DE20316754U1 - Luftstoßgerät mit innenliegender, oben angeordneter Ventileinheit - Google Patents
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftstoßgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Luftstoßgeräte sind seit langer Zeit bei Lagerbehältern, wie Silos oder in verfahrenstechnischen Anlagen bekannt, um Anbackungen durch entsprechende Luftstöße oder Stöße mit inertem Gas aufzulösen. Hierbei unterscheidet man Luftstoßgeräte mit außenliegender Ventileinheit, wie in der
EP 1 223 117 A1 oder derDE 36 02 207 A1 beschrieben und innenliegenden Ventileinheiten, wie sie sich beispielsweise aus derDE 2 402 001 , DE 38 00 114 A1 oder der DE 37 42 489 C2 ergeben. Bei Luftstoßgeräten mit innenliegender Ventileinheit, ist die Ventileinheit im wesentlichen innerhalb des Druckluftbehälters angeordnet, während sie bei Luftstoßgeräten mit außenliegender Ventileinheit außerhalb des Druckluftbehälters angeordnet ist. Innenliegende Ventileinheiten besitzen den Vorteil, dass bei Fehlfunktionen oder Beschädigungen des Ventils die Ventilteile, die durch die anstehende Druckluft explosionsartig weggeschleudert werden können, nicht unkontrolliert durch die Gegend fliegen und zu Personen und Sachschäden führen können, sondern im stabilen Druckbehälter gefangen sind. - Bei den Luftstoßgeräten mit innenliegender Ventileinheit unterscheidet man weiterhin Luftstoßgeräte mit untenliegenden Ventileinheiten, wie in der
DE 38 00 114 A1 oder derDE 37 42 489 C2 , sowie obenliegenden Ventileinheiten, wie beispielsweise in derDE 2 402 001 . - Untenliegend bedeutet hierbei, dass die Ventileinheit in der Nähe der Austrittsöffnung angeordnet ist, während bei obenliegenden Ventileinheiten, die Ventileinheit an der der Austrittsöffnung gegenüberliegenden Seite des Druckbehälters vorgesehen ist, so dass das Ausblasrohr sich im wesentlichen durch den ganzen Druckbehälter oder einen großen Teil davon erstrecken muss.
- Luftstoßgeräte mit innen- und obenliegender Ventileinheit weisen zudem den Vorteil auf, dass die Ventileinheit mit dem Kolben relativ weit von der Austrittsöffnung entfernt ist, so dass bei Anlagen mit großer Hitzeentwicklung die Ventileinheit einer geringeren Temperaturbelastung ausgesetzt ist. Ein weiterer Vorteil eines solchen Luftstoßgerätes besteht darin, dass die Ventileinheit besser von außen zugänglich ist.
- Allerdings erfordern diese Luftstoßgeräte einen höheren Aufwand bei der Herstellung und schränken die konstruktive Variabilität stärker ein, da die Ventileinheit und das Ausblasrohr in dem Druckbehälter schwer zugänglich sind. Dies ist insbesondere für die Einstellung bzw. Nacharbeitung des Ventilsitzes, bei dem der Kolben der Ventileinheit beispielsweise direkt auf dem Ausblasrohr aufsitzt (vgl.
DE 32 23 406 A1 bzw.DE 2 402 001 ), sehr nachteilig. - Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und insbesondere ein Luftstoßgerät mit oben- und innenliegender Ventileinheit bereitzustellen, welches eine einfache Herstellung und Montage sowie variable Gestaltung der Ventileinheit und des Ausblasrohrs und insbesondere deren Zusammenwirken ermöglicht. Insbesondere soll durch eine variablere Gestaltung der Ventileinheit und des Ausblasrohrs auch die Leistungsfähigkeit des Luftstoßgerätes verbessert werden.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Luftstoßgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Wesentlich bei der vorliegenden Erfindung ist die Erkenntnis, dass die Vorteile einer innen- und obenliegenden Ventileinheit bei einem Luftstoßgerät mit den Vorteilen bezüglich der variablen, konstruktiven Gestaltung bei außenliegenden Ventileinheiten kombinierbar ist.
- Entgegen der bisherigen Auffassung, dass eine variable konstruktive Gestaltung und exakte Abstimmung von Ausblasrohr und innenliegender Ventileinheit nur durch einen hohen konstruktiven Aufwand zu erreichen sei, ist es gelungen mit einfachen konstruktiven Mitteln eine variable und präzise Gestaltung von Ventileinheit und Ausblasrohr durch die leichte Zugänglichkeit zu den entsprechenden Bauteilen zu erzielen. Entsprechend ist das Ausblasrohr nicht mehr, wie beim Stand der Technik, fest mit dem Druckbehälter verschweißt, sondern zusammen mit der Ventileinheit lösbar in dem Druckbehälter angeordnet.
- Damit wird es möglich neben dem Ventilsitz auch die gesamte Ventileinheit so präzise zu fertigen, dass auch ein absolut dichter Kolbenvorraum bei der Ventileinheit zur Verfügung gestellt werden kann. Dies wiederum bewirkt, dass die Ventilsteuerung so gestaltet werden kann, dass zunächst nur der Kolbenvorraum mit Druckluft oder entsprechendem Gas beaufschlagt wird und erst nach Schließen des Ventils der Druckluftbehälter vorzugsweise über eine Verbindungsleitung mit einem Überstrom- bzw. Rückschlagventil gefüllt wird. Damit ist sichergestellt, dass immer zuerst das Schnellentlüftungsventil zum Verschließen des Ausblasrohres geschlossen ist und keine Druckluft oder entsprechendes Gas über den offenen Druckbehälter entweichen kann. Dies ist v. a. dann vorteilhaft, wenn mehrere Luftstoßgeräte hintereinander geschaltet sind, da dann die Befüllung der Luftstoßgeräte vollständig automatisch erfolgen kann.
- Zur Erzielung eines dichten Kolbenvorraums hat es sich als vorteilhaft erwiesen, bei dem Ventilzylinder einen der Ventilaustrittsseite gegenüber liegenden Deckel vorzusehen, der über einen umlaufenden Stutzen auf den Ventilzylinder gesteckt werden kann, wobei zwischen Zylinderwand und Deckelstutzen eine Dichtung insbesondere in Form eines O-Rings vorgesehen ist, welche eine gute Abdichtung gewährleistet.
- Auf diese Weise kann der Deckel auch sehr kompakt ausgeführt werden, so dass in dem Deckel ferner die Ventilsteuerung oder wesentliche Teile davon integriert werden können, wie z. B. ein Mehrwegeventil bzw. 3/2-Wegeventil, Überström- bzw. Rückschlagventile, Verbindungsleitungen usw.
- Die erfindungsgemäße Lösbarkeit des Ausblasrohrs und der Ventileinheit von dem Druckbehälter kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass Ventilzylinder und Ausblasrohr lösbar miteinander verbunden sind, beispielsweise über Stiftverbindungen, Schraubverbindungen oder eine Gewindeverbindung.
- Ferner ist es vorteilhaft, wenn zwischen Ventilzylinder und Ausblasrohr ein Ventilausgangsstutzen zur Verbindung von Ventilzylinder und Ausblasrohr vorgesehen ist, der gleichzeitig auch als Kolbenaufschlagring bzw. Ventilsitz für den Kolben der Ventileinheit dienen kann. Dieser Aufschlagring kann beispielsweise mit dem Ausblasrohr verschweißt und mit dem Ventilzylinder durch Stift- oder Schraubverbindungen verbunden sein.
- Vorzugsweise sind der Ventilausgangsstutzen bzw. Kolbenaufschlagring und der Ventilzylinder aus einem Edelstahlmaterial, insbesondere einem Chrom-Nickel-Stahl gefertigt und insbesondere der Ventilzylinder an der Innenfläche gehont ist, wodurch hochwertige Gleitringe verwendet werden können.
- Die lösbare Anordnung von Ausblasrohr und Ventileinheit im Druckbehälter kann vorzugsweise dadurch erreicht werden, dass der Druckbehälter in seinen Behälterböden bzw. Zylinderenden mindestens ein, vorzugsweise jedoch zwei sog. Blockflansche aufweist, die mit den Behälterböden verschweißt sein können und an denen das Ausblasrohr über einen oder mehrere Befestigungsflansche bzw. die Ventileinheit über den Ventildeckel mit dem Druckbehälter verschraubt sein können.
- Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich. Die Zeichnungen zeigen dabei in rein schematischer Weise
-
1 eine Schnittansicht sowie teilweise Schemadarstellung eines erfindungsgemäßen Luftstoßgerätes; -
2 eine weitere Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Luftstoßgerätes; und in -
3 bis5 Schnittansichten einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftstoßgerätes bei den verschiedenen Betriebszuständen Füllen, Abschuss und Entlüften. - In
1 ist in einer Schnittansicht ein erfindungsgemäßes Luftstoßgerät mit einem Druckbehälter1 dargestellt, dessen Wandung2 eine zylinderförmige Gestalt aufweist. An den beiden Zylinderenden des Druckbehälters1 sind einander gegenüberliegend vorzugsweise zentral zwei Druckflansche3 und4 vorgesehen in der Behälterwandung2 , die zweckmäßigerweise mit der Behälterwandung2 bodenseitig verschweißt sind. - An dem in der
1 unteren Blockflansch3 sind miteinander verschweißte Befestigungsflansche5 und6 angeschraubt. An den Befestigungsflanschen5 und6 ist bei8 wiederum das Ausblasrohr7 angeschweißt, welches denselben Innendurchmesser wie die Durchtrittsöffnungen29 der Befestigungsflasche5 und6 aufweist. - Das Ausblasrohr
7 , welches sich entlang der Längsachse des Druckbehälters1 koaxial zu dessen Behältermitte zu der der Austrittsöffnung29 gegenüberliegenden und oberen Zylinderseite des Druckbehälters erstreckt, ist an seinem in der1 oberen Ende bei10 mit einem Ventilausgangsstutzen9 in Form eines Rohrstücks verschweißt. - Der Ventilausgangsstutzen
9 ist über ein Gewinde11 mit einem Ventilzylinder12 der Ventileinheit verschraubt, welches das Gehäuse für einen Ventilkolben13 bildet, der im Ventilzylinder12 beweglich angeordnet ist. Bei der in1 gezeigten Stellung ist die Ventileinheit bestehend aus Ventilzylinder12 und Kolben13 in der geöffneten Stellung, in welcher der Kolben13 nach oben hin vom Flansch9 angehoben ist und die Ventilöffnung des Flansches9 freigibt. Dadurch kann Luft oder Gas, welches im Druckbehälter1 unter hohem Druck gespeichert ist, schlagartig über das Ausblasrohr7 und die Durchtrittsöffnungen29 der Befestigungsflansche5 und6 austreten. Der Ventilzylinder12 und der Ventilausgangsstutzen9 sind hierbei vorzugsweise aus Edelstahl, insbesondere aus einem Chrom-Nickel-Stahl gefertigt und innen zweckmäßigerweise gehont. - Der Ventilzylinder
12 ist an seinem der Austrittsseite gegenüberliegenden Ende mit einem Deckel15 verschlossen, der über einen umlaufenden Stutzen14 in den Ventilzylinder12 eingreift. Zwischen dem Stutzen14 des Deckels15 und dem Ventilzylinder12 ist vorzugsweise eine Dichtung24 , beispielsweise ein O-Ring vorgesehen, der eine dichte Verbindung des Deckels15 mit dem Ventilzylinder12 gewährleistet (siehe2 ). Zur Dämpfung des Kolbenrückschlages ist vorzugsweise ein Dämpfungsring32 im Zylinder12 angeordnet. - Oberhalb des Deckels
15 ist in der1 in schematischer Weise die Ventilsteuerung dargestellt. Die Ventileinheit mit Ventilzylinder12 und Kolben13 , die sich im wesentlichen innerhalb des Druckbehälters1 befindet, wird über die Versorgungsleitung16 mit Druckluft oder entsprechendem Druckgas versorgt, wobei dieses über ein Rückschlagventil18 und einen Pufferbehälter17 sowie ein 3/2-Wegeventil19 in den Kolbenvorraum30 zwischen Deckel15 und Kolben13 der Ventileinheit gelangt. Durch die Druckluft bzw. das entsprechende Gas wird der Kolben13 aus der in1 dargestellten geöffneten Stellung in eine geschlossene Stellung bewegt, in der der Kolben13 mit seiner Unterseite auf dem Ventilausgangsstutzen9 aufliegt und damit das Ventil verschließt. Erst wenn durch weitere Druckluftzufuhr der Druck im Kolbenvorraum30 größer ist als der Gegendruck des Überström- bzw. Rückschlagventils21 kann die Druckluft oder das entsprechende Gas über die Verbindungsleitung22 auch in den Druckbehälter1 gelangen. Erreicht wird diese Druckluftzufuhr zuerst zum Kolbenvorraum und erst dann in den Druckluftbehälter durch einen entsprechenden Federdruck des Überström- bzw. Rückschlagventils21 , wodurch im Kolbenvorraum30 immer ein höherer Druck als im Behälter1 herrscht. Dadurch baut sich in dem Druckbehälter1 ein Vorrat an Druckluft oder entsprechendem Gas auf, bis der gewünschte Druck, der durch das Überstrom- bzw. Rückschlagventil23 eingestellt wird, erreicht ist. Soll das Luftstoßgerät schlagartig ausgeblasen werden, wird das 3/2-Wegeventil19 in die in1 dargestellte Stellung gebracht, so dass der Kolbenvorraum30 über die Entlüftung20 entlüftet wird und der Kolben13 auf Grund des Drucks im Druckbehälter1 in die in1 gezeigte Position zurückschnellt, so dass das in dem Druckbehälter1 gespeicherte Gas schlagartig über das Ausblasrohr7 entweichen kann. - Die
2 zeigt in einer ähnlichen Darstellung wie die1 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Luftstoßgerätes, bei dem im wesentlichen nur die Steuerungselemente für die Ventileinheit in den Deckel15 integriert worden sind. Entsprechend sind ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie bei der Ausführungsform der1 . Ein weiterer Unterschied zur Ausführungsform der1 besteht in der Verbindung zwischen Ventilzylinder12 und Ventilausgangsstutzen9 . Hier ist das Ausblasrohr7 über den Ventilausgangsstutzen9 nicht mit dem Ventilzylinder12 verschraubt, sondern der Ventilausgangsstutzen9 ist über Stiftverbindungen28 oder auch entsprechende Schraubverbindungen mit dem Ventilzylinder12 verbunden. - Darüber hinaus sind bei dieser Darstellung die Abdichtung des Kolbenvorraums
30 durch die Dichtung24 zwischen Ventilzylinder12 und Stutzen14 des Deckels15 sowie die Dichtungen25 und26 am Kolben13 deutlich dargestellt. Aufgrund dieser Dichtungsanordnung mit den Dichtungen24 ,25 und26 wird erreicht, dass ein besonders dichter Kolbenvorraum30 erreicht wird, der insbesondere beim Verschließen der Ventileinheit und somit des Druckbehälters1 von besonderer Bedeutung ist, da damit ein Ausströmen der anstehenden Druckluft oder des entsprechenden Gases aus dem Kolbenvorraum über den Druckbehälter oder das Ausblasrohr7 und somit ein nicht ordnungsgemäßes Schließen der Ventileinheit vermieden werden kann. - Die
3 bis5 zeigen an einer weiteren Ausführungsform, die sich im wesentlichen lediglich durch die konstruktive Anordnung einzelner Elemente der Ventilsteuerung von den vorangegangenen Ausführungsformen unterscheidet, wie das erfindungsgemäße Luftstoßgerät in den verschiedenen Betriebszuständen Füllen, Abschießen und Entlüften arbeitet. - In der
3 ist der Betriebszustand Füllen gezeigt, wobei die Pfeile die Luft- bzw. Gasführung anzeigen. Wie bereits in1 geschildert, wird über die Luft- bzw. Gaszufuhr16 und das Rückschlagventil18 durch den Vorratsbehälter17 die Luft bzw. das Gas in den Kolbenvorraum30 geführt, wobei das 3/2-Wegeventil so gestellt ist, dass eine entsprechende Verbindung vorhanden ist. Sobald im Kolbenvorraum30 ein entsprechend hoher Druck aufgebaut ist, wird über das Rückschlagventil21 und die Verbindungsleitung22 der Druckbehälter gefüllt. - Durch das Rückschlagventil
18 und Überströmventil21 wird sichergestellt, dass auch bei Druckabfall in der Versorgungsleitung16 immer im Kolbenvorraum30 ein ausreichender Kolbenschließdruck erhalten bleibt. - Für den Abschuss wird, wie in
4 gezeigt ist, das 3/2-Wegeventil19 in eine Stellung gebracht, in der der Kolbenvorraum30 mit der Entlüftung20 verbunden ist. Dadurch wird der Kolben13 durch den anstehenden Druck im Druckbehälter1 in Richtung des Ventilzylinderdeckels15 verschoben, so dass die Luft oder das Gas, die in dem Druckbehälter1 enthalten ist, über das Ausblasrohr7 schlagartig entweichen kann. - Unter Umständen ist es auch erforderlich den Druckbehälter
1 z. B. in Notfällen auch ohne Abschuss zu entlüften. Hierzu kann das unter Druck stehende Gas im Druckbehälter1 über die Verbindungsleitung22 , das Überström- bzw. Rückschlagventil23 und ein entsprechendes Ventil31 in der Zuführleitung16 entweichen.
Claims (11)
- Luftstoßgerät zum schlagartigen Ausstoßen von gasförmigen Medien, vorzugsweise Luft oder Inertgase, insbesondere zur Lösung von Anbackungen und Beseitigung von Fließproblemen in verfahrenstechnischen Geräten, wie Silos und dergleichen mit einem Druckbehälter (
1 ) zum Aufbewahren des gasförmigen Mediums unter Druck und einer Ventileinheit mit Zylinder (12 ) und darin beweglichem Kolben (13 ) zum schlagartigen Ausblasen des gespeicherten Mediums, wobei die Ventileinheit im wesentlichen innerhalb des Druckbehälters (1 ) angeordnet ist und ein Ausblasrohr (7 ) schließen und öffnen kann, über welches das gasförmige Medium ausgeblasen wird, und wobei die Austrittsseite des Ausblasrohres an einer Seite des Druckbehälters angeordnet ist und die das Ausblasrohr verschließende Ventileinheit an der gegenüberliegenden Seite des Druckbehälters vorgesehen ist, so dass sich das Ausblasrohr im Wesentlichen durch den Druckbehälter (1 ) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit (12 ,13 ) und das Ausblasrohr (7 ) jeweils lösbar in dem Druckbehälter (1 ) angeordnet sind. - Luftstoßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ventileinheit (
12 ,13 ) zwischen Kolben (13 ) und einem den Ventilzylinder (12 ) gegenüber der Ventilaustrittsseite abschließenden Deckel (15 ) ein Kolbenvorraum (30 ) ausgebildet ist, wobei die Zufuhr des gasförmigen Mediums so gestaltet ist, dass zunächst der Kolbenvorraum (30 ) des Ventilzylinders (12 ) zwischen Ventilkolben (13 ) und Deckel (15 ) beaufschlagt wird und erst nachfolgend der Druckbehälter (1 ). - Luftstoßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenvorraum (
30 ) und der Druckbehälter (1 ) über eine Leitung mit einem Überström- und Rückschlagventil (21 ) verbunden sind. - Luftstoßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilzylinder (
12 ) einen der Ventilaustrittsseite gegenüberliegenden Deckel (15 ) umfasst, der insbesondere über einen umlaufenden Stutzen (14 ) auf den Ventilzylinder (12 ) gesteckt ist, wobei zwischen Zylinderwand und Deckelstutzen eine Dichtung (24 ) insbesondere in Form eines O-Rings vorgesehen ist, über den Deckel (15 ) und Ventilzylinder (12 ) gasdicht miteinander verbunden sind, so dass ein dichter Kolbenvorraum (30 ) ausgebildet ist. - Luftstoßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der Ventilaustrittsseite gegenüberliegenden Deckel (
15 ) des Ventilzylinders (12 ) die Elemente der Ventilsteuerung, wie 3/2-Wegeventil (19 ), Rückschlagventile(18 ,21 ,23 ), Verbindungsleitungen (22 ) oder dergleichen oder Teile davon integriert sind. - Luftstoßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilzylinder (
12 ) mit dem Ausblasrohr (7 ) lösbar verbunden ist, insbesondere über Stiftverbindungen (28 ) oder durch Verschraubung (11 ). - Luftstoßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Ventilzylinder (
12 ) und Ausblasrohr (7 ) ein Ventilausgangsstutzen (9 ) als Ventilsitz insbesondere aus Chrom-Nickel-Stahl vorgesehen ist, der insbesondere mit dem Ausblasrohr (7 ) fest verbunden, vorzugsweise verschweißt ist. - Luftstoßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Behälterböden des Druckbehälters (
1 ) mindestens ein, vorzugsweise zwei Blockflansche (3 ,4 ) vorgesehen sind, wobei mit dem mindestens einen Blockflansch (3 ) das Ausblasrohr (7 ) vorzugsweise über einen oder mehrere Befestigungsflansche (5 ,6 ) lösbar verbunden, vorzugsweise verschraubt ist, und wobei vorzugsweise an dem zweiten Blockflansch (4 ) die Ventileinheit (12 ,13 ) insbesondere über einen Deckel (15 ) angeordnet, insbesondere verschraubt ist. - Luftstoßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Austrittsöffnung (
27 ) der Ventileinheit (12 ,13 ) oder des Ventilausgangsstutzen (9 ) kleiner als der Durchmesser des Ausblasrohres (7 ) sein kann, wobei insbesondere die Länge des Ausblasrohres ein Mehrfaches seines Durchmessers betragen kann. - Luftstoßgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (
27 ) der Ventileinheit kontinuierlich, stufenartig oder schrittweise auf den Durchmesser des Ausblasrohrs (7 ) erweitert werden kann, und zwar insbesondere im Bereich des Ventilausgangsstutzen (9 ). - Luftstoßgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilausgangsstutzen (
9 ) eine Durchtrittsöffnung (29 ) für das ausströmende gasförmige Medium aufweist, welche einen kleineren Durchmesser als das Ausblasrohr (7 ) und die Austrittsöffnung (29 ) des Flansches (5 ,6 ) aufweisen kann.
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R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: BOCKHORNI & BRUENTJEN PARTNERSCHAFT PATENTANWA, DE Effective date: 20121119 Representative=s name: BOCKHORNI & KOLLEGEN PATENT- UND RECHTSANWAELT, DE Effective date: 20121119 |
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