DE2123519A1 - Spray nozzle with circulation chamber - Google Patents
Spray nozzle with circulation chamberInfo
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Description
Sprühdüse mit Umlaufkammer Die Erfindung betrifft eine Sprühdüse mit Umlaufkammer und tangentialem Eintrittskanal für die Vollkegelzerstäubungen, durch die also kreisförmige oder je nach Ausbildung der Austrittsöffnung der Sprühdüse auch quadratische Flächen gleichmäßig besprüht werden können. Spray nozzle with circulation chamber The invention relates to a spray nozzle with circulation chamber and tangential inlet channel for full cone atomization, by the so circular or depending on the design of the outlet opening of the spray nozzle even square surfaces can be sprayed evenly.
Eine derartige Vollkegelzerstäubung läßt sich bei den bisher bekannt gewordenen Sprühdüsen nur durch Drallkörper bzw. andere Einsätze-erzielen, die sich zwischen dem Flüssigkeitseintritt und dem Flüssigkeitsaustritt der Sprühdüse befinden und die von der Flüssigkeit durchströmt werden müssen. Diese bekannt gewordenen Sprühdüsen haben mithin den Nachteil, daß in der Flüssigkeit mitgeführte Fremdkörper, zum Beispiel Fasern, Rost, Sand, Kalkausscheidungen und dergl., die engen Durchströmkanäle der Einsätze verstopfen können und daß, je nach Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit, diese Sprühdüsen deshalb in kürzeren oder längeren Zeitabständen gereinigt werden müssen.Such a full cone atomization can be known in the past The spray nozzles can only be achieved through swirl bodies or other inserts that are between the liquid inlet and the liquid outlet of the spray nozzle and through which the liquid must flow. These have become known Spray nozzles therefore have the disadvantage that foreign bodies entrained in the liquid For example fibers, rust, sand, calcium deposits and the like, the narrow flow channels the inserts can clog and that, depending on the degree of contamination of the liquid, these spray nozzles are therefore cleaned at shorter or longer intervals have to.
Insbesondere bei Feuerschutzanlagen, die in gewissen Abständen durch kurze Sprühtests routinemäßig überprüft werden müssen, verstopfen die Düsen sehr leicht durch die in den zwischenzeitlich leeren Leitungen sich bildenden Rostteilchen und Kalkabsonderungen.Especially in the case of fire protection systems that run through at certain intervals If short spray tests need to be checked routinely, the nozzles become very clogged easily due to the rust particles that have formed in the lines that are now empty and Limescale secretion.
Es sind zwar schon Sprühdüsen mit Je einer glatten Eintritts-und Austrittsöffnung bekannt geworden, jedoch läßt sich mit diesen Sprühdüsen nur ein hohlkegeliger Sprühstrahl erzeugen; der innere Teil dieses Zerstäubungskegels bleibt also ohne Flüssigkeit.There are already spray nozzles, each with a smooth inlet and outlet opening has become known, but can only be a hollow conical spray jet with these spray nozzles produce; the inner part of this atomization cone thus remains without liquid.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sprühdüse mit Vollkegelzerstäubung zu schaffen, die zwischen dem Flüssigkeitseintritt und Flüssigkeitsaustritt keine verstopfungsempfindlichen Drallkörper oder sonstige Einsätze aufweist.The invention is based on the object of a spray nozzle with full cone atomization to create none between the liquid inlet and liquid outlet Has clogging-sensitive swirl body or other inserts.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine außerhalb des Bereiches zwischen der Einmündung des Eintrittskanales in die Umlaufkammer und der Austrittsbohrung dieser Umlaufkammer angeordnete Umlenkplatte vorgesehen ist, deren der Austrittsbohrung zugewandte Fläche so geneigt ist, daß der Radius ihres tiefsten Punktes mit der Längsachse der Sprühdüse einen Winkel von etwa 43° bildet.According to the invention this object is achieved in that an outside of the area between the confluence of the inlet channel into the circulation chamber and the outlet bore of this circulation chamber is provided with a deflector plate, whose surface facing the outlet hole is inclined so that the radius of its lowest point with the longitudinal axis of the spray nozzle forms an angle of about 43 °.
Durch diese Ausbildung der Sprühdüse gelingt es, einen vollkegeligen Sprühstrahl zu erzeugen, obwohl die Umlaufkammer in dem Bereich zwischen der Einmündung des Eintrittskanales und der Austrittsbohrung völlig frei von verstopfbaren Einsätzen ist. Damit ist erstmals unter allen Umständen die Betriebstüchtigkeit einer Sprühdüse für Vollkegelzerstäubung gesichert, ein Umstand, der insbesondere für Feuerlöschanlagen von größter Bedeutung ist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Sprühdüse besteht darin, daß ein beliebiger Vollkegel mit einem öffnungswinkel im Bereich von 150 -1300 und mit kreisförmigem oder quadratischem Sprühbild hergestellt werden kann.This design of the spray nozzle makes it possible to create a fully conical To generate spray jet, although the circulation chamber in the area between the confluence the inlet channel and the outlet bore completely free of clogged inserts is. This is the first time that a spray nozzle is operational under all circumstances secured for full cone atomization, a fact that is particularly important for fire extinguishing systems is of the utmost importance. Another major advantage of the invention Spray nozzle consists in the fact that any full cone with an opening angle im Range from 150-1300 and made with a circular or square spray pattern can be.
Nach einem weiteren Erfindungsgedanken enthält die Umlenkplatte eine axiale Mittelbohrung und mindestens zwei, vorzugsweise vier oder mehr peripher angeordnete Bohrungen. Diese Bohrungen dienen der Intensivierung der Verwirbelung der Flüssigkeit innerhalb der Umlaufkammer, wobei zu beachten ist, daß die Sprühdüse auch dann voll funktionsfähig bleibt, wenn die eine oder andere der erwähnten Bohrungen innerhalb der Umlenkplatte verstopfen sollte.According to a further concept of the invention, the baffle contains a axial central bore and at least two, preferably four or more peripherally arranged Drilling. These holes serve to intensify the swirling of the liquid inside the circulation chamber, it should be noted that the Spray nozzle remains fully functional even if one or the other of the holes mentioned should clog inside the baffle.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Achsen der peripher angeordneten Bohrungen innerhalb der Umlenkplatte um etwa 200 gegen die Senkrechte, entgegen der Drallrichtung der Flüssigkeit, geneigt. Dadurch wird erreicht, daß in der Flüssigkeit mitgeführte Schmutzteile nicht in die peripheren Bohrungen gelangen können. Der Durchmesser der Mittelbohrung wird entsprechend der gewünschten Flüssigkeits-Durchflußmenge und der Winkelweite des Sprühkegels bemessen, während der Durchmesser der peripheren Bohrungen entsprechend der gewünschten Verteilung der Flüssigkeitsmenge auf die beaufschlagte Kreis- oder Quadratfläche gewählt wird. Anstelle der peripheren Bohrungen könnte man auch in der Mantelfläche der Umlenkplatte gefräste Nuten vorsehen, die ebenfalls gegen die Drallrichtung geneigt sein können und mit der Wandung der Umlaufkammer Durchströmkanäle bilden. Die Zerstäubung einer Flüssigkeit mit der erfindungsgemäßen Sprühdüse würde auch dann einwandfrei erfolgen, wenn die peripheren Bohrungen bzw.In a further embodiment of the invention, the axes are peripheral arranged bores within the baffle by about 200 against the vertical, against the direction of swirl of the liquid, inclined. It is thereby achieved that Dirt particles entrained in the liquid do not get into the peripheral bores can. The diameter of the central hole is determined according to the desired liquid flow rate and the angular width of the spray cone, while the diameter of the peripheral Holes according to the desired distribution of the amount of liquid on the applied circular or square area is selected. Instead of the peripheral holes one could also provide milled grooves in the outer surface of the baffle plate can also be inclined against the direction of twist and with the wall of the circulation chamber Form flow channels. The atomization of a liquid with the inventive The spray nozzle would also work properly if the peripheral holes or
die Mantelnuten axparallel verliefen. In diesem Falle wäre allerdings die zusätzliche Sicherung gegen ein Verstopfen nicht mehr gegeben.the jacket grooves ran axparallel. In this case it would be the additional safeguard against clogging is no longer given.
Um eine zusätzliche Zentrierung der in die Umlaufkammer tretenden Flüssigkeit zu erzielen, kann man nach einem weiteren Erfindungsgedanken die Umlenkplatte in Höhe der Einmündung des Eintrittskanales innerhalb der Umlaufkammer anordnen und den der Austrittsbohrung der Umlaufkammer zugewandten Teil dieser Umlenkplatte im Durchmesser so verkleinern , daß zwischen der Wandung der Umlaufkammer und diesem Teil der Umlenkplatte eine Ringnut gebildet wird, die einen Teil der eintretenden Flüssigkeit aufnimmt.To an additional centering of the entering into the circulation chamber To achieve liquid, you can according to a further inventive concept, the baffle at the level of the confluence of the inlet channel within the circulation chamber and the part of this baffle plate facing the outlet bore of the circulation chamber reduce the diameter so that between the wall of the circulation chamber and this Part of the baffle an annular groove is formed, which is part of the entering Absorbs liquid.
Da die Neigung der oberen Fläche der Umlenkplatte in ihrer Lage zu dem eintretenden Flüssigkeitsstrom genau ausgerichtet sein muß, wird nach einem weiteren Erfindungsgedanken ein radial gerichteter Paßstift vorgesehen, der durch eine Bohrung des Düsenkörpers gesteckt ist und in eine Paßbohrung der Umlenkplatte eingreift. Die Umlenkplatte selbst besitzt einen durchweg gleich hohen Rand, der genau zylinderisch ausgebildet ist und mit einer Krümmung in die geneigte Fläche der Umlenkplatte übergeht. Die Umlenkplatte sitzt in einer Paßbohrung des Düsenkörpers und wird weiterhin durch eine besondere Verschlußschraube in ihrer Lage gehalten.Because the inclination of the upper surface of the baffle plate in its position to precisely aligned with the incoming liquid flow have to be, a radially directed dowel pin is provided according to a further idea of the invention, which is inserted through a hole in the nozzle body and into a fitting hole in the Deflection plate engages. The baffle itself has a consistently high level Edge that is exactly cylindrical and with a curvature in the inclined Surface of the baffle passes. The baffle sits in a fitting bore of the Nozzle body and is continued by a special screw plug in their Location held.
Die Stirnfläche dieser eben erwähnten Verschlußschraube bildet notwendigerweise einen Teil der Umlaufkammerwandung,und diese Stirnfläche ist in an sich bekannter Weise mit zwei umlaufenden Ringnuten gewölbten Querschnittes ausgerüstet, die zur Unterstützung der Zentrierung des Dralles der Flüssigkeit dienen.The face of this screw plug just mentioned necessarily forms part of the circulation chamber wall, and this end face is known per se Way equipped with two circumferential annular grooves arched cross-section, which for Serve to support the centering of the swirl of the liquid.
Durch die beschriebene Umlenkplatte innerhalb der Umlaufkammer der erfindungsgemäßen Sprühdüse tritt nur ein geringer Teil der gesamten Flüssigkeitsmenge; dennoch hat dieser durch die peripheren Bohrungen ein- und die Mittelbohrung austretende Teil der Flüssigkeit eine Intensivierung der Drallwirkung zur Folge. En weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Umlenkplatte besteht darin, daß die bei Hohlkegeldüsen zu beobachtende starke Verschleißwirkung des Luftkegels auf den Boden des Umlaufraumes beseitigt bzw. sehr stark herabgesetzt wird.Through the baffle described within the circulation chamber of the Spray nozzle according to the invention occurs only a small part of the total amount of liquid; nevertheless, it has entered through the peripheral bores and exits through the central bore Part of the liquid results in an intensification of the swirl effect. Another The main advantage of the deflection plate designed according to the invention is that that the strong wear effect of the air cone observed with hollow cone nozzles is eliminated or greatly reduced on the floor of the circulation space.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sprühdüse, Fig. 2 die Draufsicht dieser Sprühdüse, Fig. 3 einen Längsschnitt entlang der Linie A-B gemäß Fig. 2, Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie C-B gemäß Fig. 1 Fig. 5 eine schematische perspektivische Darstellung einer Sprühdüse mit eingezeichnetem Flüssigkeitsstrom und Sprühkegel.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail. 1 shows the side view of a Spray nozzle according to the invention, FIG. 2 the top view of this spray nozzle, FIG. 3 a Longitudinal section along the line A-B according to FIG. 2, FIG. 4 along a cross section the line C-B according to FIG. 1, FIG. 5 is a schematic perspective illustration a spray nozzle with drawn liquid flow and spray cone.
Gemäß den Figuren 1 - 4 besteht die Sprühdüse aus dem Düsenkörper 10, der mit einem Anschlußstutzen 11 für die Flüssigkeitszufuhr versehen ist. Dieser Anschlußstutzen 11 kann in an sich bekannter Weise mit einem Außen- oder Innengewinde ausgerüstet sein, oder mit dem nicht dargestellten Zuführungsrohr verschweißt werden. Innerhalb des Düsenkörpers 10 befindet sich die Umlaufkammer 12, deren Mittelachse senkrecht steht.According to FIGS. 1-4, the spray nozzle consists of the nozzle body 10, which is provided with a connection piece 11 for the supply of liquid. This Connection piece 11 can in a manner known per se with an external or internal thread be equipped, or be welded to the feed pipe, not shown. Inside the nozzle body 10 is the circulation chamber 12, its central axis stands vertically.
In ein Ende der hier zylinderischen Umlaufkammer 12 ist eine Paßbohrung 13 eingearbeitet, die die Umlenkplatte 14 aufnimmt.In one end of the here cylindrical circulation chamber 12 is a fitting bore 13 incorporated, which receives the deflection plate 14.
Davor ist ein Gewinde 15 angeordnet, in das die Verschlußschraube 16 greift, die die Umlenkplatte 14 in ihrer Lage hält.A thread 15 is arranged in front of it, into which the screw plug 16 engages, which holds the deflection plate 14 in place.
Um die Lage der geneigten Fläche 22 der Umlenkplatte 14 relativ zu dem eintretenden Flüssigkeitsstrom genau festlegen zu können, ist in der Höhe der Paßbohrung 13 ein Paßstift 17 eingesetzt, der in dem Düsenkörper 10 sitzt und in die Umlenkplatte 14 greift. Anstelle dieser Fixierung der Umlaufplatte mittels Paßstiftes 17 und Paßbohrung 13 könnte man auch ein Kleb- oder Schweißverfahren anordnen, um die Umlenkplatte 14 festzulegen.To the position of the inclined surface 22 of the deflection plate 14 relative to To be able to determine the entering liquid flow exactly, is in the amount of Fitting hole 13, a dowel pin 17 is used, which sits in the nozzle body 10 and in the deflection plate 14 engages. Instead of this fixation of the circulation plate by means of a dowel pin 17 and fitting bore 13 could also be used to arrange a gluing or welding process the baffle 14 to set.
Am gegenüberliegenden Ende verjüngt sich die Umlaufkammer 12 parabolisch und endet in der Austrittsbohrung 18. Die Flüssigkeit tritt durch den Eintrittskanal 19, der bei größeren Düsen einen ovalen Querschnitt haben kann, in die Umlaufkammer 12.At the opposite end, the circulation chamber 12 tapers parabolically and ends in the outlet bore 18. The liquid passes through the inlet channel 19, which can have an oval cross-section in the case of larger nozzles, into the circulation chamber 12th
Dabei verläuft der Eintrittskanal 19, im Längsschnitt gemäß Fig. 3 gesehen, genau senkrecht zur Mittelachse der Umlaufkammer 12, und er liegt, in der Querebene gemäß Fig. 4 gesehen, tangential zu der zylinderischen Umlaufkammer 12.The inlet channel 19 runs in a longitudinal section according to FIG. 3 seen, exactly perpendicular to the central axis of the circulation chamber 12, and it lies in the 4, seen tangential to the cylindrical circulation chamber 12.
Wie die Fig. 3 zeigt, befindet sich die Umlenkplatte 14 außerhalb desjenigen Bereiches der Umlaufkammer 12, der unmittelbar zwischen der Einmündung des Eintrittskanales 19 in die Umlaufkammer 12 und der Austrittsbohrung 18 liegt. Eine Verstopfung innerhalb dieses Bereiches ist mithin unmöglich.As FIG. 3 shows, the deflection plate 14 is located outside that area of the circulation chamber 12, which is directly between the confluence of the inlet channel 19 in the circulation chamber 12 and the outlet bore 18 is located. A blockage within this area is therefore impossible.
Aus Fig. 3 ist weiterhin zu ersehen, daß die nach unten weisende, der Austrittsbohrung 18 zugewandte Fläche 22 der Umlenkplatte 14 in einem Winkel von etwa 110 geneigt ist; während der Rand der Umlenkplatte 14 stets gleich hoch bleibt.From Fig. 3 it can also be seen that the downward pointing, the outlet bore 18 facing surface 22 of the deflection plate 14 at an angle is inclined from about 110; while the edge of the baffle 14 is always the same height remain.
Es ist dafür gesorgt, daß dieser Rand mit sanfter Krümmung an allen Stellen in die schräge Fläche 23 übergeht. Der gleichbleibend hohe Rand der Umlenkplatte 14 gewährleistet eine gute Zentrierung derselben innerhalb der Paßbohrung 13 des Düsenkörpers 10.It is ensured that this edge is gently curved at all Places in the inclined surface 23 merges. The consistently high edge of the baffle plate 14 ensures good centering of the same within the fitting bore 13 of the Nozzle body 10.
Die Umlenkplatte 14 enthält, wie auch die Fig. 4 erkennen läßt, eine Mittelbohrung 20 und vier periphere Bohrungen 21.The deflection plate 14 contains, as also shown in FIG. 4, a Center hole 20 and four peripheral holes 21.
Wie insbesondere die Fig. 4 erkennen läßt, sind die Mittelachsen der Bohrungen 21 in eine Ebene schräg gerichtet, so daß sie um etwa 200 gegen die senkrechte und entgegen der Drallrichtung geneigt sind. Diese Maßnahme hat, wie bereits erwähnt wurde, den Erfolg, daß Schmutzteilchen, die von der Flüssigkeit mitgerissen werden, nicht in die peripheren Bohrungen 21 eintreten können.As can be seen in particular from FIG. 4, the central axes are the Bores 21 directed obliquely in a plane so that they are about 200 against the vertical and are inclined against the direction of twist. This measure has, as already mentioned the success that dirt particles, which are carried away by the liquid, cannot enter the peripheral bores 21.
Die Einfräsung 22 in den Mantel der Umlenkplatte 14 ist so angeordnet, daß der Paßstift 17 dann eingreifen kann, wenn die Verbindungslinie des tiefsten Punktes 25 der Fläche 23 der Umlenkplatte 14 mit dem Mittelpunkt dieser Umlenkplatte 14 und der Längsachse 24 (siehe Fig. 4) der Sprühdüse einen Winkel von 430 bzw. mit der Mittelachse 26 (siehe Fig.4) einen Winkel von 1320 einschließt. In dieser Lage übt die Umlenkplatte 14 eine optimale Verwirbelungs- und Zentierungswirkung auf die Flüssigkeit aus.The milling 22 in the jacket of the baffle plate 14 is arranged in such a way that that the dowel pin 17 can intervene when the connecting line of the deepest Point 25 of the surface 23 of the baffle 14 with the center of this baffle 14 and the longitudinal axis 24 (see Fig. 4) of the spray nozzle an angle of 430 or with the central axis 26 (see FIG. 4) encloses an angle of 1320. In this Position, the deflection plate 14 exerts an optimal turbulence and centering effect on the liquid.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich,ist die Stirnfläche 27 der Verschlußschraube 16 so gewölbt, daß die durch die peripheren Bohrungen 21 tretende Flüssigkeit an dieser Stirnfläche 27 unter Drallbildung gut zentriert wird.As can be seen from Fig. 3, the end face 27 is the screw plug 16 arched so that the liquid passing through the peripheral bores 21 occurs this end face 27 is well centered with the formation of a twist.
In Fig. 5 schließlich ist das Strömungsbild der Flüssigkeit innerhalb einer erfindungsgemäß ausgebildeten Sprühdüse als gestrichelter, mit Pfeilen durchsetzter Linienzug dargestellt.Finally, in Fig. 5, the flow pattern of the liquid is within a spray nozzle designed according to the invention as a dashed one interspersed with arrows Line shown.
Die Flüssigkeit tritt danach durch den Eintrittskanal 19 in die Umlaufkammer 12 und wird wegen der tangentialen Einströmung dort in Rotation versetzt. Ein Teil der Flüssigkeit tritt ferner durch die peripheren Bohrungen 21 der Umlenkplatte 14 in den Raum zwischen dieser Umlenkplatte 14 und der Stirnfläche 27 der Verschlußschraube 16 ein-und strömt durch die Mittelbohrung 20, begünstigt durch den bei der Rotation der in der Umlaufkammer 12 strömenden Flüssigkeit entstehenden Sog, wieder in die Umlaufkammer 12 zurück.The liquid then passes through the inlet channel 19 into the circulation chamber 12 and is set in rotation there because of the tangential inflow. A part the liquid also passes through the peripheral bores 21 of the baffle 14 in the space between this deflection plate 14 and the end face 27 of the screw plug 16 flows in and through the central bore 20, facilitated by the rotation the resulting suction in the circulation chamber 12, back into the Circulation chamber 12 back.
Der bei der Rotation der Flüssigkeit innerhalb der Umlaufkammer 12 entstehende Hohlraum im Zentrum derselben wird durch die wieder in die Umlaufkammer 12 im Gegenstrom eintretende Flüssigkeit gefüllt und dadurch eine vollkommen gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit auf den an der Austrittsbohrung 18 entstehenden vollkegeligen Sprühstrahl 28 und damit auf die gesamte beaufschlagte Fläche erreicht.During the rotation of the liquid within the circulation chamber 12 resulting cavity in the center of the same is through the back into the circulation chamber 12 liquid entering in countercurrent and thus a completely uniform one Distribution of the liquid to the fully conical shape formed at the outlet bore 18 Spray jet 28 and thus achieved on the entire acted upon area.
Es wird ferner durch die geschilderten Strömungsverhältnisse gewährleistet, daß die bei Hohlkegeldüsen auftretende Verschleißwirkung des Lufthohlraumes auf den Boden der Umlaufkammer beseitigt bzw. sehr stark gemindert wird. Eine erfindungsgemäß ausgebildete Sprühdüse hat mithin bei gesteigerter Betriebssicherheit auch eine bedeutend längere Lebensdauer als eine herkömmliche Sprühdüse.It is also ensured by the described flow conditions, that the wear effect of the air cavity occurring with hollow cone nozzles the bottom of the circulation chamber is eliminated or greatly reduced. One according to the invention trained spray nozzle therefore also has one with increased operational reliability significantly longer service life than a conventional spray nozzle.
Ansprüche Expectations
Claims (1)
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| DE19712123519 DE2123519C3 (en) | 1971-05-08 | Spray nozzle with circulation chamber |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19712123519 DE2123519C3 (en) | 1971-05-08 | Spray nozzle with circulation chamber |
Publications (3)
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| DE2123519B2 DE2123519B2 (en) | 1975-10-30 |
| DE2123519C3 DE2123519C3 (en) | 1976-06-10 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2123519B2 (en) | 1975-10-30 |
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Legal Events
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