DE3004678A1 - AUGER - Google Patents
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Description
METALLGESELLSCHAFT AG Ff m., 16.01.1980METALLGESELLSCHAFT AG Ff m., January 16, 1980
Reuterweg 14 MLK/OKUReuterweg 14 MLK / OKU
6000 Frankfurt/Main 1
Prov.Nr. 8514 LT6000 Frankfurt / Main 1
Prov.No. 8514 LT
FÖRDERSCHNECKEAUGER
Die Erfindung bezieht sich auf eine Förderschnecke zur mechanischen und thermischen Behandlung, insbesondere zähflüssiger, pastöser oder schlammartiger Stoffe, bestehend im wesentlichen aus einem Tragrohr mit endseitigen Lagerstellen, einem konzentrisch dazu angordneten und mit dem Tragrohr verbundenen Zwischenträger, sowie einer mit dem Zwischenträger verbundenen Hohlschnecke, wobei das Tragrohr an einem Ende einen axialen Einlass für ein dampfförmiges Wärmeträgermittel und einen ebenfalls ^axialen Auslaß für Wärmeträgermittelkondensat aufweist und zwischen dem Innenraum des Tragrohrs und der Hohlschnecke wenigstens ein Durchlaß besteht.The invention relates to a screw conveyor for mechanical and thermal treatment, in particular viscous, pasty or sludge-like substances, consisting essentially of a support tube with bearing points at the end, an intermediate carrier arranged concentrically and connected to the support tube, and a hollow screw connected to the intermediate carrier, the support tube having a axial inlet for a vaporous heat transfer medium and an also ^ axial outlet for heat transfer medium condensate has and between the interior of the support tube and the hollow screw at least one Passage exists.
Eine derartige Förderschnecke ist beispielsweise aus der DE-AS 19 21 884 bekanntgeworden. Dabei ist vorgesehen, daß der Zwischenträger die Gestalt eines Schraubenfeder-Bandes aufweist, d.h. daß zwischen den bandartigen Windungen schraubenförmig verlaufende Spalten bestehen, die von den Schneckengängen überbrücktSuch a screw conveyor has become known from DE-AS 19 21 884, for example. It is provided that that the intermediate carrier has the shape of a helical spring band, i.e. that between the There are ribbon-like windings helically running gaps that are bridged by the worm threads
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werden. Die Anordnung eines Zwischenträgers hat den Sinn, das Tragrohr möglichst weitgehend von unübersichtlichen Spannungen zu entlasten, die einerseits ■ durch das Aufschweißen der Hohlschnecke und durch unterschiedliche Wärmedehnungen im Betrieb entstehen können. Da die Hohlschnecke nicht starr mit dem Tragrohr verbunden ist, besteht außerdem leichter die Möglichkeit, durch nachträgliche Formgebung der Hohlschnecke Fertigungsungenauigkeiten auszugleichen. Schließlich kann eine derartige Förderschnecke auch wirtschaftlicher gefertigt werden, wenn deren Einsatzzweck Sonderwerkstoffe erfordert; in diesen Fällen kann das Tragrohr aus herkömmlichen, billigeren Werkstoffen gefertigt werden.will. The arrangement of an intermediate carrier has the purpose of keeping the support tube as far as possible from being confusing To relieve tension, on the one hand ■ by welding the hollow screw and by different thermal expansions can occur during operation. Because the hollow screw is not rigid with the support tube is connected, there is also more easily the possibility of subsequent shaping of the hollow screw Compensate for manufacturing inaccuracies. Finally, such a screw conveyor can also be more economical are manufactured if their intended use is special materials requires; in these cases, the support tube can be made from conventional, cheaper materials will.
Es hat sich jedoch herausgestellt, daß der Einsatz derartiger Förderschnecken in Hohlschnecken-Wärmetauschern, die als Trockner oder Aufheizer eingesetzt sind und mit Sattdampf als Wärmeträgermittel beheizt werden, die für den Wärmeübergang an das zu fördernde Gut zur Verfügung stehende Oberfläche der Förderschnecke zu einem großen Teil nicht oder nur schlecht genutzt werden kann, weil sich im Innenraum der Hohlschnecke das Kondensat des Wärmeträgermittels ansammelt und die Wärmeübertragungs-Verhältnisse stark beeinträchtigt. Bei der Auslegung von Förderschnecken muß dies berücksichtigt werden, indem eine entsprechend größere Wärmeaustauschfläche vorgesehen wird. Dies bedeutet aber, daß die Förderschnecke*damit der gesamte Hohlschneckenwärmeaustauscher verhältnismäßig groß und teuer konzipiert werden muß. * undHowever, it has been found that the use of such screw conveyors in hollow screw heat exchangers, which are used as a dryer or heater and are heated with saturated steam as a heat transfer medium that is used for the heat transfer to the material to be conveyed available surface of the screw conveyor to a large Part cannot be used or can only be used poorly because the condensate of the The heat transfer medium accumulates and the heat transfer conditions are severely impaired. When interpreting Screw conveyors must take this into account by providing a correspondingly larger heat exchange surface will. However, this means that the screw conveyor * thus the entire hollow screw heat exchanger relatively must be designed large and expensive. * and
Die unvollkommene Ausnutzung der Wärmetauschfläche der Förderschnecke muß insbesondere dann berücksichtigt werden, wenn der Hohlschneckenwärmetauscher für niedrigeThe imperfect utilization of the heat exchange surface of the screw conveyor must be taken into account, in particular, if the hollow screw heat exchanger for low
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Betriebsdrehzahlen ausgelegt ist. In diesen Fällen ist der Abtransport des anfallenden Kondensats besonders schwierig und es kommt vor, daß der InnenraumOperating speeds is designed. In these cases, the removal of the condensate is special difficult and it happens that the interior
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der Förderschnecke fast biswre Hälfte seines Volumens
mit Kondensat gefüllt ist. Infolge der dann sehr schlechten Ausnutzung der Wärmeübertragungsfläche und.
der Unterkühlung des Kondensats, kann dann häufig trotz entsprechender Überdimensionierung der Förderschnecke
die vorgesehene Aufheizung oder Trocknung des Fördergutes nicht erreicht werden.lüberj
the screw conveyor is almost half of its volume filled with condensate. As a result of the then very poor utilization of the heat transfer surface and. the undercooling of the condensate, the intended heating or drying of the conveyed material can often not be achieved despite the corresponding oversizing of the screw conveyor.
Es besteht somit die Aufgabe, bei Förderschnecken der eingangs genannten Art den Abtransport der anfallenden Kondensatmengen zu verbessern und damit die Ausnutzung der zur Wärmeübertragung zur Verfügung stehenden Fläche der Förderschnecke zu erhöhen. Gleichzeitig wird angestrebt, die Ableitung des Kondensats von der Drehzahl der Förderschnecke möglichst unabhängig zu machen, d.h. für die Auslegung von Hohl Schneckenwärmetauschern eine Förderschnecke zur Verfügung zu stellen, bei der bei allen üblicherweise vorkommenden Drehzahlen mit einer im wesentlichen gleichbleibenden aktiven Wärmeaustauschfläche gerechnet werden kann. The task of screw conveyors of the type mentioned at the outset is to remove the accumulating To improve the amount of condensate and thus the utilization of the area available for heat transfer to increase the screw conveyor. At the same time, the aim is to derive the condensate from the speed to make the conveyor screw as independent as possible, i.e. one for the design of hollow screw heat exchangers To make available screw conveyor, at all commonly occurring speeds with an im substantial constant active heat exchange surface can be expected.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die eingangs erwähnte Förderschnecke dahingehend weiterzubilden, daß im Bereich des Zwischenträgers Überströmkanäle zwischen den einzelnen Gängen der Hohlschnecke vorgesehen werden. In vorteilhafter Weiterbildung dieses Grundgedankens ist der Zwischenträger - wie bekannt - unter Freilassung eines Spaltes zwischen den einzelnen Gängen schraubenförmig auf das Tragrohr aufgewickelt und endseitig mit diesem befestigt und seinTo achieve this object, the invention proposes to further develop the previously mentioned screw conveyor to the effect that are provided in the region of the intermediate carrier overflow between the individual gears of the hollow screw. In an advantageous further development of this basic idea, the intermediate carrier is - as is known - helically wound onto the support tube, leaving a gap between the individual turns, and fastened to the latter at the end
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Spalt von der Hohlschnecke überbrückt, wobei der Zwischenträger erfindungsgemäß jedoch aus zwei übereinandergewickelten Bändern besteht und das innenliegende Band Überströmkanäle aufweist. Die Überströmkanale können aus Bohrungen im innenliegenden Band bestehen, die. im.wesentlichen parallel zur Hauptachse der Förderschnecke verlaufen. Es können aber auch Nuten im innenliegenden Band als Überströmkanäle vorgesehen werden. Diese Nuten können entweder in der Weise angeordnet sein, daß das Tragrohr oder das außenliegende Band die Abdeckung der Nuten bildet.Gap bridged by the hollow screw, but according to the invention the intermediate carrier consists of two superimposed There are bands and the inner band has overflow channels. The overflow ducts can consist of holes in the inner band that. essentially parallel to the main axis the conveyor screw run. However, grooves can also be provided in the inner band as overflow channels will. These grooves can either be arranged in such a way that the support tube or the outer one Tape that forms the cover of the grooves.
Nach einer anderen Ausführungsform können die Überströmkanäle auch in der Weise ausgebildet werden, daß der Zwischenträger aus einer Mehrzahl radial auf dem Tragrohr angeordneten Stegen und einem auf die Stege unter Freilassung eines Spaltes zwischen den einzelnen Gängen schraubenförmig aufgewickelten und endseitig befestigten Band besteht, dessen Spalt in an sich bekannter Weise von der Hohlschnecke überbrückt ist.According to another embodiment, the overflow channels can also be designed in such a way that the intermediate carrier consists of a plurality of webs arranged radially on the support tube and one on the webs leaving a gap between the individual courses helically wound and fastened at the end Band exists, the gap of which is bridged by the hollow screw in a manner known per se.
Ferner ist es möglich, die Überströmkanäle dadurch zu realisieren, daß der Zwischenträger aus einem konzentrisch zum Tragrohr angeordneten Hilfsrohr besteht, das über Abstandsleisten mit dem Tragrohr verbunden ist und Bohrungen aufweist, die den Innenraum der einzelnen Gänge der Hohlschnecke mit dem Ringraum zwischen Tragrohr und Hilfsrohr verbinden. Schließlich ist es für alle Ausführungsformen besonders zweckmäßig, wenn die Überströmkanäle ein Gefälle in Richtung Kondensatauslaß der Förderschnecke aufweisen.It is also possible to realize the overflow channels in that the intermediate carrier consists of a concentric to the support tube arranged auxiliary tube, which is connected to the support tube via spacer strips and Has bores that form the interior of the individual threads of the hollow screw with the annular space between the support tube and connect auxiliary pipe. Finally, it is particularly useful for all embodiments if the Overflow channels have a gradient in the direction of the condensate outlet of the screw conveyor.
Weitere Einzelheiten und Vorteile werden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.Further details and advantages are explained in greater detail on the basis of the exemplary embodiments shown in the figures explained.
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Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Förderschnecke mit einem als Doppelband ausgebildeten Zwi schenträger.Figure 1 shows a longitudinal section through a screw conveyor with an intermediate carrier designed as a double band.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch die Förderschnecke mit verschiedenen Ausbildungen der Überstrom- . kanäle im innenliegenden Band.Figure 2 shows a cross section through the screw conveyor with various overcurrent training. channels in the inner band.
Figur 3 zeigt im Längs- und Querschnitt eine Förderschnecke mit radialen Stegen und schraubenförmig gewickeltem Band als Zwischenträger.FIG. 3 shows, in longitudinal and cross-section, a screw conveyor with radial webs and helically wound Tape as an intermediate carrier.
Figur 4 zeigt im Längs- und Querschnitt eine Förderschnecke mit Hilfsrohr und Abstandsleisten als Zwischenträger. FIG. 4 shows, in longitudinal and cross-section, a screw conveyor with an auxiliary pipe and spacer strips as an intermediate carrier.
In Figur 1 ist das Gehäuse 20eines Hohlschneckenwärmeaustauschert» stark vereinfacht dargestellt. Das Gehäuse hat einen Einlaß 21 und einen Auslaß 22 für das zu fördernde Gut und Lagerstellen 23 und 24 für die Förderschnecke. Letztere wird an ihrem in der Darstellung rechten Ende durch einen nicht dargestellten Antrieb in Umdrehung versetzt, während ihr linkes Ende eine axiale Zuführung 19 für das Wärmeträgermittel und einen ebenfalls axialen Ablauf 18 für das Kondensat aufweist. Die Förderschnecke besteht aus einem Tragrohr T , in das rechts ein Zapfen 26 für den Antrieb eingesetzt ist undIn Figure 1, the housing 20 of a hollow screw heat exchanger is » shown in greatly simplified form. The housing has an inlet 21 and an outlet 22 for the to conveying good and storage locations 23 and 24 for the screw conveyor. The latter is driven at its right-hand end in the illustration by a drive (not shown) in FIG Rotation offset, while its left end has an axial feed 19 for the heat transfer medium and one as well having axial drain 18 for the condensate. The screw conveyor consists of a support tube T into which on the right a pin 26 is used for the drive and
25 das links mit einer Kondensatkammer verbunden ist. Auf das Tragrohr ist ein inneres Band 10 und ein äußeres Band 11 schraubenförmig unter Freilassung eines Spaltes zwischen den einzelnen Gängen aufgewickelt und endseitig mit dem Tragrohr 1 bzw. der Kondensatkamm er-Verbunden. Auf diesem Zwischenträger 2 ist die im Querschnitt drei-25 which is connected to a condensate chamber on the left. On the support tube is an inner band 10 and an outer one Band 11 wound helically leaving a gap between the individual courses and at the end connected to the support tube 1 or the condensate chamber. On this intermediate carrier 2 is the three- in cross-section
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ecksförmige Hohlschnecke 3 in der Weise befestigt, daß der Spalt 9 überbrückt wird. Das innenliegende Band 10 besitzt Überströmkanäle 4 , die im wesentlichen parallel zur Hauptachse der Förderschnecke verlaufen. Im Betrieb strömt das Wärmeträgermittel durch den Einlaß 19 in das Tragrohr 1 ein und verteilt sich durch die Bohrung 8 in den Innenraum der Hohlschnecke Bei dampfförmigen Wärmeträgermitteln erfolgt dann infolge Wärmeabgabe an das zu fördernde Gut eine mehr oder wenige starke Kondensation. Das Kondensat wurde bei Förderschnecken nach dem Stand der Technik aus dem Innenraum der Hohlschnecke durch eine zweite Bohrung 8a in das Tragrohr 1 zurückgefördert, in der Kondensatkammer 25 gesammelt und über ein Siphonrohr 27dem Auslaß 18 zugeführt. Bei der erfindungsgemäßen Förderschnecke entfällt die Bohrung 8a und das Kondensat wird durch die Überströmkanäle 4 in die Kondensatkammer gefördert. Die Überströmkanäle haben den weiteren Vorteil, daß sich das dampfförmige Wärmeträgermittel im Gegenstrom zum Kondensat durch die Überströmkanäle 4 besser auf den gesamten Innenraum der Hohlschnecke 3 verteilen kann, wodurch die Wärmeübertragungsverhältnisse weiterverbessert werden. Insbesondere werden die unvermeidlichen, nicht abzufordernde Restmengen an Kondensat nicht unterkühlt, weil sie in unmittelbarem Wärmeaustausch mit dem zuströmenden Wärmeträgermittel stehen.angular hollow screw 3 attached in such a way that the gap 9 is bridged. The inner band 10 has overflow channels 4, which are essentially run parallel to the main axis of the screw conveyor. The heat transfer medium flows through during operation the inlet 19 into the support tube 1 and is distributed through the bore 8 into the interior of the hollow screw In the case of vaporous heat transfer media, more or less heat is then given off to the material to be conveyed strong condensation. The condensate was removed from the interior of the screw conveyor according to the state of the art the hollow screw conveyed back through a second bore 8a into the support tube 1, collected in the condensate chamber 25 and fed to the outlet 18 via a siphon pipe 27. In the case of the screw conveyor according to the invention, there is no need the bore 8a and the condensate is conveyed through the overflow channels 4 into the condensate chamber. the Overflow channels have the further advantage that the vaporous heat transfer medium is in countercurrent to the condensate can better distribute through the overflow channels 4 on the entire interior of the hollow screw 3, whereby the Heat transfer conditions are further improved. In particular, the inevitable, not to be requested Residual amounts of condensate are not supercooled because they are in direct heat exchange with the inflowing Heat transfer medium.
Es hat sich gezeigt, daß bei Förderschnecken mit den erfindungsgemäßen Überströmkanälen eine wesentlich bessere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Wärmetauschfläche auch bei niedrigen Betriebsdrehzahlen möglich ist. Dazu trägt die verbesserte Kondensatabfuhr, die bessere Verteilung des Wärmeträgermittels über den Innenraum der Hohlschnecke und die Vermeidung der Unterkühlung des Restkondensate bei.It has been shown that in the case of screw conveyors with the overflow channels according to the invention, a significantly better one Utilization of the available heat exchange area is also possible at low operating speeds. The improved condensate drainage and better distribution contribute to this of the heat transfer medium via the interior of the hollow screw and the avoidance of undercooling of the residual condensate at.
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Die im Querschnitt darges'telite Förderschnecke gemäß Figur 2 weist ein Tragrohr 1, darauf aufgewickelte Bänder 10 und 11 als Zwischenträger "und die auf dem Zwischenträger befestigte Hohlschnecke 3 auf. Im innenliegenden Band 10 können als Überströmkanäle in der Grenzfläche zum Tragrohr 1 liegende Nuten 4, in der Grenzfläche zum außen-liegenden Band 11 liegende Nuten 5 oder Bohrungen 6 vorgesehen sein.The elite conveyor screw shown in cross section according to FIG. 2 has a support tube 1, tapes 10 and 11 wound thereon as intermediate carriers ″ and those on the Intermediate carrier attached hollow screw 3. In the inner band 10 can be used as overflow channels in the Grooves 4 lying at the interface to the support tube 1, grooves 4 lying in the interface to the outer band 11 Grooves 5 or bores 6 may be provided.
Bei der Ausführungsvariante gemäß Figur 3 ist wiederum ein Tragrohr 1 und ein Zwischenträger 2 vorgesehen, der aus radialen Stegen 12 und aus einem darauf schraubenförmig aufgewickelten Band 13 besteht. Auf dem Band 13 ist wie üblich die Hohlschnecke 3 befestigt. In diesem Fall werden die Überströmkanäle 7 von den Seitenflächen der Stege 12, dem Tragrohr 1 und dem Band 13 gebildet (vergl. Querschnitt). Zur besseren Übersicht ist die Bezeichnung der gegenüber den Figuren 1 und 2 unveränderten Bauteile weggelassen worden.In the embodiment according to FIG. 3, a support tube 1 and an intermediate carrier 2 are again provided, which consists of radial webs 12 and a band 13 wound thereon in a helical manner. On tape 13 the hollow screw 3 is attached as usual. In this case, the overflow channels 7 are from the side surfaces the webs 12, the support tube 1 and the band 13 formed (see. Cross section). For a better overview, the Designation of the components unchanged compared to FIGS. 1 and 2 have been omitted.
Das gleiche gilt für Figur 4. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist als Zwischenträger 2 ein Hilfsrohr 14 vorgesehen, das über Abstandsieisten 15 konzentrisch zum Trägerrohr 1 angeordnet und mit diesem verbunden ist.The same applies to Figure 4. In this embodiment, an auxiliary pipe 14 is provided as the intermediate carrier 2, that via spacer strips 15 concentric to the Support tube 1 is arranged and connected to this.
Der Innenraum der einzelnen Gänge der Hohlschnecke 3 ist über Bohrungen 16 mit dem Ringraum 17 zwischen Tragrohr 1 und Hilfsrohr 14 verbunden. Diese Bohrungen 16 bilden zusanmen mit dem Ringraum 17 die Überströmkanäle für das Kondensat.The interior of the individual threads of the hollow screw 3 is via bores 16 with the annular space 17 between the support tube 1 and auxiliary pipe 14 connected. These bores 16 together with the annular space 17 form the overflow channels for the condensate.
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In der Querschnittsdarstellung nach Figur 4 ist außerdem eingetragen, welche Kondensatpegel sich am Stand der Technik (Niveau 28) im Vergleich zur erfindungsgemäßen Ausführung (Niveau 29) höchstens einstellen können. Beim Stand der Technik liegt das niedrigste tfberlaufniveau in der Höhe der oberen Mantellinie des Tragrohrs, während es nach der Erfindung durch die untere Begrenzung der Überströmkanäle, bestimmt wird. Auf diese Weise wird demnach die gestrichelte Fläche 30 von einer Beeinträchtigung des Wärmeübergangs infolge Kondensatansammlung befreit. Dieser Flächenanteil kann je nach dem Verhältnis von Außendurchmesser der Förderschnecke zu Tragrohrdurchmesser bis zu 45 % der gesamten Wärmeübertragungsfläche ausmachen. Bezeichnet man den durch Kondensatanfall für die Wärmeübertragung praktisch ausfallenden Flächenanteil als "Verlustfläche", so ist festzustellen, daß bei Anwendung der erfindungsgemäßen Überströmkanäle die maximale "Verlustfläche" von über 70 % auf unter 30 % der gesamten Wärmeaustauschfläche reduziert wird. Die effektive Verbesserung für den Wärmeübergang ist jedoch noch größer als aus diesem Flächenvergleich ersichtlich wird, weil die gleichmäßige Verteilung des dampfförmigen Wärmeträgermittels bei Förderschnecken mit Überströmkanälen weniger beeinträchtigt ist und nur noch eine sehr geringe Unterkühlung des Kondensats eintritt.The cross-sectional view according to FIG. 4 also shows the maximum condensate levels that can occur in the state of the art (level 28) compared to the embodiment according to the invention (level 29). In the prior art, the lowest overflow level is at the height of the upper surface line of the support tube, while according to the invention it is determined by the lower limit of the overflow channels. In this way, the dashed area 30 is accordingly freed from impairment of the heat transfer due to the accumulation of condensate. Depending on the ratio of the outer diameter of the screw conveyor to the supporting tube diameter, this area portion can make up up to 45% of the total heat transfer area. If the area portion which practically fails due to the accumulation of condensate for the heat transfer is referred to as "loss area", it can be stated that when using the overflow channels according to the invention the maximum "loss area" is reduced from over 70% to less than 30 % of the total heat exchange area. The effective improvement for the heat transfer is, however, even greater than can be seen from this area comparison, because the uniform distribution of the vaporous heat transfer medium is less impaired in screw conveyors with overflow channels and only a very slight undercooling of the condensate occurs.
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PatentansprücheClaims
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Claims (9)
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CN112160217A (en) * | 2020-09-17 | 2021-01-01 | 熊莉 | Asphalt concrete mixer for highway construction |
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- 1980-02-08 DE DE19803004678 patent/DE3004678A1/en not_active Withdrawn
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Also Published As
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FR2475508B1 (en) | 1985-12-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8130 | Withdrawal |