von dem Konzentrationssensor 58,a signal from the concentration sensor 58 ,
- - ein Signal von dem Feuchtesensor 59 in der Bodenwanne, unda signal from the moisture sensor 59 in the floor pan, and
- - ein Signal von der Waage 60, falls vorhanden.a signal from the scale 60 , if present.
Die programmierbare Steuerung weist folgende Ausgänge auf:
The programmable controller has the following outputs:
- - Das elektrische Ansteuersignal für ein Rücklaufventil 35,- The electrical control signal for a return valve 35 ,
- - ein Ansteuersignal für die Pneumatikversorgung der Pumpe 7',a control signal for the pneumatic supply to the pump 7 ',
- - das Ansteuersignal für ein Pneumatikventil 24,the control signal for a pneumatic valve 24 ,
- - das Ansteuersignal um den Volumenstromregler 51 in der Abzugeinrichtung 2 während des Umfüllvorgangs auf volle Leistung (100%) anzusteuern,the control signal to control the volume flow controller 51 in the extraction device 2 to full power (100%) during the decanting process,
- - Ausgänge für eine Datenbank-Schnittstelle 46 und einen Etikettendrucker 44. Die Datenbank-Schnittstelle 46 kann im sinne eines integrierten Medienmanagements mit einer Datenbank und/oder einem Lagerhaltungs-Programm verbunden sein, so daß Chemikalien automatisch nachbestellt werden können, wenn erfaßt wird, daß der Füllstand der betreffenden Chemikalie einen bestimmten Wert unterschritten hat. Die ausgedruckten Etiketten könne einen Barcode, eine Kurzbezeichnung der abgefüllten Chemikalie sowie eine Sicherheitskennzeichnung aufweisen. Durch Ablesen des Barcodes mit einer Scannereinrichtung kann eine automatische Abrechnung bei der zuständigen Kostenstelle und eine Informationsweitergabe an die Datenbank und/oder das Lagerhaltungsprogramm verbunden sein.- Outputs for a database interface 46 and a label printer 44 . The database interface 46 can be connected to a database and / or a storage program in the sense of an integrated media management, so that chemicals can be reordered automatically if it is detected that the level of the chemical in question has fallen below a certain value. The printed labels could have a barcode, a short description of the filled chemical and a security label. By reading the barcode with a scanner device, automatic billing at the responsible cost center and information transfer to the database and / or the storage program can be connected.
Bezugnehmend auf Fig. 4 und das Ablaufschema von Fig. 8 soll nunmehr ein automatisierter Umfüll- und Dosiervorgang gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert werden.With reference to FIG. 4 and the flowchart of FIG. 8, an automated transfer and dosing process according to the present invention will now be explained.
In einem ersten Schritt S1 muß eine Chipkarte in das Chipkarten-Lesegerät 45 eingeführt werden, so daß die programmierbare Steuerung 28 erkennt, ob eine Berechtigung vorliegt und gegebenenfalls welche Kostenstelle die Kosten für die abzufüllende Chemikalie zu tragen hat.In a first step S1, a chip card must be inserted into the chip card reader 45 so that the programmable controller 28 recognizes whether authorization is present and, if so, which cost center has to bear the costs for the chemical to be filled.
Insgesamt können bspw. drei verschieden Berechtigungsstufen vorgesehen sein, nämlich Nutzer (nur Umfüll-Berechtigung), Administrator (zusätzlich Fasswechsel und Handbetrieb) und Service (zusätzlich Zugang zum Programm der Steuerung selbst).In total, three different authorization levels can be provided, for example User (only transfer authorization), administrator (additional barrel change and Manual operation) and service (additional access to the program of the control itself).
Für den Fall, daß eine der obigen Berechtigungsstufen vorliegt, kann der Benutzer auf dem Touch-Screen 39 in einem Schritt S2 ein Fass und somit eine von mehreren zur Verfügung stehenden Chemikalien auswählen. Falls eine ungültige Auswahl getroffen wird, wird der Ablauf in Schritt S3 beendet. In einem Schritt S4 prüft die programmierbare Steuerung 28 mittels der Füllstandssensoren, ob in dem ausgewählten Fass ein ausreichender Füllstand vorhanden ist. Auf die Füllstandssensoren kann verzichtet werden, wenn die verbleibende Restmenge anhand des Volumens des Grossgebindes und des bereits abgefüllten Volumens berechnet wird.In the event that one of the above authorization levels is present, the user can select a barrel and thus one of several available chemicals on the touch screen 39 in a step S2. If an invalid selection is made, the process is ended in step S3. In a step S4, the programmable controller 28 uses the fill level sensors to check whether there is sufficient fill level in the selected drum. The level sensors can be dispensed with if the remaining quantity is calculated on the basis of the volume of the large container and the volume already filled.
In einem Schritt S5 wird für den Fall, daß der Füllstand ausreichend ist, ein schematisches Fließbild wie in Fig. 6 gezeigt mit aktuellen Zustandsanzeigen auf dem Touch-Screen 39 zur Anzeige gebracht. Gleichzeitig schaltet die Steuerung 28 die Pumpe 7' ein, schließt das Dosierventil 24 und öffnet das Rücklaufventil 35. In diesem Zustand zirkuliert also Flüssigkeit von dem Saugrohr 48 über die Entnahmeleitung 52 durch den Gasblasensensor 33 zu der Pumpe 7' und wird von dort mittels einer Zirkulations-Rückführleitung 34 durch das geöffnete Rücklaufventil 35 wieder zu den Fassentnahmekopf 49 zurückgeführt.In a step S5, in the event that the fill level is sufficient, a schematic flow diagram as shown in FIG. 6 with current status displays is displayed on the touch screen 39 . At the same time, the control 28 switches on the pump 7 ′, closes the metering valve 24 and opens the return valve 35 . In this state, therefore, liquid circulates from the suction pipe 48 via the extraction line 52 through the gas bubble sensor 33 to the pump 7 'and is returned from there by means of a circulation return line 34 through the open return valve 35 to the drum extraction head 49 .
In einem Schritt S6 kann der Benutzer die Fördermenge und den Ausgang auswählen. In einem Schritt S7 wird der Umfüllvorgang gestartet, wobei in einem Schritt S8 geprüft wird, ob der Behältersensor 38 anzeigt, daß tatsächlich ein Kleingebinde an der Zapfstation 50 anwesend ist. Solange der Gasblasensensor 33 in einem Schritt S9 anzeigt, daß noch Gasblasen in der Entnahmeleitung 52 vorliegen, bleibt das Rücklaufventil 35 geöffnet und das Dosierventil 24 geschlossen. Erst wenn der Gasblasensensor 33 in einem Schritt S9 anzeigt, daß nun mehr keine Gasblasen mehr vorliegen, beginnt der eigentliche Kleingebindefüllvorgang in einem Schritt S10. Dazu schaltet die Steuerung 28 die Pumpe 7' weiterhin in ihren Einzustand, indessen wird nunmehr das Rücklaufventil 35 geschlossen und das Dosierventil 24 geöffnet.In a step S6, the user can select the delivery rate and the exit. The refilling process is started in a step S7, with a step S8 checking whether the container sensor 38 indicates that a small container is actually present at the dispensing station 50 . As long as the gas bubble sensor 33 indicates in a step S9 that gas bubbles are still present in the extraction line 52 , the return valve 35 remains open and the metering valve 24 is closed. Only when the gas bubble sensor 33 indicates in a step S9 that there are no longer any gas bubbles, does the actual small container filling process begin in a step S10. For this purpose, the controller 28 continues to switch the pump 7 'to its on state, but the return valve 35 is now closed and the metering valve 24 is opened.
Während dieses Abfüllvorgangs überwacht die Steuerung 28 mittels der Mengenerzähleinrichtung (in Eex-Ausführung) der Pumpe 7' herständig, ob die gewünschte Füllmenge bereits erreicht ist (Schritt S11). Sobald erfaßt wird, daß der vom Benutzer in Schritt S6 gewählte Füllstand (Fördermenge) erreicht ist (Schritt S12), schaltet die Steuerung die Pumpe aus, das Rücklaufventil wird geschlossen und das Dosierventil wird ebenfalls geschlossen. Der Ablauf geht dann zurück zu Schritt S2, wo der Benutzer entweder einen neuen Abfüllvorgang auswählen kann oder aber gemäß Schritt S3 eine Beendigung des Vorgangs anweisen kann.During this filling process, the controller 28 uses the quantity counting device (in Eex version) of the pump 7 ′ to monitor whether the desired filling quantity has already been reached (step S11). As soon as it is detected that the fill level (delivery quantity) selected by the user in step S6 has been reached (step S12), the control switches off the pump, the return valve is closed and the metering valve is also closed. The process then goes back to step S2, where the user can either select a new filling process or can instruct the process to be ended in accordance with step S3.
Alternativ oder zusätzlich zu der Mengenzähleinrichtung der Pumpe (Kolbenhub multiplizert mit der Anzahl der Hübe) kann eine Waage 60 vorgesehen sein, auf die das Kleingebinder während der Umfüllung gestellt wird. Diese Waage 60 kann die Anwesenheit eines Kleingebindes erfassen und somit den Behältersensor 38 ersetzen. Da die Steuerung mit einer Datenbank verbunden ist, wie später erläutert wird, kann die über die Waage 60 erfaßte Masse der abgefüllten Chemikalie mittels der aus der Datenbank Dichte der Chemikalie in das abgefüllte Volumen umgerechnet werden. Da die Waage unmittelbar die Masse der abgefüllten Chemikalie erfasst, kann auf den Gasblasensensor ggf. verzichtet werden.As an alternative or in addition to the quantity metering device of the pump (piston stroke multiplied by the number of strokes), a scale 60 can be provided on which the small container is placed during the transfer. This scale 60 can detect the presence of a small container and thus replace the container sensor 38 . Since the controller is connected to a database, as will be explained later, the mass of the filled chemical, which is detected via the balance 60 , can be converted into the filled volume by means of the density of the chemical from the database. Since the scale directly measures the mass of the filled chemical, the gas bubble sensor can be omitted if necessary.
Fig. 5 zeigt die Anzeige des Hauptmenüs auf dem Touch-Screen 39, wie sie dem Benutzer nach Erteilung der Zugangsberechtigung in Schritt 1 in einem Schritt S2 dargestellt wird. In Textfeldern sind die verschiedenen Chemikalien bezeichnet. Für jede vorhandene Chemikalie sind die Füllstände in Prozent oder in Metern angegeben und weiterhin auch graphisch dargestellt. Weiterhin ist in Form eines Balkens graphisch dargestellt, wieviel Prozent der gewünschten Abfüllmenge bereits in das Kleingebinde gefüllt wurden. Aus dieser Information läßt sich bspw. die verbleibende Füllzeit auf einen Blick abschätzen. Fig. 5, the display of the main menu displays on the touch screen 39 as it is to the user after the issue of the access authorization in step 1 shown in a step S2. The various chemicals are identified in text fields. For each existing chemical, the fill levels are given in percent or in meters and are also shown graphically. Furthermore, a bar shows the percentage of the desired filling quantity that has already been filled into the small container. From this information, for example, the remaining filling time can be estimated at a glance.
Das Feld "Fördern" ermöglicht die Auswahl der entsprechenden Chemikalie, wie sie in dem Textfeld bezeichnet ist, in Schritt S2. Darüber hinaus können Optionsfelder für die Untermenüs "Fasswechsel" und "Handbetrieb" als aktive Schaltflächen vorhanden sein.The field "convey" enables the selection of the corresponding chemical as described in the text field is designated in step S2. In addition, radio buttons for the Submenus "barrel change" and "manual mode" are available as active buttons.
Bei Anwahl des Untermenüs "Handbetrieb" wird das Fliessbild der Umfüllstation mit den aktuellen Zuständen und Werten der Sensoren, Ventile, Pumpen und dgl. angezeigt. Die Felder der genannten Bauteile sind aktiv geschaltet, um bspw. einen Servicevorgang oder einen sonstigen Vorgang auszuführen, der nicht vollautomatisiert abläuft. Im Zuge eines Servicevorgangs können bspw. sämtliche Bauteile der Umfüllstation einzeln betätigt und geprüft werden. Es sein indessen angemerkt, daß auf Grund der erfindungsgemäßen Steuerung der größte Teil der Umfüllvorgänge vollautomatisiert und angesteuert allein über den Touch-Screen erfolgen kann.When the "Manual operation" submenu is selected, the flow diagram of the decanting station is included the current states and values of the sensors, valves, pumps and the like. displayed. The fields of the named components are activated, for example one Perform a service process or another process that is not fully automated expires. In the course of a service process, all components of the Transfer station operated and checked individually. However, it should be noted that on Because of the control according to the invention, most of the refilling processes fully automated and controlled via the touch screen alone.
Fig. 6 zeigt die Anzeige auf dem Touch-Screen 28, wie sie dem Benutzer in Schritt S5 dargestellt wird. In diesem Fall ist ein Startfeld 40, ein Chemikalienbezeichnungsfeld 41, Mengenwahltasten 42, eine Fördermengenangabe und darüber hinaus ein schematisches Fließbild 43 mit aktuellen Zustandsanzeigen vorgesehen. In den Fördermengenwahltasten können in Schritt S6 die zudosierenden und abzufüllenden Fördermengen gewählt werden. Die aktuellen Zustandsanzeigen in dem schematischen Fließbild 43 gebenden Zustand der verschiedenen Eingangs- und Ausgangssignale der Steuereinheit wieder, so daß der Benutzer vor und während des Abfüllvorgangs immer über den aktuellen Zustand der Abfüllung informiert ist. FIG. 6 shows the display on the touch screen 28 as it is shown to the user in step S5. In this case, a start field 40 , a chemical name field 41 , quantity selection keys 42 , a delivery quantity specification and, moreover, a schematic flow diagram 43 with current status displays are provided. In the delivery quantity selection buttons, the delivery quantities to be metered and filled can be selected in step S6. The current status indicators in the schematic flow diagram 43 show the state of the various input and output signals of the control unit, so that the user is always informed about the current state of the filling before and during the filling process.
Fig. 7 zeigt den Ablauf des Untermenüs "Fasswechsel". Dieses Untermenü kann durch Aktivieren des entsprechenden Optionsfelds im Hauptmenü gemäß Fig. 5 angewählt werden, wenn zuvor die entsprechende Berechtigungsstufe erkannt wurde. Fig. 7 shows the sequence of the sub-menu "barrel shift". This submenu can be selected by activating the corresponding option field in the main menu according to FIG. 5, if the corresponding authorization level was previously recognized.
Zuerst kann eine Chemikalie aus einer Datenbank ausgewählt werden. In der Datenbank können neben der Chemikalie selbst die physikalischen (bspw. Dichte),chemischen und sicherheitsrelevanten Merkmale der betreffenden Chemikalie abgelegt sein. Auf diesen Inhalt der Datenbank kann u. a. auch bei dem Ausdrucken der Etiketten zurückgegriffen werden.First, a chemical can be selected from a database. In the database In addition to the chemical itself, the physical (e.g. density), chemical and safety-relevant characteristics of the chemical in question. On this Contents of the database can a. also used when printing out the labels become.
Nach der Auswahl der Chemikalie kann der Benutzer eine von mehreren vorgegebenen Gebindegrössen (bspw. 101, 201, 601, 1001, 2001) auswählen. Nach der Auswahl der Gebindegrösse ist das Untermenü "Fasswechsel" beendet und der Ablauf kehrt zum Haptmenü gemäß Fig. 5 zurück. After the chemical has been selected, the user can select one of several predetermined container sizes (for example 101, 201, 601, 1001, 2001). After the container size has been selected, the "barrel change" submenu is ended and the process returns to the haptic menu according to FIG. 5.
11
Umfüllstation
Transfer station
22nd
Abzughaube
Extractor hood
33rd
Abzugkanal
Culvert
44th
Leuchte
lamp
55
Lecksensor
Leak sensor
66
Gelenkfuß
Leveling foot
77
Pumpen
pump
88th
KTC
KTC
99
Kopf
head
1010th
Gasleitung
Gas pipe
1111
Medienleitung
Media management
1212th
Füllstandssensor
Level sensor
1313
Verschlußsensor
Lock sensor
1414
selbstverschließende Kupplung
self-locking coupling
1515
Sauglanze
Suction lance
1616
selbstverschließende Kupplung
self-locking coupling
1717th
Spülung E-Raum
E-room flushing
1818th
Druckanzeige
Pressure display
1919th
Druckanzeige
Pressure display
2020th
Elektroventil
Solenoid valve
2121
manuelle Inbetriebnahme
manual commissioning
2222
selbstverschließende Kupplung
self-locking coupling
2323
Hand-Absperrventil
Manual shut-off valve
2424th
Pneumatikventil
Pneumatic valve
2525th
Kleingebinde
Small containers
2626
Gasentlüftung
Gas ventilation
2727
manuelle Inbetriebnahme
manual commissioning
2828
Steuerung
control
2929
Elektroventil
Solenoid valve
3030th
Druckanzeige
Pressure display
3131
Druckanzeige
Pressure display
3232
Elektroventil
Solenoid valve
3333
Gasblasensensor
Gas bubble sensor
3434
Zirkulationsleitung
Circulation line
3535
Rücklaufventil
Return valve
3636
Rückschlagventil
check valve
3737
Druckschalter
Pressure switch
3838
Behältersensor
Container sensor
3939
Touch-Screen
Touch screen
4040
Starttaste
Start button
4141
Chemikalienwahl(Fasswahl)
Chemical choice (barrel selection)
4242
Fordermengenwahl
Choice of quantities
4343
Fließbild mit Zustandsanzeige
Flow diagram with status display
4444
Etikettendrucker
Label printer
4545
Chipkarten-Lesegerät
Smart card reader
4646
Schnittstelle Datenbank
Interface database
4747
Großgebinde
Large containers
4848
Saugrohr
Intake manifold
4949
Entnahmekopf
Removal head
5050
Zapfstation
Dispensing station
5151
Volumenstromregler
Volume flow controller
5252
Entnahmeleitung
Sampling line
5353
Medienstation
Media station
5454
Tür der Medienstation
Door of the media station
5555
Pumpenraum
Pump room
5656
selbstschließende Kupplung
self-closing clutch
5757
Abluftmengen-Sensor
Exhaust air volume sensor
5858
Konzentrations-Sensor
Concentration sensor
5959
Feuchtesensor
Humidity sensor
6060
Waage
Libra
Claims (14)
- - wenigstens eine Entnahmestation (48, 49, 52) zur Entnahme einer flüssigen Chemikalie aus einem Großgebinde (47),
- - wenigstens eine Pumpe (7'),
- - eine Einrichtung zur Eingabe der gewünschten Abfüllmenge,
- - eine Zapfstation (50) zum dosierten Abfüllen der mittels der Pumpe (7') und der Entnahmestation (48, 49) aus dem Großgebinde (47) entnommenen flüssigen Laborchemikalie in Kleingebinde (25), und
- - eine programmierbare Steuerung (28) zur automatisierten Ansteuerung und Überwachung des Umfüll- und Dosiervorgangs durch entsprechende Ansteuerung der wenigstens einen Pumpe (7') und der Zapfstation (50).
- - at least one removal station ( 48 , 49 , 52 ) for removing a liquid chemical from a large container ( 47 ),
- - at least one pump ( 7 '),
- - a device for entering the desired filling quantity,
- - A dispensing station ( 50 ) for the metered filling of the liquid laboratory chemical into small containers ( 25 ), taken from the large container ( 47 ) by means of the pump ( 7 ') and the removal station ( 48 , 49 ), and
- - A programmable control ( 28 ) for the automated control and monitoring of the decanting and dosing process by appropriate control of the at least one pump ( 7 ') and the dispensing station ( 50 ).
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R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B67D0005080000 Ipc: B67D0007080000 Effective date: 20141103 |
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